Emésztőenzim - Digestive enzyme

Ez a cikk a természetesen termelődő enzimekről szól. A gyógyszerrel kapcsolatban lásd: Hasnyálmirigy enzimek (gyógyszeres kezelés) .

Az emésztőenzimek egy olyan enzimcsoport, amely a polimer makromolekulákat kisebb építőelemeikre bontja, hogy megkönnyítse a szervezet által történő felszívódást. Az emésztőenzimek megtalálhatók az állatok (beleértve az embereket is) emésztőrendszerében és a húsevő növények traktusaiban, ahol elősegítik az élelmiszer emésztését, valamint a sejtek belsejében , különösen lizoszómáikban , ahol a sejtek túlélésének fenntartása érdekében működnek. Különböző specifitású emésztőenzimek találhatók a nyálmirigyek által kiválasztott nyálban , a gyomrot bélelő sejtek váladékában, a hasnyálmirigy exokrin sejtjei által kiválasztott hasnyálmirigy-lében , valamint a vékony és vastagbélet bélelő sejtek váladékában.

Az emésztőenzimeket célszubsztrátjaik alapján osztályozzák :

Az emberi emésztőrendszerben az emésztés fő helyszínei a száj, a gyomor és a vékonybél. Az emésztőenzimeket különféle exokrin mirigyek választják ki, beleértve:

Száj

Az állatok és emberek által vett összetett élelmiszer-anyagokat egyszerű, oldható és diffundálható anyagokra kell bontani, mielőtt felszívódnának. A szájüregben a nyálmirigyek különféle enzimeket és anyagokat választanak ki, amelyek elősegítik az emésztést és a fertőtlenítést is. Ezek a következőket tartalmazzák:

  • nyelvi lipáz : A lipid emésztés a szájban indul. A nyelvi lipáz megkezdi a lipidek / zsírok emésztését.
  • Nyálamiláz : A szénhidrát emésztés a szájban is elindul. A nyálmirigyek által termelt amiláz összetett szénhidrátokat, főleg főtt keményítőt, kisebb láncokra vagy akár egyszerű cukrokra bont. Néha ptyalinnak nevezik .
  • lizozim : Figyelembe véve, hogy az étel nemcsak alapvető tápanyagokat tartalmaz, pl. baktériumokat vagy vírusokat, a lizozim korlátozott és nem specifikus, ugyanakkor előnyös antiszeptikus funkciót kínál az emésztésben.

Figyelemre méltó a nyálmirigyek sokfélesége. Kétféle nyálmirigy létezik:

Gyomor

Az enzimek, amelyek szekretálódnak a gyomorban vannak gyomor enzimek . A gyomor fontos szerepet játszik az emésztésben, mind mechanikus értelemben az étel összekeverésével és összetörésével, mind enzimatikus értelemben az emésztésével. A következők a gyomor által termelt enzimek és azok funkciói:

  • A pepszin a fő gyomorenzim. A " fősejteknek " nevezett gyomorsejtek termelik inaktív formájában pepszinogént , amely egy zimogén . A pepszinogént ezután a gyomorsav aktiválja aktív formájába, a pepszinbe. A pepszin az ételben lévő fehérjét kisebb részecskékre bontja, például peptidfragmensekre és aminosavakra . A fehérje emésztés tehát elsősorban a gyomorban kezdődik, ellentétben a szénhidrátokkal és a lipidekkel, amelyek emésztésüket a szájban kezdik meg (azonban a szájban lévő nyálban nyomokban találhatók bizonyos fehérjét katabolizáló kallikrein enzimek ).
  • A gasztrikus lipáz : gasztrikus lipáz egy olyan savas lipáz által szekretált gyomor vezető sejtek a fundus nyálkahártyában a gyomorban. PH-optimuma 3-6. A gyomor lipáz és a nyelvi lipáz együttesen tartalmazza a két savas lipázt. Ezek a lipázok, ellentétben a lúgos lipázokkal (például a hasnyálmirigy-lipázzal ), az optimális enzimatikus aktivitáshoz nem igényelnek epesavat vagy kolipázt . Savas lipázok teszik ki 30% lipid hidrolízis során bekövetkező emésztés a felnőtt emberi, a gyomor-lipáz hozzájárul a legtöbb két savas lipázok. Újszülötteknél sokkal fontosabbak a savas lipázok, amelyek a teljes lipolitikus aktivitás akár 50% -át is biztosítják.

