UNIVERZITET U SARAJEVU PRIRODNO MATEMATIKI FAKULTET ODSJEK ZA BIOLOGIJU

TEMA: Resorpcija ugljikohidrata, masti i proteinaSeminarski rad iz predmeta Opa fiziologija ivotinja i ovjeka

Studenti: Begovi Jasmin Bezdrob Samra

Predmetni nastavnik: doc. dr. Maja Mitrainovi - Bruli

Sarajevo, 2012.

SADRAJ1. UVOD...........................................................................................................................1 1.1. Resorpcija ugljikohidrata ........................................................................................2 1.2. Resorpcija masti ......................................................................................................4 1.3.Resorpcija proteina...................................................................................................7 2. ZAKLJUAK...........................................................................................................9 3. LITERATURA........................................................................................................10

1. UVODNaznaajnija organska jedinjenja u eliji su ugljikohidrati, lipidi, proteini i nukleinske kiseline.Ugljikohidrati u organizmu ovjeka i ivotinja u manjoj mjeri slue kao gradivni materijal, a vie kao izvor energije. Dijele se na monosaharide, oligosaharide i polisaharide. Na digestivni sistem prerauje ugljikohidrate u glukozu ( krvni eer ). Nae tijelo koristi ovaj eer za energiju i za izgradnju stanica, tkiva i organa. Najvie glukoze troe skeletni miii. Ako doe do hiperglikemije onda glukoza odlazi u jetru gdje se deponuje u sastavu glikogena.Jetra je organ koji moe biti izvor i ue glukoze. To joj omoguava enzim glukokinaza i glukozo 6 fosfataza. ( Miholji et al., 1988. ) Zato trebamo ugljikohidrate da bismo preivjeli? Trebamo ih iz vie razloga: ugljikohidrati su glavni izvor energije, lako ih tijelo koristi, sve stanice i tkiva u naem organizmu mogi iskoristiti glukozu za stvaranje energije, potrebni su za normalan rad CNS, bubrega, mozga, miia ( ukljuujui i srce ) . Postoje odreene vrste ugljikohidrata koje organizam ne moe probaviti.Oni idu kroz probavni trakt i tjeraju otpadne materije iz tijela. U lipide se ubrajaju masti, ulja, fosfolipidi i steroidi. Oni su glavni sastojci staninih membrana. Imaju nekoliko biolokih funkcija u organizmu: predstavljaju znaajne rezervne materije i izvore energije u stanicama, izgrauju bioloke membrane i prenose signale meu stanicama. Vre resorpciju vitamina A, D, E i K. Zato trebamo masti da bismo preivjeli? Trebamo ih: za normalan rast i razvoj, to je najvie koncentrirani izvor energije. Osnovna uloga proteina je da izvedu zadatke prema uputama genetike informacije. Uestvuju u grai stanice, a kljuna uloga im je da djeluju kao enzimi koji kataliziraju gotovo sve biohemijske reakcije.Zato trebamo proteine da bismo preivjeli? Trebamo ih za rast ( pogotovo djeca, mladi i trudnice ),za popravak tkiva, imunoloki sistem, za izradu bitnih hormona i enzima, ouvanje miine mase. Sva tri ova organska jedinjenja su makronutrijenti. Oni su puni kalorija i energije. Potrebni su za rast, metabolizam i za ostale tjelesne funkcije. Nakon to smo se upoznali sa nekim osnovnim karakteristikama i funkcijama makronutrijenata prei emo na glavnu temu naeg rada a to je resorpcija ugljikohidrata, masti i proteina. Kao to znamo resorpcija je zavrni in u procesu varenja hrane. Predstavlja kretanje molekula preko gastrointestinalnog trakta u cirkulatorni sistem. Veina krajnih proizvoda probave , zajedno sa vitaminima, mineralima i vodom , se resorbuju u tankom crijevu pomou 4 mehanizma, a to su: aktivni transport, pasivna difuzija, olakana difuzija i endocitoza.1

