Ферменты сока поджелудочной железы трипсин

Ферменты сока поджелудочной железы трипсин thumbnail

Трёхмерная структура молекулы бычьего трипсина.

Трипсин — фермент класса гидролаз, расщепляющий пептиды и белки; обладает также эстеразной (гидролиз сложных эфиров) активностью.

Трипсин синтезируется в поджелудочной железе в виде неактивного предшественника (профермента) трипсиногена. Трипсины ряда животных получены в кристаллическом виде (впервые в 1932). Молекула бычьего трипсина (молекулярная масса около 24 кДа) состоит из 223 аминокислотных остатков, образующих одну полипептидную цепь, и содержит 6 дисульфидных связей. Изоэлектрическая точка трипсина лежит при pH 10,8, а оптимум каталитической активности — при pH 7,8—8,0.

Трипсины относятся к группе сериновых протеаз и содержат в активном центре остатки серина и гистидина. Трипсины легко подвергаются самоперевариванию (аутолизу), что приводит к загрязнению препаратов трипсинов неактивными продуктами (промышленный препарат содержит до 50 % неактивных примесей). Препараты трипсина высокой чистоты получают хроматографическими методами.

Физические свойства[править | править код]

Трипсин представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления около 150 °C.

Биологические свойства и функции[править | править код]

Основной функцией является пищеварение. Катализирует гидролиз белков и пептидов. Может находиться в неактивном состоянии в виде трипсиногена. Активируется, в том числе кишечным ферментом энтеропептидазой, путём отщепления гексапептида. Катализирует также гидролиз восков-сложных эфиров.
Оптимум каталитической активности — при pH 7,8—8.
Активный центр имеет белковую природу и состоит в основном из серина и гистидина. Синтезируется в виде трипсиногена в поджелудочной железе и используется в кишечнике млекопитающих и рыб. Превращает остальные проферменты гидролаз в активные ферменты.

Применение[править | править код]

Трипсин используют для изготовления лекарств. Препараты трипсина обладают противовоспалительным и противоотёчным действием (при внутривенном и внутримышечном введении); способны избирательно расщеплять ткани, подвергшиеся некрозу. В медицине трипсин применяют для лечения ран, ожогов, тромбозов, часто в сочетании с другими ферментами и с антибиотиками. Используется при анализе первичной структуры белка, за счёт того, что он селективно гидролизует связи между остатками положительно заряженных аминокислот лизина и аргинина.

Родственные ферменты[править | править код]

«Ближайшие родственники» трипсина — трипсиноген, пепсин, химотрипсин[en]. У высших животных обнаружены анионные аналоги трипсина, у многих животных и растений — нейтральные.

Изменение гидролитических свойств[править | править код]

Активность трипсина подавляется фосфорорганическими соединениями, некоторыми металлами, а также рядом высокомолекулярных белковых веществ — ингибиторов трипсина, содержащихся в тканях животных, растений и микроорганизмов. Ионы Ca2+, Mg2+, Ba2+, Sr2+, Mn2+ повышают гидролитическую активность трипсина.

Литература[править | править код]

  • Нортроп Д., Кунитц М., Херриотт Р. Кристаллические ферменты, пер. с англ., М., 1950.
  • Мосолов В. В.. Протеолитические ферменты, М., 1971.
  • В. И. Стручков, А. В. Григорян, В. К. Гостищев, С. В. Лохвицкий, Л. С. Тапинский Протеолитические ферменты в гнойной хирургии., М., 1970 г.
  • К. Н. Веремеенко Протеолитические ферменты поджелудочной железы и их применение в клинике. Киев, 1967 г.
  • Системная энзимотерапия. Опыт и перспективы / Под ред. В.И. Кулакова, В.А. Насоновой, В.С. Савельева. – СПб.: Интер-Медика. 2004. – 264 с.

Ссылки[править | править код]

  • Трипсин (Trypsin): инструкция, применение и формула — Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента.

Источник

Ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой

Пищеварительные ферменты сока железы играют главную роль в переваривании пищи. От правильной работы и нормальной экзокринной функции ПЖ зависит работа пищеварительного тракта. Жиры, белки и углеводы в их первоначальном виде, в котором они поступают в организм, не могут сразу всасываться и принимать участие в дальнейших биохимических реакциях. В процессе пищеварения происходит расщепление компонентов пищи на их составляющие, которые в дальнейшем принимают участие в основном процессе метаболизма. Это происходит благодаря содержимому панкреатического сока. Таким образом, поддерживается деятельность всех органов и систем, сбалансированное существование организма.

Какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа?

Выявлено, что в поджелудочной железе вырабатывается пищеварительный сок, содержащий больше 20 ферментов. Количество фермента секрета ПЖ и его активность зависят от качества и объема употребляемой пищи. Стимулировать его выделение могут желчные кислоты. Все синтезируемые энзимы объединяются в 3 группы:

  • липаза — воздействует на жиры, расщепляя их на жирные кислоты, всасывающиеся в кишечнике,
  • протеаза — разрывает связи в молекулах белка до образования составляющих их аминокислот,
  • амилаза — расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до глюкозы, которая всасывается в кровь.

клетки поджелудочной железы

Промежуточным продуктом расщепления углеводов пищи являются олигосахариды (части крупной молекулы) – они образуются под воздействием амилазы. Дальнейшее превращение происходит благодаря другим энзимам из ее группы: мальтазы, лактазы, инвертазы.

Эти ферменты разрывают связи в молекулах олигосахаридов до образования глюкозы – главного источника энергии, которая уже поступает в кровь.

Каждый энзим из группы амилазы выполняет свои функции: например, лактаза предназначена для расщепления молочного сахара — лактозы.

Читайте также:  Лечение при пониженной функции поджелудочной железы

Липаза воздействует на жиры, которые в своем первоначальном виде не попадают в сосуды. Она превращает их в глицерин и жирные кислоты. В группу ферментов, воздействующих на липиды, входит также холестераза.

Протеазы по своему воздействию являются гидролазами: они расщепляют пептидные связи в белковых молекулах. Их гидролитические функции одинаковы у экзопротеаз, вырабатываемых самой ПЖ (карбоксипептидаза) и расщепляющих внешние пептидные связи в белках и у эндопротеаз:

  • пепсин,
  • химозин,
  • гастриксин,
  • трипсин,
  • химотрипсин,
  • эластаза.

Их функции:

  1. Трипсин превращает белок в пептиды.
  2. Карбоксипептидаза расщепляет пептиды до аминокислот.
  3. Эластаза воздействует на протеины и эластин.

Ферменты поджелудочной железы

Все ферменты, содержащиеся в панкреатическом соке, являются неактивными. Лишь в тонкой кишке, куда они попадают через главный проток железы, происходит их активация под воздействием энтерокиназы (фермента тонкой кишки). Этот энзим, в свою очередь, активируется только в присутствии желчи в просвете кишечника: трипсиноген превращается в трипсин. Он играет основную роль для дальнейшего процесса пищеварения: при его участии активируются другие ферменты.

Все энзимы начинают вырабатываться железой, как только пищевой комок достигает двенадцатиперстной кишки. Этот процесс занимает 12 часов. Качественный и количественный состав энзимов зависит от употребляемой еды. В сутки выделяется больше литра панкреатического сока.

Симптомы недостатка и переизбытка выработки ферментов

Для нормального переваривания пищи необходимо наличие в вырабатываемом поджелудочном соке достаточного количества энзимов. Выявлено несколько патологий, связанных с недостаточным синтезом ферментов. По механизму развития они относятся к пищевой непереносимости.

Ферментная недостаточность может возникать при рождении или быть приобретенной. Первый вариант развивается как результат генных поломок, во втором случае развитие патологии происходит на фоне изменений в паренхиме поджелудочной железы.

Недостаток ферментов

Причины, приводящие к приобретенному недостатку выработки ферментов, могут быть различными, иногда не зависящие изначально от состояния железы, а связаны с внешним воздействием или изменениями во внутренних органах. На первом месте находится любая патология ПЖ, но фактором нарушений могут стать:

  • любые тяжело протекающие болезни органов и систем человека,
  • неблагоприятная экологическая обстановка,
  • гиповитаминоз и недостаток микроэлементов, а также белковая недостаточность в питании,
  • лекарственные интоксикации,
  • инфекционные заболевания,
  • нарушение кишечной микрофлоры.

Все разнообразные причины, вызывающие иногда тяжелые изменения ферментативной активности, имеют общие клинические проявления. Степень их выраженности зависит от тяжести основного заболевания или интенсивности воздействующего фактора:

  • сниженный аппетит,
  • понос,
  • метеоризм (вздутие живота) различной степени, отрыжки воздухом,
  • тошнота и рвота, в тяжелых случаях — многократная, не приносящая облегчения,
  • резкое похудение — иногда на фоне нормального питания,
  • у детей — задержка физического развития.

