4. Нарушения переваривания белков и транспорта аминокислот.

При различных заболеваниях ЖКТ в желудкке нарушается выделение HCL и пепсиногена, при этом переваривание белков резко снижается. Наиболее часто встречаются патологические изменения кислотности желудочного сока.

Небольшую долю продуктов переваривания белка составляют негидролизованные короткие пептиды. У некоторых людей возникает иммунная реакция на приём белка, что, очевидно, связано со способностью к всасыванию таких пептидов. Продукты полностью переваренного белка (аминокислоты) лишены антигенных свойств и иммунных реакций не вызывают.

У новорождённых проницаемость слизистой оболочки кишечника выше, чем у взрослых, поэтому в кровь могут поступать антитела молозива (секрет молочных желёз, выделяющийся в первые дни после родов, обогащённый антителами и антитоксинами). Это усугубляется наличием в молозиве белка - ингибитора трипсина. Протеолитические ферменты в пищеварительных секретах новорождённых обладают низкой активностью. Всё это способствует всасыванию в кишечнике небольшого количества нативных белков, достаточного для обеспечения иммунной реакции. Очевидно, подобное усиление всасывающей способности кишечника является причиной наблюдаемой иногда непереносимости белков пищи (например, молока и яиц) у взрослых людей.

Всё больше подтверждений получает гипотеза, согласно которой при заболевании целиакии (нетропической спру) происходит нарушение клеток слизистой оболочки кишечника, где всасываются небольшие негидролизованные пептиды. Целиакия характеризуется повышенной чувствительностью к глютену - белку клейковины зёрен злаков, употребляемых с пищей человеком. Этот белок оказывает токсическое действие на слизистую оболочку тонкой кишки, что приводит к её патологическим изменениям и нарушению всасывания. Патогенез заболевания недостаточно ясен.

Такие заболевания, как цистинурия, болезнь Хартнапа и некоторые другие, возникают вследствие дефекта переносчиков нейтральных аминокислот в кишечнике и почках. Описана врождённая патология, связанная с дефектом фермента 5-оксопролиназы При этом с мочой выделяется оксопролин. У этих больных нарушены транспорт аминокислот в ткани и их метаболизм в клетках.

Дефицит протеолитических ферментов поджелудочной железы (врожденный или приобретенный) приводит к выделению неперевареннных белков с калом и относительному белковому голоданию. Непереваренные белки подвергаются действию микроорганизмов толстого кишечника. Этот процесс называется гниением и сопровождается образованием ядовитых продуктов – HS, некоторых аминов (путресцин, кадаверин, скатол, индол), которые могут оказывать отрицательное действие на организм.

5. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока.

Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеаз для лечения панкреатита.

Связанная HCL – HCL, связанная и белками пищи и продуктами их переваривания. У здоровых людей 5-20 ЕД. Ее количество увеличивается при гастритах, нарушениях моторной функции желудка, опухолях желудка и др.

Свободная HCL - HCL, несвязанная с компанентами желудочного сока, содержится в желудке в виде диссоциированных ионов водорода и хлора, всегда присутствует при нормальной секреции.

Увеличение свободной соляной кислоты (гиперацидное состояние) наблюдается при гиперсекреции слизистой желудка, язве 12п. кишки и др. Понижение свободной HCL (гипоацидное состояние) наблюдается при пониженной секреции, гастритах, опухолях желудка, инфекционных состояниях и др. Отсутствие свободной соляной кислоты (анацидное состояние, ахлоргидрия) может быть при гастритах, опухолях, кишечных заболеваниях, атрофии слизистой оболочки желудка. Гипоацидное и анацидное состояния могут быть при функциональном нарушении секреции (тяжелые психические состояния и т.д.)

Дуоденальный сок - пищеварительный сок двенадцатиперстной кишки, состоящий из секрета поджелудочной железы, желчи, сока кишечных крипт и дуоденальных желез.

Секрет поджелудочной железы. В клетках концевого отдела поджелудочной железы образуется водянистый щелочной секрет, обладающий благодаря ионам НСО₃^- высокой буферной емкостью, достаточной для нейтрализации соляной кислоты желудка. Секрет содержит множество ферментов, которые катализируют гидролиз высокомолекулярных составляющих пищи. Все эти ферменты являются гидролазами с рН-оптимумом в нейтральной или слабощелочной области, Многие из них образуются в виде проферментов и активируются как ферменты только в просвете кишечника.

