Koji je anorganski spoj najzastupljeniji sastojak većine namirnica?

Koji prirodni organski spojevi nastaju potpunom hidrolizom masti i ulja?

Kako se naziva reakcija u kojoj sudjeluju molekule vode?

Koji prirodni organski spoj nastaje potpunom hidrolizom škroba?

Koji prirodni organski spojevi nastaju potpunom hidrolizom proteina?

PROBAVNI PROCESI

Skup kemijskih i mehaničkih procesa u probavnom sustavu tijekom kojih se hrana razgrađuje naziva se probava (digestija).

Probava

Potpunom hidrolizom ugljikohidrata u probavnom sustavu nastaju monosaharidi (glukoza, fruktoza, galaktoza).

Potpunom hidrolizom masti u probavnom sustavu nastaju masne kiseline (palmitinska, stearinska, oleinska) i glicerol.

Potpunom hidrolizom proteina u probavnom sustavu nastaju aminokiseline (alanin, leucin).

U ugljikohidratima voda cijepa glikozidne veze, u proteinima peptidne veze a u mastima esterske veze.

Usitnjavanjem hrane povećava se reakcijska površina što ubrzava hidrolizu hranjivih tvari i omogućuje bolje iskorištenje hrane.

Hidroliza škroba

U reakciji s vodom škrob se djelomično razgrađuje na maltozu i dekstrine (oligosaharidi). Pri tome se cijepaju glikozidne veze.

Probavni procesi u ustima

Reakciju hidrolize škroba katalizira enzim amilaza (ptijalin).

Slina sadrži vodu, sluz, mucine, amilazu i dr. tvari, a luče je žlijezde slinovnice.

Dnevno se izluči od 1,0 do 1,5 L sline čija pH-vrijednost iznosi od 6,5 do 7,5.

škrob → maltoza + dekstrini

Mucini su glikoproteini koji doprinose omekšavanju hrane i olakšavaju njeno gutanje.

Probavni procesi u želucu

Hidroliza proteina

U reakciji s vodom proteini se djelomično razgrađuju na polipeptide i oligopeptide. Pri tome se cijepaju peptidne veze.

Reakciju hidrolize proteina katalizira enzim pepsin koji nastaje iz pepsinogena kojeg luče stanice želuca.

proteini → polipeptidi + oligopeptidi

Želučani sok sadrži vodu, klorovodičnu (solnu) kiselinu, sluz, soli (Na, K, Mg; kloridi, fosfati), enzime, prostaglandine, histamin, unutarnji faktor; pH: 1,5 – 2,5

Želučana sluz štiti stijenku želuca od želučane kiseline.

Solna kiselina denaturira proteine i djelomično ih razgrađuje tako da ubrzava njihovu kemijsku hidrolizu.

Solna kiselina hidrolizira gradivne sastojke staničnih membrana bakterija, zbog čega one postaju neselektivno propusne i prestaju živjeti.

Helicobacter pylori

Bakterija koja opstaje u kiseloj sredini u želucu.

Solna kiselina sudjeluje u aktivaciji pepsinogena u pepsin.

Aktivacija pepsina

Cijepanjem peptidne veze u pepsinogenu (enzimski neaktivan) nastaje pepsin (enzimski aktivan).

Djelovanjem klorovodične kiseline pepsinogen se aktivira u pepsin.

Djelovanjem već postojećega pepsina, pepsinogen se aktivira u pepsin (autokataliza).

Probavni procesi u crijevima

Žuč sadrži žučne soli i lecitin koji emulgiraju kapljice ulja čime se povećava njihova kontaktna površina s vodom, što ubrzava razgradnju. Žuč se stvara se u jetri.

Sokovi gušterače sadrže vodu, bikarbonate, enzime (tripsinogen, kimotripsinogen; pankreasna amilaza; lipaza, kolesterol-esteraza); 1 L dnevno; pH: 7,5 do 8,5

Crijevni sok sadrži vodu, sluz, probavne enzime; sluznica tankog crijeva izlučuje iz krvne plazme nekoliko litara soka s bikarbonatima; pH: 7 - 9

Neutralizacija himusa

Bikarbonati (hidrogenkarbonatni ioni) iz crijevnog soka neutraliziraju solnu kiselinu u himusu.

H⁺(aq) + HCO₃^‒(aq) → H₂O(l) + CO₂(g)

triglicerdi → MK + monoacilgliceroli + glicerol

Hidroliza triglicerida

U reakciji s vodom trigliceridi se hidroliziraju u masne kiseline i monoacilglicerole. Cijepaju se esterske veze djelovanjem lipaza.

