Biochemia ogólna i żywności
Wykład VIII, 26.04.2012
ENZYMY
Wydzielanie śliny, funkcje śliny
· Ślina jest wydzieliną trawienną. Spełnia dwie zasadnicze funkcje: ochronną i trawienną
· Działanie ochronne śliny wiąże się z wypłukiwaniem pozostałych w jamie ustnej resztek pokarmowych, buforowaniem przez mucynę, i HCO3- kwaśnych i drażniących substancji pokarmowych, działaniem bakteriobójczym oraz stałym nawilżeniem jamy ustnej.
· Funkcja trawienna śliny polega na zlepianiu cząstek pokarmowych w możliwą do połknięcia masę pokarmową i wypłukiwaniu cząstek pokarmowych z powierzchni języka co ułatwia kontakt pokarmy z receptorami smakowymi języka i dzięki temu umożliwia powstawanie wrażeń smakowych oraz odruchowe pobudzenie wydzielania śliny, soku żołądkowego i trzustkowego.
· Ślina uczestniczy w trawieniu skrobi i lipidów, z udziałem alfa-amylazy ślinowej – ptialina (trawienie skrobi), wytwarzana głównie przez ślinianki przyuszne oraz lipazy językowej (trawienie lipidów) wydzielanej przez gruczoły ślinowe (Ebnera)
Skład śliny
· Woda około 98%
· Związki nieorganiczne: sole potasu, sole wapnia
· Związku organiczne: mucyna – ułatwia połykanie pokarmu; ptialina – trawi skrobię na maltozę; maltaza – rozkłada maltozę na glukozę
Objętość i skład śliny
· Wydzielanie śliny zachodzi cały czas nawet podczas snu i jest wynikiem pobudzenia nerwów przywspółczulnych
· Wydzielanie podstawowe śliny wynosi średnio 0,5 ml/min, przy silnym pobudzeniu wydzielniczym może wzrosnąć do 5,0 ml/min
· Wydzielanie dobowe śliny wynosi przeciętnie 1,5l, ale może wzrosnąć nawet do kilku litrów
· W warunkach podstawowych ok. 70% śliny dostarcza ślinianka podżuchwowa, 20% - przyuszna, a 5% podjęzykowa. Reszta pochodzi z gruczołów rozrzuconych w błonie śluzowej jamy ustnej i języka.
· Głównym składnikiem śliny jest woda ok. 99,5% jej objętości
· Reszta składniki nieorganiczne (jony Na+, K+, Ca2+, Cl-, HCO3-) oraz substancje organiczne (mucyna i białko)
· Objętość śliny, zawartość w niej substancji nieorganicznych oraz jej osmolarność (termin określający liczbę moli substancji osmotycznie czynnych w 1 litrze roztworu; ciśnienie osmotyczne roztworu zależy od stężenia substancji rozpuszczonej. Ciśnienie osmotyczne – różnica ciśnień wywieranych na półprzepuszczalną membranę przez dwie ciecze, która ta membrana rozdziela)
· Głównymi kationami śliny są jony Na+, K+, ich stężenie zmienia się zależnie od objętości śliny; gdy objętość rośnie, stężenie jonów Na zwiększa się, stężenie jonów K maleje. Stężenie jonów Ca2+, Mg2+ w ślinie nie podlega większym zmianom.
· Największe znaczenie dla utrzymania osmolarności i ich zdolności buforującej śliny mają odpowiednio jony Na+ i HCO3-. Stężenie jonów HCO3- podnosi się wraz ze wzrostem objętości śliny. Wzrost zawartości jonów HCO3- wiąże się ze wzrostem pH śliny z 5 do 8
· Gruczoły ślinowe mają zdolność do wychwytu, magazynowania i wydzielania jodków.
· Ślina zawiera również ślady fluorków.
