Расщепление жиров в организме. Обмен жиров

Пищеварительные ферменты делятся на три основные группы:
амилазы - ферменты, расщепляющие углеводы;
протеазы - ферменты, расщепляющие белки;
липазы - ферменты, расщепляющие жиры.

Переработка пищи начинается в ротовой полости. Под действием фермента слюны птиалина (амилазы) крахмал превращается сначала в декстрин, а затем в дисахарид мальтозу. Второй фермент слюны мальта-за расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы. Частичное расщепление крахмала, начавшись в ротовой полости, продолжается в желудке. Однако, по мере смешивания пищи с желудочным соком, соляная кислота желудочного сока прекращает действие птиалина и мальтазы слюны. Переваривание углеводов завершается в кишечнике, где высокоактивные ферменты секрета поджелудочной железы (инвертаза, маль-таза, лактаза) расщепляют дисахариды до моносахаридов.

Переваривание белков пищи представляет ступенчатый процесс, который завершается в три этапа:
1) в желудке;
2) в тонком кишечнике;
3) в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника.

На первых двух этапах расщепляются длинные полипептидные цепи белка до коротких олигопептидов. Олигопепти-ды всасываются в клетки слизистой кишечника, где расщепляются до аминокислот. На длинные полипептиды действуют ферменты протеазы, на олигопепти-ды - пептидазы. В желудке на белки воздействует пепсин, вырабатываемый слизистой желудка в неактивной форме, называемой пепсиногеном.

В кислой среде неактивный пепсиноген активируется, превращаясь в пепсин. В тонком кишечнике в нейтральной среде на частично переваренные белки воздействуют протеазы поджелудочной железы - трипсин и химо-трипсин. На олигопептиды в слизистой кишечника воздействует ряд клеточных пептидаз, расщепляющих их до аминокислот.

Переваривание жиров пищи начинается в желудке. Под действием липазы желудочного сока жиры частично расщепляются на глицерин и жирные кислоты. В двенадцатиперстной кишке жир смешивается с поджелудочным (панкреатическим) соком и желчью. Соли желчных кислот эмульгируют жиры, что облегчает воздействие на них фермента поджелудочного сока липазы, расщепляющей жиры на глицерин и жирные кислоты.

Продукты переваривания белков, жиров и углеводов - аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды - всасываются через эпителий тонкого кишечника в кровь. Все, что не успело перевариться или всосаться, переходит в толстый кишечник, где подвергается глубокому распаду под влиянием ферментов микроорганизмов с образованием ряда токсических веществ, отравляющих организм. Гнилостные микроорганизмы толстого кишечника уничтожаются молочнокислыми бактериями молочнокислых продуктов. Поэтому, чтобы организм меньше отравлялся ядовитыми отходами микроорганизмов, нужно ежедневно потреблять кефир, простоквашу и другие молочнокислые продукты.

В толстом кишечнике происходит формирование каловых масс, которые накапливаются в сигмовидной кишке. При акте дефекации они выделяются из организма через прямую кишку.

Всосавшиеся в кишечнике и поступившие в кровь продукты расщепления пищевых веществ в дальнейшем участвуют во множестве химических реакций. Эти реакции называются обменом веществ, или метаболизмом.

В печени происходит образование глюкозы, обмен аминокислот. Печень выполняет также обезвреживающую роль по отношению к ядовитым веществам, которые всасываются из кишечника в кровь.

Пищеварение - цепь важнейших процессов, происходящих в нашем организме, благодаря которой органы и ткани получают необходимые питательные вещества.

Заметьте, никаким другим способом в организм не могут поступить ценные белки, жиры, углеводы, минералы и витамины. Пища поступает в ротовую полость, проходит пищевод, попадает в желудок, оттуда отправляется в тонкий, затем в толстый кишечник. Это схематичное описание того, как проходит пищеварение. На самом деле всё гораздо сложнее. Пища проходит определённую обработку в том или ином отделе желудочно-кишечного тракта. Каждый этап - отдельный процесс.

Нужно сказать, что огромную роль в пищеварении играют ферменты, которые сопровождают пищевой комок на всех этапах. Ферменты представлены в нескольких видах: ферменты, отвечающие за переработку жиров; ферменты, отвечающие за переработку белков и, соответственно, углеводов. Что же представляют собой эти вещества? Ферменты (энзимы) являются белковыми молекулами, ускоряющими химические реакции. Их наличие/отсутствие определяет скорость и качество обменных процессов. Многим людям для нормализации метаболизма приходится принимать препараты, содержащие ферменты, так как их пищеварительная система не справляется с поступаемой пищей.

Ферменты для углеводов

Пищеварительный процесс, ориентированный на углеводы, начинается ещё в ротовой полости. Пища измельчается с помощью зубов, параллельно подвергаясь воздействию слюны. В слюне и кроется секрет в виде фермента птиалина, который превращает крахмал в декстрин, а после в дисахарид мальтозу. Мальтозу же расщепляет фермент мальтаза, разбивая её на 2 молекулы глюкозы. Итак, первый этап ферментативной обработки пищевого комка пройден. Расщепление крахмалистых соединений, начавшееся во рту, продолжается в желудочном пространстве. Пища, поступив в желудок, испытывает на себе действие соляной кислоты, которая блокирует ферменты слюны. Завершающая стадия расщепления углеводов проходит внутри кишечника с участием высокоактивных ферментных веществ. Эти вещества (мальтаза, лактаза, инвертаза), перерабатывающие моносахариды и дисахариды, содержатся в секреторной жидкости поджелудочной железы.

Ферменты для белков

Расщепление белков проходит в 3 этапа. Первый этап осуществляется в желудке, второй - в тонком кишечнике, а третий - в полости толстого кишечника (этим занимаются клетки слизистой оболочки). В желудке и тонком кишечнике под действием ферментов протеазов полипептидные белковые цепи распадаются на более короткие олигопептидные, которые после попадают в клеточные образования слизистой оболочки толстого кишечника. С помощью пептидазов олигопептиды расщепляются до конечных белковых элементов - аминокислот.

Слизистая желудка вырабатывает неактивный фермент пепсиноген. В катализатор он превращается лишь под влиянием кислой среды, становясь пепсином. Именно пепсин нарушает целостность белков. В кишечнике на белковую пищу воздействуют ферментные вещества поджелудочной железы (трипсин, а также химотрипсин), переваривая длинные белковые цепи в нейтральной среде. Олигопептиды подвергаются расщеплению до аминокислот с участием некоторых пептидазовых элементов.

Ферменты для жиров

Жиры, как и другие пищевые элементы, перевариваются в желудочно-кишечном тракте в несколько этапов. Начинается этот процесс в желудке, в котором липазы расщепляют жиры на жирные кислоты и глицерин. Составляющие жиров отправляются в двенадцатиперстную кишку, где смешиваются с желчью и соком поджелудочной железы. Желчные соли подвергают жиры эмульгации, чтобы ускорить их обработку ферментом панкреатического сока липазой.

Путь расщеплённых белков, жиров, углеводов

Как уже выяснилось, под действием ферментов белки, жиры и углеводы распадаются на отдельные составляющие. Жирные кислоты, аминокислоты, моносахариды попадают в кровь посредством эпителия тонкого кишечника, а «отходы» отправляются в полость толстого кишечника. Здесь всё, что не смогло перевариться, становится объектом внимания микроорганизмов. Они перерабатывают эти вещества собственными ферментами, образуя шлаки и токсины. Опасным для организма является попадание продуктов распада в кровь. Гнилостную микрофлору кишечника можно подавить кисломолочными бактериями, содержащимися в кисломолочных продуктах: твороге, кефире, сметане, ряженке, простокваше, йогурте, кумысе. Вот почему рекомендуется ежедневное их употребление. Однако перебарщивать с кисломолочными продуктами нельзя.

Все непереваренные элементы составляют каловые массы, которые накапливаются в сигмовидном отрезке кишечника. А покидают они толстый кишечник через прямую кишку.

Полезные микроэлементы, образовавшиеся в ходе расщепления белков, жиров и углеводов, всасываются в кровь. Их назначение - участие в большом числе химических реакций, обусловливающих протекание метаболизма (обмена веществ). Важную функцию выполняет печень: она осуществляет конвертацию аминокислот, жирных кислот, глицерина, молочной кислоты в глюкозу, таким образом обеспечивая организм энергией. Также печень представляет собой своеобразный фильтр, очищающий кровь от токсинов, ядов.

Вот так протекают в нашем организме пищеварительные процессы с участием важнейших веществ - ферментов. Без них переваривание пищи невозможно, а, значит, невозможна нормальная работы пищеварительной системы.

Ферменты солода и их субстраты

Ферменты, расщепляющие крахмал

Гидролитическое расщепление крахмала (амилолиз) при затирании катализируют амилозы солода. Кроме них солод содержит несколько ферментов из групп амилоглюкозидаз и трансфераз, которые атакуют некоторые продукты расщепления крахмала; однако по количественному соотношению они имеют при затирании только второстепенное значение.

При затирании природным субстратом является крахмал, содержащийся в солоде. Так же как любой природный крахмал, он не является единым химическим веществом, а смесью, содержащей в зависимости от происхождения от 20 до 25% амилозы и 75-80% амилопектина.

Молекула амилозы образует длинные, неразветвленные, спиральносвернутые цепочки, состоящие из молекул α-глюкозы, взаимно связанных глюкозидными связями в положении α-1,4. Количество глюкозных молекул различно и колеблется от 60 до 600. Амилоза растворима в воде и окрашивается йодным раствором в синий цвет. По Мейеру , амилоза под действием β-амилазы солода полностью гидролизуется до мальтозы.

Молекула амилопектина состоит из коротких разветвленных цепочек. Наряду со связями в положении α-1,4, в разветвленных местах встречаются также связи α-1,6. Глюкозных единиц в молекуле насчитывается около 3000. Ячменный амилопектин содержит их, по Мак Леоду , от 24 до 26, в то время как солодовый только 17-18. Амилопектин без нагрева нерастворим в воде, при нагреве образует клейстер.

Солод содержит две амилазы, расщепляющие крахмал до мальтозы и декстринов. Одна из них катализирует реакцию, при которой быстро исчезает синяя окраска с йодным раствором, однако мальтозы образуется относительно мало; эта амилаза называется декстринирующей или α-амилазой (α-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза, ЕК 3.2.1 Л.). Под действием второй амилазы синяя окраска с йодным раствором исчезает только тогда, когда образуется большое количество мальтозы; это амилаза осахаривающая или β-амилаза (β-1,4-глюканмальтогидролаза, ЕК 3.2.1.2)*.

Декстринирующая α-амилаза. Она является типичным компонентом солода.

