Waarom is lactose wel makkelijk afbreekbaar en cellulose niet?

De reden achter het verschil in de verteerbaarheid van de α(1-4) en de β(1-4) glycoside binding moet je zoeken in de driedimensionale structuur van de resulterende molecule. Dat heeft trouwens ook andere gevolgen, dus neem plaats en lees rustig even verder...

Zowel een α als een β(1-4) verbinding kunnen gehydrolyseerd worden door dieren (ook de mens), en je noemde het voorbeeld van lactose, maar in de regel is een α-verbinding toch beter verteerbaar dan een β. Je hebt aparte enzymen nodig om beide soorten verbindingen af te breken, en zo de ontstane monosachariden te kunnen opnemen. De reden waarom veel volwassenen een lactose intolerantie ontwikkelen is dat het lichaam de productie van lactase uitschakelt, omdat deze niet nodig is om te overleven. Immers, de meeste suikers uit ons dieet bevatten α verbindingen (saccharose is geen reducerende suiker en heeft een totaal andere soort link, trouwens)

Dus als de β(1-4) verbindingen tussen de eenheden van een cellulose molecuul toch verteerbaar zijn... waarom kunnen wij geen cellulose verteren? Nou, dat klopt niet helemaal: cellulose is in zeer beperkte mate verteerbaar, zelf voor onze darmen, maar juist vanwege de β(1-4) verbinding tussen de glucose moleculen, staan alle moleculen gerangschikt in een platte, lineaire structuur, waardoor de hele lange ketens die ontstaan, zich sterk aan elkaar kunnen verbinden door middel van waterstofbruggen. Zo ontstaan dus de lange, taaie, onverteerbare vezels van cellulose, waar onze eigen enzymen geen grip krijgen, en die voor de structurele stabiliteit van een plant zorgen.
De cellulose ketens zijn helemaal lineair, en hebben tevens geen "zijtakjes", in tegenstelling tot glycogeen of zetmeel. Dus onze enzymen kunnen slechts aan één uiteinde van de keten steeds maar één glucose hydrolyseren, en dat draagt bij aan de slechte verteerbaarheid. Disacchariden zoals lactose of saccharose kunnen razendsnel verteerd worden, uiteraard. En dat allemaal vanwege de specifieke β(1-4) verbinding tussen de glucose moleculen!

De symbiotische bacteriën in de darmen van een aantal dieren (waaronder herkauwers en termieten) zijn in staat om met behulp van cellulase de cellulose af te breken en kleinere polysacchariden te laten ontstaan, die wat makkelijker verteerd kunnen worden. Cellulase is dus geen speciaal enzym om de β(1-4) verbinding af te breken, maar om de grote vezels te "ontrafelen", als je begrijpt wat ik bedoel, zodat andere enzymen aan de slag kunnen.

Toegevoegd na 1 minuut:
Goeie vraag, trouwens! +