Какие ферменты содержатся в желудочном соке
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 февраля 2014; проверки требуют 28 правок.
Ферме́нты пищеваре́ния, пищеварительные ферменты — ферменты, расщепляющие сложные компоненты пищи до более простых веществ, которые затем всасываются в организм. В более широком смысле пищеварительными ферментами также называют все ферменты, расщепляющие крупные (обычно полимерные) молекулы на мономеры или более мелкие части.
Все ферменты желудочно-кишечного тракта относятся к классу «Гидролазы», это означает, что расщепление пищевых полимеров происходит всегда при участии молекулы воды.
Пищеварительные ферменты находятся в пищеварительной системе человека и животных. Кроме этого, к таким ферментам можно отнести внутриклеточные ферменты лизосом.
Основные места действия пищеварительных ферментов в организме человека и животных — это ротовая полость, желудок, тонкая кишка. Эти ферменты вырабатываются такими железами, как слюнные железы, железы желудка, поджелудочная железа и железы тонкой кишки. Часть ферментативных функций выполняется облигатной кишечной микрофлорой.
По субстратной специфичности пищеварительные ферменты делятся на несколько основных групп:
- протеазы: эндопептидазы, которые катализируют расщепление внутренних пептидных связей (пепсин, реннин, гастриксин в желудочном соке и трипсин, химотрипсин, эластаза в панкреатическом соке) и экзопептидазы, которые отщепляют по одной аминокислоте с карбоксильного конца (карбоксипептидаза в панкреатическом соке и аминопептидаза, пептидазы в кишечном соке)
- липазы расщепляют липиды до жирных кислот и глицерина
- карбогидразы гидролизуют углеводы, такие как крахмал или сахара, до простых сахаров, таких как глюкоза
- нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов
Ротовая полость[править | править код]
Ферменты пищеварения, упрощенная схема
Слюнные железы секретируют в полость рта:
- альфа-амилазу (птиалин), которая расщепляет высокомолекулярный крахмал до более коротких фрагментов и до отдельных растворимых сахаров (декстрины, мальтоза, мальтриоза).
- альфа-глюкозидазу (мальтазу), расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы
Желудок[править | править код]
Ферменты, секретирующиеся желудком называются желудочными ферментами. По химической природе практически все ферменты являются белками. В желудке также вырабатывается соляная кислота, которая обладает бактерицидным действием; активирует фермент пепсин; вызывает денатурацию и набухание белков.
- Пепсин — основной желудочный фермент. Гидролитически расщепляет пептидные связи денатурированных белков до пептидов. Вырабатывается в так называемых «главных клетках» в неактивной форме в виде пепсиногена, чтобы предотвратить самопереваривание слизистой желудка. В полости желудка в кислой среде (рН=1.5—2,5) происходит превращение пепсиногена в активный пепсин. При этом отщепляется пепсин-ингибитор. Процесс идет аутокаталитически при участии НСl (ионов Н+), которая также вырабатывается в слизистой желудка, но в так называемых «обкладочных клетках». Молекулярный вес пепсиногена около 42 000, а пепсина — около 35 000. Из этого следует, что реакция превращения пепсиногена в пепсин сопровождается отщеплением 15—20 % исходной молекулы. Активирование происходит за счет отщепления N-концевого участка пепсиногена, в котором сосредоточены все основные аминокислоты. Среди продуктов отщепления обнаруживается ингибитор пепсина с молекулярным весом 3242 и пять более мелких фрагментов, в сумме отвечающих молекулярному весу около 4000. Для защиты стенок желудка от агрессивной кислой среды «добавочные клетки» слизистой вырабатывают муцин — гликопротеид — и ионы бикарбоната.
- Гастриксин, реннин – тоже расщепляют белки.
- Желатиназа расщепляет желатин и коллаген, основные протеогликаны мяса на полипептиды, пептиды и аминокислоты.
- Липаза – жиры на глицерин и жирные кислоты, но ее активность в желудке незначительна.
- Химозин – створаживает молоко
Тонкая кишка[править | править код]
Желчь[править | править код]
Желчь человека также участвует в процессах пищеварения. Она вырабатывается постоянно печенью и собирается в желчном пузыре. В ее состав не входят ферменты. Она переводит в активное состояние ферменты поджелудочной железы, эмульгирует жиры (что облегчает их расщепление), усиливает перистальтику кишечника, стимулирует продукцию слизи, ликвидирует действие пепсина желудка, опасного для ферментов поджелудочной железы.
Ферменты поджелудочной железы[править | править код]
Поджелудочная железа является основной железой в системе пищеварения. Она секретирует ферменты (более 20) в просвет двенадцатиперстной кишки.
- Протеазы:
- Трипсин является протеазой, аналогичной пепсину желудка.
- Химотрипсин — также протеаза, расщепляющая белки пищи.
- Карбоксипептидаза
- Несколько различных эластаз, расщепляющих эластин и некоторые другие белки.
- Нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты нуклеотидов.
- Стеапсин, расщепляющий жиры.
- Амилазу, расщепляющую крахмал и гликоген, а также другие углеводы.
- Липаза поджелудочной железы является важнейшим ферментом в переваривании жиров. Она действует на жиры (триглицериды), предварительно эмульгированные желчью, секретируемой в просвет кишечника печенью.
Ферменты тонкой кишки[править | править код]
- Несколько пептидаз, в том числе:
- энтеропептидаза — превращает неактивный трипсиноген в активный трипсин;
- аланинаминопептидаза — расщепляет пептиды, образовавшиеся из белков после действия протеаз желудка и поджелудочной железы.
- Ферменты, расщепляющие дисахариды до моносахаридов:
- сахараза расщепляет сахарозу до глюкозы и фруктозы;
- мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы;
- изомальтаза расщепляет мальтозу и изомальтозу до глюкозы;
- лактаза расщепляет лактозу до глюкозы и галактозы.
- Липаза кишечника расщепляет триглицериды на глицерин и жирные кислоты.
- Эрепсин, фермент, расщепляющий белки.
Микрофлора кишечника[править | править код]
Обитающие в толстом кишечнике человека микроорганизмы выделяют пищеварительные ферменты, способствующие перевариванию некоторых видов пищи.
- Кишечная палочка — способствует перевариванию лактозы
- Лактобактерии — превращают лактозу и другие углеводы в молочную кислоту
Пищеварительные ферменты насекомоядных растений[править | править код]
Из секрета непентеса Nepenthes macferlanei выделены протеазы, продемонстрирована также липазная активность. Его главный фермент, непентезин, по субстратной специфичности напоминает пепсин.[1]
Примечания[править | править код]
- ↑ Zoltán A. Tökés, Wang Chee Woon and Susan M. Chambers. Digestive enzymes secreted by the carnivorous plant Nepenthes macferlanei L. Planta, 1974, Volume 119, Number 1, 39-46
Ссылки[править | править код]
- https://www.innvista.com/health/nutrition/diet/enzymecl.htm
- Анатомия и физиология человека: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / И. В. Гайворонский, Г. И. Ничипорук, А. И. Гайворонский. — 6-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2011. — 496 с. ISBN 978-5-7695-7794-9
Источник
В процессе пищеварения каждый компонент выполняет свою функцию. Ферменты желудочного сока расщепляют белки до протеинов, жиры до жирных кислот и триглицеридов, а полисахариды до моносахаридов. Вещества, выделяющиеся в желудке, обладают защитным, гормональным и медиаторным действием. Они переводят макромолекулы в доступную для клеток форму.
Виды и свойства ферментов
Ферменты желудка не имеют цвета и запаха, но обладают свойствами видоизменять пищу, поступившую из пищевода. Химус, образующийся в желудке, содержит пищеварительные секреты. Каждое ферментативное вещество имеет присущие только ему одному свойства. Протеолитические ферменты химуса расщепляют сложные белки до структурных кирпичиков — аминокислот. К ним относятся 4 вида пепсинов. Вырабатываются они все париетальными клетками. Непротеолитические ферменты пищеварительного сока — это вещества, расщепляющие другие компоненты пищи до более простых структурных составляющих, которым легче всосаться в слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. К ним относятся:
- Липаза. Расщепляет жиры на кислоты и глицерин.
- Лизоцим. Вырабатывают добавочные железы.
- Желудочная слизь.
Вернуться к оглавлению
Пепсины: действие
Активный компонент желудочного сока.
В состав желудочного сока, кроме соляной кислоты, входит фермент, который является основным звеном в расщеплении белков пищи. Именуется он пепсином. Организм человека вырабатывает необходимое количество пепсиногена — неактивного предшественника фермента. Он становится активным в кислых условиях путем взаимодействия с соляной кислотой и делится на 4 фракции.
Вернуться к оглавлению
Особенности фермента А
Компонент, расщепляющий белки, активируется при значениях кислотности от 1,5 до 2. Фермент относится к протеолитическим энзимам. Пепсиноген А становится активен после воздействия на него соляной кислоты. Его молекулы очень маленькие и в небольшом количестве всасываются из желудочно-кишечного тракта, попадая в кровеносное русло, а потом в выделительную систему. Уровень энзима, выделившегося с мочой, измеряют для определения активности протеолитических ферментов.
Вернуться к оглавлению
Фракции В и С
Фермент, содержащийся в желудочном соке, именуется также желатиназой. Он влияет на желатин, расщепляет протеины соединительных тканей, которые в большом количестве находятся в мясной пище. Действует фермент В при повышении кислотности до 5,6 и выше. Растворяя коллагеновые волокна, пепсин предупреждает попадание в нижние отделы желудочно-кишечного тракта грубого пищевого комка. Фермент С играет важную роль в процессе гидролиза белка. Пепсиноген действует при значении кислотности от 3,2 до 3,5. Также активируется соляной кислотой из ферментов, вырабатываемого париетальными клетками.
Вернуться к оглавлению
Фракция Д, реннин, химозин
Эти ферменты действуют с целью расщепления молочного белка — казеина. Они функционируют в присутствии ионов кальция. В результате химических реакций образуется 2 вещества — параказеин и сывороточный белок. Функции этих сложных молекул до сих пор окончательно не изучены. Концентрация фракции пепсина Д немного ниже, чем других подтипов протеолитических ферментов.
Вернуться к оглавлению
Желудочная слизь и ее роль в пищеварении
В слизистом секрете содержится специфическое вещество — бикарбонат. Через цепь химических реакций оно ощелачивает чрезмерную кислотность желудка, предохраняя от образования язвенных дефектов в его оболочках.
Защищает от химического и другого вида повреждения.
Кислая среда способствует перевариванию пищи, но гиперпродукция гидрохлорида нарушает баланс и приводит к возникновению эрозии стенок желудочно-кишечного тракта. Кислота появляется в щелочной среде кишечника, где также провоцирует образование язвы в луковице двенадцатиперстной кишки. Поэтому продукция слизи защищает гастроинтестинальную систему от перечисленных патологий.
Вернуться к оглавлению
Сиаломуцины
Слизь содержит сиаловые кислоты. Эти вещества действуют бактерицидно, уничтожая патогенные микроорганизмы и влияя на вирусы. Благодаря этому компоненту, слизистый секрет оказывает действие неспецифической иммунной системы. Также сиаломуцины стимулируют выделение соляной кислоты. Недостаток этого структурного элемента желудочного сока ведет к накоплению патогенных микроорганизмов и образованию язвенных дефектов.
Вернуться к оглавлению
Гликопротеины
Так называются вещества, содержащие белковые и гликогеновые компоненты. Они играют важную роль в кроветворении. Гликопротеины также называют фактором Кастла. Благодаря веществам, происходит активное всасыванию витамина B12, который включается в синтез кровяных телец. Если гликопротеинов незначительное количество, развивается железодефицитная анемия.
Вернуться к оглавлению
Нейтральные мукополисахариды
Их вырабатывают бокаловидные желудочные клетки. Мукополисахариды также входят в состав фактора Кастла, необходимого для кроветворения. Но у этих веществ существуют и другие действия. Они принимают участие в иммунном ответе, являются одним из факторов роста организма. При дефиците этого структурного элемента развивается анемическое состояние, иммунодефицит и нарушения пищеварения.
Вернуться к оглавлению
Муцин желудка
Роль каждого компонента важна.
Так называется слизистый компонент, который не растворяется в процессе пищеварения. Именно он играет важнейшую роль в защите стенок желудочно-кишечного тракта от влияния патогенных микроорганизмов, избытка соляной кислоты, агрессивных ингредиентов пищи. В состав тонкого слоя муцина входят бикарбонаты, нейтрализующие кислотный компонент желудочного сока.
Вернуться к оглавлению
Непротеолитические ферменты
К ним относятся липаза и лизоцим. Первая помогает расщеплять жиры пищи. Она формирует из них жирные кислоты и триглицериды, которые легко усваиваются в кишечнике. Лизоцим же владеет неспецифическими иммунными свойствами, оказывая противомикробную функцию. Он формирует своеобразный барьер, препятствующий патогенным микроорганизмам проникать сквозь стенку гастроинтестинальной системы. Лизоцим присутствует в желудочно-кишечном тракте, на слизистых глаз и других органов.
Вернуться к оглавлению
Особенности липазы
Это основной фермент для расщепления жиров до кислот и триглицеридов. У детей липаза воздействует на грудное молоко, которое преобладает в питании. У взрослых концентрация фермента сокращается в связи с переменами в рационе. Отсутствие действия липаз на животные жиры, содержащиеся в еде, приводит к накоплению в каловых массах остатков жира.
Вернуться к оглавлению
Лизоцим желудка
Его вырабатывают добавочные клетки. Это вещество содержится не только в желудочно-кишечном тракте. Лизоцима много на слизистых оболочках глаз и в ротовой полости. Функция состоит в уничтожении патогенных микроорганизмов. Оказывает бактерицидный эффект. Лизоцим помогает в очистке пищи от попавших с ней в желудок микроорганизмов, что осуществляется посредством разрушения микробных клеток.
Источник
Процесс пищеварения является достаточно сложным механизмом, который начинается в полости рта и заканчивается в просвете толстой кишки. Ферменты желудочного сока способствуют химической обработке пищи, а регулярное расслабление и сокращение мышечной стенки – механической. Кроме переваривания и перетирания еды в просвете желудка происходит всасывание необходимых организму микроэлементов и витаминов.
Особенности пищеварения в желудке
Пройдя полость рта и пищевод, пища попадает в желудок – мышечный полый орган, стенка которого богата железами. Его работа регулируется нейроэндокринной системой, блуждающим нервом, а также характером питания. Кроме того, желудочный сок активно вырабатывается под влиянием гастрина – особого гормона, синтезируемого в G-клетках поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки.
Что представляет собой желудочный сок
Пищеварительный секрет являет собой прозрачную жидкость без цвета и вырабатывается фундальными железами внутренней выстилки желудка. В его состав входит соляная, или хлористоводородная, кислота, а также слизь, соли и значительное количество ферментов.
Ионы соляной кислоты вырабатываются обкладочными клетками слизистой выстилки путем активного транспорта. В сутки здоровый желудок продуцирует в среднем 2-2,5 литра кислоты. Ее основная роль – создание оптимального кислотно-основного баланса для нормального переваривания и активация ферментов. Кроме того, хлористоводородная кислота выполняет такие функции:
- превращает пепсиноген в активный пепсин;
- помогает ферментам расщеплять белки;
- обладает бактерицидным эффектом;
- запускает переход пищи из полости желудка в просвет 12-перстной кишки, активирует синтез таких гастроинтестинальных гормонов, как гастрин и секретин;
- влияет на моторику органов ЖКТ, в частности, желудка.
Слизь выполняет защитную роль, обволакивая внутреннюю стенку желудка, а также нейтрализует хлористоводородную кислоту при ее высокой концентрации.
Какие ферменты есть в желудочном соке
Примерно на 97-98% пищеварительный сок состоит из воды, остальные 2-3% — это кислоты, соли, микроэлементы и ферменты. Последние подразделяются на:
-
протеолитические (они расщепляют белковые соединения); - амилолитические (поступают из полости рта со слюной и расщепляют углеводные соединения);
- липолитические (влияют на жиры).
Какую роль играют ферменты в желудке
Основные ферменты желудочного сока способствуют расщеплению и всасыванию белков, незаменимых аминокислот, нейтральных жиров. Кроме того, эти вещества способствуют переходу съеденной пищи в более мягкую консистенцию, активируют фактор Касла, который принимает участие во всасывании витамина В12.
Несмотря на обилие ферментативных веществ, в просвете желудка плохо перевариваются коллагеновые белки, трансжиры и быстроусвояемые углеводы.
Ферментативные процессы в желудке
Желудочный сок продуцируется регулярно, но его количество и состав не являются постоянными. Это зависит от характера съеденной пищи, времени суток и фонового состояния желудочно-кишечного тракта.