α-Амилаза активизируется при солодоращении, однако в ячмене Кнеен обнаружил ее только в 1944 г. . Она катализирует расщепление α-1,4 глюкозидных связей. Молекулы обоих компонентов крахмала, т. е. амилозы и амилопектина, при этом неравномерно разрываются внутри; только конечные связи, не гидролизуются. Происходит разжижение и декстринизация проявляющаяся в быстром снижении вязкости раствора (разжижение затора). Разжижение крахмального клейстера является одной из функций солодовой α-амилазы. Представление об участии другого разжижающего фермента (амилофосфатазы) в настоящее время не считается обоснованным. Характерно, что α-амилаза вызывает исключительно быстрое снижение вязкости крахмального клейстера, восстанавливающая способность которого при этом возрастает очень медленно. Синяя йодная реакция крахмального клейстера (т. е. раствора амилопектина) под действием α-амилазы быстро изменяется через красную, бурую да ахроической точки, а именно при низкой восстанавливающей способности.

В естественных средах, т. е. в солодовых экстрактах и заторах, аα-амилаза имеет температурный оптимум 70°С; инактивируется при 80°С. Оптимальная зона pH равна от 5 до 6 с четким максимумом на рН-кривой. Она стабильна в диапазоне pH от S до 9. аα-Амилаза очень чувствительна к повышенной кислотности (является кислотонеустойчивой); инактивируется окислением да pH 3 при 0°С или до pH 4,2-4,3 при 20°С.

Осахаривающая β-амилаза. Она содержится в ячмене и ее объем при соложении (проращивании) сильно возрастает. β-Амилаза обладает высокой способностью катализировать расщепление крахмала до мальтозы. Она не разжижает нерастворимый нативный крахмал и даже крахмальный клейстер.

Из неразветвленных цепочек амилазы β-амилаза отщепляет вторичные α-1,4 глюкозидные связи, а именно от невосстанавливающихся (неальдегидных) концов цепей. Мальтоза постепенно отщепляет от отдельных цепочек по одной молекуле. Расщепление амилопектина происходит также, однако фермент атакует разветвленную молекулу амилопектина одновременно в нескольких пространственных цепочках, а именно в местах разветвления, где находятся связи α-1,6, перед которыми расщепление прекращается.

Вязкость крахмального клейстера под действием α-амилазы снижается медленно, в то время как восстанавливающая способность возрастает равномерно. Йодная окраска переходит из синей очень медленно в фиолетовую, а потом в красную, однако ахроической точки вообще не достигает.

Температурный оптимум β-амилазы в солодовых экстрактах и заторах находится при 60-65°С; она инактивируется при 75°С. Оптимальная зона pH равна 4,5-5, по другим данным — 4,65 при 40-50°С с нерезким максимумом на рН-кривой.

Общее действие α- и β-амилазы. Амилаза (диастаза), содержащаяся в солоде обычных типов и в специальном диастатическом солоде, является природной смесью α- и β-амилазы, в которой β-амилаза количественно преобладает над α-амилазой.

При одновременном действии обеих амилаз гидролиз крахмала намного глубже, чем при самостоятельном действии одного из названных ферментов, и мальтозы при этом получается 75-80%.

Осахаривание амилозы и конечных групп амилопектина β-амилаза начинает с конца цепочек, в то время как α-амилаза атакует молекулы субстрата внутри цепочек.

Низшие и высшие декстрины образуются наряду с мальтозой под действием α-амилазы на амилозу и амилопектин. Высшие декстрины образуются также под действием β-амилазы на амилопектин. Декстрины являются разновидностью эритрогранулозы и α-амилаза разрывает их вплоть до α-1,6 связей, так что образуются новые центры для действия β-амилазы. Тем самым α-амилаза повышает активность β-амилазы. Кроме того, α-амилаза атакует декстрины типа гексозы, образующиеся под действием β-амилазы на амилозу.

Декстрины с нормальными прямыми цепочками осахариваются обеими амилазами. При этом β-амилаза дает мальтозу и немного мальтотриозы, а α-амилаза — мальтозу, глюкозу и мальтотриозу, которая дальше расщепляется до мальтозы и глюкозы. Декстрины с разветвленными цепочками рвутся до мест разветвления. При этом образуются низшие декстрины, иногда олигосахариды, главным образом трисахариды и изомальтоза. Таких разветвленных остаточных продуктов, которые ферменты дальше не гидролизуют, насчитывается около 25-30% и они называются конечными декстринами.

Разницу температурного оптимума α- и β-амилазы на практике используют для регулировки взаимодействия обоих ферментов тем, что подбором правильной температуры поддерживают деятельность одного фермента в ущерб другому.

Амилоглюкозидазы солода, например α- и β-глюкозидаза, β-h-фруктозидаза, — это гидролизующие ферменты, реагирующие точно так же, как амилазы, которые, однако, гидролизуют не крахмал, а только некоторые продукты расщепления.

Трансглюкозидазы, скорее негидролизующиеся ферменты, однако механизм катализированных ими реакций подобен механизму гидролаз. В солоде содержатся трансглюкозидазы, фосфорилирующие или фосфорилазы, и нефосфорилирующие, например циклодекстриназа, амиломальтаза и др. Все эти ферменты катализируют перенос сахарных радикалов. Их технологическое значение второстепенное.

Ферменты, расщепляющие белковые вещества

Расщепление белков (протеолиз) катализируют при затира-нии ферменты из группы пептидаз или протеаз (пептид гидролаз, ЕК 34), гидролизующие пептидные связи = СО = NH =. Они делятся на эндопептидазы, или протеиназы (пептид пептидогидролазы, ЕК 3.44) и экзопептидазы или пептидазы (дипептид гидролазы, ЕК 3.4.3).

В заторах субстратами являются остатки белкового вещества ячменя, т. е. лейкозина, эдестина, гордеина и глютелина, частично измененного при соложении (например, коагулированного при сушке) и продукты их расщепления, т. е. альбумозы, пептоны и полипептиды.

Некоторые белковые вещества образуют открытые цепи связанных пептидными связями аминокислот со свободными концевыми аминными группами = NH2 И карбоксильными группами = СООН. Кроме них в молекуле белков могут находиться аминогруппы диаминокарбоновых кислот и карбоксильные группы дикарбоновых кислот. До тех пор пока некоторые белки имеют пептидные цепи, замкнутые в кольца, они не имеют конечных аминных и карбоксильных групп.

Ячмень и солод содержат один фермент из группы эндопептидаз (протеиназ) и не менее двух эксопептидаз (пептидаз). Их гидролизующее действие взаимно дополняется.

Эндопептидаза (протеиназа). Как настоящая протеиназа, ячменная и солодовая эндопептидаза гидролизует внутренние пептидные связи протеинов. Макромолекулы белков при этом расщепляются на меньшие частицы, т. е. полипептиды с меньшей молекулярной массой. Точно так же, как остальные протеиназы, ячменная и солодовая протеиназа действуют активнее на измененные белки, например денатурированные, чем на белки нативные.

По своим свойствам ячменная и солодовая протеиназы относятся к ферментам типа папаина, очень распространенным в растениях. Их оптимальная температура находится между 50-60°С, оптимум pH колеблется от 4,6 до 4,9 в зависимости от субстрата. Протеиназа относительно стабильна при высоких температурах и тем самым отличается от пептидаз. Наиболее стабильна она в изоэлектрической области, т. е. при pH от 4,4 до 4,6. По Кольбаху, активность фермента в водной среде снижается уже спустя 1 ч при 30°С; при 70°С через 1 ч он полностью разрушается.

Гидролиз, катализированный солодовой протеиназой, протекает постепенно. Между белками и полипептидами было выделено несколько промежуточных продуктов, из которых важнейшими являются пептоны, называемые также протеозы, альбумозы и т. д. Это высшие продукты расщепления коллоидного характера, которые имеют типичные свойства белков. Они осаждаются в кислой среде танином, однако при биуретовой реакции (т. е. реакции с сернокислой медью в щелочном растворе белка) окрашиваются в розовый цвет вместо фиолетового. При кипячении пептоны не коагулируют. Растворы имеют активную поверхность, они вязки и при встряхивании легко образуют пену.

Последнюю степень расщепления белков, катализированных солодовой протеиназой, представляют полипептиды. Они только отчасти являются высокомолекулярными веществами с коллоидными свойствами. Нормально полипептиды образуют молекулярные растворы, легко диффундирующие. Как правило, они не реагируют как белки и не осаждаются танином. Полипептиды являются субстратом пептидаз, которые дополняют действие протеиназы.

Экзопептидазы (пептидазы). Комплекс пептидаз представлен в солоде двумя ферментами, однако допускается наличие и других.

Пептидазы катализируют отщепление терминальных остатков аминокислот от пептидов, причем сначала образуются дипептиды и, наконец, аминокислоты. Пептидазы характеризуются субстратной специфичностью. Среди них имеются и дипептидазы, гидролизующие только дипептиды, и полипептидазы, гидролизующие высшие пептиды, содержащие в молекуле не менее трех аминокислот. В группе пептидаз различаются аминополипептидазы, активность которых обусловливает присутствие свободной аминогруппы, и карбоксипептидазы, требующие присутствия свободной карбоксильной группы.

Все солодовые пептидазы имеют оптимальный pH в слабощелочной области между pH 7 и 8 и оптимальную температуру около 40°С. При pH 6, при котором протекает протеолиз в прорастающем ячмене, активность пептидаз ярко выражена, в то время как при pH 4,5-5,0 (оптимум протеиназ) пептидазы инактивируются. В водных растворах активность пептидаз снижается уже при 50°С, при 60°С пептидазы быстро инактивируются.

Ферменты, расщепляющие сложные эфиры фосфорной кислоты

При затирании большое значение придается ферментам катализирующим гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты.

Отщепление фосфорной кислоты технически очень важно из-за ее непосредственного влияния на кислотность и буферную систему пивоваренных полупродуктов и пива.

Природным субстратом солодовых фосфоэстераз являются сложные эфиры фосфорной кислоты, из которых в солоде преобладает фитин. Это смесь кзльцисвых и магниевых солей фитиновой кислоты, которая является гексафосфорным сложным эфиром инозита. В фосфатидах фосфор связан как сложный эфир с глицерином, в то время как нуклеотиды содержат фосфорный эфир рибозы, связанный с пиримидиновым или пуриновым основанием.

Важнейшей солодовой фосфоэстеразой является фитаза (мезоинозитгексафосфатфосфогидролаза, ЕК 3.1.3.8). Она очень активна. От фитина фитаза постепенно отщепляет фосфорную кислоту. При этом образуются различные фосфорные сложные эфиры инозита, которые в конце концов дают инозит и неорганический фосфат. Наряду с фитазой были описаны также сахарофосфорилаза, нуклеотидпирофосфатаза, глицерофосфатаза и пи- рофосфатаза.

Оптимальный pH солодовых фосфатаз находится в относительно узком диапазоне — от 5 до 5,5. К высоким температурам они чувствительны по-разному. Оптимальный температурный интервал 40-50°С очень близок к температурному интервалу пептидаз (протеаз).

Ферменты, расщепляющие продукты питания

Строительный материал для мышц и энергию, необходимую для жизнедеятельности, организм получает исключительно из пищи. Получение энергии из пищи — вершина эволюционного механизма потребления энергии. В процессе переваривания пища превращается в составные элементы, которые могут быть использованы организмом.

