Ферменты вырабатываемые поджелудочной железой

Для обеспечения процесса пищеварения поджелудочная железа вырабатывает и выбрасывает в двенадцатиперстную кишку жидкий панкреатический секрет, содержащий набор активных веществ, которые называются ферментами поджелудочной железы (энзимами).

Смешавшись с желчью, они обеспечивают расщепление макромолекул пищевых субстратов на мелкие молекулы с размером, дающим возможность проникать через клеточные мембраны эпителиального слоя кишечника и усваиваться системами организма.

Виды ферментов

Продуцируемые поджелудочной железой энзимы разделяют на три ключевые группы:

• протеолитические (протеазы) — отвечают за переработку протеинов;
• амилолитические (амилазы) — перерабатывают углеводы;
• липолитические (липазы) — перерабатывают жиры.

Секрет поджелудочной, в котором содержатся ферменты, является жидкостью с выраженной щелочной реакцией, что способствует нейтрализации кислотного состава желудочного сока.

Протеолитические

Группу гидролитических ферментов, способных расщеплять молекулы протеинов (белков), называют протеазами. К ним относят трипсин, химотрипсин и эластазу

Трипсин, как и другие протеазы, поступает в кишечник в неактивной форме (трипсиноген), активируется он под влиянием фермента энтерокиназа, вырабатываемого кишечником после попадания туда панкреатического сока.

Активированный трипсин переводит в активную форму другие протеазы. Такой механизм защищает ткани поджелудочной от саморазрушения, ведь если ферменты, которые выделяет железа, будут в активной форме, начнется переваривание собственных белковых клеток.

Трипсин и химотрипсин катализируют гидролиз белков и пептидов — разрушают связи между аминокислотами в структуре белковых молекул.

Эластаза способна расщеплять структуры белка эластических волокон соединительной ткани. Это единственный панкреатический фермент, не подвергающийся полной утилизации в кишечнике (выводится с калом в неизменном виде). Такое свойство позволяет по содержанию эластазы в кале оценить работу поджелудочной.

Протеолитические ферменты используются в основе ряда препаратов, корректирующих пищеварение у больных с недостаточностью функции поджелудочной.

Липолитические

Эти ферменты (липазы) катализируют гидролиз молекул липидов — расщепляют их на глицерин и высшие жирные кислоты. Глицерин всасывается самостоятельно, а жирные кислоты растворяются желчью. В отличие от переработки протеинов протеазами, эффективное воздействие липазы возможно только после эмульгации — тонкого измельчения жиров желчными кислотами.

Панкреатическая липаза обладает важным диагностическим значением — ее содержание в крови повышается при возникновении панкреатита.

Снижение выработки липазы ведет к уменьшению усвоения жиров, при этом уровень белков и углеводов, усваиваемых организмом, остается прежним. Это свойство используется в фармацевтике: в состав некоторых препаратов для борьбы с ожирением включают ингибиторы синтеза липазы.

Амилолитические

Первоначально данная группа ферментов имела название диастаза, впоследствии термин распространился на все энзимы, а фермент, ответственный за расщепление углеводов, называется амилаза. Разновидность этого фермента, вырабатываемая в поджелудочной железе — альфа-амилаза. Ее функция — разрыв связей в цепях молекул углеводов.

Активность альфа-амилазы связана с наличием кальция, в отсутствие которого происходит инактивация фермента.

Углеводы, содержащиеся в молочных продуктах (лактоза), расщепляются с помощью фермента лактаза, который вырабатывается в кишечнике.

Амилаза, как и другие панкреатические энзимы, выпускается промышленным способом и применяется в фармацевтической, химической, пищевой отраслях.

Гидролитические

Все энзимы, синтезируемые поджелудочной железой, относятся к этому классу веществ. Расщепление ими органических субстратов осуществляется с помощью гидролиза — реакции взаимодействия вещества с водой, при которой вещество разлагается, образуя иные соединения.