Трипсин, химотрипсин и эластаза являются эндопептидазами, т. е. они расщепляют пептидные связи, расположенные внутри пептидной цепи. Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные основными аминокислотами Arg и Lys, химотрипсин специфически расщепляет пептидные связи неполярных аминокислот Tyr, Trp, Phe и Leu, а эластаза — преимущественно связи алифатических аминокислот Gly, Ala, Val и Ile; при этом гидролиз всеми ферментами осуществляется по карбоксильным группам указанных аминокислот. Пептиды меньшего размера атакуются карбоксипептидазами, которые отщепляют, будучи экзопептидазами, отдельные аминокислоты с С-конца пептидов).

α-Амилаза поджелудочной железы действует как эндогликозидаза на полимерные углеводы крахмал и гликоген с образованием мальтозы, мальтотриозы и смеси других олигосахаридов.

Ряд ферментов поджелудочной железы гидролизует липиды, к ним относятся липаза с колипазой, фосфолипаза А₂ и стерин-эстераза. Для действия этих ферментов необходимы соли желчных кислот.

Несколько гидролаз, в частности рибонуклеаза (РНК-аза) и дезоксирибонуклеаза (ДНК-аза), разрушают содержащиеся в пище нуклеиновые кислоты.

Желчь. Печень образует жидкий секрет, который после обезвоживания и обессоливания накапливается в желчном пузыре и оттуда поступает в двенадцатиперстную кишку. Самыми важными составными частями желчи, кроме воды и неорганических солей, являются соли желчных кислот, фосфолипиды, желчные пигменты и холестерин. Соли желчных кислот вместе с фосфолипидами эмульгируют водонерастворимые липиды пищи и активируют липазы. Без желчи жиры и жирорастворимые витамины не могут не только расщепляться, но и всасываться («жирный стул»).

Секрет тонкого кишечника. Железы тонкой кишки (железы Либеркюна и Бруннера) секретируют дополнительные пищеварительные ферменты. Вместе с ферментами на поверхности эпителия кишечника они обеспечивают полный гидролиз компонентов пищи.

Важное значение при заболеваниях печени и желчных путей имеет исследование дуоденального содержимого, поскольку одной из составных частей его является желчь. По данным исследования дуоденального содержимого можно судить о желчевыделении и о состоянии желчных путей.

Исследования дуоденального содержимого может дать ценную диагностическую информацию при заболеваниях желчного пузыря и желчных ходов. Оно может способствовать выяснению функции поджелудочной железы. Этот метод позволяет судить о характере концентрационной (всасывание воды из желчи, сгущение ее) и сократительной (перемешивание желчи и выведение ее в кишку) функций желчного пузыря, о функциональном состоянии сфинктеров Одди и Люткенса, о характере деятельности желчных протоков, о наличии воспалительных элементов, болезнетворных микробов и возбудителей ряда заболеваний в желчных путях.

Применение ингибиторов протеаз для лечения панкреатита

Панкреатит — это воспаление поджелудочной железы. Болезнь может протекать в острой (быстро и бурно) или хронической (долго и вяло) форме, с периодами обострения хронического панкреатита.

Под действием различных факторов (например, камень закупоривающий желчный проток) повышается давление в протоке поджелудочной железы, нарушается отток ее секрета, и происходит преждевременная активация ферментов. В результате вместо того, чтобы переваривать пищу, ферменты начинают переваривать саму поджелудочную железу. Развивается острое воспаление.

При хроническом панкреатите нормальная ткань поджелудочной железы постепенно замещается рубцовой, развивается недостаточность экзокринной (выработка ферментов) и эндокринной (выработка гормонов, в том числе, инсулина) функций железы.

В клинической практике для лечения острого панкреатита широкое распространение получили ингибиторы протеаз апротинин (Гордокс, Трасилол), контрикал, тцалол , пантрипин и др. Апротинин ингибирует калликреин, трипсин, химотрипсин и плазмин путем образования с ферментами неактивного комплекса. Кроме того, трасилол и другие ингибиторы протеаз дают выраженный вазопрессорный эффект и, таким образом, имеют значение в предупреждении шока. 

