Пищеварительные ферменты и их значение.
Процесс пищеварения - это сложный комплекс ферментативных процессов. Каждый фермент катализирует только определенные реакции, оставаясь инертным в других. Полисахариды гидролизируются особыми ферментами - амилазами, расщепляющими полисахариды до дисахаридов, но не способными расщеплять дисахара до моносахаров. Амилаза содержится в секрете поджелудочной железы, а у человека - также и в слюне. Дисахариды расщепляются до моносахаров ферментами, специфическими для каждого из них. Конечными продуктами переваривания углеводов, способными всасываться в кровоток, являются моносахара - глюкоза, фруктоза, галактоза, моносахара всасываются не путем простой диффузии, а в результате активного переноса, который требует затрат энергии на перемещение молекул против градиента концентрации.
Пептидные связи белков расщепляются различными ферментами, каждый из которых специфичен для определенного рода этих связей.
Ферменты, называемые экзопептидазами, расщепляют только связи, соединяющие концевые аминокислоты с остальной пептидной цепью. Другие ферменты - эндопептидазы - расщепляют только пептидные связи внутри пептидной цепи. Пепсин, выделяемый слизистой желудка, трипсин и химотрипсин, секретируемые поджелудочной железой, относятся к эндопептидазам. Совместное действие эндо- и экзопептидаз ведет к полному расщеплению молекулы белка на свободные аминокислоты. Эти аминокислоты всасываются через стенку кишечника в кровь в результате активного переноса.
Фермент химозин, выделяемый слизистой желудка, действует на специфический белок молока - казеин, переводя его из растворимой формы в нерастворимую, т.е. створаживает молоко. Он гидролизует и некоторые другие белки. Свернувшееся молоко задерживается в желудке дольше жидкого и, таким образом, пепсин может начать переваривание казеина. Пепсин, трипсин и химотрипсин выделяются не в готовом виде, а в форме неактивных предшественников - пепсиногена, трипсиногена, химотпипсиногена. Затем под влиянием некоторых факторов ( в частности, соляной кислоты) у них отщепляется неактивная часть молекулы, и они превращаются в активные ферменты. Биологический смысл этого процесса заключается, по-видимому, в предотвращении самопереваривания вырабатывающих эти ферменты клеток.
Переваривание жиров происходит под действием эстераз, которые разрывают эфирную связь между глицерином и жирной кислотой. Важнейшей эстеразой является липаза, выделяемая желудком, двенадцатиперстной кишкой и поджелудочной железой. Липаза может действовать только на молекулы жира, находящиеся на поверхности жировой капли. Желчные кислоты разбивают крупные капли жира на очень мелкие капельки, тем самым сильно увеличивая поверхность доступную действию липазы, что резко повышает скорость переваривания жира.
Желудочная и кишечная липаза действуют на жиры, находящиеся изначально в эмульгированном состоянии (молочный жир), поэтому их активность наиболее высокая у детей.
Поджелудочная железа выделяет также рибонуклеазу - эстеразу, расщепляющую фосфорно-эфирные связи между соседними нуклеатидами в молекуле РНК, и дезоксирубонуклеазу, расщепляющюую аналогические связи в молекулах ДНК.
Необходимо отметить, что органические соединения синтезируются в клетке ферментными системами, отличающимися от тех систем, которые они расщепляют.
Всасывание
После механической и химической (ферментативной) переработки пищи продукты расщепления - аминокислоты, глюкоза, глицерин и жирные кислоты - всасываются в кровь и лимфу. Всасывание – сложный физиологический процесс, осуществляемый ворсинками тонкого отдела
.кишечника и идущий только в одном направлении - из кишечника в ворсинки. Эпителий стенок кишечника активно пропускает в полость ворсинки лишь некоторые вещества (глюкозу, аминокислоты, глицерин), нерасщепленные жирные кислоты не растворимы и всасываться ворсинками не могут. Большую роль при всасывании жиров играет желчь: жирные кислоты, соединяясь с щелочами и желчными кислотами, омыляются и образуют растворимые соли жирных кислот ( мыла), которые легко проходят через стенки ворсинок. В дальнейшем из глицерина и жирных кислот синтезируются жир, свойственный человеческому организму. Жир всасывается лимфатическими капиллярами ворсинок и разносится лимфой.
Всасывание некоторых веществ начинается в желудке (сахара, растворенные соли, алкоголь, некоторые фармацевтические препараты). Пищеварение в основном заканчивается в тонком кишечнике; железы толстого кишечника выделяют преимущественно слизь.
В толстом отделе кишечника всасывается вода (около 4 литров в сутки). В этом отделе кишечника обитает огромное количество бактерий, при их участии расщепляется целлюлоза растительных клеток (клетчатка), которая проходит весь пищеварительный тракт без изменения. Бактерии синтезируют некоторые витамины группы В и витамин К.
Регуляция процессов пищеварения достигается двумя способами: при помощи нервной системы и гормонами.
Общие замечания
Целесообразно указать на большой объем этой темы. Изучать пищеварительную систему удобнее путем сравнивания различных отделов по строению и функциям. По учебнику и пособиям самостоятельно изучите гигиенические условия нормального пищеварения, предупреждение кишечных заболеваний, отравлений и влияние курения и алкоголя на пищеварение.