Ravintoaineiden Digestio ja Imeytyminen RuoRa 2013 Pentti Somerharju
Luennon sisältö Yleistä digestiosta Rasvat (Lipidit) Proteiinit Hiilihydraatit Vitamiinit (B12) Kalsium Rauta
Mihin digestiota tarvitaan? Energian saantiin (glykolyysi, beta-oksidaatio) Rakennuspalikoita molekyylien synteesiin Haitallisten molekyylien ja organismien tuhoamiseen Ei aina onnistu (prionit, jotkut virukset ja bakteerit)
Digestion/imeytymisen vaihtoehdot 1 2 D 3 4 5
Missä imeytyminen tapahtuu?
Lipidien digestio??
Lipidit (Rasva = TG) + Sfingolipidit
Lipidien digestio Suussa Kielen (ligual) lipaasi => TG, DG (tärkeä vain vastasyntyneillä) Mahassa Hapan (gastric) lipaasi => TG, DG Ohutsuolessa Haiman lipaasi + ko-lipaasi => TG + DG (? %) Fosfolipaasi A => Fosfolipidit Karboksiesteraasit => kolesteroliesterit ym) Rasvojen emulgointi/dispersio Sappihapot (+amfipaattiset lipidit ja proteiinit) Mekaaninen hienonnus
Sappihapot (-suolat)
Sappisuolat ovat amfipaattisia molekyylejä
Sappihapot muuttavat vesikkelit (ja emulsiopartikkelit) miselleiksi
Emulsiopisarat pienemmiksi = tehokkaan hydrolyysin edellytys
Haiman lipaasi vaatii kolipaasin Lipaasi ei pysty kiinnittymään lipidipartikkeleihin Prokolipaasi => kolipaasi (trypsiini katalysoi) Kolipaasi kiinnittyy lipaasiin Kompleksi tartttuu emulsiopisaroihin/miselleihin TG => MG + 2 rasvahappoa kolipaasi Lipaasi
Sekoittumaton kerros (unstirred layer) -estää emulsiopratikkelien pääsyn lähelle soluja limaa + glykokalyx
Rasvahappojen soluunottoa edistävät tekijät: 1) FA:n pitoisuus korkea enterosyytien läheisyydessä 2) FA:n (ym) irtoaminen miselleistä (efflux) helpompaa 2) Alhainen ph (Na + /H + vahtaja) protonoi FA:t => varaukseton FA diffundoituu helpommin kalvon läpi ( nonionic diffusion ) 3) Solussa vapaan FA:n pitoisuus pysyy pienenä, koska ne sitoutuvat FAB-proteiineihin ja esteröidään TG:ksi ym. => konsentraatiogradientti => suosii siirtymistä soluun MG diffundoituu solukalvon läpi spontaanisti (?) Huom: Törmäys kalvoon ei ole erillinen mekanismi! Misellit eivät mene soluun!
Lipidien prosessointi enterosyyteissä
Sterolien imeytyminen Siirtyvät miselleistä enterosyytin apikaalikalvoon NPC1L1 kuljettaa soluun Esteröidään ER:ssä => Kylomikronit ABCG5/ABCG8 kuljettaa kasvisterolit (ja osan kolesterolista) ulos solusta
Kasvisterolit estävät kolesterolin imeytymistä 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..
