На что расщепляются белки в процессе пищеварения у человека
На что расщепляются белки в процессе пищеварения у человека
а) Пищевые белки. Пищевые белки химически представляют собой длинные цепи аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями. Далее представлена типичная связь:
Характеристика каждого белка определяется типом аминокислот в молекуле белка и последовательностью расположения этих аминокислот. Физические и химические характеристики различных белков, важных для человека, изложены в отдельной статье на сайте (просим вас пользоваться формой поиска выше).
б) Переваривание белков в желудке. Пепсин — важный фермент желудка, расщепляющий белки. Он наиболее активен при рН 2,0-3,0 и не активен при рН выше 5,0. Вследствие этого для проявления расщепляющего действия белка ферментом желудочный сок должен быть кислым. Как объяснено в отдельной статье на сайте (просим вас пользоваться формой поиска выше), железы желудка секретируют большое количество соляной кислоты. Эта кислота секретируется париетальными (кислотопродуцирующими) клетками желез при рН, равным приблизительно 0,8. К моменту, когда кислота смешивается с желудочным содержимым и секретом из некислотопродуцирующих железистых клеток желудка, рН уже составляет в среднем 2,0-3,0, что чрезвычайно благоприятно для активности пепсина.
Одной из важных переваривающих особенностей пепсина является его способность переваривать белок коллаген — альбуминоподобный тип белка, который лишь незначительно расщепляется под действием других пищеварительных ферментов. Коллаген — главная составляющая часть межклеточной соединительной ткани мяса; поэтому для расщепления белков мяса ферментами пищеварительного тракта прежде всего необходимо переварить коллагеновые нити. В связи с этим у индивида, у которого отмечается недостаток пепсина в желудочном соке, съеденное мясо хуже подвергается обработке другими пищеварительными ферментами и, следовательно, может хуже перевариваться.
Переваривание белков
Как показано на рисунке выше, пепсин только начинает процесс переваривания белка, обычно обеспечивая только 10-20% полного переваривания белков и превращение их в альбумозы, пептоны и мелкие полипептиды. Это расщепление белков происходит в результате гидролиза пептидной связи между аминокислотами.
в) Переваривание белков секретами поджелудочной железы. Переваривание белка преимущественно происходит в верхних отделах тонкого кишечника, в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке под воздействием протеолитических ферментов, секретируемых поджелудочной железой. Частично расщепленные продукты белковой пищи, поступая в тонкий кишечник из желудка, подвергаются воздействию главных протеолитических панкреатических ферментов: трипсина, хемотрипсина, карбоксиполипептидазы и проэластазы (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок выше).
Трипсин и хемотрипсин расщепляют молекулы белка на небольшие полипептиды; карбоксиполипептидаза отщепляет отдельные аминокислоты от карбоксильного конца полипептидов. Проэластаза, в свою очередь, превращается в эластазу, которая затем переваривает эластические волокна, частично содержащиеся в мясных продуктах. Под действием панкреатического сока небольшой процент белков переваривается до аминокислот. Большинство белков расщепляется до дипептидов и трипептидов.
г) Переваривание белков пептидазами энтероцитов, встроенных в ворсинки тонкого кишечника. Заключительный этап переваривания белков в просвете кишечника обеспечивается энтероцитами тонкого кишечника, которые покрыты ворсинками, преимущественно в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке. Эти клетки имеют щеточную каемку, которая состоит из сотен микроворсинок, выступающих над поверхностью клетки. В мембране каждой из этих микроворсинок содержатся многочисленные пептидазы, которые выступают над мембраной, где они взаимодействуют с кишечной жидкостью.
Наиболее важны два типа пептидаз: аминополипептидаза и некоторые дипептидазы. Они доводят расщепление оставшихся крупных полипептидов до дипептидов, трипептидов и меньшего числа аминокислот. И аминокислоты, и дйпептиды с трипептидами свободно транспортируются сквозь мембрану микроворсинок во внутреннюю часть энтероцита.
