Роль соляной кислоты в пищеварении. Функции соляной кислоты. Ферменты желудочного сока и их роль в пищеварении.
Обновлено: 29.04.2024
В желудочном соке содержатся четыре желудочных фермента.
Группы пептидпептидогидролаз:
Пепсин переваривает белки, однако не оказывает гидролитического действия на муцин и кератин волос.
Гастриксин является ферментом желудочного сока человека и обладает максимально высокой протеолптической активностью (при рН 3,2). Он активнее пепсина и способен расщеплять гемоглобин, однако уступает ему в скорости гидролиза яичного белка.
Пепсин В и парапепсин имеют сходство в транспептидазном действии, причем оба угнетаются при рН 5,6.
Репнин (сычужный фермент, или химозин) является характерным компонентом желудочного сока молодых жвачных животных. По специфичности он близок к пепсину. Этот фермент относится к коагулирующим ферментам из-за способности свертывать молоко. Кроме того, он способен инактивировать рибонуклеазу.
Механизм секреции соляной кислоты. Ее физиологическая роль.
Обкладочные клетки продуцируют НСL одинаковой концентрации (160 ммоль/л), но кислотность выделяющегося сока вариабельна за счет изменения под влиянием разных стимуляторов секреции числа функционирующих париетальных гландулоцитов и нейтрализации НС1 основными непариетальными компонентами желудочного сока, которые секретируются с примерно одинаковой концентрацией гидрокарбонатов - 45 ммоль/л. Чем быстрее секреция НС1, тем меньше она нейтрализуется и тем выше кислотность желудочного сока и максимальный часовой дебит НС1. В норме при стимуляции секреции максимальными дозами пентагастрина или гистамина у мужчин он составляет 22-29 ммоль/ч, у женщин 16- 21 ммоль/ч (т.е. на 25-30 % ниже).
Ионы Н + для синтеза НС1 получаются в результате диссоциации воды, а также гидратации СО2 и диссоциации образовавшейся при этом угольной кислоты. Этот процесс катализируется ферментом карбоангидразой. Транспорт С1~ в цитозоль сопряжен с выведением из него НСОз. Работа Н + , К + - АТФазы или Н + -помпы мембраны осуществляется за счет энергии АТФ, которая перекачивает протоны из цитоплазмы в просвет каналикулы, где ионы водорода соединяются с Сl - . НС1 транспортируется в полость железы, а затем - желудка.
Хлористоводородная (соляная) кислота желудочного сока вызывает денатурацию и набухание белков, чем способствует их последующему расщеплению пепсинами, активирует пепсиногены, создает кислую среду, необходимую для расщепления пищевых белков пепсинами; участвует в антибактериальном действии желудочного сока и регуляции деятельности пищеварительного тракта в зависимости от рН его содержимого.
Слизь, ее состав и значение. Значение слизистого барьера желудка.
Важным компонентом желудочного сока являются мукоиды, продуцируемые мукоцитами поверхностного эпителия, шейки фундальных и пилорических желез (до 15 г/л). К мукоидам относится и гастромукопротеид (внутренний фактор Касла). Слой слизи толщиной 1-1,5 мм защищает слизистую оболочку желудка и называется слизистым защитным барьером желудка. Слизь - мукоидный секрет - представлена в основном двумя типами веществ - гликопротеинами и протеогликанами
Большое защитное значение имеет слизистый барьер желудка, разрушение которого может быть одной из причин повреждения слизистой оболочки желудка и даже глубже расположенных структур его стенки. Этот барьер повреждается при высокой концентрации в содержимом желудка соляной кислоты, алифатическими кислотами (уксусная, соляная, масляная, пропионовая) даже в небольшой концентрации, детергентами (желчные кислоты, салициловая и сульфосалициловая кислоты в кислой среде желудка), фосфолипазами, алкоголем. Длительный контакт этих веществ (при их относительно высокой концентрации) нарушает слизистый барьер и может привести к повреждению слизистой оболочки желудка. Разрушению слизистого барьера и стимуляции секреции соляной кислоты способствует деятельность микроорганизмов Helicobacter pylori. В кислой среде и в условиях нарушенного слизистого барьера возможно переваривание элементов слизистой оболочки пепсином (пептический фактор язвообразования). Этому способствует также снижение секреции гидрокарбонатов и микроциркуляции крови в слизистой оболочке желудка.