· W skład śliny również wchodzą różne związki wielkocząsteczkowe: enzymy, białka osocza, mucyna, substancje grupowe krwi, lizozym, laktoferyna, kalikreina, czynnik wzrostowy naskórka (EGF)
· Najważniejszym enzymem znajdującym się w ślinie jesy ptialina. Wykazuje ona optymalną aktywność przy pH 6,9 atakując wewnętrzne wiązania alfa-1,4-glikozydowe łańcucha glikozydowego skrobi i hydrolizuje go na odcinki 2-8 cukrowe, głównie na maltozę, maltotriozę i alfa-dekstryny. Ulega ona inaktywacji przy niskim pH w żołądku.
· Drugim enzymem śliny jest lipaza językowa, która rozkłada triacyloglicerole. Jej udział w procesie trawienia tłuszczów może dochodzić do 20%
· Do substancji białkowych śliny należą: lizozym o działaniu przeciwbakteryjnym atakujący błonę komórkową mikrobów; immunoglobulina (Ig) – substancje aktywne przeciw niektórym bakteriom.
· Laktoferyna ślinowa wiąże żelazo i zapobiega jego wykorzystaniu przez liczne mikroorganizmy.
· Ślina wytwarzana przez śliniankę podjęzykową i podżuchwową wykazuje dużą lepkość dzięki mucynie (składa się z mukopolisacharydów)
· Ślinianki wytwarzają również kalikreinę
· Białka bogate w prolinę ochraniają emalię zębową przed uszkodzeniem.
Trawienie pokarmów w żołądku
Sok żołądkowy jest wydzielany przez gruczoły błony śluzowej żołądka średnio 1,5 litra w ciągu doby o pH 1,0
Sok żołądkowy zawiera:
· Kwas solny
· Enzymy
· Śluz
· Sole mineralne
· Wodę
Kwas solny jako jeden ze składników soku żołądkowego
· Powstaje w kanalika wewnątrz komórek okładzinowych gruczołów błony śluzowej pod wpływem histaminy działające na receptoryH2
· Jony wodorowe powstające w czasie dysocjacji kwasu węglowego są aktywnie wydzielane do światła kanalików komórkowych, w tym procesie biorą udział cyklaza adenylanowa i cykliczny AMP
· Jednocześnie z jonami wodorowymi wydzielane są jony chlorkowe w świetle kanalików powstaje kwas solny
· Kwas solny uaktywnia enzymy trawienne i zabija drobnoustroje.
Pepsynogen
· W komórkach głównych gruczołów błony śluzowej żołądka znajduję się w cytoplazmie ziarnistości zawierające pepsynogen – nieczynny enzym proteolityczny (Są to grupy enzymów trawiennych posiadające zdolność rozpraszania białek).
· Pepsynogen wydzielony do światła gruczołów błony śluzowej zamienia się pod wpływem kwasu solnego w aktywny enzym – pepsynę.
Pepsyna
· Składnik soku żołądkowego rozkłada duże cząsteczki białek na mniejsze cząsteczki polipeptydów.
· Zrywa wiązania peptydowe w cząsteczkach białek, z których powstają cząsteczki mające zarówno krótkie jak i długie łańcuchy
· Największa aktywność pepsyna posiada przy pH 1,6-3,2
Śluz
· Komórki dodatkowe gruczołów błony śluzowej wydzielają śluz, który pokrywa ściany żołądka i zabezpiecza je przed działaniem kwasu solnego i enzymów.
Trawienie w jelicie cienkim
· W trawieniu treści pokarmowej w jelicie cienkim biorą udział
o Sok jelitowy
o Sok trzustkowy
o Żółć
Wydzielania soku jelitowego
· Gruczoły dwunastnicze podśluzówkowe wydzielają gęsty śluz, który zabezpiecza błonę śluzową dwunastnicy przed szkodliwym działaniem zakwaszonej żołądkowej treści pokarmowej
· W błonie śluzowej jelita cienkiego znajdują się gruczoły jelitowe, które wytwarzają sok jelitowy, zawierający enzymy trawienne
Sok jelitowy – występują w nim:
· Aminopeptydazy rozkładające peptydy do aminokwasów
· Enzymy rozkładające kwasy nukleinowe do pentoz, zasad purynowych i pirymidynowych oraz kwasu fosforowego
· Enzymy rozkładające wielocukry i dwucukry do jednocukrów
· Lipaza hydrolizująca tłuszcze obojętne do kwasów tłuszczowych i glicerolu.
