Всасывание углеводов

Всасывание углеводов — это процесс, при котором пищевые сахара, расщепленные до моносахаридов ферментами просвета кишечника и щеточной каймы, транспортируются через эпителий тонкой кишки в кровь. Поскольку энтероцит может абсорбировать только моносахариды, их расщепление до глюкозы, галактозы и фруктозы является обязательным условием для их опосредованного переносчиками поглощения.

Definition

Всасывание углеводов — это трансэпителиальный транспорт пищевых моносахаридов — главным образом глюкозы, галактозы и фруктозы — через энтероциты тонкой кишки, после их высвобождения из крахмала и дисахаридов под действием амилазы и гидролаз щеточной каймы.

Scope

Данная статья охватывает переваривание крахмала и дисахаридов до моносахаридов, а также мембранные переносчики, которые перемещают эти сахара через энтероциты. В ней объясняется натрий-сопряженное поглощение глюкозы и галактозы и облегченное поглощение фруктозы. Это справочное описание нормальной физиологии, а не клиническое руководство.

Core questions

• Как пищевой крахмал и дисахариды расщепляются до абсорбируемых моносахаридов?
• Почему углеводы должны быть моносахаридами, прежде чем они смогут быть абсорбированы?
• Как энтероцит транспортирует глюкозу и галактозу против их градиентов концентрации?
• Как абсорбируется фруктоза, и как сахара выходят из клетки в кровь?

Key concepts

• Моносахариды (глюкоза, галактоза, фруктоза)
• Слюнная и панкреатическая амилаза
• Альфа-глюкозидазы щеточной каймы (сахараза-изомальтаза, мальтаза-глюкоамилаза)
• Натрий-глюкозный котранспортер SGLT1 (вторично-активный транспорт)
• Облегченный переносчик GLUT5 (фруктоза)
• Базолатеральный выход через GLUT2
• Сопряжение поглощения глюкозы с градиентом натрия

Mechanisms

Просветная амилаза расщепляет крахмал до олигосахаридов и предельных декстринов, которые комплексы альфа-глюкозидаз щеточной каймы — сахараза-изомальтаза и мальтаза-глюкоамилаза — вместе с мальтазой и другими дисахаридазами расщепляют до глюкозы, галактозы и фруктозы. Глюкоза и галактоза поступают в энтероцит через апикальную мембрану посредством SGLT1, который сопрягает движение двух ионов натрия на молекулу сахара с нисходящим градиентом натрия, поддерживаемым базолатеральной Na+/K+-АТФазой; этот вторично-активный транспорт позволяет клетке концентрировать эти сахара. Фруктоза поступает путем облегченной диффузии через GLUT5 по градиенту концентрации. Все три моносахарида покидают клетку через базолатеральную мембрану посредством GLUT2 в интерстиций и кровь. Тесная связь между поглощением глюкозы и натрия является физиологической основой натрий-глюкозного со-поглощения, используемого в растворах для пероральной регидратации.

Clinical relevance

Натриевая зависимость кишечного транспорта глюкозы объясняет, почему глюкоза усиливает всасывание натрия и воды, что является принципом пероральной регидратационной терапии. Дефекты в соответствующих переносчиках или в специфических дисахаридазах приводят к тому, что их сахарные субстраты остаются невсосавшимися и осмотически активными в просвете кишечника. Данная статья описывает нормальный механизм для справки и не является диагностическим или лечебным советом.

Evidence & guidelines

Молекулярная физиология кишечного транспорта сахаров установлена в исследованиях по клонированию переносчиков и электрофизиологических исследованиях и закреплена в крупных обзорах и учебниках; как тема нормальной физиологии она не регулируется клиническими рекомендациями.

History

Идея о том, что поглощение сахара в кишечнике осуществляется за счет градиента натрия, а не непосредственно АТФ, была сформулирована Робертом Крейном в начале 1960-х годов как гипотеза натрий-котранспорта, позднее подтвержденная клонированием SGLT1 и детальным кинетическим исследованием человеческих натрий-глюкозных переносчиков. Параллельная работа над альфа-глюкозидазами щеточной каймы прояснила, как крахмал окончательно расщепляется до глюкозы на абсорбционной поверхности.

Key figures

• Ernest M. Wright
• Robert K. Crane
• Buford L. Nichols

Seminal works

• wright-2011
• nichols-2003

Frequently asked questions

Может ли кишечник напрямую абсорбировать крахмал или дисахариды?

Нет. Только моносахариды транспортируются через энтероциты, поэтому крахмал и дисахариды должны быть сначала расщеплены до глюкозы, галактозы и фруктозы амилазой и ферментами щеточной каймы.

Почему добавление глюкозы помогает регидратации при диарее?

Глюкоза абсорбируется вместе с натрием через SGLT1, и вода осмотически следует за абсорбированным натрием, поэтому раствор глюкозы и соли способствует поглощению жидкости даже при наличии секреторной диареи.