Укажите способ регуляции протеолитических ферментов желудочно кишечного тракта

161. Смотри белки.

162. Протеолитические ферменты пищеварительного тракта, проферменты, их активация.

Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гистамина и группы белковых гормонов – гастринов. Они вызывают секрецию соляной кислоты и профермента – пепсиногена.

Механизм активации пепсина. Пепсиноген – неактивная форма пепсина. Пепсиноген – белок, состоящий из одной полипептидной цепи. Под действием соляной кислоты он превращается в активный пепсин. В процессе активации в результате протеолиза от N-конца молекулы пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных остатка.

В поджелудочной железе синтезируются проферменты: трипсиноген, хемотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В.

Активация трепсиногена происходит под действием энтеропептидазы. Происходит изменение конформации, что ведет к формированию активного цента, и образуется активный трепсин.

Трипсин активирует хемотрепсиноген. Он состоит из полипептидной цепи. Под действием трипсина расщепляется пептидная связь между 15 и 16 аминокислотами, и образуется активный хемотрипсин.

Остальные ферменты (проэлазастаза и прокарбоксипептидаза А и В) также активируются трипсином путем частичного протеолиза. В результате образуются акттивные ферменты – эластаза и карбоксипептидаза А и В.

Карбоксипептидазы А и В – цинкосодержащие ферменты, отщепляют С-концевые остатки аминокислот. Карбоксипептидаза А отщепляет ароматические и гидрофобные радикалы, а карбоксипептидаза В – остатки аргинина и лизина.

Конечный результат действия протеолитических ферментов желудка и кишечника – расщепление пищевых белков до свободных аминокислот.

163. Реакции дезаминирования, переаминирования, непрямого дезаминирования и восстановительного аминирования. Схемы процессов, ферменты, значение.

Аминокислоты, образующиеся при переваривании белков и поступающие в клетки тканей, подвергаются катаболизму и анаболизму, а также специфическим реакциям с образованием биологически активных веществ (БАВ).

Реакция переноса аминогруппы с аминокислоты на альфа-кетокислоту с образованием новой кетокислоты и аминокислоты. Реакции катализируют пиридоксальфосфат-зависимые ферменты (витамин В6). Обнаружено около 10 аминонтрансфераз имеющих локализацию как в цитозоле, так и митохондриях. В реакции переаминирования могут вступать все аминокислоты, за исключением лизина, треонина, пролина.

Аминотрансферазы – ферменты, осуществляющие перенос аминогруппы. Активная форма образована присоединением пиридоксальфосфата к аминокислоте лизину, который находится в составе аминотрансферазы с помощью прочной альмидиновой связи.

Органоспецифичные аминотрансферазы АСТ и АЛТ.

Трансаминированию в тканях подвергаются наиболее распространенные аминокислоты, такие как — аланин, глутамат, аспартат и соответсвующие им акцепторы аминогрупп – пируват, альфа-кетоглутарат, оксалоацетат.

Аминотрансферазы обладают субстратной специфичностью, наиболее распространены аланинаминотрансфераза (АЛТ), катализирующий обратно данную реакцию глутаматпируватаминотрансфераза (ГПТ). Аспартатаминотрансфераза (АСТ), по обратному действию оксалоацетатаминотрансфераза.

АЛТ – катализирует реакцию переноса между аланином и альфа-кетоглутаратом. Фермент локализован в цитозоле и большее его количество зарегистрировано в печени (в печени больше) и сердце (!).

АСТ – катализ переноса между аспартатом и альфа-кетоглутаратом. Фермент сосредоточен в митохондриях сердца (в сердце больше) и печени.

Биологическое значение трансаминирования.

Так как реакции обратимы возможно перераспределение азотистого баланса (при необходимости скинуть лишний азот через глутамат в орнитиновом цикле), синтезе заменимых аминокислот из соответсвующих кетокислот на нужды клетки, окисление в ЦТК с выделением энергии или участие в глюконеогенезе для повышения глюкозы в крови.

Диагностическое значение АСТ и АЛТ.

Так как эти аминотрансферазы имеют разную количественную локализацию, то при повышении активности в крови одного из них свидетельствует о патологическом процессе в органе и глубине повреждения его клеток (например, при локализации в митохондриях кардиомиоцитах фермента АСТ, можно судить о глубоких повреждениях клеток при повышении активности фермента в крови). Данный диагностический показатель называется коэфициент де Риттиса и равен 1.33 плюс/минус 0.42. Отхождение от нормы в несколько раз может помочь в диагностике гепатита и инфаркте миокарда (На кафедре нормальной физиологии при изучении сердцечного цикла вам говорили что «ЭКГ – наше все!», а я вам скажу что данный лабораторный показатель – наиболее точнее. (С) С.Л. Галян.

Реакция отщепления альфа-аминогруппы от аминокислоты с образование кетокислоты и выделение молекулы аммиака. Аммиак токсичен для ЦНС, поэтому необходимо его превращение в безвредное вещество — мочевину. Безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакцияъ трансаминирования, глюконеогенеза, кетогенеза.

Наиболее активно данному процессу подвергается глутамат. Реакцию катализирует НАД-зависимая дегидрогеназа. В начале происходит ферментативное дегидрирование с образованием альфа-иминоглутарата. Затем, неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы с образованием аммиака и альфа-кетоглутарата.

Фермент глутаматдегидрогеназа активируется кортизолом, для вовлечения в глюконеогенез. А также активация происходит при АДФ (для восстановления энерготрат), а ингибирование происходит за счет накопления АТФ, ГТФ (здесь уже для отсутствия необходимости для образования энергии).

Фермент действует только в щелочной среде, поэтому значение его менее важно. Коферментом выступает ФМН, а механизм один и тот же.

Осуществляется в несколько этапов один из них – это трансаминирование на глутамат от одной аминокислоты и затем окислительное дезаминирование глутамата.

Процесс происходит под действием двух ферментов – пиридоксальзависимой трансаминазы и НАД-зависимой дегидрогеназы. Процесс очень важен, так как входе него происходит дезаминирование многих аминокислот с образованием кетокислот. Процесс обратим, поэтому возможно и образование аминокислот и альфа-кетоглутарата.

Этим путем дезаминируются серин, треонин, гистидин.

Катализирует сериндегидратаза. Начинается с отщепления воды и образования иминогруппы, заем неферментативным гидролизом отщепляется молекула аммиака и образуется пируват.

Дезаминирование треонина приводит к образованию гидроксибутирата, гистидина – уроканиновой кислоты.

Источник

Протеолитические ферменты

Протеолитические ферменты (синоним: протеазы) — белки, пептид-гидролазы, ферменты класса гидролаз, расщепляющие пептидные связи между аминокислотами в белках и пептидах.

Протеолитические ферменты играют важнейшую роль в переваривании белков пищи в желудке и кишечнике человека. Большинство протеолитических ферментов органов пищеварения продуцируется в виде проферментов. Физиологический смысл этого заключается в том, чтобы акт продукции фермента (профермента) был отделен от акта его активации — превращения в фермент и, таким образом, белки тканей, продуцирующих ферменты, не подвергались воздействию этих самых ферментов.

Классификация протеолитических ферментов

Протеазы подразделяются на:

• экзопептидазы (пептидазы), гидролизующие (расщепляющие), преимущественно, внешние пептидые связи в белках и пептидах
• эндопептидазы (протеиназы), гидролизующие, преимущественно, внутренние пептидые связи

К эндопептидазам относятся наиболее важные для желудочного пищеварения протеолитические ферменты пепсин, гастриксин и химозин, а также вырабатываемые в виде проферментов поджелудочной железой и участвующие в кишечном пищеварении трипсин, химотрипсин и эластаза.

Экзопептидазами являются протеолитические ферменты карбоксипептидаза А и карбоксипептидаза В, также присутствующие в панкреатическом соке. К экзопептидазам относятся ферменты кишечного сока: аминопептидазы (аланин-аминопептидаза и лейцин-аминопептидаза) и дипептидазы (глицилглицин-дипептидаза, глициллейцин-дипептидаза, пролиназа и пролидаза).

Протеазы разделяют на шесть групп, в зависимости от строения активного центра:

• сериновые; в активном центре этих протеаз присутствует серин; сериновые протеазы — трипсин, химотрипсин и эластаза составляют 44% от общего количества белка экзокринной части поджелудочной железы
• треониновые
• цистеиновые
• аспартильные — желудочные протеазы пепсин, гастриксин, катапепсины Д и Е и другие
• металлопротеазы — например, карбоксипептидазы А и В являются Zn-металлопротеазами
• глютаминовые

Протеолитические ферменты в лекарствах

Протеолетические ферменты (протеазы) является активным компонентам во многих ферментных препаратах, применяемых для коррекции секреторной дисфункции желудка и нарушений процесса пищеварения в тонкой кишке.

Первый тип лекарств, содержащих протеолетические ферменты,— экстракты слизистой оболочки желудка, основным действующим веществом которых является пепсин. Он, а также другие содержащиеся в слизистой оболочки желудка пептидазы, расщепляют практически все природные белки. Эти лекарства используются преимущественно при гастрите с пониженной кислотностью и не рекомендуются при лечении заболеваний ЖКТ с повышенной кислотностью.

Второй тип содержащих протеолетические ферменты лекарств — комплексные препараты, содержащие основные ферменты поджелудочной железы домашних животных. Такие лекарства способствуют купированию клинических признаков внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы, к которым относят снижение аппетита, тошнота, урчание в животе, метеоризм, стеаторею, креаторею и амилорею. Самым популярным лекарством, содержащим комплекс панкреатических ферментов, включающим протеазы, является панкреатин. Кроме него, имеется множество других препаратов, содержащих протеолетические ферменты, ряд из них приведена в таблице (Саблин О.А., Бутенко Е.В.):

Источник

Когда желудку и кишечнику не хватает ферментов

Когда организм функционирует как заложено природой, мы даже не замечаем его работу и воспринимаем её как должное. Но стоит одной из систем дать сбой, как организм сразу об этом сигнализирует различными симптомами. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) — не исключение, ведь процесс пищеварения сложен, и на него могут влиять различные факторы.

Основным инструментом пищеварения являются ферменты, именно они выполняют всю основную работу. Логично, что при их недостатке процесс пищеварения нарушается, и организм начинает нам сообщать о проблемах, сигнализируя различными симптомами. Такие привычные всем симптомы как изжога, тяжесть в животе, боль, метеоризм, диарея или запор – являются прямым указанием на проблемы с пищеварением.

Ферменты поджелудочной железы – виды и функции

Пора узнать, что представляют собой ферменты, и как они влияют на пищеварение. Ферменты поджелудочной железы – это белковые комплексы или катализаторы, основной задачей которых является расщепление питательных веществ на простые, легкоусвояемые соединения. Таким образом, организм легко усваивает все необходимые элементы и витамины.

При недостатке ферментов поджелудочной железы пища усваивается неполноценно, не все полезные вещества всасываются, что сказывается на состоянии всего организма 1 .

Какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа и какие у них функции?

Поджелудочной железой вырабатывается несколько видов ферментов, каждый из которых занимается своим делом 1,2 .

• Протеазы – расщепляют белки до аминокислот;
• Липазы – разлагают жиры до жирных кислот;
• Амилазы – расщепляют сахар (углеводы) и крахмал.

Количество выделяемых ферментов измеряется единицами. В сутки поджелудочная железа может вырабатывать до 2-х миллионов единиц ферментов. При этом за единицу измерения принято брать единицы липазы, поскольку жиры – самые сложные для переваривания компоненты пищи 8 .

Теперь разберем принцип работы ферментов, а для этого придется вспомнить про процесс пищеварения в целом. Главной задачей пищеварения является всасывание всех питательных веществ, поступающих вместе с пищей. Для этого пищу необходимо разобрать по «кирпичикам». Процесс начинается буквально во рту, уже во время пережевывания, под воздействием слюны. Далее пища попадает в желудок — царство желудочного сока и фермента пепсин, где она приобретает кашицеобразную форму и после, уже подготовленные питательные вещества, небольшими порциями попадают в кишечник.

Именно в кишечнике происходит основной этап пищеварения. Данный этап разберем подробней, так как он напрямую связан с ферментами поджелудочной железы 8 .

После попадания пищи в двенадцатиперстную кишку (первый отдел кишечника после желудка) на нее начинает воздействовать секрет (сок) поджелудочной железы, который содержит пищеварительные ферменты. В покое поджелудочная железа не вырабатывает ферменты, а находится в «режиме ожидания». Но достаточно уловить манящий запах еды или увидеть вкусное блюдо, как мозг моментально дает команду на начало работы, и поджелудочная железа начинает активно вырабатывать ферменты. Это продолжается и во время приёма пищи и некоторое время после, ведь пища доходит до кишечника не моментально 8 .

Особо интересно то, что организм может регулировать выработку тех или иных ферментов в зависимости от характера потребляемой пищи. То есть, если вы потребляете много хлебобулочных изделий, то упор в выработке будет сделан на амилазе, если потребляется жирная пища, то поджелудочная железа отправит в кишечник больше липазы.

Кажется, что работа полностью налажена, и сбоев быть не может. Но сбои случаются и достаточно часто: слишком тонкий механизм работы, который легко нарушить. Даже большой приём пищи с преобладанием жиров может сломать систему, и поджелудочная железа не сможет обеспечить нужное количество ферментов.

Появление проблем с пищеварением

Мы выяснили, что проблемы с пищеварением могут возникать из-за недостатка ферментов. Существует два основных механизма, при которых организму не хватает ферментов поджелудочной железы. В первом варианте проблема с выработкой ферментов кроется в самой поджелудочной железе, т.е. сам орган функционирует неправильно.

Нарушение работоспособности поджелудочной железы может быть врожденной проблемой либо приобретенной, например, после хирургических вмешательств. Как правило, такой механизм лежит в основе серьезных заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), симптомы которых рано или поздно приведут на приём к врачу 8 .

Во втором варианте нарушаются условия, при которых ферменты могут правильно работать. Подобное возможно в результате изменения кислотности среды кишечника, например, при воспалении или при изменении стандартной температуры окружения (36-37° С). Воспалительный процесс в кишечнике может возникать при различных состояниях: кишечные инфекции, аллергические реакции (пищевая аллергия, атопический дерматит).

Основные признаки нехватки ферментов поджелудочной железы

Выявить недостаток ферментов достаточно просто. Ключевыми симптомами являются тяжесть после еды, чувство распирания в животе и дискомфорт в животе. Нередко эти симптомы сопровождаются вздутием, урчанием, метеоризмом, диареей. Чаще всего такие симптомы могут возникать в рядовых ситуациях: при употреблении тяжелой, жирной пищи или при переедании, когда удержаться от множества вкусных блюд попросту не удалось. В этом случае не стоит бояться неполадок с поджелудочной железой или других заболеваний ЖКТ. Поджелудочная железа просто не справляется с большим объемом работы, и ей может потребоваться помощь.

Почему возникает диарея? Жиры являются самыми сложными для переваривания компонентами пищи. При нехватке ферментов в организме именно с переработкой жиров возникают сложности. В результате непереваренные и не разложенные ферментами жиры способствуют изменению характера стула и быстрому продвижению содержимого вдоль кишечника, что провоцирует диарею 8 .

Если нехватка ферментов и проблемы с пищеварением сохраняются длительное время, то это не остается незаметным для организма. Симптомы могут усугубляться и носить уже не эпизодический, а регулярный характер. Постоянная диарея дает старт авитаминозу, могут развиваться: белково-энергетическая недостаточность и обезвоживание во всем организме. Может наблюдаться значительное снижение массы тела. Помимо этого при тяжелых стадиях могут наблюдаться следующие симптомы недостатка ферментов поджелудочной железы 8 :

• тошнота и рвота;
• изжога;
• резкое снижение аппетита;
• общая слабость.

Поддержание пищеварения и лечение ферментной недостаточности

При проблемах с пищеварением могут помочь ферментные препараты (чаще они называются препаратами для улучшения пищеварения), основная задача которых компенсировать нехватку собственных ферментов в организме. Не зря такая терапия называется «ферментозаместительная». Критически важно, чтобы ферментный препарат максимально точно «имитировал» физиологический процесс.

На сегодняшний момент существуют различные препараты для улучшения пищеварения. Как же ориентироваться в многообразии средств и сделать правильный выбор?

Эффективный ферментный препарат должен соответствовать следующим критериям 5,6 :

• иметь оптимальный размер частиц
• не разрушаться в желудке
• быстро активироваться в кишечнике

Всем этим требованиям соответствует препарат Креон ® .

1) На сегодняшний день оптимальными частицами признаны минимикросферы панкреатина, которые содержатся только в препарате Креон ® 5,7 . Изобретение минимикросфер стало результатом многолетней работы по повышению эффективности ферментных препаратов, которое оставило далеко позади препараты в форме таблеток и капсул с другими видами частиц внутри: пеллет, мини-таблеток и т.д. Кроме того, минимикросферы Креон ® производятся по запатентованной технологии, что не дает другим производителям воспроизвести такую же форму выпуска.

2) Минимикросферы Креон ® заключены в капсулу, которая защищает их от разрушительного действия желудка. Но это еще не все. Каждая частица покрыта кислотоустойчивой оболочкой, чтобы в полной сохранности «добраться» до кишечника, где необходима ее работа. В то же время некоторые другие капсулированные препараты могут терять до 30% своей активности 6 .

3) Креон ® начинает работать уже через 15 минут после попадания в кишечник, улучшая пищеварение и тем самым устраняя тяжесть и дискомфорт после еды 6 .

Креон ® имеет несколько дозировок, в том числе и 10000 ЕД липазы – минимально необходимая доза липазы для улучшения пищеварения при погрешностях в питании, употреблении тяжелой пищи и переедании. Для получения эффекта Креон ® 10000, как и любой ферментный препарат, необходимо принимать с каждым приёмом пищи — во время завтрака, обеда и ужина.

Применять Креон ® могут люди любого возраста и даже новорожденные дети 7 . В случае с затрудненным глотанием капсулу можно вскрыть и добавить минимикросферы в пищу или жидкость.

Если нарушение пищеварения носит сопутствующий характер, и ферменты не могут правильно работать из-за других заболеваний ЖКТ, то, безусловно, необходимо озаботиться устранением основной причины 8 . Наравне с приёмом препаратов для лечения основной проблемы важно помогать пищеварению приёмом препарата Креон ® , чтобы неприятные симптомы не усугублялись, а организм сосредоточился на борьбе с первопричиной.

Источник