Питание для…. (№7) — ферменты

В прошлых выпусках, мы говорили об углеводах, жирах, белках. Для получения и использования их из пищи важную роль играют

делятся на две основные группы: пищеварения и метаболизма.

катализируют практически все биохимические реакции на клеточном уровне и специфичны для каждого типа клеток. Два наиболее важных метаболических фермента — это супероксиддисмутаза (superoxide dismutase, SOD) и каталаза (catalase). Первый — защищает клетки от окисления, второй — выводит из организма , отход естественного метаболизма.

отвечают за расщепление пищевых белков, жиров и углеводов на базовые компоненты, абсорбируемые кровью через стенки желудочно-кишечного тракта.

Главный орган выработки ферментов —

Поджелудочная железа — уникальный орган человеческого организма, вырабатываемые ею вещества, участвуют в процессах пищеварения и усвоения питательных веществ на всех этапах. Большая часть клеток этого органа вырабатывает сложный по составу пищеварительный сок, без ферментов которого невозможны процессы пищеварения в тонком кишечнике. Относительно небольшое количество клеток секретирует в кровь гормоны инсулин и глюкагон, которые участвуют в обмене углеродов и регуляции метаболических процессов практически во всех клетках организма, а также схожее по структуре с гормонами вещество липокаин, участвующее в регуляции некоторых биохимических процессах, происходящих в печени.

В составе пищеварительного сока, который вырабатывается внешне секреторными клетками поджелудочной железы, кроме жидкой его составляющей, есть небольшое количество слизи и ферменты, которые непосредственно участвуют в процессе переваривания пищи. Особенностью работы поджелудочной железы является тот факт, что некоторые ферментативные вещества, которые образуются в клетках, первоначально синтезируются в неактивной форме и в таком виде выделяются в проток поджелудочной железы, через который они попадают в общий желчный проток и двенадцатиперстную кишку.

Только в просвете кишечника происходит активизация неактивных ферментов – в противном случае панкреатический сок, компоненты которого отличаются высокой активностью, немедленно после выделения начинали бы переваривание ткани органа. Для активизации ферментов панкреатического сока необходимо наличие в просвете двенадцатиперстной кишки достаточного количества . Под влиянием желчи клетки слизистой начального отдела тонкого кишечника начинают вырабатывать фермент энтерокиназу, которая превращает неактивную форму фермента трипсиноген в активный трипсин, а этот фермент в свою очередь активизирует остальные компоненты пищеварительного (панкреатического) сока.

Непосредственно на процесс регуляции панкреатического сока влияют нервные и гуморальные механизмы, тогда как на его количественный и качественный состав в большей мере влияет состав пищи, которую употребляет человек. Активная выработка ферментов поджелудочной железы начинается непосредственно в момент попадания пищи в просвет кишечника – примерно через 2-3 минуты и продолжается в течение 10-14 часов.

К ферментам поджелудочной железы относятся:

ферменты, расщепляющие белковый компонент пищи — трипсин, химотрипсин, эрипсин, карбоксипептидаза;
фермент, расщепляющий жиры пищи — липаза;
ферменты, расщепляющие углеводы — амилаза, мальтаза, лактаза, инвертаза.

Амилаза

Фермент, необходимый для переваривания углеводной пищи. Амилаза разлагает сложные углеводы крахмал и гликоген до олигосахаридов. В основном образуется в слюнных железах и поджелудочной железе, после этого поступает в полость рта или просвет двенадцатиперстной кишки. Являясь главным ферментом слюны, уже в ротовой полости начинает процесс переваривания углеводной пищи (хлебобулочные изделия, крупы, картофель). Способствуя утилизации глюкозы из крови, обеспечивает сохранение нормальных показателей сахара в крови.

Мальтаза

Пищеварительный фермент слюны и кишечного сока. В малых количествах секретируется поджелудочной железой. Присутствует в печени и крови. Расщепляет мальтозу, образующуюся в организме в результате переваривания крахмала и гликогена, на две частицы глюкозы. Гидролиз мальтазы осуществляется в желудочно-кишечном тракте. Образовавшаяся глюкоза всасывается в кровь, а затем довольно активно принимает участие в метаболизме.

Инвертаза

Инвертаза – фермент, присутствующий в слизистой оболочке тонкой кишки и расщепляющий тростниковый сахар (сахарозу) на простые сахара: глюкозу и фруктозу. Предотвращает брожение и образование газов в кишечнике. Способствует усвоению молока и молочных продуктов. Улучшает работу ЖКТ и нормализует пищеварение.

