.

Промежуточные продукты переваривания белков в тонком отделе кишечника

Содержание

Белок: переваривание в организме

Промежуточные продукты переваривания белков в тонком отделе кишечника

Любой живой организм питается органической пищей, которая разрушается в пищеварительной системе и участвует в клеточном метаболизме. И для такого вещества, как белок, переваривание означает полное расщепление до составляющих его мономеров.

Это значит, что основной задачей пищеварительной системы является разрушение вторичной, третичной или доменной структуры молекулы, а затем отщепление аминокислот.

Позже мономеры белков будут разнесены кровеносной системой по клеткам организма, где будут синтезированы новые белковые молекулы, необходимые для жизнедеятельности.

Ферментативное расщепление белка

Белок — сложная макромолекула, пример биополимера, состоящего из множества аминокислот. А некоторые белковые молекулы состоят не только из аминокислотных остатков, но и из углеводных или липидных структур.

Ферментативные или транспортные белки и вовсе могут содержать ион металла. Чаще прочих в пище присутствуют белковые молекулы, которые содержатся в мясе животного.

Это также сложные фибриллярные молекулы с длинной аминокислотной цепочкой.

Для расщепления белков в пищеварительной системе имеется набор ферментов протеолиза. Это пепсин, трипсин, хемотрипсин, эластаза, гастриксин, химозин.

Окончательное переваривание белков происходит в тонком кишечнике под действием пептид-гидролаз и дипептидаз. Это группа ферментов, которые разрушают пептидную связь у строго специфичных аминокислот.

Это значит, что для разрушения пептидной связи между остатками аминокислоты серина нужен один фермент, а для расщепления связи, образованной треонином, — другой.

Ферменты переваривания белков делятся на виды в зависимости от строения их активного центра. Это сериновые, треониновые, аспартильные, глютаминовые и цистеиновые протеазы. В структуре своего активного центра они содержат определенную аминокислоту, из-за которой получили свое название.

Что происходит с белком в желудке?

Многие ошибаются, говоря, что желудок является главным органом пищеварения. Это распространенное заблуждение, так как переваривание пищи частично наблюдается уже в ротовой полости, где разрушается небольшая часть углеводов. Здесь же происходит их частичное всасывание.

Но основные процессы пищеварения и вовсе протекают в тонком кишечнике. При этом, несмотря на наличие пепсина, химозина, гастриксина и соляной кислоты, переваривания белков в желудке не происходит.

Эти вещества под действием протеолитического фермента пепсина и соляной кислоты денатурируют, то есть теряют свою особую пространственную структуру. Также под действием химозина створаживается белок молока.

Если выразить процесс переваривания белка в процентах, то в желудке происходит примерно 10 % разрушения каждой белковой молекулы. Это значит, что в желудке ни одна аминокислота от макромолекулы не отрывается и не всасывается в кровь.

Белок лишь набухает и денатурирует, чтобы увеличить количество доступных мест для работы протеолитических ферментов в двенадцатиперстной кишке.

Это значит, что под действием пепсина молекула белка увеличивается в объеме, обнажая больше пептидных связей, на которые затем присоединяются протеолитические ферменты панкреатического сока.

После желудка обработанная и тщательно измельченная пища, смешанная с желудочным соком и подготовленная к дальнейшим этапам пищеварения, попадает в двенадцатиперстную кишку.

Это участок пищеварительного тракта, расположенный в самом начале тонкого кишечника. Здесь происходит дальнейшее расщепление молекул под действием панкреатических ферментов.

Это более агрессивные и более активные вещества, способные дробить длинную полипептидную цепочку.

Под действием трипсина, эластазы, химотрипсина, карбоксипептидаз А и В происходит расщепление молекулы белка на множество более мелких цепей.

По сути, после прохождения двенадцатиперстной кишки переваривание белков в кишечнике только начинается. И если выразить в процентах, то после обработки пищевого комка панкреатическим соком белки перевариваются примерно на 30-35 %.

Полная их «разборка» до составляющих мономеров будет проведена в тонком кишечнике.