Kolesteroli poistuu elimistöstä korpostanolina ja sappisuoloina Kolesteroli => korpostanoli (bakteerit)
Sappihappojen kierrätys -Absorboituvat ileumin loppupäässä ja paksusuolessa -Kuljetetetaan maksaan albuminiin sitoutuneena bile salts cholesterol -Eritettään uudelleen sappeen -Kierrätetään useaan kertaan aterian aikana Sherwood, Fig.16-17 8
Rasvojen imeytymishäiriöt ym. Haiman vajaatoiminta Krooninen pankreatiitti (tyyp. alkoholistit) Crohnin tauti Immuunijärjestelmän häiriötila Sitosterolemia ABCG5/8 kuljettaja viallinen Hyvin harvinainen X
Ylimäärä kolesterolia sapessa voi johtaa sappikivien muodostumiseen Altistaa: Ikä, lihavuus, nopea laihdutus (vähärasvainen ruoka), geenit Suojaa: Tyydyttämättömät rasvat, kasvisruokavalio, kuidut
Rasvojen digestion keskeiset seikat Missä tapahtuu Rasvojen emulgaatio (sappisuolat ym) => Misellit Haiman lipaasin aktivaatio (kolipaasi) => TG => MG + 2 FA Misellit pääsevät sekoittumattomaan kerrokseen MG/FA/kolesteroli diffuusion avulla solukalvoon FA:n siirtyminen soluun (kuljettaja/spontaani diffuusio) TG:n ja kolesteroliesterien synteesi => Kylomikronit Sappihappojen kierrätys takaisin maksaan Kolesterolin imeytyminen NPC1L1-proteenin välittämä Kasvisterolit/-stanolit inhiboivat kolesterolin imeytymistä
Proteiinien digestio Ravinnon ja endogeeniset proteiinit ( 50/50) Pepsiini pilkkoo mahassa 10-15% proteiinista Ohutsuolessa pilkkovat loput: Trypsiini Kymotrypsiini Elastaasi Karboksipeptidaasit A ja B (eksopeptidaaseja)
Pepsiinin aktivaatio vatsalaukussa
Haiman proteaasit aktivoidaan proteolyyttisesti ohutsuolessa Trypsinogeeni => Trypsiini (enteropeptidaasi + trypsiini) Kymotrypsiinongeeni => Kymotrypsiini (trypsiini) Proelastaasi => Elastaasi (trypsiini) Prokarboksipeptidaasit => Karboksipeptidaasit (trypsiini) Myöstrypsiini-inhibiittorit suojaavat haimaa..
Peptidien ja aminohappojen digestio ja imeytyminen sukasaumassa -Suuri joukko 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 )
Edullista absorboida peptidejä => Kuljetus soluun rajoittava vaihe..
Hartnupin tauti ja Kystinuria --Aminohapon kuljetus soluun defekti Peptidien kuljetus normaali!
Proteiinien imeytyminen M-solu - Tärkeä lähinnä vastasyntyneillä (vasta-aineiden imeytyminen äidinmaidosta => passiivinen immuniteetti)
Hiilihydraattien digestio ja imeytyminen Tärkkelys (amyloosi ja amylopektiini), glykogeeni Suussa Syljen -amylaasi (merkitys vähäinen) Ohutsuolessa Haiman -amylaasi Pilkkovat vain ei-terminaalisia -1,4-sidoksia Ei glukoosia!
Di- ja oligosakkaridien digestio kalvolla Laktaasi (=> glukoosi+galaktoosi) Maltaasi (=> glukoosi) Ma Sakkaraasi/isomaltaasi (=> glukoosi + fruktoosi)
Monosakkaridien kuljettajat SLGT1 GLUT5 GLUT2 Na,K-ATPaasi ylläpitää Na+ gradienttia
Laktoosi-intoleranssitesti
Kuidut Hajoamattomia polysakkararideja Selluloosa ( -1,4-sidokset) Ligniinit Pektiinit Lisäävät ulosteen määrää ja pehmentävät sitä - Visiblin eritysen tehokas kuituvalmiste Suojaavat mm. paksunsuolen syövältä
Rauta? - Hemirauta absorboituu tehokkaamin kuin vapaat rautaionit
B12-vitamiin (kobalamiini) Pernisiöösi anemia johtuu IF:n puutteellisesta erityksestä (parietaalisoluista)
Kalsium
Bakteerien merkitys digestiossa Pilkkovat osan hajoamattomista polysakkarideista ja muuttavat ne lyhyiksi rasvahapoiksi (C2-C6), jotka imeytyvät verenkiertoon => Lisäenergiaa Muokkaavat sappihappoja Ylläpitävät suoliston terveyttä monilla tavoin
Tentin digestio-kysymyksen vastaukseen riittävät tällä luennolla käsitellyt asiat