Храносмилане на протеини

В слюнката има ензими за смилане на въглехидратите (амилази), но не и ензими, с които протеините могат да бъдат усвоени.

могат бъдат

стомаха

Стомахът е важен за храносмилането. Париеталните клетки на стомашната лигавица произвеждат солна киселина, а други клетки на стомашната лигавица образуват предшественика на ензима пепсин за храносмилането.

Задача на солната киселина

0,3% солната киселина в стомашния сок (стомашна киселина) има няколко задачи:

  1. Убива голяма част от микробите, попаднали с храната (но не всички),
  2. Той денатурира и набъбва хранителните протеини, за да могат по-лесно да бъдат атакувани от храносмилателния ензим в стомаха.
  3. Активира храносмилателния ензим пепсин (вижте следващия раздел).

Изоставяне на пепсин

Пепсинът е протеаза, по-точно ендопептидаза. Тоест атакува пептидни връзки в средата на протеина. Между другото, ензимите, които атакуват протеини от краищата, се наричат ​​екзопептидази .

Пепсинът (гръцки pepsis = храносмилане) се състои от точно 327 аминокиселини. Оптимумът на рН на пепсина е между 1 и 4, т.е.в много киселинния диапазон. Пепсинът разделя главно протеини, където във веригата се срещат ароматни аминокиселини [3].

Пепсинът не е едно съединение, а името на цяла група ензими. В допълнение към пепсин А и пепсин С се подозира, че в стомашния сок присъстват още пет до шест пепсини [5] .

Стомахът също е изграден от протеини. Защо стомашните протеини не се атакуват и усвояват от пепсините?

Причините за това са две: Първата причина е, че вътрешната стена на стомаха е заобиколена от дебела лигавица, която предпазва стомаха от собствените ензими и солна киселина. Втората причина е, че жлезите на стомашната лигавица не произвеждат "завършени" пепсини, а по-скоро безвредни предшественици, пепсиногените. Пепсиногените се превръщат в ефективни пепсини само при стойност на pH по-малко от 2.

Когато пепсините разграждат хранителните протеини, от протеините се създават олигопептиди (2 - 10 аминокиселини) и полипептиди (11 - 100 аминокиселини).

За експерти

Кърмачетата имат друга протеаза в стомашния сок, а именно гастринин. Задачата на гастрина е да подготви млечния протеин казеин, който се съдържа в майчиното мляко, за смилане чрез пепсин. Водоразтворимият казеин (наричан още казеиноген) се превръща във неразтворима във вода форма (наречена параказеин) и след това може да се усвои по-лесно [1] [2] .

Тънко черво

Тънките черва са основното място на храносмилането. В дванадесетопръстника, първата част на тънките черва, химусът (стомашната пулпа) се смесва със секрети от панкреаса и действителното тънко черво. Стомашната киселина се неутрализира, тъй като сокът от тънките черва е алкален (pH> 7). Това също кара пепсините да загубят своята ефективност; високата стойност на рН денатурира и ги разгражда.

Има три основни типа протеази, които са активни в тънките черва: двете ендопротеази трипсин и химотрипсин и четири екзопротеази .

В случай на екзопротеази, отново се прави разлика между карбоксипептидази и аминопептидази. Карбоксипептидазите атакуват протеина от карбоксилния край, т.е. където все още има непокътната COOH група. Аминопептидазите атакуват протеина от другия край, т.е. където има непокътната NH2 група. Двете карбоксипептидази се наричат ​​карбоксипептидаза А и карбоксипептидаза В. Двете аминопептидази се наричат ​​аминопептидаза А и аминопептидаза В съответно. [2]

Трипсинът и химотрипсинът разделят олиго- и полипептидите на стомашната каша на ди-, три-, тетра-, пентапептиди и т.н., т.е.на още по-малки фрагменти. Четирите екзопептидази, от друга страна, разделят отделни аминокиселини.

Дебело черво

Дебелото черво е без значение за храносмилането. Поне няма да намерите нищо за това в специализираната литература.

Абсорбция

При смесена диета около 90-125 g аминокиселини се абсорбират ежедневно от ентероцитите (клетки в стената на тънките черва) [5]. Тази резорбция е активен транспорт, тъй като ентероцитите вече съдържат висока концентрация на аминокиселини. Ди- и трипептидите също могат да бъдат включени по подобен начин. Тогава ще го направиш в хидролизира ентероцитите до аминокиселини.

