Амилолитический фермент поджелудочной железы
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).
Для обеспечения процесса пищеварения поджелудочная железа вырабатывает и выбрасывает в двенадцатиперстную кишку жидкий панкреатический секрет.
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.
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.
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.
Ферменты используются в основе препаратов, корректирующих пищеварение у больных с недостаточностью функции поджелудочной железы.
Таблица ферментов поджелудочной железы
| Фермент | Действие |
| Трипсин | Расщепляет пептиды и белки; участвует в гидролизе сложных эфиров |
| Химотрипсин | Гидролизует белки, расщепляя преимущественно те молекулярные связи, которые устойчивы к действию трипсина |
| Эластаза | Расщепляет волокна белков соединительной ткани |
| Липаза | Катализирует гидролиз жировых субстратов |
| Фосфолипаза | Гидролизует фосфолипиды (сложные жиры) |
| Альфа-амилаза | Расщепляет углеводы |
| Нуклеаза | Гидролизует нуклеиновые кислоты |
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.
Поджелудочная железа и ферменты
Ферменты для пищеварения
Ферменты и живое питание
Пищеварительные ферменты
Выделяются ли ферменты поджелудочной железы при голодании
На первом этапе лечения панкреатита требуется полный отказ от пищи на день или два. Терапевтическое действие голодания обусловлено тем, что без поступления пищи поджелудочная прекращает процесс выработки пищеварительных ферментов. Голодание способствует подавлению воспалительного процесса, обеспечивая поджелудочной железе покой.
Срок голодания, возможность употребления при этом жидкости, диету на последующих этапах лечения определяет врач-гастроэнтеролог с учетом общего состояния больного.
Источник
Ферменты поджелудочной железы считаются одним из самых важных факторов, которые влияют на функционирование всей системы пищеварения. Именно эти соединения отвечают за различные процессы. К примеру, вещества секрета поджелудочной железы расщепляют протеины, углеводистые компоненты, жиры, прочие вещества. Они стимулируют работу пищеварительного тракта, ускоряют обменные явления.
Функции ферментативных компонентов
Поджелудочный орган считается важным, одной из главных функций которого является продуцирование ферментов поджелудочной железы. В целом, этот внутренний орган синтезирует сок, а уже в его состав включены различные ферментативные компоненты, выработанные органом, вода, электролитные компоненты и пр. Именно их наличие считается главным условием запуска процесса переваривания пищевого кома. Панкреатические соки вместе с такими соединениями попадают в тонкий отдел кишечника. В 12-перстной кишке они расщепляют жиры, углеводистые компоненты сложного типа, протеины.
Важно знать, какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа. Их условно разделяют на 3 группы:
- Липаза — расщепление жиров, которые не могут напрямую проникать в кровь.
- Амилаза — превращает крахмал в олигосахарид.
- Протеаза — расщепляет протеины и превращает их в пептиды.
Кроме того, орган продуцирует и другие вещества пищеварительного типа, которые восстанавливаются в организме человека и влияют на то, чтобы в дальнейшем они преобразовывали олигосахариды в глюкозу. Когда последнее вещество поступает в кровь, то она превращается в основной источник энергии. Эластаза расщепляет разнообразные типы протеинов и эластин.
Все ферменты поджелудочной железы располагаются непосредственно в соке этого органа. В этой среде они все время остаются пассивными, чтобы не расщеплять ткани железы. Они активизируются только, когда накапливается определенное количество желчи. В тонком отделе кишечника вырабатываются такие вещества, как энтерокиназа, которое преобразует трипсиноген и делает его активным, и восстановить его не получится в дальнейшем. Выработка трипсиногена проводится железой в проферментативной форме. Именно в таком положении этот компонент и находится в тонком отделе кишечника. Трипсин входит в список основных активаторов прочих ферментов подобного типа. Активное вещество начинает процесс автокатализа, из-за чего действует уже как основное вещество.
Ферменты начинают вырабатываться сразу же, как только человек начинает питаться, и пищевой ком переходит в тонкий отдел кишечника. Процедура синтеза ферментов не останавливается в дальнейшем в течение 12 часов.
