SİNDİRİM BİYOKİMYASI

Diyetteki besinlerin çoğu vücuda alınıp kullanılmak için daha küçük moleküllere parçalanırlar. Besinlerin mekanik ve enzimatik olarak parçalanmaları ile böylece oluşan ürünlerin emilmeleri topluca sindirim olarak tanımlanır

Sindirim Sıvılar ve emulsifikasyon ajanları ile etkileşim, pH değişimleri, enzimler ve özgün membran substratları ile etkileşim işlemlerinin düzenli, özgün gerçekleşmesiyle oluşan olaylar dizisidir. Sefalik faz Gastirik faz İntestinal faz

Sefalik faz Besinlerin görünümü serebral korteksi dolayısıyla vagal hücreleri uyarmaktadır. Postganglionik parasempatik sinir uçlarından salınan asetil kolin ile oluşan uyarı ile tükürük bezleri uyarılmaktadır. Tükürükteki müsin besinleri kayganlaştırmakta, amilaz (α1-4 bağları) karbonhidratları, lingual lipaz (?) lipid sindirimini başlatmaktadır.

Gastirik faz Mukus hücreleri: Midenin tüm iç kısmını kapsar. Mukus salgılayarak mideyi asit ve enzimlerin etkisinden korur. Esas hücreler: Pepsin pepsinojen olarak buradan salgılanır G hücreler: Gastirin salgılar. Pariatal hücreler: HCl ve intirinsik faktör üretmektedirler.

Midede HCL salgısı Paryetal (oksintik) hücrelerden salgılanır. Paryetal hücrede karbonik anhidrazla karbonik asit sentezlenir. Karbonik asit daha sonra H iyonu ve HCO3 ‘a parçalanır. H-K ATPaz ile lümene H, hücreye de K geçer. Plazmadan da Cl lümene geçer ve HCL sentezlenir.

Mide özsuyu berrak, açık sarı renkte bir % 0. 2-0 Mide özsuyu berrak, açık sarı renkte bir % 0.2-0.5 lik HCL çözeltisidir. pH’ı 1.0 Mide özsuyunun % 97-99’u sudur. Geri kalanı müsin ve inorganik tuzlar, sindirim enzimleri pepsin, renin ve lipazdır. Pepsinojen HCl ile pepsine dönüşür. Asidik a.a.lerin peptid bağına saldırır.

Rennin bebeklerde sindirimde önemlidir Rennin bebeklerde sindirimde önemlidir. Rennin Ca+2 varlığında sütün kazeinini parakazeine çevirir ve sonra buna pepsin etki eder. Lipaz, kısa, orta ve doymamış uzun zincirli yağ asitlerini : serbest yağ asitleri ve 1,2 diaçil gliserollere hidroliz eder. Kısa ve orta zincirli yağ asitleri mide duvarından portal vene geçer. Uzun zincirliler duodenuma geçerler.

Sindirim sisteminden salgılanan somatostatin, prostaglandin, gastirik inhibitör polipeptir (GIP), vazoaktif intestinal polipeptid (VIP), dopamin ve seratonin asit salgısını engellemektedir. Ayrıca dolaşımda pituiter, adrenal, tiroid ve paratiroid hormon düzeylerinin azalması asid salınımını engelleyici rol oynar.

İntestinal faz Duodenumdan salgılanan kolesistokinin (CCK) safra kesesinin kasılmasını ve pankreatik enzimlerin salınımını sağlar. Duodenumdan gastirik asit etkisiyle salgılanan sekretin, safra kesesi ve pankreas üzerine olan CCK etkilerini ve pankreastan bikarbonat salgısını artırmaktadır. Midede pepsinojen salınımını artıran sekretin, gastirin ve gastirik asit salınmasını azaltmakta, gastirik ve duodenal hareketi azaltmaktadır. Gastirik asit, gastirin, pepsin salınımı ve GIP ise hiperglisemide insülin salınımını artırmaktadır.

Bağırsakta sindirim Kimus mideden duodenuma geçtiğinde pH alkali tarafa kayar. ( Pankreas ve bağırsak özsuyu) Karaciğerde sentezlenen ve sonra safrakesesinde depolanan safra, duodenumdan salgılanan kolesistokinin ile bağırsağa boşalır.

