Основные этапы переваривания белков

В процессе пищеварения белков можно выделить следующие этапы:

-денатурацию белков в желудке с участием соляной кислоты желудочного сока. При этом разрушаются вторичная и третичная структуры белков, раскручивается глобула, что повышает доступность пептидных связей для последующего гидролиза;

-ферментативный гидролиз денатурированных белков протеазами желудочно-кишечного тракта; распределение образовавшихся олигопептидов и аминокислот по зонам всасывания за счет моторной функции желудочно-кишечного тракта;
-всасывание отдельных олигопептидов и аминокислот с помощью транспортных белков, находящихся в мембранах энтероцитов; утилизацию негидролизованных белков, невсосавшихся аминокислот и олигопептидов кишечной микрофлорой с образованием токсических продуктов и далее обезв-м в печени.

Пепсин – эндопептидаза, расщепляет внутренние пептидные связи в молекулах белков и пептидов.

Синтезируется в главных клетках желудка в виде неактивного профермента пепсиногена, в котором активный центр "прикрыт" N-концевым фрагментом. При наличии соляной кислоты конформация пепсиногена изменяется таким образом, что "раскрывается" активный центр фермента, который отщепляет остаточный пептид (N-концевой фрагмент), блокирующий работу фермента, т.е. происходит аутокатализ. В результате образуется активный пепсин, активирующий и другие молекулы пепсиногена.
Оптимум pH: 1,5-2
Cубстратная специфичность: Пепсин гидролизует пептидные связи, образованные аминогруппами ароматических аминокислот (тирозина, фенилаланина, триптофана), и, значительно хуже, карбокси- и аминогруппами лейцина, глутаминовой кислоты.

Гастриксин: близок к пепсину как по молекулярной масс, так и по механизму действия. Оптимум рН 3,0 – 3,5. Гастриксин гидролизует пептидные связи, образованные дикарбоновыми аминокислотами. Как и пепсин, он образуется из пепсиногена, однако в значительно меньшем количестве.
Пепсин и гастриксин гидролизуют белки до смеси полипептидов.

Трипсин: вырабатывается в неактивном состоянии в виде трипсиногена, который активируется под влиянием энтерокиназы (энтеропептидазы), выделяемой энтероцитами двенадцатиперстной кишки.При этом путем ограниченного протеолиза от его молекулы отщепляется Ν-концевой гексапептид, в результате чего происходит изменение конформации оставшейся части молекулы и формируется активный центрТрипсин является эндопептидазой и расщепляет те пептидные связи, в образовании которых принимают участие карбоксильные группы аргинина и лизина и аминогруппы любых а\к.
Оптимум действия трипсина лежит при рН 7,2 – 7,8.

Химотрипсин: вырабатывается в поджелу-дочной железе в виде профермента – химотрипсиногена и активируется трипсином в полостидвенадцатиперстной кишки. Химотрипсин обладает более широкойсубстратной специфичностью, чем трипсин, и расщепляет те пептидные связи, которые образованы с участием аминогрупп фенилаланина, тирозина и триптофана и карбоксиль-ными гр люб ак.

 Эластаза(проэластаза) активируется в просвете кишечника трипсином из проэластазы.

Гидролизует связи,образованные карбоксильными группами малых АК- ала,про,гли.
Является маркером экзокринной функции поджелудочной железы.
При значительном уменьшении концентрации данного фермента появляется муковисцидоз.

Коллагеназа  расщепляет коллаген на пептиды,в которых N-концевым остатком является глицин.
У человека коллагеназа и эластаза малоактивны.

K арбоксипептидазы А и В в отличие от предыдущих ферментов являются экзопептидазами и отщепляют аминокислоты с С-конца молекулы белка, причем карбоксипептидаза А отщепляет ароматические аминокислоты - фенилаланин, тирозин и триптофан, а карбоксипептидаза В – лизин и аргинин. Вырабатываются также в неактивном состоянии и активируются трипсином. В состав карбоксипептидаз входят ионы цинка.Таким образом, центральное положение в комплексе протеиназ панкреатического сока занимает трипсин, который активирует неактивные формы всех ост-х ферментов.