Sok jelitowy
· Ma odczyn słabo zasadowy bądź zasadowy
· Wydzielany jest w objętości ok. 3-6 litrów
· Hydrolizuje składniki pokarmowe
· Alkalizuje treść jelitową
· Doprowadza ciśnienie osmotyczne treści jelitowej do ciśnienia izotonicznego (ciśnienie osmotyczne równe ciśnieniu płynu tkankowego)
· Wydziela się pod wpływem bezpośredniego mechanicznego podrażnienia błony śluzowej przez przesuwającą się treść jelitową i pośrednio po wpływem pobudzającego działania hormonów żołądkowo-jelitowych
Wydzielanie soku trzustkowego
· Sok trzustkowy jest wydzieliną zewnętrza trzustki., która przez przewód trzustkowy i bańkę wątrobowo-trzustkową dostaje się do dwunastnicy. W ciągu doby wydziela się ok. 2 litró soku trzustkowego o odczynie zasadowym i pH w granicach 7,1-8,4
· Sok trzustkowy jest bogaty w węglowodany to pod jego wpływem kwaśna treść żołądka dostająca się do dwunastnicy zostaje zobojętniona.
Sok trzustkowy zawiera:
· Trypsynogen i chymotrypsynogen – nieaktywne enzymy proteolityczne
· Rybonukleazę i deoksyrybonukleazę – enzymy trawiące kwasy rybonukleinowe i deoksyrybonukleinowe
· Alfa-amylazę – enzym rozkładający wielocukry do dwucukrów
· Lipazę – enzym hydrolizujący tłuszcze roślinne i zwierzęce (o punkcie topnienia niższym od 46 stopni C) do kwasów tłuszczowych i glicerolu.
· Tryspynogen znajdujący się w soku trzustkowym po dostaniu się do dwunastnicy zostaje zamieniany pod wpływem enzymu enteropeptydazy (enterokinazy) na enzym aktywny
· Enterokinaza wydzielana przez błonę śluzową dwunastnicy aktywuje nieaktywny trypsynogen na aktywną trypsynę, która aktywuję następne porcje trypsynogenu dostające się do dwunastnicy oraz zamienia nieaktywny chymotrypsynogen na aktywną chymotrypsynę.
Wydzielanie żółci
· Jest wytwarzana w wątrobie przez hepatocyty zawiera liczne katabolity, które przez drogi żółciowe i przewód pokarmowy wydalane są z organizmu. Katabolity te mają ogromne znaczenie dla procesu trawienia i wchłaniania w jelicie cienkim.
· W czasie trawienia pokarmów w jelicie cienkim żółć wytwarzana przez komórki wątrobowe odpływa do dwunastnicy przez przewodziki żółciowe, przewód wątrobowy prawy i lewy, przewód wątrobowy wspólny, przewód żółciowy wspólny, bańkę wątrobowo-trzustkową
· W okresach gdy trawienie nie zachodzi mięsień zwieracz bańki wątrobowo-trzustkowej jest skurczony i żółć gromadzi się w pęcherzyku żółciowym.
Udział żółci w trawieniu
· Ok 0,5 litra żółci wydzielane jest na dobę
· Głównymi składnikami są: sole kwasów żółciowych, barwniki żółciowe, cholesterol, sole mineralne
· W trawieniu w jelicie cienkim współdziałają sole kwasów żółciowych: sodowe i potasowe kwasu cholowego i deoksycholowego i chenodeoksycholowego
· Komórki wątrobowe wydzielają kwasy żółciowe w postaci związanej z tauryną i glicyną. W przewodach żółciowych następuje tworzenie się odpowiednich soli po związaniu się tych kwasów z sodem lub potasem.
· Sole kwasów żółciowych wydzielone do światła jelita:
o Zmniejszają napięcie powierzchniowe
o Łączą się z produktami lipolizy: kwasami tłuszczowymi o długich łańcuchach i monoglicerydami
o Aktywują lipazę – enzym hydrolizujące tłuszcze.
dietetyka2012.2015