При высоких физических нагрузках потребность в пищевых веществах может быть настолько велика, что даже здоровый желудочно-кишечный тракт не способен будет обеспечить организм достаточным количеством пластического и энергетического материала. В связи с этим, возникает противоречие между потребностью организма в пищевых веществах и способностью желудочно-кишечного тракта эту потребность удовлетворить.

Попробуем рассмотреть способы решения этой проблемы.

Для того, чтобы понять, каким образом лучше всего повысить переваривающую способность желудочно-кишечного тракта, необходимо сделать краткий экскурс в физиологию.

В химических преобразованиях пищи самую важную роль играет секреция пищеварительных желез. Она строго координирована. Пища, передвигаясь по желудочно-кишечному тракту, подвергается поочередному воздействию различных пищеварительных желез.

Понятие “пищеварение” неразрывно связано с понятием пищеварительных ферментов. Пищеварительные ферменты – это узкоспециализированная часть ферментов, основная задача которых — расщепление сложных пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте до более простых, которые уже непосредственно усваиваются организмом.

Рассмотрим основные компоненты пищи:

Углеводы. Простые углеводы сахара (глюкоза, фруктоза) переваривания не требуют. Они благополучно всасываются в ротовой полости, 12-и перстной кишке и тонком кишечнике.

Сложные углеводы — крахмал и гликоген требуют переваривания (расщепления) до простых сахаров.

Частичное расщепление сложных углеводов начинается уже в ротовой полости, т.к. слюна содержит амилазу — фермент, расщепляющий углеводы. Амилаза слюны L-амилаза, осуществляет лишь первые фазы распада крахмала или гликогена с образованием декстринов и мальтозы. В желудке действие слюнной L -амилазы прекращается из-за кислой реакции содержимого желудка (рН 1,5-2,5). Однако в более глубоких слоях пищевого комка, куда не сразу проникает желудочный сок, действие слюнной амилазы некоторое время продолжается и происходит расщепление полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы.

Когда пища попадает в 12-и перстную кишку, там осуществляется самая важная фаза превращения крахмала (гликогена), рН возрастает до нейтральной среды и L -амилаза максимально активизируется. Крахмал и гликоген полностью распадаются до мальтозы. В кишечнике мальтоза очень быстро распадается на 2 молекулы глюкозы, которые быстро всасываются.

Дисахариды.

Сахароза (простой сахар), попавшая в тонкий кишечник, под действием фермента сахарозы быстро превращается в глюкозу и фруктозу.

Лактоза, молочный сахар, который содержится только в молоке, под действием фермента лактозы.

В конце концов, все углеводы пищи распадаются на составляющие их моносахариды (преимущественно глюкоза, фруктоза и галактоза), которые всасываются кишечной стенкой и затем попадают в кровь. Свыше 90% всосавшихся моносахаридов (главным образом глюкозы) через капилляры кишечных ворсинок попадают в кровеносную систему и с током крови доставляются прежде всего в печень. В печени большая часть глюкозы превращается в гликоген, который откладывается в печеночных клетках.

Итак, теперь мы с вами знаем, что основными ферментами, расщепляющими углеводы, являются амилаза, сахароза и лактоза. Причем более 90% удельного веса занимает амилаза. поскольку большая часть потребляемых нами углеводов являются сложными, то и амилаза соответственно — основной пищеварительный фермент, расщепляющий углеводы (сложные).

Белки. Белки пищи не усваиваются организмом, они не будут расщеплены в процессе переваривания пищи до стадии свободных аминокислот. Живой организм обладает способностью использовать вводимый с пищей белок только после его полного гидролиза в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, из которых затем в клетках организма строятся свойственные для данного вида специфические белки.

Процесс переваривания белков и является многоступенчатым. Ферменты, расщепляющие белки называются “протиолитическими”. Примерно 95-97% белков пищи (те, что подверглись расщеплению) всасываются в кровь в виде свободных аминокислот.

Ферментный аппарат желудочно-кишечного тракта расщепляет пептидные связи белковых молекул поэтапно, строго избирательно. При отсоединении от белковой молекулы одной аминокислоты получается аминокислота и пептид. Затем от пептида отщепляется еще одна аминокислота, затем еще и еще. И так до тех пор, пока вся молекула не будет расщеплена до аминокислот.

Основной протеолитический фермент желудка — пепсин. Пепсин расщепляет крупные белковые молекулы до пептидов и аминокислот. Активен пепсин только в кислой среде, поэтому для его нормальной активности необходимо поддерживать определенный уровень кислотности желудочного сока. При некоторых заболеваниях желудка (гастрит и т.д.) кислотность желудочного сока значительно снижается.

В желудочном соке содержится также ренин. Это протеолитический фермент, который вызывает створаживание молока. Молоко в желудке человека должно сначала превращаться в кефир, а уж затем подвергаться дальнейшему усвоению. При отсутствии ренина (считается, что он присутствует в желудочном соке только до 10-13 летнего возраста) молоко не будет створоженным, проникает в толстый кишечник и там подвергается процессам гниения (лактаальбумины) и брожения (галактоза). Утешением служит тот факт, что у 70% взрослых людей функцию ренина берет на себя пепсин. 30% взрослых людей молоко все-таки не переносит. Оно вызывает у них вздутие кишечника (брожение галактозы) и послабление стула. Для таких людей предпочтительны кисломолочные продукты, в которых молоко находится уже в створоженном виде.

В 12-и перстной кишке пептиды и белки подвергаются уже более сильной “агрессии” протеолитичекими ферментами. Источником этих ферментов служит внешнесекреторный аппарат поджелудочной железы.

Итак, 12-и перстная кишка содержит такие протеолитические ферменты, как трипсин, химотрипсин, коллагеназа, пептидаза, эластаза. А отличие от протеолитичеких ферментов желудка, ферменты поджелудочной железы разрывают большую часть пептидных связей и превращают основную массу пептидов в аминокислоты.

В тонком кишечнике полностью завершается распад еще имеющихся пептидов до аминокислот. Происходит всасывание основного количества аминокислот путем пассивного транспорта. Всасывание путем пассивного транспорта означает, что чем больше аминокислот будет находиться в тонком кишечнике, тем больше их всосется в кровь.

Тонкий кишечник содержит большой набор различных пищеварительных ферментов, которые объединяются под общим названием пептидазы. Здесь завершается в основном пищеварение белков.

Следы пищеварительных процессов можно отыскать еще и в толстом кишечнике, где под влиянием микрофлоры происходит частичный распад трудноперевариваемых молекул. Однако этот механизм носит рудиментарный характер и серьезного значения в общем процессе пищеварения не имеет.

Заканчивая рассказ о гидролизе белков, следует упомянуть, что все основные процессы пищеварения протекают на поверхности слизистой оболочки кишечника (пристеночное пищеварение по А. М. Уголеву).

Жиры (липиды). Слюна не содержит ферментов, расщепляющих жиры. В полости рта жиры не подвергаются никаким изменениям. Желудок человека содержит некоторое количество липазы. Липаза — фермент, расщепляющий жиры. В желудке человека, однако, липаза малоактивна из-за очень кислой желудочной среды. Только у грудных детей липаза расщепляет жиры грудного молока.

Расщепление жиров у взрослого человека происходит в основном в верхних отделах тонкого кишечника. Липаза не может воздействовать на жиры, если они не эмульгированы. Эмульгирование жиров происходит в 12-и перстной кишке, сразу же, как только туда попадает содержимое желудка. Основное эмульгирующее действие на жиры оказывают соли желчных кислот, которые попадают в 12-и перстную кишку из желчного пузыря. Желчные же кислоты синтезируются в печени из холестерина. Желчные кислоты не только эмульгируют жиры, но и активизируют липазу 12-и перстной кишки и кишечника. Эта липаза вырабатывается в основном внешнесекреторным аппаратом поджелудочной железы. Причем поджелудочная железа вырабатывает несколько видов липаз, которые расщепляют нейтральный мир на глицерин и свободные жирные кислоты.

Частично жиры в виде тонкой эмульсии могут всасываться в тонком кишечнике в неизменном виде, однако основная часть жира всасывается лишь после того, как липаза поджелудочной железы расщепит его на жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты с короткой цепью всасываются легко. Жирные же кислоты с длинной цепью всасываются плохо. Для всасывания им приходится соединиться с желчными кислотами, фосфолипидами и холестерином, образуя так называемые мицеллы — жировые шарики.

При необходимости ассимилировать большие, чем обычно, количества пищи и ликвидировать противоречие между потребностью организма в пищевых вещевых и способностью желудочно-кишечного тракта обеспечить эту потребность, чаще всего используют ведение извне фармакологических препаратов, содержащих пищеварительные ферменты.

Химическая сущность переваривания жиров. Ферменты, расщепляющие жиры. Состав желчи.

Химическая обработка корма происходит при помощи ферментов пищеварительных соков, вырабатываемых железами пищеварительного тракта: слюнными, желудочными, кишечными, поджелудочной. Различают три группы пищеварительных ферментов: протеолитические — расщепляющие белки до аминокислот, глюкозидные (амилолитические) — гидролизирующие углеводы до глюкозы и липолитические — расщепляющие жиры на глицерин и жирные кислоты.

Гидролиз жира происходит, главным образом, с помощью полостного пищеварения с участием липаз и фосфолипаз. Липаза гидролизует жир до жирных кислот и моноглицерида (обычно до 2-моноглицерида).

В ротовой полости жиры не перевариваются => нет условий. В желудке у взрослых, желудочная липаза имеет очень низкую активность => нет условий для эмульгирования жира, т.к. она неактивна в кислой среде. У молодняка в молочный период => переваривание происходит, т.к. молочный жир находится в эмульгированном состоянии и рН желудочного сока= 5. => переваривание жиров происходит в верхних отделах тонкого кишечника. Липаза не может воздействовать на жиры, если они не эмульгированы. Эмульгирование жиров происходит в 12-и перстной кишке. Основное эмульгирующее действие на жиры оказывают соли желчных кислот, которые попадают в 12-и перстную кишку из желчного пузыря. Желчные кислоты не только эмульгируют жиры, но и активизируют липазу 12-и перстной кишки и кишечника.

Частично жиры в виде тонкой эмульсии могут всасываться в тонком кишечнике в неизменном виде, однако основная часть жира всасывается лишь после того, как липаза поджелудочной железы расщепит его на жирные кислоты и глицерин. Для всасывания им приходится соединиться с желчными кислотами, фосфолипидами и холестерином, образуя так называемые мицеллы — жировые шарики.

В толстой кишке нет ферментов, проявляющих гидролитическое действие на липиды. Липидные вещества, которые не претерпевают изменений в тонкой кишке, подвергаются гнилостному разложению под влиянием ферментов микрофлоры. Слизь толстой кишки содержит некоторое количество фосфатидов. Часть из них резорбируется.

Невсосавшийся холестерин восстанавливается до копрострерина кала.

Ферменты, расщепляющие липиды называют липазы .

а) лингвальная липаза (секретируется слюнными железами, в корне языка);

б) желудочная липаза (секретируется в желудке и обладает способностью работать в кислой среде желудка);

в) панкреатическая липаза (поступает в просвет кишки в составе секрета поджелудочной железы, расщепляет пищевые триглицериды, которые составляют около 90% пищевых жиров).