Nakon prijelaza iz lumena crijeva u crijevnu sluznicu masne kiseline se ponovno vežu s monoacilglicerolima u trigliceride koji s drugim lipidima i proteinima stvaraju hilomikrone preko kojih se transportiraju u limfu.

polipeptidi → oligopeptidi

oligopeptidi → tripeptidi + dipeptidi

U početnom dijelu tankog crijeva produkti razgradnje proteina u želucu dalje se razgrađuju djelovanjem tripsina i kimotripsina.

Nakon što sokovi gušterače uđu u dvanaesnik, proenzimi tripsinogen i kimotripsinogen se aktiviraju u tripsin i kimotripsin djelovanjem enterokinaze koju luči sluznica crijeva (duodenuma i jejenuma).

tripeptidi, dipeptidi → AK

U taštom crijevu tripeptidi i dipeptidi se razgrađju do aminokiselina. Procese kataliziraju aminopeptidaze, karboksipeptidaze i dipeptidaze koje luči sluznica crijeva.

Djelovanjem pankreasne amilaze nastavlja se razgradnja škroba na maltozu i dekstrine.

škrob → maltoza + dekstrini

dekstrini → glukoza

maltoza → glukoza

saharoza → glukoza + fruktoza

laktoza → glukoza + galaktoza

Oligosaharidi (dekstrini) i disaharidi se razgrađuju na monosaharide. Procese kataliziraju dekstrinaza, maltaza, saharaza i laktaza (luči ih crijevna sluznica).

Apsorpcija hranjivih tvari

Iz lumena tankog crijeva u krvotok se apsorbiraju monosaharidi i aminokiseline.

Transportni mehanizmi većine biomolekula su povezani s transportnim mehanizmima natrijevih iona, dok se fruktoza prenosi procesom olakšane difuzije što je dvostruko sporije.

Uloga debelog crijeva

Apsorpcija vode i elektrolita iz lumena crijeva u krvotok, te formiranje i pohrana izmeta (stolica, feces).

Debelo crijevo dnevno apsorbira 5 do 8 litara tekućine (vodena otopina elektrolita, aminokiselina, monosaharida,...).

Izmet (feces, stolica) - urobilin i sterkobilin (produkti metabolizma bilirubina) daju smeđu boju; skatol, indol, metantiol i sumporovodik daju neugodan miris; celulozna vlakna i voda koja nije apsorbirana daju konzistenciju

Bakterije u debelom crijevu („dobre bakterije”, probiotici) razgrađuju tvari koje dolaze iz tankog crijeva i sintetiziraju vitamine.

Produkti bakterijske fermentacije škroba, celuloze i drugih ugljikohidrata su acetati, propionati i butirati, te plinovi vodik i metan.

Produkti bakterijske razgradnje proteina (probavni enzimi i dr.) su aminokiseline, te plinovi ugljikov dioksid, metantiol i sumporovodik.

Bakterije sintetiziraju vitamin K, te manje količine tiamina, riboflavina, kobalamina i folne kiseline.

Vježbanje i ponavljanje

Zadatak 1.28

Odredi molekulsku formulu skatola te izračunaj njegovu relativnu molekulsku masu.

Rješenje zadatka 1.28

C₉H₉N

M_r(skatol) = 131,17

Zadatak 2.28

Odredi molekulsku formulu indola te izračunaj njegovu relativnu molekulsku masu.

Rješenje zadatka 2.28

C₈H₇N

M_r(indol) = 117,15

Zadatak 5 / 141

Rješenje zadatka 5 / 141

Zbog nedostataka laktaze nije moguća potpuna hidroliza mliječnog šećera laktoze zbog čega dolazi do probavnih smetnji (intolerancija na laktozu).

Zadatak 6 / 142

Rješenje zadatka 6 / 142

Antibiotici uništavaju „dobre bakterije” u debelom crijevu što remeti njegovu fiziologiju zbog čega dolazi do proljeva.

Bakterije mliječno-kiseloga vrenja razgrađuju laktozu na mliječnu kiselinu.

Zadatak 3.28

Popuni tablicu odgovarajućim pojmovima (amilaza, bjelančevine, esterska veza, glicerol, glikozidna veza, lipaza, maltoza, masne kiseline, masti, oligopeptidi, pepsin, peptidna veza, škrob) i vrijednostima (1,5 – 2,5; 6,5 – 7,5; 7,5 – 8,5).

Navedi definiciju probave.

Navedi produkte potpune hidrolize ugljikohidrata, proteina odnosno masti u probavnom sustavu.

Objasni neutralizaciju himusa u dvanaesniku.

Objasni ulogu klorovodične kiseline u želucu.

Navedi kemijski sastav probavnih sokova u dvanaesniku.

Objasni probavne procese u ustima.

Objasni procese u debelom crijevu.

Objasni probavne procese u želucu.

Objasni probavne procese u tankom crijevu.

Domaća zadaća

Zadatak 3 / 139

Zadatak 2 / 142

Zadatak 3 / 142