Помимо углеводов, белков и жиров, с пищей поступают нуклеиновые кислоты, перерабатываются они ферментами группы нуклеазы. В панкреатическом соке эта группа присутствует в виде рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы, каждый фермент подвергает гидролизу соответствующие кислоты.

Таблица ферментов поджелудочной железы

Функции ферментов поджелудочного сока

Роль поджелудочного сока крайне важна для процесса пищеварения. Полное и качественное усвоение питательных веществ обеспечивается в том случае, если энзимы секретируются в нужном количестве и поступают в кишечник своевременно. Действие их начинается сразу после доставки в двенадцатиперстную кишку.

Вырабатываемые в кишечнике вещества участвуют в управлении работой поджелудочной, подавая сигналы об объеме и составе пищи.

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

Содержание

Ротовая полость [ править | править код ]

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).

Желудок [ править | править код ]

Ферменты, секретирующиеся желудком называются желудочными ферментами. По химической природе практически все ферменты являются белками.

• 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 «париетальных 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. Функцией соляной кислоты является также денатурация пищевых белков и обезвреживание патогенной микрофлоры, поступающей с пищей. Для защиты стенок желудка от агрессивной кислой среды «обкладочные клетки» слизистой вырабатывают муцин — гликопротеид — и ионы бикарбоната.
• Желатиназа расщепляет желатин и коллаген, основные протеогликаны мяса.

Тонкий кишечник [ править | править код ]

Ферменты поджелудочной железы [ править | править код ]

Поджелудочная железа является основной железой в системе пищеварения. Она секретирует ферменты 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.

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.

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 непентесс Nepenthes macferlanei выделены протеазы, продемонстрирована также липазная активность. Его главный фермент, непентезин, по субстратной специфичности напоминает пепсин. [1]

Поджелудочная железа – орган, который играет важную роль в процессе пищеварения, обеспечивая организм необходимыми ферментами.

Поджелудочная железа способствует правильному перевариванию и усвоению белков, жиров и углеводов. Клетки органа вырабатывают пищеварительный сок, состоящий из различных ферментов и способствующий нормальному процессу пищеварения в тонком кишечнике.

Некоторая часть клеток поджелудочной железы вырабатывает также гормоны инсулин и глюкагон, имеющие чрезвычайно важное значение в углеводном обмене организма человека.

Любые нарушения в работе поджелудочной железы приводят к возникновению серьезных проблем в деятельности других органов, нарушают нормальный обмен веществ, приводят к появлению болевых ощущений и дискомфорта в пищеварительном тракте, снижают общий тонус организма.

Для чего нужны ферменты?

Клетки поджелудочной железы вырабатывают следующие ферменты:

• вещества протеолитического действия, участвующие в переваривании соединений белка. К этой группе ферментов относятся: трипсин, химотрипсин, эластаза, рибонуклеазы, карбоксипептидазы А и В;
• вещества, способствующие перевариванию углеводов: амилаза, лактоза, инвертаза, мальтоза;
• вещества, необходимые для расщепления жиров — это липаза и холестераза.

Все ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой, секретируются этим органом в неактивном виде (в состоянии зимогенов). Таким образом клетки поджелудочной железы оказываются защищенными от самопереваривания, а активность ферментов направлена только на переваривание пищи, находящейся в желудочно-кишечном тракте.

Поджелудочная железа оказывает влияние на процесс пищеварения совместно с желчным пузырем. Желчь, поступившая в тонкий кишечник, способствует активизации ферментов поджелудочной железы (панкреатического сока). Так, под воздействием желчи и поступлении панкреатического сока в просвет 12-перстной кишки происходит превращение неактивного фермента трипсиногена в активный фермент трипсин.

После подобного превращения ферменты трипсин, химотрипсин и эластаза начинают воздействовать на пептидные связи в молекулах белка, разрушая их, а карбоксипептидазы впоследствии расщепляют полученные низкомолекулярные пептиды до простых аминокислот. Далее некоторые из этих аминокислот через стенки тонкого кишечника всасываются в кровь, а другие молекулы продолжают подвергаться расщеплению уже под воздействием дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы. Таким способом происходит расщепление белка, содержащегося в пище.