Такая симптоматика свойственна и врожденной, и приобретенной ферментной недостаточности. В случае генной патологии это может проявляться с первых дней рождения и распознаваться общими симптомами: вялостью, плаксивостью малыша, беспокойством, срыгиваниями после еды, частым зловонным жидким стулом до 8 и более раз в сутки. Характерен вид стула: пенистый, обильный, с резким кислым запахом. Обычно это свидетельствует о нарушении углеводного обмена и ферментов, с ним связанными.

Состояние и клинические проявления напоминают кишечную инфекцию, поэтому для уточнения диагноза проводится ряд диагностических анализов. В результате обследования выявляют, недостаток какого конкретно фермента испытывает организм.

Сегодня изучено несколько патологий, связанных с малым количеством синтезируемых энзимов ПЖ:

  1. Лактазная недостаточность.
  2. Целиакия — нарушение расщепления глютена.
  3. Фенилкетонурия — дефицит аминокислоты.

Недостаточная продукция лактазы

Недостаточность продуцирования лактазы — энзима, расщепляющего молочный сахар (лактозу), проявляется с первых дней жизни ребенка. Железа не может секретировать лактазу. Полное отсутствие этого энзима или резкое снижение его выделения в полость тонкого кишечника может блокировать процесс расщепления лактозы. Она не всасывается в первоначальном виде и не усваивается организмом. Это проявляется повышенным аппетитом. Но ребенок остается голодным из-за отсутствия насыщаемости: лактоза не переваривается, не расщепляется в кишечнике и не всасывается.

Лактазная недостаточность

При осмотре выявляется выраженное вздутие живота, болезненность при пальпации, частые отрыжки воздухом, срыгивания молоком после кормления. Частый зеленый стул с неприятным запахом может продолжаться через каждые 2–3 часа. Выражена постоянная плаксивость, капризность, плохой сон.

Целиакия

Проявляется у ребенка, когда начинается прикорм кашами. Развитие патологии связано с невозможностью ПЖ выработать протеолитический энзим, расщепляющий белок глиадин. Он содержится во всех злаках, за исключением риса, кукурузы, гречки. Желудок и кишечник не переваривают белок.

Читайте также:  Поджелудочная железа и морковью

Поздняя диагностика и отсутствие своевременной терапии могут вызвать гибель пациента. Под воздействием глиадина у таких людей происходит атрофия клеток слизистой кишечника с нарушением всасывания белков, углеводов, жиров, витаминов, минералов. Развиваются тяжелые водно-электролитные расстройства и гипотрофия. Это сопровождается полифекалией, метеоризмом, задержкой психомоторного развития.

Фенилкетонурия

Фенилкетонурия — проявление недостаточности энзима ПЖ, расщепляющего фенилаланин (одной из аминокислот белка) и превращающего его в тирозин. Последний препятствует отложению жиров, снижает аппетит, улучшает функции других эндокринного аппарата — гипофиза, щитовидной железы, надпочечников. Накапливающиеся в организме продукты нарушения гидролиза фенилаланина токсически действуют на клетки нервной системы. С первых дней жизни появляется неукротимая рвота, возникающая сразу после кормления. Это напоминает пилороспазм или стеноз луковицы ДПК. Специфическим является повышенная потливость с мышиным запахом пота и мочи, беспокоят также:

  • постоянная слабость,
  • сонливость,
  • раздражительность,
  • судорожные припадки,
  • уменьшение размеров головы,
  • кожные изменения.

Фенилкетонурия

В дальнейшем состояние ухудшается: происходит отставание в физическом и психическом развитии — ребенок поздно начинает сидеть, ходить, разговаривать (у 60% детей с такой патологией к 3–4-летнему возрасту развивается идиотия — полное отсутствие мышления и речи).

Основным и единственным на данный момент методом лечения этих врожденных нарушений ПЖ является диета. Иногда (при лактазной недостаточности) назначается прием лактазы внутрь.

Переизбыток ферментов

Избыток выработки энзимов происходит при панкреатите. Клинические проявления аналогичны симптомам недостаточной панкреатической секреции: боли в животе, частый жидкий стул, тошнота, многократная рвота без облегчения состояния, метеоризм. Выраженность каждого признака зависит от масштабов поражения паренхимы ПЖ. В тяжелых случаях нарушается не только внешнесекреторная функция железы, но и инкреторная: воспалительный процесс затрагивает островки Лангерганса — структуры, синтезирующие гормоны. Если погибают бета-клетки, продуцирующие инсулин, происходит подавление процессов углеводного обмена с развитием сахарного диабета.

