Digestion und Resorption von Kohlenhydraten

Verdauung von Kohlenhydraten

Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate werden hauptsächlich durch Amylasen und Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme des Bürstensaums verdaut. Da Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate nur als Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate aufgenommen werden können, spalten diese Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme große Stärkemoleküle in einzelne Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate auf.

Cave: Viele Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate in der Nahrung liegen in Form von Stärke vor, die eine Mischung aus Amylose und Amylopektin ist (beide bestehen vollständig aus Glukosemolekülen):

• Amylose ist eine gerade Kette von Glukosemolekülen, die durch α-1,4-glykosidische Bindungen verbunden sind.
• Amylopektin enthält zahlreiche Verzweigungen, die durch α-1,6-glykosidische Bindungen gebildet werden.

Amylase

• Spaltung von α-1, 4-glykosidischen Bindungen zwischen Zuckermolekülen
• Es entstehen immer kleinere Polysaccharidketten, bis die meisten α-1,4-Glykosidbindungen aufgebrochen sind und übrig bleiben:
  • Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate
  • Disaccharide Disaccharide Chemie der Kohlenhydrate
  • Oligosaccharide Oligosaccharide Chemie der Kohlenhydrate
  • Unverdauliche Stärke (Zuckermoleküle, die durch andere Bindungsarten verbunden sind)
• Aktiv bei höherem pH-Wert:
  • Aktiv im Mund und im Dünndarm Dünndarm Dünndarm
  • Inaktiviert im Magen Magen Magen durch die Magensäure
• Arten und Lokalisation der Amylase:
  • Amylase im Speichen: wird im Mund von den Speicheldrüsen Speicheldrüsen Speicheldrüsen (Glandulae salivariae) ausgeschieden
  • Pankreas-Amylase: wird vom exokrinen Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion in das Duodenum Duodenum Dünndarm ausgeschieden

Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme des Bürstensaums

Bürstensaumenzyme sind membrangebundene Proteine Proteine Proteine und Peptide an der luminalen Oberfläche der Enterozyten im Dünndarm Dünndarm Dünndarm. Es gibt 4 wichtige Bürstensaumenzyme, die an der Kohlenhydratverdauung beteiligt sind.

• Isomaltase: spaltet α-1,6-glykosidische Bindungen
• Maltase:
  • Spaltet Maltose → Glucose + Glucose
  • Spaltet Maltotriose → Glucose + Glucose + Glucose
• Lactase: spaltet Lactose → Glucose + Galactose
• Sucrase-Isomaltase:
  • Spaltet Saccharose → Glucose + Fructose
  • Spaltet andere kleine Oligosaccharide Oligosaccharide Chemie der Kohlenhydrate

Resorption von Kohlenhydraten

Nach der Verdauung Verdauung Digestion und Resorption werden die Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate resorbiert und über den Pfortaderkreislauf transportiert. Der Transport im Verdauungssystem kann entweder aktiv, erleichtert oder passiv ablaufen.

• Aktiver Transport beinhaltet die Verwendung von Transporterenzymen, die Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate sogar entgegen des Konzentrationsgradienten durch die Plasmamembran transportieren. Hierbei wird Energie benötigt.
• Die erleichterte Diffusion erfolgt bei fallenden Konzentrationsgradienten mithilfe von Transmembranenzymen, die keine Energie benötigen.
• Bei dem passiven Transport bewegt sich der Zucker entlang des fallenden Konzentrationsgradienten, ohne dass dabei Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme oder Energie benötigt werden. Er ist der langsamste Transportweg.

Transporter haben spezifische Aufgaben. Sie können einen aktiven, erleichterten oder passiven Transport ermöglichen.

