Ответы на экзамен
.pdfпонятие общая кислотность желудочного сока. Основная причина кислотности желудочного сока связана с наличием в нем соляной кислоты. Соляная кислота в желудочном соке находится в свободном и в связанном (с белками и продуктами их переваривания) состоянии.
Механизм образования соляной кислоты
Согласно карбоангидразной теории, источником Н+ для HCl является Н2СО3, которая образуется в обкладочных клетках желудка из СО2 и Н2О под действием карбоангидразы: Н2О + СО2 → Н2СО3
Н2СО3 диссоциирует на бикарбонат, который выделяется в плазму крови в обмен на С1-, и Н+, который активно переносится Н+/К+-АТФ-азой в просвет желудка в обмен на К+.
При этом в просвете желудка концентрация Н+ увеличивается в 106 раз, концентрация НС1 достигает 0,16 М, а значения рН снижается до 1,0-2,0. При максимальной активности обкладочные клетки могут продуцировать до 23 ммоль HCl в час. Синтез HCl - аэробный процесс, требующий большого количества АТФ, поэтому при гипоксии он снижается.
Вода выходит из клеток в просвет желудка по осмотическому градиенту
Плазма |
|
Обкладочная клетка |
|
|
Просвет желудка |
|||||||||||||
|
|
|
|
Н2О |
|
|
|
|
АТФ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
+ + |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
К |
|||
СО |
|
|
СО |
|
|
|
Н2СО3 |
|
Н+ |
|
|
|
|
Н+ Н /К -АТФаза |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
карбоангидраза |
|
|
АДФ+Фн |
|
|
|
|
|||||||
НСО - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НCl |
||
|
|
|
|
|
НСО - |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
|
|
белок-переносчик |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Cl- |
|
|
Cl- |
|
|
|
|
|
|
|
Cl- |
хлоридный канал |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Функции НС1:
Вызывает денатурацию и набухание белков пищи, что увеличивает доступность их пептидных связей для действия протеаз;
Обладает бактерицидным действием и препятствует попаданию патогенных бактерий в кишечник;
Регуляция активности протеолитических ферментов (активирует пепсиноген и создаёт оптимум рН для протеолитических ферментов);
Стимулирует работу кишечника и поджелудочной железы.
Ферменты желудка
121
Пепсиноген неактивный фермент, синтезируется в главных клетках, состоит из одной полипептидной цепи с молекулярной массой 40 кД.
В просвете желудка под действием НС1 от N-конца пепсиногена отщепляется пептид в 42 аминокислотных остатка, который содержит почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. При этом пепсиноген превращается в активный пепсин, он состоит преимущественно из отрицательно заряженных аминокислот, которые участвуют в формировании активного центра. Образовавшиеся под действием НС1 активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена аутокатализом.
Пепсин - белок, с молекулярной массой 34,5 кДа, 340АК, 3 дисульфидных мостика и фосфорная кислота. Пепсин – эндопептидаза с оптимумом рН=1,9.
. Пепсин гидролизует внутренние пептидные связи в белке (кроме кератинов и других склеропротеинов) с образованием коротких пептидов и АК: хорошо - между ароматическими аминокислотами (фенилаланин, триптофан, тирозин) и хуже - между лейцином и дикарбоновыми аминокислотами. Естественным ингибитором пепсина является пепстатин.
Всего известно до 12 изоформ пепсина, которые различаются молекулярным весом, электрофоретической подвижностью, оптимумами рН протеолитической активности, при разном рН с неодинаковой скоростью гидролизуют разные белки, условиями инактивации.
Пепсин 1 (собственно пепсин) — максимум активности при рН = 1,9. При рН = 6 быстро инактивируется.
Пепсин 2 — максимум активности при рН = 2,1.
Пепсин 3 — максимум активности при рН = 2,4 — 2,8.
Пепсин 5 («гастриксин») — максимум активности при рН = 2,8 — 3,4.
Пепсин 7 — максимум активности при рН = 3,3 — 3,9.
Реннин (химозин, сычужный фермент) – эндопептидаза, с оптимумом рН=3-4. В составе преобладают кислые аминокислоты, вырабатывается главными клетками в виде прореннина (прохимозина). Активируется при рН<5, в присутствии кальция отщеплением пептида в 42 АК. Реннин вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция. Есть только у детей грудного возраста. Основной белок молока — казеин, представляющий
122
смесь нескольких белков, различающихся по аминокислотному составу и электрофоретической подвижности. Реннин катализирует отщепление от казеина гликопептида, в результате чего образуется параказеин. Параказеин присоединяет ионы Са2+, образуя нерастворимый сгусток, чем предотвращает быстрый выход молока из желудка. Параказеин медленно расщепляется под действием пепсина. В желудке взрослых людей реннина нет, молоко у них створаживается под действием НС1 и пепсина.
