Пищеварение в желудке и кишечнике ферменты

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 февраля 2014; проверки требуют 28 правок.
Ферме́нты пищеваре́ния, пищеварительные ферменты — ферменты, расщепляющие сложные компоненты пищи до более простых веществ, которые затем всасываются в организм. В более широком смысле пищеварительными ферментами также называют все ферменты, расщепляющие крупные (обычно полимерные) молекулы на мономеры или более мелкие части.
Все ферменты желудочно-кишечного тракта относятся к классу «Гидролазы», это означает, что расщепление пищевых полимеров происходит всегда при участии молекулы воды.
Пищеварительные ферменты находятся в пищеварительной системе человека и животных. Кроме этого, к таким ферментам можно отнести внутриклеточные ферменты лизосом.
Основные места действия пищеварительных ферментов в организме человека и животных — это ротовая полость, желудок, тонкая кишка. Эти ферменты вырабатываются такими железами, как слюнные железы, железы желудка, поджелудочная железа и железы тонкой кишки. Часть ферментативных функций выполняется облигатной кишечной микрофлорой.
По субстратной специфичности пищеварительные ферменты делятся на несколько основных групп:
- протеазы: эндопептидазы, которые катализируют расщепление внутренних пептидных связей (пепсин, реннин, гастриксин в желудочном соке и трипсин, химотрипсин, эластаза в панкреатическом соке) и экзопептидазы, которые отщепляют по одной аминокислоте с карбоксильного конца (карбоксипептидаза в панкреатическом соке и аминопептидаза, пептидазы в кишечном соке)
- липазы расщепляют липиды до жирных кислот и глицерина
- карбогидразы гидролизуют углеводы, такие как крахмал или сахара, до простых сахаров, таких как глюкоза
- нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов
Ротовая полость[править | править код]
Ферменты пищеварения, упрощенная схема
Слюнные железы секретируют в полость рта:
- альфа-амилазу (птиалин), которая расщепляет высокомолекулярный крахмал до более коротких фрагментов и до отдельных растворимых сахаров (декстрины, мальтоза, мальтриоза).
- альфа-глюкозидазу (мальтазу), расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы
Желудок[править | править код]
Ферменты, секретирующиеся желудком называются желудочными ферментами. По химической природе практически все ферменты являются белками. В желудке также вырабатывается соляная кислота, которая обладает бактерицидным действием; активирует фермент пепсин; вызывает денатурацию и набухание белков.
- Пепсин — основной желудочный фермент. Гидролитически расщепляет пептидные связи денатурированных белков до пептидов. Вырабатывается в так называемых «главных клетках» в неактивной форме в виде пепсиногена, чтобы предотвратить самопереваривание слизистой желудка. В полости желудка в кислой среде (рН=1.5—2,5) происходит превращение пепсиногена в активный пепсин. При этом отщепляется пепсин-ингибитор. Процесс идет аутокаталитически при участии НСl (ионов Н+), которая также вырабатывается в слизистой желудка, но в так называемых «обкладочных клетках». Молекулярный вес пепсиногена около 42 000, а пепсина — около 35 000. Из этого следует, что реакция превращения пепсиногена в пепсин сопровождается отщеплением 15—20 % исходной молекулы. Активирование происходит за счет отщепления N-концевого участка пепсиногена, в котором сосредоточены все основные аминокислоты. Среди продуктов отщепления обнаруживается ингибитор пепсина с молекулярным весом 3242 и пять более мелких фрагментов, в сумме отвечающих молекулярному весу около 4000. Для защиты стенок желудка от агрессивной кислой среды «добавочные клетки» слизистой вырабатывают муцин — гликопротеид — и ионы бикарбоната.
- Гастриксин, реннин – тоже расщепляют белки.
- Желатиназа расщепляет желатин и коллаген, основные протеогликаны мяса на полипептиды, пептиды и аминокислоты.
- Липаза – жиры на глицерин и жирные кислоты, но ее активность в желудке незначительна.