Методы диагностики патологий

Для диагностики функционального состояния ПЖ применяют биохимические и инструментальные методы исследования.

Помимо этого, определяют функции печени — билирубин, трансаминазы, общий белок и его фракции, глюкозу крови.

Берут кровь из вены

В моче выявляют наличие аминокислот.

Для выявления фенилкетонурии – врожденной патологии ПЖ – применяется определение фенилаланина в крови. Эти анализы проводятся в родильных домах у всех новорожденных на 4–5 день жизни. По рекомендации ВОЗ, патология включена в список наследственных заболеваний, рекомендованных для ранней диагностики.

Целиакия выявляется методами серологической диагностики с определением антител и антигенов при глютеновой непереносимости.

Лактазная недостаточность подтверждается результатами исследований крови и анализом лактозной кривой: проводится стимуляция лактозой — пациенту дается лактоза в маленькой дозировке, затем исследуется кровь. А также определяется уровень лактозы в моче, куда она поступает в незначительных количествах.

Инструментальные методы исследования применяются для дифдиагностики и исключения органического поражения тканей ПЖ или наличия конкрементов, кист, воспалительных процессов. Проводятся:

  • УЗИ,
  • КТ,
  • МРТ.

Какие анализы необходимо сдать для определения ферментов?

Изучаются анализы крови и мочи на активность основных ферментов:

  • амилазы,
  • трипсина,
  • липазы.

Копрограмма при наличии непереваренных мышечных волокон, жиров, частиц крахмала указывает на недостаточное ферментное содержимое.

Основной показатель при изучении анализа кала — эластаза. Ее снижение может помочь вылечить болезнь и заставить нормально функционировать пищеварительные органы.

Медикаментозное лечение патологий

При хроническом панкреатите, когда процесс обусловлен недостаточным поступлением энзимов (в отличие от острого, с развитием панкреонекроза), основным методом лечения является ферментозамещающая терапия. Назначается энзимный препарат, который нормализует работу внутренних органов. Одновременно необходима диета, которую нужно соблюдать длительное время, иногда — пожизненно, это зависит от степени энзимной недостаточности.

Креон 25000

Коррекция экзокринной недостаточности проводится по уровню липазы — незаменимому энзиму, который вырабатывается в полном объеме самой ПЖ. Поэтому активность лекарства, которое выбирается для заместительной терапии, рассчитывается в липазных единицах — ЛЕ. В аннотации к любому из них указаны эти данные — количество липазы в ЛЕ. Список ферментов для коррекции пищеварения обширный. Доза, кратность и длительность приема назначается и контролируется врачом и зависит от степени недостаточности.

Сегодня наиболее эффективным является Креон – двухоболочечный препарат. В его производстве используются инновационные технологии: в одной капсуле содержится большое количество кишечнорастворимых микросфер, содержащих фермент. Это улучшает всасывание энзима: он не подвержен разрушению соляной кислотой в желудке, поскольку она не действует на капсулу. Выход фермента из микросфер и переваривание им пищи происходит в просвете ДПК. Его применение удобно тремя существующими дозировками: 10000, 25000 и 40000 МЕ липазы.

Лекарство можно назначать ребенку и взрослому пациенту с тяжелым течением панкреатита, когда необходимы высокие дозы препарата.

Параллельно назначается симптоматическое лечение, которое заключается в приеме спазмолитиков, обезболивающих, препаратов, снижающих секрецию желудком соляной кислоты, процессы газообразования в кишечнике. Терапия может проводиться в амбулаторных условиях дома, но под контролем специалиста.

Читайте также:  Можно ли пить цикорий при воспалении поджелудочной железы

Список литературы

  1. Полтырев С.С., Курцин И.Т. Физиология пищеварения. М. Высшая школа. 1980 г.
  2. Коровина И. А. Экзокринная недостаточность поджелудочной железы: проблемы и решения. М.: Анахарсис, 2001 г. стр. 48.
  3. Коротько Г.Ф. Секреция поджелудочной железы. М.: «ТриадаХ» 2002 г. стр. 223.
  4. Русаков В.И. Основы частной хирургии. Издательство Ростовского Университета 1977 г.
  5. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология. М. Просвещение 1978 г.

