Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимические основы жизнедеятельности организма человека
Биохимия белков
Расщепление белков в процессе пищеварения и всасывание аминокислот

Белки пищи в ротовой полости не расщепляются, так как слюна не содер­жит гидролитических ферментов.

Химическое расщепление белков начинается в желудке под воздей­ствием протеолитических ферментов (пептидгидролаз), которые расщеп­ляют пептидные связи между аминокислотами:

Эти ферменты образуются клетками слизистой оболочки желудка, тон­кого кишечника и поджелудочной железы в неактивной форме. Такая фор­ма ферментов предотвращает самопереваривание белков в клетках, где они синтезируются, и стенок желудочно-кишечного тракта.

В желудке переваривание белков происходит при участии фермента желудочного сока пепсина, который образуется из неактивного пепсиноге­на под воздействием соляной кислоты. Пепсин проявляет максимальную ферментативную активность в сильно кислой среде при pH 1—2. Кроме то­го, под воздействием соляной кислоты происходит набухание и частичная денатурация белков, что приводит к увеличению поверхности соприкосно­вения фермента с белками. Все это облегчает процесс расщепления бел­ков в желудке. Пепсин расщепляет пептидные связи белковых молекул, в результате чего образуются высокомолекулярные пептиды и простетические группы (рис. 95).

В двенадцатиперстной кишке образовавшиеся пептиды подвергаются дальнейшему расщеплению при участии ферментов сока поджелудочной железы и кишечного сока трипсина и химотрипсина. Поджелудочная желе­за вырабатывает неактивный фермент трипсиноген, который под действи­ем фермента слизистой оболочки тонкого кишечника — энтерокиназы превращается в активный трипсин. Трипсин воздействует на другой неактивный фермент поджелудочного сока — химотрипсиноген, превращая его в активный химотрипсин.

Рис. 95 Превращение белков в процессе пищеварения и всасывание аминокислот

Трипсин и химотрипсин проявляют максимальную активность в слабо­щелочной среде при pH 7,8. Они расщепляют белки (пептиды и полипеп­тиды) на более простые соединения — низкомолекулярные пептиды (оли­гопептиды) и некоторое количество свободных аминокислот.

Окончательное расщепление низкомолекулярных пептидов до амино­кислот происходит в тонком кишечнике под действием высокоспецифичес­ких ферментов аминопептидаз, карбоксипептидаз и дипептидаз. Превра­щение белков, как и углеводов, происходит не только в полости кишки, но и на поверхности клеток слизистой оболочки (контактное или пристеноч­ное пищеварение). В полости кишки расщепляются преимущественно бел­ковые молекулы, а на поверхности клеток (между микроворсинками) — от­носительно небольшие пептиды. Образовавшиеся свободные аминокис­лоты и некоторые простые пептиды при помощи сложных биохимических процессов всасываются в кровь и доставляются в печень и другие ткани.

Белки, не расщепившиеся в тонком отделе кишечника, подвергаются расщеплению в толстом кишечнике под воздействием пептидаз, которые синтезируются находящейся здесь микрофлорой. Ферменты микрофлоры толстого кишечника способны расщеплять многие аминокислоты пищи с образованием различных токсичных веществ: фенола, крезола, индола, сероводорода, меркаптанов и др. Такое превращение аминокислот в толстом кишечнике называется гниением белков. Токсические вещества всасываются в кровь и доставляются в печень, где подвергаются обезвре­живанию. Весь процесс переваривания белков в желудочно-кишечном тракте занимает в среднем 8—12 ч после принятия пищи.

Всасывание аминокислот в кишечнике может включать разные меха­низмы их транспорта через стенку кишечника и капилляров: осмос, диф­фузию и активный транспорт. Особая роль в процессе всасывания принад­лежит ворсинкам слизистой оболочки кишечника, в которых происходит АТФ-зависимый транспорт аминокислот, сопряженный с транспортом ионов натрия (Na⁺) или водорода (Н⁺).