- Химозин – створаживает молоко
Тонкая кишка[править | править код]
Желчь[править | править код]
Желчь человека также участвует в процессах пищеварения. Она вырабатывается постоянно печенью и собирается в желчном пузыре. В ее состав не входят ферменты. Она переводит в активное состояние ферменты поджелудочной железы, эмульгирует жиры (что облегчает их расщепление), усиливает перистальтику кишечника, стимулирует продукцию слизи, ликвидирует действие пепсина желудка, опасного для ферментов поджелудочной железы.
Ферменты поджелудочной железы[править | править код]
Поджелудочная железа является основной железой в системе пищеварения. Она секретирует ферменты (более 20) в просвет двенадцатиперстной кишки.
- Протеазы:
- Трипсин является протеазой, аналогичной пепсину желудка.
- Химотрипсин — также протеаза, расщепляющая белки пищи.
- Карбоксипептидаза
- Несколько различных эластаз, расщепляющих эластин и некоторые другие белки.
- Нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты нуклеотидов.
- Стеапсин, расщепляющий жиры.
- Амилазу, расщепляющую крахмал и гликоген, а также другие углеводы.
- Липаза поджелудочной железы является важнейшим ферментом в переваривании жиров. Она действует на жиры (триглицериды), предварительно эмульгированные желчью, секретируемой в просвет кишечника печенью.
Ферменты тонкой кишки[править | править код]
- Несколько пептидаз, в том числе:
- энтеропептидаза — превращает неактивный трипсиноген в активный трипсин;
- аланинаминопептидаза — расщепляет пептиды, образовавшиеся из белков после действия протеаз желудка и поджелудочной железы.
- Ферменты, расщепляющие дисахариды до моносахаридов:
- сахараза расщепляет сахарозу до глюкозы и фруктозы;
- мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы;
- изомальтаза расщепляет мальтозу и изомальтозу до глюкозы;
- лактаза расщепляет лактозу до глюкозы и галактозы.
- Липаза кишечника расщепляет триглицериды на глицерин и жирные кислоты.
- Эрепсин, фермент, расщепляющий белки.
Микрофлора кишечника[править | править код]
Обитающие в толстом кишечнике человека микроорганизмы выделяют пищеварительные ферменты, способствующие перевариванию некоторых видов пищи.
- Кишечная палочка — способствует перевариванию лактозы
- Лактобактерии — превращают лактозу и другие углеводы в молочную кислоту
Пищеварительные ферменты насекомоядных растений[править | править код]
Из секрета непентеса Nepenthes macferlanei выделены протеазы, продемонстрирована также липазная активность. Его главный фермент, непентезин, по субстратной специфичности напоминает пепсин.[1]
Примечания[править | править код]
- ↑ Zoltán A. Tökés, Wang Chee Woon and Susan M. Chambers. Digestive enzymes secreted by the carnivorous plant Nepenthes macferlanei L. Planta, 1974, Volume 119, Number 1, 39-46
Ссылки[править | править код]
- https://www.innvista.com/health/nutrition/diet/enzymecl.htm
- Анатомия и физиология человека: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / И. В. Гайворонский, Г. И. Ничипорук, А. И. Гайворонский. — 6-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2011. — 496 с. ISBN 978-5-7695-7794-9
Источник
Процесс пищеварения чрезвычайно сложен, он происходит в несколько этапов в разных органах человеческого организма. Но на каждом этапе в нем принимают участие ферменты — вещества, с помощью которых сложные компоненты пищи расщепляются на более простые, без труда усваиваемые организмом. Без ферментов пищеварение было бы невозможным, так что не стоит недооценивать их роль в обеспечении хорошего самочувствия и поддержании здоровья человека.
Пищеварительные ферменты — главные участники процесса пищеварения
Переваривание пищи начинается и заканчивается не в желудке, как ошибочно полагают многие. Первый этап процесса происходит непосредственно в ротовой полости, где пища измельчается механически и подвергается воздействию альфа-амилазы — фермента слюнных желез, который превращает молекулы крахмала в растворимые сахара. Кстати, именно поэтому так важно качественно пережевывать пищу, ведь чем дольше она находится во рту, тем лучше обрабатывается ферментами и измельчается. А значит, на последующих этапах организму будет значительно легче обрабатывать пищевой комок.