В зависимости от типа липидов в их гидролизе участвуют разные липазы. Триглицериды расщепляют липазы и триглицеридлипаза, холестерин и другие стерины — холестеролаза, фосфолипиды -фосфолипаза.

Состав желчи. Желчь вырабатывается клетками печени. Различают два вида желчи: печеночную и пузырную. Печеночная желчь жидкая, прозрачная, светло-желтого цвета; пузырная более густая, темного цвета. Желчь состоит из 98% воды и 2% сухого остатка, куда входят органические вещества: соли желчных кислот -холевая, литохолевая и дезоксихолевая, желчные пигменты — билирубин и биливердин, холестерин, жирные кислоты, лецитин, муцин, мочевина, мочевая кислота, витамины А, В, С; незначительное количество ферментов: амилаза, фосфатаза, протеаза, каталаза, оксидаза, а также аминокислоты и глюкокортикоиды; неорганические вещества: Nа+, К+, Са2+, Fe++, С1-, HCO3-, SO4-, Р04-. В желчном пузыре концентрация всех этих веществ в 5-6 раз больше, чем в печеночной желчи

Сегодня мы с вами разберёмся в том, как происходит образование и расщепление жира в нашем организме. Этот процесс в целом носит название липидный обмен (или обмен жиров).

На самом деле, в организме происходит такое колоссальное количество химических реакций и превращений, что для детального объяснения всего процесса обмена жиров потребовался бы ряд многочасовых лекций и отличные познания в области биохимии.

Разумеется, я не собираюсь нагружать вас простынями формул, поэтому, мы будем рассматривать обмен жиров в очень упрощённом варианте и только с той стороны, которая важна для нас с вами - с точки зрения похудения.

Для начала детально обсудим процесс образования жиров в нашем организме.

Интересно то, что наш организм умеет получать жиры не только непосредственно из жиров, которые находятся в пище, но и из углеводов и даже белков. И сейчас мы рассмотрим все 3 способа получения жиров подробнее.

Итак, жиры, входящие в состав пищи, попадают в ЖКТ, где расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Затем это всё всасывается и попадает в кровь и лимфу, с помощью которых доставляется клеткам нашего организма. Если каким-то клеткам требуется жир (к примеру, клеткам мышц нужна энергия), то жирные кислоты потребляются этими клетками. Если организму энергия не требуется, то попадая в специальные жировые клетки (липоциды), жирные кислоты могут откладываться “про запас” в виде веществ под названием “триглицериды”. В жировых клетках хранятся наши жировые запасы и именно жировые клетки с большим количеством накопленных триглицеридов создают нам дискомфорт в виде избыточного веса.

Образование жировых отложений из углеводов выглядит следующим образом: сначала углеводы расщепляются до глюкозы и фруктозы, а затем в жировых клетках при участии инсулина из них образуются триглицериды.

Процесс образования жировых отложений из белков существенно сложнее. Чтобы получить жир из белка, сначала необходимо расщепление белка до аминокислот, затем в печени аминокислоты превращаются в глюкозу, а затем уже из глюкозы при участии инсулина образуются триглицериды в жировых клетках.

Из этого мы сразу можем сделать довольно важный вывод:

“Сделать” жир из белков нашему организму сложнее всего!

На этом факте основано множество разнообразных диет, например, диета Дюкана. Однако подобные диеты имеют негативные последствия для здоровья и я рекомендую их избегать. Есть гораздо более правильные и простые способы сбросить лишний вес, чем изнурять себя “чудо-диетами”.

Стоит заметить, что у жира в нашем организме есть множество функций. Он не только служит основным энергетическим запасом нашего организма, но и является строительным материалом для клеточных мембран и ряда гормонов. Поэтому полностью избавиться от жировой ткани мы не можем. Без жировой ткани наш организм не сможет нормально функционировать. Когда мы ведём речь о похудении, мы стараемся избавиться от излишков жира, но не от всего жира. Некоторый процент всё равно остаётся.

Стоит отметить, что организм женщины более склонен к накоплению жира и менее склонен затем этот жир расщеплять. Это связано с репродуктивной функцией. Для выполнения данной функции необходим огромный запас энергии. Огромное количество энергии тратится на формирование плода, на его жизнедеятельность и развитие. Также, в период формирования плода происходит активное строительство новых клеток, которым необходимы мембраны, которые строятся из жиров. В мире природы нет гарантии, что пища всегда будет доступна и поэтому необходимы запасы энергии.

Минимальное количество жира в организме, ниже которого возникает угроза смерти:

• у мужчин: порядка 5%
• у женщин: порядка 10%

Теперь нам нужно понять, а как же достаются, расщепляются и, затем, расходуются жировые запасы нашего организма.

Итак, жир отложился в виде триглицеридов в жировой клетке. И пришло время его использовать. Это происходит, когда из пищеварительной системы поступает недостаточно энергии или жир требуется как строительный материал для мембран клеток. В этот момент жировым клеткам отдаётся сигнал. Этот сигнал отдаётся гуморальным способом (то есть с помощью гормонов). Это не один какой-то гормон, а целый набор различных гормонов, обладающих липолитическим действием (способностью расщеплять жиры).

К примеру, в момент стресса, организм выделяет специальный гормон - адреналин, расщепляющий жир (организм готовится к тому, чтобы была энергия активных действий - к примеру, убегать от опасности).

Если человек давно не ел, пищеварительная система пустая, в крови падает уровень глюкозы. Выделяется специальный гормон - “глюкогон”, который достаёт глюкозу из печени. Также, этот гормон обладает и липолитическим действием.

Если человек очень долго не ест, или испытывает физические или эмоциональные перегрузки, выделяется гормон - кортизол.
Также жир расщепляет соматотропин. Он стимулирует синтез белка и в том числе для этого, он даёт команду расщепиться жирам. Так как синтез белка требует огромного количества энергии, которая получается в виде АТФ из жиров.

Еще расщепляют жир гормоны щитовидной железы и многие другие гормоны.

Получив команду от гормонов, жировая клетка расщепляет жир на:

• глицерин
• жирные кислоты

Которые поступают в кровоток и лимфоток.

При этом жирные кислоты, которые сами по себе транспортироваться не могут, соединяются со специальными белками и образуют “жиро-белки” или, по-научному “липопротеины”.

Далее липопротеины, “проезжая” мимо клетки, которой требуется энергия, взаимодействуют со специальными ферментами на мембране клетки, которые расщепляют липопротеины и забирают жирную кислоту для дальнейшего использования (получения энергии или строительства мембран).

Стоит отметить, что часто из процесса обмена жиров делаются неверные выводы. К примеру, человек услышал, что сигнал к расщеплению жира даёт адреналин, который выделяется в момент стресса. И есть специальные пилюли, которые стимулируют выработку адреналина, и их надо кушать, чтобы расщеплялся жир. Но расщепление жира, это ещё не его окисление (то есть, просто расщепление и поступление его в кровь - это ещё НЕ расход жира). Окисление (то есть непосредственно расход жира на энергию или строительство мембран) начнёт происходить только тогда, когда этот жир нужен клеткам, мимо которых он “проплывает”. Если энергия никаким клеткам не требуется, то всё закончится просто тем, что жиры выйдут в кровь и будут там плавать. Эти жиры будут откладываются на стенках сосудов, что очень плохо и может привести к атеросклерозу, закупорке сосудов инсультам и т.д. Поэтому люди, которые часто нервничают более подвержены данного рода заболеваниям.

Таким образом, необходимо не просто расщеплять жиры, но и создавать условия для того, чтобы они потреблялись клетками (создавать недостаток энергии в клетках).

Юлия Лакмэн

© сайт. При копировании любой части статьи обязательна ссылка на первоисточник

Для полноценной работы сайта необходимо включить JavaScript

Ферменты поджелудочной железы принимают главное участие в системе пищеварения. Они выполняют функцию расщепления жиров, углеводов и белка. Ферменты стимулируют работу желудочно-кишечного тракта, расщепляют различные элементы и ускоряют процесс обмена веществ.

Главным производителем ферментов в организме человека является поджелудочная железа. По сути, она является уникальным органом, который производит особый пищеварительный сок. Этот сок наполнен ферментами, бикарбонатами, водой и электролитами. Без данных веществ невозможен сам процесс пищеварения в целом. Они попадают в тонкий кишечник как панкреатический сок и расщепляют жиры, белки и сложные углеводы. Весь этот сложный процесс происходит уже в двенадцатиперстной кишке.

Необходимые для человека ферменты поджелудочной железы делятся на 3 группы. Липаза включена в первую группу. Она расщепляет жиры, которые не могут попасть в кровь, на глицерин и жирные кислоты. Во второй группе находится амилаза. Амилаза расщепляет непосредственно крахмал, который под действием фермента становится олигосахаридом.

Другие пищеварительные ферменты превращают олигосахариды в глюкозу, которая попадая в кровь, становится источником энергии для человека. В третьей группе находятся протеазы (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза, эластаза). Трипсин, в свою очередь, расщепляет белок на пептиды. Пептиды доводит до аминокислот карбоксиптидаза. Эластаза отвечает за расщепление разных видов белка и эластина.

Все эти ферменты поджелудочной железы в панкреатическом соке находятся в пассивном состоянии для того чтобы они не начали расщеплять ткани самой поджелудочной железы. Активация их начинается только под влиянием достаточного количества желчи. В тонком кишечнике под действием желчи выделяется фермент энтерокиназа, он и «пробуждает» неактивный трипсиноген в активный трипсин.

Он является основным, и «заводит» остальные неактивные ферменты поджелудочного сока. Активный трипсин приводит в действие процесс автокатализа, после чего он вступает в действие, как основной. Трипсин синтезируется в виде профермента. Именно в таком виде он и попадает в тонкий кишечник. Производство ферментов в поджелудочной железе начинается сразу после попадания пищи в тонкий кишечник и длится около двенадцати часов.

Преждевременная активация их приводит к тому, что они начинают расщеплять не только пищу, но и сам орган (поджелудочную железу), который состоит преимущественно из белков. Данный процесс является симптомом такого распространенного заболевания, как панкреатит. Когда поджелудочная железа разрушается понемногу на протяжении пары лет – это называется хроническим панкреатитом. Чтобы диагностировать это заболевание, достаточно обратить внимание на его симптомы.

Симптомы при панкреатите следующие:

• частая рвота, которая возникает после обильного приема пищи;
• боли в правом и левом подреберье, иногда они проявляются во всей верхней области живота;
• сухость и горечь во рту;
• икота;
• отрыжка;
• тошнота.

При наличии нескольких симптомов необходимо незамедлительно показаться доктору. Если наблюдается острая опоясывающая боль и сильная рвота, эти симптомы свидетельствуют об остром панкреатите. В данном случае нужно вызвать неотложную помощь. При таких симптомах лечение проводится в стационаре под наблюдением врачей.

