Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ.

 

В среднем в сутки взрослому человеку необходимо потребить 450 – 450 г. углеводов. Из пищевых углеводов человек потребляет около 80% крахмала, 15% -

 

 

дисахаридов (сахароза, лактоза) и около 5% моносахаридов (глю­коза, фруктоза, пентозы).

Переваривание углеводов

Расщепление крахмала и (гликогена) начинается в ротовой полости при

рН = 6,8-7,2 под действием α - амилазы слюны. Образовавшиеся декстрины и частично маль­тоза попадают в желудок, где действие α - амилазы слюны

прекращается вследствие сильно кислой реакции (рН =1,5-2,5). Расщепление продолжается в двенадцати­перстной кишке при рН = 7,8-8,4 под действием

α- амилазы панкреатической (гидролизуются α, α -1,4-О - гликозидные связи). Находящиеся в молекулах амилопектина (и гликогена) α, α -1,6-О-гликозидные связи гидролизуются амило-1,6-О-глюкозидазой и олиго-1,6-0-глюкозидазой. Образовавшиеся дисахариды—мальтоза и изомальтоза, — а также поступившие дисахариды с пищей—сахароза и лактоза—расщепляются в тонком кишечнике под действи­ем мальтазы (α, α;1,4-О-гликозидная связь), изомальта-зы (α, α -1,6-О-гликозидная связь), сахаразы (α, -β -1,2-О-гли-козидная связь) и лактазы (β - α -1,4-0-гликозидная связь) соответственно.

В пище наряду с крахмалом содержится клетчатка (целлюлоза), которая незначительно расщепляется в тол­стом кишечнике под действием β -глюкозидазы, выделяе­мой микробами.

Биологическое значение клетчатки очень велико:

- создание объема пищи;

- усиление перистальтики кишечника и продвиже­ние пищи;

- очистка ворсинок тонкого и толстого кишечника;

- усиление биосинтеза и секреции ферментов.

 

Всасывание моносахаридов

Образовавшиеся в тонком кишечнике моносахариды - глюкоза, фруктоза и галактоза - всасываются по меха­низму симпорта за счет градиента концентрации

 

катио­нов натрия, который создает Na⁺/K⁺-ATФ – аза.

Скорость всасывания отдельных моносахаридов раз­лична: глюкоза -100%, фруктоза - 42, галактоза -110, пентозы - 19.

 

Судьба всосавшихся моносахаридов

В крови содержится в норме только глюкоза, так как галактоза и фруктоза изомеризуются под действием изомераз в глюкозу. Обогащенная глюкозой кровь

через ка­пилляры кишечника ворсинок попадает в кровяную сис­тему и с током крови через воротную вену доставляется, прежде всего, в печень, а затем разносится кровью к ос­тальным органам и тканям.

Все клетки, кроме мозга, используют глюкозу при участии гормона поджелудочной железы - инсулина. На поверхности этих клеток имеются рецепторы инсулина, при их взаимодействии образуются канальцы для пере­хода глюкозы в клетки. Клетей мозга не имеют рецепто­ров для инсулина, и поглощение глюкозы из крови проте­кает путем простой диффузии.

 

Биосинтез гликогена в печени и мышцах

Прежде всего, глюкоза подвергается фосфорилированию при участии фермента гексокиназы в мышцах и глюкокиназы в печени. Далее глюкозо-6-фосфат под влияни­ем фермента фосфоглюкомутазы переходит в глюкозо -1-фосфат. Последняя вступает во взаимодействие с УТФ, образуя уридиндифосфатглюкозу (УДФ - глюкоза) и пиро-фосфат. Данная реакция катализируется ферментом

глюкозо-1-фосфатуридилилтрансферазой. На последней ста­дии происходит перенос остатка глюкозы, входящего в состав УДФ-глюкозы, на глюкозидную цепь гликогена («затравочное» количество) под действием фермента гликогенсинтазы. Образование - α, α - 1,6-О-гликозидных свя­зей катализирует фермент ветвления.

 

Распад гликогена

В присутствии гликогенфосфорилазы «α» гликоген распадается до глюкозо-1-

 

 

фосфата, который под действи­ем фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-6-фосфат (в мышцах). В печени же расщепление гликогена проте­кает до свободной глюкозы под влиянием фосфатазы, ко­торая отсутствует в мышцах.

Биосинтез и распад гликогена регулируются гормо­нами: адреналином, глюкагоном и инсулином.

Опыт 1. Кислотный гидролиз крахмала

В большую пробирку с пипеткой помещают 1 мл 0,1 % -го раствора крахмала и 20 капель 2 н. раствора сер­ной кислоты.

Нагреть на водяной бане в течение 10 мин, отбирая пипеткой каждые 2 мин в маленькие пробирки 3-4 кап­ли гидролизата и добавляя в них по 1 капле йода.

Обратить внимание на изменение окраски гидроли­зата с йодом в ходе гидролиза.

К последней пробе в боль­шой пробирке добавить 2 капли 2 н. раствора сульфата меди, а затем добавлять по каплям 2 н. раствора гидроксида натрия до образования растворимого темно-синего соединения. О чем говорит эта реакция?

Далее полученный раствор нагреть (реакция Троммера). Появляется желто-красное окрашивание (положи­тельная реакция Троммера). О чем говорит эта реакция? По ре-зультатам реакций сделать заключение о строении крахмала

Опыт 2. Растворение целлюлозы в медноаммиачном растворе

Целлюлоза - клетчатка, один из самых распространённых природных полимеров (полисахарид); главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей. Также обнаружено в организме некоторых низших беспозвоночных.

Структурной единицей целлюлозы является D- глюкопираноза, звенья которой соединены 1,4- β -гликозидными связями в линейные неразветвлённые цепи:

 

 

 

Реактивы и материалы: медно-аммиачный раствор (реактив Швейцера), целлюлоза (вата) теплая вода, подкисленная 2-3 мл концентрированной серной кислоты.

Оборудование и посуда: пробирки, стеклянные палочки, стаканы на 100 мл.

Порядок выполнения работы

В пробирку наливают 5 мл медноаммиачного раствора (реактив Швейцера), опускают в него маленький кусочек целлюлозы (ваты) и тщательно перемешивают содержимое пробирки стеклянной палочкой до полного растворения целлюлозы. Получается вязкая жидкость, ее выливают тонкой струйкой в стакан (100 мл), наполненный теплой водой, подкисленной 2-3 мл концентрированной серной кислоты. Целлюлоза выделяется из раствора в виде хлопьев.

Опыт 3. Выделение и анализ гликогена

Гликоген служит резервным углеводом животных и микроорганизмов. В организме животных гликоген содержится в печени. Значительно менее богата им мышечная ткань. В дрожжах содержание гликогена составляет до 30% (в сухом веществе).

 

 

 

В организме гликоген существует в двух формах: и слабо связанный с белками (легко экстрагируется горячей водой и растворами трихлорууксусной кислоты ТХУ).

Существуют два метода выделения гликогена. В первом случае используемую ткань обрабатывают 30% раствором гидроксида калия на кипящей водяной бане. При такой жесткой обработке ткани распадаются, большинство веществ гидролизуется, но гликоген не изменяется и может быть осаждён спиртом. Во втором случае гликоген извлекается 5% раствором уксусной кислоты. Но при этом трудно извлечь полностью гликоген, связанный с белками.

Реактивы и материалы: 0,5 гр. печени, раствор трихлоруксусной кислоты (ТХУ), раствор Люголя (в 100 мл Н₂О растворяют 20 г KJ и 10г J₂ – для

реакции с крахмалом раствор разводят в 5 раз дистиллированной водой.

Оборудование и посуда: ступка с пестиком.

 

Порядок выполнения работы

0,5 гр. печени животного помещают в ступку, добавляют туда 3 мл 5% раствора ТХУ и растирают пестиком 10 мин. Затем к экстракту добавляют 5 мл дистиллированной воды, суспензию перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр, смоченной водой. С фильтром проделывают реакцию с раствором Люголя.

Контрольные вопросы

1. Назовите основной углевод пищи человека. Его стро­ение?

2. Какова роль гликогена в организме человека?

3. В чем сходство и различие в строении крахмала и гликогена?

4. Принципы методов обнаружения: а) крахмала в рас­творе? б) гликогена?

в) продуктов гидролиза крах­мала?

 

 

Тема: ВИТАМИНЫ

Лабораторная работа № 10