Пищеварение белков

Белки, поступающие с пищей, подвергаются в желудочно-ки­шечном тракте распаду при участии протеолитических ферментов или пептидгидролаз, которые ускоряют гидролитическое расщеп­ление пептидных связей между аминокислотами. Различные пептидгидролазы обладают относительной специфичностью: они спо­собны катализировать расщепление связей только между опреде­ленными аминокислотами. Пептидгидролазы выделяются в неактив­ной форме (это предохраняет стенки пищеварительной системы и другие пищеварительные ферменты от самопереваривания). Акти­вируются они при поступлении пищи в соответствующий отдел пи­щеварительной системы или при виде, запахе пищи по механизму условного рефлекса.

Во рту белки пищи только механически измельчаются, но не подвергаются химическим изменениям, так как в слюне нет пептидгидролаз. Химическое изменение белков начинается в желудке при участии пепсина и соляной кислоты. Под действием соляной кислоты белки набухают, и фермент получает доступ во внутренние зоны их молекул. Пепсин ускоряет гидролиз внутренних (расположенных далеко от концов молекулы) пептидных связей. В результате из белковой молекулы образуются крупные осколки — высокомолекулярные пептиды. Если в желудок поступают сложные белки, пепсин и соляная кислота способны катализировать отделение их простетической группы. Высокомолекулярные пепти­ды в кишечнике подвергаются дальнейшим превращениям в слабощелочной среде под дейст­вием трипсина, химотрипсина и пептидаз. Трипсин ускоряет гид­ролиз пептидных связей, в обра­зовании которых принимают участие карбоксильные группы; химотрипсин расщепляет пептидные связи, образованные с участием карбок­сильных групп триптофана, тиро­зина или фенилаланина. В ре­зультате действия этих фермен­тов высокомолекулярные пепти­ды превращаются в низко-молекулярные и некоторое оличество свободных аминокислот. Низкомолекулярные пептиды в тонком кишечнике подвергаются действию карбоксипептидаз А и В, отщепляющих концевые аминокислоты со стороны свободной кар­боксильной группы, и аминопептидазы, делающей то же самое со стороны свободной аминной группы. В результате образуются дипептиды, которые гидролизуются до свободных аминокислот под действием дипептидаз. Аминокислоты и некоторое количество низкомолекулярных пептидов всасываются кишечными ворсинка­ми. Этот процесс требует затрат энергии. Некоторое количество аминокислот уже в клетках кишечной стенки включа­ется в синтез специфических белков, большая же часть продуктов пищеварения поступает в кровь (95%) и в лимфу. Кровь перено­сит их в печень, где идет интенсивный синтез белков. Не исполь­зованные в печени аминокислоты и пептиды поступают в большой круг кровообращения.

Часть аминокислот, образовавшихся в процессе пищеварения, и непереваренные белки в нижних отделах кишечника подвергаются гниению под действием кишечных бактерий. Из некоторых амино­кислот образуются токсичные продукты: амины, фенолы, меркап­таны. Они частично выводятся из организма с калом и кишечными газами, частично всасываются в кровь, переносятся ею в печень, где происходит их обезвреживание. Этот процесс требует значи­тельных затрат энергии АТФ.

Сложный белок в пищеварительной системе распадается на простой белок и простетическую группу. Простые белки подверга­ются обычному гидролизу до аминокислот. Превращения простетических групп происходят в соответствии с их химической природой. Гем хромопротеидов в кишечнике окисляется в гематин, который почти не всасывается в кровь, а выделяется с калом, так что не может быть использован для синтеза хромопротеидов в тканях. Нуклеиновые кислоты в кишечнике гидролизуются при участии эндонуклеаз, экзонуклеаз и нуклеотидаз. Под действием эндонуклеаз из молекул нуклеиновых кислот образуются крупные оскол­ки — олигонуклеотиды. Экзонуклеазы от концов молекул нуклеи­новых кислот и олигонуклеотидов отщепляют мономеры — отдель­ные мононуклеотиды, которые под действием нуклеотидаз могут распадаться на фосфорную кислоту и нуклеозид. Мононуклеотиды и нуклеозиды всасываются в кровь и переносятся к тканям, где мононуклеотиды используются для синтеза специфических нуклеи­новых кислот, а нуклеозиды подвергаются дальнейшему распаду.