Virškinimas.
Informacija pateikta žemiau yra angliavandenių metabolizmo procesų organizme santrauka – pradedant nuo maisto virškinimo pradžios iki energijos gavimo būdų ir skaidymo, gaunant galutinius produktus. Šiame straipsnyje angliavandeniai nebebus nagrinėjami pagal sudėties grupes, todėl pirmiausia vertėtų susipažinti su straipsniu „Angliavandeniai.(visas straipsnis)„.
Žarnyno epitelinės ląstelės geba pasisavinti tik monosacharidus, t.y. pačius paprasčiausius angliavandenius. Todėl angliavandenių virškinimo proceso esmė yra fermentinė glikozidinių ryšių hidrolizė (žr.pav.). Šis procesas vyksta angliavandeniuose, kurie turi oligo- arba polisacharidinę struktūrą. Aiškumo dėlei – glikozidinis ryšys turi svarbų biologinį vaidmenį, kadangi būtent to ryšio dėka yra vykdomas kovalentinis monosacharidų surišimas į oligo- ir polisacharidų junginius. Kalbant paprasčiau, gamtoje egzistuoja keletas angliavandenių rūšių, t.y. pradedant nuo pačių paprasčiausių (monosacharidų – gliukozė, fruktozė ir kt.) iki vis sudėtingesnių (oligosacharidų ar polisacharidų).
Įvairūs sudėtingi angliavandeniai yra sudaryti iš paprastų angliavandenių grandžių. T.y. paprastųjų angliavandenių molekulinės grandys yra susijungusios į šiek tiek sudėtingesnius ir labai sudėtingus angliavandenių junginius. Taigi, organizmas negali pasisavinti sudėtingų angliavandenių junginių, todėl tam, kad angliavandeniai organizme būtų pasisavinami juos reikia suskaidyti. T.y. sudėtingesnių angliavandenių glikozidiniai ryšiai yra suardomi ir gaunami paprastieji angliavandeniai.
Žmogaus organizme angliavandenių virškinimas (hidrolizė) prasideda jau burnoje. Čia jie susmulkinami kramtant ir sumaišomi su seilėmis. Seilės, 99 % yra sudarytos iš vandens ir paprastai turi pH 6,8. Burnoje pradedamas pirminis virškinimo procesas ir tai taikoma tik polisacharidams (krakmolas, glikogenas). Prisiminkime, kad krakmolas yra polisacharidas, sudarytas iš gliukozės monomerų, kurie sujungti tam tikrais glikozidiniais ryšiais. Seilėse yra atitinkamo fermento (amilazės), kuris pradeda ardyti krakmolo vidinius glikozidinius ryšius. Žinoma burnos ertmėje nėra galimas visiškas krakmolo suskaidymas, kadangi čia fermento poveikis ganėtinai trumpas. Beje, seilių amilazės fermentas ne hidrolizuoja (ne skaido) disacharidų glikozidinių ryšių. Seilių amilazės fermento poveikis baigiasi rūgščiose skrandžio sultyse (pH 1,5-2,5), t.y. kai maistas iš burnos ertmės patenka į skrandį. Bet, maisto gumulėlio viduje fermento aktyvumas gali dar kurį laiką išsilaikyti iki to momento, kol pH nepasikeis į rūgštėjimo pusę. Skrandžio sultys neturi fermentų skaidančių angliavandenius, o jo turinyje yra įmanoma tik nežymi rūgšti glikozidinių ryšių hidrolizė.
Nesuskaidyto arba dalinai suskaidyto krakmolo, taipogi ir kitų maisto angliavandenių sekantys virškinimo etapai vyksta įvairiose plonosios žarnos dalyse, veikiant atitinkamiems virškinimo fermentams. Kasa į dvylikapirštę žarną išskiria sultis su daugybe fermentų, šių sulčių rūgštingumas yra nedidelis, pH 7,5-8,0 ir turi bikarbonatų (hidrokarbonatų) (HCO3–). Jos neutralizuoja rūgščią skrandžio apvirškintą maisto masę ir jau tuomet susidaro palankios sąlygos skaidyti angliavandenius. Sudėtingesni angliavandeniai skaidomi į paprastesnius, susidaro šiek tiek ir gliukozės. Beje, maisto disacharidai kaip ir burnoje, taip ir dvylikapirštėje žarnoje nėra virškinami. Maisto disacharidai, kaip ir dvylikapirštėje žarnoje susidarę disacharidai iš polisacharidų, yra virškinami plonojoje žarnoje.
Įdomumo dėlei – virškinimo proceso nereiktų išsivaizduoti kaip maisto gumulo virškinimą apsuptą skysčio, t.y. jis neplaukioja gausiame skysčio kiekyje. Virškinimo sultys su jame esančiais fermentais tik suvilgo maistą ir pradeda maisto virškinimo procesą. Pvz., plonosios žarnos sienelėse esančios liaukos išskiria virškinimo sultis, kurios į žarnyno spindį nepatenka, bet pasiskirsto žarnos paviršiuje. Ant žarnyno sienelių išsiskyrusiose sultyse gausu fermentų, virškinamas maistas liečiasi su žarnyno sienelėmis ir yra suvilgomas, virškinimas vyksta maistui susilietus su žarnyno sienele.