при выраженной токсемии целесообразно комбинированное лечение цитостатиками и ин­гибиторами протеаз, что позволяет эффективно блокировать процесс и самой железе и инактивировать ферменты, циркулирующие в крови, нимфе, тканях.

6. Переваривание липидов: условия переваривания, механизм, роль панкреатической липазы и колипазы. Регуляция переваривания липидов. Переваривание липидов пищи происходит в кишечнике, где нейтрализуется поступающая из желудка пища с помощью НСО₃, выделяющегося в составе сока поджелудочной железы. Перед воздействием пищеварительных ферментов, жиры пищи подвергаются эмульгированию. Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит под действием солей желчных кислот. протекает благодаря действию трех основных факторов: 1) перистальтике кишечника, которая способствует перемешиванию и дроблению крупных капель жира; 2) СО2, образующемуся в результате нейтрализации кислого содержимого желудка гидрокарбонатом (НСО3 - ) кишечного сока; 3) желчных кислот, поступающих в кишечник в составе желчи.

Желчные кислоты синтезируются из холестерина, в печени. К ним относятся: холевая, хенодезоксихолевая и дезоксихолевая кислоты. Две первые являются первичными желчными кислотами (образуются непосредственно в гепатоцитах), дезоксихолевая – вторичной, так как образуется из первичных желчных кислот под влиянием микрофлоры кишечника. В желчи эти кислоты присутствуют в конъюгированной форме, т.е. в виде соединений с глицином или таурином. Желчные кислоты выполняют следующие биологические функции:

1) эмульгируют жиры, их молекулы своей неполярной частью адсорбируются на поверхности жировых капель, в то же время гидрофильные группы вступают во взаимодействие с окружающей водной средой. В результате снижается поверхностное натяжение на границе раздела липидной и водной фаз, вследствие чего крупные жировые капли разбиваются на более мелкие;

2) желчные кислоты наряду с белком колипазой желчи участвуют в активировании панкреатической липазы, сдвигая её оптимум рН в кислую сторону;

3) желчные кислоты образуют с гидрофобными продуктами переваривания жиров водорастворимые комплексы, что способствует их всасыванию в стенку тонкого кишечника

При поступлении пищи в желудок, а затем в кишечник, клетки слизистой оболочки тонкого кишечника начинают секретировать холецистокинин-панкреозимин. Этот фермент действует на желчный пузырь, стимулируя его сокращение и на эндокринные клетки поджелудочной железы, стимулируя секрецию пищеварительных ферментов. Другие клетки слизистой, в ответ на поступление из желудка кислого содержимого, выделяют гормон – секретин, стимулирующий секрецию НСО₃ в сок поджелудочной железы.

Гидролиз ТАГ, составляющих основную массу липидов пищи, происходит под действием панкреотической липазы (опт. РН=8,0). ПЛ выделяется в полость тонкой кишки из поджелудочной железы вместе с белком колипазой. Колипаза секретируется в неактивном виде и частичным протеолизом под действием трипсина превращается в активную форму.

Колипаза своим гидрофобным участком связывается с поверхностью мицеллы эмульгированного жира. Другая часть молекулы способствует формированию такой конформации ПЛ, при которой активный центр фермента максимально приближен к своим субстратам (молекулам жира).

Панкреатическая липаза гидролизует жиры в положениях 1,3 триацилглицеролов. Последняя эфирная связь в положении 2 связана вторичной эфирной связью и ее удаление требует изомеризации в первичную эфирную связь. Продуктами гидролиза чаще всего являются 2моноацилглицерин и свободные жир.кислоты.

Карбоксиэстеразы кишечника и сока поджелудочной железы расщепляют 2-моноацилглицерины на свободную жирную кислоту и глицерин, но это относительно медленный процесс и только около одной четверти переваренного триацилглицерола полностью распадается на глицерол и жирную кислоту.