Наконец, внутри цитозоля энтероцитов находятся другие многочисленные пептидазы, которые специфичны для оставшихся связей между аминокислотами. В течение нескольких минут практически все оставшиеся дипептиды и трипептиды перевариваются до конечной стадии в форме отдельных аминокислот; далее они выходят через другую сторону энтероцита, а отсюда — в кровь.
Более 99% конечных продуктов переваривания белков, которые всасываются, являются одиночными аминокислотами. Очень редко происходит всасывание пептидов и чрезвычайно редко всасывается целая молекула белка. Даже крайне малое число всосавшихся молекул цельного белка может иногда вызывать серьезные аллергические или иммунологические нарушения.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
На что расщепляются белки в процессе пищеварения у человека
Пища играет огромную роль в работе человеческого организма, без пищи человек может прожить всего несколько дней, ведь большинство полезных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности, человек получает именно из пищи. Пища, в свою очередь, попадает в организм через желудочно-кишечный тракт, но должно пройти время, прежде чем она преобразуется в полезные вещества.
Люди стараются разнообразить свой рацион, употребляя в пищу различные овощи, фрукты, крупы, мясо, рыбу и многое другое. Людям важно, чтобы еда была вкусной, аппетитной и, желательно, полезной. Важны не только содержание, но и форма. Для организма любая еда — это совокупность отдельных элементов: белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов и т.д. Организм не может удовлетворять свои нужды поступившими продуктами напрямую, сначала он расщепляет их на составляющие, что-то идёт на строительство новых клеток, а что-то используется для получения энергии. Конечно, это максимально упрощённая схема.
Как переваривается пища в организме?
Пищеварение — это химический процесс, в ходе которого пища сначала смешивается с желудочным соком, а затем проходит по желудочно-кишечному тракту, постепенно распадаясь на составляющие. Пищеварение начинается даже не в желудке, а во рту, ведь в процессе пережёвывания человек уже измельчает пищу и частично смешивает её со слюной, чтобы облегчить глотание. С этого момента уже можно говорить о начале процесса пищеварение, которое закончится только в тонком кишечнике. Это не такой уж короткий путь.
Желудочно-кишечный тракт состоит из нескольких участков. Желудок и кишечник — это большие полые органы с мышечным слоем, который позволяет приводить в движение их стенки, чтобы пища и жидкость могли продвигаться через пищеварительную систему. Без такой помощи процесс пищеварения был бы невозможен, пища бы просто застаивалась в желудке. Процесс сокращения органов ЖКТ называют перистальтикой и сравнивает с волной, которая проходит вдоль пищеварительного тракта и помогает пище и жидкости медленно продвигаться вперёд. Если пища была предварительно тщательно пережёвана и жидкости было достаточно, то продвигать её по пищеварительному тракту будет проще.
Как работает пищеварительная система?
Как мы уже сказали, пищеварение начинается в полости рта, где пища измельчается в процессе жевания и смешивается со слюной. Слюна не так агрессивна, как желудочный сок, но и она содержит определённые ферменты, которые запускают процесс пищеварения и способны расщеплять крахмал. Когда человек проглатывает пищу, она попадает в пищевод, этот участок находится между глоткой и желудком. Чтобы проглотить пищу, человек должен приложить некоторые усилия, потому что на стыке пищевода и желудка находятся кольцевые мышцы, своеобразный клапан, роль которого выполняет нижний сфинктер пищевода. Он открывается при давлении поступившей пищи и пропускает её в желудок.
В желудке происходит сразу три важных процесса:
Когда человек ест, желудок работает преимущественно как “мешок” или накопитель, куда попадает вся съеденная пища и выпитые жидкости. Чтобы принять весь этот груз, желудок должен уметь увеличиваться в размере, в этом ему помогают мышцы, которые находятся в верхней части желудка. В процессе потребления человеком пищи они расслабляются, что позволяет стенкам желудка растягиваться.