По-точно, активният транспорт е симпорт, при който аминокиселините навлизат в клетките едновременно с Na + йони (symport: две различни молекули или йони се транспортират едновременно в една и съща посока) [4]. Ди- и трипептидите също се транспортират в клетките по подобен начин, но не заедно с натриеви йони, а заедно с протони [2] .

След това аминокиселините преминават от ентероцитите в кръвта чрез пасивен транспорт (дифузия). Повечето от тези аминокиселини първо се транспортират до черния дроб през порталната вена.

В някои случаи цели протеини могат дори да попаднат в кръвта чрез специални клетки в тънките черва. Това е важно за имунната система, тъй като чуждите (но безвредни) протеини стимулират образуването на имунни клетки и по този начин укрепват имунната система (основно това е един вид „обучение“ за имунната система, за да може тя да реагира по-добре на действително опасните протеини). Това е особено важно при кърмачета, така че имуноглобулините в кърмата да попаднат в кръвта на бебето неразградени [2] .

Наличност на протеини

Ако ядете храни, съдържащи протеини, това не означава автоматично, че протеините, съдържащи се в храната, могат лесно да бъдат усвоени. Много фактори влияят върху така наречената наличност на протеини.

Пространствена структура

Започва с пространствената структура на хранителните протеини. Нежното месо се усвоява по-лесно от сухожилията или хрущялите. Как така Структурните протеини в сухожилията, хрущялите, мускулите и така нататък са удължени и силно свързани помежду си. Със степента на омрежване обаче наличността намалява и силно омрежените протеини се разграждат по-трудно до поли-, олиго- и дипептиди, тъй като храносмилателните ензими нямат толкова голяма цел.

Вид на препарата

Суровото месо, суровите бобови растения и други храни, богати на сурови протеини, се усвояват по-трудно от готвените, печените или пържените храни. Това е така, защото топлината разрушава протеиновата структура (вж. Денатуриращи протеини). Денатурираните протеини предлагат на храносмилателните ензими по-голяма цел. Не бива обаче да се прекалява с печенето и печенето, тъй като при определена температура от аминокиселините и въглехидратите, съдържащи се в храната, се образуват сложни химични съединения, така наречените продукти на Maillard, които вече не са смилаеми.

Човешки "хардуер"

Състоянието на човешкия „хардуер“ - тук се има предвид храносмилателната система (всъщност трябва да се говори за „мокри съдове“) - оказва влияние върху това колко добре могат да се използват хранителните протеини.

Вземете например целиакия

Целиакия или непоносимост към глутен е заболяване на тънките черва, симптомите се предизвикват от съдържащия се в зърнените култури глутен. Целиакията се причинява от (вероятно генетично обусловен) ензимен дефицит в лигавицата на тънките черва, но имунната система също участва в клиничната картина [6] .

Едно от последствията от цьолиакия е, че някои хранителни вещества не могат да бъдат усвоени или могат да бъдат усвоени само в ограничена степен. „Симптомите на цьолиакия, свързани с малабсорбцията“ включват например анемия поради дефицит на желязо, остеопороза поради дефицит на витамин D и калций и оток поради дефицит на протеини [2], което ни връща към темата за „наличността“.

Дефектни аминокиселинни транспортери

Когато хранителните протеини са напълно разградени до аминокиселини, те трябва активно да се транспортират в клетките на тънкочревната стена. За тази цел служат определени транспортни протеини в мембраната на тези клетки. Например при болестта на Хартнуп транспортният протеин за неутрални аминокиселини е дефектен [7], докато при цистинурия аминокиселините цистин, аргинин и лизин вече не могат да се абсорбират правилно [1] .

Растителни и животински протеини

По принцип растителните протеини са по-малко достъпни от животинските протеини. Наличността на растителни протеини е средно 80%, докато животинските протеини са значително по-високи, до 98%. Изключенията доказват правилото.

Протеинов метаболизъм

Както бе споменато по-горе, 90 до 125 g аминокиселини се абсорбират в тънките черва всеки ден [5]. Аминокиселините незабавно попадат в кръвта и се транспортират до местата на консумация, т.е. до клетките. В клетките на здрав възрастен човек се произвеждат приблизително 400 g протеини от 500 g аминокиселини всеки ден [5] (биосинтеза на протеини).