Brunner ve Liberkhün bezleri tarafından salgılanan bağırsak özsuyunda: Aminopeptidaz, dipeptidaz Disakkaridaz, oligosakkaridaz, sükraz, izomaltaz,laktaz Fosfataz,polinükleotidaz, nükleozidaz, fosfolipaz

Safra tuzları Emülsifikasyon Asit nötralleme Atılım ( safra asitleri, safra pigmentleri kolesterol, ilaç, zehir, bakır, çinko, civa)

Pankreas Pankreas sıvısında esas olarak sodyum, potasyum, bikarbonat, klor, kalsiyum, çinko, fosfat ve sülfat gibi inorganik elementler. Sindirim enzimleri gibi organik bileşikler yer alır. pH’ı 7.5-8.0

Pankreatik enzimler Tripsin Kimotripsin Elastaz Karboksipeptidaz Amilaz Lipaz Fosfolipaz A2

Enzimlerin fonksiyonları Tripsinojen, bağırsaktan salgılanan enterokinaz ile aktif tripsine çevrilir. Tripsin: kimotripsinojen, proelastaz ve prokarboksipeptidazı aktif hale geçirir. Tripsin, bazik aminoasitlerin peptit bağına, Kimotripsin, aromatik a.a’in peptit bağına, Elastaz, glisin ve alanin gibi küçük a.a’lerin peptit bağına saldırır.

Karbonhidrat Sindirimi ve Emilimi İnce barsaktan monosakkarid şeklinde emildiği için glikozidaz enzimler glukozid hidrolizi yapmak durumundadır. Disakkaridler disakkaridazlar ile hidrolize olur Maltoz 2 glukoza maltaz ile Laktoz galaktoz ve glukoza laktaz ile Sakkaroz fruktoz ve glukoza sakkaraz ile hidrolize olur.

Polisakkarid olan bitkisel kaynaklı nışasta ve hayvansal kaynaklı glikojen yapısında glukozlar birbirlerine α1-4 bağları ile ve dallanma noktalarında α1-6 bağları ile bağlanmışlardır. Tükürük ve pankreas α-amilazı α1-4 bağlarını parçalarlar. Limit dekstrinlerdeki α(1→6) glikozid bağlarının hidrolizi ince bağırsak epitel hücrelerinin salgısı olan ince bağırsak salgısında bulunan ince bağırsak 1,6-glikozidazı etkisiyle olur.

Tükürük α-amilazı, pankreas α-amilazı ve ince bağırsak 1,6-glikozidazı etkisiyle gerçekleşen karbonhidrat sindirimi sonunda ince bağırsak lümeni içinde maltoz, izomaltoz, laktoz ve sakkaroz disakkaritleri ile glukoz, fruktoz ve galaktoz gibi monosakkaritler bulunur. Disakkaritler, ince bağırsak epitel hücresi zarında yerleşik uygun disakkaridazlar tarafından tutulurlar; geçiş sırasında hidrolizlenerek monosakkaritlere ayrılırlar ve böylece oluşan monosakkaritler ince bağırsak epitel hücresi içine ve oradan kana geçerler

Karbonhidrat emilimi Glukoz ve galaktozun emilimi; Kolaylaştırılmış difüzyon ve Aktif sodyum bağımlı taşıma sistemi iledir. Sitozole konsantrasyon gradiyenti yönünde Na, kons. Grad. Karşı yönde ise glukoz taşınmaktadır. Na, Na/K ATPaz sistemiyle tekrar hücre dışına pompalanır K ise içeri alınır. Fruktoz taşınımı ise membrana bağlı proteinler yardımıyladır.

Vücutta farklı hücrelerde glukozun transportunda rol oynayan taşıyıcılar bulunmaktadır. Bu taşıyıcılar, hücrenin plazma membranında bulunur ve GLUT 1’den GLUT 5’e kadar numaralandırılmışlardır:

GLUT-1, kırmızı kan hücreleri, beyin, böbrek, kolon ve plasentada bulunur. GLUT-2, karaciğer, pankreatik β-hücreleri, ince bağırsakların bazolateral yüzünde bulunur; yüksek kapasiteli, düşük affınitelidir ki Km l5mM ve üstüdür. GLUT-3, nöronlar, plasenta, testiste bulunur; Km düşüktür (~1 mM) GLUT-4, adipoz doku, iskelet kasları ve kalpte bulunur; insülin'le uyarılan glukoz alınıp tutuluşunu sağlar. GLUT-5, ince bağırsaklar, testis, sperm, böbrek, iskelet kasları, adipoz dokuda ve düşük düzeyde beyinde bulunur; fruktoz ve glukoz taşınmasında rol oynar.

