Протеолитические ферменты жкт

Оглавление:

Протеолитические ферменты

Протеолитические ферменты разрывают в молекулах белка пептидные связи и расщепляют высокомолекулярные продукты распада. С возрастом организм производит все меньше ферментов. К тому же, на их синтез негативно влияют инфекции, вредные факторы окружающей среды и дефицитные состояния. Поэтому иногда их может не хватать в организме.

Классификация протеолитических ферментов

Без протеолитических ферментов в кишечнике не будут хорошо и быстро перевариваться белки пищи. Все эти вещества подразделяются на два вида:

  • пептидазы, расщепляющие в основном внешние пептидые связи в пептидах и белках;
  • протеиназы, преимущественно гидролизующие внутренние пептидые связи.

К пептидазам относятся самые важные для желудочного пищеварения протеолитические ферменты (химозин, пепсин и гастриксин) и ферменты, участвующие в кишечном пищеварении ( к примеру, трипсин, эластаза, химотрипсин).

Протеиназами являются ферментами кишечного сока. Они могут быть сериновыми, треониновые, аспартильные и цистеиновые.

Протеолитические ферменты в лекарствах

Если природных протеолитических ферментов недостаточно нужно принимать препараты-ингибиторы. Сегодня в аптеках существует огромное количество таких лекарственных средств. Натуральные протеолитические ферменты являются активными компонентами в препаратах, восполняющих их запас. Такие ферментные средства применяются для коррекции различных нарушений процесса пищеварения в тонкой кишке и секреторной дисфункции желудка.

Один из видов лекарств, содержащих эти ферменты – экстракты слизистой оболочки желудка, в которых основным действующим веществом является пепсин:

Эти медикаменты расщепляют практически все природные белки. Они очень часто используют при гастрите с пониженной кислотностью, но их не стоит употреблять при лечении болезней ЖКТ с повышенной кислотностью.

Второй вид лекарств – комплексные препараты, в составе которых есть основные протеолитические ферменты поджелудочной железы животных. Эти медикаменты способствуют уменьшению проявления симптомов внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы. К таким признакам относятся:

Самыми популярными и эффективными современными лекарствами, содержащими такой комплекс ферментов, являются:

Протеолитические ферменты в лечении различных заболеваний

Протеолитические ферменты также применяются в стоматологии, хирургии и других отраслях медицины. Все дело в том, что такой вид ферментов, расщепляя девитализированные белки в ране, полностью лишает микробы источников питания, что способствует их разрушению.

Препараты с протеолитическими ферментами (Трипсин, Химотрипсин) в стоматологической практике всегда используется местно в основном в комплексной терапии язвенного или афтозного стоматита, при абсцедирующей форме пародонтита, остеомиелите челюстных костей. При периодонтите такими лекарствами можно промывать корневые каналы. Это поможет удалить из них остатки гноя или нежизнеспособной пульпы.

Мазь с протеолитическими ферментами (например, Ируксол) можно применять для местной энзимотерапии гнойных ран. Такой препарат создает условия для гладкого и быстрого течения репаративных процессов, то есть даже глубокие и обширные раны заживают, образуя эластичный и мягкий рубец. Также такие мази можно использовать для лечения пролежней и трофических язв.

ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ В ЛЕЧЕНИИ СОПУТСТВУЮЩЕЙ ПАТОЛОГИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Куропатенко М.В., Стернин Ю.И.,

Текст научной работы на тему «ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ В ЛЕЧЕНИИ СОПУТСТВУЮЩЕЙ ПАТОЛОГИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ»

#3(26)_2011:ALLERGOLOGY_and_IMMUNOLOGY_in_PEDIATRICS 12.09.201^)6:01 Page 46

АЛЛЕРГОЛОГИЯ и ИММУНОЛОГИЯ в ПЕДИАТРИИ, № 3 (26), сентябрь 2011

МАТЕРИАЛЫ IV ВСЕРОССИЙСКОГО КОНГРЕССА ПО ДЕТСКОЙ АЛЛЕРГОЛОГИИ И ИММУНОЛОГИИ / ABSTRACTS OF THE 2 ALL’RUSSIA CONGRESS ON CHILDREN’S ALLERGOLOGY AND IMMUNOLOGY

няющим течение А.Д. и требует включение имму-нотропных препаратов в программу лечения АД.

■ЙПротеолитические ферменты в лечении сопутствующей патологии желудочно-кишечного тракта у больных бронхиальной астмой Куропатенко М.В.,

НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН, Стернин Ю.И.

Медицинская академия последипломного образования, г. Санкт-Петербург

Более трети детей с бронхиальной астмой (БА) имеют различные варианты патологии желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Кроме базисной терапии БА такие пациенты нуждаются в лечении заболеваний ЖКТ. В случае если БА протекает на фоне паразитарной инфекции (ПИ), то патология ЖКТ отмечается у 50-60% больных. При этом возрастает тяжесть течения БА за счет усиления сенсибилизации и интоксикации, спровоцированной паразитарными секреторно-экскреторными антигенами. С целью поиска путей повышения эффективности терапии детей с сочетанным заболеванием БА и патологией ЖКТ проводилось сравнение разных терапевтических схем. Два года под наблюдением находилось 120 больных астмой 5—16 лет (60 м, 60 д), в том числе 68 с ПИ (энтеробиоз-36, аскаридоз-8, лямблиоз-24). Все дети получали стандартную базисную и симптоматическую терапию, согласно тяжести астмы. Пациентам с ПИ проводилась специфическая терапия. У части детей обеих групп в комплексную терапию включался препарат Вобэнзим (по 1 драже на 10 кг веса на три приема в день, 14 дней). Контроль в динамике проводился принятыми в пульмонологии и гастроэнтерологии методами.

При первичном обследовании патология ЖКТ встречалась у 29% неинвазированных больных БА и у 54% больных БА с ПИ. В результате проведенной терапии в 1-ой группе в течение последующего года наблюдения проявления патологии ЖКТ повторно отмечались у 23% при обычной терапии и у 12% — при терапии Вобэнзимом. У инвазирован-ных больных после проведенного антипаразитарного лечения частота и выраженность патологии ЖКТ уменьшилась с 55% до 17% при стандартной терапии и до 10% при включении в комплексную терапию Вобэнзима.

Включение Вобэнзима в комплексное лечение больных бронхиальной астмой с наличием гастроинтестинальной патологии позволяет добиться более стойкого улучшения со стороны органов пищеварительного тракта. Особенно отчетливо положительный терапевтический эффект проявляется у больных БА и патологией ^ККТ, протекающих на фоне паразитарных инфекций.

шЛ Применение галотерапии для оздоровления детей в организованных коллективах Микитченко Н.А., Хан МА.

ФГУ «Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии» МЗ и СР РФ, г. Москва

Среди болезней школьников наиболее распространенными остаются острые респираторные заболевания. Одним из перспективных методов оздоровления детей в условиях образовательного учреждения является галотерапия.

Особенностью проведения галопроцедур в школе является возможность оздоровления детей в галокабинете, не требующем оснащения громоздким оборудованием и выделения дополнительных материальных затрат.

Исследования проведены у 120 часто болеющих детей (6-15 лет). Среди них: дети без хронических очагов инфекции в носоглотке — 53,34%, страдающие хроническим тонзиллитом — 10,83%, аллергическим ринитом — 10,83% хроническим синуситом — 5%, хроническим аденоидитом — 12,5%.

I группа (83 ребенка) получала галотерапию от аппарата АСГ — 01. II группа (42 ребенка) находилась в аналогичных условиях без включения гало-генератора

Под влиянием галотерапии уже после 3-й процедуры у половины обследованных улучшалось носовое дыхание, снижалась интенсивность кашля, уменьшилась отечность зева, миндалин. По данным кривой «поток-объем» регистрировалось достоверное (р

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-52970

Протеолитические ферменты жкт

Биохимия пищеварения
(переваривание питательных веществ)

Пищеварение является этапом метаболизма питательных веществ, в ходе которого происходит гидролиз пищевых компонентов ферментами пищеварительного тракта. Характер гидролиза питательных веществ определяется составом ферментов пищеварительных соков и специфичностью действия этих ферментов. Большинство пищеварительных ферментов обладает относительной субстратной специфичностью, что облегчает гидролиз разнообразных питательных веществ большой молекулярной массы до мономеров и более простых соединений. Распаду в пищеварительном тракте подвергаются углеводы, липиды, белки и некоторые простетические группы сложных белков. Остальные компоненты пищи (витамины, минеральные вещества и вода) всасываются в неизменном виде.

Переваривание происходит в трех отделах пищеварительного тракта: ротовой полости, желудке и тонком кишечнике, куда выделяются секреты желез, содержащие соответствующие гидролитические ферменты. В полость пищеварительного тракта ежесуточно поступает около 8,5 л пищеварительных соков, в которых содержится до 10 г различных ферментов.

В зависимости от расположения ферментов пищеварение может быть трех видов: полостное (гидролиз ферментами, находящимися в свободном виде), мембранное, или пристеночное (гидролиз ферментами, находящимися в составе мембран) и внутриклеточное (гидролиз ферментами, находящимися в органоидах клетки). Для пищеварительного тракта характерны первые два вида. Мембранное пищеварение происходит в ворсинках кишечника. Особенность его состоит в том, что гидролиз небольших молекул (например, дипептидов, дисахаридов) происходит на поверхности клеточной мембраны кишечного эпителия и одновременно сочетается с транспортом продуктов гидролиза внутрь клетки. Внутриклеточный гидролиз осуществляется преимущественно ферментами лизосом, являющихся своеобразным пищеварительным аппаратом клеток.

Ферменты пищеварительного тракта можно разделить на четыре группы:

  1. ферменты, участвующие в переваривании углеводов (амилолитические или глюканолитические ферменты);
  2. ферменты, участвующие в переваривании белков и пептидов (протеолитические ферменты);
  3. ферменты, участвующие в переваривании нуклеиновых кислот (нуклеазы, или нуклеинолитические ферменты) и гидролизе нуклеотидов;
  4. ферменты, участвующие в переваривании липидов (липолитические ферменты).

Переваривание питательных веществ

Переваривание углеводов

Переваривание углеводов начинается в ротовой полости главным образом с помощью α-амилазы слюны. Некоторые исследователи считают, что в слюне имеется и другой фермент — мальтаза. α-Амилаза состоит из одной полипептидной цепи, стабилизируется кальцием, имеет оптимум рН 7,1 и активируется ионами хлора. Фермент относится к эндоамилазам, действует на внутренние α-1,4-гликозидные связи крахмала и гликогена пищи и не способен гидролизовать α-1,6-гликозидные связи этих полисахаридов. α-Амилаза гидролизует весьма беспорядочно α-1,4-гликозидные связи полисахаридов в отличие от β- и γ-амилаз. β-Амилаза последовательно отщепляет от конца полисахарида дисахарид мальтозу, а γ-амилаза — концевой моносахарид глюкозу. Поэтому обе эти амилазы являются экзоамилазами. γ-Амилаза присутствует в ткани печени и участвует в расщеплении гликогена (β-амилазы в организме человека нет; она находится в бактериях).

После действия α-амилaзы слюны полисахариды расщепляются на α-лимитдекстрин (разветвленный полисахарид меньшей молекулярной массы, чем крахмал и гликоген), мальтозу и небольшое количество глюкозы (возможно в результате присутствия мальтазы). Поскольку время нахождения пищи в ротовой полости невелико, доля расщепленных полисахаридов относительно мала, хотя содержание фермента в слюне очень велико. Дисахариды пищи, главными из которых являются сахароза, лактоза (особенно у детей, питающихся молоком и молочными продуктами), трегалоза (дисахарид грибов), не расщепляются в полости рта.

В желудке α-амилаза инактивируется кислым содержимым желудка, и переваривание углеводов прекращается. В кишечнике происходит полный гидролиз полисахаридов, включая и образовавшийся в полости рта α-лимитдекстрин, и всех дисахаридов до моносахаридов. Действию ферментов благоприятствует нейтрализация поступающей в кишечник кислой пищи гидрокарбонатами, растворенными в щелочном содержимом сока поджелудочной железы и желчи.

Гидролиз углеводов в кишечнике осуществляется ферментами поджелудочной железы и кишечника. К первым относятся панкреатическая α-амилаза и олиго-1,6-глюкозидаза. Остальные ферменты — олигосахаридазы и дисахаридазы — образуются преимущественно в слизистой кишечника. Панкреатическая α-амилаза сходна по действию с α-амилазой слюны. Она буквально в течение 4-5 мин гидролизует поступающий крахмал и гликоген до α-лимитдекстринов и мальтозы. Гидролиз α-лимитдекстрина происходит с помощью олиго-1,6-глюкозидазы, которая специфически разрывает α-1,6-гликозидные связи в точках «ветвления» полисахарида. При этом образуется мальтоза:

Дисахариды гидролизуются не в полости, а в стенке кишечника, поэтому образующиеся моносахариды сразу всасываются. Существуют α-специфичные и β-специфичные олигосахаридазы, которые расщепляют дисахариды до моносахаридов. К α-олигосахаридазам относятся мальтаза, изомальтаза, сахараза, α,α-трегалаза. Сахараза образует чаще всего комплекс с изомальтазой. Такой ферментативный сахаразо-изомальтазный комплекс (сахарозо-α-глюкогидролаза) расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу, а изомальтозу — на две молекулы глюкозы.

Мальтаза гидролизует мальтозу (иногда мальтаза образует комплекс с сахaразой):

α, α-трегалаза расщепляет трегалозу:

Среди β-олигосахаридаз наибольшее значение имеет специфичная β-галактозидаза, или лактаза, осуществляющая гидролиз лактозы:

Конечными продуктами переваривания углеводов являются моносахариды, преимущественно глюкоза, фруктоза, галактоза. Доля остальных моносахаридов, поступающих с пищей, относительно невелика. Далее в тонком кишечнике происходит всасывание моносахаридов.

Переваривание липидов

Переваривание липидов происходит в тех отделах пищеварительного тракта, где имеются следующие обязательные условия:

  • наличие липолитических ферментов, гидролизующих липиды;
  • условия для эмульгирования липидов;
  • оптимальный pH среды для действия липолитических ферментов (среда должна быть нейтральной или слабощелочной).

Все эти условия создаются в кишечнике взрослого человека. У ребенка, особенно новорожденного, близкие условия создаются для переваривания триацилглицеринов молока желудочной липазой. pH среды желудочного содержимого ребенка около 5,0 (слабокислая среда), жир молока находится в виде эмульсии, поэтому возможно некоторое расщепление жира липазой.

У взрослого человека сильнокислая среда инактивирует желудочную липазу.

В кишечнике нейтрализуется поступающая из желудка пища, а жир подвергается эмульгированию. Эмульгирование липидов происходит под действием желчных кислот, поступающих в кишечник в составе желчи. В желчи находятся преимущественно следующие желчные кислоты — холевая, хенодезоксихолевая и их конъюгаты с глицином и таурином — гликохолевая и таурохенодезоксихолевая.

Желчные кислоты выполняют следующие биологические функции:

  • эмульгирующую;
  • функцию активатора липолитических ферментов;
  • транспортную, так как, образуя с высшими жирными кислотами транспортный комплекс, помогают их всасыванию в кишечнике.

Все желчные кислоты являются амфифильными соединениями, поэтому обладают свойствами эмульгаторов. Располагаясь на поверхности раздела двух фаз жир-вода, желчные кислоты препятствуют их расслоению. Перистальтика кишечника помогает дроблению крупных капель жира, а желчные кислоты сохраняют их во взвешенном состоянии, мешая слиянию мелких жировых капель. Дополнительными эмульгаторами являются свободные жирные кислоты и моноацилглицерины, образующиеся в ходе переваривания липидов, пищевые фосфолипиды и продукты их частичного переваривания (фосфатидилхолин).

Гидролиз триацилглицеринов, составляющих основную массу липидов пищи, происходит под действием панкреатической липазы. Липаза поступает в неактивном виде. Она активируется в кишечнике специальным кофактором — колипазой и желчными кислотами. Активная липаза действует на триацилглицерины жировой капли. Сам фермент растворен в водной части, а расщепляет субстрат, находящийся в липидной фазе. У липазы есть специальный гидрофобный участок (головка), с которым контактирует триацилглицерин. Гидролиз жира идет на самой поверхности раздела. Продуктами гидролиза являются чаще всего 2-моноацилглицерин и свободные жирные кислоты:

Карбоксиэстеразы кишечника и сока поджелудочной железы расщепляют 2-моноацилглицерин на свободную жирную кислоту и глицерин. Помогают гидролизу триацилглицеринов ионы кальция, которые образуют комплексы со свободными жирными кислотами.

Гидролиз фосфолипидов осуществляется группой липолитических ферментов, называемых фосфолипазами. Существует несколько типов фосфолипаз, обозначаемых как А1, А2, С и D. Они гидролизуют разные связи в молекуле фосфолипида (показано на примере фосфатидилхолина):

В кишечнике имеются фосфолипазы А2, С и, возможно, D и лизофосфолипаза, участвующие в расщеплении фосфолипидов пищи. В поджелудочной железе образуются преимущественно фосфолипаза А2 и в небольших количествах фосфолипаза С и лизофосфолипаза. В стенке кишечника также присутствуют фосфолипазы А2 и С. Кроме того, в кишечнике обнаружена лизофосфолипаза, которая отщепляет жирную кислоту не от целой молекулы фосфолипида, а от лизофосфатидов:

Активирование профосфолипазы А2 происходит в кишечном соке, где под действием трипсина отщепляется от профермента гексапептид. Кроме того, для работы фосфолипазы А2, как, впрочем, и для других фосфолипаз, требуются желчные кислоты и ионы кальция. Желчные кислоты помогают сближению субстрата с активным центром фермента, ионы кальция удаляют из зоны действия фермента свободные жирные кислоты (как и в случае с липазой) и препятствуют инактивации фосфолипазы.

Продуктом действия фосфолипазы А2, являющейся основной пищеварительной фосфолипазой, являются чрезвычайно токсичные лизофосфатиды, которые тут же гидролизуются лизофосфолипазой.

Фосфолипазы С и D завершают процесс гидролиза фосфоглицеридов. Конечными продуктами их гидролиза являются глицерин, жирные кислоты, неорганический фосфат и один из остаточных спиртов (холин, этаноламин, инозит, серии).

Гидролиз других пищевых фосфолипидов — сфингофосфатидов, а также гликолипидов менее изучен. Однако в стенке кишечника обнаружены ферменты сфингомиелиназа и церамидаза. Первый из них гидролизует связь, образованную фосфорной кислотой и сфингозином в сфингомиелинах, а второй — N-ацильную связь в молекуле церамида. Это ведет к освобождению сфингозина, жирной кислоты и фосфохолина.

Гидролиз стеридов. Поступающие с пищей эфиры холестерина, которыми богаты некоторые продукты (желток яиц, сливочное масло, икра и т. д.), расщепляются в эмульсионной капле кишечного содержимого с помощью панкреатической холестеролэстеразы. Активируется фермент также желчными кислотами. После действия фермента образуются свободный холестерин и жирные кислоты. Продукты гидролиза всех пищевых липидов всасываются в кишечнике.

Переваривание белков

Протеолитические ферменты, участвующие в переваривании белков и пептидов, синтезируются и выделяются в полость пищеварительного тракта в виде проферментов, или зимогенов. Зимогены неактивны и не могут переваривать собственные белки клеток. Активируются протеолитические ферменты в просвете кишечника, где действуют на пищевые белки.

В желудочном соке человека имеются два протеолитических фермента — пепсин и гастриксин, которые очень близки по строению, что указывает на образование их из общего предшественника.

Пепсин образуется в виде профермента — пепсиногена — в главных клетках слизистой желудка. Выделено несколько близких по строению пепсиногенов, из которых образуется несколько разновидностей пепсина: пепсин I, II (IIa, IIb), III. Пепсиногены активируются с помощью соляной кислоты, выделяющейся обкладочными клетками желудка, и аутокаталитически, т. е. с помощью образовавшихся молекул пепсина.

Пепсиноген имеет молекулярную массу 40 000. Его полипептидная цепь включает пепсин (мол. масса 34 000); фрагмент полипептидной цепи, являющийся ингибитором пепсина (мол. масса 3100), и остаточный (структурный) полипептид. Ингибитор пепсина обладает резко основными свойствами, так как состоит из 8 остатков лизина и 4 остатков аргинина. Активация заключается в отщеплении от N-конца пепсиногена 42 аминокислотных остатков; сначала отщепляется остаточный полипептид, а затем ингибитор пепсина.

Пепсин относится к карбоксипротеиназам, содержащим остатки дикарбоновых аминокислот в активном центре с оптимумом pH 1,5-2,5.

Субстратом пепсина являются белки — либо нативные, либо денатурированные. Последние легче поддаются гидролизу. Денатурацию белков пищи обеспечивает кулинарная обработка или действие соляной кислоты. Следует отметить следующие биологические функции соляной кислоты:

  1. активация пепсиногена;
  2. создание оптимума pH для действия пепсина и гастриксина в желудочном соке;
  3. денатурация пищевых белков;
  4. антимикробное действие.

От денатурирующего влияния соляной кислоты и переваривающего действия пепсина собственные белки стенок желудка предохраняет слизистый секрет, содержащий гликопротеиды.

Пепсин, являясь эндопептидазой, быстро расщепляет в белках внутренние пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических аминокислот — фенилаланина, тирозина и триптофана. Медленнее гидролизует фермент пептидные связи между лейцином и дикарбоновыми аминокислотами типа: в полипептидной цепи.

Гастриксин близок к пепсину по молекулярной массе (31 500). Оптимум pH у него около 3,5. Гастриксин гидролизует пептидные связи, образуемые дикарбоновыми аминокислотами. Соотношение пепсин/гастриксин в желудочном соке 4:1. При язвенной болезни соотношение меняется в пользу гастриксина.

Присутствие в желудке двух протеиназ, из которых пепсин действует в сильнокислой среде, а гастриксин в среднекислой, позволяет организму легче приспосабливаться к особенностям питания. Например, растительно-молочное питание частично нейтрализует кислую среду желудочного сока, и pH благоприятствует переваривающему действию не пепсина, а гастриксина. Последний расщепляет связи в пищевом белке.

Пепсин и гастриксин гидролизуют белки до смеси полипептидов (называемых также альбумозами и пептонами). Глубина переваривания белков в желудке зависит от длительности нахождения в нем пищи. Обычно это небольшой период, поэтому основная масса белков расщепляется в кишечнике.

Протеолитические ферменты кишечника. В кишечник протеолитические ферменты поступают из поджелудочной железы в виде проферментов: трипсиногена, химотрипсиногена, прокарбоксипептидаз А и В, проэластазы. Активирование этих ферментов происходит путем частичного протеолиза их полипептидной цепи, т. е. того фрагмента, который маскирует активный центр протеиназ. Ключевым процессом активирования всех проферментов является образование трипсина (рис. 1).

Трипсиноген, поступающий из поджелудочной железы, активируется с помощью энтерокиназы, или энтеропептидазы, которая вырабатывается слизистой кишечника. Энтеропептидаза также выделяется в виде предшественника киназогена, который активируется протеазой желчи. Активированная энтеропептидаза быстро превращает трипсиноген в трипсин, трипсин осуществляет медленный аутокатализ и быстро активирует все остальные неактивные предшественники протеаз панкреатического сока.

Механизм активирования трипсиногена заключается в гидролизе одной пептидной связи, в результате чего освобождается N-концевой гексапептид, называемый ингибитором трипсина. Далее трипсин, разрывая пептидные связи в остальных проферментах, вызывает образование активных ферментов. При этом образуются три разновидности химотрипсина, карбоксипептидазы А и В, эластаза.

Кишечные протеиназы гидролизуют пептидные связи пищевых белков и полипептидов, образовавшихся после действия желудочных ферментов, до свободных аминокислот. Трипсин, химотрипсины, эластаза, будучи эндопептидазами, способствуют разрыву внутренних пептидных связей, дробя белки и полипептиды на более мелкие фрагменты.

  • Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные главным образом карбоксильными группами лизина и аргинина, менее активен он в отношении пептидных связей, образованных изолейцином.
  • Химотрипсины наиболее активны в отношении пептидных связей, в образовании которых принимает участие тирозин, фенилаланин, триптофан. По специфичности действия химотрипсин похож на пепсин.
  • Эластаза гидролизует те пептидные связи в полипептидах, где находится пролин.
  • Карбоксипептидаза А относится к цинксодержащим ферментам. Она отщепляет от полипептидов С-концевые ароматические и алифатические аминокислоты, а карбоксипептидаза В — только С-концевые остатки лизина и аргинина.

Ферменты, гидролизующие пептиды, имеются также и в слизистой кишечника, и хотя они могут секретироваться в просвет, но функционируют преимущественно внутриклеточно. Поэтому гидролиз небольших пептидов происходит после их поступления в клетки. Среди этих ферментов лейцинаминопептидаза, которая активируется цинком или марганцем, а также цистеином, и высвобождает N-концевые аминокислоты, а также дипептидазы, гидролизующие дипептиды на две аминокислоты. Дипептидазы активируются ионами кобальта, марганца и цистеином.

Разнообразие протеолитических ферментов приводит к полному расщеплению белков до свободных аминокислот даже в том случае, если белки предварительно не подвергались действию пепсина в желудке. Поэтому больные после операции частичного или полного удаления желудка сохраняют способность усваивать белки пищи.

Механизм переваривания сложных белков

Белковая часть сложных белков переваривается так же, как и простых белков. Простетические группы их гидролизуются в зависимости от строения. Углеводный и липидный компоненты после отщепления их от белковой части гидролизуются амилолитическими и липолитическими ферментами. Порфириновая группа хромопротеидов не расщепляется.

Представляет интерес процесс расщепления нуклеопротеидов, которыми богаты некоторые продукты питания. Нуклеиновый компонент отделяется от белка в кислой среде желудка. В кишечнике полинуклеотиды гидролизуются с помощью нуклеаз кишечника и поджелудочной железы.

РНК и ДНК гидролизуются под действием панкреатических ферментов — рибонуклеазы (РНКазы) и дезоксирибонуклеазы (ДНКазы). Панкреатическая РНКаза имеет оптимум pH около 7,5. Она расщепляет внутренние межнуклеотидные связи в РНК. При этом образуются более короткие фрагменты полинуклеотида и циклические 2,3-нуклеотиды. Циклические фосфодиэфирные связи гидролизуются той же РНКазой или кишечной фосфодиэстеразой. Панкреатическая ДНКаза гидролизует межнуклеотидные связи в ДНК, поступающей с пищей.

Продукты гидролиза полинуклеотидов — мононуклеотиды подвергаются действию ферментов кишечной стенки: нуклеотидазы и нуклеозидазы:

Эти ферменты обладают относительной групповой специфичностью и гидролизуют как рибонуклеотиды и рибонуклеозиды, так и дезоксирибонуклеотиды и дезоксирибонуклеозиды. Всасываются нуклеозиды, азотистые основания, рибоза или дезоксирибоза, Н3РO4.

Регуляция пищеварения

Переваривание компонентов пищи регулируется системой гормоноподобных веществ, образующихся в клетках пищеварительного тракта. Характеристика их дана в табл. 26. Химическое строение большинства из них неизучено. Известно, что гистамин является продуктом декарбоксилирования гистидина, а гастрин, секретин и холецистокинин, выделенные в очищенном виде, относятся к полипептидам. Остальные регуляторы пищеварения, очевидно, тоже пептиды, но они не получены в чистом виде и названы по вызываемому ими эффекту.

Выделение регуляторов происходит под действием пищи и определяется ее составом. При поступлении пищи в желудок выделяются гистамин и гастрин, которые обеспечивают секрецию соляной кислоты и пепсина, переваривающих белки. Переход желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку служит сигналом к выделению энтерогастрона, который, выделяясь в кровь, тормозит секрецию желудочного сока.

2.3.4. Ферменты

Динамическое равновесие обменных процессов в организме в существенной мере зависит от участия в них биологических катализаторов (ферментов) и состояния ингибирующих систем (антиферментов). Нарушения синтеза или активности ферментативных систем (ферментопатии) могут иметь тяжелые последствия для организма (при дефиците фенилаланингидроксилазы — психическая неполноценность у детей; при недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — гемолитическая анемия — и т.п.).

Одним из способов лечения ферментопатии является восполнение дефицита недостающего фермента или кофермента. Так, при снижении секреторной функции желудочно-кишечного тракта вводят препараты ферментов — пепсин, панкреатин, желудочный соки др., при гиповитаминозах — коферменты (кокарбоксилаза, липоевая кислота, коэнзим А и др.).

Наличие у ферментных препаратов фармакологических свойств (в частности, способности вызывать протеолиз, фибринолитическое, противовоспалительное действие) позволяет успешно применять их при различной патологии в хирургической, терапевтической, стоматологической практике. Высокой противовоспалительной активностью обладают протеазы, нуклеазы и лиазы (трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, лидаза), широко используемые при лечении гнойных процессов мягких тканей и костей различной локализации, трофических язв, ожогов, тромбофлебитов, гнойных заболеваний легких и плевры.

Патология, обусловленная или сопровождающаяся чрезмерной активацией ферментных систем (острый панкреатит — активация протеолитических ферментов, повышенная кровоточивость — активация фибринолиза, и др.), требует лечения ингибиторами ферментов, например, апротинином (контрикал, трасилол).

Препараты ферментов разделяют по субстратной активности на протеолитические ферменты, протеазы (расщепляют белки), нуклеазы (нуклеиновые кислоты), лиазы (мукополисахариды).

Протеолитические ферменты играют важную роль как во многих жизненных процессах (пищеварение, свертывание крови, регуляция кровяного давления), так и при развитии патологических процессов (воспаление, аллергия и т.д.).

В лечебной практике используют препараты, содержащие протеолитические ферменты животного (пепсин, трипсин, химотрипсин), микробного (террилитин, гигролитин, стрептокиназа) и растительного происхождения (папаин, бромелаин).

Они гидролизуют пептидные связи в молекуле белка, вызывая лизис нежизнеспособных тканей. Жизнеспособные ткани влиянию не поддаются, так как молекулы нативных белков стабилизированы рядом нековалентных связей, что сохраняет их структуру, делая недоступными пептидные связи для активного центра протеаз; кроме того, в жизнеспособных тканях имеются специфические ингибиторы протеолитических ферментов.

Трипсин, химотрипсин, террилитин и другие препараты способствуют очищению раневых поверхностей, расплавляя некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижая вязкие секреты и экссудаты, сгустки крови, оказывают противовоспалительное действие. Все это улучшает микроциркуляцию ткани, ускоряет процесс регенерации и заживление ран. Действие их физиологично, поскольку в естественных условиях процесс очищения раны также протекает с участием протеаз. Очищение раны от некротизированных тканей устраняет благоприятную среду для микроорганизмов, уменьшает их количество в зоне поражения, облегчает доступ антибактериальных препаратов к очагу воспаления.

Трипсин и химотрипсин можно инъецировать. При введении их внутримышечно или в переходную складку слизистой оболочки полости рта они оказывают противовоспалительное и противоотечное действие, ускоряют рассасывание гематом, активируют процессы регенерации, повышают фагоцитоз.

Препараты протеолитических ферментов иногда вызывают аллергические реакции.

В очаге воспаления под влиянием протеолитических ферментов образуется увеличенное количество биологически активных веществ — кининов (брадикинина и каллидина), которые расширяют сосуды, вызывают гиперемию, увеличивают экссудацию, деление фибробластов, раздражают болевые рецепторы. При высокой активности кининов наблюдается расширение сосудов, снижение артериального и венозного давления, нарушается образование микротромбов. В этих условиях положительный эффект оказывают ингибиторы протеолитических ферментов (пантрипин, контрикал). Они предотвращают развитие некротических изменений в тканях и их распад, снижают количество кининов.

Нуклеазы — ферменты, расщепляющие рибонуклеиновую и дезоксирибонуклеиновую кислоту, используются для лечения хронических гнойных воспалительных процессов. Они снижают вязкость гноя, слизи, оказывают противовоспалительное действие. Нуклеазы способны задерживать размножение ряда патогенных для человека вирусов, которые, проникая в клетку макроорганизма, теряют свою оболочку, и становятся объектом воздействия (незащищенная нуклеиновая кислота) соответствующих ферментов (рибонуклеаза или дезоксирибонуклеаза).

При хронических воспалительных процессах применяют лиазы — ферменты, расщепляющие мукополисахариды, в том числе гиалуроновую кислоту.

Она является основным «цементирующим» соединительную ткань веществом. При деполимеризации гиалуроновой кислоты лиазами проницаемость тканевых барьеров повышается, что в ряде случаев имеет негативное значение, так как может способствовать увеличению отека при острых воспалительных процессах и распространению инфекции и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Препараты гиалуронидазы — лидаза и ронидаза увеличивают проницаемость тканей, улучшают их трофику, делают более эластичной рубцовую ткань, способствуют рассасыванию гематом, устранению контрактур. Их применяют при лечении хронических воспалительных процессов, мышечных контрактур (например, височно-нижнечелюстного сустава, для размягчений рубцовой ткани, рассасывания гематом. Ронидаза используется только местно. Лидаза — специально очищенный препарат, пригоден для инъекционного введения.

Среди побочных эффектов препаратов ферментов возможны аллергические реакции различной интенсивности (очень редко — анафилактический шок), интоксикации вследствие всасывания токсических продуктов некролиза, а также проявления их раздражающего действия (боль, инфильтраты при инъекциях). С целью уменьшения побочных эффектов препараты не рекомендуется оставлять на длительное время в патологическом очаге; в качестве растворителя при инъекциях целесообразно использовать 0,25-0,5% новокаин; одновременно показано назначение антигистаминных средств и салицилатов.

Применение ферментных препаратов противопоказано при наличии аллергизации организма, злокачественных опухолевых процессов, повышенной кровоточивости, декомпенсации сердечной деятельности, поражении печени и почек.

Применяется местно и инъекционно.

Выпускается во флаконах и ампулах по 0,005 и 0,01 г.

Применяется местно и инъекционно (внутримышечно или в переходную складку полости рта).

Выпускается во флаконах по 0,005 и 0,01 г.

Применяется местно и инъекционно.

Выпускается во флаконах и ампулах по 0,005, 0,01, 0,025 и 0,05 г.

Вводится электрофоретически и инъекционно (под рубец, под кожу, внутримышечно). Выпускается во флаконах, содержащих 64 условных единиц сухой стерильной лидазы (0,1 г).

Биохимия питания и пищеварения. Переваривание и всасывание белков, жиров, углеводов.

Тема: «БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ И ПИЩЕВАРЕНИЯ. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ, ЛИПИДОВ И УГЛЕВОДОВ»

1. Переваривание углеводов. Ферменты желудочно-кишечного тракта участвующие в переваривании углеводов. Продукты, образующиеся при переваривании углеводов. Всасывание моносахаридов.

2. Переваривание липидов. Липазы и фосфолипазы. Продукты, образующиеся при переваривании липидов. Всасывание жирных кислот.

3. Желчные кислоты и парные желчные кислоты: строение, образование, биологическая роль. Энтерогепатическая циркуляция желчных кислот.

4. Переваривание белков. Протеиназы. Механизм активации протеиназ желудочно-кишечного тракта. Эндопептидазы и экзопептидазы. Специфичность (избирательность) гидролиза пептидных связей. Гниение белков (аминокислот) в толстом кишечнике.

5. Роль гормонов желудочно-кишечного тракта (гистамина, гастрина, секретина, холецистокинина и соматостатина) в регуляции секреции желудочного сока и сока поджелудочной железы.

Переваривание белков.

10.1.1. Переваривание белков, то есть расщепление их до отдельных аминокислот, начинается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике. Переваривание происходит под действием желудочного, панкреатического и кишечного соков, которые содержат протеолитические ферменты (протеазы или пептидазы). Протеолитические ферменты относятся к классу гидролаз. Они катализируют гидролиз пептидных связей СО—NН белковой молекулы (рисунок 10.1):

Рисунок 10.1. Гидролиз пептидных связей.

10.1.2. Все протеолитические ферменты можно разделить на две группы:

  1. экзопептидазы – катализируют разрыв концевой пептидной связи с освобождением N- или С-концевой аминокислоты;
  2. эндопептидазы – гидролизуют пептидные связи внутри полипептидной цепи, продуктами реакции являются пептиды с меньшей молекулярной массой.

10.1.3. Большинство протеолитических ферментов, участвующих в переваривании белков и пептидов, синтезируются и выделяются в полость пищеварительного тракта в виде неактивных предшественников – проферментов (зимогенов). Поэтому не происходит переваривания белков клеток, вырабатывающих проферменты. Активация проферментов осуществляется в просвете желудочно-кишечного тракта путём частичного протеолиза – отщепления части пептидной цепи зимогена.

10.1.4. Характеристика важнейших протеолитических ферментов приводится в таблице 10.1.

Таблица 10.1
Некоторые протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта.

Примечание. Х – любая аминокислота.

Гниение аминокислот в кишечнике и обезвреживание продуктов гниения.

10.2.1. Основная масса аминокислот, образовавшихся в пищеварительном тракте в результате переваривания белков, всасывается в кровь и пополняет аминокислотный фонд организма. Определённое количество невсосавшихся аминокислот подвергается гниению в толстом кишечнике.

Гниение – превращения аминокислот, вызванные деятельностью микроорганизмов в толстом кишечнике. Усилению процессов гниения аминокислот могут способствовать:

  • избыточное поступление белков с пищей;
  • врождённые и приобретённые нарушения процесса всасывания аминокислот в кишечнике;
  • снижение моторной функции кишечника.

В результате гниения аминокислот образуются различные вещества, многие из которых являются токсичными для организма. Некоторые примеры продуктов гниения приводятся в таблице 10.2.

Таблица 10.2
Продукты гниения аминокислот в кишечнике.

10.2.2. Продукты гниения аминокислот являются ксенобиотиками – веществами, чужеродными для организма человека и должны быть обезврежены (инактивированы).

Обезвреживание продуктов гниения аминокислот происходит в клетках печени после поступления веществ из кишечника с кровью воротной вены. Продукты обезвреживания хорошо растворяются в воде и поэтому легко выводятся из организма. Процесс обезвреживания включает, как правило, две фазы (стадии): фазу модификации и фазу конъюгации.

10.2.3. В фазе модификации вещества вступают в реакции микросомального окисления, в результате которого образуются полярные группы —ОН или —СООН. Если такие группы уже имеются, то обезвреживание может происходить непосредственно путём конъюгации.

Реакции конъюгации заключаются в том, что к указанным группам присоединяется определённое соединение (глюкуроновая кислота, серная кислота, глицин и некоторые другие). Активной формой глюкуроновой кислоты является уридиндифосфоглюкуроновая кислота (УДФГК), активной формой серной кислоты — 3′-фосфоаденозин-5′-фосфосульфат (ФАФС). Формулы этих соединений приводятся на рисунке 10.2.

Рисунок 10.2. Активные формы глюкуроновой и серной кислот.

10.2.4. Запомните некоторые примеры реакций обезвреживания:

1) обезвреживание фенола (реакция глюкуронидной конъюгации):

2) обезвреживание индола:
а) гидроксилирование индола (фаза модификации):

б) сульфатирование индоксила (фаза конъюгации):

в) образование калиевой соли индоксилсульфата в канальцах почек:

По количеству индикана в моче можно сделать заключение о скорость процессов гниения белков в кишечнике (при усилении гниения количество индикана увеличивается) и о функциональном состоянии печени (при нарушении обезвреживающей функции количество индикана уменьшается).

3) обезвреживание бензойной кислоты:

По скорости образования и выведения гиппуровой кислоты с мочой после введения бензойной кислоты можно судить о функциональном состоянии печени. Этот диагностический тест получил название пробы Квика и используется в клинической практике.

Переваривание липидов в кишечнике.