Пищеварение в желудке. Состав и свойства желудочного сока, роль соляной кислоты в пищеварении.
Пищеварение в желудке - желудок является отделом пищеварительного тракта в котором пища, смешанная со слюной, покрытая вязкой слизью слюнных желез пищевода, задерживается от 3 до 10 часов для ее механической обработки.
Функции желудка:
4. Экскреторную - выдел. мочевины, мочевой к-ты, йода, лекарст. в-в, креатинина, солей тяжелых металлов)
5. Инкреторную - образование гормонов гастрина и гестомина
7. Участие в гемопоэзе
СОСТАВ желудочного сока:
2. Сухой остаток
a. Неорганич. в-ва - соляная кислота
b. Органич. в-ва - азотосодержащие в-ва (мочевиномолочная к-та, аминокислоты)
c. Ферменты (протеолитические) - пепсиноген
В желуд.соке содержится - протеазы, расщеп.белки до крупных полипетидов.
Роль соляной кислоты в пищеварении :
· стимулирует секреторную активность желез желудка,
· способствует превращению пепсиногена в пепсин,
· создает оптимальное рН для действия протеолитических ферментов желудочного сока,
· вызывает денатурацию и набухание белков, что способствует их расщеплению ферментами,
· обеспечивает антибактериальное действие секрета,
· способствует переходу пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку,
· участвует в регуляции секреции желудочных и поджелудочных желез, стимулируя образование гастроинтестинальных гормонов (гастрина, секретина ),
· стимулирует секрецию энтерокиназы двенадцатиперстной кишки,
· участвует в створаживании молока, создавая оптимальные условия среды и стимулирует моторную активность желудка.
Состав и свойства кишечного сока.
Кишечый сок- 1,5-2л,
Углеводы(лейцинаминопептидаза, фосфотаза, карбодразы)
Жиры (липаза)
Белки(катепсин, аминопептидаза)-
к У, Ж и Б относ. энтерокиназа.
Установлено, что значительное кол-во ферментов адсорбируется на поверхности эпителиальной клеток кишечника осуществляя пристеночное пищеварение.
Роль печени в пищеварении. Состав и свойства желчи и её участие в пищеварении.
Печень- необходимый для жизни орган со множеством различных функций. Основная роль печени в пищеварении заключается в выработке желчи.
Главные компоненты желчи — соли желчных кислот.
Желчьотносится к пищеварительным сокам. Клетки печени — гепатоциты — образуют желчь постоянно. Желчеобразование — непрерывный процесс. В течение суток образуется около 1 л желчи.
Между приемами пищи желчь скапливается в желчном пузыре.
Выделение желчи в пищеварительный канал — процесс периодический, связанный с приемом пищи.
Желчь почти не содержит ферментов. Ее роль как пищеварительного сока определяется, главным образом, наличием солей желчных кислот и ее щелочной реакцией. Желчь принимает участие в нейтрализации кислого химуса, поступившего из желудка в 12типерстную кишку, что создает оптимальную щелочную среду, необходимую для работы ферментов сока поджелудочной железы и кишечных желез.
Всасывание в-в в различных отделах пищеварительного тракта. Механизм всасывания.
Всасывание — это физиологический процесс переноса веществ из просвета желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость).
Всасывание в-в в различных отделах пищеварительного тракта неодинакова.
· Ротовая полость - некоторые лекарст. в-ва (валидол, нитроглицерин)
· Желудок - вода, минер соли, алкоголь, гормоны, витамины, лек. в-ва.
· Тонкий кишечник - вода, минер в-ва, гормоны, углеводы в виде глюкозы, белки в виде аминокислот и простых пептидов в виде глицерина, жирных к-т.
Ферменты желудочного сока и их роль в пищеварении.
