background image

DIGESTION OF CARBOHYDRATES

 

In the diet, carbohydrates are present as complex polysaccharides (starch, 
glycogen),  and  to  a  minor  extent,  as  disaccharides  (sucrose  and  lactose). 
Polysaccharides  are  hydrolysed  to  monosaccharide  units  in  the 
gastrointestinal tract. 
This  process  of  digestion  starts  in  mouth  by  the  salivary  alpha-amylase. 
However, the time available for digestion in the mouth is limited because 
the gastric hydrochloric acid will inhibit the action of salivary amylase. 
In  the  pancreatic  juice  another  alpha-amylase  is  available  which  will 
hydrolyse  the  glycosidic  linkages  randomly  in  small  intestine,  so  as  to 
produce  smaller  subunits  like  maltose,  isomaltose  and  branched  or 
unbranched oligosaccharides. 
The  cells  of  brush  border  of  intestine  contain  the  enzymes,  sucrase, 
maltase,  isomaltase  and  lactase  which  hydrolyse  the  corresponding 
disaccharides into monosaccharides which are then absorbed.  
 
Clinical Application; Lactose Intolerance
 
Lactase  (which  produced  from  enterocytes  in  brush  border  of  intestine) 
hydrolyses lactose to glucose and galactose. Deficiency of lactase leads to 
lactose  intolerance.  In  this  condition,  lactose  accumulates  in  the  gut 
leading to irritant diarrhea and flatulence. 
 

ABSORPTION OF CARBOHYDRATES 

Only monosaccharides are absorbed by the intestine. Glucose has specific 
transporters: 
1. Co-transport of glucose from Lumen to Intestinal Cell 
This  process  is  mediated  by  Sodium  Dependent  Glucose  Transporter-1 
(SGluT-1)  ,  which  carries  glucose  along  with  sodium.  This  sodium  is 
later expelled by the sodium pump with utilization of energy. So energy 
is needed indirectly.  
Clinical application: 
Common treatment for diarrhea is oral rehydration 
fluid  which  contains  glucose  and  sodium,  presence  of  glucose  in  oral 
rehydration  fluid  allows  uptake  of  sodium  to  replenish  body  sodium 
chloride which is deficient due to diarrhea 
2. Uniport System Releases Glucose into Blood 
The same intestinal epithelial cells have a different transport mechanism 
on  the  membrane  facing  capillaries.  Intestinal  cells  release  glucose  into 


background image

blood stream by the carrier mechanism called Glucose Transporter Type 
2  (GluT2).This  transporter  is  not  dependent  on  sodium.  It  is  a  uniport, 
facilitated diffusion system. 
GluT2 (facilitated transport) also involved in absorption of glucose from 
blood stream to cells. GluT2 is present in intestinal epithelial cells, liver 
cells, beta cells of pancreas and kidney. Since GluT2 has a high Km (low 
affinity) for glucose, its presence in beta cells is ideally suited for sensing 
a high glucose level and releasing insulin. So this mechanism enables the 
pancreas  to  monitor  the  glucose  level  and  adjust  the  rate  of  insulin 
secretion. 
 
3. Glucose Transporter 4 
GluT4  is  the  major  glucose  transporter  in  skeletal  muscle  and  adipose 
tissue.  GluT4  is  under  the  control  of  insulin.  But  other  glucose 
transporters are not under the control of insulin. 
Clinical application:  Insulin  induces  the  movement  of  intracellular 
GluT4 molecules to the cell surface and thus increases glucose uptake in 
muscle and fat cells. In diabetes, entry of glucose into muscle is only half 
of normal cells and because glucose is the preferred source of energy for 
most  of  the  body  tissues  and  brain  cells  derive  the  energy  mainly  from 
glucose  so  when  glucose  metabolism  is  deranged,  life  threatening 
conditions may occur. 

 Fate of absorbed sugars: 

Monosaccharides  (glucose,  galactose  and  fructose)  resulting  from 
carbohydrate digestion are absorbed and undergo the following: 
     A. Uptake by liver:    
 

After  absorption  the  liver  takes  up  sugars,  where  galactose  and 

fructose are converted into glucose. 
     B. Glucose utilization by tissues:  
 

Glucose may undergo one of the following fates: 

1. Oxidation: through one of these pathways 
     a)  Major  pathways  (glycolysis  and  Krebs'  cycle)  for  production  of 
energy. 
     b)  Hexose  monophosphate  pathway:  for  production  of  ribose, 
deoxyribose  and NADPH + H+  


background image

   c) Uronic acid pathway, for production of glucuronic acid, which is 

used in detoxification and enters in the formation of mucopolysaccharide. 
 
2. Storage:
 in the form of: 
     a) Glycogen: by glycogenesis. 
     b) Fat: by lipogenesis. 
 
3.
 Conversion:
 to substances of biological importance, like 
       a) Ribose, deoxyribose 

 RNA and DNA. 

 

       b) Lactose 

 milk. 

      c) Glucosamine,  galactosamine 

 mucopolysaccharides. 

      d) Glucoronic acid 

 mucopolysaccharides. 

      e) Fructose 

 in semen. 

 
Aerobic respiration

 ‐  the  process  by  which  a  cell  uses  O2 to  "burn" 

molecules and release energy 

 

C

6

H

12

O

6

 + 6O

2

 >> 6CO

2

 + 6H

2

This  reaction  takes  place  over  the  course  of three  major  reaction 
pathways: 

1.  Glycolysis 
2.  The Krebs Cycle 
3.  Electron Transport Phosphorylation 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 194 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل