Основы пищеварения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В желудочно-кишечном тракте пища подвергается физической (размельчение, набухание, растворение) и химической обработке. Последняя заключается в гидролизе питательных веществ до стадии мономеров. При этом компоненты пищи, сохраняя пластическую и энергетическую ценность, утрачивают видовую специфичность, поступают в кровь и включаются в обменные процессы. Гидролиз пищевых веществ осуществляется в определенной последовательности и в различных отделах желудочно-кишечного тракта имеет свои особенности. Ферменты, которые катализируют гидролиз, обладают некоторыми общими свойствами:

1. Специфичностью: каждый фермент расщепляет питательные вещества только определенной группы (протеазы расщепляют белки, липазы ? жиры, амилазы ? углеводы).

2. Действуют в определенной химической среде (пепсин в кислой среде, ферменты кишечника ?в щелочной среде).

3. Действуют при определенной температуре (оптимальная температура для работы ферментов 37-40°С).

Некоторые пищеварительные ферменты

В ротовой полости (щелочная среда) альфа-амилаза слюны расщепляет гликозидные связи гликогена и молекул амилозы и амилопектина, входящих в структуру крахмала, с образованием декстринов. Действие амилазы в полости рта кратковременно (поскольку пища в ротовой полости находится недолго), а при поступлении пищевого комка в желудок инактивируется действие входящей в состав слюны амилазы (кислая среда). В желудке нет ферментов для дальнейшего расщепление углеводов, здесь начинается гидролиз под действием желудочного сока (содержащего ? 0,1 моль/дм³ соляной кислоты).

Основные функции НС1:

1. Оказывает губительное действие на микроорганизмы.

2. Вызывает денатурацию белка (денатурированный белок легче гидролизуется).

3. Превращает неактивные формы пептидаз - пепсиногенов ? в активные ? пепсины (при pH?1-2).

В желудке происходит начальный гидролиз белков под воздействием протеолитических ферментов желудочного сока (пепсина, гастриксина (оптимальная pH 3,2?3,5), химозина) с образованием полипептидов. Пепсины (оптимальная рН составляет 1,2?2,0) расщепляют пептидные связи белков, главным образом по фенилаланину и лейцину. Здесь гидролизуется около 10% пептидных связей.

Имеются данные о наличии желудочной липазы, которая, однако, действует лишь на эмульгированные жиры, например на жиры молока. Эмульгированный жир увеличивает поверхность жира, на которой реализуется ферментативная активность липазы. Липаза гидролизует жир молока, отщепляя в основном жирные кислоты у третьего атома углерода глицерола.

У новорожденных липаза активна при нейтральном значении pH (у новорожденных для желудочного сока).

В желудке пища находится от одного до трех часов. После чего перемещается в тонкий кишечник.

Химус в двенадцатиперстной и далее в тонкой кишке подвергается действию ферментов поджелудочной железы и кишечных ферментов. Оптимальная для их активности среда создается в результате воздействия на кислый химус желудка щелочных секретов: сока поджелудочной железы, желчи, кишечного сока. У человека рН в двенадцатиперстной кишке колеблется в пределах 4,0?8,5; в тонкой кишке он сохраняется в диапазоне 6,5?7,5. Секрет поджелудочной железы, который попадает в двенадцатиперстную кишку, содержит трипсиноген, химотрипсиноген, проэластазу, липазу, альфа-амилазу, профермент фосфолипазы. Ключевым из них является трипсиноген. В двенадцатиперстной кишке энтеропептидаза активирует трипсиноген превращая его в трипсин. Образовавшаяся молекула трипсина активирует следующую молекулу трипсиногена, и так далее. Кроме этого, проферменты химотрипсина, эластазы и пептидазы тоже активируются трипсином. Трипсин, химотрипсин и эластаза осуществляют гидролиз пептидных связей, расположенных внутри пептидных цепей. Трипсин расщепляет пептидные связи образованные аргинином и лизином. Химотрипсин - тиразина, триптофана, фенилаланина и лейцина. Эластаза ? глицина, валина, изолейцина. Гидролиз всеми этими ферментами осуществляется с С?конца. В секрете тонкого кишечника содержится дипептидаза, расщепляющая дипептиды до аминокислот. Гидролиз аминопептидазами тонкого кишечника осуществляется с N-конца. Образовавшиеся в результате гидролиза аминокислоты и малые пептиды способны всасываться в тонком кишечнике.

В двенадцатиперстной кишке и дальнейших отделах тонкого кишечника происходит основное переваривание углеводов. Под действием альфа-амилазы слюны (оптимальное значение рН ? 6,8-7,2) и альфа-амилазы поджелудочной железы гидролизуются декстрины до мальтозы и изомальтозы. Высвобождаемые альфа-амилазой сахариды подвергаются дальнейшему гидролизу собственно кишечными карбогидразами (мальтозой, гамма-амилазой, изомальтазой, сахаразой, лактазой, трегалазой) до моносахаридов (глюкозы, галактозы, фруктозы). Эти ферменты, осуществляющие заключительный этап гидролиза углеводов, синтезируются непосредственно в кишечных клетках, локализованы в области мембраны щеточной каймы энтероцитов и прочно связаны с ней. Глюкоза, галактоза, фруктоза всасываются в тонком кишечнике.

Начальные этапы гидролиза жиров (из которых основное значение имеют триглицериды) протекают в полости двенадцатиперстной кишки, куда поступает липаза с пищеварительным соком поджелудочной железы и желчные кислоты с желчью.

Основные функции желчи:

1. Переводит в активное состояние липазу.

2. Образование мицелл (липаза действует на водно-липидной поверхности мицелл) в кишечнике.

3. Эмульгирование жиров.

4. Активно влияет на процессы всасывания и перистальтику в тонком кишечнике.

Липаза гидролизует триглицериды с образованием преимущественно 2-моноглицеридов и жирных кислот.

В результате действия фермента эмульгированные жиры в форме моноглицеридов и жирных кислот постепенно переходят в мицеллярное состояние. Одновременно с расщеплением триглицеридов происходит гидролиз холестеридов до холестерина и свободных жирных кислот под действием холестеразы при рН 6,6?8,0.

Фосфолипиды (преимущественно лецитин) расщепляются фосфолипазой А (поджелудочной и тканевой), проферменты которых активируется трипсином. Она гидролизует эфирную связь глицерина и жирной кислоты у второго атома углерода, превращая лецитин в изолецитин и жирную кислоту. Кишечная моноглицеридлипаза гидролизует эфирные связи 2-моноглицеридов. Продукты распада жиров всасываются в тонком кишечнике до 75% в виде 2-моноглицеридов. В незначительном количестве могут всасываться жиры, не подвергаемые гидролизу. (Фосфатидилхолимны Ї группа фосфолипидов, содержащих холин. Также входят в группу лецитинов. Фосфатидилхолины одни из самых распространенных молекул клеточных мембран.)

Полный ферментативный гидролиз триацилглицерола.

Пищеварение в толстой кишке у человека практически отсутствует. Низкий уровень ферментативной активности в ней выработался в процессе эволюции и связан с тем, что поступающий в этот отдел желудочно-кишечного тракта химус беден непереваренными пищевыми веществами. Толстая кишка в отличие от других отделов кишечника богата микроорганизмами. Значение микробной флоры заключается в том, что она осуществляет разложение непереваренной пищи и компонентов пищеварительных секретов, в результате чего образуются органические кислоты, газы (СО₂, CH₄, H₂S) и токсические вещества (фенол, скатол, индол, крезол). Часть этих веществ, поступивших в организм, обезвреживается печенью (барьерная функция печени). Существенное значение имеет то, что ферменты бактерий расщепляют целлюлозу, гемицеллюлозу и пектины, на которые не действуют пищеварительные ферменты.

желчь пищеварительный гидролиз фермент

Продукты гидролиза всасываются в толстой кишке и используются организмом. В толстой кишке всасываются также некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые микробами кишечной полости.

Вывод:

- Пищеварительная система человека обладает огромными приспособительными возможностями, она генетически запрограммирована для переваривания смешанной пищи, поскольку любая и растительная, и животная пища содержит одновременно белки, жиры и углеводы. В природе нет продуктов, состоящих только из белков, только из углеводов, только из жиров. Так, например, в состав мяса входит: 15-21% белков, 0,5-49% жиров, 0,4-0,8% углеводов, 52-78% воды, 0,8-1,3% минеральных веществ, а также липоиды, ферменты, витамины (В1, В2, В12, РР, А, С, D) и др.; орехи содержат около 20% белков, более 20% жиров, остальное приходится на углеводы, клетчатку и другие вещества. Картофель содержит не только крахмал, но и белки.

- Для каждого компонента пищи предусмотрен свой отдел ЖКТ, с оптимальной для его работы средой и температурой, а также специфическими для него ферментами. В панкреатическом соке содержатся ферменты, для переваривание и белков, и жиров, и углеводов. Поэтому наиболее благоприятным с точки зрения «работы» всех ферментов панкреатического сока является прием разнообразной пищи, содержащей оптимальные соотношения белков, жиров и углеводов (1:1:4).

- В живой клетке процессы обмена всех этих веществ идут одновременно и ни на мгновение не останавливаются. И при поступлении разных компонентов пищи, в лимфу и в кровь одновременно поступают и аминокислоты, и жирные кислоты, и моносахариды, т.е. строительный материал и носители энергии. Поступление в кровь только «строительного материала» без энергии и, наоборот, энергии без «строительного материала», несомненно, создает трудности для организма.

- Усвояемость смешанной пищи 82?90%.

- Но не стоит употреблять пищу однообразного характера. Так, если обед состоит из мясного блюда, в дополнение к которому съедается творог со сметаной и выпивается кофе (все кислотообразующие продукты), то это может привести к перекислению организма. Не хорошо также сочетание продуктов, мешающих работе ферментов. Н. Действие амилазы прекращается и в том случае, когда мы едим картофель, содержащий много крахмала, вместе с кислыми плодами, кислая среда которых мешает работе амилазе.

Размещено на Allbest.ru