Видео “Хронический панкреатит. Все о нём”

Анализ на ферменты

Для того чтобы установить правильный диагноз и назначить соответствующее лечение, необходимо сдать анализ на ферменты, пройти рентген, УЗИ, томографию, МРТ и сдать кал на копрограмму. С помощью анализов копрограммы можно определить состояние микрофлоры тонкого кишечника. Чтобы определить точное количество ферментов и их состояние, сдают кровь на биохимический анализ. Он помогает определить уровень трипсина, амилазы и липазы. Недостаток этих ферментов свидетельствует о наличии заболевания.

Количество трипсина в крови является очень важным показателем деятельности поджелудочной железы в целом. Поэтому во время проверки анализа, особое значение придают общему уровню трипсина в организме человека. Недостаток его в крови также свидетельствует о наличии заболевания.Анализ на активность и уровень амилазы, трипсина и липазы проводят только в лабораторных условиях.

При подозрении на панкреатит и наличии определенных симптомов, проводят анализ на уровень липазы в крови. Ее активность возрастает во время обострения болезни. Для того чтобы точно определить уровень ферментов, назначают общий анализ мочи и кала. Во время сдачи анализов необходимо придерживаться особых правил. Не забывайте, что сдавать их нужно натощак.

Определяем избыток или недостаток

Сбой в производстве и работе ферментов поджелудочной железы называется недостаточностью. Во время недостаточности, поджелудочная железа не может производить необходимый гормон – инсулин. Проявлением этой патологии служит сахарный диабет, среди симптомов которого главным является переизбыток глюкозы в крови.

Существует ряд причин, которые вызывают недостаточность. Такие, как неправильное питание (переизбыток в рационе жирной, соленой и жареной пищи), авитаминоз, низкий уровень белка в крови, травмирование тканей поджелудочной железы, низкий уровень гемоглобина в крови. На сегодняшний день выделяют четыре вида недостаточности: внешне-секреторная, экзокринная, ферментная и эндокринная недостаточность.

Ферментная недостаточность возникает из-за выработки малого количества одного из ферментов. Недостаточность поджелудочной железы проявляется в двух формах: органическая и функциональная. Причиной функциональной недостаточности может быть отравление, инфекционные заболевания, употребление сильных медицинских препаратов. Обычно симптомы проходят сами через некоторое время.

При органической недостаточности применяют комплексное лечение. Так как симптомы сами по себе не исчезнут. Комплексное лечение подразумевает под собой строгую диету и назначение ферментов, которые принимают во время пищи. Данные препараты налаживают процесс пищеварения, который затруднен недостатком природных ферментов.

Курс восстановления

Для восстановления нормального уровня ферментов применяют специальные медикаментозные препараты. Основной целью лекарств является дополнение недостающего количества собственных ферментов. Дозы препаратов зависят от возраста и состояния больного. Принимать их нужно полным курсом, строго придерживаясь дозировки, во время приема пищи.

Действующим веществом ферментных препаратов является панкреатин, который производят из органов животных. К таким препаратам можно отнести Мезим, Креон, Панкреон, Энзистал, Фестал, Пангрол, Панзинорм.

Для нормального восстановления организма больному назначают строгую диету. Ее следует придерживаться не меньше месяца. Диета исключает потребление жареной, жирной, соленой и кислой пищи. Из напитков исключают спиртное, газированную воду, кофе, какао, крепкий черный чай. Пища должна быть отварной с минимальным содержанием жиров и приправ.

Видео “Как «ухаживать» за поджелудочной?”

Чтобы правильно наладить режим сна, питания и общего настроения организма, следует иметь достаточно информации о преимуществе подобных действий. В данном видео ролике вы узнаете, как уберечь поджелудочную железу и себя в том числе.

В химическом преобразовании принятой человеком пищи главную роль играют пищеварительные железы. А именно их секреция. Этот процесс строго координирован. В желудочно-кишечном тракте пища подвергается воздействию разных пищеварительных желез. Благодаря поступлению в тонкий кишечник ферментов поджелудочной железы происходит правильное усвоение питательных веществ и нормальный процесс пищеварения. Во всей этой схеме важную роль играют ферменты, необходимые для расщепления жира.

Реакции и расщепление

Ферменты пищеварительные имеют узконаправленную задачу расщепления сложных веществ, поступивших в желудочно-кишечный тракт с едой. Эти вещества расщепляются на простые, которые организму легко усвоить. В механизме переработки продуктов питания особую роль играют энзимы, или ферменты, расщепляющие жир (бывают трёх типов). Они производятся слюнными железами и желудком, в котором ферменты расщепляют довольно большой объём органических веществ. В эти вещества входят жиры, белки, углеводы. В результате воздействия таких ферментов организм качественно усваивает поступившую пищу. Энзимы нужны для ускоренной реакции. Каждый тип энзима подходит для определённой реакции, действуя на соответствующий тип связи.

Усваивание

Для лучшего усваивания жиров в организме работает желудочный сок, содержащий липазу. Этот фермент, расщепляющий жир, производит поджелудочная железа. Углеводы расщепляются благодаря амилазе. После распада они быстро всасываются и поступают в кровь. Расщеплению способствуют также амилаза слюны, мальтаза, лактаза. Белки расщепляются благодаря протеазам, которые ещё участвуют в нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Сюда относятся пепсин, химозин, трипсин, эрепсин и карбоксипептидаза поджелудочной.

Как называется основной фермент, расщепляющий жир в человеческом организме?

Липаза - это фермент, главной задачей которого является растворение, разделение на фракции и переваривание жиров в пищеварительном тракте человека. Поступающие в кишечник жиры не имеют возможности всасываться в кровь. Для всасывания они должны расщепиться до жирных кислот и глицерина. В этом процессе и помогает липаза. Если наблюдается случай, когда фермент, расщепляющий жир (липаза) понижен, необходимо внимательно обследовать человека на предмет онкологии.

Липаза панкреатическая в виде неактивного профермента пролипазы, выводится в двенадцатиперстную кишку. Активируется пролипаза под воздействием и колипазы, ещё одного фермента из сока поджелудочной железы. Липаза лингвальная вырабатывается у грудничков благодаря ротовым железам. Она участвует в переваривании грудного молока.

Липаза печёночная секретируется в кровь, где связывается с сосудистыми стенками печени. Большая часть жиров из пищи расщепляется в тонкой кишке благодаря липазе из поджелудочной железы.

Зная, какой фермент расщепляет жиры и с чем конкретно не справляется организм, врачи могут назначить необходимое лечение.

Химическая природа практически всех ферментов - это белок. одновременно является и эндокринной систем. Сама поджелудочная железа активно участвует в процессе пищеварения, а основным желудочным ферментом является пепсин.

Как ферменты поджелудочной железы расщепляют жир на простые вещества?

Амилаза расщепляет до олигосахаридов крахмал. Далее олигосахариды распадаются до глюкозы под воздействием других пищеварительных ферментов. Глюкоза всасывается в кровь. Для человеческого организма она является источником энергии.

Все человеческие органы и ткани построены из белков. Не исключение и поджелудочная железа, которая активирует ферменты только после их попадания в просвет тонкой кишки. При нарушениях нормального функционирования этого органа, возникает панкреатит. Это довольно-таки распространённое заболевание. Заболевание, при котором отсутствует фермент, расщепляющий жиры, называется или внутрисекреторная.

Проблемы недостаточности

Внешнесекреторная недостаточность снижает выработку пищеварительных ферментов. В таком случае человек не может употреблять в больших объёмах пищу, так как функция расщепления триглицеридов нарушена. У таких больных после приема жирных продуктов возникают симптомы тошноты, тяжести, боли в животе.

При внутрисекреторной недостаточности не вырабатывается гормон инсулин, помогающий усваивать глюкозу. Возникает тяжелейшее заболевание, которое называется сахарным диабетом. Другое название - это сахарное мочеизнурение. Такое название связано с увеличением выделения мочи организмом, вследствие чего он теряет воду и человек ощущает постоянную жажду. Углеводы почти не поступают из крови в клетки и поэтому практически не используются на энергетические нужды организма. Показатель глюкозы в крови резко увеличивается, и она начинает выводиться через мочу. Вследствие таких процессов использование жиров и белков на энергетические цели сильно возрастает, а в организме накапливаются продукты неполного окисления. В конечном итоге кислотность в крови тоже повышается, что даже может привести к диабетической коме. В таком случае у больного наблюдается расстройство дыхания, вплоть до потери сознания и летального исхода.

На этом примере достаточно хорошо видно, насколько важны ферменты, расщепляющие жиры в организме людей, чтобы все органы работали слажено.

Глюкагон

Если возникают какие-либо проблемы, обязательно нужно их решать, помогать организму с помощью различных методик лечения и медицинских препаратов.

Глюкагон оказывает противоположный действию инсулина эффект. Этот гормон влияет на расщепление гликогена в печени и превращение жиров в углеводы, приводя тем самым к повышению концентрации в крови глюкозы. А гормон соматостатин осуществляет торможение секреции глюкагона.

Самолечение

В медицине ферменты, расщепляющие жиры в организме человека, получить можно с помощью лекарственных препаратов. Их множество - от самых известных марок до малоизвестных и менее дорогих, но таких же эффективных. Главное - не заниматься самолечением. Ведь только врач, используя необходимые методы диагностики, может подобрать правильный препарат для нормализации работы желудочно-кишечного тракта.

Однако часто мы лишь помогаем организму с ферментами. Труднее всего заставить работать его правильно. Особенно если человек уже пожилой. Это только на первый взгляд кажется, что купил нужные таблетки - и проблема решена. На деле всё совсем не так. Организм человека - это совершеннейший механизм, который тем не менее стареет и изнашивается. Если человек хочет, чтобы он прослужил ему как можно дольше, необходимо поддерживать его, вовремя диагностировать и лечить.

Конечно, прочитав и узнав, какой фермент расщепляет жиры в процессе пищеварения человека, можно зайти в аптеку и попросить фармацевта порекомендовать лекарственный препарат с нужным составом. Но это можно делать только в исключительных случаях, когда по каким-либо веским причинам нет возможности посетить врача или пригласить его на дом. Необходимо понимать, что можно сильно ошибаться и симптомы у разных заболеваний могут быть схожими. А для того чтобы поставить правильный диагноз, обязательно нужна врачебная помощь. Самолечение может серьёзно навредить.

Пищеварение в желудке

Желудочный сок содержит пепсин, соляную кислоту и липазу. Пепсин действует только в и расщепляет белки на пептиды. Липаза в желудочном соке расщепляет жир только эмульгированный (молочный). Расщепляющий жиры фермент, становится активным только в щелочной среде тонкого кишечника. Он поступает вместе с составом пищевой полужидкой кашицы, вытолкнутой сокращающейся гладкой мускулатурой желудка. Она выталкивается в двенадцатиперстную кишку отдельными порциями. Некоторая малая часть веществ всасывается ещё в желудке (сахар, растворённая соль, алкоголь, фармацевтика). Сам процесс пищеварения в основном заканчивается в тонком кишечнике.

К продвинутой в двенадцатиперстную кишку пище поступает желчь, кишечный и поджелудочный соки. Поступает пища из желудка в нижние отделы с разной скоростью. Жирная задерживается, а молочная переходит быстро.