1.1. Resorpcija ugljikohidrata Ugljikohidrati su najvanije energetske komponente u ishrani. Izvori probavljivih ugljikohidrata su krob (amiloza), eer, voe i mlijeko.Neprobavljivi ugljikohidrati nalaze se u povru, vou i itaricama (celuloza, hemiceluloza, pektin) i u mahunarkama (rafinoza). Ugljikohidrati prvo moraju biti probavljeni i resorbovani da bi se pretvorili u energiju koju tijelo moe koristiti. U digestivnom traktu ivotinja polisaharidi i oligosaharidi se razlau pod uticajem enzima do monosaharida.Gotovo svi ugljikohidrati se apsorbiraju u obliku monosaharida, mali dio u obliku disaharida, a gotovo nita u obliku polisaharida. ( Guyton, 1995 ) Razlaganje ugljikohidrata poinje pod uticajem enzima pljuvake ( salivarna amilaza ), a zavrava se u tankim crijevima pod uticajem pankreasne i crijevne amilaze ( luminalna faza ) i crijevnih disaharidaza ( intramularna faza ).Probava ugljikohidrata je brza, a resorpcija se deava u tankom crijevu. Najvei dio monosaharida ( heksoza i pentoza ) resorbuje se kroz zid duodenuma i jejunuma, prije svega u krvne kapilare. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 1 )

Slika1. Resorpcija glukoze u krvne kapilare Izvor: http://www.arthursclipart.org/medical/digestive/page_0 1.htm Resorbovani monosaharidi portalnim krvotokom odlaze u jetru ( glukoza ) gdje se transformie u glikogen.Ako je potrebno glikogen se moe ponovo razgraditi do glukoze koja prolazi u krv i slui kao energetska materija za aktivnost elije.Monosaharidi se resorbuju razliitom brzinom.Brzina resorpcije zavisi od molekulske konfiguracije, njihovog izgleda i rastvorljivosti. Prema Thorpeu resorpcija glukoze je 100, galaktoze 110, fruktoze 43, manoze 19, a ksiloze 15. Kao to vidimo najbre se resorbuju galaktoza i glukoza. Glukoza i galaktoza se u sluzokoi tankog crijeva fosforiliu ( za sebe veu fosfor ). I taj proces fosforilacije ubrzava resorpciju. ( Miholji et al., 1988 ) Konana faza resorpcije ugljikohidrata je njihov transport u epitelne elije mukoze.2

Hranjive tvari prolaze kroz crijevnu membranu na 2 naina: 1) aktivnim transportom 2) pasivnim transportom AKTIVNIM TRANSPORTOM resorbuju se glukoza i galaktoza pomou mobilnog nosaa i molekula natrijuma.Ovaj nain resorpcije zahtijeva utroak energije ( elijski ATP ) i odigrava se suprotno stepenu koncentracije te materije. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 2 )

Slika 2. Resorpcija glukoze aktivnim transportom Izvor: http://www.biochem.arizona.edu/c lasses/bioc462/462a/NOTES/LIPI DS/transport.html

PASIVNIM TRANSPORTOM se resorbuju ostali monosaharidi. Difuzijom se apsorbira malo ugljikohidrata jer su pore sluznice praktino nepropustljive za tvari topive u vodi, molekulama mase vee od 100 daltona. Npr. fruktoza moe biti resorbovana na 2 naina.Ako je njena intracelularna koncentracija niska, skoro cjelokupna fruktoza se iz crijeva resorbuje olakanom difuzijom. U protivnom fruktoza se transportuje aktivnim transportom preko mobilnog nosaa, koji se razlikuje od nosaa za Slika 3. Resorpcija fruktoze Izvor: glukozu. Kada dospije u eliju, fruktoza se pretvara u http://dc228.4shared.com/doc/cws5cX glukozu i u tom obliku ulazi u krvotok. ( Stoji, 2004 Ei/preview.html ) ( Slika 3 ) Kada konano monosaharidi uu u eliju, oni je naputaju pasivnim transportom i ulaze u krvne kapilare portalnog krvotoka. Kod preivara aktivni transport glukoze nije znaajan zato to se kod njih ugljikohidrati razlau u predeludcu.I zbog toga kod njih u tanka crijeva dospijeva samo mala koliina glukoze. Kod monogastrinih ivotinja velike koliine disaharida( saharoza, maltoza, laktoza ) se izluuju iz organizma neiskorieni putem mokrae ( osim maltoze ). ( Stoji, 2004 ) Postoje mnogi poremeaji u prometu ugljikohidrata. Hiperglikemija poveana koncentracija glukoze u krvi. Hipoglikemija smanjena koncentracija glukoze u krvi.