• Natrium/Glucose-Cotransporter 1 (Englisches Akronym: SGLT1):
  • Lokalisation in der luminalen Membran der Enterozyten im Dünndarm Dünndarm Dünndarm
  • Transportiert Glucose und Galactose in die Enterozyten
  • Benötigen einen aktiv erzeugten Natriumgradienten, für den die Natrium-Kalium-ATPase verantwortlich ist
  • Transport von 2 Natriummolekülen zusammen mit 1 Glucose- oder Galactosemolekül und Wasser
• Glucosetransporter Typ 2 (GLUT2):
  • Vorhanden in Niere, Leber Leber Leber und Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion sowie auf der basolateralen Membran des Dünndarms
  • Transportiert alle 3 primären Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate ( Glucose, Galactose und Fructose) durch erleichterte Diffusion
  • Im Hinblick auf die Absorption: GLUT2 transportiert Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate aus den Enterozyten heraus und in den interstitiellen Raum.
  • Aufgrund der Bidirektionalität Ermöglichung einer Anpassung in Abhängigkeit von den zellulären Gegebenheiten
• GLUT5: Transport von Fructose über erleichterte Diffusion

Die passive Glucoseresorption macht nur einen kleinen Teil der Resorptionsmechanismen aus. Der Großteil erfolgt im 1. Abschnitt des Dünndarms ( Duodenum Duodenum Dünndarm, Jejunum Jejunum Dünndarm).

Reihenfolge der Prozesse bei der Resorption von Monosacchariden:

• Resorption in die Enterozyten über die apikale Membran:
  • Glucose und Galactose über SGLT1
  • Fructose über GLUT5
• Freisetzung in den interstitiellen Raum durch GLUT2 an der basolateralen Membran über erleichterte Diffusion
• Aufnahme in die Kapillaren Kapillaren Kapillaren aus dem Zwischenzellraum
• Kapillaren Kapillaren Kapillaren drainieren in Venen Venen Venen → Pfortader → Leber Leber Leber zur Verstoffwechselung

Klinische Relevanz

• Lactoseintoleranz: Gastrointestinale Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption, die durch einen Mangel an Lactase verursacht wird. Lactase ist ein Enzym am Bürstensaum, das an der Digestion und Resorption von Lactose beteiligt ist. Lactose ist ein Disaccharid, das aus Glucose und Galactose besteht. Bei Betroffenen mit Lactoseintoleranz treten nach dem Verzehr von lactosehaltigen Produkten Bauchschmerzen, Diarrhö und Flatulenzen auf. Die Therapie beinhaltet das Vermeiden lactosehaltiger Produkte und gegebenenfalls eine orale Lactasesubstitution.
• Galaktosämie Galaktosämie Galaktosämie: Autosomal-rezessiv vererbter Mangel an Galactose-1-phosphat-Uridyltransferase, wodurch die Digestion von Galactose verhindert wird. Galaktosämie Galaktosämie Galaktosämie ist eine ernste Erkrankung, die bei Säuglingen früh im Leben auftritt. Sie leiden unter Lethargie, Trinkschwäche, Übelkeit, Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter, Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö), akutem Leberversagen und Ikterus Ikterus Ikterus. Die Betroffenen können neurologische Defizite wie eine Ataxie Ataxie Ataxie-Teleangiektasien entwickeln. Die Therapie besteht aus einer lebenslangen lactose- bzw. galactosefreien Ernährung und dem sofortigen Beenden der Milchernährung.
• Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus mellitus: Stoffwechselerkrankung, die durch chronische Hyperglykämien verursacht wird. Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus mellitus ist auf einen Insulinmangel oder eine Insulinresistenz zurückzuführen. GLUT4-Transporter sind insulinabhängig und helfen bei bestimmten Energiezuständen, Glucose zu speichern. Betroffene mit Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus mellitus Typ 2 leiden unter einer peripheren Insulinresistenz, wodurch sich Glucose im Blut anreichert. Dies verursacht die chronische Hyperglykämie Hyperglykämie Diabetes Mellitus, die mit dem Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus mellitus einhergeht. Zu den Symptomen gehören Polyurie Polyurie Kaliumregulation durch die Niere, Polydipsie und gesteigerter Appetit. Zu den schwerwiegenden Komplikationen von Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus mellitus gehören die diabetische Ketoazidose Diabetische Ketoazidose Diabetisches Koma, die diabetische Makroangiopathie und die diabetische Mikroangiopathie, zu der die diabetische Neuropathie Diabetische Neuropathie Chronische Komplikationen bei Diabetes mellitus, Retinopathie, Nephropathie und das diabetische Fußsyndrom gehören.