Hấp thu Carbohydrate

Hấp thu carbohydrate là quá trình các loại đường trong chế độ ăn, được các enzyme trong lòng ruột và bờ bàn chải phân giải thành monosaccharide, sau đó được vận chuyển qua biểu mô ruột non vào máu. Vì tế bào ruột (enterocyte) chỉ có thể hấp thu monosaccharide, nên việc tiêu hóa thành glucose, galactose và fructose là bước chuẩn bị bắt buộc cho quá trình hấp thu nhờ chất vận chuyển của chúng.

Definition

Hấp thu carbohydrate là quá trình vận chuyển xuyên biểu mô các monosaccharide trong chế độ ăn — chủ yếu là glucose, galactose và fructose — qua các tế bào ruột non, sau khi chúng được giải phóng từ tinh bột và disaccharide bởi amylase và các hydrolase bờ bàn chải.

Scope

Mục này đề cập đến quá trình tiêu hóa tinh bột và disaccharide thành monosaccharide và các chất vận chuyển màng di chuyển các loại đường đó qua tế bào ruột. Nó giải thích quá trình hấp thu glucose và galactose phụ thuộc natri và quá trình hấp thu fructose được hỗ trợ. Đây là mô tả tham khảo về sinh lý bình thường chứ không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Tinh bột và disaccharide trong chế độ ăn được phân giải thành monosaccharide có thể hấp thu như thế nào?
• Tại sao carbohydrate phải là monosaccharide trước khi chúng có thể được hấp thu?
• Tế bào ruột vận chuyển glucose và galactose ngược gradient nồng độ của chúng như thế nào?
• Fructose được hấp thu như thế nào, và đường thoát ra khỏi tế bào vào máu bằng cách nào?

Key concepts

• Monosaccharide (glucose, galactose, fructose)
• Amylase nước bọt và tụy
• Alpha-glucosidase bờ bàn chải (sucrase-isomaltase, maltase-glucoamylase)
• Chất đồng vận chuyển natri-glucose SGLT1 (vận chuyển tích cực thứ cấp)
• Chất vận chuyển hỗ trợ GLUT5 (fructose)
• Thoát ra màng đáy bên qua GLUT2
• Sự ghép nối hấp thu glucose với gradient natri

Mechanisms

Amylase trong lòng ruột phân cắt tinh bột thành oligosaccharide và dextrin giới hạn, sau đó các phức hợp alpha-glucosidase bờ bàn chải — sucrase-isomaltase và maltase-glucoamylase — cùng với maltase và các disaccharidase khác phân giải thành glucose, galactose và fructose. Glucose và galactose đi vào tế bào ruột qua màng đỉnh thông qua SGLT1, chất này ghép nối sự di chuyển vào của hai ion natri trên mỗi phân tử đường với gradient natri dốc được duy trì bởi Na+/K+-ATPase ở màng đáy bên; quá trình vận chuyển tích cực thứ cấp này cho phép tế bào tập trung các loại đường này. Fructose đi vào bằng cách khuếch tán được hỗ trợ thông qua GLUT5 theo gradient nồng độ của nó. Cả ba monosaccharide rời khỏi tế bào qua màng đáy bên thông qua GLUT2 vào khoảng kẽ và máu. Sự ghép nối chặt chẽ giữa hấp thu glucose và natri là cơ sở sinh lý của quá trình đồng hấp thu natri-glucose được khai thác bởi các dung dịch bù nước đường uống.

Clinical relevance

Sự phụ thuộc natri của quá trình vận chuyển glucose ở ruột giải thích tại sao glucose tăng cường hấp thu natri và nước, nguyên tắc đằng sau liệu pháp bù nước đường uống. Các khiếm khuyết trong các chất vận chuyển liên quan hoặc trong các disaccharidase cụ thể khiến các chất nền đường của chúng không được hấp thu và có hoạt tính thẩm thấu trong lòng ruột. Mục này mô tả cơ chế bình thường để tham khảo và không phải là lời khuyên chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Sinh lý học phân tử của quá trình vận chuyển đường ở ruột được thiết lập trong các nghiên cứu nhân bản chất vận chuyển và điện sinh lý, và được củng cố trong các bài đánh giá và sách giáo khoa lớn; với tư cách là một chủ đề sinh lý bình thường, nó không bị chi phối bởi các hướng dẫn thực hành lâm sàng.

History

Ý tưởng rằng quá trình hấp thu đường ở ruột được cung cấp năng lượng bởi gradient natri chứ không phải trực tiếp bởi ATP đã được Robert Crane đưa ra vào đầu những năm 1960 dưới dạng giả thuyết đồng vận chuyển natri, sau đó được chứng minh bằng việc nhân bản SGLT1 và nghiên cứu động học chi tiết về các chất vận chuyển natri-glucose ở người. Công trình song song về các alpha-glucosidase bờ bàn chải đã làm rõ cách tinh bột được hoàn thiện thành glucose tại bề mặt hấp thu.

Key figures

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

Seminal works

• wright-2011
• nichols-2003

Frequently asked questions

Ruột có thể hấp thu trực tiếp tinh bột hoặc disaccharide không?

Không. Chỉ monosaccharide mới được vận chuyển qua tế bào ruột, vì vậy tinh bột và disaccharide trước tiên phải được tiêu hóa thành glucose, galactose và fructose bởi amylase và các enzyme bờ bàn chải.

Tại sao việc bổ sung glucose giúp bù nước trong trường hợp tiêu chảy?

Glucose được hấp thu cùng với natri thông qua SGLT1, và nước đi theo natri đã được hấp thu một cách thẩm thấu, vì vậy dung dịch glucose và muối thúc đẩy quá trình hấp thu dịch ngay cả khi có tiêu chảy tiết.