3

1.2. Resorpcija masti Lipidi unijeti hranom sastoje se uglavnom od triglicerida, fosfolipida, sterola i slobodnih masnih kiselina. U energetskom smislu najvei znaaj imaju trigliceridi. Veina ovih lipida su nerastvorljivi u vodi pa moraju biti emulgovani. Grubo emulgovanje se odvija jo u elucu, odakle usporeno dospijevaju u duodenum. Fino emulgovanje masti odigrava se u duodenumu u prisustvu soli unih kiselina i lecitina. Digestija lipida u crijevima odigrava se pod dejstvom pankreasne i crijevne lipaze, uz pomo unih kiselina i njihovih soli. ( Slika 4 )

Slika 4. Pankreasna i crijevna lipaza Izvor: http://www.slimmingpillpharmacy.co.uk/slimmingpilllipas einhibitors.htm Lipaza ne hidrolizuje supstance u vodenom rastvoru, ve samo u emulziji. Pankreasna lipaza djeluje na graninoj povrini voda ulje emulgovanih kapljica triglicerida, odvajajui dvije masne kiseline sa poloaja 1 i 3, ostavljajui slobodan molekul monoglicerida sa masnom kiselinom u poloaju 2. Glicerol, masne kiseline i monogliceridi resorbuju se pasivnim transportom. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 5 )

Slika 5. Glicerol i masne kiseline Izvor: http://www.phschool.com/science/biology_place/ biocoach/bioprop/glycerol.html

4

U krajnjem razlaganju masti vano je prisustvo unih soli. One djeluju poput deterdenata i pomau sastojcima koji su nerastvorljivi u vodi da preu u rastvorljivi oblik. Pri tom nastaju sloeni agregati sa unim solima lipidne micele. Lipidne micele imaju oblik kuglastih kapljica i topive su u himusu. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 6 ) Slika 6. Lipidna micela Izvor: http://en.wikipedia.org/wiki/Mi celle Micele vre transport monoglicerida i slobodnih masnih kiselina do etkastog pokrova epitela.U dodiru sa tom povrinom monogliceridi i slobodne masne kiseline difunduju kroz epitelnu membranu u eliju, naputajui jo u himusu micele unih kiselina.Nakon to uu u stanicu ulaze u glatki ER gdje se spajaju u nove trigliceride.Tu se skupljaju u kapljice zajedno sa apsorbiranim holesterolom i fosfolipidima.U tom obliku kapljica difundira do ruba epitelne stanice te se egzocitozom izlui u meustanini prostor odakle prelazi u limfu.Te kapljice tada nazivamo hilomikronima. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 7 )

Slika 7. Resorpcija masti Izvor: http://www.zuniv.net/physiology/book/chapter22.html

Glicerol nastaje pri hidrolizi neutralnih masti.Lako se resorbuje i rastvorljiv je u vodi.Nakon resorpcije koristi se za resintezu lipida koji ulaze u sastav hilomikrona. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 8 )

Slika 8. Glicerol Izvor: http://en.wikipedia.org/wiki/F ile:Glycerol-3D-balls.png

5

Masne kiseline srednjih i kratkih lanaca mogu da uu u cirkulaciju bez ulaska u hilomikrone.Kiseline srednjih lanaca vezuju se za albumine i transportuju se do jetre gdje se oksidiu i ugrauju u slobodne masti.Kiseline kratkih lanaca prelaze u eliju neesterifikovane, direktno u portalnu krv, a zatim se transportuju do jetre kao slobodne masne kiseline. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 9 ) Slika 9. Masne kiseline Izvor: http://en.wikipedia.org/wiki/Fatty_acid Holesterol prije ulaska u micele on se esterifikuje sa masnim kiselinama.Resorpcija mu je spora. Odvija se pasivnim transportom u proksimalnim dijelovima tankih crijeva.Viak holesterola se izluuje preko jetre u vidu unih kiselina. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 10 )

Slika 10. Holesterol Izvor: http://www.forthealthcare.com/cholesterol / FOSFOLIPIDI se resorbuju kao trigliceridi. Prije ulaska u eliju razlau se na glicerol, holin, masne kiseline i molekul fosfata. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 11 )

Slika 11. Molekula fosfolipida Izvor: http://bio1151b.nicerweb.com/Locked/me dia/ch05/phospholipid.html

6

SOLI UNIH KISELINA sintetiu se u jetri od holesterola. Izluuju se putem ui i ponovo reapsorbuju u distalnom dijelu ileuma. Resorpcija unih soli odvija se aktivnim transportom u krv, vene porte. U tankim crijevima se resorbuje 95% unijetih masti. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 12 )

Slika 12. una kiselina Izvor: http://en.wikibooks.org/wiki/Medic al_Physiology/Gastrointestinal_Phy siology/Digestion_%26_Absorption

1.3. Resorpcija proteina Novoroene ivotinje sisara resorbuju znatne koliine nerazgraenih proteina za razliku od odraslih. Poslije djelovanja pepsina, tripsina, himotripsina, elastaze i karboksipeptidaze u lumen tankog crijeva nastaje mjeavina oligopeptida i aminokiselina. Oligopeptidi su otporni na dejstvo pankreasnih enzima i zato se nagomilavaju u lumenu crijeva nakon obroka. Hidroliza peptida odvija se pod uticajem peptidaza. Krajnji produkt su aminokiseline, dipeptidi i tripeptidi. ( Stoji, 2004 ) ( Slika 13 )