A gyomor által termelt hormonok vagy vegyületek és azok funkciói:

  • Sósav (HCl): Ez lényegében pozitív töltésű hidrogénatomok (H +), vagy laikus értelemben vett gyomorsav , és a gyomor parietális sejteknek nevezett sejtjei termelik. A HCl elsősorban a bevitt fehérjék denaturálására, az ételben maradt baktériumok vagy vírusok elpusztítására, valamint a pepszinogén pepszinné aktiválására szolgál.
  • Belső tényező (IF): Belső tényezőt a gyomor parietális sejtjei termelnek. A B12-vitamin (B12-vitamin) fontos vitamin, amely segítséget igényel a terminális ileumban történő felszívódáshoz . Kezdetben a nyálban a nyálmirigyek által kiválasztott haptocorrin megköti a Vit. B, létrehozva egy Vit. B12-Haptocorrin komplex. Ennek a komplexnek az a célja, hogy megvédje a B12-vitamint a gyomorban termelődő sósavtól. Miután a gyomortartalom kilép a gyomorból a nyombélbe, a haptocorrint hasítják hasnyálmirigy-enzimek, felszabadítva az ép B12-vitamint. A parietális sejtek által termelt belső tényező (IF) ezután megköti a B12-vitamint, létrehozva egy Vit-vitamint. B12-IF komplex. Ez a komplex azután felszívódik az ileum terminális részén .
  • Mucin : A gyomornak kiemelten fontos a baktériumok és vírusok elpusztítása erősen savas környezete alkalmazásával, de kötelessége megvédeni saját bélését a savtól. A gyomor ezt úgy érheti el, hogy nyálkahártya-sejtjein keresztül kiválasztja a mucint és a hidrogén-karbonátot, valamint azáltal, hogy gyors a sejtek cseréje.
  • Gasztrin : Ez egy fontos hormon, amelyet a gyomor " G-sejtjei " termelnek . A G-sejtek gasztrint termelnek az étel belépése után bekövetkező gyomornyújtásra, valamint a gyomor fehérje hatására. A gasztrin endokrin hormon, ezért belép a véráramba, és végül visszatér a gyomorba, ahol a parietális sejteket sósav (HCl) és belső faktor (IF) termelésére serkenti.

Figyelemre méltó a gyomrot fedő sejtek közötti funkciómegosztás. A gyomorban négyféle sejt létezik:

Az előző sejtek szekrécióját az enterális idegrendszer vezérli . Puffadás a gyomorban vagy a beidegzés a vagus ideg (via a paraszimpatikus részlege a vegetatív idegrendszer ) aktiválja a ENS, viszont ami a felszabadulását acetilkolin . Ha jelen van, az acetilkolin aktiválja a G-sejteket és a parietális sejteket.

Hasnyálmirigy

A "hasnyálmirigy enzim" és a "hasnyálmirigy" átirányítja az endogén formák erre a tárgyalására. Az exogén formákról lásd: Hasnyálmirigy enzimek (gyógyszeres kezelés) .

A hasnyálmirigy mind endokrin, mind exokrin mirigy, mivel funkcionál a keringési rendszerbe felszabaduló endokrin hormonok (például inzulin és glükagon ) előállításában, a glükóz anyagcseréjének szabályozásában, valamint emésztési / exokrin hasnyálmirigy-lé kiválasztásában, amely kiválasztódik végül a hasnyálmirigy-csatornán keresztül a duodenumba. A hasnyálmirigy emésztési vagy exokrin funkciója ugyanolyan jelentős az egészség fenntartása szempontjából, mint az endokrin funkció.