Итоги панкреатического пищеварения белков

Переваривание белков в желудке и двенадцатиперстной кишке — это подготовительный этап, который нужен для дробления макромолекул. Если в желудок поступает белок с длиной цепочки в 1000 аминокислот, то на выходе из двенадцатиперстной кишки получится, к примеру, 100 молекул с 10 аминокислотами в каждой.

Это гипотетическая цифра, так как эндопептидазы, указанные выше, не делят молекулу на равные участки. В образовавшейся массе будут присутствовать молекулы с длиной цепочки и 20 аминокислот, и 10, и 5. Это значит, что процесс дробления является хаотичным.

Его цель — максимальное упрощение работы экзопептидаз в тонком кишечнике.

Пищеварение в тонком кишечнике

Для любого высокомолекулярного белка переваривание — это полное его разрушение до составляющих первичную структуру мономеров. И в тонком кишечнике под действием экзопептидаз достигается разложение олигопептидов на отдельные аминокислоты.

Олигопептидами называются упомянутые выше остатки крупной белковой молекулы, состоящие из небольшого количества аминокислот. Их расщепление сопоставимо по энергетическим затратам с синтезом.

Потому переваривание белков и углеводов — это энергоемкий процесс, как и само всасывание полученных аминокислот эпителиальными клетками.

Пристеночное пищеварение

Пищеварение в тонком кишечнике называется пристеночным, так как оно протекает на ворсинках — складках кишечного эпителия, где сконцентрированы ферменты экзопептидазы.

Они присоединяются к молекуле олигопептида и гидролизуют пептидную связь. При этом для каждого типа аминокислоты существует свой фермент.

То есть на разрыв связи, образованной аланином, нужен фермент аланин-аминопептидаза, глицина — глицин-аминопептидаза, лейцина — лейцин-аминопетидаза.

Из-за этого белковое переваривание занимает много времени и требует большого количества пищеварительных ферментов разных типов. За их синтез отвечает поджелудочная железа. Ее функция страдает у пациентов, злоупотребляющих алкоголем. Но нормализовать недостаток ферментов, принимая фармакологические препараты, практически невозможно.

Источник: https://FB.ru/article/359975/belok-perevarivanie-v-organizme

Переваривание пищевых веществ и их всасывание в разных отделах желудочно-кишечного тракта

Промежуточные продукты переваривания белков в тонком отделе кишечника

Из углеводов во рту начинает частично всасываться только крахмал. Это осуществляет содержащийся в составе слюны энзим амилаза. Под его воздействием крахмал частично расщепляется на мелкие компоненты.

Если долго пережевывать крахмалистую пищу (что очень полезно), то небольшая часть крахмала расщепляется до глюкозина (сладкий вкус, возникающий, например, при пережевывании хлеба).

Другие содержащиеся в пище углеводы (например, сахароза, лактоза) во рту не расщепляются.

Основными липидами пищи являются жиры (триглицериды). Во рту они существенно не расщепляются, но все же там имеется подъязычный энзим липаза, расщепляющий небольшое количество триглицеридов.

Переваривания белков во рту не происходит.

Желудок

Задача желудка – обеспечить перемешивание поступающей из пищевода пищевой массы и образование хорошо смешанной эмульсии.

Поскольку в желудке сильная кислотная среда (соляная кислота), дальнейшего расщепления углеводов  в желудке практически не происходит. Соляная кислота необходима для коагуляции пищевых белков, превращения расщепляющего их энезима пепсиногена в пепсин и высвобождения гормонов, обеспечивающих разнообразную работу желудочного сока. Соляная кислота также уничтожает бактерии.

В желудке имеется энзим желудочная липаза. Он действует мягко, но поскольку относительно кислотостоек, все же происходит мягкое расщепление некоторого количества триглицеридов.

Соляная кислота желудка коагулирует пищевые белки. Это означает, что большие молекулы пищевых белков разворачиваются, и производимый желудком энзим пепсин может начать частичное переваривание (гидролиз) белков.