Виды ферментов
Первой группой являются липолитические ферменты поджелудочной железы. Они отвечают за то, чтобы жиры, которые поступают вместе с едой, расщеплялись на кислоты жирного типа и глицерол. Эту группу веществ называют просто липазой. Клетки поджелудочной железы вырабатывают пролипазу, т. е. липазу неактивного типа. Дальше такой компонент попадает в 12-перстную кишку и объединяется с протеином колипаза. Его основной функцией является как раз активизация липазы.
Липолитическая составляющая липазы не является активной, если отсутствуют в желчи достаточное количество солей желчных кислот. Активизируется липаза посредством трипсина. Фильтрация липолитических веществ проводится в клубочках почек. Затем в канальцах этих органов липаза обратно всасывается через ткани, так что в моче не удается обнаружить эти частицы. Распад осуществляется за 7–14 часов. Кстати, лучше знать, что существует не только липаза, которая вырабатывается в поджелудочной железе, но и есть еще аналоги в печени, кишечнике, легких. Также известна липаза лингвального типа. Содержание такого вещества в панкреатическом соке в 20 тыс. раз больше, чем в составе крови. Как только орган воспаляется, то липаза в большом количестве попадает непосредственно в систему циркулирования крови.
2 группа — амилолитические ферменты. Их обозначают как альфа, бета и гамма. В человеческой системе пищеварения задействована только альфа-амилаза. Эту группу называют еще «крахмал».
Для восстановления определенных процессов небольшое количество амилазы вырабатывается еще в слюнных железах. Из-за этого во время пережевывания присутствует легкий сладковатый привкус, особенно это касается продуктов, которые содержат крахмал, например, картошка либо рис. Именно благодаря амилазе эти продукты хорошо перерабатываются, а сам процесс пищеварения начинается еще при их пережевывании.
Амилаза разъединяет углеводы сложного типа на более простые составляющие. Наиболее количество таких ферментативных соединений находится как раз в соке, который переходит из железы в 12-перстную кишку. Крахмал имеет очень сложную структуру частиц, так что кишечник плохо всасывает это вещество.
3 группа — это протеолитические ферменты. Они тоже синтезируются в железе. Эти вещества ответственны за то, чтобы распадались связующие между аминокислотами, которые находятся в протеинах и пептидах. Это главный компонент сока, который отвечает за разъединение белков.
Выделяют 2 основные разновидности протеазы:
- Пептидаза. Они еще известны как экзопептидазы. Эти вещества в основном отвечают за осуществление гидролиза внешних связей пептидов.
- Протеиназа либо эндопептидаза. Они обычно расщепляют внутренние связи пептидов.
Симптомы дефицита ферментов поджелудочной железы
Ферменты для поджелудочной железы являются важным веществом, которые отвечают за процесс переваривания еды. Если их содержание в желудочном соке уменьшается, то это приводит к развитию панкреатита хронического типа. Поэтому требуется восстановить их.
Обычно причинами в этом случае являются следующие факторы:
- Чрезмерное употребление спиртных напитков.
- Неправильный режим питания, нерегулярность, нездоровые пищевые привычки.
- Заболевания инфекционной природы.
- Травмы органов и различные болезни, которые им сопутствуют.
- Бесконтрольное употребление препаратов, в том числе это касается и такой группы, как ингибиторы ферментов. Эти вещества замедляют процессы, связанные с ферментами. Однако это может касаться и других групп медикаментов.
Когда не вырабатываются в достаточной мере ферменты поджелудочной железы, препараты помогают с этим справиться, но назначает их только доктор. При дефиците таких соединений в поджелудочной железе нарушается весь процесс переваривания пищи. В итоге развиваются общие симптомы, которые характерны для воспалительных процессов в поджелудочной железе.
К ним относится следующее:
- Ощущается боль под ребрами с левой стороны. Болевой синдром может развиваться как после трапезы, так и независимо от этого.
- Ухудшается или пропадает совсем аппетит.
- Человек начинает быстро уставать, даже при незначительных нагрузках.