A hasnyálmirigy-parenchima sejtjeinek populációjából kettő alkotja emésztőrendszerét:

  • Duktális sejtek : Főként a hidrogén-karbonát (HCO3) termeléséért felelős , amely a pyloruson keresztül a nyombélbe belépő gyomorkémény savasságának semlegesítésére szolgál. A hasnyálmirigy csatorna sejtjeit a szekretin hormon serkenti hidrogén-karbonátban gazdag váladékuk előállítására, ami lényegében egy bio-visszacsatolási mechanizmus; erősen savas gyomorkimba, amely a duodenumba kerül, stimulálja az "S-sejteknek" nevezett nyombélsejteket a hormon szekretin termelésére és a véráramba történő felszabadítására. A vérbe jutó szekretin végül kapcsolatba kerül a hasnyálmirigy ductalis sejtjeivel, serkenti őket hidrogén-karbonátban gazdag gyümölcslé termelésére. A szekretin a "G-sejtek" által gátolja a gasztrin termelését , és a hasnyálmirigy acináris sejtjeit is serkenti hasnyálmirigy-enzimjeik termelésére.
  • Acinársejtek : Főként az inaktív hasnyálmirigy-enzimek ( zimogének ) termeléséért felelősek, amelyek a vékonybélben jelenlétük után aktiválódnak és a fehérjék, a zsír és a DNS / RNS lebontásával látják el fő emésztési funkcióikat. Az acináris sejteket a kolecisztokinin (CCK) stimulálja , amely egy hormon / neurotranszmitter, amelyet a bélsejtek (I-sejtek) termelnek a duodenumban. A CCK serkenti a hasnyálmirigy-zimogének termelését.

A hasnyálmirigy-lé , amely mind a ductalis, mind az acinar sejtek váladékából áll, a következő emésztőenzimeket tartalmazza:

A megelőző endogén enzimek egy részének vannak gyógyszerészeti megfelelői ( hasnyálmirigy-enzimek (gyógyszerek) ), amelyeket exokrin hasnyálmirigy-elégtelenségben szenvedőknek adnak be .

A hasnyálmirigy exokrin funkciója nevezetes megbízhatóságának egy részét a lé szekrécióját szabályozó biofeedback mechanizmusoknak köszönheti. Az alábbi jelentős hasnyálmirigy biofeedback mechanizmusok elengedhetetlenek a hasnyálmirigy lé egyensúlyának / termelésének fenntartásához:

  • A szekretin , a duodenális "S-sejtek" által termelt hormon, a magas hidrogénatom-koncentrációt (magas savasságot) tartalmazó gyomorkémiára reagálva, felszabadul a véráramba; az emésztőrendszerbe való visszatérés után a szekréció csökkenti a gyomor kiürülését, növeli a hasnyálmirigy-ductalis sejtek szekrécióját, valamint stimulálja a hasnyálmirigy-acináris sejteket, hogy felszabadítsák zimogén levüket.
  • A kolecisztokinin (CCK) egy egyedülálló peptid, amelyet a duodenális "I-sejtek" szabadítanak fel a magas zsír- vagy fehérjetartalmú kimánra reagálva. A szekretinnel ellentétben, amely egy endokrin hormon, a CCK valójában egy neuronális áramkör ingerlésén keresztül működik, amelynek végeredménye az acináris sejtek stimulálása tartalmuk felszabadítása érdekében. A CCK emeli az epehólyag összehúzódását is, amelynek eredményeként az epe a cisztás csatornába , a közös epevezetékbe és végül a duodenumba szorul . Az epe természetesen elősegíti a zsír felszívódását azáltal, hogy emulgeálja, növeli annak felszívódó felületét. Az epét a máj állítja elő, de az epehólyagban tárolódik.
  • A gyomor-gátló peptidet (GIP) a nyálkahártya nyombélsejtjei termelik, válaszul a nagy mennyiségű szénhidrátot, fehérjét és zsírsavat tartalmazó kimire . A GIP fő feladata a gyomorürülés csökkentése.
  • A szomatosztatin egy olyan hormon, amelyet a nyombél nyálkahártya-sejtjei és a hasnyálmirigy "delta sejtjei" termelnek. A szomatosztatinnak jelentős gátló hatása van, beleértve a hasnyálmirigy termelését is.

Vékonybél

A következő enzimek / hormonok termelődnek a duodenumban:

  • szekretin : Ez egy endokrin hormon, amelyet a nyombél " S-sejtjei " termelnek a gyomorkimma savasságára válaszul.
  • A kolecisztokinin (CCK) egy egyedülálló peptid, amelyet a duodenális "I-sejtek" szabadítanak fel a magas zsír- vagy fehérjetartalmú kime-mákra adott válaszként. A szekretinnel ellentétben, amely egy endokrin hormon, a CCK valójában egy neuronális áramkör ingerlésén keresztül működik, amelynek végeredménye az acináris sejtek stimulálása tartalmuk felszabadítása érdekében. A CCK emellett növeli az epehólyag összehúzódását, ami előraktározott epe felszabadulását idézi elő a cisztás csatornában, végül a közös epevezetékbe és a Vater ampulláján keresztül a duodenum második anatómiai helyzetébe. A CCK csökkenti az Oddi záróizom tónusát is , amely a Vater ampulláján keresztüli áramlást szabályozó záróizom. A CCK emellett csökkenti a gyomor aktivitását és csökkenti a gyomor ürülését, ezáltal több idő jut a hasnyálmirigy-leveknek a gyomorkémény savasságának semlegesítésére.
  • Gyomor-gátló peptid (GIP): Ez a peptid csökkenti a gyomor motilitását, és a nyombél nyálkahártya-sejtjei termelik.
  • motilin : Ez az anyag a "motilin receptoroknak" nevezett speciális receptorokon keresztül fokozza a gyomor-bél motorját.
  • szomatosztatin: Ezt a hormont a nyombél nyálkahártyája és a hasnyálmirigy delta sejtjei termelik. Fő feladata a különféle szekréciós mechanizmusok gátlása.

A vékonybél belsejében számos kefe szegély enzim található, amelyek feladata a gyomorból felszabaduló chime felszívódó részecskékké történő tovább bontása. Ezek az enzimek felszívódnak, miközben a perisztaltika bekövetkezik. Ezen enzimek egy része a következőket tartalmazza:

  • Különböző exopeptidázok és endopeptidázok, beleértve a dipeptidázt és az aminopeptidázokat, amelyek a peptonokat és a polipeptideket aminosavakká alakítják.
  • Maltáz : a maltózt glükózzá alakítja.
  • Laktáz : Ez egy jelentős enzim, amely a laktózt glükózzá és galaktózzá alakítja. A közel-keleti és ázsiai populációk többségének hiányzik ez az enzim. Ez az enzim az életkor előrehaladtával is csökken. Mint ilyen, a laktóz-intolerancia gyakran gyakori hasi panasz a közel-keleti, az ázsiai és az idősebb populációkban, amely puffadással, hasi fájdalommal és ozmotikus hasmenéssel jár .
  • Szacharáz : a szacharózt glükózzá és fruktózzá alakítja.
  • Egyéb diszacharidázok

Növények

A húsevő növényekben az emésztőenzimek és savak lebontják a rovarokat , egyes növényekben pedig a kis állatokat. Egyes növények a levél összeesik a ragadozó növekedés kapcsolatot, mások egy kis hajó emésztési folyadék . Ezután emésztési folyadékokkal emésztik a zsákmányt, hogy a szükséges nitrátokhoz és foszforhoz jussanak . A szükséges tápanyagok felszívódása általában hatékonyabb, mint más növényekben. Az emésztőenzimek egymástól függetlenül jöttek létre a húsevő növényekben és állatokban.

Néhány húsevő növény, például a Heliamphora , nem emésztőenzimeket használ, hanem baktériumokat használ az étel lebontására. Ezekben a növényekben nincs emésztőrendszeri lé, de a zsákmány rothadását használják .

Néhány húsevő növény emésztőenzimje:

Lásd még

Hivatkozások