Аминопептидазы последовательно отщепляют от пептидов Nконцевые аминокислоты. Наиболее важна из них лейцинаминопептидаза, которая не обладает строгой субстратной специфичностью и поэтому гидролизует пептидные связи, образованные любой N-концевой аминокислотой. В связи с этим аминопептидазы являются «универсальными дублерами» всех протеолитических ферментов.

Дипептидазы расщепляют любые дипептиды, образовавшиеся при гидролизе белков и олигопептидов, на свободные аминокислоты

Всасывание аминокислот в кишечнике
Аминокислоты всасываются через мембраны энтероцитов путем активного транспорта. Для их всасывания необходим градиент ионов Nа+, создаваемый Nа+,К+-АТФазой мембран энтероцитов. При всасывании аминокислот ион Nа+входит вместе с ними внутрь клетки, т.е. имеет место симпорт аминокислот и ионов Nа+ (аналогично механизму всасывания глюкозы). Аминокислоты остаются внутри клетки, а натрий с участием Nа+,К+- АТФазы выводится обратно из энтероцитов в просвет кишечника. Могут всасываться также и олигопептиды, не расщепляясь до аминокислот. Они проникают внутрь через поверхность межворсинчатых крист путем эндоцитоза через специальные рецепторы. Таким же путем всасываются и экзорфины. Наряду с этим описан и другой механизм всасывания аминокислот в кишечнике – γ –глутамильный цикл, осуществляемый в мембранах кишечного эпителия, а также в почках и головном мозге с участием γ-глутамилтрансферазы, содержащей в качестве кофактора трипептид –глутатион.

Возрастная характеристика переваривания и всасывания
1. Потребность в белке у детей выше, чем у взрослых, поскольку белокрасходуется в этот период жизни в основном на пластические нужды,обусловленные интенсивным ростом и процессами самообновлениятканей. Так, суточная потребность в зависимости от возраста:

Новорожденный – 2,2 г/кг массы тела

Грудной – 2,9 г/кг

Дошкольник – 2,0 г/кг

Школьник – 1,5-2,0 г/кг

Взрослый – 1,0-1,5 г/кг

2. У ребенка выше потребность в незаменимых, особенно остродефицитных, аминокислотах (МЕТ, ЛЕЙ, ТРИ).

3. Дети более чувствительны к голоданию, особенно белковому. При недостатке белка в пище страдает синтез антител, появляется склонность к инфекционным заболеваниям.

4. В желудочном соке новорожденных детей имеется ранняя форма пепсина (ренин или химозин,также его называют «сычужный фермент»), фермент створаживает молоко, задерживает казеиноген в желудке, что улучшает его переваривание.
Реннин (химозин) имеет значение только для переваривания молочного белка казеина. Отщепление гликопептида от казеина превращает последний в параказеин, который связывает ионы кальция, створаживается и образует нерастворимуюсоль. Благодаря этому молочный белок задерживается в желудке и подвергается частичному перевариванию гастриксином. У взрослых функцию реннина берет на себя соляная кислота, денатурирующая казеин.

5. Основное переваривание белков идет в тонкой кишке, но, чем моложеребенок, тем слабей этот процесс. Активность протеиназ у ребенка низкая, с возрастом она растет.

6. Вследствие высокой проницаемости мембраны энтероцита и низкой активности протеолитических ферментов возможно всасывание нерасщепленных белковых молекул, это вызывает сенсибилизацию организма, приводит к непереносимости пищевых продуктов.

7. Высокая степень всасываемости белков:

Новорожденный – 84%

Грудной – 78%

Дошкольник – 73%

Взрослый < 70%

68. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального соков. Определение уроамилазы и уропепсина в диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта. Патологические компоненты желудочного сока, диагностическая значимость их исследования. Возрастные особенности желудочного сока у детей.
Анализ желудочного сока является очень важным методом исследования больных с заболеваниями желудка, кишечника, печени, желчного пузыря, крови и пр. Снижение секреторной деятельности желудка- атрофия слизистого и железистого аппарата (атрофический гастрит). Повышение кислотообразующей функции желудка- язвенная болезнь 12ПК и гастродуоденитах.
Ахлоргидрия - предраковое состояние, говорит о глубоком атрофическом процессе слизистой.