Virškinimas plonojoje žarnoje vadinamas membraniniu, o fermentai, kurie skaido disacharidus – karbohidrazės (sacharazė, laktazė, glikozidazė ir pan.). Veikiant šiems fermentams angliavandeniai skaidomi į paprastesnius monosacharidus, kurie jau gali būti įsiurbiami į kraują. Beje, membraninis maisto virškinimas yra glaudžiai susijęs su virškinimu žarnyno spindyje, kur maisto masė ruošiama galutiniam suvirškinimui. Bendras visų fermentinių sistemų ir fermentų poveikis užbaigia virškinti maisto oligo- ir polisacharidus susidarant monosacharidams, iš kurių pagrindinis paprastai yra gliukozė. Iš maisto angliavandenių, be gliukozės, taipogi susidaro fruktozė ir galaktozė, mažesniais kiekiais – manozė, ksilozė, arabinozė ir kt.
Reikia paminėti, kad celiuliozė pereina pro žarnyną beveik nepakeista. Bet, ji nors ir nesuvirškinta, bet suteikdama maistui papildomą apimtį ir teigiamai veikdama virškinimo procesą vaidiną pakankamai svarbų vaidmenį. Nors, storajame žarnyne celiuliozė gali būti paveikta bakterinių fermentų ir yra dalinai suskaidoma. Šie celiuliozės bakterinio skaidymo produktai svarbūs kaip žarnyno peristaltikos stimuliatorius.
Virškinimo metu susidarę monosacharidai yra pasisavinami (rezorbuojami) tuščiosios ir klubinės žarnų (plonosios žarnos dalys) epitelinėmis ląstelėmis. Jose veikia tam tikras specialus pernašos pro šių ląstelių membranas mechanizmas. Reikia paminėti, kad gliukozė ir galaktozė yra greičiau pasisavinamos nei kiti monosacharidai. Pvz., jei gliukozės pasisavinimo greitis yra lygus 100, tai galaktozės yra 107, fruktozės – 43, ksilozės -15, manozės ir arabinozės – 10. Taigi, angliavandenių rezorbcija iš žarnyno yra pakankamai greita, todėl po valgio gliukozės koncentracija kraujyje gali labai greitai padidėti (kartais iki 240-500 mg/100ml arba 13-27 mmol/l). Žinoma jei nėra jokių pasisavinimo patologijų. Gliukozės koncentracijos fiziologinės normos kraujyje yra 80-120 mg/100ml arba 3,5-5,5 mmol/l.
Pasisavinti monosacharidai (pagrinde tai yra gliukozė) ir patekę į kraujotaką, didesniąja dalimi nukeliauja į kepenis, o kita dalis patenka į kitų audinių ląsteles. Į kepenis patenkant per daug gliukozės, pačios kepenys negali to per didelio patekimo sukontroliuoti. Todėl atsiradus už fiziologines normas per didėliai gliukozės koncentracijai kraujyje vystosi hiperglikemija. Jeigu gliukozės kiekis kraujyje pasiekia 160-180 mg/100ml (8-9 mmol/l) koncentraciją, ji išsiskiria su šlapimu (gliukozurija). Bet kaip tai beskambėtų gąsdinančiai, suvalgius gausaus angliavandeniais maisto, hiperglikemija yra trumpalaikė ir nepasižymi patologijomis. Taip nutinka dėl to, kad sveiko žmogaus organizmo audiniai pakankamai greitai pasisavina gliukozę iš kraujo ir jos fiziologinės normos koncentracija išsilaiko.
Pratęsiant patologijų ir sutrikimų temą, galima pasakyti, kad angliavandenių virškinimo ir pasisavinimo sutrikimų priežastimi gali būti fermentų, kurie žarnyne dalyvauja angliavandenių hidrolizėje, defektas. T.y. tais įgimtais ar įgytais atvejais, kai žmogaus virškinimo sistema išskiria per mažai tam tikro fermento arba jis yra nepakankamai aktyvus. Kita patologijų priežastimi gali būti sutrikęs suvirškintų angliavandenių pasisavinimas žarnyno ląstelėmis. Abiem šiais atvejais atsiranda osmosinė diarėja arba osmosinis slėgis, ją gali sukelti nesuskaidyti disacharidai arba nepasisavinti monosacharidai. Šie nepanaudoti angliavandeniai patenka į distalines žarnyno dalis, kur ir pakinta slėgis. Be viso to, žarnyno spindyje likę angliavandeniai yra daliniai veikiami žarnyno bakterijomis, susidaro organinės rūgštys ir dujos. Visa tai bendrai kartu skatina vandens susikaupimą žarnyne, padidina žarnyno turinio apimtį, sukelia ir padidina peristaltiką, spazmus ir skausmus, pilvo išsipūtimą (meteorizmą).
Dažniausiai pasitaikantys sutrikimai: laktozės netoleravimas – pieno cukraus virškinimo sutrikimas;
dėl tam tikrų fermentų arba baltymų organizme trūkumo nėra tinkamai suvirškinama sacharozė;
disacharidų kaupimasis kraujyje ir audiniuose;
monosacharidų pasisavinimo sutrikimas;
ir kitokie sutrikimai, kurie gali pasitaikyti retais atvejais, pvz., po operacijų pilvo srityje gali pablogėti maisto susimaišymas su virškinimo sultimis, jų sekrecijos sumažėjimas, pagreitintas maisto praėjimas pro žarnyną ir kt.