Желудок играет еще одну важную роль. В желудке происходит усвоение витамина В12 с соответствующим белком, который помогает этому витамину продвигаться к месту его всасывания.

Тонкая кишка и двенадцатиперстная кишка

В тонкой кишке происходит смешивание поступающей из желудка пищевой массы с энзимами желчного пузыря и поджелудочной железы.

Верхняя часть двенадцатиперстной кишки содержит кислый желудочный сок, в нижнюю часть по протокам поджелудочной железы и желчным протокам поступает нейтральный желчный секрет. Железы в самой двенадцатиперстной кишке производят насыщенный гидрокарбонатами щелочной секрет.

Бикарбонаты и образующийся CO2 нужны для эмульгирования переваренной пищевой массы. B12 освобождается от белка и смешивается для всасывания с нужным белковым фактором.

Общим местом переваривания всех пищевых макроэлементов (белки, жиры, углеводы) является верхний отдел тонкой кишки (в т.ч. двенадцатиперстная кишка). Это означает, что в нем они преобразуются в более мелкие и простые соединения (сахара, аминокислоты, жирные кислоты).

Из поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает амилаза поджелудочной железы. Это самый важный для переваривания углеводов энзим, который расщепляет большую часть крахмала. Амилаза поджелудочной железы в сотрудничестве с собственными энзимами тонкой кишки завершает расщепление крахмала до глюкозы.

Под действием энзимов поверхности тонкой кишки (ворсистой слизистой оболочки) – сахаразы, лактазы и др. – распадаются на компоненты также сахароза и лактоза.

Триглицериды в верхнем отделе тонкой кишки должны превращаться в мелкодисперсную эмульсию, только тогда соответствующие энзимы (липазы) могут расщепить их на глицерин и жирные кислоты.

Важнейшими производителями эмульсии являются желчная кислота и ее соли. Молочные белки (казеины) также хорошо образуют тонкую пищевую эмульсию.

Образованию пищевой эмульсии способствует также то, что поступающие из поджелудочной железы бикарбонаты вступают в реакцию с поступающей из желудка кислой пищевой массой, образуя необходимые для переваривания газы, тщательно перемешивающие пищевую массу. Перистальтика стенок кишки также помогает перемешивать его содержимое.

Из поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает основной энзим для переваривания жиров – липаза поджелудочной железы. Совместно с другими энзимами она расщепляет пищевые липиды на простые соединения (триглицериды, глицерин, свободные жирные кислоты), фосфолипиды – также на более простые исходные компоненты

Поджелудочная железа поставляет в двенадцатиперстную кишку также энзимы, необходимые для окончательного переваривания белков. Этими энзимами являются трипсин, химотрипсин и др.

Совместное действие пепсина желудка и трипсина поджелудочной железы разлагает на аминокислоты большинство пищевых белков.

Образуется также небольшое количество коротких пептидов, которые расщепляются на аминокислоты под действием энзимов ворсистой оболочки тонкого кишечника.

Частичное всасывание пищевых веществ начинается уже в двенадцатиперстной кишке. Здесь же в значительной мере происходит всасывание железа и кальция.

Всасывание пищевых веществ начинается в пищеварительном тракте довольно рано: немного во рту под воздействием слюны, значительная часть при движении по двенадцатиперстной кишке, а наибольшая часть всасывается в отделе тонкой кишки, называемом тощей кишкой. При нахождении хумуса в тощей кишке всасывается значительная часть витаминов и минеральных веществ.

Здесь же всасываются образованные из белков или содержащиеся в пище свободные аминокислоты, глицерин, жирные кислоты и большая часть воды. Образовавшиеся вещества поступают в кровообращение или лимфосистему. Кровь переносит питательные вещества, прежде всего, в печень, где используются углеводы и аминокислоты. Витамин B12 в тощей кишке еще не всасывается.

К моменту поступления пищи в отдел тонкой кишки, называемый подвздошной кишкой, большая часть питательных веществ уже всосана. Однако, важность подвздошной кишки прежде всего проявляется в том, что здесь происходит всасывание витамина B12, связываемого соответствующими рецепторами.

