Week 3 HC.7 - Afbraak van nutriënten in de tractus digestivus Flashcards
Functies spijsvertering
• Nodig voor afbraak macromoleculen (eiwitten, koolhydraten, vetten, polymeren) tot brokstukken
○ Verder verwerkt aan oppervlakte enterocyt voor opname
• Voorkomt antilichaamvorming tegen dieet eiwit
○ Als heel eiwit opgenomen zou worden zou er een immunorespons volgen
• Garandeert soort specifieke resynthese van ‘lichaamseigen’ macromoleculen (eiwitten. glycoproteïnen. DNA. RNA)
○ Eiwitten –> afgebroken tot aminozuren, afgegeven aan bloed
○ Polysacharaiden –> omgezet tot monosachariden, afgegeven
○ Vet
Spijsverteringsenzymen
- Wat voor type enzymen? Wat doen deze?
- Wat is hier handig aan
- Naam enzym per dieetmolecuultype(?)
- Kenmerk reactie
-Hydrolases, gebruiken water om moleculen te splitsen
-Water in extracellulair milieu altijd beschikbaar
-Glycosidische binding –> glycolyse
Triglyceriden/vetten –> esterases
Eiwitten –> amidases
-Hydrolyse levert energie –> warmte (geen ATP), reactie zonder enzym bij 37 C te traag
Typen koolhydraten die lichaam kan afbreken
Zetmeel, glycogeen (dierlijk zetmeel), saccharose (bietsuiker), lactose
Moleculaire bouw en bindingen van
- Zetmeel
- Glycogeen
- Saccharose
- Lactose
- Zetmeel: pure glucose polymeren, amylose=lange rechte fiber, verbonden via alfa-1,4-glucosidische bindingen, amylopectine=vertakt, alfa-1,4- en alfa-1,6-glucosidische bindingen
- Glycogeen: Puur glucose polymeer, altijd vertakt, alfa-1,4- en (meer dan amylopectine) alfa-1,6-glycosidische bindingen
- Saccharose: disaccharide/2 monomeren, glucose en fructose, alfa-1,2-binding
- Lactose: disaccharide/2 monomeren, glucose en galactose, beta-1,4-binding
Hoeveel soorten enzymen hebben we voor koolhydraat afbraak? Waarom? Wat kan niet afgebroken worden?
4 soorten enzymen voor de 4 soorten verbindingen die in (dieet)koolhydraten voorkomen.
Cellulose kan niet afgebroken worden vanwege de beta-1,4-binding IN D-GLUCOSE (kan in lactose wel)
Afbraak zetmeel door ___
- Enzym wat ____ kan splitsen
- Eerste afbraak in ___, afgifte door ___ (+verdere verloop van dit enzym)
- Uitzonderingen/niet-afbreekbaar?
Afbraak zetmeel door alfa-amylase
-Enzym wat alfa-1,4 glycosidische binding kan splitsen
-Eerste afbraak in mond, afgifte door speekselklieren, in maag door zuur geïnactiveerd, opnieuw toegevoegd door pancreas in duodenum
-Uitzonderingen 1,4 bindingen:
Bindingen naast 1,6 bindingen niet door alfa-amylase: zetmeel –> maltose en alfa-limited dextrine
Eindstandige 1,4 bindingen niet door alfa-amylase:
zetmeel –> Maltose (2xglucose?)
Welke enzymen op darmoppervlak voor vertering suikerbindingen? Wat doen deze?
• Sucrase-isomaltase; heeft 2 katalytische domeinen
○ Grote vertakking/alfa-limited dextrine wordt door isomaltase-deel afgebroken tot losse glucoses (alfa-1,4 en -1,6)
○ Saccharose (glucose+fructose) wordt door sucrase-deel gesplitst in glucose en fructose (alfa-1,2)
Sucrase kan ook afbraak maltoses helpen
• Glucoamylase
○ Maltoses, maltotrioses en langere ketens worden door glucoamylase gesplitst tot losse glucoses (alfa-1,4)
• Lactase (traagste enzym)
○ Lactose wordt in glucose en galactose gesplitst (beta-1.4)
Wat zijn eindproducten van suikermoleculen?
Waar worden deze opgenomen +waarom zitten transporteurs hier?