Уропепсин(пепсиноген мочи) выделяется почками в повышенных количествах при язвенной болезни и гиперацидном гастрите, стероидной терапии, болезни Иценко—Кушинга. Понижено выделение уропепсина при желудочной ахилии, гипо– и анацидном гастритах, раке желудка, аддисоновой болезни.

При остром панкреатите содержание амилазы увеличивается в моче (до 92%) без изменения показателей амилазы слюнных желез. Увеличение количества альфа-амилазы наступает в начале заболевания (уже через 4-6 ч), достигает максимума через 12-24 ч, затем быстро снижается и приходит к норме на 2-6-й день. Важное, а в ряде случаев и решающее значение для распознавания рецидивирующей формы острого панкреатита имеет повторное повышение активности амилазы крови и мочи во время повторяющихся рецидивов болевого синдрома.При нарушении секреции желудочного сока могут появиться патологические составные части - кровь, желчь, молочная кислота, летучие жирные кислоты.

Желчь - при пониженной кислотности или при полном отсутствии кислоты. Нарушается функция привратника, он расслаблен, и кишечное содержимое может забрасываться в желудок. Этому также может способствовать и неплотное закрытие привратника в связи с рубцовыми процессами в нём. Окраска желудочного сока в жёлтый и зеленоватый цвет желчью зависит от наличия НСI в нём. Если имеется НСI, то желудочный сок имеет зеленоватую окраску, т.к. билирубин окисляется в биливердин.

Кровь при травме желудка, слизистой ротовой полости, пищевода, при варикозном расширении вен пищевода, при зондировании, при заглатывании крови во время носового кровотечения. В этом случае кровь находится в виде прожилок. Также вследствие язвы желудка, распада опухоли; в этом случае цвет желудочного сока сравнивают с цветом «кофейной гущи», за счёт окисления гемоглобина соляной кислотой в солянокислый гематин тёмно-коричневого цвета. При кровотечении в условиях ахлоргидрии или ахилии желудочный сок с примесью крови имеет все оттенки красного цвета.

Молочная кислота - при раке желудка, сопровождающемся ахлоргидрией и задержкой эвакуации пищи. У таких больных желудочное содержимое носит застойный характер, отмечается брожение углеводов с образованием молочной кислоты.

Летучие жирные кислоты при понижении кислотности желудочного сока или полном отсутствии соляной кислоты.

Возрастные особенности: Сразу после рождения ребенка кислотность желудочного сока почти нейтральна и составляет примерно 6,0, после чего в течение 6-12 часов снижается до 1-2 единиц рН. Однако к концу первой недели жизни рН вновь повышается до 5,0-6,0 и сохраняется на высоком уровне продолжительное время, постепенно снижаясь до величины рН 3,0-4,0 к концу первого года жизни. Существенной особенностью грудного возраста является то, что кислотность желудочного сока обеспечивается в основном молочной кислотой, а не соляной. В возрасте 4-7 лет показатель общей кислотности не превышает 40 ммоль/л (норма у взрослых 40-60 ммоль/л), величина рН в среднем составляет 2,5, в дальнейшем она снижается до величины взрослых 1,5-2,0.

В целом протеолитическая активность желудочного сока к концу первого года жизни возрастает в 3 раза, но остается вдвое ниже, чем у взрослых.

Из-за сниженной кислотности желудка в грудном возрасте (за исключением первых дней жизни) пепсин не играет существенной роли в переваривании белка. Основным ферментом желудка грудных детей является реннин (химозин). Его активность обнаруживается еще в антенатальном периоде, являясь максимальной к моменту рождения и не меняясь до 10 дня жизни. Синтезируется реннин главными клетками желудка в виде профермента (прореннина) и активируется при рН менее 5,0. Оптимальная кислотность среды для реннина 3,0-4,0.