Slika 13. Hidroliza oligopeptida Izvor: http://www.epi4dogs.com/theroleofnutrition. htm

7

Aminokiseline se resorbuju kroz epitelne elije sluzokoe tankog crijeva aktivnim transportom uz prisustvo natrija.L oblici aminokiselina aktivno se transportuju, a D oblici se resorbuju pasivnom difuzijom.Resorbovane aminokiseline se gomilaju u eliji i prolaze kroz bazalnu membranu u krvotok mehanizmom olakane difuzije.Smatra se da se veina proteina resorbuju kao dipeptidi i tripeptidi, a ne kao slobodne aminokiseline.Resorpcija aminokiselina je kod mnogih vrsta ograniena na prednji dio ileuma, a oligopeptida uglavnom na jejunumu. ( Stoji, 2004 )

8

2. ZAKLJUAKZa ivot ovjeka i ivotinja veoma su vani ugljikohidrati, masti i bjelanevine. Ove hranjive materije ne mogu se apsorbovati kroz gastrointestinalnu sluznicu u svom prirodnom obliku to znai da se moraju prethodno probaviti i razloiti. U toku rada smo zakljuili da se ugljikohidrati, masti i bjelanevine razgrauju do spojeva dovoljno malih za apsorpciju. Tako se ugljikohidrati prije resorpcije razlau do najmanjih jedinica monosaharida, lipidi do glicerola, masnih kiselina i monoglicerida, a proteini do aminokiselina. Resorpcija ne bi bila mogua bez uea organa i enzima gdje svaki od njih ima odreenu ulogu i bilo koji poremeaj u njihovoj funkciji dovodi do poremeaja resorpcije ugljikohidrata, masti i proteina. Krajnja mjesta resorbovanih hranjivih materija su krv i limfa. Sva tri makronutrijenta daju energiju koja je neophodna za funkciju tijela. Razlaganje ugljikohidrata se vri pod uticajem sljedeih enzima: salivarne amilaze, pankreasne i crijevne amilaze. Digestija lipida se vri pod uticajem pankreasne i crijevne lipaze, a proteina pod uticajem pepsina, tripsina, himotripsina, elastaze i karboksipeptidaze.U resorpciji vrlo vanu ulogu imaju aktivni i pasivni transport.Aktivnim transportom resorbuju se glukoza i galaktoza, une soli i aminokiseline ( L oblici aminokiselina ). Pasivnim transportom se resorbuju svi monosaharidi osim glukoze i galaktoze,zatim glicerol, masne kiseline i monogliceridi, i holesterol.

9

3. LITERATURAGuyton,A.C. ( 1995 ). Fiziologija ovjeka i mehanizam bolesti ( peto izdanje ). Zagreb : Medicinska naklada Stoji, V. ( 2004 ). Veterinarska fiziologija ( tree izmijenjeno i dopunjeno izdanje ). Beograd : Nauna KMD Miholji, M., Jadri, S., Winterhalter Jadri, M. ( 1988 ) Biohemija ( I izdanje ). Sarajevo: Svjetlost. Meedovi,S., Hadiselimovi, R., Masli,E. ( 2004 ). Biologija za 3. razred ope gimnazije ( I izdanje ). Sarajevo: IP Svjetlost d.d. Internet stranice: http://www.fao .org/docrep/W8079E/w8079e0k.htm ( pristupljeno 12.3.2012. ) http://www.faqs.org/nutrition/Ca-De/Carbohydrates.html#b ( pristupljeno 12.3.2012. ) http://www.rawfoodexplained.com/carbohydrates/how-carbohydrates-are-digested-and-usedby-the-body.html ( pristupljeno 12.3.2012. ) http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462a/NOTES/LIPIDS/transport.html ( pristupljeno 12.3.2012. ) http://dc228.4shared.com/doc/cws5cXEi/preview.html ( pristupljeno 12.3.2012. ) http://www.slimmingpillpharmacy.co.uk/slimmingpilllipaseinhibitors.htm ( pristupljeno 13.3.2012. ) http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/bioprop/glycerol.html ( pristupljeno 13.3.2012. ) http://en.wikipedia.org/wiki/Micelle ( pristupljeno 13.3.2012. ) http://www.zuniv.net/physiology/book/chapter23.html ( pristupljeno 13.3.2012. ) http://www.epi4dogs.com/theroleofnutrition.htm ( pristupljeno 14.3.2012. )

10