Аминокиселините, които попадат в кръвта чрез абсорбция, аминокиселините, които се образуват чрез разграждането на собствените протеини на организма и аминокиселините, които се образуват чрез превръщането на въглехидратите и мазнините, влизат в така наречения аминокиселинен пул. След това този аминокиселинен пул е на разположение на клетките за изграждане на нови ендогенни протеини; той съдържа приблизително 600 g аминокиселини.

Източници за Аминокиселинния басейн
  • Абсорбция на аминокиселини
  • Разграждане на собствените протеини на организма
  • Нов синтез на несъществени аминокиселини
Разграждане на собствените протеини на организма

Абсорбцията на аминокиселини вече е обсъдена по-горе, така че тук няма да бъде обсъждана допълнително.

Разграждането на собствените протеини на тялото се извършва непрекъснато в клетките, а именно в лизозомите. Излишните протеини, които вече не са необходими, се разделят хидролитично от определени ензими, които - подобно на смилането на протеини в стомаха и тънките черва - водят до късоверижни пептиди и в крайна сметка отделни аминокиселини. Излишъкът от аминокиселини също може да бъде разграден допълнително. От една страна, те могат да се използват за генериране на енергия, 1 g протеин съдържа около 17 kJ енергия. От друга страна, ценни градивни елементи за синтеза на други съединения могат да бъдат получени от аминокиселините.

Ако аминокиселините се разграждат, за да се генерира енергия, аминогрупата първо трябва да бъде отделена. В епруветка на химик аминогрупата ще се освободи като токсичен амоняк. Разбира се, това не работи в човешките клетки. Така че аминогрупите се включват в друго - нетоксично - съединение, а именно урея. Уреята също не е напълно нетоксична, така че трябва да се екскретира през бъбреците - но ще стигнем до това по-късно на отделна поредица от страници.

Когато аминогрупата е отделена, остава въглеродна верига. След това тази въглеродна верига може да бъде подадена в енергийния метаболизъм на клетката. В зависимост от разградената аминокиселина, тя може да се превърне в ацетил-КоА, пируват или друг междинен продукт от цикъла на лимонената киселина. Също така е възможно да се натрупат мастни киселини или глюкоза от въглеродните вериги на аминокиселините [5] .

Натрупване на ендогенни протеини

Тази тема е описана подробно на страниците по биология, така че ето само няколко ключови думи:

ДНК -> транскрипция -> иРНК -> рибозоми -> синтез на протеини -> обработка на протеини

За предмета на храненето може би е важно също така да се знае, че съществуват незаменими и несъществени аминокиселини. Ако биосинтезата на протеини в клетките изисква аминокиселини като лизин или треонин, тези аминокиселини не могат да бъдат произведени от други аминокиселини или захари или мазнини, а трябва да се приемат с храната и след това да се усвоят и усвоят.

Интересен е така нареченият белтъчен оборот за 24 часа: 125 г аминокиселини се произвеждат от 100 г диетичен протеин чрез храносмилане и усвояване. В допълнение, 400 g от собствените протеини на тялото се разграждат на ден, което води до 500 g аминокиселини. Заедно това са 625 g аминокиселини - аминокиселинният фонд. Средно 125 g от тези 625 g аминокиселини се използват за генериране на енергия, която произвежда въглероден диоксид, вода и амоняк. Амонякът веднага се свързва под формата на карбамид и по този начин става безвреден. 500 g от аминокиселините в басейна се използват за новия синтез на ендогенни протеини [5] .

Тези страници обхващат важната хранителна тема за храносмилането и наличието на протеини.

Вътрешни връзки:

Външни връзки:

  • Стомашна киселина (лексикон на биологията)
  • Стомашен сок (DocCheck Flexikon)
  • Пепсин (Лексикон на биологията)
  • Гастрицин (речник на храненето)
  • Трипсин (компактен речник по биология)
  • Химотрипсин (компактен речник по биология)
  • Карбокси-
    пептидази
  • Амино-
    пептидази (речник на храненето)
IMPRINT/Политика за поверителност/Карта на сайта

19.04.2018: Страницата е създадена
22.04.2018: добавен е раздел за наличността
03.12.2019: Добавен е раздел за метаболизма на протеините.