5.1.Переваривание белков в желудке

Желудок выполняет несколько функций: защитную (обезвреживание пищи: HCl, лизоцим), переваривание (механическая и химическая обработка пищи: HCl, ферменты), всасывание, эндокринную (образование гастрина и гистамина) и экскреторную (выделение мочевины, мочевой кислоты, аммиака, креатинина, солей тяжелых металлов, йода, лекарственных веществ).

Основная пищеварительная функция желуд­ка – переваривание белка. Для пищеварения слизистая оболочка желудкавыделяет сложный по составу сок, который представляет собой бесцветную, слегка опалесцирующую жидкость с величиной рН=1,5-2,0 (1,6-1,8) и относительной плотностью 1005. В сутки выделяется 2-2,5 литра сока. Основной компонент желудочного сока вода (99,5%) в которой растворены органические и неорганические вещества.

Состав желудочного сока

Неорганические вещества	Кол-во	Органические вещества	Кол-во
Свободная НС1	20 ммоль/л, 0,4-0,5% 20-40 ТЕ	Пепсины (8 видов)	0—21 мг%
Связанная НС1	20-30 ТЕ	Ренин (только у грудных детей)
Хлориды	155,1 ммоль/л	Гастриксин
Натрий	31,3-189,3 ммоль/л	Желатиназа
Калий	5,6-35,3 ммоль/л	Липаза
кальций		Муцин
магний		Лизоцим
Азот небелковый	14,3—34,3 ммоль/л	Органические кислоты
Азот мочевины и аммиака	4,99—9,99 ммоль/л
Азот аминокислот	47,6-118,9 мкмоль/л
Сульфаты
фосфаты
бикарбонаты

Желудочный сок синтезируется железами, находящимися в слизистой оболочке желудка. Различают три вида желез: кардиальные, фундальные (собственные железы желудка) и пиллорические (железы привратника). Железы состоят из главных, париетальных (обкладочных), добавочных клеток и мукоцитов.

Главные клетки вырабатывают пепсиногены (пепсин, гастриксин, реннин), обкладочные (париетальные) — соляную кислоту, добавочные и мукоциты — мукоидный секрет. Фундальные железы содержат все три типа клеток.

Кислотность желудочного сока

Кислотность желудочного сока связана с наличием в нем различных неорганических (HCl, кислые фосфаты) и органических (оксо-, окси-, амино-, нуклеиновые, жирные кислоты и т.д.) кислот. В связи с этим выделяют понятие общая кислотность желудочного сока.Основная причина кислотности желудочного сока связана с наличием в нем соляной кислоты. Соляная кислота в желудочном соке находится в свободном и в связанном (с белками и продуктами их переваривания) состоянии.

Механизм образования соляной кислоты

Соляная кислота продуцируется обкладочными (париетальными) клетками слизистой желудка, которые составляют 20% от общей массы слизистой. В обкладочных клетках до 44% объема занимают митохондрии, вокруг которых скапливаются гранулы гликогена и капли жира (запасы энергетических субстратов). Процесс синтеза соляной кислоты запускается через нейрогуморальные механизмы регуляции, опосредованные медиаторами и гормонами – ацетилхолином, гистамином, гастрином. Ацетилхолин действует на париетальные клетки прямо и опосредованно. Прямой путь действия ацетилхолина осуществляется за счет взаимодействия медиатора с рецепторами на базолатеральной мембране клетки. Непрямой путь действия ацетилхолина связан с воздействием на специализированные клетки слизистой желудка, вырабатывающие гастрин и гистамин. Гастринпродуцирующие клетки локализованы в основном в пилорической части желудка. Рецепторы для гастрина локализованы на гистаминпродуцирующих и обкладочных клетках. Гистаминпродуцирующие клетки локализованы в фундальной части желудка и содержат рецепторы к гастрину. При действии гастрина повышается активность декарбоксилазы гистидина, превращающей его в гистамин. Секреция гистамина стимулируется кальцием (Са²⁺).

Ацетилхолин и гастрин взаимодействуют со специфическими рецепторами и запускают внутриклеточный фосфолипазный механизмрегуляции активности ферментов (активируется мембранная фосфолипаза, разрушающая фосфолипиды в обкладачных клетках до диацилглицерида (ДАГ) и инозитолтрифосфата (ИТФ), что увеличивает содержание кальция в клетке). Гистамин через рецепторы запускаетаденилатциклазный механизмрегуляции внутриклеточных ферментов, стимулируя образование в клетке цАМФ. В результате повышения в клетке перечисленных вторичных посредников (ДАГ, ИТФ, Са++, цАМФ) запускается секреторный механизм париетальных клеток. Это происходит вследствие активации протеинкиназы, которая фосфорилирует, активируя тем самым следующие ферменты:

1. Гликогенфосфорилазу – активируется распад гликогена,

2. Триацилглицеридлипазу – активируется распад липидов,

3. Фосфофруктокиназу, изоцитратдегидрогеназу, сукцинатдегидрогеназу – активируется

аэробный распад глюкозы,

4. Дегидрогеназы пентозного цикла – активируется наработка НАДФН,

5. Трансдегидрогеназы – перенос протонов от НАДФН к НАД,

6. Карбоангидразу – диссоциация угольной кислоты.

В результате усиления катаболизма углеводов и липидов в обкладочных клетках накапливается АТФ, НАДН, ФАДН – компоненты необходимые для образования соляной кислоты. Водород с НАДН, ФАДН поступает в дыхательную цепь митохондрий и вследствие транспорта в ней протонов и электронов создается на внутренней мембране митохондрий электрохимический потенциал - ∆μН. Митохондрии обкладочных клеток могут работать в двух режимах:

1) Электрохимический потенциал ∆μН может использоваться протонной АТФ-синтетазой для синтеза АТФ,

2) В фазу стимуляции секреции, ∆μН обеспечивает работу Н⁺/К⁺-АТФазы. Эта АТФаза представляет собой гликопротеид, пронизывающий всю толщу секреторной мембраны. Условиями для ее работы является наличие АТФ и К⁺. Клетки, секретирующие соляную кислоту, используя энергию гидролиза АТФ выкачивают из клетки Н⁺в обмен на входящий внутрь клетки К⁺. Калий из клетки выходит совместно сCI^-в результате электронейтрального совместного К⁺/СI^-–транспорта. В свою очередь, хлор поступает в клетку в обмен на бикарбонаты (НСО₃^-) при помощи анионтранспортного белка. Бикарбонаты в клетке образуются в результате диссоциации угольной кислоты (Н₂СО₃) на Н⁺и НСО₃^-, которая образуется из поступающего в клетку СО₂ под действием фермента карбоангидразы. Вышедшие в полость желудка Н⁺иCI^- образуют НСl.

СХЕМА механизма образования НСl в желудке

│─────────────────────────────────

Сl^- →│ → Сl^-Сl^- → │ → Сl^-

НСО₃^- ← │ ← НСО₃^-← К⁺→ │ → К⁺

кровь │ ↑ │ просвет желудка

│ ↑ К⁺← │ ← К⁺

СО₂ → │ → СО₂+ Н₂О → Н₂СО₃→→→ Н⁺→ │ → Н⁺

│ │

│──────────────────────────────────

Таким образом, слияние наружной мембраны митохондрий с секреторной мембраной клетки приводит к формированию митохондриального комплекса. В таких комплексах протоны, генерируемые окислительной цепью митохондрий могут непосредственно акцептироваться системой Н⁺/К⁺-АТФазы секреторной мембраны и транспортироваться из клетки.

Согласно карбоангидразной теории, источником Н⁺ для HCl является Н₂СО₃, которая об­разуется в обкладочных клетках желудка из СО₂ и Н₂О под действи­ем карбоангидразы: Н₂О + СО₂ → Н₂СО_{3 .} Н₂СО₃ диссоциирует на бикарбонат, который выделяется в плазму крови в обмен на С1^-, и Н⁺, который активно переносится Н⁺/К⁺-АТФ-азой в просвет желуд­ка в обмен на К⁺.При этом в просвете желудка кон­центрация Н⁺ увели­чивается в 10⁶ раз, концентрация НС1 достигает 0,16 М, а значения рН снижается до 1,0-2,0. При максимальной активности обкладочные клетки могут продуцировать до 23 ммоль HCl в час. Синтез HCl - аэробный процесс, требующий большого количества АТФ, поэтому при гипоксии он снижается.Вода выходит из клеток в просвет желудка по осмотическому градиенту.