Вглавных клетках желез желудка синтезируется пепсиноген - неактивный предшественник пепсина, являющегося основным гидролитическим ферментом желудочного сока. Синтезированный на рибосомах профермент накапливается в виде гранул зимогена и путем экзоцитоза выбрасывается в просвет желудочной железы. В полости желудка от пепсиногена отщепляется ингибирующий белковый комплекс и профермент превращается в пепсин. Активация пепсиногена запускается НСl, а в дальнейшем протекает аутокаталитически: пепсин сам активирует свой профермент.
Термином пепсин в настоящее время обозначают смесь нескольких протеолитических ферментов. У человека обнаружено 6-8 различных ферментов, различающихся иммуногистохимически. При оптимальной величине рН среды пепсин осуществляет гидролиз белков, разрывая в белковой молекуле пептидные связи, образованные группами фениламина, тирозина, триптофана и других аминокислот. В результате этого белковая молекула распадается на пептоны и пептиды. Пепсин обеспечивает гидролиз основных белковых веществ, особенно коллагена — основного компонента волокон соединительной ткани.
К основным пепсинам желудочного сока относятся следующие:
- пепсин А — группа ферментов, гидролизирующих белки при оптимуме рН 1,5—2,0;
- гастриксин (пепсин С), гидролизирующий белки при оптимуме рН 3,2— 3,5;
- пепсин В (парапепсин) расщепляет желатину и белки соединительной ткани (при рН 5,6 и выше протеолитическое действие фермента ослабляется);
- реннин (пепсин Д, химозин) расщепляет казеин молока в присутствии ионов Са 2+ .
Желудочный сок содержит ряд непротеолитических ферментов. Среди них — желудочная липаза, расщепляющая жиры, которые находятся в пище в эмульгированном состоянии (жиры молока), на глицерин и жирные кислоты при рН 5,9—7,9. У грудных детей желудочная липаза расщепляет до 59 % жира молока. В желудочном соке взрослых людей липазы мало. Поэтому основное количество жиров переваривается в тонком кишечнике.
Клетками поверхностного эпителия слизистой оболочки желудка вырабатывается лизоцим (муромидаза). Лизоцим обусловливает бактерицидные свойства желудочного сока.
Уреаза расщепляет мочевину в желудке при рН 8,0. Освобождающийся при этом аммиак нейтрализует соляную кислоту и предотвращает избыточную кислотность химуса, поступающего из желудка в двенадцатиперстную кишку.
Желудочная слизь и ее значение
Важным органическим компонентом желудочного сока являются мукоиды, продуцируемые мукоцитами поверхностного эпителия, шейки фундальных и пилорических желез (до 15 г/л). К мукоидам относится и гастромукопротеид (внутренний кроветворный фактор Касла, необходимый для всасывания витамина В12).
Слизь представлена в основном двумя типами веществ - гликопротеинами и протеогликанами. Муцин выделяется через апикальную мембрану мукоцита, образует слой слизи толщиной 0,5 - 1,5 мм, он обволакивает слизистую оболочку желудка и препятствует повреждающему воздействию соляной кислоты и пепсинов на клетки слизистой оболочки и раздражающих веществ, поступивших с пищей. Этими же клетками одновременно с муцином продуцируется и бикарбонат. Образующийся при взаимодействии муцина и бикарбоната мукозобикарбонатный барьер предохраняет слизистую оболочку от аутолиза под воздействием соляной кислоты и пепсинов.
Лея Ю.Я. рН-метрия желудка. Глава 1. Зоны образования и нейтрализации соляной кислоты в желудке
Физиологами и морфологами установлено, что между функциями разных отделов желудка существует значительная разница, при этом подчеркивалось ведущее значение области малой кривизны этого органа в секреторных процессах. Различают по крайней мере 2 группы желудочных желез - собственные (фундальные) и железы привратника (пилорические). Собственные железы располагаются в области тела, дна и интермедиальном отделе желудка. Они содержат обкладочные (продуцирующие соляную кислоту), главные (вырабатывающие комплекс протеолитических ферментов) и мукоидные, или добавочные, клетки (секретирующие муцины - слизь, мукополисахариды и гастромукопротеин - «внутренний фактор» Кастла, необходимый для всасывания витамина В12). Пилорические железы находятся в дистальной части желудка, занимая около 1/5 слизистой оболочки этого органа. Эти железы в основном состоят из мукоидных клеток, но в них может быть небольшое число - около 1% - обкладочных клеток. Однако уже опытами И. П. Павлова было доказано, что секрет пилороантрального отдела желудка, полученный натощак, очень вязок по консистенции и имеет щелочную реакцию. Этот секрет имеет определенное значение в защите слизистой оболочки от химических воздействий и механических травм.
