Johan Dahlin
9d186a13b2
9.5 KiB
Digestion Malin J HT25.pdf
OCR Transcript
- Pages: 20
- OCR Engine: pymupdf
- Quality Score: 1.00
Page 1
Digestion Mag-tarmkanalens nedbrytning LPG002 Malin Johansson, Professor Institutionen för Biomedicin malin.johansson@medkem.gu.se
Page 2
Digestion längs mag-tarmkanalen Kolhydrater Protein Fett Amylas (saliv) Amylas från saliv Amylas (pankreas) Epitelbundna (brush border) enzymer Olika kolhydratnedbrytande enzymer från bakterier Upplösning och mekanisk sönderdelning Denaturering, upplösning och mekanisk sönderdelning Blandning och vattenabsorption Denatureras Pepsin Proteaser (pankreas) Peptidaser (brush border) Proteinnedbrytning av bakterier Lingualt lipas Gastriskt lipas Galla Pankreatiskt lipas och co-lipas Lipidnedbrytning av bakterier Created with BioRender.com
Page 3
Viktigaste digestionen sker med enzymer i bukspott Bukspott: 0.5-2 liter/dag • Bikarbonat neutraliserar (även från Brunners körtlar) • Proteaser – Trypsin, kymotrypsin, elastas, exopeptidaser (proteiner och peptider) – Amylas (kolhydrater) – Lipas (fett) – DNAse och RNAse spjälkar nukleinsyror
Page 4
Intestinal digestion i två steg -Luminal och epitelial Luminal digestion Föda Pankreasenzymer Mindre produkter Epitelial digestion Mindre produkter Brush border enzymer Upptag Created with BioRender.com Utsöndrat mucus=diffusionsbarriär 1 Glykokalyx= Diffusionsbarriär 2
Page 5
Nedbrytning och absorption mikrobiota Digestion Absorption Viss ordning i lokalisering av enzymer och funktion
Page 6
Kolhydratnedbrytning Vi kan endast spjälka enstaka socker-socker bindningar AMY1 (A, B), saliv AMY2 (A, B), pankreas Amylas Kalciumberoende Hydrolyserar α (1-4)-bindningar mellan glukosmolekyler Amylas
Page 7
Stärkelse (glukospolymer): • Amylos (rak) • Amylopektin (grenad) Maltos Glcα1-4Glc Isomaltos Glcα1-6Glc Även längre och grenade kedjor I födan •Stärkelse, glykogen •Fibrer (inulin, pektin, β-glucan, cellulosa, kitin och lignin mm.) •Enkla socker (glukos, galaktos, fruktos, laktos, sukros mm.) Amylas Glykogen Glcα1-4Glcα1-4Glc Glcα1-6 Luminal digestion tunntarm
Page 8
Disackaridaser i entercyternas brush border membran Sackarider: Enzym: Maltos (Glc α1,4 Glc) Maltas/Sukras Isomaltos (Glc α1,6 Glc) Isomaltas Amylos (Glc α1,4 Glc)n Glukoamylas (exo) Sukros (Glc α1, 2β Fru) Sukras Trehalos (Glc 1,1α Glc) Trehalas Laktos (Gal β1,4 Glc) Laktas Glycosyl-β-ceramid Phlorizinhydrolas Sukras-isomaltas Maltas-glukoamylas Trehalas Laktas
(Phlorizinhydrolas)
4 enzymkomplex (Högst koncentration i jejunum och på över villi) GPI Socker är hydrofila och diffunderar inte i membran utan kräver transport Epithelial digestion tunntarm
Page 9
Laktosintolerans (↓ laktas) A. Hos vuxna (65% afrikaner, 5% skandinaver) Symptom: ½-4 tim efter intag av laktos • Magsmärtor, knip • Buken svullnar upp • Flatulens • Diarré B. Övergående i samband med gastroenterit
Hos både barn och vuxna, svårast för små barn (Kongenital laktosintolerans) Skador på epitel med mest uttryck ger sekundär laktasdefekt (infektion, alkohol mm) Andel vuxna som tål laktos (högt mRNA uttryck, hög aktivitet) Laktasproduktion Ålder Laktostålig Laktosintolerant Födelse Avvänjning Bakterier bryter ner laktos: Mjölksyra, Ättiksyra, koldioxid, vätgas, metangas Medfödd laktostolerans Created with BioRender.com
Page 10
Fibrer: Lösliga bryts ner av tarmbakterierna Olösliga/svårlösliga fungerar som bulkmedel Några fibrer som inte kan brytas ned av amylas Cellulosa (β-1,4-linked glucose) Kitin (β-1,4-linked GlcNAc) Pektin (α-(1–4)-linked D-galacturonic acid) β-glucan (β-(1-3)-linked-D-glucose Inulin (β-(2-1)-linked fructose + terminal glucose) Resistent stärkelse (torr, hög amylosdel) Bakterierna i tjocktarmen kan bryta ner olika kolhydrater dessa vilket ger korta fettsyror som epitelet kan ta upp (+gaser) water-insoluble dietary fibers β-glucans (a few of which are water-soluble) Cellulose cereals, fruit, vegetables (in all plants in general) Chitin in fungi, exoskeleton of insects and crustaceans Hemicellulose cereals, bran, timber, legumes Hexoses wheat, barley Pentose rye, oat Lignin stones of fruits, vegetables (filaments of the garden bean), cereals Xanthan gum production with Xanthomonas-bacteria from sugar substrates Resistant starch high amylose corn, barley, high amylose wheat, legumes, bananas, etc. Can be starch protected by seed or shell (type RS1), granular starch (type RS2) or retrograded starch (type RS3) water-soluble dietary fibers Arabinoxylan (a hemicellulose) psyllium Fructans replace or complement in some plant taxa the starch as storage carbohydrate Inulin in diverse plants, e.g. topinambour, chicory, etc. Polyuronide Pectin in the fruit skin (mainly apples, quinces), vegetables Alginic acids (Alginates) in Algae Na, K, NH4, Ca alginate Propylene glycol alginate (PGA) agar carrageen red algae Raffinose legumes Xylose Polydextrose synthetic polymer, ca. 1kcal/g Lactulose synthetic disaccharide Magnus Simrén et al. Gut 2013;62:159-176 Kolhydratnedbrytning i tjocktarm Korta fettsyror