İnsülin, iskelet kasları ve adipoz dokuda glukoz transportunu uyarmaktadır. İnsülin reseptörüne bağlandığında glukoz taşıyıcıları, kendilerini içeren veziküllerden hücre membranına göçerler ve orada aktive olurlar

Yağların Sindirimi ve Emilimi Yağ sindirimi ince barsaklarda pankreatik lipaz ve safra asidlerinin yardımıyla gerçekleşir. KC’de sentezlenerek safra kesesinde biriktirilen taurin ve glisin ile tuz oluşturan safra asidleri yağ emulsifikasyonunu sağlarlar. Safra tuzlarının hidrofilik yüzeyi suyla, hidrofobik yüzeyi ise yağla temas edecek şekilde triaçilgliserollerin etrafını çevrelemektedir. Böylece suda çözünen enzimlerin etki edebilmesi sağlanmaktadır.

Yağların parçalanması Ca bağımlı enzim olan pankreatik lipaz iledir Yağların parçalanması Ca bağımlı enzim olan pankreatik lipaz iledir. Bunun salgılanması Kolesistokinin kontrolündedir. Kolesistokinin safra kesesi ve pankreasın kasılmasını uyarmakta, midenin ise engellemektedir. İnce barsaktan salgılanan sekretin pankreastan bikarbonat içeriği fazla salgıya neden olur Pankreatik salgıda bulunan kolesterol esteraz kolesterolu esterlerinden ayırır. Diyet kaynaklı fosfolipidler pankreastan salınan fosfolipazlarla hidroliz edilirler.

Mikrovillusların fırçamsı kenarı ile temas eden miçellerin kendini oluşturan bileşenlere ayrıştığı ve bir yoğunluk gradiyenti oluşturarak hücre içerisine alındıkları savunulmaktadır. Safra asidleri lumen içerisinde kalır. Hücre içerisinde ER’da yeniden esterifikasyon ile triaçilgliseroller oluşmakta ve daha sonra şilomikronlar oluşmaktadır.

Kolesterol esterleri de kolesterol esteraz enzimiyle yıkılırlar. Fosfolipaz A2, gliserofosfolipidlerin 2. karbonundaki ester bağını hidroliz eder. Ribonükleaz ve deoksiribonükleaz ise diyetteki nükleik asitlerin yıkılımını sağlarlar.

Protein Sindirimi ve Emilimi Peptidazlar(Endopeptidaz,ekzopeptidaz)ile hidrolize olurlar. Midede HCl ile denatüre olan proteinler kolayca peptidaz etkisine maruz kalır. Pepsinojen A ve B olarak zimojen formda salgılanan ve HCl etkisiyle 5’den küçük pH’da aktif olan pepsin, proteinleri a.a. ve peptid parçacıklarına ayırmaktadır. Bu protein parçacıkları duodenumdan salınımına yol açtığı CCK pankreasdan ana sindirim enzimlerinin salınımına yol açmaktadır.

Pankreastan salgılanan ve tamamı zimojen olan enzimlerin aktivasyonu sırasında duodenal enteropeptidaz tripsinojeni aktif tripsine, tripsin ise diğer tüm zimojen enzimleri aktif formlarına çevirir.

Oluşan peptidler ince barsak hücre membranına bağlı bulunan endopeptidazlar, dipeptidazlar, aminopeptidazlar tarafından oluşturulan serbest a.a. di ve tripeptidler enterositlere özgün taşıyıcı sistemler ile taşınmaktadır. Enterosit içerisinde serbest a.a. lere parçalanan yapılar portal sisteme katılmaktadır.

Taşıyıcı proteinin özelliğine göre en az dört tip amino asit taşıma sistemi vardır: 1) Nötral amino asit taşıma sistemi: Na+-bağımlı nötral A sistemi ve Na+-bağımsız nötral L sistemi olmak üzere iki tiptir. Na+-bağımlı nötral A sistemi alanini seçer; aynı zamanda asidik ve bazik amino asitleri de taşır. Na+-bağımsız nötral L sistemi lösini ve sisteini seçer, daha az iş görür. 2) Bazik amino asit taşıma sistemi: Bazik amino asitleri taşır. 3) Asidik amino asit taşıma sistemi: Asidik amino asitleri taşır. 4) Glisin ve imino asit taşıma sistemi: Glisin ve prolin ve hidroksiprolini taşır.