Несмотря на то, что секреторная функция желудка не является необходимой для жизни, она очень важна. Соляная кислота создает наилучшие условия для действия протеолитических ферментов (оптимум их действия отмечается при рН 1,5-2,0, но активность сохраняется даже до рН 5,0), вызывает набухание пищи, увеличивает проницаемость клеточных структур, способствует денатурации белка. Кроме того, соляная кислота участвует в барьерной функции системы органов пищеварения, способствует отщеплению железа от пищевых веществ и превращает трехвалентное железо пищи в двухвалентный ион, что нужно для его всасывания.
Следовательно, по функции желез в желудке следует выделить верхнюю - кислотообразующую - и нижнюю - кислотонейтрализующую (нейтрализующую) зоны [Лея Ю. Я., 1976]. Первая соответствует дну, телу и интермедиальному отделу, а вторая - пилороантральному отделу желудка (рис. 1). Наиболее выраженной активностью кислотообразования отличается именно интермедиальный отдел. Нередко (например, во время операции) определяют границу кислотообразующей и нейтрализующей зон. Для этого оливу рН-зонда передвигают из нейтрализующей в кислотообразующую зону. Обнаруженная при этом переходная зона оказалась узкой - изменения внутрижелудочного рН от более чем 7 до менее 3 обычно наблюдаются на протяжении 2-3 мм.
Рис. 1. Зоны желудка.
1 - кислотообразующая; 2 - интермедиальная; 3 - нейтрализующая.
Гастрин вырабатывающие клетки в теле желудка не выявляются, они обнаруживаются в пилороантральном отделе. Гастрин выделяется при соприкосновении пищи со слизистой оболочкой упомянутого отдела желудка, при его растяжении или повышении перистальтической активности. Под влиянием соляной кислоты на слизистую оболочку антрального отдела гастрин высвобождается до тех пор. пока рН желудочного содержимого не достигнет 2,5-3,0. При дальнейшем повышении концентрации водородных ионов выделение гастрина прекращается. Ацетилхолин, как медиатор блуждающего нерва, усиливает выделение гастрина и сенсибилизирует обкладочные клетки к его воздействию.
Изучение топографии кислотообразующей и нейтрализующей зон желудка имеет значение как в теоретическом, так и в практическом аспекте. На границах области пилорических желез с другими отделами желудочно-кишечного тракта часто обнаруживаются язвы. Кроме того, целесообразно исследовать внутрижелудочную среду не только в пилороантральном отделе, откуда забирается желудочное содержимое для титрования, но также и в кислотообразующей зоне, причем именно в зоне максимального кислотообразования. Это позволяет получить сведения об активности желудочного кислотообразования в области выделения соляной кислоты еще до ее нейтрализации в антральном отделе.
В процессе развития болезни железистый аппарат желудка поражается не в одинаковой степени. Обкладочные клетки по сравнению с главными изменяются раньше и в большей степени. Из этого следует, что при патологическом процессе или болезни первой нарушается кислотообразующая функция желудка.
Размеры кислотообразующей и нейтрализующей зон желудка у разных пациентов могут значительно отличаться. У больных язвой тела желудка кислотообразующая зона сравнительно невелика; в то же время нейтрализующая зона больше, чем у больных язвой двенадцатиперстной кишки [Покротниекс Ю. Я., 1983], и занимает 1/2 - 5/6 всей слизистой оболочки желудка [Анцанс А. Я. и др., 1980]. Она может охватить даже до 70-80% малой и половину большой кривизны этого органа. В крайних случаях нейтрализующая зона распространяется вдоль малой кривизны желудка - от пищевода до двенадцатиперстной кишки - даже на несколько сантиметров ниже привратника. Увеличение размеров этой зоны, видимо, является причиной повышения кислотонейтрализующей функции у больных язвой желудка. Следовательно, в клинической практике часто бывает, что после «правильного» установления зонда в желудке оба рН-датчика располагаются ниже кислотообразующей зоны, и исследователь не получает информацию о функции этой области. С другой стороны, у пациентов с высокоактивным кислотообразованием нейтрализующая зона желудка оказывается сравнительно небольшой, что затрудняет размещение рН-датчика в этой зоне. При язвенной болезни в слизистой оболочке пилороантрального отдела желудка в 8% наблюдений обнаружена гетеротопия обкладочных клеток - в виде элементов, вкрапленных в пилорические железы; в одном из наблюдений в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки найдена очаговая гетеротопия слизистой оболочки дна желудка [Самсонов В. А., 1977].