Муцин – мукопротеид образующий слизь. Существует в 2 формах: нерастворимая фракция - покрывает поверхность слизистой оболочки и изолирует эпителий от пищеварительного процесса (механическая и химическая защита); растворимая фракция - образует коллоидную систему, в которой растворены компоненты желудочного сока. Обладает буферными свойствами, способна нейтрализовать кислотность или щелочность.
Внутренний фактор Касла (гастромукопротеид) — комплексное соединение, состоящее из пептидов, отщепляющихся от пепсиногена при его превращении в пепсин, и мукоидов — секрета, выделяемого клетками слизистой оболочки желудка (мукоцитами).
Мукоидная часть комплекса защищает его от гидролиза пищеварительными ферментами и утилизации бактериями кишечника; белковая часть определяет его физиологическую активность. Основная роль внутреннего фактора Касла заключается в образовании с витамином В12 лабильного комплекса, который всасывается эпителиальными клетками подвздошной кишки.
Всасывание усиливается в присутствии ионов кальция, бикарбонатов и ферментов поджелудочной железы. В плазме крови витамин В12 связывается с белками плазмы, образуя белково-В12-витаминный комплекс, который депонируется в печени.
Лизоцим - белок, обеспечивающий бактерицидные свойства желудочного сока.
Нарушения переваривания белков в желудке
При заболеваниях желудка в желудочном соке часто происходит изменение содержание соляной кислоты, реже - снижение активности пищеварительных ферментов, что приводит к нарушению процессов переваривания белков.
123
Для диагностики заболеваний желудка определяют кислотность желудочного сока, содержание в нем свободной и связанной HCl, пепсина, фактора Касла и наличие патологических компонентов: молочной кислоты и крови.
Определение кислотности желудочного сока
Кислотность желудочного сока выражается в титрационных единицах (Т.Е.), определяется количеством мл 0,1Н раствора NaOH, пошедшего на титрование 100 мл желудочного сока. Титрование проводят в присутствии двух индикаторов, что позволяет в одной пробе определить свободную HCl, связанную HCl и общую кислотность. В норме общая кислотность у взрослых составляет 40-60 Т.Е, кислотность свободной HCl - 20-40 Т.Е., связанной HCl - 20-30 Т.Е.
В качестве нарушений выделяют:
Повышенная кислотность желудочного сока. Она обычно сопровождается изжогой, диареей и может быть симптомом язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, а также гиперацидного гастрита.
Пониженная кислотность желудочного сока. Бывает при некоторых видах гастритов.
Желудочная ахилия - полное отсутствие НС1 и пепсина в желудочном соке. Наблюдается при атрофических гастритах и часто сопровождается пернициозной анемией вследствие недостаточности выработки фактора Касла и нарушения всасывания витамина В12.
Анацидность - рН желудочного сока >6,0. Свидетельствует о значительной потере слизистой оболочкой желудка обкладочных клеток, секретирующих соляную кислоту, что часто вызывает рак желудка.
Наличие молочной кислоты. В норме в желудочном соке молочная кислота отсутствует. Она образуется при уменьшении содержания или отсутствии свободной соляной кислоты в результате размножения молочнокислых бактерий или при злокачественных опухолях желудка, в клетках которых глюкоза окисляется анаэробным путём.
Наличие крови. Эритроциты появляются в желудочном соке при кровотечениях вследствие механических травм, язв и распада опухоли.
состояние |
рН |
Кислотность ТЕ |
|
Пепси |
Факто |
Лакт |
Кров |
|
|
|
|
н |
р |
ат |
ь |
||
|
|
обща |
Связанн |
Свободн |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
124
|
|
я |
ая |
ая |
|
Касла |
|
|
|
|
|
HCl |
HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Норма |
- |
40-60 |
20-30 |
20-40 |
+ |
+ |
- |
- |
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гиперацидн |
|
|
|
|
|
|
|
|
ый |
1.0 |
80 |
|
40 |
+ |
+ |
- |
- |
|
|
|||||||
гастрит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гипоацидны |
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
2,5 |
40 |
|
20 |
+ |
+ |
+ |
- |
|
|
|||||||
гастрит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ахилия |
7,0 |
20 |
|
- |
- |
- |
+ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Язва |
1,5 |
60 |
|
40 |
+ |
+ |
|
+ |
желудка |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рак желудка |
≥6, |
40-60 |
|
20 |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При диагностике заболеваний желудка, кроме биохимических анализов, обязательно проводят рентгенологические и эндоскопические исследования,
атакже биопсию.