Welke transporteurs zijn er en wat doen deze?
- Eindpoducten: glucose, fructose en galactose
- Opgenomen via transporters direct naast hydrolases om osmotische belasting te verminderen; anders ophoping ontzettend veel suikermoleculen in darm –> osmotische diarree
- SGLT-1; natrium-afhankelijke glucose transporter, transporteert tegen gradiënt in, werkt ook voor galactose
- GLUT-5: passieve fructose transporter, met gradiënt mee
Waardoor worden eiwitten afgebroken?
- Welke enzymen zijn hiervoor, waar zitten deze en wat is functie?
- Wat zijn de eindproducten?
Intraluminale proteases
-Peptidases die eiwitten knippen:
Endopeptidases (maag en pancreas): knipt eiwit in midden, genereert nieuwe N- en C-termini, laat meer carboxy- en aminopeptidases toe
Carboxypeptidases (uit pancreas): knippen vanaf C-terminus langs keten
Aminopeptidases (op darmoppervlak en cytosol enterocyt): knippen vanaf N-terminus langs keten
-Eindproducten: aminozuren, di- en tripeptides
Benoem voor alle endopeptidases
Naam; Plaats van afkomst; Soort eiwit dat het knipt
Wat is handig aan pakket van proteases?
Pepsine; maag; zure eiwitten (Phe, Tyr, Glu, Asp)
Trypsine; pancreas; basische eiwitten (Lys, Arg)
Chymotrypsine; pancreas; hydrofobe eiwitten (Tryp, Phe)
Elastase; pancreas; kleine eiwitten (Ala, Gly, Ser)
Hiermee kan je achter elk bestaand aminozuur een splitsing maken
Afbraak en absorptie lipiden
- Hoeveel opname per dag?
- Nut opname lipiden?
- Belangrijkste componenten
-Dieetvet, ~100g/dag –> 30-40% voedingsenergie, ligt in praktijk hoger
-Nut: energiebron, drager vetoplosbare vitamines ADEK, essentiële vetzuren (linolzuur, meervoudig onverzadigde vetten)
-Belangrijkste componenten:
○ Triglycerides (>90%) (glycerol veresterd met 3 vetzuren)
○ Fosfolipides (~5%)
○ Cholesterol (~0.5%)
Triglyceride afbraak door___
- Wat is een triglyceride + opbouw + nut
- Welke enzymen ken je voor vetafbraak + afkomst, werking en functie
Triglyceride afbraak door lipasen
-Triglyceride = Glycerol (poly-alcohol) met 3 vetzuren
Buitenste 2 vetzuren zijn alfa-vetzuren, middelste is beta-vetzuur
Is een enorm molecuul, kan veel CO2 uit gemaakt worden voor ATP-synthese
-Alfa-lipase (uit pancreas) in aanwezigheid van co-lipase: knipt alfa-lipiden los van triglyceride basis –> product: 2 vrije vetzuren en monoglyceride (=glycerol+(beta)vetzuur)
Maaglipase (uit hoofdcel door gastrine): zuur pH optimum, 15-30% afbraak, trypsine gevoelig, word in duodenum meteen geïnactiveerd
Melk-lipase (uit moedermelk): HCl resistent, kan door maag heen maar werkt niet vanwege alkalisch pH-optimum, galzout afhankelijk
Maag- en melk-lipase allebei functie: vorming vrije vetzuren als trigger voor CCK secretie door i-cellen in duodenum (signaalfunctie), essentieel voor vetvertering zuigelingen (minder pancreasfunctie)
Rol colipase in lipolyse
• Actief colpiase bestaat uit inactief pro-colipase door trypsine splitsing in duodenum
• Colipase zorgt voor binding van pancreas-lipase op het oppervlak van de vetdruppen en voorkomt inactivatie door galzouten
○ Zonder colipase wordt pancreas-lipase geïnactiveerd door galzouten
Stadia van lipolyse (3)
- Vetbol –> emulsie
○ Na eten is vet een bol, wordt door peristaltiek verkleind tot emulsie- Emulsie –> lipide vesicles
○ Aan emulsie worden pancreas-lipases en galzouten toegevoegd - Lipide vesicles –> gemengde micellen
○ Gemengde micellen met galzouten, fosfolipiden, cholesterol en triglyceriden, enorme oppervlaktevergroting door dit proces (5 cm2 –> 1300 m2)
- Emulsie –> lipide vesicles
Hoe vindt micellair transport-opname van vetzuren en 2-monoglycerides naar oppervlak enterocyt
Micelen komen in jejunum –>
Opname door enterocyten door passief proces
○ Op celmembraan zitten Na/H-exchangers, H+ naar buiten, Na+ naar binnen
○ Hierdoor is de pH vlak buiten de celmembraan iets lager dan in midden van darm (unstirred layer)
○ Vetzuren zijn zwakke zuren; verliezen in zuur milieu hun lading omdat ze proton opnemen (kunnen langs membranen)
○ Via diffusie gaan vetzuren en mono-glycerides passief door plasmamembraan heen
○ Aan het eind van het jejunum zijn er alleen nog micellen van galzouten (worden in distale ileum opgenomen door IBAT en gerecycled
Wat gebeurt er allemaal in enterocyt met vetproducten? Op welk type vetzuren heeft dit betrekking? Wat gebeurt er met het andere type?