На втором этапе, в желудке к пищеварительному процессу подключаются желудочные ферменты. Любой квадратный миллиметр слизистой этого органа содержит около сотни так называемых желудочных ямок, в каждой из которых имеется три–семь просветов особых желез, производящих необходимые ферменты и соляную кислоту. Именно благодаря им производится известный всем желудочный сок. Основной желудочный фермент — это пепсин, разлагающий белки на пептиды. Он производится клетками в неактивной форме, чтобы не допустить самопереваривания клеток желудка. В активную форму ему помогает перейти соляная кислота, которая к тому же отвечает за уничтожение всех попадающих в организм вредных бактерий.
Кроме пепсина в желудке также вырабатывается желатиназа, расщепляющая коллаген и желатин, содержащиеся в мясе.
Третий этап. Из желудка пища направляется в тонкий кишечник, в котором происходит главный процесс переваривания. Именно здесь организм вырабатывает целый комплекс различных ферментов, каждый из которых отвечает за свою сферу деятельности. Главный производитель ферментов — поджелудочная железа, за сутки ей под силу произвести до двух литров панкреатического сока, способного расщеплять все питательные вещества. В его состав входят несколько групп ферментов:
- Протеазы (трипсин и химотрипсин) — расщепляют белки, содержащиеся в пище, до аминокислот.
- Карбоксипептидаза и эластазы — расщепляют эластин.
- Нуклеазы — расщепляют нуклеиновые кислоты ДНК.
- Амилаза — воздействует на гликоген, крахмал и прочие углеводы, расщепляя их до ди- и моносахаридов.
- Липаза — очень важный фермент, расщепляющий жиры до жирных кислот и моноглицеридов.
Активация и последующая работа всех панкреатических ферментов происходит в начальном отделе тонкого кишечника — в просвете двенадцатиперстной кишки.
Четвертый этап. Пищеварение в тонком кишечнике на этом не заканчивается — далее пища подвергается воздействию примерно 20 ферментов тонкой кишки, содержащихся в кишечном соке. Этот сок содержит в своем составе несколько пептидаз, включая энтеропетидазу, превращающую трипсиноген в активный трипсин, сахаразу, мальтазу и изомальтазу, лактазу, липазу и эрепсин. Ферменты кишечного сока завершают пищеварительный процесс, полностью расщепляя все питательные вещества и обеспечивая их всасывание организмом.
Причины недостатка пищеварительных ферментов
При нормальном функционировании всех систем, ответственных за пищеварение и продуцирование ферментов, организм человека находится в сбалансированном состоянии — пища благополучно переваривается, отдавая ему нужные питательные элементы. Но иногда выработка ферментов нарушается, что влечет за собой определенные клинические последствия.
Экзокринная недостаточность — снижение пищеварительной функции поджелудочной железы — может наблюдаться при многих болезнях желудочно-кишечного тракта. Она бывает абсолютной и относительной.
Абсолютная недостаточность обусловлена уменьшением объема функционирования поджелудочной железы при:
- хроническом панкреатите, камнях поджелудочной железы;
- субтотальной панкреатэктомии;
- свищах поджелудочной железы;
- раке поджелудочной железы;
- муковисцидозе;
- квашиоркоре (белковом голодании).
Относительная панкреатическая недостаточность может развиваться в результате:
- снижения активности энтерокиназы, инактивации панкреатических ферментов в кишечнике и снижения концентрации ферментов в результате разведения при:
- постгастроэктомическом синдроме;
- состоянии после холецистэктомии;
- дисбиозе в тонкой кишке;
- синдроме Золлингера-Эллисона;
- язвенной болезни двенадцатиперстной кишки;
- дуодените;
- нарушения транзита кишечного содержимого и нарушения смешивания ферментов с пищевым химусом при:
- дуодено- и гастростазе;
- интестинальной псевдообструкции;
- синдроме раздраженного кишечника;
- состояниях после ваготомии и дренирующих операциях;
- нарушения продукции холецистокинина, панкреозимина, секретина — дефицита желчных кислот в тонкой кишке, врожденного или при:
- билиарной обструкции;
- тяжелых гепатитах;
- первичном билиарном циррозе;
- патологии терминального отдела тонкой кишки;
- дисбиозе тонкой кишки;
- лечении холестирамином;
- гастрогенной недостаточности при:
- резекции желудка, гастрэктомии;
- атрофическом гастрите.