Источник

Трипсин - фермент поджелудочной железы

Трипсин — это фермент, который содержится в соке поджелудочной железы. Он отвечает за расщепление поступающих в организм белков. Аналогичной задачей занимается химотрипсин. Проверку уровня трипсина и химотрипсина назначают детям и взрослым с подозрением на муковисцидоз или недостаточность железы.

Поджелудочная железа состоит из двух типов тканей, называемых альвеолярной поджелудочной железой и островковой поджелудочной железой. Фолликулы поджелудочной железы — это экзокринные железы, которые отвечают за выработку пищеварительных ферментов и расщепляют белки, доставляемые в организм. Островки поджелудочной железы,  выполняют эндокринную функцию. Задачи островков включают выделение гормонов, которые контролируют углеводный обмен.

Панкреатический сок

Производство панкреатического сока происходит в альвеолярной поджелудочной железе. Панкреатический сок представляет собой бесцветное жидкое вещество, выделяемое поджелудочной железой и является одним из пищеварительных соков. Панкреатический сок транспортируется в двенадцатиперстную кишку через основной проток поджелудочной железы, называемый проток Вирсунга, а также через дополнительный проток — проток Санторини.

Основным компонентом панкреатического сока является вода. Также в его состав входят электролиты, бикарбонаты, ионы натрия, кальция, магния и калия, а также ферменты. Наиболее важным проферментом, вырабатывающимся поджелудочной железой, является трипсиноген.

Трипсиноген — неактивная форма фермента трипсина. Он под действием энтеропептидазы превращается в трипсин. Химотрипсиноген также является важным проферментом. Это неактивная форма фермента, которая из-за трипсина превращается в химотрипсин. Другими ферментами, обнаруженными в соке поджелудочной железы, являются панкреатическая липаза, альфа-амилаза, эластаза, нуклеазы, карбоксипептидаза А и В.

Роль трипсина и химотрипсина

Трипсин является активной формой трипсиногена. Трипсин является основным пищеварительным ферментом в организме человека, производство которого возможно благодаря экзокринной части поджелудочной железы. Трипсин и химотрипсин это протеолитические ферменты — ферменты, которые расщепляют белок, разрушая пептидную связь. Трипсин и химотрипсин ответственны за усвоение белков, которые попадают в организм вместе с пищей. Данный процесс происходит в тонкой кишке. Следовательно, эти ферменты участвуют в расщеплении белков на аминокислоты, которые используются организмом в качестве строительного и питательного материала в тканях.

Трипсин — это не просто фермент, расщепляющий белки. Трипсин оказывает влияние на иммунитет. При возникновении воспаления в организме, пероральное введение препарата, содержащего трипсин, приводит к увеличению уровня ингибиторов протеазы и снижению уровня свободных радикалов, вредных для здоровья. Действуя, трипсин останавливает дальнейшее повреждение тканей и ускоряет процесс заживления. Вместе трипсин и химотрипсин уменьшают отеки и сводят к минимуму вредное воздействие катепсина D и эластазы.

Трипсин — тест

Анализы крови на трипсин и химотрипсин проводятся в лабораториях. Они выполняются для определения правильного функционирования поджелудочной железы. При обследовании, благодаря тестам можно обнаружить МВ или недостаточность поджелудочной железы. Муковисцидоз является врожденным заболеванием. По этой причине уровни трипсина и химотрипсина в основном определяются у новорожденных и младенцев. Муковисцидоз вызывает повреждение поджелудочной железы.

Муковисцидоз — симптомы

Симптомы муковисцидоза в первую очередь затрагивают дыхательную и пищеварительную систему.

Пациенты отмечают хронический кашель, частую одышку и плевание крови при кашле. У пациентов часто возникают проблемы с рецидивирующими инфекциями, пневмонией или бронхитом. Люди с кистозным фиброзом часто имеют полипы носа и хронический синусит и инфекции Pseudomonas aeruginosa (Синегнойная палочка).

Желудочно-кишечные симптомы включают жирный и обильный стул с неприятным запахом, увеличенным объемом живота, а также камнями в почках. Пациенты страдают от недоедания, авитаминоза и обструкции протоков поджелудочной железы слизью.

Муковисцидоз может привести к бесплодию и остеопорозу.

Хронический панкреатит — симптомы

Пациенты с панкреатитом страдают от частых и хронических болей в животе и обильной жировой диареи. Эти люди внезапно теряют значительную массу тела. Нередко пациенты также замечают значительное повышение уровня глюкозы в крови.

Источник