- Triglyceriden worden geresynthetiseerd
- Triglyceriden worden verpakt met lipoproteïnes –> chylomicronen
- Afgifte aan lymfe, komen in bloed terecht, worden verder verwerkt tot VLDL, HDL en LDL
• Dit hele proces heeft betrekking op lange vetzuren, Long Chain Triglycerides (C10-24)
Kortere vetzuren, MCTs (C6-10), worden direct celin gebracht
○ Zitten veel in moeder melk en dieetsupplementen
○ Vaak als artificiële voeding bij ernstige vetverteringsproblemen, omdat ze passief door membraan kunnen, in de cel gehydrolyseerd wordentot vrij vetzuren en glycerol voor afgifte aan bloed
Hoe verloopt afbraak, absorptie en distributie van midketen triglycerides?
• Geen afbraak nodig door alfa-lipases/pancreas-lipases
• Kan met diffusie door membraan heen
• Wordt in cel afgebroken en aan bloed afgegeven
Deel ook geoxideerd in andere organen als energiebron
Deel verlengd en opgeslagen in lever
Beschrijf pathofysiologie (en eventueel therapie) van volgende problemen:
- Lactose-malabsorptie
- Sucrase-isomaltase deficiëntie
- p-amylase tekort bij pancreasdysfuncte
- Symptomen
• Lactose malabsorptie
○ Therapie: lactose-arm/vrij dieet
○ Congenitaal/verworven door verlies van lactase met evolutionaire functie dat oudere kinderen van zoogdieren geen melk willen drinken dat bedoeld is voor jongere kinderen
• Sucrase-isomaltase deficiëntie
○ Therapie: sucrose vrij dieet
• p-amylase tekort bij pancreasdysfunctie
○ Therapie: oraal pancreatine in zuurresistente capsules
• Symptomen
○ Osmotische diarree door onverteerd lactose etc. in darmlumen
○ Flatulentie en H2 gas in uitademinglucht (bacteriële omzetting van onverteerd suiker)
○ Zure faeces (bacteriële vorming van melkzuur, azijnzuur, propionzuur, boterzuur)
Wat kan je bij mensen met lactose-malabsorptie meten?
Lactose spiegel blijft altijd laag, ondanks maaltijd
H2 in uitademing verhoogd door gasvorming
Stoornissen in eiwitafbraak? (2+therapie)
• Pancreas-insufficiëntie (bijvoorbeeld bij CF)
○ Therapie: orale pancreas enzymen
• Enterokinase deficiëntie
○ Therapie: oraal enterokinase (zet trypsinogeen om in trypsine)
Stoornissen in vet afbraak (steatorroe) (2)
• Verminderde lipase activiteit (pancreas insufficiëntie)
Therapie: orale pancreas enzymen, MCTs
• Verminderde galzout secretie (bacteriële overgroei, cholestasis, ileum resectie/ontsteking, cholestyramine dieet)
Therapie: MCT dieet + essentiële vetzuren + vet-oplosbare vitamines; eventueel ursodeoxycholaat