Его синтез происходит в три основные фазы:
-
Рефлекторную. Начинается с воздействия условных и безусловных раздражителей (запах еды, звук посуды, вид продуктов, жевание и т.д.). Ее длительность обычно не превышает 2-х часов. Секрет, вырабатывающийся в эту фазу, часто называют «аппетитным», поскольку обладает сильной переваривающей способностью и содержит большое количество ферментов. - Нейрогуморальную. Запускается с момента попадания пищи в полость желудка и характеризуется образованием промежуточных продуктов. В последующем они всасываются слизистой выстилкой желудка. Длительность фазы – около 10 часов.
- Эвакуаторная. В ее основе лежит перемещение в двенадцатиперстную кишку пищевых масс.
Желудочные ферменты
Пепсин – то, как называется главный фермент желудочного сока. Он активируется под воздействием соляной кислоты. Фермент имеет несколько фракций. Также в желудке продуцируется липаза, желатиназа, лизоцим.
Основные пепсины желудочного сока
Под воздействием пепсинов белки расщепляются до более мелких молекул – пептонов, дипептидов или аминокислотных остатков. Их работа возможна только при определенной температуре и кислой рН.
Фракции пепсина:
- пепсин А;
- пепсин С;
- пепсин Д;
- пепсин В.
Пепсин А
Считается основным протеолитическим ферментативным веществом, которое активирует самую раннюю стадию гидролиза белков. Активен при резко кислой рН (в пределах 1,5-2).
Некоторая часть этого пепсина транспортируется в кровеносное русло, фильтруется почечной системой и выделяется в виде уропепсина вместе с мочой.
Пепсин С (желудочный катепсин, гастриксин)
Менее активное вещество, особенно в сравнении с предыдущим ферментом. Расщепляет белковые соединения при рН 3-3,5. В норме его концентрация может равняться таковой пепсина А либо превышать ее в 3-5 раз.
Пепсин В (желатиназа, парапепсин)
Участвует в расщеплении белков коллагеновой группы (кератин и т.д.), которые соединяют между собой мышечные волокна. Активируется при кислотно-основном балансе, который равен 5,5. В случае ощелачивания среды перестает функционировать.
Пепсин Д (химозин, ренин)
Его основное действие направлено на расщепление особого молочного белка – казеина. Однако процесс возможен только в присутствии ионов кальция. В дальнейшем получившийся казеин способствует образованию рыхлых по структуре хлопьев, которые легко фрагментируются.
Непротеолитические ферменты желудочного сока
К данной группе компонентов пищеварительного секрета относят вещества, которые расщепляют жиры, углеводы, обладают бактерицидным эффектом.
К ним относят:
- желудочную липазу;
- лизоцим.
Желудочная липаза
Ее функция заключается в растворении нейтральных жиров с образованием жирных кислот, глицерина. Действие фермента в основном распространяется на легко эмульгирующиеся (дробящиеся) жиры молочного и растительного происхождения.
Лизоцим
Муромидаза, или лизоцим, продуцируется эпителиальными клетками внутренней стенки органа. Основной эффект вещества – борьба с патогенными микроорганизмами (вирусами, грибками и бактериями).
Полезное видео
Какие важные функции выполняют ферменты можно узнать в этом видео.
Причины недостатка ферментов
Привести к ферментативной недостаточности могут такие состояния:
- регулярное переедание;
- заболевания, нарушающие нормальное отхождение пищи из желудка в тонкую кишку (опухоли, стенозы);
- недостаточное пережевывание пищи, частое употребление жирных, острых блюд;
- хроническое воспаление в стенке желудка (гастродуоденит, гастрит).
Патологии при недостатке желудочных ферментов
На фоне дефицита ферментов пищеварительного сока может развиться хронический гастрит с пониженной кислотностью, гастродуоденит, хроническая железодефицитная или фолиеводефицитная анемия.
Важно вовремя выявить какой фермент содержится в желудочном соке в недостаточной концентрации. Это позволит своевременно начать терапию и предотвратить развитие осложнений.
Симптомы дефицита ферментов
В случае ферментативной недостаточности появляются такие симптомы:
- ухудшение аппетита;
- вздутие живота, нарушение стула;
- постоянная отрыжка, особенно после приема пищи;
- изжога, периодические боли в животе;
- усиленное выпадение волос, ломкость ногтей.
Как восполнить недостаток ферментов
Чтобы избавиться от секреторной недостаточности желудка используют медикаментозное лечение. К препаратам желудочных ферментов относят:
- натуральный желудочный сок;
- Ацидин-пепсин;
- Панзинорм;
- Абомин.
Источник