43.Переваривание белков в кишечнике: гормоны секретин,
холецистокинин, ферменты, всасывание аминокислот.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ БЕЛКОВ В КИШЕЧНИКЕ
Функции тонкой и толстой кишок: 1). завершение переваривания всех компонентов пищи; 2). всасывание образовавшихся соединений; 3). удаление непереваренных продуктов (формирование каловых масс и их эвакуация). 4). экскреторная. (выведение из организма мочевины, мочевой кислоты, креатинина, ядов, лекарственных препаратов, кальция, тяжелых металлов). 5) эндокринная (образование гормонов серотонин; холецистокинин, секретин; мотилин; соматостатин, вазоинтестинальный пептид (ВИП)); 6). защитная (образует защитный барьер от антигенных свойств пищи). 7). метаболическая (синтез витаминов групп В и К с помощью микрофлоры в толстом кишечнике).
125
Размельченные и химически обработанные пищевые массы в смеси с желудочным соком образуют жидкий или полужидкий химус, который поступает в двенадцатиперстную кишку.
Переваривание белков происходит в кишечнике под действием пищеварительных соков поджелудочной железы и тонкой кишки.
Панкреатический сок
Для пищеварения в поджелудочной железе синтезируется сложный по составу сок, который представляет собой бесцветную опалесцирующую жидкость с величиной рН=7,5-8,8. В сутки выделяется 1,5-2,5 литра сока. В состав поджелудочного сока входят вода и сухой остаток (0,12%), который представлен неорганическими и органическими веществами.
В соке содержится 5-6г общего белка, катионы Na+ (134-142 мг/л), Ca2+, К+ (4,7-7,4 мг/л), Мg2+ и анионы Cl- (35-97 мг/л), SO32-, HPO42-, особенно много в
нем бикарбонатов - 150 ммоль/л.
Ферментная часть секрета образуется в ацинарных клетках, а жидкая (водноэлектролитная) - муцин и бикарбонаты - в эпителии протоков.
В панкреатическом соке содержится большое количество гидролитических ферментов: липаз, фосфолипаз, эстераз, нуклеаз, амилаз, мальтаз и в неактивной форме эндопептидаз (трипсиноген, химотрипсиноген,
проколлагеназа, проэластаза) и экзопептидаз (прокарбоксипептидазы А и В).
Активация протеаз в просвете кишечника происходит путём их частичного протеолиза.
Трипсиноген превращается в активный трипсин под действием энтеропептидазы эпителия кишечника, которая отщепляет с N-конца трипсиногена гексапептид Вал-(Асп)4-Лиз.
Образовавшийся трипсин частичным протеолизом активирует оставшиеся проферменты панкреатических протеаз (проэластаза, проколлагеназа и прокарбоксипептидазы А и В, химотрипсиноген). В результате образуются активные ферменты — эластаза, коллагеназа, карбоксипептидазы А и В, и несколько активных химотрипсинов (π, δ, α).
Химотрипсиноген состоит из одной полипептидной цепи, содержащей 245 АК и пяти дисульфидных мостиков. Под действием трипсина расщепляется пептидная связь между 15-й и 16-й аминокислотами, в результате чего образуется активный π-химотрипсин.
126
Далее π-химотрипсин отщепляет дипептид сер(14)-арг(15), что приводит к образованию δ-химотрипсина. δ-химотрипсин отщепляет дипептида тре(147)-арг(148) что приводит к образованию стабильной формы активного фермента — α-химотрипсина, который состоит из трёх полипептидных цепей, соединённых дисульфидными мостиками.
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 аминокислоты с С-конца. Карбоксипептидаза А отщепляет преимущественно аминокислоты, содержащие ароматические или гидрофобные радикалы, а карбоксипептидаза В — остатки аргинина и лизина.
Поджелудочный сок обеспечивает в просвете кишки полостное переваривание. Ферменты поджелудочной железы гидролизуют полипептиды пищи до олигопептидов и аминокислот.
Возрастные особенности панкреатического сока
Протеолитическая активность пищеварительного сока поджелудочной железы находится на довольно высоком уровне уже с первых месяцев жизни, достигая максимума к 4-6 годам. Липолитическая активность увеличивается в течение первого года ребенка. Активность поджелудочной амилазы к концу первого года жизни возрастает в 4 раза, достигая максимальных значений к 9 годам.
Кишечный сок
Кишечный сок является продуктом деятельности всей слизистой оболочки кишечника и представляет собой неоднородную вязкую жидкость, с величиной рН=7,2-8,6 (с усилением секреции рН повышается). За сутки у человека в тонкой кишке выделяется до 2,5л сока, а в толстой кишке - 50100мл сока. Кишечный сок продуцируется в основном бруннеровыми железами 12-перстной кишки и либеркюновыми железами 12-перстной, тощей и подвздошной кишок.