Толстая кишка

Небольшая часть пищи к моменту поступления в толстую кишку остается не переваренной. Расщепить эту часть помогает микробиом пищеварительного тракта.

Микроорганизмы расщепляют пищевые волокна, которые не могут расщепить пищеварительные энзимы. В ходе этого образуются короткие жирные кислоты, которые всасываются в кровь и которые организм может использовать для получения энергии, они также активируют перистальтику.

Микробиом толстой кишки помогает расщеплять значительную часть целлюлозы, при этом тоже образуются короткие жирные кислоты, а также обеспечивается полутвердая консистенция содержимого кишечника. В толстой кишке происходит самое эффективное всасывание натрия и воды.

Микроорганизмы, помимо усвоения пищевых веществ, участвуют также в выводе вредных веществ, функционировании иммунной системы и других процессах. За счет расщепления не переваренных человеком пищевых волокон микроорганизмы способны снабжать энергией клетки эпителия кишечника и регулировать важные процессы.

В толстой кишке происходит также частичное обратное всасывание в кровь желчной кислоты. Определенная часть желчной кислоты выводится с экскрементами. Это важно с точки зрения регуляции уровня холестерина в крови, поскольку вновь поступающая желчная кислота снова приступает к производству холестерина.

Содержащиеся в пище не перевариваемые энзимами человека пищевые волокна (пектин, различные полисахариды, целлюлоза и др.

) связываются с желчными кислотами, уменьшая их обратное всасывание в кровь и усиливая их выведение с экскрементами, что является важным механизмом вывода из организма определенного количества холестерина.

Микробиом толстой кишки

Бактерий в пищеварительном тракте в десять раз больше, чем клеток во всем нашем теле.

Микроорганизмы (как полезные, так и проблемные) обнаруживаются на всей протяженности пищеварительного тракта. Меньше всего микроорганизмов обычно в желудке и начале тонкой кишки, поскольку низкий уровень кислотности, желчь и секрет поджелудочной железы тормозят их развитие. Больше всего микроорганизмов в толстой кишке.

Деятельность клеток человеческого организма и населяющих пищеварительный тракт микроорганизмов связана между собой на протяжении всего пищеварительного тракта, но наиболее тесная связь наблюдается в толстой кишке. В ней находится основное «место работы» также для микроорганизмов, называемых пробиотиками.

Сбалансированный микробиом организма:

  • участвует в стимуляции роста лимфатической ткани, что связано со способностью слизистой оболочки пищеварительного тракта производить антитела к патогенам
  • снижает риск воспаления пищеварительного тракта и аллергии
  • может синтезировать также определенные количества некоторых витаминов: например, витамин К, фолаты, биотин, также поступающие в кровообращение
  • помогает расщеплять также часть тех соединений, которые не расщепляются энзимами пищеварительного тракта:
    • Пищевые волокна и устойчивый к пищеварительным энзимам человеческого организма крахмал, в ходе расщепления которых образуются различные жирные кислоты с короткой молекулярной цепью, в большой степени всасывающиеся клетками толстой кишки и вносящие там свой вклад в энергетику человеческого организма. Считается, что некоторые из этих коротких жирных кислот могут также отчасти ограничивать возникновение раковых опухолей.
    • Даже при нормальном пищеварении очень небольшая часть белков (коллаген, эластин, пищеварительные энзимы, мертвые клетки) остается не переваренной в верхних отделах пищеварительного тракта. Микробы толстой кишки помогают разложить до аминокислот и это малейшее количество нерасщепленных белков. Образующиеся аминокислоты в основном используют сами микробы. В результате микробного расщепления могут в крайне малых количествах образовываться также проблемные для организма человека соединения. Если микробиом пищеварительного тракта разнообразен, это не составляет для организма человека никакой проблемы, во-первых, потому что количества этих веществ очень малы, и во-вторых, потому что они быстро переносятся в печень и там очень быстро обезвреживаются.