В литературе часто термины «желудочный секрет», «содержимое», «сок» не разделяются, однако разница между ними существует. Секрет всего желудка или определенных его желез без примесей слюны, содержимого двенадцатиперстной кишки, остатков жидкости, пищи и т. п. является продуктом их деятельности. В то же время при использовании термина «содержимое желудка» конкретный состав его не оговаривается - кроме секрета желудочных желез в «содержимом» могут находиться разные примеси. «Желудочный сок» является традиционным, но не научным термином. Чистый желудочный секрет, а тем более чистый секрет кислотообразующей и нейтрализующей зон желудка, у человека получить нельзя: во-первых, потому, что секрет кислотообразующей зоны опускается вниз, в нейтрализующую зону, и в большей или меньшей мере нейтрализуется ее содержимым; во-вторых, желудок является полым органом, в который и в норме, и при патологии поступает содержимое пищевода и двенадцатиперстной кишки, осуществляется эвакуация его содержимого в двенадцатиперстную кишку. В частности, при исследовании кислотообразующей функции желудка возможные примеси к его секрету, а также потери желудочного содержимого через привратник обычно не учитываются.
Оценивая рН кислотообразующей зоны желудка, видимо, нужно учесть, что определенная часть соляной кислоты после попадания на поверхность слизистой оболочки сразу же нейтрализуется секретом мукоидных клеток. рН-датчик во время исследования располагается над большим числом кислотообразующих желез, и процесс нейтрализации всегда уменьшает показываемую электродом внутрижелудочную кислотность. Необходимо отметить, что часто используемый в литературе и на практике термин - «нейтрализующая» зона желудка - правильнее понимать условно, так как нейтрализация секрета кислотообразующей зоны секретом пилорических желез составляет лишь часть (и есть основания считать - не основную) протекающих в пилороантральном отделе процессов. В частности, в экспериментах на собаках А. Я. Анцанс (1984) из изолированной нейтрализующей зоны желудка за 1 ч в базальных условиях получал в среднем 1,12±0,12 мл секрета, а из изолированной кислотообразующей зоны - 3,14±0,50 мл секрета.
В течение 1 ч после стимулирования пентагастрином из изолированной нейтрализующей зоны в среднем было получено 1,08±0,09 мл, а из кислотообразующей зоны - 44,45±2,10 мл. Помимо того, необходимо учесть «транзитную» функцию через сравнительно короткий и малый по площади слизистой оболочки канал пилороантрального отдела. Через этот канал сверху вниз продвигается содержимое кислотообразующей зоны желудка, а снизу вверх нередко поднимается содержимое двенадцатиперстной кишки. Объемы этих транзитных соков часто значительно превышают объем секрета пилорических желез, а нейтрализация содержимого кислотообразующей зоны при дуоденогастральном рефлюксе главным образом осуществляется содержимым двенадцатиперстной кишки. Следовательно, рН антральной части желудка является суммарным показателем и свидетельствует о конечном результате нейтрализации соляной кислоты как секретом пилорических желез, так и при наличии рефлюкса - содержимым двенадцатиперстной кишки.
