Hoe werkt Lactase?
Lactase is een transmembraaneiwit dat zich in het lipide bilaagmembraan bevindt, zodat de actieve plaatsen zich uitstrekken tot in het lumen van de darm. wanneer het enzymlactase bindt aan de disaccharide lactose, splijten de actieve plaatsen lactose in de twee samenstellende suikers: glucose en galactose. De Glucose en galactose zijn dan vrij om door de intestinale epitheliaale cellen worden geabsorbeerd en in de bloedsomloop worden getransporteerd.,
absorptie van Glucose en Galactose
nadat lactase is afgebroken in glucose en galactose, vergemakkelijken de glucosetransporters SGLT1 en GLUT2 de diffusie van glucose en galactose door de enterocyt en in de bloedbaan. Dit proces wordt aangedreven door de verspreiding van deze molecules onderaan hun concentratiegradiënt: er is een hogere concentratie van glucose en galactose in het lumen van de darm dan in het lichaam van de enterocytcel, en er is een hogere concentratie van glucose en galactose in het lichaam van de enterocytcel dan in het bloed.,
in de bovenstaande diagrammen: Lactase is een transmembraaneiwit aan de binnenrand van de enterocyt. Wanneer lactose uit de darminhoud in contact komt met de actieve plaats van lactase, wordt het afgebroken in glucose en galactose. Het sglt1 transmembraaneiwit (natrium-Glucose Linked Transporter 1) transporteert via gefaciliteerde diffusie vanuit de darm naar de enterocyt glucose of galactose. Vervolgens transporteert GLUT2 (Glucose Transporter 2) glucose of galactose via diffusie van de enterocyt naar de bloedbaan.,
de celbiologie van Lactose-intolerantie
indien lactose niet wordt afgebroken in de dunne darm, zoals het geval is bij personen met lactose-intolerantie, wordt het uitgescheiden in de dikke darm. Dit leidt tot verschillende problemen die kenmerkend zijn voor lactose-intolerantie. De hoge concentratie van lactose in de dikke darm zorgt voor een osmotische gradiënt, waardoor grote hoeveelheden water van het bloed naar de darm stromen wanneer het systeem de opgeloste concentraties aan weerszijden van de darmwand begint te egaliseren., Dit overtollige water leidt tot krampen en diarree, die pijn veroorzaakt en kan leiden tot uitdroging.
wanneer lactose niet door lactase in de dunne darm wordt afgebroken, kan het bovendien worden geconsumeerd door bacteriën die in de dikke darm leven. Veel van deze bacteriën gebruiken het proces van suikerfermentatie om ATP te produceren. Het fermentatieproces produceert grote hoeveelheden gasvormige bijproducten, zoals methaan, kooldioxide en waterstof. Dit leidt tot gasophoping in de darm, resulterend in krampen en winderigheid.,
Lactaseregulatie
bijna alle bekende zoogdieren – en 65% van de mensen – ervaren een afname in lactasebiosynthese in de jaren na het spenen. Echter, de resterende 35% van de mensen blijven lactase produceren na het spenen, en zijn daarom in staat om melk en andere zuivelproducten te blijven consumeren tot in de volwassenheid. In het geval van lactasepersistentie is er een voortgezette productie van lactase in hoge concentraties gedurende de gehele volwassenheid.
Waarom is de productie van lactase in de eerste plaats gereguleerd? Waarom niet gewoon lactase produceren in de enterocyten van alle volwassen zoogdieren?, Het antwoord is een kwestie van cellulaire energetica. De meeste zoogdieren (mensen niettegenstaande) consumeren geen melk nadat ze zijn gespeend. Daarom is de energie die wordt geïnvesteerd in biosynthetiserende lactase een onnodige uitgave. Dit lijkt misschien een zeer kleine hoeveelheid energie, maar vergeet niet dat alles wat in een organisme gebeurt is gericht op het cellulaire niveau. Cellulaire energetica zijn in feite een belangrijke evolutionaire druk, en hebben de evolutie van de innerlijke werking van cellen gevormd sinds het leven begon.