Смешивание пищи с желудочным соком происходит в нижней части желудка. Небольшое количество желудочного сока присутствует там всегда, но для расщепления большого количества пищи организм вырабатывает дополнительный объём желудочного сока. У желудочного сока сложных химический состав, основу которого составляют соляная кислота и пищеварительные ферменты, которые расщепляют белок. Сама по себе соляная кислота опасна и для стенок желудка, но их покрывает большое количество слизи, которая не даёт кислоте воздействовать на стенки.
Смешанная с желудочным соком пища переходит в двенадцатиперстную кишку, где под воздействием ферментов тонкого кишечника и сока поджелудочной железы перевариваются белки, жиры и углеводы. Дополнительная обработка происходит желчью, которая в остальное время накапливается в желчном пузыре, а во время еды порционно впрыскивается в двенадцатиперстную кишку. Желчные кислоты преимущественно воздействуют на жир, разбивая его на мелкие частицы, которые легко расщепляются ферментами.
Полученные в процессе расщепления пищи вещества всасываются через стенки тонкого кишечника в кровь и разносятся по всему организму. Частицы, которые переварить не удалось, перемещаются в толстый кишечник. В толстом кишечнике из непереваренных частиц всасывается вода и оставшиеся витамины, которые могут быть полезны для организма. Отходы же организм считает бесполезными и непригодными для дальнейшего использования, поэтому из них формируются каловые массы, которые попадают в прямую кишку и естественным образом выводятся. Считается, что выведение скопившихся каловых масс должно происходить ежедневно, таким образом организм самоочищается.
Что может вызвать перебои в работе ЖКТ?
Общее самочувствие человека во многом зависит от работы его желудочно-кишечного тракта, нарушать эту работу могут различные заболевания желудка и желчного пузыря, но навредить себе может и сам человек. Частыми “рукотворными” причинами нарушений в работе желудка становятся:
Нужно помнить, что пищеварение — это сложный многоэтапный процесс, поэтому важно, чтобы он не нарушался ни на одном из этапов, от полости рта до прямой кишки. Желудочно-кишечный тракт обеспечивает расщепление пищи до простейших соединений, которые организм в дальнейшем использует для построения новых тканей и для получения энергии, без этого развитие и жизнедеятельность организма невозможны.
Как происходит пищеварение
КАК ПРОИСХОДИТ ПИЩЕВАРЕНИЕ
Полость рта.
Система пищеварения начинается с полости рта. У человека 32 зуба. Коренными зубами мы дробим и размельчаем пищу, пережевывая ее. Измельчение пищи в полости рта облегчает ее переваривание. Поэтому в процессе еды необходимо тщательно прожевывать пищу. Пережевывая пищу, мы передвигаем ее в полости рта с помощью языка, в котором располагается значительная часть рецепторов, благодаря которым мы ощущаем вкус еды. Во рту пища смачивается слюной, выделяемой тремя парами слюнных желез и многочисленными мелкими железками, расположенными в слизистой оболочке полости рта. Под действием слюны начинаются процессы расщепления пищевых веществ. Затем пища попадает в глотку, пищевод, а далее – в желудок.
Желудок.
В желудке – самой большой полости системы органов пищеварения – продолжается начавшееся в полости рта расщепление пищевых веществ. Желудок расположен в подложечной области. Он имеет развитые мышечные стенки, образующие особые валики (жомы) у входа и выхода из желудка, удерживающие пищу в желудке. При переходе пищи в кишечник жом у выхода из желудка открывается, мышцы желудка выталкивают часть пищи в кишку.
Желудок выстлан изнутри слизистой оболочкой, в которой расположены многочисленные мелкие железы, выделяющие желудочный сок. Перевариваемая пища подвергается его действию в течение нескольких часов. Затем пища отдельными порциями переходит из желудка в тонкую кишку, образующую в брюшной полости много петель.
Двенадцатиперстная кишка.