В настоящее время расстояние между центрами корпусного электрода (для исследования кислотообразующей зоны) и антрального электрода (для исследования нейтрализующей зоны) в выпускаемых заводами рН- зондах составляет около 11 см. Правда, Е. Ю. Линар и соавт. (1974) указывали, что необходимо иметь возможность изменять расстояние между оливами рН-зонда в пределах 8. 12 см для детей и взрослых в зависимости от задач исследования, однако такие зонды не производятся. Практическая трудность заключается еще и в том, что расстояние между зонами максимального кислотообразования и нейтрализующей у разных пациентов может значительно отличаться. В то же время использование для каждого пациента зонда с определенным расстоянием между рН-электродами на сегодня нереально, так как указанное расстояние перед исследованием неизвестно и отсутствуют зонды с разным расстоянием между рН-электродами.
Вместе с тем изготовление рН-зондов с меньшим чем 11 см расстоянием между электродами для исследования детей является вполне реальным.
Рис. 2. Положение зонда в желудке. Область максимального кислотообразования (3) находится между корпусным (1) и антральным (2) электродами.
Теоретически можно ожидать, что при исследовании у пациентов рН нейтрализующей зоны в результате выделения щелочного секрета всегда будет превышать рН кислотообразующей зоны. Однако часто разницы между показаниями антрального и корпусного электрода практически нет или даже наоборот - рН нейтрализующей зоны более кислый, чем рН кислотообразующей зоны. Причинами последнего могут быть расположение области максимального кислотообразования между корпусным и антральным рН-электродами (рис. 2), сдвиг антрального рН-электрода вверх антиперистальтикой, прекращение кислотообразования, когда рН кислотообразующей зоны будет повышаться, а рН нейтрализующей зоны до эвакуации желудочного содержимого оставаться кислым. Для проведения точной рН-метрии кислотообразующей и нейтрализующей зон желудка очевидна необходимость обеспечения правильного положения рН-зонда (см. гл. 5).
Минеральный состав желудочного сока. Роль соляной кислоты в процессах пищеварения.
Основная пищеварительная функция желудка заключается в том, что в нём начинается переваривание белка. Существенную роль в этом процессе играет соляная кислота. Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гистамина и группы белковых гормонов -гастринов которые, в свою очередь, вызывают секрецию НСI и профермента - пепсиногена. Источником Н + является Н2СО3, которая образуется в обкладочных клетках желудка из СО2, диффундирующего из крови, и Н2О под действием фермента карбоангидразы (карбонатдегидра-тазы):
Н2О + СО2 → Н2СО3 → НСО3 - + H +
Диссоциация Н2СО3 приводит к образованию бикарбоната, который с участием специальных белков выделяется в плазму в обмен на С1 - , и ионов Н + , которые поступают в просвет желудка путём активного транспорта, катализируемого мембранной Н + /К + -АТФ-азой. При этом концентрация протонов в просвете желудка увеличивается в 10 6 раз. Ионы Сl - поступают в просвет желудка через хлоридный канал. Концентрация НСl в желудочном соке может достигать 0,16 М, за счёт чего значение рН снижается до 1,0-2,0. Приём белковой пищи часто сопровождается выделением щелочной мочи за счёт секреции большого количества бикарбоната в процессе образования НСl. Теперь их надо выделить в просвет желудка.
Водород - через мембранную Н/К-АТФ-азой. Хлор через ХЛОРИДНЫЙ канал.
Виды кислотности желудочного сока, определение и расчет всех видов кислотности по михаэлису.
Виды кислотности желудочного сока
Общая кислотность (НСl + прочие кислые вещества - кислые соли, органические кислоты) 40-60 ммоль/л
Соляная кислота:
Свободная 20-40 ммоль/л
Связанная (с ионогенными группами белков) - 10-12 ммоль/л
Часть соляной кислоты связывается с белками и продуктами их гидролиза, это свя-занная НСl, со свободной она образует общую НС1
В желудочном соке присутствуют органические кислоты и кислые фосфаты - это кислореагирующие продукты. Они вместе с общей соляной кислотой дают общую кислотность желудочного сока
Общая кислотность желудочного сока может как повышаться (гипера-цидное состояние), так и снижаться (гипоацидное), вплоть до исчезнове-ния (анацидное состояние). Гиперацидное состояние вызывается в основном избытком свободной соляной кислоты, т.е. возникает гиперхлоргид-рия. Снижение HCI в желудочном соке — это гипохлоргидрия, отсутствие - ахлоргидрия. Изменение кислотности желудочного сока имеет место при язвенной болезни, гастритах, при раке, злокачественном малокровии
Проферменты пищеварительных протеиназ, механизм превращения в ферменты. Субстратная специфичность протеиназ.