- Постоянно чувствуется тошнота. Она даже переходит в позывы ко рвоте. Обычно возникает такой симптом после употребление определенных продуктов питания.
- В области живота чувствуется тяжесть, метеоризм, вздутие.
В зависимости от степени тяжести болезни симптомы могут выражаться по-разному. Чем сильнее протекает недуг, тем ярче будут проявления заболевания. Кроме общих симптомов, характерных для патологий поджелудочной железы, существуют еще и специфические признаки, которые зависят непосредственно от сбоев в выработке того или иного ферментативного вещества в панкреатическом соке.
Характерные признаки:
- При дефиците липазы развивается такое состояние, как стеаторея, т. е. возрастает количество жиров в кале. Сами каловые массы приобретают желтоватый или оранжевый оттенок. По консистенции они становятся маслянистыми либо жидкими.
- При недостатке амилазы развиваются такие признаки: позывы к опорожнению кишечника появляются намного чаще, стул становится по консистенции водянистым, авитаминоз, похудение. Развивается непереносимость определенных продуктов, которые содержат большое количество углеводов. Нарушается процесс всасывания веществ в тонком отделе кишечника.
- При дефиците трипсина в кале можно обнаружить протеиновые волокна, которые не переварились. У человека развивается анемия.
Как только появляются подобные симптомы, необходимо обратиться в больницу, где доктор проведет анализ и назначит соответствующие таблетки.
Ферментные препараты
После того как все анализы подтверждены, назначаются специальные ферментные препараты для поджелудочной железы. Они стабилизируют синтез ферментов, которые участвуют в процессе переваривания еды. Выделяют 2 основные группы таких препаратов — ферментные и антиферментные. Первые средства необходимы для того, чтобы вводить в организм человека вещества ферментной природы, которые вырабатываются поджелудочной железой в недостаточном количестве. Что касается 2 группы, то подобное лекарство способно устранить последствия избытка синтеза ферментов в организме человека.
Когда поджелудочная железа не выполняет в полной мере свои функции, то назначаются ферментные медикаменты, чтобы восстановить работу. Примером являются следующие:
- Панкреатин. Это средство, которое получают из поджелудочной железы крупных домашних животных. Препарат включает трипсин и амилазу. Обычно назначается для того, чтобы понизить уровень кислотности желудочного сока. Кроме того, показаниями к применению является гипофункция печени, поджелудочной железы и других органов, которые участвуют в пищеварении.
- Фестал. Этот препарат содержит протеазу, амилазу, липазу и некоторые вещества желчи. Продукт улучшает процесс переваривания еды, избавляет от чувства тяжести и боли в животе.
- Ораза. Препарат содержит комплекс ферментов протеолитического амилолитического типа. Применяется, когда угнетена функция поджелудочной железы.
Кроме того, известны еще и различные растительные ферменты, которые применяются с той же целью: Сомилаза, Юниэнзим.
Когда в организме выделяется избыточное количество ферментов, то доктор подбирает антиферментные средства. К примеру, подойдут следующие:
- Пантрипин. Это средство угнетающе воздействует при чрезмерной активности ферментов протеолитического типа. В ходе такой терапии обязательно требуется контролировать уровень концентрации амилазы в моче и крови пациента.
- Апротинин. Этот препарат полипептидного типа. Тоже угнетающе воздействует, но только при чрезмерной активности плазмина, трипсина и некоторых других ферментативных соединений поджелудочной железы.
Заключение
Ферменты поджелудочного сока являются чрезвычайно важной составляющей всей пищеварительной системы. Их вырабатывает поджелудочная железа, но иногда в недостаточном количестве, и тогда необходимо восстановить их специальными препаратам.
Железа синтезирует различные группы таких компонентов, которые влияют на метаболические процессы во всем организме, ускоряют расщепление пищи на составляющие и пр. При их нехватке в организме человека предписывается специальная терапия, которая позволяет нормализовать уровень концентрации таких соединений. Чтобы они могли восстанавливаться, назначаются соответствующие медикаменты, которые подбирает только лечащий врач после проведения диагностики.