Процесс переваривания жиров осуществляется в просвете кишечника. В этом случае под воздействием фермента холестеразы сложные холестериды расщепляются на жирные кислоты и холестерин. Для расщепления фосфолипидов на пищевой комок воздействует фосфолипаза А2, а итоговыми продуктами процесса переваривания липидов являются жирные кислоты и изолецитин. Указанные вещества могут беспрепятственно проходить через стенки тонкого кишечника и всасываться в кровь.

Для обеспечения процесса переваривания углеводных соединений необходимо присутствие амилазы, участвующей в процессе расщепления сложных сахаров на декстрин, мальтозу и мальтотриозу. Несмотря на то, что некоторое количество амилазы содержится в слюне, основной объем этого вещества вырабатывается клетками поджелудочной железы.

Ферменты мальтоза и инвертаза могут воздействовать на процесс пищеварения только после расщепления крахмала на дисахариды. В процессе расщепления молочного сахара принимает участие фермент лактоза.

Усвоение любых углеводов становится возможным только после их полного расщепления до простого сахара — глюкозы. Молекулы глюкозы обладают способностью всасываться в кровь через стенки кишечника.

Выделение ферментов

Организм каждого человека вырабатывает неодинаковое количество ферментов, что связано как с индивидуальными врожденными особенностями строения поджелудочной железы, так и со стилем питания.

Так, если питаться преимущественно жирной пищей, то организм постепенно перестроится на выработку липазы — вещества, необходимого для переваривания жиров. В этом случае продуцирование других ферментов существенно сократится.

У любителей хлеба и другой мучной пищи в процессе пищеварения вырабатываются преимущественно ферменты, необходимые для расщепления углеводов.

Длительное употребление однообразной пищи (преимущественно белковой, углеводистой или жирной) с течением времени может привести к появлению ряда заболеваний.

Поклонникам диет на заметку: почти все диетические рационы питания, составленные с целью похудения, предполагают не только ограничение калорийности рациона, но и исключение приема некоторых продуктов питания (например, хлеба, жиров или сахара). В разумных пределах эти ограничения допустимы, но полный отказ от некоторых компонентов питания может привести к нарушению обмена веществ и разбалансировке деятельности поджелудочной железы.

Причины нарушения выработки ферментов

В обобщенном виде все причины, вследствие которых возникает недостаток или переизбыток выработки тех или иных веществ поджелудочной железой, можно разделить на следующие категории:

• врожденные нарушения и заболевания поджелудочной железы: агнезия и гипоплазия поджелудочной железы, нарушение проходимости панкреатического протока и др.;
• приобретенные заболевания, среди которых на первом месте — острый или хронический панкреатит.

В свою очередь, причинами появления панкреатита (воспаления поджелудочной железы) и, как следствие, нарушения процесса выработки ферментов являются такие факторы.

1. Чрезмерное употребление алкоголя, которое приводит к значительному повреждению и последующей гибели клеток поджелудочной железы, а также возникновению симптомов недостаточности выработки пищеварительных веществ. Проведенными исследованиями установлено, что для этого органа (в отличие от печени) не существует безопасной дозы алкоголя, поэтому патологические изменения возникают уже после употребления двух глотков алкогольсодержащих напитков.
2. Курение — также способствует развитию панкреатита и появлению соответствующих симптомов.
3. Несоблюдение режима питания, вследствие чего нарушается нормальный процесс выработки ферментов в организме. Вследствие длительных перерывов между приемами пищи изменяется ритм работы поджелудочной железы и выработка ею инсулина, что увеличивает риск возникновения сахарного диабета. В то же время может наблюдаться недостаточность выработки других ферментов в организме.
4. Избыток жиров животного происхождения в рационе. При употреблении слишком жирной пищи поджелудочная железа работает в усиленном режиме, пищеварительный сок становится слишком густым, вследствие чего нарушается процесс его оттока и возникают неприятные симптомы в области живота, возникающие вследствие недостаточности выработки тех или иных веществ.

