Digestione e assorbimento di carboidrati

Nutrizione

Gli alimenti hanno funzione:

• Energetica (produzione di ATP)
• Plastica (rinnovo degli organelli)
• Regolatrice (di signaling)

Il cibo viene processato dall’apparato gastrointestinale tramite attività meccanica e attività enzimatica.

• Cavo orale: masticazione coadiuvata dalla saliva che contiene anche amilasi salivare per aggredire in prima battuta i carboidrati.
• Stomaco: rimescolamento del bolo alimentare più azione HCl e pepsina per digerire le proteine.
• Intestino: movimenti peristaltici per rimescolare e far avanzare il chimo più azioni del succo pancreatico (proteasi, amilasi, lipasi) e della bile (sali biliari).

Il tenue ha le cellule con orletto a spazzola per aumentare la superficie di assorbimento più enzimi idrolitici di membrana (enteropeptidasi, disaccaridasi, fosfatasi, N-peptide) (sono tutti idrolasi cl. 3, aggiungono H₂O ai legami). Nel crasso si verifica il riassorbimento di NaCl, H₂O e sali minerali. Il non digerito viene eliminato con le feci o metabolizzato come substrato del microbiota intestinale, che produce attività enzimatiche utili all’organismo.

L’azione del succo pancreatico è il punto più importante della digestione. Il succo pancreatico contiene 30 gr di proteine. N.B.: la maggior parte degli enzimi digestivi è secreta come zimogeno.

Il processo di secrezione enzimatico è regolato da sostanze secretagoghe, che sono NT (Ach), ammine biogene (istamina), ormoni peptidici (gastrina e CCK). Il segnale dato da queste sostanze può seguire due vie:

1. Attivazione dell’adenilato ciclasi → cAMP → rilascio vescicole
2. Attivazione PLC → produzione di IP₃ → aumenta [calcio] → rilascio vescicole

Metabolismo dei carboidrati

I carboidrati si dividono in:

• Monosaccaridi: fruttosio, glucosio, galattosio
• Disaccaridi: saccarosio, lattosio, trealosio, maltosio
• Polisaccaridi: glicogeno, amido (granuli con amilosio α1,4 e amilopectina α1,6 resi accessibili con l’idratazione = gelatinizzazione)

Il raffinosio viene assunto con i legumi.

Digestione

• Glucosio e galattosio sono assorbiti tramite un simporto con Na (gradiente creato da pompa Na/K ATPasi + basolaterale). Il canale è SGLT1, che fa entrare un glucosio e fa uscire due ioni sodio. È un canale legato all'ipertensione per la sua attività di simporto con il sodio.
• Il fruttosio sfrutta il trasporto facilitato con GLUT5. All’uscita dalla cellula intestinale, tutti e tre passano da GLUT2.

GLUT

Il GLUT ha diverse isoforme. In generale, esso ha un sito specifico per interagire con il glucosio, il quale determina una variazione conformazionale, poi la chiusura del sito di legame e la sua riapertura dall’altro lato del trasportatore. GLUT è soggetto a saturazione.

• GLUT1: ubiquitaria, affine al glucosio, si satura in fretta (Kt molto bassa, quindi molto affine al glucosio)
• GLUT2: memb. basolaterale enterociti, pancreas, fegato
• GLUT3: cervello (affinità elevata) e testicoli
• GLUT4: adipe, muscolo; insulino-dipendente
• GLUT5: apice enterociti, fruttosio
• GLUT6: probabilmente ha funzione di trasporto
• GLUT7…14: non chiaro

Tra di loro i canali variano per la struttura 3D, quindi per la Kt (costante di affinità, analoga alla costante di Michaelis-Menten).

Glucosio

Il glucosio entra nella cellula e passa nel torrente circolatorio perché è una molecola polare. Per la regola «il simile scioglie il simile» il sangue può sciogliere un soluto polare quale il glucosio. Il glucosio può avere diversi destini:

• Deposito: il glucosio può essere depositato sotto forma di glicogeno nelle cellule. L’uomo non può stoccare il glucosio sotto forma di amido o saccarosio.
• Sintesi di polimeri strutturali: il glucosio può essere usato per la sintesi di componenti della ECM come i GAG.
• Via di degradazione: ossidazione tramite glicolisi ottenendo piruvato. Significato catabolico.
• Via di degradazione: ossidazione tramite la via dei pentoso fosfati ottenendo ribosio 5-P. Significato anabolico (costituirà base nucleotidi).

Entrambe le vie di degradazione avvengono nel citosol. Non tutti i tessuti usano primariamente il glucosio come fonte di energia: ad esempio, il muscolo usa anche gli acidi grassi. I tessuti che sintetizzano glucosio sono fegato e cortex renale. Il processo che porta alla formazione di glucosio partendo da molecole che non sono zuccheri è la gluconeogenesi. Permette all’uomo di non essere drasticamente dipendente dall’assunzione di zuccheri. I testicoli oltre a usare glucosio sono in grado di usare fruttosio come fonte di energia. Gli eritrociti (privi di mitocondri) dipendono esclusivamente dal glucosio.