Источник
Медицина / Физиология / Физиология (статья)
Физиология поджелудочной железы. Панкреатический сок. Амилаза
Статья |
9-08-2018, 12:53
|
Поджелудочная железаПоджелудочная железа представляет собой орган бледно-желтого цвета, мягкой консистенции, длина которого составляет примерно 12-15 сантиметров, масса около 100 г; расположена поперечно в верхней части живота. Форма поджелудочной железы напоминает цилиндр с хорошо различимыми хвостом, телом и головкой. Головка поджелудочной железы находится в изгибе двенадцатиперстной кишки, тело находится за желудком, хвост направлен к селезенке (см рисунок).
Поджелудочная железа и ее расположение по отношению к другим органам
Гистологическое строение поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярную структуру, состоящую из двух основных видов ткани, которые осуществляют внешнесекреторную (экзокринную) и внутрисекреторную (эндокринную) деятельность. Большая часть тканей органа выполняют экзокринную функцию. Примерно 90% поджелудочной железы занимает ацинарная ткань, в которой образуется панкреатический сок – жидкость для переваривания пищи в кишечнике.
Ацинарная ткань состоит из миллионов ацинусов – ационарных клеток, которые окружают микроскопические выводные протоки. Ацинус – функциональная единица ткани поджелудочной железы, внешне напоминающие виноградные гроздья. Мелкие выводные протоки объединяются, формируя крупные протоки, в которые из всех ацинусов собирается панкреатический сок и выводится в вирсунгов проток (панкреатический проток; лат. ductus pancreaticus) – главный (центральный) проток железы, который проходит вдоль всего органа. Вирсунгов проток выходит из головки поджелудочной железы и объединяется с общим желчным протоком возле фатерова соска (располагается в стенке двенадцатиперстной кишки). В фатеровом соске находится гладкая мышца – сфинктер Одди. Через сфинктер Одди в просвет двенадцатиперстной кишки поступают желчь и панкреатический сок.
Отметим, что примерно у 20% людей проток поджелудочной железы отдельно впадает в кишечник (на 1-2 см выше фатерова соска).
Среди ацинарной ткани расположены островки поджелудочной железы – островки Лангерганса, — группы клеток поджелудочной железы, выполняющих внутрисекреторную (эндокринную) функцию, наибольшее скопление которых находится в хвосте поджелудочной железы. Островки Лангерганса не связаны с протоками поджелудочной железы – они окружены кровеносными сосудами (капиллярами); их основная функция – продукция панкреатических гормонов. Островки Лангерганса состоят их трех основных типов клеток – α, β и δ. Каждый тип этих клеток отвечает за производство разных гормонов. В α-клетках поджелудочной железы продуцируется глюкагон, в β-клетках (эти клетки наиболее многочисленные) – инсулин, в δ-клетках – соматостатин. Эти гормоны поступают непосредственно в кровь и принимают участие в метаболизме.
Глюкагон и инсулин участвуют в регуляции углеводного обмена. Более подробно с функциями этих гормонов можно ознакомится в статье «Физиология углеводного обмена».
Панкреатический сок
Панкреатический сок – экзокринный продукт ационарной ткани поджелудочной железы, представляющий собой щелочную жидкость (pH примерно 8), в которой содержаться разные электролиты (в том числе ионы калия, хлора, натрия, бикарбоната) и пищевые ферменты. Электролиты в панкреатическом соке присутствуют в той же концентрации, что и в плазме крови (за исключением бикарбоната, концентрация которого примерно в 4 раза выше, чем в плазме, что обуславливает щелочную реакцию панкреатического сока).
В двенадцатиперстную кишку поступает примерно 1500-3000 мл панкреатического сока в сутки. Основная функция панкреатического сока заключается в ферментативном расщеплении пищи в тонкой кишке (отметим, что процесс пищеварения (ферментативного расщепления) начинается в ротовой полости, затем в желудке и двенадцатиперстной кишке). Благодаря своей щелочной среде, панкреатический сок ощелачивает (до pH 7-7,5) кислое содержимое желудка (частично переваренная пища), которое поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку, таким образом панкреатические ферменты могут полноценно выполнять свою функцию.
В зависимости от субстрата воздействия, ферменты панкреатического сока делят на три группы:
- Амилаза – расщепляет углеводы
- Липаза – расщепляет жиры
- Протеаза – расщепляет протеины (белки)
Отметим, что амилаза и липаза секретируются в активной форме, а протеаза – в виде проферментов, которые способны расщеплять протеины только после активации (вступления в связь (реакцию) с другими веществами) в двенадцатиперстной кишке. Например, трипсин (кишечный протеолитический фермент) образуется из трипсиногена – неактивного панкреатического профермента. Таким образом, секреция протеаз в виде неактивных проферментов защищают саму поджелудочную железу от ферментативного разрушения.
Состав и объем панкреатического сока регулируется в основном гормонами. Холецистокинин (панкреозимин) – нейропептидный гормон, секретирующийся в двенадцатиперстной и тонкой кишке в ответ на поступление пищи из желудка. Основная функция холецистокинина – синтез пищевых ферментов в ацинарных клетках. Секретин – пептидный гормон, секретируемый в тонкой кишке, стимулирующий секрецию бикарбоната в ацинарных клетках.
Нервная система также участвует в регуляции образования панкреатического сока. Мысли о еде, запах и вид пищи, а также наличие ее в ротовой полости, стимулируют блуждающий нерв, который в свою очередь стимулирует секрецию панкреатического сока. Сфинктер Одди, расположенный в фатеровой (печеночно-поджелудочной) ампуле, отвечает за непосредственную регуляцию поступления панкреатического сока в просвет двенадцатиперстной кишки – при поступлении пищи сфинктер открывается.
То есть, объем, состав и выделение панкреатического сока регулируются с помощью нервно-гуморальных механизмов и зависят от текущих пищеварительных потребностей организма.
Когда панкреатический сок выполнил свою функцию, 99% содержащихся в нем жидкости и электролитов при прохождении через толстую кишку всасываются обратно в кровь.
Амилаза
Амилаза – пищеварительный фермент, входящий в состав пищеварительного сока и слюны (слюна выделяется в ротовой полости тремя парами слюнных желез). Слюнная и панкреатическая амилаза функционируют только в желудочно-кишечном тракте, расщепляя крахмал – основная форма углеводной пищи, является крупным полимером, мономером которого является глюкоза. В результате действия амилазы на крахмал образуется смесь трех видов молекул:
- Дисахарид мальтозы (состоит из двух объединенных между собой молекул глюкозы
- Декстрин (полисахарид, представляющий собой короткие цепи, состоящие примерно из восьми молекул глюкозы)
- Глюкоза
Глюкоза, которая образуется в результате расщепления крахмала амилазой, через слизистую оболочку кишечника попадает в кровь. Мальтоза и декстрин поддаются дальнейшему ферментативному расщеплению мальтазой и изомальтазой (кишечные ферменты), в результате чего образуются молекулы глюкозы, которые могут усваиваются, попадая в кровь.
Амилаза, как и другие ферменты, эффективно действует только в ограниченных пределах кислотно-щелочного баланса (pH). Оптимальный pH для действия амилазы составляет 7,1.
Процесс ферментативного расщепления крахмала амилазой, содержащейся в слюне, начинается в ротовой полости в процессе пережевывания пищи. Когда пищевой комок попадает в желудок, pH которого 2-3, действие слюнной амилазы прекращается. Если пища во рту находится недолго, слюнная амилаза расщепляет лишь незначительную часть крахмала – основная его часть поддается ферментативному расщеплению панкреатической амилазой в двенадцатиперстной и тощей кишках.
В нормальном (здоровом состоянии) незначительное количество амилазы попадает в кровь. Основное количество амилазы попадает в кровь из поджелудочной железы, из слюнных желез в кровь поступает лишь незначительная ее часть. Попадая в результате физиологического обновления клеток поджелудочной и слюнных желез в кровь, амилаза не выполняет каких-либо функций. Поскольку молекула амилазы имеет небольшие размеры, по сравнении с другими ферментами, она способна проникать через клубочки почек и относится к числу немногих ферментов, обнаруживаемых в норме в моче.
Источник