На микробиом кишечника влияет длительное или частое употребление антибиотиков. Длительное голодание или продолжительный сильный стресс уменьшают разнообразие микробиома кишечника. Для обеспечения максимального разнообразия микробиома пищеварительного тракта используются получаемые с пищей и напитками пробиотики и пребиотики.

Пробиотик

Пробиотик – совокупность живых микроорганизмов, которые при употреблении в достаточном количестве благоприятствуют микробиому человека.

Часть этих микроорганизмов может вырабатывать вещества, подобные антибиотикам (бактериоцины) и лактазу, особенно важную при непереносимости лактозы. Некоторые микроорганизмы ослабляют перекисное окисление липидов.

Наиболее употребительными пробиотиками являются бактерии видов Lactobacillus и Bifidobacterium.

Пробиотические микроорганизмы, получаемые с пищей и питьем:

  • должны изначально входит в микробиологических состав человеческого организма
  • не должны обладать патогенными свойствами
  • должны оставаться живыми, проходя через пищеварительный тракт человека (особенно желудок) и быть устойчивыми к действию желчной кислоты
  • должны связываться с клетками поверхностного слоя кишечника, содержаться и размножаться в пищеварительном тракте
  • должны положительно влиять на здоровье человека

Сотни продолжительных исследований доказали, что получаемые с пищей и питьем пробиотические микроорганизмы:

  • восстанавливают нормальный микробиологический состав пищеварительного тракта после лечения антибиотиками
  • участвуют в расщеплении молочного сахара, то есть лактозы, благоприятствуя тем самым его перевариванию
  • усиливают всасывание в пищеварительном тракте витаминов группы В
  • способствуют усвоению в кишечнике кальция, железа и фосфора
  • снижают риск возникновения диареи, сокращают ее продолжительность и ослабляют болезненность
  • повышают эффективность пищеварительной деятельности пожилых людей
  • укрепляют иммунную систему
  • косвенно (захватывая места для роста в кишечнике) и напрямую (выделяя соединения, убивающие вредные бактерии) препятствуют развитию в пищеварительном тракте патогенных бактерий
  • ускоряют выздоровление от кишечных инфекций
  • сокращают срок жизни в пищеварительном тракте вредных соединений и таким образом могут препятствовать созданию условий для возникновения опухолей кишечника
  • ослабляют потенциальное аллергическое воздействие молочного белка казеина
  • ослабляют постоянно возникающий в пищеварительном тракте чрезмерный окислительный стресс
  • регулируют экологическое равновесие между различными участниками микробиологического сообщества кишечника
  • через продукты клеточного синтеза организма-хозяина воздействуют на проявление определенных генов

Пребиотики (волокнистые вещества)

Пребиотики (волокнистые вещества)  – присутствующие в нормальной пище соединения, которые не могут быть гидролизованы пищеварительными энзимами человека.

Но они являются пищей для микробов пищеварительного тракта (прежде всего, толстой кишки), стимулируя увеличение количества и разнообразие полезных микроорганизмов. Наиболее известными пребиотиками являются, например, инулин и олигофруктоза.

Пребиотиками могут быть также идентичные природным синтетические химические соединения.

Источник: https://toitumine.ee/ru/pishhevarenie-i-obmen-veshhestv/perevarivanie-pishhevyh-veshhestv-i-ih-vsasyvanie-v-raznyh-otdelah-zheludochno-kishechnogo-trakta

В тонком кишечнике белки должны полностью расщепиться

Промежуточные продукты переваривания белков в тонком отделе кишечника

Покинув желудок, пища подвергается действию панкреатического сока, кишечного сока и желчи.

Сок поджелудочной железы содержит проферменты – трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы, проэластазу.

Проферменты в просвете кишечника активируются, соответственно, до трипсина, химотрипсина, карбоксипептидаз и эластазы способом ограниченного протеолиза.

Указанные ферменты осуществляют основную работу по перевариванию белков.

В кишечном соке активны дипептидазы и аминопептидазы. Они заканчивают переваривание белков.