Лактаза

Один из основных ферментов тонкой кишки, улучшающий усвоение молочных продуктов. Расщепляет лактозу (молочный сахар) до глюкозы и галактозы. При отсутствии или дефиците лактазы в кишечнике усиливаются процессы брожения. Это может стать причиной вздутия живота, диареи и кишечных спазмов. Принятие лактазы вместе с молоком устраняет его непереносимость.

Липаза

Один из самых важных пищеварительных ферментов, необходимый для переваривания, растворения и усвоения жиров. Липаза синтезируется в поджелудочной железе, затем выделяется в кишечник. Действуя в тонком кишечнике, расщепляет насыщенные жиры животной пищи (мясо, молочные и морепродукты), превращая их в легкоусвояемые жирные кислоты. Помогает усвоению жирорастворимых витаминов А, D, E и K.

Протеаза

Группа ферментов, которые вырабатываются поджелудочной железой, присутствуют в желудочном соке и кишечнике. Протеаза способствует расщеплению белков до простых аминокислот, улучшая качество их усвоения. Благодаря этому предотвращается оседание остатков белковой пищи на стенках кишечника, улучшается белковый обмен. Способна разрушать практически любые белки, не являющиеся компонентами живых клеток организма (белковые структуры вирусов, бактерий и других патогенов), улучшая тем самым иммунную защиту организма. Снижает степень воспаления и ускоряет процесс регенерации и восстановления тканей.

Все ферменты поджелудочной железы, которые участвуют в расщеплении , секретируются панкреацитами только в состоянии зимогенов (неактивном виде). В этом случае клетки самого органа оказываются надежно защищенными от самопереваривания, и вся активность этих соединений оказывается направленной непосредственно на переваривание пищи. При выделении панкреатического сока в просвет двенадцатиперстной кишки при условии поддержания в ней щелочной реакции начинается превращения неактивного трипсиногена в активный трипсин.

Необходимыми составляющими этого процесса становятся наличие достаточного количества желчи, обеспечивающей нужную реакцию среды и устраняющей влияние соляной кислоты, поступающей в тонкий кишечник из желудка, и выделение энтерокиназы, которая непосредственно запускает процесс трансформации трипсиногена. Все остальные превращение происходят уже под влиянием самого трипсина – он запускает аутокаталитический процесс активации остальных ферментов, участвующих в переваривании белковых соединений.

После своего превращения химотрипсин, трипсин и эластаза начинают разрушение пептидных связей в крупных белковых молекулах, а уже карбоксипептидазы расщепляют образовавшиеся на первом этапе низкомолекулярные пептиды на простые аминокислоты. Некоторые из них в таком виде всасываются в кровь через стенку тонкой кишки, тогда как другие молекулы продолжают расщепляться под влияние ферментов дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы.

запускает воздействие на них фермента липазы, которая в просвет кишечника выделяется уже в стадии частичной активации, но для достижения максимального эффекта необходима реакция этого фермента с колипазой и образование достаточно сложного по составу их комплекса и солями жирных кислот. Необходимо помнить, что жиры будут перевариваться только в том случае, если они образуют тонкую пленку (эмульгируются) на поверхности какого-то другого вещества – только в этом случае произойдет разложение жиров пищи на жирные кислоты и моноглицериды. Именно поэтому при недостатке желчи вообще или изменении ее качественного состава нормальное усвоение липидов в организме невозможно.

Дальнейшее переваривание жиров происходит в просвете кишечника – под воздействием холестеразы сложные холестериды разлагаются на холестерин и жирные кислоты, а для переваривания фосфолипидов необходимо воздействие на пищевой комок фосфолипазы А2 . конечными продуктами переваривания липидов становятся жирные кислоты и изолецитин, которые уже беспрепятственно могут пройти через стенку клеток тонкого кишечника и в таком виде всосаться в кровь человека.

Для обязательно присутствие амилазы, которая начинает процесс разложения сложных сахаров (крахмала) на декстрин, мальтозу и мальтотриозу. Небольшое количество амилазы есть в слюне, но основное количество этого вещества должно синтезироваться клетками поджелудочной железы. Остальные вещества, которые участвуют в трансформации углеводов (мальтоза и инвертаза), способны действовать только в том случае, когда уже произошло расщепление крахмала на дисахариды. Несколько обособлено действует фермент лактоза, присутствие которой необходимо для нормального переваривания молочного сахара. Всасывание любых углеводов, возможно, только после их расщепления до состояния простого сахара – глюкозы, молекулы которого могут проходить через стенку кишечника и в таком виде поступать в кровь.

Регуляция процесса пищеварения – это очень сложный процесс, эффективность которого зависит от множества факторов, и ферменты железы являются его незаменимыми компонентами.