Симптомы ферментной недостаточности при болезнях поджелудочной железы обычно выражены весьма ярко. Это тошнота, диарея, полифекалия, метеоризм. Одним из характерных признаков является наличие в кале плохо переваренных комочков пищи, которые появляются именно из-за недостатка панкреатических ферментов. Из-за слабого усвоения питательных веществ у больного возникает анемия, авитаминоз и истощение организма.
В любом случае ферментная недостаточность является весьма неприятной, а иногда и опасной патологией, которую необходимо лечить.
Что можно сделать для улучшения пищеварения
Одним из главных направлений в лечении пациентов с ферментной недостаточностью можно считать заместительную ферментную терапию.
Это интересно
Впервые заместительную ферментную терапию 150 лет назад применил врач из Нидерландов Д. Флеш. Он использовал для лечения стеатореи — повышенного количества жира в каловых массах у больного с сахарным диабетом — экстракт поджелудочной железы теленка[1].
Показания для ферментной терапии можно разделить на несколько групп, в которые входят заболевания поджелудочной железы, болезни тонкой и толстой кишки, патологии желудка, диспепсия, болезни желчных путей и печени, нарушения моторики ЖКТ, переедание. Подбор ферментных препаратов для разных групп несколько отличается, но при этом все они должны иметь хорошую переносимость пациентом, минимум побочных действий, устойчивость к агрессивному влиянию желудочного сока и длительный срок хранения.
На сегодня выделены следующие группы ферментных препаратов:
- Экстракты слизистой желудка, в качестве главного действующего вещества которых выступает пепсин (например, Абомин®, «Ацидин-пепсин»). Эта группа направлена главным образом на коррекцию гастрогенной ферментной недостаточности.
- Препараты с панкреатином, в состав которого входят протеазы, амилаза и липаза (Микразим®). Они применяются для терапии панкреатической ферментной недостаточности. Такие препараты отлично помогают поджелудочной железе переваривать любую пищу, поддерживая нужный уровень ферментов и обеспечивают органу покой, поскольку высокая концентрация ферментов в просвете двенадцатиперстной кишки снижает активность поджелудочной.
- Растительные энзимы, представленные папаином, грибковой амилазой, протеазой, липазой и другими ферментами (Пепфиз®).
- Комбинированные препараты на основе панкреатина, гемицеллюлазы и компонентов желчи (к примеру, Ферестал®). Они показаны для стимулирования работы поджелудочной железы, моторики кишечника и желчного пузыря.
- Комбинированные ферменты, содержащие панкреатин в сочетании с растительными энзимами, витаминами («Вобэнзим»).
- Дисахаридазы (например, «Тилактаза»).
Ферментная терапия в первую очередь должна быть направлена на поддержку способности организма переваривать пищу. Хотя она и не может окончательно восстановить функции больных органов, но зато вполне способна взять на себя большую часть их работы. С помощью ферментной терапии организм человека может полноценно получать питательные вещества из потребляемой пищи в течение многих лет.
Рекомендуется ферментная терапия и в тех случаях, когда был нарушен режим питания. Нередко неприятные симптомы (диспепсия, метеоризм, диарея) после злоупотреблений чересчур жирной или острой пищей могут свидетельствовать о ферментной недостаточности. Грамотно назначенный ферментный препарат способен быстро и практически бесследно устранить все последствия пищевых нарушений.
Следует помнить, что хотя ферментная терапия может быть показана, все же приступать к приему лекарств нужно только после консультации с лечащим врачом. Дело в том, что при некоторых формах заболеваний, например при остром панкреатите, ферментная терапия противопоказана до окончания острого периода заболевания. К тому же врач назначит препарат, исходя именно из индивидуальных особенностей организма пациента, течения основного заболевания и состояния здоровья на данный момент.