10.3.1. Основным местом переваривания липидов является верхний отдел тонкого кишечника. Для переваривания липидов необходимы следующие условия:

  • наличие липолитических ферментов;
  • условия для эмульгирования липидов;
  • оптимальные значения рН среды (в пределах 5,5 – 7,5).

10.3.2. В расщеплении липидов участвуют различные ферменты. Пищевые жиры у взрослого человека расщепляются в основном панкреатической липазой; обнаруживается также липаза в кишечном соке, в слюне, у грудных детей активна липаза в желудке. Липазы относятся к классу гидролаз, они гидролизуют сложноэфирные связи -О-СО- с образованием свободных жирных кислот, диацилглицеролов, моноацилглицеролов, глицерола (рисунок 10.3).

Рисунок 10.3. Схема гидролиза жиров.

Поступающие с пищей глицерофосфолипиды подвергаются воздействию специфических гидролаз – фосфолипаз, расщепляющих сложноэфирные связи между компонентами фосфолипидов. Специфичность действия фосфолипаз показана на рисунке 10.4.

Рисунок 10.4. Специфичность действия ферментов, расщепляющих фосфолипиды.

Продуктами гидролиза фосфолипидов являются жирные кислоты, глицерол, неорганический фосфат, азотистые основания (холин, этаноламин, серин).

Пищевые эфиры холестерола гидролизуются панкреатической холестеролэстеразой с образованием холестерола и жирных кислот.

10.3.3. Уясните особенности структуры желчных кислот и их роль в переваривании жиров. Желчные кислоты – конечный продукт обмена холестерола, образуются в печени. К ним относятся: холевая (3,7,12-триоксихолановая), хенодезоксихолевая (3,7-диоксихолановая)и дезоксихолевая (3, 12-диоксихолановая) кислоты (рисунок 10.5, а). Две первые являются первичными желчными кислотами (образуются непосредственно в гепатоцитах), дезоксихолевая – вторичной (так как образуется из первичных желчных кислот под влиянием микрофлоры кишечника).

В желчи эти кислоты присутствуют в конъюгированной форме, т.е. в виде соединений с глицином Н 2 N-СН 2 -СООН или таурином Н 2 N-СН 2 -СН 2 —SO 3 H (рисунок 10.5, б).

Рисунок 10.5. Строение неконъюгированных (а) и конъюгированных (б) желчных кислот.

15.1.4. Желчные кислоты обладают амфифильными свойствами: гидроксильные группы и боковая цепь гидрофильны, циклическая структура гидрофобна. Эти свойства обусловливают участие желчных кислот в переваривании липидов:

1) желчные кислоты способны эмульгировать жиры, их молекулы своей неполярной частью адсорбируются на поверхности жировых капель, в то же время гидрофильные группы вступают во взаимодействие с окружающей водной средой. В результате снижается поверхностное натяжение на границе раздела липидной и водной фаз, вследствие чего крупные жировые капли разбиваются на более мелкие;

2) желчные кислоты наряду с колипазой желчи участвуют в активировании панкреатической липазы, сдвигая её оптимум рН в кислую сторону;

3) желчные кислоты образуют с гидрофобными продуктами переваривания жиров водорастворимые комплексы, что способствует их всасыванию в стенку тонкого кишечника.

Желчные кислоты, проникающие в процессе всасывания вместе с продуктами гидролиза в энтероциты, через портальную систему поступают в печень. Эти кислоты могут повторно секретироваться с желчью в кишечник и участвовать в процессах переваривания и всасывания. Такая энтеро-гепатическая циркуляция желчных кислот может осуществляться до 10 и более раз в сутки.

15.1.5. Особенности всасывания продуктов гидролиза жиров в кишечнике представлены на рисунке 10.6. В процессе переваривания пищевых триацилглицеролов около 1/3 их расщепляется полностью до глицерола и свободных жирных кислот, приблизительно 2/3 гидролизуется частично с образованием моно- и диацилглицеролов, небольшая часть совсем не расщепляется. Глицерол и свободные жирные кислоты с длиной цепи до 12 углеродных атомов растворимы в воде и проникают в энтероциты, а оттуда через воротную вену в печень. Более длинные жирные кислоты и моноацилглицеролы всасываются при участии конъюгированных желчных кислот, формирующих мицеллы. Нерасщеплённые жиры, по-видимому, могут поглощаться клетками слизистой кишечника путём пиноцитоза. Нерастворимый в воде холестерол, подобно жирным кислотам, всасывается в кишечнике в присутствии желчных кислот.

Рисунок 10.6. Переваривание и всасывание ацилглицеролов и жирных кислот.

Смотрите еще:

  • Покалывавшие внизу живота перед месячными Покалывавшие внизу живота перед месячными Многие женщины чувствуют покалывание в матке перед месячными, это вызывает их беспокойство и они обращаются за консультацией к специалистам. Как […]
  • Полип в кишке симптомы народные средства Лечение полипов в кишечнике народными средствами Толстая кишка чаще других органов ЖКТ подвергается образованию полипов. Воспалительный процесс при лечении слизистой оболочки меняет […]
  • Можно ли принимать де нол и алкоголь Совместимы ли Де-нол и алкоголь? Как принимать этот препарат Де-нол – эффективный лекарственный препарат, активно применяемый при лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной […]
  • Боль в животе при беременности при движении Болит живот при ходьбе во время беременности: есть ли о чем беспокоиться? Большинство беременных женщин жалуется, что у них при движении возникают боли. Беременность у каждой проходит […]
  • Самый опасный гастрит Типы и группы гастрита в желудке Гастрит – хроническое заболевание, с характерными периодами обострений и ремиссий. Характеризуется поражением слизистой оболочки желудка. Видов гастрита […]
  • У ребенка очень сильно бурлит в животе У грудничка бурлит в животе Поскольку новорожденные детки сами не могут рассказать, что их беспокоит, новоиспеченным родителям приходится быть крайне внимательными, чтобы не пропустить […]