Гидролиз фосфолипидов осуществляется фосфолипазами. Существует несколько типов фосфолипаз, обозначаемые как А₁,А₂, С ,D, они гидролизуют разные связи в молекуле фосфолипида

Фосфолипаза А₂ катализирует гидролиз эфирной связи в положении 2 фосфолипида, в результате образуется свободная жирная кислота и лизофосфолипид. Лизофосфолипиды являются токсичными соединениями и могут вызвать гемолиз эритроцитов, поэтому лизофосфолипиды тут же гидролизуются лизофосфолипазой ( фосфолипаза В), при этом отщепляется жирная кислота в положении 1. Конечными продуктами их гидролиза является глицерин, жирные кислоты, неорганический фосфат и один из остаточных спиртов (холин, этаноламин, инозит, серин).

Фосфолипазы вырабатываются в поджелудочной железе и кишечнике в неактивном виде. Для активизации этих ферментов требуется отщепление ингибирующего пептида, а также желчные кислоты и ионы Са²⁺.

Гидролиз стеринов.

Поступающие с пищей эфиры холестерина (сливочное масло, икра и т.д.) расщепляются в эмульсионной капле кишечного содержимого с помощью панкреатической холестеролэстеразы. Активируется фермент желчными кислотами. После действия фермента образуется свободный холестерин и жирные кислоты.

7. Всасывание продуктов переваривания липидов. Ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкого кишечника. Образование хиломикронов и транспорт жиров в ткани. Продукты гидролиза липидов -длинноцепочечные жирные кислоты (более 14 углеродных атомов), 2-моноацилглицерины, холестерол, а также соли желчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами, которые устроены таким образом, что гидрофобные части молекулы обращены внутрь, а гидрофильные – наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки. Стабильность их обеспечивается в осном солями желчных кислот. Мицеллы сближаются со щеточной каймой клеток кишечника и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток.

После всасывания продуктов гидролиза жиров жирные кислоты и 2-моноацилглицерины в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника включаются в процесс ресинтеза с образованием ТАГ. Жирные кислоты вступают в реакцию этерификации только в активной форме в виде производных коэнзима А, поэтому первая стадия ресинтеза жиров - реакция активации жирных кислот Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-синтетазой (тиокиназой). Затем ацил~КоА участвует в реакции этерификации 2-моноацилглицерола с образованием сначала диацилглицерола, а затем триацилглицерола. Реакции ресинтеза жиров катализируют ацилтрансферазы. В эпителии кишечника наблюдается также ресинтез фосфолипидов и эфиров холестерина.

Биологическая роль ресинтеза липидов состоит в том, что в стенке кишечника образуются липиды, более свойственные организму человека, а не пищевому жиру, который может резко отличаться по физико-химическим показателям от липидов человека.

В клетках слизистой оболочки тонкой кишки всосавшиеся молекулы холестерола также превращаются в эфиры путём взаимодействия с ацил-КоА Эту реакцию катализирует ацилхолестеролацилтрансфераза (АХАТ). От активности этого фермента зависит скорость поступления экзогенного холестерола в организм.

В клетках эпителия тонкой кишки из жиров, образовавшихся в результате ресинтеза, а также из эфиров холестерола, жирорастворимых витаминов, поступивших с пищей, формируются липопротеиновые комплексы - хиломикроны (ХМ). ХМ далее доставляют жиры в периферические ткани.

Жиры, образовавшиеся в результате ресинтеза в клетках слизистой оболочки кишечника, упаковываются в ХМ. Основной апопротеин в составе ХМ — белок апоВ-48. В кишечнике в результате посттранскрипционных превращений «считывается» последовательность мРНК, которая кодирует только 48% от длины белка В-100, поэтому этот белок называется апоВ-48. Белок апоВ-48 синтезируется в шероховатом ЭР и там же гликозилируется. Затем в аппарате Гольджи происходит формирование ХМ, называемых «незрелыми». По механизму экзоцитоза они выделяются в хилус, образующийся в лимфатической системе кишечных ворсинок, и через главный грудной лимфатический проток попадают в кровь. В лимфе и крови с ЛПВП на ХМ переносятся апопротеины Е (апоЕ) и С-II (апоС-II); ХМ превращаются в «зрелые». ХМ имеют довольно большой размер, поэтому после приёма жирной пищи они придают плазме крови опалесцирующий, похожий на молоко, вид. ХМ транспортируют жир к различным тканям, где он утилизируется, поэтому концентрация ХМ в крови постепенно снижается, и плазма опять становится прозрачной. ХМ исчезают из крови в течение нескольких часов.