Источник
Во время еды большинство людей не задумываются о переваривании пищи, предпочитая наслаждаться вкусовыми ощущениями и возникшим после утоления голода чувством легкой радости. А между тем пищеварение — это сложный процесс, нарушения которого могут серьезно отразиться на здоровье. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо понимать, как происходит процесс переваривания пищи и как его можно улучшить.
Ферменты — основа пищеварения
Говоря научным языком, пищеварение — это механическая и химическая обработка пищи в желудочно-кишечном тракте. Вся потребляемая нами еда содержит питательные вещества, необходимые для процессов жизнедеятельности: белки, углеводы и жиры. В основном это крупные, сложно построенные молекулы, которые для переваривания должны расщепляться на простые компоненты. Пищеварительные ферменты, или энзимы, помогают расщепить такие сложные соединения, чтобы организм смог усвоить и использовать их для пластического и энергетического обмена веществ.
Ферменты начинают свою работу уже в ротовой полости, где пища измельчается, смачивается и перемешивается. Чем тщательнее была прожевана еда, тем качественнее и быстрее будут происходить процессы пищеварения в желудке: жевание стимулирует экзокринные железы, вырабатывающие ферменты. Кроме того, при длительном пребывании во рту сложные углеводы начинают расщепляться на простые. Именно поэтому завтракать, обедать и ужинать нужно не спеша — торопливые перекусы на ходу не только увеличивают риски подавиться или испачкать одежду, но и ведут к расстройству пищеварения.
На следующем этапе комок пищи попадает в желудок, где ее «встречает» пищеварительный сок. В нем содержится ряд ферментов, важнейшим из которых является пепсин. Он отвечает за переваривание основных белковых веществ соединительной ткани и казеина молочных продуктов.
Завершается процесс переваривания в кишечнике. При поступлении пищевого комка из желудка в тонкий кишечник поджелудочная железа получает соответствующий сигнал. После чего на каждую порцию пищевой массы начинает выделяться панкреатический сок со всеми необходимыми ферментами, в числе которых амилаза (укорачивает углеводные цепочки), липаза и профосфолипаза (расщепляют жиры до простейших форм). Также поджелудочная вырабатывает фермент трипсиноген, который активирует другой фермент — трипсин, необходимый для расщепления белков.
В первом отделе тонкого кишечника — двенадцатиперстной кишке — происходит смешивание пищи с желчью, соком поджелудочной железы и ферментами множественных мелких желез кишечной стенки: с амилазой, липазой, мальтазой и протеазами. И только после этого происходит всасывание образовавшихся конечных продуктов.
Непереваренные остатки пищи переходят в толстый кишечник. В этом отделе процессы распада веществ в основном ограничены действием кишечной микрофлоры. Ее действию подвергается клетчатка. Из-за дезаминирования аминокислот образуются амины токсического действия типа индола, скатола, фенола, крезола, кадаверина, путресцина. Часть из них подвергается расщеплению ферментами, а часть обезвреживается в печени. Здесь желчные пигменты распадаются до стеркобилиногена, формирующего специфический цвет и запах кала. Всасывание в толстом отделе кишечника весьма ограничено. Непереваренные остатки пищи, отмершие микробы, нерастворимые соли, жиры и желчные пигменты являются составными частями кала. Кишечные газы образуются в результате жизнедеятельности микробов.
Проблемы, вызывающие снижение выработки ферментов
Итак, мы выяснили, что за переваривание пищи отвечают ферменты. Нехватка энзимов или недостаточный контакт с пищей приводит к расстройству пищеварения. Самые известные симптомы — газообразование, изжога, ухудшение состояния волос, кожи и ногтей, вздутие живота, тошнота и рвота. Сбои функционального и органического характера могут проявляться на каждом этапе процесса пищеварения в организме.
- В ротовой полости. На выработку пищеварительных ферментов влияет нарушение жевания, которое возникает не только из-за торопливости «владельца полости», но и из-за побочных причин: кариеса, отсутствия зубов, аномалии прикуса, спазмов или параличей жевательных мышц, различных воспалительных процессов. Отрицательно сказывается на пищеварении и нарушение функции слюнных желез — когда слюны вырабатывается мало или, наоборот, чересчур много, — а также трудности с глотанием. Они могут быть связаны с расстройствами функции нервов или нарушением работы глотательных мышц. Причин этому много — от врожденных дефектов неба до ангины.