Липаза

Поджелудочный сок - это жидкость щелочной реакции, не имеющая цвета и содержащая трипсин и другие ферменты, расщепляющие пептиды на аминокислоты. Амилаза, лактаза и мальтаза превращают углеводы в глюкозу, фруктозу и лактозу. Липаза - это фермент, расщепляющий жиры до жирных кислот и глицерина. Время переваривания и выделения сока зависят от типа и качества пищи.

Тонкий кишечник выполняет пристеночное и полостное пищеварение. После механической и ферментативной обработки продукты расщепления всасываются в кровь и лимфу. Это сложный физиологический процесс, который осуществляют ворсинки и направленные строго в одном направлении, ворсинки из кишечника.

Всасывание

Аминокислоты, витамины, глюкоза, минеральные соли в составе водного раствора всасываются в капиллярную кровь ворсинок. Глицерин и жирные кислоты не растворяются и всасываются ворсинками не могут. Они переходят в эпителиальные клетки, где образуются молекулы жиров, поступающие в лимфу. Пройдя барьер лимфатических узлов, они попадают в кровь.

Очень большое значение при всасывании жиров играет желчь. Жирные кислоты, соединяясь с желчными и щелочами, омыляются. Таким образом образуются мыла (растворимые соли жирных кислот), легко проходящие через стенки ворсинок. Железы в толстом кишечнике преимущественно выделяют слизь. Толстый отдел кишечника всасывает воду до 4 литров за сутки. Здесь обитает очень большое число бактерий, участвующих в расщеплении клетчатки и синтезе витаминов группы В и К.

В процессе аэробного распада глюкозы происходят 6 реакций дегидрирования. Энергия, выделяющаяся в процессе полного распада глюкозы до СО2 и Н2О, составляет 2880 кДж/моль.

6. В чём заключается сходство брожения и клеточного дыхания? Учитель: Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов с одним из них мы уже познакомились.

В подобных случаях включается процесс, который протекает без кислорода и заканчивается образованием лактата из пировиноградной кислоты.

Брожение – процесс бескислородного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под действием ферментов.

Чем обусловлено использование дрожжей в виноделии? В хлебопечении? Использование дрожжей в хлебопечении связано с тем, что пузырьки углекислого газа, образующегося в процессе спиртового брожения, разрыхляют тесто, делая его пышным. Уксуснокислое брожение лежит в основе получения пищевого уксуса.

Это может объясняться поступлением кислорода в среду, где происходит брожение. При наличии кислорода наряду со спиртовым брожением протекает также уксуснокислое, и чем выше содержание кислорода, тем сильнее смещается равновесие в сторону образования уксусной кислоты.

Чем брожение отличается от клеточного дыхания? До момента образования ПВК процессы брожения и клеточного дыхания протекают одинаково. Конечные продукты брожения – различные органические вещества (за исключением СО2), в которых заключён значительный запас энергии. У эукариот заключительный (кислородный) этап клеточного дыхания протекает в митохондриях.

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Примечание: массу глюкозы можно установить и без расчётов, достаточно обратить внимание на состав молекул глюкозы и молочной кислоты (С6Н12О6 = 2С3Н6О3).

Поэтому масса глюкозы равна массе образовавшейся молочной кислоты. В результате было образовано 61,6 г углекислого газа. Какое максимальное количество АТФ (моль) могло образоваться при этом в клетках дрожжей?

Примечание: Расчёт химического количества глюкозы также можно вести с помощью системы уравнений.

Что это за процесс? 1. Подготовительный этап (пищеварение) – протекает вне клеток в пищеварительном тракте под действием ферментов, секретируемых пищеварительными железами.

В первую очередь для расщепления используются углеводы. Белки вовлекаются в обмен после израсходования всех запасов углеводов и жиров, при длительном голодании.

Гликолиз (греч. glycos – сладкий, lysis – расщепление).Это сложный многоступенчатый процесс, представляющий каскад следующих друг за другом 10 реакций.Протекает в цитоплазме клетки.

Если же дальнейшее кислородное окисление, возможно, то ПВК поступает из цитоплазмы в митохондрии, где претерпевает дальнейшие превращения.

Гликолиз – эволюционно наиболее древний путь расщепления глюкозы. В кислородном процессе принимают участие, кроме субстратов, многочисленные ферменты, молекулы-переносчики, вода, молекулярный кислород.

Существенно, что при окислении глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот образуется одинаковый конечный продукт - ацетил–КоА.

Как расщепить жир

При этом происходит «обезличивание» первичного источника энергии. Следовательно, в цикл трикарбоновых кислот поступают молекулы ацетил – КоА из разных источников.

Во что преобразуется в них энергия дыхания?

Большинство организмов используют для клеточного дыхания в первую очередь: а) углеводы; б) белки и углеводы; в) белки и липиды; г) липиды и углеводы. В определённых ситуациях обеспечение кислородом тканей может не соответствовать их потребностям.

Например, на начальных стадиях интенсивной мышечной работы при стрессе сердечные сокращения могут не достигать нужной частоты, а потребности мышц в кислороде для аэробного распада глюкозы велики.

Читайте также:

У растений дыхание осуществляется всеми органами, кислород же усваивается также только в митохондриях клеток.

Разный энергетический выход. Из расчёта на 1 моль глюкозы: 2 моль АТФ в результате брожения и 38 моль АТФ в результате полного расщепления глюкозы при клеточном дыхании. Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода.

Другие посетители сайта сейчас читают:

This entry was posted in Дебют and tagged Взаимосвязь by Nikitin. Bookmark the permalink.

Жиры в организме человека обеспечивают потребности в энергии на обеспечение собственно процессов жизнедеятельности в состоянии покоя, затрат на усвоение пищи, затрат на двигательную активность (мышечную деятельность) организма. Этот расход довольно стабилен – от 1200 до 1600 килокалорий в сутки. От величины физической нагрузки и других внешних факторов зависит общий расход, который может изменяться весьма значительно.

При правильном питании до 30% энергии организм должен получать от жиров (это примерно 100 граммов в сутки), которые расходуются также и на создание структуры человеческих тканей – протоплазматический жир входит в состав клеток.

Излишки жира организм откладывает про запас в своеобразных хранилищах, они называются жировыми депо, и представляют опасность, когда превышают некоторые размеры. При составлении меню для правильного питания нужно помнить, что жиры содержат очень много калорий, к примеру сало содержит до 900 килокалорий, а молоко 58 килокалорий на 100 граммов продукта.

Так же как и белки, не все жиры в организме одинаково полезны. Польза жиров зависит от их состава, а именно от содержания ненасыщенных жирных кислот.

Ненасыщенные жирные кислоты (архидоновая, линоевая и др.) обеспечивают обменные процессы в организме, их много содержится в маслах растительного происхождения. Животные жиры содержат много холестерина и сложных углеводородов, что считается неполезным для организма.

Но тем не менее соотношение жиров при правильном питании должно быть 2:1 в пользу растительных жиров.

Жиры в организме человека кроме вышеназванных строительных и энергетических функций являются растворителями для некоторых химических веществ, для витаминов, масел. К примеру, нормальное функционирование желез внутренней секреции обеспечивают жирорастворимые А и Д витамины.

Жировая ткань служит в организме основным «депо» жира. В этой ткани откладывается не столько жир, содержащийся в пище (вниманию желающим похудеть!), сколько тот, что образовался из углеводов.

Особенно быстро усваиваются такие углеводы, как свекловичный сахар, глюкоза, фруктоза (мед).

Переход углеводов в жиры в организме осуществляется непосредственно в жировой ткани. Этот процесс находится под регулирующим влиянием гормона поджелудочной железы — инсулина. Вот почему исхудавшим после длительной болезни и желающим пополнеть людям в ряде случаев вводят инсулин с глюкозой для ускорения накопления жира в организме.

С другой стороны, длительное, пусть даже небольшое усиление функции бета-клеток поджелудочной железы, где происходит образование инсулина, может стать причиной ожирения.

Способствует переходу углеводов в жиры в организме и пролактин, или лактогенный гормон. Он образуется в передней доле гипофиза. Этот гормон, усиленно вырабатывающийся у женщин в период кормления ребенка грудью, регулирует секрецию молока и содержание в нем жира. Если после прекращения кормления пролактин продолжает выделяться, у женщины может развиться общее ожирение.

Витамин В1 (тиамин) в сочетании даже с очень малым количеством алкоголя активизирует процесс образования жира в организме из углеводов.

Именно сочетанием витамина B1 и алкоголя в пиве и объясняется склонность к ожирению у любителей этого напитка. Широко известна рекомендация исхудавшим больным для того, чтобы пополнеть, пить кумыс, в состав которого также входят витамин B1 и небольшая доза алкоголя.

Жир в организме является основным резервом энергии. Он содержит наибольшее количество потенциальной энергии по сравнению с другими веществами. При полном сгорании грамм жира дает 9,3 килокалории, грамм углевода и белка — по 4,1 килокалории.

Что же обеспечивает выход жира из «депо», или, как принято говорить, мобилизацию и применение жиров в качестве источника энергии?

В химическом отношении он представляет собой триглицерид — соединение глицерина с тремя жирными кислотами.

Для того, чтобы жир мог выйти из жировой ткани, он должен предварительно расщепиться на глицерин и свободные жирные кислоты. Кислоты поступают в кровяное русло и, сгорая, поставляют энергию организму. Расщепление триглицеридов осуществляется с помощью особых ферментов, называемых липолитическими. У липолитических ферментов есть стимуляторы, которые усиливают их действие, активизируют применение жиров в качестве источника энергии.

Известны жиромобилизующие свойства симпатической нервной системы.

При ее возбуждении, обусловленном мышечным напряжением, отрицательными эмоциями, возможна убыль жира в жировой ткани – исхудание. При слабой возбудимости симпатической нервной системы понижается расщепление жира и это приводит к ожирению.

Местное ожирение, к примеру, в области живота, бедер связывают с пониженной возбудимостью определенных симпатических нервных образований.

Регулируют мобилизацию жира и железы внутренней секреции. Гормон щитовидной железы стимулирует его энергетическое использование.

Соматотропный гормон гипофиза (гормон роста) усиливает как выход жирных кислот из жировой ткани, так и их переработку. Выделяющаяся при этом энергия обеспечивает синтез белка, с которым связан рост организма. Этим объясняется исхудание подростков в период их быстрого роста.

В гипофизе также обнаружен ряд стимулирующих применение жиров веществ - полипептидов.

Жирные кислоты в первую очередь используются как источник энергии в мышцах.

В этом процессе активное участие принимает содержащееся в мышцах особое вещество — карнитин. Когда, например, варится мясо, карнитин переходит в бульон.

Расщепление жиров в организме. Что способствует и продукты для расщепления жиров

Вот почему чашка крепкого бульона «бодрит».

Часть неиспользованных в энергетическом обмене жирных кислот, поступая в печень, соединяется в ней с глицерином. Так вновь образуются триглицериды. Комплексируясь с белками, они становятся растворимыми и выделяются из печени в кровь. Комплекс жира с белками получил название липопротеидов.

В их состав входят также холестерин и лецитин. Циркулирующие в крови липопротеиды являются вторым, мобильным запасом жиров в организме – из них при воздействии липопротеиновой липазы высвобождаются жирные кислоты.

Жир является также источником образования воды в организме. 100 граммов жира при полном окислении (сгорании) дают около 107 граммов воды, тогда как из 100 граммов углеводов образуется 55,5 грамма, а из 100 граммов белка — 41,3 грамма воды. Это имеет существенное значение для животных — обитателей безводных пустынь и степей — верблюдов, овец курдючной породы, а также зимоспящих животных.

Так, в горбах верблюдов «хранится» до 100 — 120 килограммов жира. В условиях водного голодания этот жир, окисляясь, может выделить 40 и больше литров воды.

Не удивительно, что верблюд в состоянии обойтись без питья до 8 и даже 10-13 дней.

Когда врачи ограничивают питьевой режим у тучных людей, возникающая у них жажда вызывает рефлекс, стимулирующий выход из жировой ткани жира и его сгорание с образованием «внутренней» воды. Жиры играют немалую роль в регуляции теплового баланса. Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу.

Эластичная жировая ткань в качестве своеобразной подкладки для ряда органов (глаз, почки) или отложения на ладонях и подошвах защищают от механических воздействий. Кроме того, жир, выделяемый сальными железами, представляет собой смазку, предохраняющую кожу от высыхания и растрескивания.

Жир, наконец, служит источником витаминов А, Д и Е.

Как происходит переваривание, всасывание и усвоение жира, поступающего в наш организм с пищей? В двенадцатиперстной и тонкой кишках жир обрабатывается пищеварительными соками. Под влиянием желчи он превращается в тончайшую эмульсию и становится доступным действию фермента поджелудочной железы — липазы, которая расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты. Эти кислоты, образуя комплексные соединения с желчными кислотами, проникают через ворсинки кишечника в его стенку.

Следовательно, жир в организме всасывается в присутствии желчи и при условии нормальной функции поджелудочной железы. В случае недостаточной секреции желчи и липазы происходит нарушение жирового обмена.

Жирные кислоты, проникнув в стенку кишечника, вновь образуют с глицерином жир — триглицерид.

Этот жир, как и непосредственно всосавшийся, соединяясь с небольшим количеством белка, образует так называемые хиломикроны — разновидность липопротеидов. Из стенки кишечника хиломикроны попадают в лимфатическое русло, а уже оттуда в кровь и затем в легкие. Таким образом, первым органом, через который проходит всосавшийся в составе хиломикронов жир, являются легкие. Этим жиры отличаются от углеводов и аминокислот - продуктов расщепления белка в кишечнике, которые непосредственно всасываются в кровь и прежде всего поступают в печень.

Легкие играют важную роль в обмене всосавшегося жира.

Наряду с клетками, обеспечивающими газообмен, в этом органе есть особые клетки — гистиоциты, которые обладают способностью захватывать жир. Когда жир всасывается в избытке, он временно задерживается гистиоцитами. Легкие, таким образом, являются как бы губкой, предохраняющей артериальную кровь от избыточного поступления в нее пищевого жира.

Это имеет определенный физиологический смысл. Ведь значительное повышение концентрации жира в артериальной крови может привести к неприятным последствиям — повышению ее свертываемости, закупорке мелких сосудов, а также усилению отложения жира в организме.

В легких жир не только задерживается, но и расщепляется.

Здесь же происходит частичное окисление освободившихся жирных кислот. Тепло, образующееся при их сгорании, согревает поступающий в легкие холодный воздух — еще одно применение жиров.

На этом основана рекомендация жителям северных областей включать зимой в рацион относительно большое количество жира. Если соотношение в легких между клетками, которые захватывают жир и участвуют в дыхании, изменяется в пользу последних, то легкие больше пропускают жир. Возможно, что именно благодаря этому факту у профессиональных певцов, у которых длительное время форсирована дыхательная функция легких, развивается тенденция к ожирению.

Поступающие из легких в кровь хиломикроны частично проходят через стенку капилляров в жировую ткань, частично в печень, где, соединяясь с белками, образуют липопротеиды.

Часть хиломикронов, которые циркулируют в крови, расщепляется липопротеиновой липазой. Освобождающиеся при этом жирные кислоты утилизируются как источник энергии.

Промежуточные продукты обмена жирных кислот, так называемые ацетоновые тела, окисляются до конца при участии веществ, образующихся в процессе обмена углеводов.

Существует даже крылатое выражение: «Жиры сгорают в огне углеводов». Дефицит углеводов в пище в случае обильного поступление жира может привести к недостаточному сгоранию ацетоновых тел и накоплению их в крови. Такая ситуация складывается порой при тяжелой мышечной работе, когда углеводы полностью израсходованы и обмен веществ в организме переходит на жировые «рельсы». Увеличение концентрации ацетоновых тел в крови оказывает вредное влияние главным образом на центральную нервную систему.

Не удивительно, что мы инстинктивно стремимся есть жиры вместе с углеводами (хлеб, кашу, салат с маслом и т. д.).

Когда в организм систематически поступает большое количество жира, он может накопиться в печени. А это неблагоприятно отражается на ее функции, может возникнуть жировой гепатоз печени. Выведению жира из печени способствует ряд так называемых липотропных веществ. К ним относятся холин, входящий в состав лецитина, и метионин, являющийся составной частью белка казеина, которого много в твороге.

Липотропными свойствами обладают препарат поджелудочной железы — липокаин и витамин В12. При заболеваниях печени, когда особенно важно избегать жирового гепатоза, рекомендуются пищевые продукты, богатые липотропными веществами.

Разложение жиров и жирных кислот

Под действием различных физико-химических факто-ров внешней среды, а также микроорганизмов жиры могут подвергаться значительным изменениям.

Воздействие микроорганизмов на жир начинается обыч-но с гидролиза его при участии ферментов липаз на глице-рин и свободные Жирные кислоты.

Продукты гидролиза под-вергаются дальнейшим превращениям. Глицерин использу-ется многими микроорганизмами и может быть полностью окислен до СО2 и Н2О.

Жирные кислоты окисляются медленнее, но и они, в первую очередь ненасыщенные, постепенно окисляются. Некоторые микроорганизмы, помимо липолитических фер-ментов (липаз), обладают окислительным ферментом - ли-поксигеназой, катализирующей процесс окисления кислоро-дом воздуха некоторых ненасыщенных жирных кислот.

В результате образуются перекиси жирных кислот, легко под-вергающиеся дальнейшему окислению с образованием раз-личных промежуточных продуктов кето- и оксикислот, аль-дегидов, кетонов и других, придающих жиру специфичес-кие неприятные вкус (прогорклость) и запах.

Промежуточные продукты окисления жирных кислот в свою очередь могут быть использованы микроорганизмами в процессах их метаболизма и в конечном счете могут превра-титься в СО2 и Н2О.

Возбудителями процессов разложения жирам жирных кислот являются различные палочковидные бактерии, а так-же микрококки, многие мицелиальные грибы, некоторые дрожжи" и актиномицеты.

Из бактерий очень активны бакте-рии рода Рзеийотоп аз, особенно продуцирующие пигменты. Из мицелиальных грибов значительной липолитической ак-тивностью обладают Oidium iactis. Cladosporiun herbarum, многие виды Aspergillus и Peniillus. Многие жирорасщепляющие микроорганизмы являются психротрофами, способными развиваться при низких положительных температурах.

Порча пищевых жиров и жира, содержащегося в раз-личных продуктах (молочных, рыбных, крупяных и др.), очень распространена и нередко наносит большой ущерб народному хозяйству.

При длительным хранении жиров в условиях, не до-пускающих развития микробов, порча жира может быть результатом химических процессов.

под влиянием света, кис-лорода воздуха.

Превращения азотсодержащих веществ

Гнилостные процессы

В метаболизме микроорганизмов азотсодержащие ве-щества подвергаются разнообразным превращениям.

Гниение - это процесс глубокого разложения белко-вых веществ микроорганизмами. Продукты разложения бел-ков микроорганизмы используют для синтеза веществ клет-ки, а также в качестве энергетического материала.

Химизм разложения белковых веществ. Гниение - слож-ный, многоступенчатый биохимический процесс, характер и конечный результат которого зависят от состава белков, усло-вий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов.

Белковые вещества не могут поступать непосредствен-но в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только микробы, которые обладают протеолитическими ферментами - экзопротеазами, выделяемыми клет-ками в окружающую среду.

Процесс распада простых белков начинается с их гидро-лиза.

Первичными продуктами гидролиза являются пептиды. Они поступают в клетку и гидролизуются внутриклеточны-ми протеазами до аминокислот.

Такие белки, как нуклеопротеиды, под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты.

Затем белки разлагаются до амино-кислот, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований.

Лммнокислоты непосредственно используются микроор-ганизмами на синтез клетки или подвергаются ими дальней-шим изменениям, например дезаминированию, в результате чего образуются аммиак’ и разнообразные органические соединения. Различают дезаминирование гидролитическое, окислительное и восстановительное.

Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака.

Если при этом происходит и декарбоксилирование аминокислоты, то образуются спирт, аммиак и углекислый газ:

RСНМН 2СООН + Н 20 -> RСНОНСООН + NН3

RСНNН 2СООН + Н 2 O — RCH 2ОН + NH3 + СО2

При окислительном дезаминировании образуются кето-кислоты и аммиак:

RСНМН 2СООН + 1/202 —. RСОСООН + NН3;

При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак:

RСНМН 2СООН + 2Н — RCH 2 COОН + NН3.

Из приведенных уравнений видно, что среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их ра-дикала (R) обнаруживаются различные органические кис-лоты и спирты.

Так, при разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропио-новая, масляная и другие кислоты; пропиловый, бутило-вый, амиловый и другие спирты.

При разложении амино-кислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол - вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, по-лучается сероводород или его производные - меркаптаны (например, метилмеркаптан -СН3SH). Меркаптаны облада-ют запахом тухлых яиц, который ощущается даже при нич-тожно малых концентрациях.

Образующиеся при гидролизе белка диаминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию без отщепления аммиака, в результате чего получаются диамины и СО2.

Например, лизин превращается в кадаверин:

декарбоксилаза

NH2(CH2) CHNH2COOH---------> NH2(CH2)5NH2+ СО2.

Аналогично этому орнитин превращается в путресцин.

Кадаверин, путресцин и другие амины, образующиеся при гниении, часто объединяют под общим названием птомаины, (трупные яды).

Некоторые производные птомаинов (нейрин, мускарин и др.) обладают ядовитыми свойствами.

Дальнейшая "судьба" азотистых и безазотистых орга-нических соединений, получающихся при распаде различ-ных аминокислот, зависит от окружающих условий и состав микрофлоры.

Под воздействием аэробных микроорганизмов эти соединения подвергаются окислению, так что могут быть полностью минерализованы. В этом случае конечными про-дуктами гниения являются аммиак, углекислый газ, вода, соли серной и фосфорной кислот. В анаэробных условиях не происходит полного окисления промежуточных продуктов распада аминокислот. В связи с этим кроме NH3 и СО2, накап-ливаются различные, указанные выше органические соеди-нения, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, и вещества, сообщающие гниюще-му материалу отвратительный запах.

Возбудители гниения. Наиболее активными возбудителями гнилостных процессов являются бактерии.

Среди них есть спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство их чувствительно к кислотнос-ти среды и повышенному содержанию в ней поваренной соли.

Наиболее распространенными гнилостными бактериями являются следующие.

Сенная и картофельная палочки - аэробные, подвиж-ные, грамположительные, спорообразующие бактерии (рис.

25). Споры их отличаются высокой термоустойчивостыо.

Рис. 26.

а - Рчеиаотопаа; б

Температурный оптимум развития этих бактерий лежит в пределах 35-45°С, максимум роста - при температуре 55-60°С; при температуре ниже 5°С они не размножаются. Помимо разложения белков эти бактерии способны разлагать пектиновые вещества, полисахариды растительных тканей, сбраживать углеводы. Сенная и картофельная палочки ши-роко распространены в природе и являются возбудителями порчи многих пищевых продуктов.

Бактерии рода Рseudomas - аэробные подвижные палочки с полярным жгутиком, не образующие спор, гра-мотрицательные (рис.

Некоторые виды синтезируют пигменты, их называют флуоресцирующими псевдомонасами. Есть холодоустойчивые виды, минимальная температура роста которых от -2 до -5°С. Многие псевдомонасы, помимо протеолитической, облада-ют и липолитической активностью; они способны окислять углеводы с образованием кислит, выделять слизь. Развитие и биохимическая активность этих бактерий значительно тор-мозятся при рН ниже 5,5 и 5-6%-ной концентрации NaС1 в среде, Псевдомонасы широко распространены в природе, являются антагонистами ряда бактерий и мицелиальных гри-бов, так как образуют антибиотические вещества.

Некото-рые виды РяеиДотопаз являются возбудителями болезней (бактериозов) культурных растений, плодов и овощей.

Протей (Ргоteus vulgaris) - мелкие грамотрицательные, бесспоровые палочки с резко выраженными гнилост-ными свойствами. Белковые субстраты при развитии в них протея приобретают сильный гнилостный запах.

В зависимо-сти от условий жизни эти бактерии способны заметно ме-нять форму и размеры (рис. 26, б).

Протей - факультативный анаэроб; сбраживает угле-воды с образованием кислот и газа. Он хорошо развивается как при температуре 25°С, так и при 37°С, прекращает раз-множаться при температуре около 5-10°С, но может со-храняться и в замороженных продуктах.

Особенностью протея является его очень энергичная подвижность.

Это свойство лежит в основе метода выявле-ния протея в пищевых продуктах и отделения его от сопут-ствующих бактерий. Некоторые виды выделяют токсичес-кие для человека вещества.

Clostridium putrificum (рис. 27, а) - анаэробная под-вижная, спорообразующая палочка.

Относительно крупные Споры ее располагаются ближе к концу клетки, которая при этом приобретает сходство с барабанной палочкой.

Споры довольно термоустойчивы. Углеводы эта бактерия не сбра-живает. Белки разлагает с образованием большого количества газа (NH3, Н2S). Оптимальная температура развития 37-43°С, минимальная - 5°С.

Рис. 27. а- Clostridium putrificum; б - Clostridium sporogenes

Clostridium sporogenes (рис.

27, б) - анаэробная подвижная, спороносная палочка. Споры термоустойчивы, в клетке они расположены центрально. Характерным является очень быстрое образование спор. Эта бактерия сбражива-ет углеводы с образованием кислот и газа, обладает липолитическсй способностью.

Расщепление (распад) жира в организме человека

При разложении белков обильно выделяется сероводород. Оптимальная температура разви-тия 35-40°С, минимальная - около 5°С.

Оба вида клостридий известны как возбудители порчи баночных консервов (мясных, рыбных и др.).

Кроме бактерий белки могут разлагать и грибы.

Практическое значение процессов гниения. Гнилост-ные микроорганизмы нередко наносят большой ущерб народному хозяйству, вызывая порчу ценнейших, богатых бел-ками продуктов питания, например мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и др.

Но эти же микро-организмы играют большую положительную роль в кругово-роте азота в природе, минерализуя белковые вещества, по-падающие в почву, воду.

Предыдущая11121314151617181920212223242526Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Анатомический атлас Тревора Уэстона (Marshall Cavendish)

Полезные ссылки:

К началу раздела

Обмен веществ. Расщепление углеводов, жира, белка.

Обмен веществ.

Жиры в организме

Расщепление углеводов, жира, белка. Обмен веществ (метаболизм) имеет отношение ко всем химическим процессам, происходящим в теле человека, способствуя его росту, выживанию и воспроизведению.

Это продукт двух разных и дополняющих друг друга процессов, называемых катаболизмом и анаболизмом. Катаболизм представляет собой расщепление углеводов, жиров и белков и ряда продуктов отхода, таких как мертвые клетки и ткани, для образования энергии.

Энергия, высвобожденная катаболизмом, превращается в полезную работу при посредстве мышечной деятельности, и некоторое количество ее теряется в виде тепла.

Анаболизм включает процессы, при которых пища усваивается организмом и хранится в виде энергии или тратится для целей роста, воспроизведения и защиты организма от инфекций и болезней. В растущем организме ребенка или подростка получение энергии от расщепления пищи превышает вывод энергии, с тем чтобы обеспечивать рост организма. В организме взрослых избыток энергетического поступления будет превращен в жир; и, наоборот, слишком большая трата энергии способствует потере веса.

Расщепление углеводов

Большая часть энергетических затрат организма обеспечивается расщеплением углеводов, содержащихся в пище - хлебе, картофеле и сахаре.

Наиболее распространенными видами сахара, получаемыми из пищи, являются глюкоза, фруктоза и галактоза. Они переносятся в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.
Клетки получают энергию из глюкозы путем расщепления ее в вещество, называемое пировиноградной кислотой.

Энергия, высвобождающаяся при этом процессе, временно накапливается как высокоэнергетическое соединение - АТФ.

Расщепление жира и белка

Жиры и белки - важные составные части нашей повседневной пищи, и если потребление углеводов достаточно мало, жиры и белки могут быть использованы как источник энергии.
Когда энергетические запасы углеводов истощаются, молекулы жира снова расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые диссимилируются каждый отдельно.

Глицерин превращается в печени в глюкозу и таким образом проходит путь метаболизма глюкозы.

Нарушения в образовании гормонов являются другой распространенной причиной расстройства обмена веществ.

Диабет, например, вызывается сниженным образованием гормона инсулина в поджелудочной железе. Без инсулина клетки тела не могут всасывать и расщеплять глюкозу.

Справочник

от буквы А до К

от буквы Л до П

от буквы Р до Я

Расщепление жиров

Гидролиз триацилглицеролов, в результате которого освобождаются глицерин и выс-шие жирные кислоты, происходит постепенно под действием гидролаз эфиров глицерина - липаз (панкреатическая липаза и липаза тонкого кишечника).

Активность липазы в жировой клетке регулируется гормонами.

Специфичность действия липаз определяется положением эфирных связей в триацилглицероле. Панкреатическая липаза активна к гидролизу эфирных связей в 1-м и 3-м положениях, то есть внешних сложноэфирных связей, в результате чего образуется 2-моноацилглицерол:

Гидролиз эфирной связи в положении 2 идет более медленно и катализируется липазой, секретируемой железами тонкого кишечника.

Образующиеся 2-моноглицеролы всасываются стенкой кишечника и либо на-правляются на ресинтез триглицеридов уже в кишечной стенке, либо распадаются далее под действием неспецифических эстераз .

Примером может служить гидролиз β-моноглицерида (2-моноглицерола) в присут-ствии алиэстеразы печени:

(2-моноацилглицерол)

Таким образом, схема полного гидролиза триацилглицеролов выглядит следующим образом:

Установлено, что панкреатическая липаза, как и другие пищеварительные ферменты (пепсин, трипсин, химотрипсин), поступает в верхний отдел тонкого кишечника в виде неактивной пролипазы.

Превращение пролипазы в активную липазу происходит при участии желчных кислот и еще одного белка панкреати-ческого сока - колипазы (мол.

Как расщепить жир

масса около 10 кДа). Колипаза секретируется в виде проформы - проколипазы, и для ее превращения в активную колипазу тре-буется гидролиз специфических пептидных связей, который происходит при действии трипсина поджелудочного сока. Образовавшаяся активная колипаза образует с липазой комплекс в молярном отношении 1: 1 за счет формирования двух ионных связей лиз — глу и асп — орг.

Образование такого комплекса приво-дит к тому, что липаза становится активной и устойчивой к действию трипсина. На скорость катализируемого липазой гидролиза жира не оказывают существен-ного влияния ни степень насыщенности жирных кислот, ни длина ее цепи.

Колипаза не является классическим активатором, она лишь связывает субстрат и приближает его к активному центру липазы.

Колипаза сво-им гидрофобным доменом связывается с повер-хностью мицеллы эмульгированного жира. Дру-гая часть молекулы способствует формированию такой конформации панкреатической липазы, при которой активный центр фермента макси-мально приближен к своим субстратам - мо-лекулам жиров, поэтому скорость реакции гидролиза жира резко возрастает.

Пищеварительные липазы кроме человека и млекопитающих животных обнаружены и исследованы у рыб, некоторых беспозвоночных.

Однако, как правило, у большинства видов беспозвоночных и костистых рыб липолитическая активность в пищеварительных соках примерно в 1000 раз ниже, чем в панкреатическом соке млекопитающих.

Не следует забывать, что жиры могут усваиваться также путем фагоцитоза и сохраняться без предварительного гидролиза до тех пор, пока не прогидролизуются внутриклеточными липазами и, таким образом, примут участие в синтезе липидов в процессах образования энергии.

Выяснено, что активность липаз регулируется путем их фосфорилирования — дефосфорилирования:

Кроме жиров, с пищей поступают фосфолипиды, эфиры холестерола, однако количество этих липидов в составе пищи значительно мень-ше, чем жиров (~10%).

Расщепление фосфолипидов происходит при участии ферментов фосфолипаз. Стериды, подвергаясь действию гидролитических ферментов типа холестераз, расщепляются в кишечнике с образованием спирта холестерола или эргостерола и соответствующей жирной кислоты. Холестеразы продуцируются поджелудочной железой и активны только в присутствии солей желчных кислот.

Таким образом, образующаяся в результате гидролиза липидов смесь содержит анионы жирных кислот, моно-, ди- и триацилглицерины, хорошо эмульгированные солями жирных кислот и мылами, глицерин, холин, этаноламин и другие полярные компоненты липидов.

Исследования с мечеными триацилглицеринами показали, что около 40% жиров пищи гидролизуется полностью до глицерина и жирных кислот, 3-10% всасываются без гидролиза в форме триацилглицеринов, а остальные гидролизуются частично, главным образом до 2-моноацилглицеринов.