Page 11
Proteinnedbrytning Klyver helst mellan hydrofoba och aromatiska aminosyror Pepsin initierar proteindigestionen i magsäcken Pepsinogen (zymogen) + HCl = pepsin (aspartylproteas) Pepsin Pepsinogen
Page 12
Serinproteaser utsöndras som zymogener från pankreas: Trypsin, Kymotrypsin och Elastas (endopeptidaser) Carboxypeptidaser (exopeptidaser) Trypsin aktiveras av enteropeptidas vilket sen aktiverar andra enzymer Proteasinhibitorer utsöndras från pankreas Trypsinogen Trypsin Enteropeptidas Klyvningssite Trypsin: K,R Kymotrypsin: T,W,F, L Elastas: G,V,A,L,I Karboxypeptidaser är exopeptidaser Luminal digestion tunntarm Proelastas Elastas S K Y D D
Page 13
Epithelial digestion tunntarm På epitelcellernas yta (brush border): Aminopeptidaser Karboxypeptidaser Dipeptidas (2-3 aminosyror) Upptag av aminosyror via olika transportörer (Na2+) och di-och tripeptider (H+) Slutgiltig digestion intracellulärt Proteiner/peptider som inte bryts ner och tas upp i tunntarmen används av tjocktarmens bakterier som byggstenar eller fermenteras till korta fettsyror, ammonium, fenoler, vätesulfid, aminer och indol. Proteinnedbrytning i tjocktarm Protein SCFA etc Påverkar mikrobiotans sammansättning
Page 14
Lipidnedbrytning Galla är viktigt Galla bildas i levern och lagras i gallblåsan Galla innehåller gallsyror som bildas från kolesterol (hydroxylering och konjugering) Gallsyror; Löser kolesterol Bildar små fettdroppar och miceller som gör digestion av lipas möjligt Underlättar upptag av fettlösliga vitaminer (A, D, K, E) Galla 600-1000ml/dag Hjälper till vid upptag av fett Utsöndrar även restprodukter Reglerar kolesterolhalten fosfatidylkolin Bilirubin-mono/diglukuronid ’Detoxifierade’ substanser Muciner
Page 15
Gallsyror 0,3 g gallsyror/dygn Konjugerade gallsyror IBAT/NTCP2 aktivt upptag av konjugerade gallsyror (och diffust upptag) Bakterier:
- Dekonjugering
- Dehydroxylering (=sekundära) Diffust upptag Blandning av konjugerade och dekonjugerade primära och sekundära gallsyror Hepatocyterna i levern utsöndrar primär galla +Na+ och HCO3
- (ökad volym) Kan lagras i gallblåsan och koncentreras upp till 15 gånger Tömning kontrolleras av kolecystokinin Glycocholic acid Enterohepatiska kretsloppet Kolesterol hydroxylering, konjughering AMFIPATISK (ileal sodium/bile acid cotransporter
Page 16
Emulsion av fett i födan Fosfolipider och gallsyror är amfipatiska vilket ihop med rörelser i tarmen ger fettdroppar Stor fettdroppe Små fettdroppar Lipider i födan: • Triglycerider (95%) • Fosfolipider • Kolesterol • Kolesterolester Triglycerid Mucus Epitel
Page 17
Triglycerid (triacylglycerid) Lipas Tunglipas (lingualt) (aktivt vid lägre pH, bryter ner korta TAG) Gastriskt lipas (aktivt vid högre pH – med föda, korta/mellanlånga TAG) Lipas och co-lipas från pankreas (även långa TAG) Ökad effekt av pankreaslipas först vid kontakt med lipiddroppar beklädda med gallsalt och co- lipas vilket krävs för bindning av lipas till gallsalt MAG monoacylglycerol DAG diacylglycerol Kolesterolesterhydrolas och fosfolipas A2 hydrolyserar kolesterolestrar respektive fosfolipider för att få fettsyror som kan tas upp (gallsalt behövs) Fettsyra Glycerid Lipas är vattenlösligt EMBO J. 1997;16:5531-5536 Trypsin Procolipase Ca2+ Luminal digestion X (PNLIP)
Page 18
Upptag av lipider Nedbryning gör att små miceller (mixade eller enkla) kan bildas och dessa kommer i kontakt med epitelcellerna Transformeras till triglycerides (re-esterifieras) i ER Transporteras till lymfsystemet som kylomikroner 0,08-06 μm. 500nm 2 nm DAG/MAG/FA TAG Lymfkanal i villi Gallsalter MG/FA Micell Kylomikron ER Golgi Lipoproteinpertikel Hydrofilt mucus Korta fettsyror och glycerol till blodet Lipas/TAG ökar
Page 19
Lipiddigestion, tjocktarmen Gallsalt Ca 95% av gallsyrorna tas upp via det enterohepatiska kretsloppet Gallsyror kan dekonjugeras av bakterier för diffust upptag i tjocktarmen Galla påverkar mikrobiotans sammansättning och funktion Lipider Förändrad lipidsammansättning påverkar tarmens mikrobiota som kan ge andra metaboliter Na beroende transport via NTCP transportörer
Page 20
Frågor Malin Johansson, Professor Institutionen för Biomedicin malin.johansson@medkem.gu.se