- В желудке. На количество вырабатываемых пищеварительных ферментов негативно влияет переедание, перекусы на бегу или в состоянии стресса, регулярное употребление фастфуда, злоупотребление жирной пищей, а также алкоголем и табаком, особенно натощак.
- В кишечнике. Работу пищеварения могут нарушить патогенные бактерии или вирусы, интоксикация, прием медицинских препаратов, которые отрицательно сказываются на кишечной микрофлоре, и даже беременность.
Более того, недостаток ферментов во всех трех «отделах» может быть обусловлен и генетической предрасположенностью.
Как можно улучшить процесс пищеварения
В первую очередь необходимо нормализовать питание. Следует осторожно относиться к продуктам с высоким содержанием сахара и клетчатки: они могут спровоцировать сильную нагрузку на вырабатывающие энзимы железистые органы. Слишком горячие и слишком холодные продукты раздражают глотку и слизистую желудка. Также оказывает негативное влияние на пищеварение переедание, впрочем, как и голодовки. В рацион стоит включить яблоки, бананы, хурму, чернослив и авокадо — они улучшают перистальтику кишечника. Ужинать рекомендуется за два–три часа до сна, чтобы желудок ночью мог отдохнуть.
Обезвоживание также ухудшает функционирование всех систем в организме, в частности нарушает процесс пищеварения. При этом, вопреки расхожему убеждению, пить воду и другие напитки во время и сразу после приема пищи врачи также не рекомендуют: она разбавляет желудочный сок и концентрацию ферментов. Кроме того, вода растворяет желудочный сок. Также она покидает желудок раньше, нежели пища, и уносит с собой необходимые для переваривания ферменты. Воду лучше употреблять с утра натощак: это «будит» желудочно-кишечный тракт, подготавливая его к работе и ускоряя обмен веществ.
Второй обязательный пункт — отказ от вредных привычек и спорт: подвижный образ жизни также улучшает работу желудочно-кишечного тракта. Полезен для перистальтики кишечника специальный массаж: перед завтраком в течение нескольких минут нужно легкими (без давления и трения) движениями поглаживать живот по часовой стрелке.
Наладить пищеварение помогут и народные средства. К примеру, от запоров избавит сельдерейный сок, от жидкого стула — отвар из шиповника, а восстановить слизистую оболочку ротовой полости помогают отвары зверобоя, ромашки, мелиссы и тысячелистника, а также мед, прополис и алоэ.
Как еще улучшить пищеварение? Помочь может прием ферментов. Главным из них считается панкреатин, представляющий собой экстракт содержимого поджелудочной железы. Ферменты можно принимать не только в случае заболеваний желудочно-кишечного тракта, но и при симптомах нарушения пищеварения после приема пищи. При диспепсии, метеоризме, диарее вследствие переедания, употребления фастфуда или любой другой жирной, копченой либо пережаренной пищи ферменты могут помочь расщепить поступившую в организм ударную дозу веществ без неприятных последствий для здоровья.
Это важно!
Средства на основе ферментов выпускаются в двух формах — в таблетках и капсулах. Нужно иметь в виду, что панкреатические ферменты теряют активность в кислой среде, поэтому эффективность таблетированных препаратов может снижаться. Средства, содержащие панкреатин, в форме капсул с микрогранулами в данном случае имеют преимущество: микрогранулы активных ферментов защищены от разрушения в желудке кислотоустойчивой оболочкой и благодаря маленькому размеру легко попадают вместе с пищей в верхние отделы кишечника, где начинают активно работать.
Особенно ферментные средства актуальны во время долгих праздников и путешествий в «гастрономические» страны. В таких случаях ферменты не нужно употреблять курсом, конечно, если переедание — не ваш вечный спутник.
На аптечных прилавках можно найти довольно много ферментных препаратов. Однако подобную покупку не стоит совершать сходу — будет разумней внимательно изучить состав, правила употребления и стоимость каждого из них. Последний пункт особенно касается людей, которым не нужен регулярный прием ферментов — расставаться с ощутимой суммой ради одной-двух капсул будет не очень логично.
Источник