Биологический смысл синтеза проферментов - защита тканей пищеварительных желёз от самопереваривания (аутолиза)
Пепсиноген - белок, состоящий из одной полипептидной цепи с молекулярной массой 40 кД. Под действием НСl он превращается в активный пепсин (с оптимумом рН 1,0-2,5. В процессе активации в результате частичного протеолиза от N-конца молекулы пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных остатка, которые содержат почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. Таким образом, в активном пепсине преобладающими оказываются отрицательно заряженные аминокислоты, которые участвуют в конформационных перестройках молекулы и формировании активного центра.
Образовавшиеся под действием НСl активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена (аутокатализ). Пепсин в первую очередь гидролизует пептидные связи в белках, образованные ароматическими аминокислотами (фенилаланин, триптофан, тирозин) и несколько медленнее - образованные лейцином и дикарбоновыми аминокислотами. Пепсин - эндопептидаза, поэтому в результате его действия в желудке образуются более короткие пептиды, но не свободные аминокислоты.
А ктивация панкреатических ферментов. В поджелудочной железе синтезируются проферменты ряда протеаз: трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В. В кишечнике они путём частичного протеолиза превращаются в активные ферменты трипсин, химотрипсин, эластазу и карбоксипептидазы А и В.
Активация трипсиногена происходит под действием фермента эпителия кишечника энтеропептидазы. Этот фермент отщепляет с N-конца молекулы трипсиногена гексапептид Вал-(Асп)4-Лиз. Изменение конформации оставшейся части полипептидной цепи приводит к формированию активного центра, и образуется активный трипсин. Последовательность Вал-(Асп)4-Лиз присуща большинству известных трипсиногенов разных организмов - от рыб до человека.
Специфичность действия протеаз. Трипсин преимущественно гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина. Химотрипсины наиболее активны в отношении пептидных связей, образованных карбоксильными группами ароматических аминокислот (Фен, Тир, Три). Карбоксипептидазы А и В - цинксодержащие ферменты, отщепляют С-концевые остатки аминокислот. Причём карбоксипептидаза А отщепляет преимущественно аминокислоты, содержащие ароматические или гидрофобные радикалы, а карбоксипептидаза В - остатки аргинина и лизина. Последний этап переваривания - гидролиз небольших пептидов, происходит под действием ферментов аминопептидаз и дипептидаз, которые синтезируются клетками тонкого кишечника в активной форме.
Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи. Наиболее известна лейцинаминопептидаза - Zn 2+ - или Мn 2+ -содержащий фермент, несмотря на название, обладающий широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам.
Дипептидазы расщепляют дипептиды на аминокислоты, но не действуют на трипептиды.
В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство пищевых белков расщепляется до свободных аминокислот.
Экзопептидазы (экзопротеиназы) — ферменты, гидролизующие белки, отщепляя аминокислоты от конца пептида: карбоксипептидазы — от C-конца, аминопептидазы — от N-конца, дипептидазы расщепляют дипептиды. Экзопептидазы синтезируются в клетках тонкого кишечника (аминопептидазы, дипептидазы) и в поджелудочной железе (карбоксипептидаза). Функционируют эти ферменты внутриклеточно в кишечном эпителии и, в небольшом количестве, в просвете кишечника.
Эндопептидазы (эндопротеиназы) — протеолитические ферменты (пепсин, трипсин, химотрипсин), расщепляющие пептидные связи внутри пептидной цепи. С наибольшей скоростью ими гидролизуются связи, образованные определёнными аминокислотами. Эндопептидазы синтезируются в виде проферментов, активируемых затем при помощи избирательного протеолиза. Таким образом клетки, секретирующие эти ферменты, защищают собственные белки от разрушения. От действия ферментов клеточную мембрану клеток животных защищает также поверхностный слой олигосахаридов —гликокаликс, а в кишечнике и желудке — слой слизи.
Читайте также: