AT диетачовекима само три основни източника на въглехидрати: (1) захароза, която е дизахарид и обикновено известна като тръстикова захар; (2) лактоза, която е дизахарид в млякото; (3) нишестето е полизахарид, присъстващ в почти всички растителни храни, особено в картофите и различни видовезърнени храни. Други въглехидрати, смилаеми в малки количества, са амилоза, гликоген, алкохол, млечна киселина, пирогроздена киселина, пектини, декстрини и в по-малка степен въглехидратни производни в месото.

Хранасъщо съдържа голям бройцелулоза, която е въглехидрат. В човешкия храносмилателен тракт обаче няма ензим, който да разгражда целулозата, така че целулозата не се счита за човешки хранителен продукт.

Смилане на въглехидратив устната кухинаи стомаха. Когато храната се дъвче, тя се смесва със слюнката, която съдържа храносмилателния ензим птиалин (амилаза), който се секретира главно паротидни жлези. Този ензим хидролизира нишестето в дизахарида малтоза и други малки глюкозни полимери, съдържащи 3 до 9 глюкозни молекули. Храната обаче е в устата кратко времеи вероятно не повече от 5% нишесте се хидролизира преди акта на поглъщане.

въпреки това, храносмилане на нишестепонякога продължава в тялото и дъното на стомаха още 1 час, докато храната започне да се смесва със стомашния секрет. Тогава активността на слюнчената амилаза се блокира от солната киселина на стомашния секрет, т.к. амилазата като ензим по принцип не е активна, когато рН на средата падне под 4,0. Въпреки това, средно до 30-40% от нишестето се хидролизира в малтоза, преди храната и придружаващата я слюнка да се смесят напълно със стомашните секрети.

Храносмилането на въглехидратите в тънките черва. Храносмилане от панкреатична амилаза. Тайната на панкреаса, подобно на слюнката, съдържа голямо количество амилаза, т.е. той е почти напълно подобен по своите функции на ос-амилазата на слюнката, но няколко пъти по-ефективен. Така не повече от 15-30 минути след влизането на химуса от стомаха дванадесетопръстникаи смесени с панкреатичен сок, практически всички въглехидрати се усвояват.

В резултат на това преди въглехидратиизвън дванадесетопръстника или горната част на йеюнума, те се превръщат почти напълно в малтоза и/или други много малки глюкозни полимери.

Хидролиза на дизахаридии малки полимери на глюкозата в монозахариди чрез ензими чревен епител. Ентероцити, покриващи вилите тънко черво, съдържат четири ензима (лактаза, сукраза, малтаза и декстриназа), способни да разграждат дизахаридите лактоза, захароза и малтоза, както и други малки глюкозни полимери, до крайните им монозахариди. Тези ензими са локализирани в микровилите на четката, покриващи ентероцитите, така че дизахаридите се усвояват веднага щом влязат в контакт с тези ентероцити.

лактозасе разделя на молекула галактоза и молекула глюкоза. Захарозата се разгражда на молекула фруктоза и молекула глюкоза. Малтозата и други малки глюкозни полимери се разграждат на множество глюкозни молекули. По този начин крайните продукти на смилането на въглехидратите са монозахариди. Всички те се разтварят във вода и незабавно се абсорбират в порталния кръвен поток.

В нормално храна, в който нишестето е най-много от всички въглехидрати, повече от 80% от крайния продукт на смилането на въглехидратите е глюкозата, а галактозата и фруктозата рядко са повече от 10%.

Всички храни се състоят главно от протеини, въглехидрати и липиди. По време на процеса на храносмилане стомашно-чревния трактПри бозайниците трите основни компонента на храната: въглехидрати, мазнини и протеини претърпяват ензимна хидролиза, разграждайки се на съставните градивни елементи, от които са образувани. Този процес е необходим за изхвърлянето хранителни продуктитъй като клетките, покриващи червата, са в състояние да абсорбират само относително малки молекули в кръвния поток. Усвояването на полизахариди и дори дизахариди става възможно само след пълната им хидролиза от храносмилателни ензими до монозахариди. По същия начин, протеините и липидите също трябва да бъдат хидролизирани в градивните елементи, от които са изградени.

Процесът на храносмилане започва в устата и стомаха, докато крайните етапи на храносмилането на всички основни компоненти на храната и абсорбцията в кръвта на техните съставни структурни блокове се случват в тънките черва. Анатомично тънките черва са много подходящи за тази функция, тъй като имат много голяма площповърхност, през която става абсорбцията. Тънкото черво се характеризира не само с голяма дължина (≈ 4,5 m), но и с наличието на вътрешна повърхностмного гънки с голям брой подобни на пръсти издатини, наречени вили. Всяка власинка е покрита епителни клеткиносещи множество микровили. Власинките създават огромна повърхност, през която продуктите на храносмилането бързо се транспортират до епителните клетки, а от тях до капилярите на кръвоносната система и в лимфни съдоверазположени в чревната стена. Площта на тънките черва на човека е ≈ 180 m2, т.е. само малко по-малък от игрище за тенис корт.

Микровласинките съдържат снопове от актинови микрофиламенти, свързани в основите на микроворсинките с мрежа от миозинови нишки. Тази система от нишки осигурява вълнообразни микровили за локално смесване и по-добро усвояване на усвоените хранителни вещества.

Смилане на протеини

Хранителните протеини се разграждат от ензими в стомашно-чревния тракт до съставните им аминокиселини (фиг. 1.1). Протеините, постъпващи в стомаха, стимулират секрецията на хормона гастрин, който от своя страна предизвиква секрецията на солна киселина от париеталните клетки на жлезите на стомашната лигавица, както и на пепсиноген от главните клетки. Стомашният сок има pH от 1,5 до 2,5. Благодарение на тази киселинност, той действа като антисептик, като убива повечето бактерии и други клетки. Освен това при ниско pH стомашен сокглобуларните протеини претърпяват денатурация, техните молекули се разгръщат и в резултат на това вътрешните пептидни връзки на полипептидните вериги стават по-достъпни за ензимна хидролиза. Пепсиногенът, който е неактивен ензимен прекурсор или зимоген, се превръща в стомашен сок в активен пепсин в резултат на ензимното действие на самия пепсин, т.е. чрез автокатализа. По време на този процес 42

Ориз. 1.1. – Смилане на протеини: 1 – протеолитични ензими

аминокиселинен остатък като смес от къси пептиди. Останалата част от молекулата на пепсиногена, оставаща непокътната, е ензимно активният пепсин (EC 3.4.4.1). В стомаха пепсинът хидролизира онези пептидни връзки в протеините, които се образуват от ароматни аминокиселини: тирозин, фенилаланин и триптофан, както и редица други; в резултат на това се образува смес от по-къси пептиди от дълги полипептидни вериги.

Веднага след като киселинното съдържимо на стомаха навлезе в тънките черва, в него под въздействието на ниско рН започва секреция на хормона секретин, който навлиза в кръвта. Този хормон от своя страна стимулира освобождаването на бикарбонат от панкреаса в тънките черва, което води до неутрализиране на стомашния НС1. В резултат рН се повишава рязко от 1,5–2,5 до ≈ 7. Разграждането на протеините продължава в тънките черва. Навлизането на аминокиселини в дванадесетопръстника предизвиква освобождаване на хормона холецистокинин, който стимулира секрецията на няколко панкреатични ензима с оптимално pH около 7. Три от тях: трипсин (EC 3.4.4.4), химотрпсин (EC 3.4.4.5). ) и карбоксипептидаза (EC 3.4.2.1) - произвеждат се от екзокринни клетки на панкреаса под формата на ензимно неактивни зимогени: съответно трипсиноген, химотрипсиноген и прокарбоксипептидаза. Поради синтеза на протеолитични ензими под формата на неактивни прекурсори, екзокринните клетки не се унищожават от тези ензими. Веднъж попаднал в тънките черва, трипсиногенът под действието на ентерокиназата, специализиран протеолитичен ензим, секретиран от клетките на чревния епител, се превръща в активна форма - трипсин. Свободният трипсин, тъй като се образува, също участва в каталитичното превръщане на трипсиногена в трипсин. Образуването на свободен трипсин се дължи на разцепването на хексапептида от N-края на полипептидната верига на трипсиногена.

Активният център на трипсина се състои от три аминокиселинни остатъка: серин-195 (приема се, че номерацията на аминокиселинните остатъци в трипсина съответства на техните позиции в проензима), хистидин-57 и аспарагинова киселина-102. Мястото на сорбция съдържа карбоксилната група на аспарагиновата киселина-189, която определя специфичността на трипсина към положително заредени субстрати. Механизмът на каталитичната хидролиза включва етапа на сорбция на субстрата, разцепване на пептидната връзка за образуване на ацилов ензим и прехвърляне на ацилова група към нуклеофилен акцептор. Трипсинът хидролизира пептидните връзки, образувани с участието на карбонилни групи на лизин и аргинин.

Молекулата на химотрипсиногена е единична полипептидна верига с няколко вътрешноверижни дисулфидни връзки. Веднъж попаднал в тънките черва, химотрипсиногенът се превръща в химотрипсин чрез действието на трипсин, който разкъсва дългата полипептидна верига на химотрипсиногена на две места, изрязвайки дипептидите. Трите фрагмента, образувани от оригиналната химотрипсиногенна верига, обаче се държат заедно чрез кръстосани дисулфидни връзки. Химотрипсинът хидролизира пептидните връзки, образувани от остатъци от фенилаланин, тирозин и триптофан. Следователно трипсинът и химотрипсинът разграждат полипептидите, образувани в стомаха под действието на пепсина, до по-малки пептиди. Този етап от храносмилането на протеините протича с много висока ефективност, тъй като пепсинът, трипсинът и химотрипсинът проявяват различна специфичност при хидролизата на полипептидните вериги по отношение на пептидните връзки, образувани от различни аминокиселини.

Разграждането на късите пептиди в тънките черва се извършва от други пептидази. Те включват предимно карбоксипептидаза, цинк-съдържащ ензим, синтезиран в панкреаса като неактивен прокарбоксипептидазен зимоген. Активният център на карбоксипептидазата има формата на джоб, в чиято кухина има Zn атом. Активният център също включва остатъци от глутаминова киселина, тирозин и аргинин. Функцията на последния в механизма на катализа е свързването на С-терминалната карбоксилна група. Карбоксипептидазата последователно отцепва С-терминалните остатъци от пептидите.

Тънкото черво също секретира аминопептидаза (EC 3.4.1.1), която разцепва N-терминалните остатъци един след друг от къси пептиди.

В резултат на последователното действие на тези протеолитични ензими и пептидази, усвоените протеини в крайна сметка се превръщат в смес от свободни аминокиселини, които след това се транспортират през епителните клетки, покриващи тънките черва. Свободните аминокиселини проникват през капилярите на вилите и се пренасят от кръвта в черния дроб.

В стомашно-чревния тракт на човека не всички протеини се усвояват напълно. Повечето животински протеини са почти напълно хидролизирани до аминокиселини, но редица фибриларни протеини, като кератин, се усвояват само частично. много катерици растителна храна, по-специално протеините на зърнените култури, се разграждат непълно поради факта, че протеиновата част на семената и зърната е покрита с несмилаема целулозна обвивка (хуск).

Известен рядко заболяванестеаторея (упорита диария), при която чревните ензими не са в състояние да усвоят някои водоразтворими зърнени протеини, по-специално глиадин, който уврежда чревните епителни клетки. Зърнените продукти са изключени от храната на такива пациенти. Друго заболяване, свързано с анормална активност на протеолитичните ензими храносмилателен тракт, е остър панкреатит. При това заболяване, причинено от нарушение на процеса на секреция на панкреатичен сок в червата, прекурсорите на протеолитичните ензими (зимогени) се превръщат в съответните каталитично активни формитвърде рано, докато все още е в клетките на панкреаса.

В резултат на това тези мощни ензими действат върху тъканта на самата жлеза, причинявайки дълбоко и много болезнено разрушаване на органа, което може да доведе до летален изход. Обикновено зимогените, секретирани от панкреаса, не се активират, докато не навлязат в тънките черва. Панкреасът е защитен от самосмилане по друг начин: в него се синтезира специален протеин - специфичен инхибитортрипсин. Тъй като свободният трипсин активира не само трипсиногена и химотрипсиногена, но и зимогените на другите два храносмилателни ензими: прокарбоксипептидаза и проеластаза, инхибиторът на трипсин успешно предотвратява преждевременното образуване на свободни протеолитични ензими в клетките на панкреаса.

Смилане на въглехидрати

При хората основно полизахаридите се усвояват от въглехидрати: нишесте и целулоза, съдържащи се в растителните храни. Нишестето се разгражда напълно от ензимите на стомашно-чревния тракт до техните съставни структурни блокове, а именно свободни д-глюкоза (фиг. 1.2). Този процес започва в устата по време на дъвчене на храна поради действието на ензима амилаза, секретиран от слюнчените жлези. Слюнчената амилаза хидролизира много от α-(1→4)-гликозидните връзки в нишестето и в гликогена. Това образува смес, състояща се от малтоза, глюкоза и олигозахариди.

Смилане на нишесте и други смилаеми полизахариди, за да се образуват д-глюкозата продължава и завършва в тънките черва, главно под действието на панкреатичната амилаза, която се синтезира в панкреаса и постъпва през панкреатичния канал в горна часттънко черво. Този участък от тънките черва с най-висока храносмилателна активност се нарича дванадесетопръстник.

Целулозата при повечето бозайници не се подлага на ензимна хидролиза и не се използва поради липсата на ензими, способни да разцепват β-(1→4)-връзки между последователни остатъци д-глюкоза в целулоза. В същото време несмляната целулоза от растителни храни създава онази маса (понякога наричана „фибри“ или „груба храна“), която допринася за нормалната чревна подвижност. При преживните целулозата се усвоява, но не директно, а под действието на бактериите в техния търбух (стомах). Тези бактерии хидролизират целулозата до д-глюкоза и допълнително ферментирали д-глюкоза до лактат, ацетат и пропионат, които се абсорбират и навлизат в кръвта. Освен това лактатът и пропионатът в черния дроб на преживните животни се превръщат в кръвна захар.

Хидролизата на дизахаридите се катализира от ензими, разположени по външния ръб на епителните клетки, покриващи тънките черва. Захарозата или тръстиковата захар се хидролизира до образуване д- глюкоза и д-фруктоза под действието на захараза, наричана още инвертаза (K. F. 3.2.1.26); лактозата се хидролизира до д- глюкоза и д-галактоза чрез действието на лактаза, наричана още β-галактозидаза (EC 3.2.1.23); в резултат на хидролизата на малтозата под действието на малтазата се образуват две молекули д-глюкоза. Много представители на азиатски и африкански раси в зряла възраст се характеризират с непоносимост към лактоза, поради изчезването в тънките им черва на лактазна активност, която присъства в гърдите и детство. При хора с непоносимост към лактоза тази захар остава непокътната в червата и част от нея се ферментира от микроорганизми. Това причинява диария и образуване на газове в червата.

Ориз. 1.2. - Смилане на въглехидрати: 1 и 2 - амилолитични ензими; 3 - сукраза (C.F. 3.2.1.26); 4 - лактаза (K. F. 3.2.1.23)

Епителните клетки, които покриват тънките черва д- фруктоза, д-ралактоза и д-манозата се превръща частично в д-глюкоза. Смес от всички тези прости хексози се поема от епителните клетки, покриващи тънките черва, и се пренася от кръвта до черния дроб.

Смилане на мазнини

Смилането на триацилглицероли (неутрални мазнини) започва в тънките черва, където зимогенната пролипаза навлиза от панкреаса. Тук пролипазата се превръща в активна липаза (EC 3.1.1.3), която в присъствието на жлъчни киселинии специален протеин, наречен колипаза, се прикрепя към капчици триацилглицероли и катализира хидролитичното разцепване на единия или двата екстремни мастни киселинни остатъка, за да образуват смес от свободни мастни киселинипод формата на техните Na+- или K+-соли (сапуни) и 2-моноацилглицероли. Малко количество триацилглицероли остават нехидролизирани (фиг. 1.3).

Мастна киселина

Ориз. – 1.3. Смилане на липиди: 1 - липаза (EC 3.1.1.3), жлъчни киселини, Na +

Получените сапуни и неразградените ацилглицероли се емулгират като малки капчици чрез перисталтика (разбъркване на изпражненията), както и от жлъчни соли и моноацилглицероли, които са амфипатични съединения и следователно функционират като детергенти. Мастните киселини и моноацилглицеролите от тези капчици се абсорбират от чревните клетки, където основно отново се синтезират триацилглицероли от тях. Освен това триацилглицеролите не проникват в кръвоносните капиляри, а в малките лимфни съдове на чревните власинки - лактеални (в противен случай - млечни или хилозни съдове). Изтичащи от тънките червалимфата, наречена хилус (млечен сок), след храносмилане на мазни храни, прилича на мляко на външен вид поради изобилието от суспендирани в нея хиломикрони - най-малките капчици емулгирани триацилглицероли с диаметър около 1 микрон. Хиломикроните имат хидрофилна обвивка, състояща се от фолипиди и специален протеин, който поддържа хиломикроните в суспензия. Хиломикроните преминават торакален каналв субклавиална вена. След консумацията на мазни храни дори кръвната плазма става опалесцираща поради висока концентрациясъдържа хиломикрони, но тази опалесценция изчезва след 1–2 часа, т.к триацилглицеролите се екскретират от кръвта, навлизайки главно в мастната тъкан.

Емулгирането и смилането на липидите в тънките черва се подпомага от жлъчните соли. Човешките жлъчни соли са главно натриев гликохолат и натриев таурохолат, като и двата са производни на холовата киселина, която количествено преобладава сред четирите основни жлъчни киселини, присъстващи в човешкото тяло. Жлъчните соли са мощни емулгатори; те идват от черния дроб в жлъчката, която се излива в горната част на тънките черва. След завършване на абсорбцията на мастни киселини и моноацилглицероли от емулгирани мастни капки в долната част на тънките черва, жлъчните соли, които са допринесли за този процес, също се реабсорбират. Те се връщат в черния дроб и се използват повторно. Така жлъчните киселини постоянно циркулират между черния дроб и тънките черва.

Жлъчните киселини играят изключително важна роляв асимилацията не само на триацилглицероли, но като цяло на всички мастноразтворими компоненти на храната. Ако жлъчните киселини се произвеждат или секретират в не достатъчно, както при редица заболявания, в изпражненията се появяват несмлени и неусвоени мазнини. Това влошава абсорбцията. мастноразтворими витамини A, D, E и K и хранителен дефицит на витамин А може да възникне.

разделяне хранителни веществаосвободени в кръвта се транспортират до черния дроб. В чернодробните клетки – хепатоцитите, глюкозата, аминокиселините и свободните мастни киселини се включват в метаболитните процеси на организма.

По този начин процесът на усвояване на хранителни продукти при бозайниците се извършва в стомашно-чревния тракт и се основава на ензимна киселинна хидролиза:

полизахариди (нишесте и целулоза) до ди- и монозахариди,

протеини към аминокиселини

липиди до мастни киселини, последвано от абсорбция от клетките на тънките черва в кръвния поток, приток с кръвния поток към черния дроб и включване в метаболитните процеси на тялото.

Смилане на протеини

Протеолитичните ензими, участващи в смилането на протеини и пептиди, се синтезират и освобождават в кухината на храносмилателния тракт под формата на проензими или зимогени. Зимогените са неактивни и не могат да усвояват собствените си клетъчни протеини. Протеолитичните ензими се активират в чревния лумен, където действат върху хранителните протеини.

В стомашния сок на човека има два протеолитични ензима - пепсин и гастриксин, които са много сходни по структура, което показва образуването им от общ предшественик.

ПепсинОбразува се под формата на проензим - пепсиноген - в основните клетки на стомашната лигавица. Изолирани са няколко структурно подобни пепсиногени, от които се образуват няколко разновидности на пепсин: пепсин I, II (IIa, IIb), III. Пепсиногените се активират с помощта на солна киселина, секретирана от париеталните клетки на стомаха, и автокаталитично, т.е. с помощта на образуваните молекули пепсин.

Пепсиногенът има молекулно тегло 40 000. Неговата полипептидна верига включва пепсин (молекулно тегло 34 000); фрагмент от полипептидната верига, който е инхибитор на пепсин (моларно тегло 3100), и остатъчен (структурен) полипептид. Инхибиторът на пепсин има силно основни свойства, тъй като се състои от 8 остатъка лизин и 4 остатъка аргинин. Активирането се състои в разцепването на 42 аминокиселинни остатъка от N-края на пепсиногена; първо се разцепва остатъчният полипептид, последван от пепсиновия инхибитор.

Пепсинът принадлежи към карбоксипротеиназите, съдържащи дикарбоксилни аминокиселинни остатъци в активния център с оптимално рН 1,5-2,5.

Субстратът на пепсина са протеини - нативни или денатурирани. Последните се хидролизират по-лесно. Хранителните протеини се денатурират чрез варене или чрез действието на солна киселина. Трябва да се отбележи следното биологични функциина солна киселина:

1. активиране на пепсиноген;
2. създаване на оптимално pH за действието на пепсин и гастриксин в стомашния сок;
3. денатуриране на хранителни протеини;
4. антимикробно действие.

От денатуриращия ефект на солната киселина и храносмилателния ефект на пепсина, собствените протеини на стените на стомаха са защитени от мукозен секрет, съдържащ гликопротеини.

Пепсинът, като ендопептидаза, бързо разцепва вътрешните пептидни връзки в протеини, образувани от карбоксилни групи на ароматни аминокиселини - фенилаланин, тирозин и триптофан. Ензимът бавно хидролизира пептидните връзки между левцин и дикарбоксилни аминокиселини от типа: в полипептидната верига.

Гастриксинблизо до пепсина по молекулно тегло (31 500). Оптималното му pH е около 3,5. Гастриксинът хидролизира пептидните връзки, образувани от дикарбоксилни аминокиселини. Съотношението пепсин/гастриксин в стомашния сок е 4:1. При пептична язвасъотношението се променя в полза на гастриксин.

Наличието в стомаха на две протеинази, от които пепсинът действа в силно кисела среда и гастриксин в средно кисела, позволява на тялото по-лесно да се адаптира към характеристиките на храненето. Например диета с растително мляко частично неутрализира киселинната среда на стомашния сок, а pH благоприятства храносмилателното действие на гастриксина, а не на пепсина. Последният разцепва връзките в хранителния протеин.

Пепсинът и гастриксинът хидролизират протеините в смес от полипептиди (наричани още албумози и пептони). Дълбочината на смилане на протеините в стомаха зависи от продължителността на присъствието на храната в него. Обикновено това е кратък период, така че по-голямата част от протеините се разграждат в червата.

Протеолитични ензими на червата.Протеолитичните ензими влизат в червата от панкреаса под формата на проензими: трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидази А и В, проеластаза. Активирането на тези ензими става чрез частична протеолиза на тяхната полипептидна верига, т.е. фрагментът, който маскира активния център на протеиназите. Ключовият процес на активиране на всички проензими е образуването на трипсин (фиг. 1).

Трипсиногенът, идващ от панкреаса, се активира от ентерокиназа или ентеропептидаза, която се произвежда от чревната лигавица. Ентеропептидазата също се секретира като прекурсор на киназоген, който се активира от жлъчна протеаза. Активираната ентеропептидаза бързо превръща трипсиногена в трипсин, трипсинът извършва бавна автокатализа и бързо активира всички други неактивни прекурсори на протеазите на панкреатичния сок.

Механизмът на активиране на трипсиногена е хидролизата на една пептидна връзка, което води до освобождаване на N-терминален хексапептид, наречен трипсин инхибитор. Освен това трипсинът, разрушавайки пептидните връзки в други проензими, причинява образуването активни ензими. В този случай се образуват три вида химотрипсин, карбоксипептидаза А и В и еластаза.

Чревните протеинази хидролизират пептидните връзки на хранителните протеини и полипептиди, образувани след действието на стомашни ензимиза освобождаване на аминокиселини. Трипсинът, химотрипсините, еластазата, като ендопептидази, допринасят за разрушаването на вътрешните пептидни връзки, раздробяването на протеини и полипептиди на по-малки фрагменти.

• Трипсинът хидролизира пептидните връзки, образувани главно от карбоксилни групи на лизин и аргинин; той е по-малко активен по отношение на пептидните връзки, образувани от изолевцин.
• Химотрипсините са най-активни по отношение на пептидните връзки, в образуването на които участват тирозин, фенилаланин и триптофан. По специфичност на действие химотрипсинът е подобен на пепсин.
• Еластазата хидролизира онези пептидни връзки в полипептидите, където се намира пролинът.
• Карбоксипептидаза А е ензим, съдържащ цинк. Той разцепва C-крайните ароматни и алифатни аминокиселини, докато карбоксипептидаза В съдържа само С-терминални лизинови и аргининови остатъци.

Ензимите, които хидролизират пептидите, също се намират в чревната лигавица и въпреки че могат да се секретират в лумена, те функционират предимно вътреклетъчно. Следователно, хидролизата на малките пептиди се случва след влизането им в клетките. Сред тези ензими са левцин аминопептидаза, която се активира от цинк или манган, както и цистеин и освобождава N-терминални аминокиселини, както и дипептидази, които хидролизират дипептидите в две аминокиселини. Дипептидазите се активират от кобалтови, манганови и цистеинови йони.

Разнообразие от протеолитични ензими води до пълното разграждане на протеините до свободни аминокиселини, дори ако протеините не са били преди това изложени на пепсин в стомаха. Поради това пациентите след частично или пълно премахванестомахът запазва способността си да абсорбира хранителни протеини.

Механизмът на смилане на сложни протеини

Протеиновата част на сложните протеини се усвоява по същия начин като прости протеини. Техните простетични групи се хидролизират в зависимост от структурата. Въглехидратните и липидните компоненти след разцепването им от протеиновата част се хидролизират от амилолитични и липолитични ензими. Порфириновата група на хромопротеините не се разцепва.

Интересен е процесът на разделяне на нуклеопротеините, които са богати на някои храни. Нуклеиновият компонент се отделя от протеина в киселата среда на стомаха. В червата полинуклеотидите се хидролизират от чревни и панкреатични нуклеази.

РНК и ДНК се хидролизират от панкреатичните ензими - рибонуклеаза (РНКаза) и дезоксирибонуклеаза (ДНКаза). Панкреасната РНКаза има оптимално рН около 7,5. Той разцепва вътрешните междунуклеотидни връзки в РНК. Това води до по-къси полинуклеотидни фрагменти и циклични 2,3-нуклеотиди. Цикличните фосфодиестерни връзки се хидролизират от същата РНКаза или чревна фосфодиестераза. Панкреасната ДНКаза хидролизира междунуклеотидните връзки в хранителната ДНК.

Продукти от хидролиза на полинуклеотиди - мононуклеотиди са изложени на действието на ензими чревна стена: нуклеотидаза и нуклеозидаза:

Тези ензими имат относителна групова специфичност и хидролизират рибонуклеотиди и рибонуклеозиди и дезоксирибонуклеотиди и дезоксирибонуклеозиди. Нуклеозидите се абсорбират азотни основирибоза или дезоксирибоза, H3PO4.

Тъй като мазнинислабо разтворим във вода, процесът на смилане и усвояване на мазнини (липиди), консумирани в хранителни продукти, има някои отличителни черти. Над 90% от хранителните мазнини са неутрални липиди(триглицериди), а останалите 10% са холестерол, холестеролни естери, фосфолипидии мастноразтворими витамини.

Преди триглицеридите да могат да се абсорбират в тънките черва, те трябва да бъдат разградени до свободни мастни киселини и моноглицериди чрез действието на ензима. липази. Заедно с липазата, която се образува в палатиналната част на езика, липидите навлизат в стомаха, където 10-30% от хранителните мазнини се разграждат. Смилането на липидите след това продължава в дванадесетопръстника, където завършва панкреатична липазаи фосфолипази.

Условията за контакт на ензимите с липидите, влизащи в червата, се създават поради предварителното емулгиране на липидите (образуването на малки капчици мазнини във водна среда) под въздействието на жлъчни киселини, образувани в черния дроб и доставяни с жлъчка в форма на соли.

Смилане на въглехидрати

Главна част въглехидратихраната е представена от полизахарид - растително нишесте. Останалите въглехидрати са иживотински гликоген, дизахариди(напр. захароза) и монозахаридикато глюкоза (декстроза) и фруктоза (плодова захар).

Смилането на въглехидратите започва в устната кухина с ензимно разграждане на нишестето на по-малки фрагменти (олигозахариди, дизахариди) под действието на амилаза(птиалин) слюнка. Смята се, че това се улеснява от интензивно дъвчене и смесване на храната със слюнка.

В тънките черва смилането на въглехидратите продължава в присъствието на друга амилаза (амилаза от панкреатичен сок), както и множество други ензими, разграждащи захарта. След разграждането на въглехидратите от дизахаридази (например малтаза, лактаза, захаридаза), получената крайни продукти, монозахаридите (напр. глюкоза, галактоза, фруктоза) се абсорбират от активни или пасивен транспортепителни клетки на тънките черва. Оттам навлизат в кръвта и черния дроб. Много хора имат дефицит на определени ензими, като лактаза, при които лактозата не се разгражда и следователно не може да се абсорбира. Това води до значително образуване на газове и диария, тъй като лактозата осмотично задържа вода в тънките черва.

Смилане на протеини

За разлика от смилането на липиди и въглехидрати, разграждането протеинине започва, докато не попаднат в стомаха. Секретира се в стомаха във висока концентрация солна киселинаденатурира протеините, улеснявайки разцепващото действие на стомашните ензими, които се образуват като прекурсори (пепсиногени) в основните (зимогенни) клетки. Под въздействието на солна киселина, секретирана от париетални (париетални) клетки, пепсиногенът се превръща в активен пепсин. пепсини(ендопептидази) разграждат големи протеинови молекули на по-малки фрагменти (полипептиди, пептиди).

Веднъж попаднали в неутралната среда на дванадесетопръстника, фрагментите от протеинови молекули се подлагат на допълнително разцепване под действието на специални панкреатични ензими (трипсин, химотрипсип). Тези ензими (екзопептидази) действат върху крайните пептидни връзки на полипептидните молекули, разцепвайки дипептиди или трипептиди (малки протеинови фрагменти, състоящи се от две или три аминокиселини).

Въпреки това, преди да стане възможна абсорбцията на отделни аминокиселини, дипептиди или трипептиди от чревната стена, по-големите области на трипептидите и дипептидите трябва да бъдат разделени на техните съставни части. аминокиселини. За разлика от въглехидратите, дипептидните и трипептидните молекули, както и свободните аминокиселини, се усвояват непокътнати. Съществуват специфични транспортни системи за дипептиди, трипептиди и различни аминокиселини (неутрални, киселинни и основни). Те се абсорбират активно от епителните клетки на тънките черва, а оттам навлизат в кръвта. Приблизително 10% от хранителните протеини попадат в дебело червонеусвоени и разградени от бактериите.

Храносмилане - верига критични процесивъзникващи в тялото ни, благодарение на което органите и тъканите получават необходимите хранителни вещества. Обърнете внимание, че ценните протеини, мазнини, въглехидрати, минерали и витамини не могат да влязат в тялото по друг начин. Храната влиза в устната кухина, преминава през хранопровода, навлиза в стомаха, оттам отива в тънките черва, след това в дебелото черво. Това е схематично описание на това как работи храносмилането. Всъщност всичко е много по-сложно. Храната претърпява определена обработка в определена част от стомашно-чревния тракт. Всеки етап е отделен процес.