Из желудка пища поступает в первую петлю тонкой кишки, которая называется двенадцатиперстной кишкой. Это название ей дано в связи с тем, что ее длина невелика, обычно равна ширине двенадцати пальцев. В двенадцатиперстную кишку открываются протоки двух крупных желез – печени и поджелудочной железы. Первая из них выделяет желчь, а вторая – поджелудочный сок. В двенадцатиперстной кишке под действием сока поджелудочной железы происходят дальнейшие процессы расщепления пищевых веществ.
Тонкая кишка.
Часть тонкой кишки, лежащую непосредственно за двенадцатиперстной, называют тощей. Нижнюю часть тонкой кишки называют подвздошной. Обе части тонкой кишки укреплены в брюшной полости подвижно, на длинной брыжейке. Длина тонкой кишки у разных людей различна, чаще она равна 5–6 м. Огромное количество ворсинок (2500 на 1 см 2 ) значительно увеличивает всасывающую поверхность слизистой оболочки тонкой кишки. В слизистой оболочке тонкой кишки располагается множество маленьких железок, которые выделяют кишечный сок. В соке тонкой кишки содержатся различные ферменты, которые принимают участие в окончательной обработке пищевых веществ. Здесь же происходит всасывание в кровь продуктов расщепления пищевых веществ. Непереварив-шиеся остатки пищи поступают из тонкой кишки в толстую.
Толстая кишка.
У места перехода тонкой кишки в толстую имеется специальный мышечный валик – мышечный жом, регулирующий переход непереваренных остатков пищи в толстую кишку. В толстой кишке накапливаются непереваренные остатки пищи, подлежащие удалению из организма. У самого начала толстой кишки расположен червеобразный отросток – аппендикс. Самая нижняя часть толстой кишки называется прямой кишкой, через которую из организма удаляются непереварившиеся остатки пищи.
Длина толстой кишки у человека – 1,5 м, а ширина – 6–7 см. Начало толстой кишки находится справа в нижней части живота. Толстая кишка сначала идет кверху, к печени, а затем по левой боковой стороне брюшной полости вниз.
Процесс пищеварения.
Что такое пищеварение? В «Энциклопедическом словаре медицинских терминов» (Советская энциклопедия. М., 1983) дается такой ответ: «Пищеварение – совокупность физико-химических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные ассимилироваться» (от латинского assimilatio –«усвоение»).
Пища, съеденная нами – кусок мяса, салат, хлеб, – в полости рта хорошо пережевывается и смачивается слюной. В полости рта происходит не только механическое измельчение пищи, но и химическая обработка: начинается расщепление углеводов (крахмала) на более простые составные части – сахаристые вещества – под действием фермента амилазы, содержащейся в слюне. Слизистое вещество слюны (муцин) способствует обволакиванию частиц пищи и их перемещению через пищевод в желудок.
Выделение слюны может начаться еще и до еды, при виде и запахе пищи (так называемое рефлекторное слюноотделение). Оно усиливается при раздражении пищей рецепторов, находящихся на языке, и слизистой оболочки рта.
Проглоченная пища постепенно пропитывается желудочным соком. В желудке очень сложные белковые молекулы пищи расщепляются на более простые под влиянием фермента – пепсина. Пепсин расщепляет белки только в определенных условиях: при температуре нашего тела и в кислой среде. Такую среду в желудке создает соляная кислота, содержащаяся в желудочном соке. Соляная кислота вырабатывается желудочными железами еще до того, как пища поступает в желудок.
В части пищевого комка, не пропитавшейся желудочным соком, сохраняется слабощелочная реакция и в течение 20–30 мин. продолжается расщепление крахмала ферментами слюны. По истечении этого времени кислый желудочный сок пропитывает пищу целиком, при этом действие ферментов слюны прекращается.
Расщепление белков под влиянием пепсина продолжается в течение всего времени, пока пища находится в желудке.
В желудке пища задерживается на 3–8 ч. Особенно медленно переваривается жирная пища. Пища, состоящая из белков и углеводов, переваривается и покидает желудок значительно быстрее. Особенно быстро уходит из желудка вода.
В течение всего времени, пока в желудке находится переваривающаяся пища, его железы выделяют желудочный сок. Выделение желудочного сока, как и слюны, может начинаться еще до принятия пищи: при виде пищи и ощущении ее запаха. Активизируют пищеварение и привлекательная сервировка стола, красивое оформление блюд, благоприятная эмоциональная обстановка за обеденным столом. Все это имеет важное значение для пищеварения: пища попадает в желудок, когда в нем уже имеется сок, который сразу же начинает расщеплять пищевые вещества. Происходит рефлекторное сокоотделение под влиянием нервной системы. И.П. Павлов называл сок, выделяющийся в желудке на вид и запах пищи, аппетитным.
Сокоотделение в желудке зависит и от биоритмов пищеварительных желез, и от того времени, в которое привык питаться данный человек. При попадании пищи в желудок химические вещества пищи непосредственно воздействуют на слизистую оболочку желудка, его железы, нервные окончания. Таким образом, выработка пищеварительных соков еще более активизируется.
При некоторых заболеваниях, например при хроническом гастрите с пониженной кислотностью желудочного содержимого, в желудочном соке содержится недостаточное количество соляной кислоты. Поэтому врачи могут рекомендовать в этих случаях принимать перед едой очень слабый раствор соляной кислоты, приготовленный в аптеке, или же назначают препараты желудочного сока, содержащего в своем составе как ферменты, так и соляную кислоту.
Желудочная секреция во многом зависит от состава употребляемой нами пищи. Так, значительное количество сока выделяется при употреблении таких блюд, как рассольник, щи из свежей и кислой капусты, тушеное мясо. Меньше соков выделяется при употреблении первых и вторых блюд из риса или манной крупы (супов, каш, пудингов).
Некоторая часть веществ, образующихся в желудке при расщеплении белков, всасывается через слизистую оболочку желудка в кровь.
Образовавшаяся в желудке полужидкая пищевая кашица, пройдя необходимую обработку, медленно передвигается в суженную выходную часть желудка благодаря сокращениям его мышечного слоя. Пищевая кашица отдельными порциями выталкивается в начальный отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку. В нее впадают выводные протоки печени и поджелудочной железы. Пищеварение происходит здесь под влиянием сока поджелудочной железы, желчи печени, а также кишечного сока, выделяющегося из желез, находящихся в стенке двенадцатиперстной кишки.
Благодаря указанным сокам пищевые вещества – белки, жиры, углеводы – превращаются в более простые вещества, которые усваиваются организмом. Особо важную роль в доуденальном пищеварении играет сок поджелудочной железы, который содержит ферменты, расщепляющие белки (трипсин, хемотрипсин), жиры (липаза), углеводы (амилаза, мальтаза).
Желчь, поступающая в двенадцатиперстную кишку из печени, эмульгирует жиры и активизирует липазу, способствуя расщеплению жиров.
Печень – жизненно важный орган, расположенный в правой верхней части живота. Это самая крупная железа нашего организма. В печени вырабатывается желчь, которая по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь, в котором накапливается желчь в период, когда в кишечнике нет пищи. За сутки вырабатывается примерно 500–700 мл желчи. После еды желчь, накопившаяся в пузыре и только что образовавшаяся в печени, поступает в двенадцатиперстную кишку.
Желчь не расщепляет пищевых веществ, но благодаря ее действию облегчается обработка жиров. Под влиянием желчи они распадаются на мельчайшие капельки (эмульгирование жиров), которые легче расщепляются ферментами пищеварительных соков, выделяемых поджелудочной железой и мелкими железками тонкой кишки.
Поджелудочная железа выделяет поджелудочный сок в двенадцатиперстную кишку. Эта железа расположена ниже желудка, сзади него. Часть поджелудочной железы плотно прикреплена к двенадцатиперстной кишке.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке происходит прежде всего под действием сока поджелудочной железы, который содержит ферменты, воздействующие на все пищевые вещества. Так, под влиянием протеиназы сока (трипсина) в основном завершается начавшееся в желудке расщепление белков до образования растворимых в воде аминокислот.