Трипсин, химотрипсин, эластаза являются эндопептидазами. Карбоксипептидазы и аминопептидазы – экзопептидазы.

Регуляция кишечного пищеварения

В кишечнике под влиянием соляной кислоты, поступающей из желудка в составе пищевого комка, начинается секреция гормона секретина, который с током крови достигает поджелудочной железы и стимулирует выделение жидкой части панкреатического сока, богатого карбонат-ионами (HCO3–). В результате рН химуса в тонкой кишке повышается до 7,2-7,5 или, при усиленной секреции, до 8,5.

Благодаря работе желудочных ферментов в химусе имеется некоторое количество аминокислот, вызывающих освобождение холецистокинина-панкреозимина. Он стимулирует секрецию другой, богатой проферментами, части поджелудочного сока, и секрецию желчи.

Нейтрализация кислого химуса в двенадцатиперстной кишке происходит также при участии желчи. Формирование желчи (холерез) идет непрерывно, не прекращаясь даже при голодании.

Трипсин

Синтезируемый в поджелудочной железе трипсиноген в двенадцатиперстной кишке подвергается частичному протеолизу под действием фермента энтеропептидазы, секретируемой клетками кишечного эпителия. От профермента отделяется гексапептид (Вал-Асп-Асп-Асп-Асп-Лиз), что приводит к формированию активного центра трипсина.

Трипсин специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп лизина и аргинина, может осуществлять аутокатализ, т.е. превращение последующих молекул трипсиногена в трипсин, также он активирует остальные протеолитические ферменты панкреатического сока – химотрипсиноген, проэластазу, прокарбоксипептидазу.

Параллельно трипсин участвует в переваривании пищевых липидов, активируя фермент переваривания фосфолипидов – фосфолипазу А2, и колипазу фермента липазы, отвечающей за гидролиз триацилглицеролов.

В таких продуктах, как бобовые (соя, горох, фасоль) содержится пептид – ингибитор трипсина, снижающий переваривание белков этих продуктов в сыром, термически необработанном, виде.

Химотрипсин

Образуется из химотрипсиногена при участии трипсина, который расщепляет пептидную связь между аргинином-15 и изолейцином-16, и уже активны промежуточных форм химотрипсина, которые выстригают два дипептида из цепи профермента. Три образованных фрагмента удерживаются друг с другом посредством дисульфидных связей.

Фермент специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп фенилаланина, тирозина и триптофана.

Эластаза

Активируется в просвете кишечника трипсином из проэластазы. Гидролизует связи, образованные карбоксильными группами малых аминокислот аланина, пролина, глицина.

Карбоксипептидазы

Карбоксипептидазы являются экзопептидазами, т.е. гидролизуют пептидные связи с С-конца пептидной цепи. Различают два типа карбоксипептидаз – карбоксипептидазы А и карбоксипептидазы В.

Карбоксипептидазы А отщепляют с С-конца остатки алифатических и ароматических аминокислот, карбоксипептидазы В – остатки лизина и аргинина.

Аминопептидазы

Являясь экзопептидазами, аминопептидазы отщепляют N-концевые аминокислоты. Важными представителями являются аланинаминопептидаза и лейцинаминопептидаза, обладающие широкой специфичностью. Например, лейцинаминопептидаза отщепляет с N-конца белка не только лейцин, но и ароматические аминокислоты и гистидин.

Дипептидазы

Дипептидазы гидролизуют дипептиды, в изобилии образующиеся в кишечнике при работе других ферментов.

Лизосомы энтероцитов

Малое количество дипептидов и пептидов пиноцитозом попадают в энтероциты и здесь гидролизуются лизосомальными протеазами.

В действительности же дела с перевариванием белков в ЖКТ обстоят не совсем так: постепенно в фармакологии накапливаются факты об эффективности пептидных лекарственных препаратов при их пероральном применении. Однако делать определенные выводы никто не спешит.

Источник: https://biokhimija.ru/obmen-belkov/v-kishechnike.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.