Следует помнить о том, что нельзя назвать какой-либо продукт питания или готовое блюдо безусловно полезным или чрезмерно вредным для поджелудочной железы. Главное в сохранении нормального состояния этого органа — умеренность в питании и соблюдение хотя бы относительного режима приема пищи.

Недостаточность органа

При недостаточности производства ферментов поджелудочной железы и нарушении ее состояния возникают следующие симптомы:

• появление вздутия и тяжести в области живота;
• тошнота после употребления некоторых продуктов;
• расстройство процесса пищеварения (диарея);
• болевые ощущения в животе;
• снижение аппетита;
• ухудшение общего самочувствия, повышение утомляемости.

При появлении вышеуказанных симптомов рекомендуется пройти соответствующие обследования и сдать анализы на ферменты поджелудочной железы для постановки диагноза и назначения лечения.

Диагностика

С целью определения уровня веществ, вырабатываемых поджелудочной железой, используют следующие методы.

1. Определение уровня глюкозы в крови. Указанный анализ выполняют с целью установления факта недостаточной или избыточной выработки инсулина поджелудочной железой.
2. Определение уровня амилазы в крови.
3. Клинический анализ кала (копрограмма). Этот метод позволяет определить наличие в кале непереваренного (нейтрального) жира. Также при недостаточной выработке ферментов в кале могут быть обнаружены крахмальные зерна (при дефиците ферментов, переваривающих углеводы) и мышечных волокон (при недостатке веществ, способствующих перевариванию белковой пищи).

Кроме того, в качестве дополнительных обследований перед назначением лечения проводят ультразвуковое обследование (УЗИ) поджелудочной железы или компьютерную томографию.

Препараты

После подтверждения анализа пациенту могут быть назначены специальные препараты, способствующие нормализации выработки пищеварительных ферментов. Существуют две основные разновидности препаратов при лечении указанных нарушений: ферментные и антиферментные лекарственные средства. В первом случае организм пациента путем введения препаратов получает недостающие ферменты, во втором — препараты устраняют последствия излишней выработки собственных ферментов в организме.

При недостаточности функций поджелудочной железы с целью лечения применяют следующие ферментные препараты.

• Панкреатин — препарат, получаемый из поджелудочной железы домашнего скота и содержащий амилазу и трипсин. Применяется при пониженной кислотности желудочного сока, при гипофункции поджелудочной железы и печени и других нарушениях процесса пищеварения.
• Фестал — содержит ферменты липазу, амилазу, протеазу и компоненты желчи. Способствует улучшению процесса пищеварения и избавляет от проявлений дискомфорта в области живота.
• Ораза — содержит целый комплекс амилолитический и протеолитических ферментов, используется при угнетении функции пищеварительных желез.

В случае избыточной выработки гормонов для лечения применяют антиферментные препараты.

• Пантрипин — угнетает чрезмерную активность протеолитических ферментов. В процессе лечения обязателен контроль содержания амилазы в крови и моче.
• Апротинин — полипептидное средство, угнетает чрезмерную активность трипсина, плазмина и некоторых других ферментов поджелудочной железы.

Медикаментозную коррекцию нарушений деятельности системы пищеварения следует проводить только после детального обследования и по назначению лечащего врача. Дополнительно для лечения могут быть назначены другие препараты: обезболивающие, противовоспалительные, спазмолитические средства. Наряду с проведением лекарственной терапии, пациент должен контролировать режим питания и воздерживаться от употребления некоторых продуктов. В этом случае можно рассчитывать на восстановление процесса пищеварения и общее оздоровление организма.

Автор

Алла Эрнестовна Вальцман

Поделись статьей:

Оцените статью:

0

Благодарим за отзыв