Luennon sisältö Ravintoaineiden Digestio ja Imeytyminen RuoRa 2014 Pentti Somerharju Yleistä digestiosta Rasvat (Lipidit) Proteiinit Hiilihydraatit Vitamiinit (B12) Kalsium Rauta Mihin digestiota tarvitaan? Digestion vaihtoehtoiset mekanismit Energian saantiin (beta-oksidaatio, glykolyysi) Elimistön molekyylien synteesiin Esim. välttämättömät rasva- ja aminohapot Haitallisten molekyylien ja organismien tuhoamiseen Ei onnistu aina (esim. prionit) 1 2 3 4 5 D Missä imeytyminen tapahtuu? Lipidien digestio? 1
Lipidiluokat Lipidien digestio Suussa Kielen (lingual) lipaasi: TG + DG (tärkeä vain vastasyntyneillä) Mahassa (~15%) Hapan (gastric) lipaasi: TG => DG Kielen lipaasi + Sfingolipidit Ohutsuolessa (~85%) Haiman lipaasi + ko-lipaasi: TG, DG => 2-MG Fosfolipaasi A => Fosfolipidit Karboksiesteraasit=> kolesteroliesterit ym) Rasvojen emulgointi/dispersio Mekaaninen hienonnus Sappihapot (+ amfipaattiset lipidit ja proteiinit tai peptidit) Sappihapot (-suolat) Sappisuolat ovat amfipaattisia Sappisuolat muuttavat vesikkelit ja emulsiopartikkelit miselleiksi Emulsiopisaroiden pilkkoutumien on tehokkaan hydrolyysin edellytys 2
Haiman lipaasi vaatii kolipaasin Lipaasi ei pysty kiinnittymään lipidipartikkeleihin Sekoittumaton kerros (unstirred layer) estää emulsiopratikkelien pääsyn lähelle epiteelisoluja -Musiinit muodostavat geelin Prokolipaasi => kolipaasi (trypsiini katalysoi) Kolipaasi kiinnittyy lipaasiin Kompleksi tartttuu emulsiopisaroihin/miselleihin TG => MG + 2 rasvahappoa kolipaasi Lipaasi Rasvahappojen (RH) soluunottoa edistävät tekijät Lipidien prosessointi enterosyyteissä 1) RH:n pitoisuus korkeaenterosyytien läheisyydessä 2) RH:n irtoaminen miselleistä (efflux) helpompaa 2) Alhainen ph (Na + /H + vahtaja) protonoi RH:t => varaukseton RH diffundoituu helpommin kalvon läpi ( nonionic diffusion ) 3) Solussa RH:n pitoisuus pysyy pienenä, koska ne sitoutuvat FAB-proteiineihin ja esteröidään TG:ksi ym. => konsentraatiogradientti=> suosii siirtymistä soluun 4) Kuljettajaroteiinit (CD36) Huomaa: Törmäys kalvoon ei ole erillinen mekanismi! Misellit eivät mene soluun! Sterolien imeytyminen Kasvisterolit estävät kolesterolin imeytymistä Siirtyvät miselleistä enterosyytin apikaalikalvoon NPC1L1 kuljettaa soluun (+ spontaani diffusio) Esteröidään ER:ssä => Kylomikronit ABCG5/ABCG8 kuljettaa valtaosan kasvisteroleista (ei esteröidy) + osan kolesterolista takaisin luumeniin Mekanismi: 1) Syrjäyttävät kolesterolin miselleistä? 2) Kilpailevat NPC1L1 kuljettajasta? 3) Inhiboivat kolesterolin esteröitymistä solussa? => Seerumin LDL-taso alenee 10-20% - Ezetimibe inhiboi NPC1L1:tä, mutta.. 3
Kolesteroli poistuu elimistöstä korpostanolina ja sappisuoloina 1.0 0.2 Sappihappojen kierrätys -Absorboituvat ileumin loppupäässä ja paksusuolessa -Kuljetetetaan maksaan albuminiin sitoutuneena -Eritettään uudelleen sappeen bile salts cholesterol 0.8 0.4 Kolesteroli => Korpostanoli (bakteerit) 8 -Kierrätetään useaan kertaan aterian aikana (n. 90% kierräteään) -Voidaan inhiboida kationisilla polymeereillä (resiinit) => tavoitteena seerumin LDL-tason alentaminen Sherwood, Fig.16-17 Ylimäärä kolesterolia sapessa voi johtaa sappikivien muodostumiseen Muita rasvojen imeytymishäiriötiloja Haiman vajaatoiminta Krooninen pankreatiitti (tyyp. alkoholisteilla) Altistaa: Ikä, lihavuus, nopea laihdutus (vähärasvainen ruoka), geenit Suojaa: Tyydyttämättömät rasvat, kasvisruokavalio, kuidut Crohnin tauti Immuunijärjestelmän häiriötila Sitosterolemia Harvinainen ABC-G5/G8 exportteri viallinen antoomat tyypillisiä Ezetimibe auttaa (NPC1-L1:n inhibitio) X Rasvojen digestion keskeiset seikat Proteiinien digestio Tapahtuu mahassa ja ohutsuolessa Rasvojen emulgaatio (sappisuolat ym) => Misellit Haiman lipaasin aktivaatio (kolipaasi) => TG => MG + 2 RH Misellit pääsevät sekoittumattomaan kerrokseen MG/FA/kolesteroli diffundoituvat solukalvoon Näiden siirtyminen soluun (kuljettaja/spontaani diffuusio) TG:n ja kolesteroliesterien synteesi => Kylomikronit (basolat) Sappihappojen kierrätys takaisin maksaan (sappeen) Kolesterolin imeytyminen NPC1L1-proteiinin avulla Kasvisterolit ja resiinit estävät kolesterolin imeytymistä Ravinnon ja endogeeniset proteiinit ( 50/50) Pepsiini pilkkoo mahassa 10-15% proteiinista Ohutsuolessa pilkkovat loput Trypsiini Kymotrypsiini Elastaasi Karboksipeptidaasit A ja B (eksopeptidaaseja) 4
Pepsiini aktivoituu mahalaukussa Haiman proteaasit aktivoidaan proteolyyttisesti ohutsuolessa Trypsinogeeni => Trypsiini (enteropeptidaasi + trypsiini) Kymotrypsiinongeeni => Kymotrypsiini (trypsiini) Proelastaasi => Elastaasi (trypsiini) Prokarboksipeptidaasi => Karboksipeptidaasi (trypsiini) Myös trypsiini-inhibiittorit suojaavat haimaa.. => Oligopeptidejä ja aminohappoja suolen lumenissa Peptidien ja aminohappojen digestio ja imeytyminen sukasaumassa On energeettisesti edullisempaa absorboida peptidejä kuin aminohappoja -Sukasaumassa joukko erilaisia peptidaaseja -Suuri joukko kuljettajia (H + tai N + -symportti = sekund. aktivinen kuljetus) -Solussa peptidaasit pilkkovat di- ja tripeptidit aminohapoiksi -Solusta poistuu käytännössä vain aminohappoja (3 passiivista kuljettajaa ) => Kuljetus soluun rajoittava vaihe.. Hartnupin tauti ja Kystinuria -Viallinen aminohapon kuljettaja Ehjien proteiinien imeytyminen M-solu - Tärkeä lähinnä vastasyntyneillä (vasta-aineiden imeytyminen äidinmaidosta => passiivinen immuniteetti) 5
Proteiinidigestion keskeiset seikat Alkaa mahassa (pepsiini) Tapahtuu pääsosin ohutsuolessa (trypsiini ja kymotrypsiini) Proentsyymit aktiivoidaan proteolyyttisesti Sukasauman peptidaasit Absorvoituvat tri- tai dipeptideinä tai vapaina AH:na Kuljetus soluun rajoittava vaihe Epiteelisoluista poistuu vain aminohappoja Proteiinien absorbtiota vain vastasyntyneillä Hiilihydraattien digestio ja imeytyminen Tärkkelys (amyloosi ja amylopektiini), glykogeeni Suussa Syljen -amylaasi (merkitys vähäinen) Ohutsuolessa Haiman -amylaasi Amylaasit pilkkovat vain ei-terminaalisia -1,4-sidoksia => -limit dextriiniä (ei glukoosia) Oligo- ja disakkaridien digestio kalvolla Monosakkaridien kuljettajat Laktaasi (=> glukoosi+galaktoosi) Maltaasi (glykoamylaasi) (=> glukoosi) Ma Sakkaraasi-isomaltaasi (=> glukoosi + fruktoosi) SLGT1 -Gal tai Glu (+2 Na) GLUT5 -Fruktoosi GLUT2 (3 Na/2 K) - Na,K-ATPaasi poistaa Na + :ia soluista Imeytyykö laktoosi? Kuidut Hajoamattomia polysakkararideja Selluloosa ( -1,4-sidokset) Ligniinit Pektiinit Lisäävät ulosteen määrää ja pehmentävät sitä - Visiblin erityisen tehokas kuituvalmiste Kuidut estävät myös paksunsuolen syöpää 6
Hiilihdraatten digestion keskeiset seikat Rauta Syljen -amylaasi aloittaa Haiman -amylaasi tärkein Sukasumassa laktaasi, maltaasi ja sakkaraasi/isomaltaasi Vain monomeeriset sokerit imeytyvät Apikaalikalvon kuljettajat SLGT1 (Gal, Glu) ja GLUT5 (Fru) Basolateraalikalvon kuljettaja GLUT2 (kaikki sokerit) ATPaasin ylläpitämä Na + -gradientti ajava voima Kuidut eivät tyyp. hajoa => pehmentävät ulostetta Kuidut myös estävät paksusuolen syöpää - Hemirauta absorboituu tehokkaammin kuin Fe 2+ tai Fe 3+? B12-vitamiin (kobalamiini) D-vitamiini edistää kalsiumin imeytymistä Pernisiöösi anemia johtuu IF:n puutteellisesta erityksestä parietaalisoluista Bakteerien merkitys digestiossa Pilkkovat hajoamattomia polysakkarideja pääosin lyhyiksi rasvahapoiksi (C2-C6), jotka imeytyvät verenkiertoon => Lisäenergiaa Tentin digestio-kysymyksen vastaukseen riittävät tällä luennolla käsitellyt asiat Muokkaavat sappihappoja Ylläpitävät suoliston terveyttä monilla tavoin..mutta miten? 7