127
Основной компонент кишечного сока - вода, в которой растворены органические (белки, аминокислоты, промежуточные продукты обмена, слизь) и неорганические (хлориды, бикарбонаты, фосфаты натрия, калия, кальция) компоненты.
В кишечном соке содержится более 20 ферментов, гидролизующих углеводы (мальтаза, трегалаза, инвертаза, лактаза, а- и γ-амилазы), белки и их фрагменты (аминопептидазы, трипептидазы, дипептидазы,
энтерокиназа), липиды (моноглицеридлипаза, карбоксиэстераза), нуклеазы, фосфатазы и другие гидролазы. Состав кишечного сока меняется в зависимости от пищи.
Экзопептидазы (аминопептидазы, три- и дипептидазы) синтезируются кишечником сразу в активной форме, они гидролизуют оставшиеся олигопептиды до аминокислот.
Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи.
Лейцинаминопептидаза — Zn2+- или Мn2+-содержащий фермент, обладает широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам.
Аланинаминопептидаза.
Трипептидазы расщепляют трипептиды на дипептиды и аминокислоты, а дипептиды гидролизуют на аминокислоты дипептидазы.
Ферменты кишечного сока функционируют преимущественно в составе гликокаликса щеточной каемки кишечного эпителия, обеспечивая пристеночное и мембранное пищеварение.
Защита клеток от действия протеаз
Клетки поджелудочной железы защищены от действия пищеварительных ферментов тем, что:
эти ферменты образуются в клетках поджелудочной железы в неактивной форме и активируются только после секреции в просвет кишечника.
в клетках поджелудочной железы присутствует белок-ингибитор трипсина, образующий с активной формой фермента (в случае преждевременной активации) прочный комплекс.
128
В полости желудка и кишечника протеазы не контактируют с белками клеток, поскольку слизистая оболочка покрыта слоем слизи, а каждая клетка содержит на наружной поверхности плазматической мембраны полисахариды, которые не расщепляются протеазами и тем самым защищают клетку от их действия.
Разрушение клеточных белков протеазами происходит при язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки.
ВСАСЫВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ В КИШЕЧНИКЕ
Всасывание L-аминокислот (но не D) — активный процесс, в результате которого аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь.
Известно пять специфических транспортных систем, каждая из которых функционирует для переноса определённой группы близких по строению аминокислот:
1.нейтральных, короткой боковой цепью (аланин, серии, треонин);
2.нейтральных, с длинной или разветвлённой боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин);
3.с катионными радикалами (лизин, аргинин);
4.с анионными радикалами (глутаминовая и аспарагиновая кислоты);
5.иминокислот (пролин, оксипролин).
Существуют 2 основных механизма переноса аминокислот: симпорт с натрием и γ-глутамильный цикл.
1. Симпорт аминокислот с Na+.
Симпортом с Nа+ переносятся аминокислоты из первой и пятой группы, а также метионин.
129
|
Тонкая кишка |
|
Транслоказа АК |
Na+ |
|
|
Щеточная каемка |
|
|
|
|
АК |
+ АТФ |
Na+ эпителия |
|
Na |
Na+,K+ АТФаза |
|
|
|
|
K+ |
K+ |
|
Фн+АДФ |
|
Транслоказа
Воротная вена
АК
L-аминокислота поступает в энтероцит путём симпорта с ионом Na+. Далее специфическая транслоказа переносит аминокислоту через мембрану в кровь. Обмен ионов натрия между клетками осуществляется путём первично-активного транспорта с помощью Na+, К+-АТФ-азы.
2. γ-Глутамильный цикл.
γ-глутамильный цикл переносит некоторые нейтральные аминокислоты (фенилаланин, лейцин) и аминокислоты с катионными радикалами (лизин) в кишечнике, почках и, по-видимому, мозге.
В этой системе участвуют 6 ферментов, один из которых находится в клеточной мембране, а остальные — в цитозоле. Мембранно-связанный фермент γ-глутамилтрансфераза (гликопротеин) катализирует перенос γ- глутамильной группы от глутатиона на транспортируемую аминокислоту и последующий перенос комплекса в клетку. Амнокислота отщепляется от у- глутамильного остатка под действием фермента у- глутамилциклотрансферазы.
Дипептид цистеинилглицин расщепляется под действием пептидазы на 2 аминокислоты — цистеин и глицин. В результате этих 3 реакций происходит перенос одной молекулы аминокислоты в клетку (или внутриклеточную структуру). Следующие 3 реакции обеспечивают регенерацию глутатиона, благодаря чему цикл повторяется многократно. Для транспорта в клетку одной молекулы аминокислоты с участием у-глутамильного цикла затрачиваются 3 молекулы АТФ.
130