Под действием другого фермента – липазы происходит расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты. В присутствии фермента поджелудочной железы – амилазы крахмал, не подвергшийся пищеварительному действию слюны, расщепляется на молекулы глюкозы.
Ферменты сока поджелудочной железы действуют только в щелочной среде, создаваемой желчью, при температуре тела.
Часть тонкой кишки, лежащей за двенадцатиперстной, называют, как уже известно, тощей. Нижнюю половину тонкой кишки называют подвздошной. По длине тонкая кишка в 3–4 раза превышает рост человека и может составлять 5–6 м.
В слизистой оболочке тонкой кишки находится огромное количество маленьких железок, выделяющих кишечный сок. В соке тонкой кишки содержатся различные ферменты, при воздействии которых завершается расщепление белков, жиров, углеводов, не успевших перевариться в предыдущих отделах пищеварительного тракта.
В кишечнике происходит интенсивное перемешивание пищевой кашицы посредством непрерывного движения мышц, расположенных в стенке кишки. В тонкой кишке происходит всасывание и усвоение пищевых веществ: растворимых в воде аминокислот, жирных кислот, глюкозы. Глюкоза и аминокислоты, растворенные в воде, всасываются непосредственно в кровеносные капилляры ворсинок тонкой кишки; жирные кислоты проникают в клетки эпителия ворсинок, а затем в виде мельчайших капелек поступают в лимфатические сосуды и вместе с лимфой в кровь.
Таким образом, в тонкой кишке пищевые вещества окончательно расщепляются под влиянием сока поджелудочной железы и ферментов, которые выделяются железами стенки тонкой кишки. Тонкая кишка – это основной участок системы пищеварения, где происходит всасывание пищевых веществ (частично оно начинается уже в желудке). Именно поэтому при заболеваниях, связанных с нарушениями функций тонкой кишки, некоторых формах энтеритов нарушается всасывание этих веществ, что приводит к белковой и витаминной недостаточности и похуданию.
Некоторые вещества могут всасываться в желудке, например спирт, и даже во рту, например лекарственные препараты – валидол, нитроглицерин. Однако повторяем, что основным органом всасывания пищевых веществ – продуктов расщепления белков, жиров и углеводов – является тонкая кишка.
Выдающийся советский физиолог академик А.М. Уго-лев установил, что расщепление пищевых веществ в тонкой кишке происходит не только в полости кишки, но и на ее внутренней поверхности, покрытой ворсинками. Под влиянием пищеварительных ферментов, адсорбированных на микроворсинках слизистой оболочки кишки, происходит ферментативное расщепление ряда пищевых веществ. Такое пищеварение названо пристеночным.
Всасывание пищевых веществ – это очень сложный процесс, осуществляемый клетками ворсинок тонкой кишки.
В толстой кишке, в которую переходит тонкая кишка, происходит дальнейшая обработка пищевого комка, интенсивное всасывание воды и оставшихся пищевых веществ.
Важное значение для химических процессов в толстой кишке имеет нормальная кишечная микрофлора. Непере – варившиеся в тонкой кишке остатки пищи проходят по толстой кишке примерно 12 ч. За это время из них всасывается в кровь большая часть воды. Непереваренные остатки пищи образуют фекалии, проталкиваемые к прямой кишке. В состав фекалий входит очень большое количество различных бактерий. Разнообразные бактерии, живущие и размножающиеся в толстой кишке человека, необходимы для организма. Они помогают переваривать остатки пищевого комка, снабжают организм некоторыми необходимыми витаминами. Кроме того, эти бактерии мешают развитию в кишечнике болезнетворных микроорганизмов.
Опорожнение кишечника должно происходить один раз в сутки. Регулярная деятельность кишечника имеет большое значение для самочувствия и здоровья человека. К замедленной моторике кишечника (запорам) приводит малоподвижный образ жизни, неполноценная структура питания, при которой в повседневном рационе недостает овощей, фруктов, ржаного хлеба, растительного масла.