Revista anuală de fiziologie

sistemelor

William H. Karasov, 1, * Carlos Martínez del Rio, 2 și Enrique Caviedes-Vidal 3

Abstract

Proiectarea morfologică și funcțională a tractelor gastrointestinale a multor vertebrate și nevertebrate poate fi explicată în mare parte prin interacțiunea dintre constituenții chimici ai dietei și principiile proiectării economice, ambele fiind încorporate în modele de reactoare chimice ale funcției intestinale. Selecția naturală pare să fi condus la exprimarea trăsăturilor digestive care se potrivesc aproximativ cu capacitățile digestive cu încărcăturile dietetice în timp ce prezintă un exces relativ modest. Mecanismele care explică diferențele în activitatea hidrolazei între populații și specii includ variații ale numărului de copii ale genelor și polimorfisme cu un singur nucleotid. La multe animale, atât ajustarea transcripțională, cât și ajustarea posttranscripțională mediază flexibilitatea fenotipică în expresia hidrolazelor intestinale și a transportorilor ca răspuns la semnalele dietetice. Performanța digestivă a animalelor depinde, de asemenea, de microbiomul lor gastro-intestinal. Microbiomul pare a fi caracterizat de o mare diversitate beta între gazde și de un metagenom comun și pare să difere flexibil între animalele cu diete diferite.

Cuvinte cheie

tabelul 1 Produse dietetice, unele dintre componentele lor chimice cheie și enzime necesare pentru a le descompune a

a Acest tabel nu este cuprinzător și listează doar principalele tipuri de produse alimentare discutate în acest articol. Produsele dietetice sunt clasificate (de sus în jos) în ordinea aproximativă a cantităților relative de material din ele care sunt refractare la digestie (de la scăzut la ridicat). Atât la vertebrate, cât și la nevertebrate, eficiența digestivă tinde să fie inversă cu cantitatea de material refractar dintr-un aliment (2).

b Un simbol de diamant reprezintă prezența activității enzimatice. Activitățile enzimatice includ următoarele:

(1) Proteazele și peptidazele, care hidrolizează oligopeptidele formate din proteaze

(2) Hidrolaze cu legătură esterică (de exemplu, lipază, fosfolipază)

(3-5) α-glucozidaze: (3) α-amilaze (hidrolizează amidonul din plante și glicogenul de la animale), (4) α-glucozidaze [de exemplu, maltaza (hidrolizează oligozaharidele formate de amilază), zaharază (hidrolizează zaharoza din plante), oligodisacharidaze], (5) trehalază (hidrolizează trehaloza, principalul zahăr din sânge la insecte)

(6-9) β-glucozidaze: (6) lactază, (7) celulază (celuloza este hidrolizată prin acțiunea concertată a trei tipuri de celulaze: endocelulaze, exocelulaze și β-glucozidaze), (8) xilanază și pectinază, (9) laminarinază (exo-1,3, -β-glucanaze care hidrolizează principalele polizaharide de stocare în alge brune, laminarină și crisolaminarină)

(10) Chitinaze

(11) Lisozima [hidrolizează peptidoglicanul în pereții celulari bacterieni G (+) (58)]

c Celuloză și hemiceluloză.

d Modelul cristalin al amidonului pare să determine susceptibilitatea sa la hidroliză (176).

Produse de stocare a β-1,3-glucanului (laminarină) (52).