Трябва да се каже, че ензимите, които придружават хранителния болус на всички етапи, играят огромна роля в храносмилането. Ензимите са представени в няколко форми: ензими, отговорни за преработката на мазнините; ензими, отговорни за обработката на протеини и, съответно, въглехидрати. Какви са тези вещества? Ензимите (ензимите) са протеинови молекули, които ускоряват химичните реакции. Наличието/отсъствието им определя скоростта и качеството метаболитни процеси. Много хора трябва да приемат лекарства, съдържащи ензими, за да нормализират метаболизма си, тъй като те храносмилателната системане може да се справи с храната.

ензими за въглехидрати

Храносмилателният процес, ориентиран към въглехидратите, започва в устата. Храната се раздробява с помощта на зъби, като паралелно се излага на слюнка. Тайната се крие в слюнката под формата на ензима птиалин, който превръща нишестето в декстрин, а след това в дизахарида малтоза. Малтозата се разгражда от ензима малтаза, като се разделя на 2 молекули глюкоза. И така, първият етап от ензимната обработка на хранителния болус е завършен. Разграждането на нишестените съединения, започнало в устата, продължава в стомашното пространство. Храната, влизаща в стомаха, изпитва действието на солна киселина, която блокира ензимите на слюнката. Последният етап от разграждането на въглехидратите се извършва в червата с участието на високоактивни ензимни вещества. Тези вещества (малтаза, лактаза, инвертаза), преработващи монозахариди и дизахариди, се съдържат в секреторната течност на панкреаса.

Ензими за протеини

Разграждането на протеините протича на 3 етапа. Първият етап се извършва в стомаха, вторият - в тънките черва, а третият - в кухината на дебелото черво (това се извършва от клетките на лигавицата). В стомаха и тънките черва под действието на протеазни ензими полипептидните протеинови вериги се разпадат на по-къси олигопептидни вериги, които след това навлизат в клетъчните образувания на лигавицата на дебелото черво. С помощта на пептидази олигопептидите се разцепват до крайните протеинови елементи - аминокиселини.

Стомашната лигавица произвежда неактивния ензим пепсиноген. Превръща се в катализатор само под въздействието на кисела среда, превръщайки се в пепсин. Пепсинът е този, който нарушава целостта на протеините. В червата панкреатичните ензими (трипсин и химотрипсин) действат върху протеиновите храни, усвоявайки дълги протеинови вериги в неутрална среда. Олигопептидите се разцепват до аминокиселини с участието на някои пептидазни елементи.

Ензими за мазнини

Мазнините, подобно на други хранителни елементи, се усвояват в стомашно-чревния тракт на няколко етапа. Този процес започва в стомаха, в който липазите разграждат мазнините до мастни киселини и глицерол. Мастните компоненти се изпращат в дванадесетопръстника, където се смесват с жлъчката и панкреатичния сок. Жлъчните соли емулгират мазнините, за да ускорят тяхната обработка от ензима липаза на панкреатичния сок.

Пътят на разделянето на протеини, мазнини, въглехидрати

Както вече беше установено, под действието на ензимите протеините, мазнините и въглехидратите се разпадат на отделни компоненти. Мастните киселини, аминокиселините, монозахаридите навлизат в кръвта през епитела на тънките черва, а "отпадъците" се изпращат в кухината на дебелото черво. Тук всичко, което не може да бъде усвоено, става обект на вниманието на микроорганизмите. Те обработват тези вещества със собствени ензими, образувайки шлаки и токсини. Опасно за тялото е навлизането на разпадни продукти в кръвта. Гнилостната чревна микрофлора може да бъде потисната от млечнокисели бактерии, съдържащи се в ферментирали млечни продукти: извара, кефир, заквасена сметана, ферментирало печено мляко, изварено мляко, кисело мляко, кумис. Ето защо се препоръчва ежедневна консумация. Невъзможно е обаче да се прекалява с кисело-млечните продукти.

Всички несмлени елементи съставляват изпражнениякоито се натрупват в сигмоидния сегмент на червата. И те напускат дебелото черво през ректума.

Полезни микроелементи, образувани при разграждането на протеини, мазнини и въглехидрати, се абсорбират в кръвта. Целта им е да участват в големи числа химична реакция, които определят хода на метаболизма (метаболизма). важна функциячерният дроб извършва: превръща аминокиселините, мастните киселини, глицерола, млечната киселина в глюкоза, като по този начин осигурява на тялото енергия. Освен това черният дроб е вид филтър, който пречиства кръвта от токсини и отрови.

Ето как протича в тялото ни храносмилателни процесис участието на най-важните вещества – ензими. Без тях храносмилането на храната е невъзможно, което означава, че е невъзможно. нормална работахраносмилателната система.