Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты

Внешнесекреторная функция поджелудочной железы состоит в выработке панкреатического сока, играющего большую роль в переваривании продуктов питания. Панкреатический сок имеет щелочную реакцию (рН 8,3 – 8,6). В состав панкреатического сока входят амилаза, липаза и протеиназы. Протеиназы выделяются в кишечник в виде проферментов, где активизируются. Так, выделяемый поджелудочной железой трипсиноген переходит в активный фермент – трипсин – под влиянием кишечной энтерокиназы. Клетки поджелудочной железы вырабатывают также и ингибитор трипсина, предохраняющий их от самопереваривания, частично он выделяется и в составе панкреатического сока. Выделение ферментов поджелудочной железы в просвет кишки происходит постоянно, но может увеличиваться под влиянием ряда факторов. Секреторная функция регулируется как нервным, так и гуморальным механизмами. Наибольшее значение имеют парасимпатическая нервная система и выделение секретина энтероцитами. Панкреатическую секрецию стимулирует также поступление кислых продуктов, смешанных с желудочным соком, из желудка в двенадцатиперстную кишку. Несмотря на сравнительно небольшими размеры поджелудочной железы, в сутки выделяется до 1,5 л панкреатического секрета.

Физическое исследование поджелудочной железы имеет в клинике сравнительно небольшое значение. Лишь иногда при некоторых заболеваниях удается пальпировать плотный тяж в месте расположения органа. В ряде случаев при пальпации железы определяется болезненность несколько выше пупка, около средней линии или в левом подреберье.

В последние годы существеннув помощь в распознавании заболеваний поджелудочной железы оказывают ультразвуковое исследование и компьютерная томография. При панкреатите обычно увеличиваются размеры железы, меняется ее эхоструктура и контуры, Рентгенологически при остром панкреатите и обострении хронического панкреатита нередко обнаруживают высокое расположение левого купола диафрагмы с ограничением его подвижности, иногда небольшое количество жидкости в левой плевральной полости. В ряде случаев нарушается двигательная функция желудка, появляется деформация контуров этих органов. Для исключения рака подиелудочной железы прибегают к ретроградной панкреатохолангиографии. Для дифференциальной диагностики панкреатита и опухоли поджелудочной железы иногда используют ангиографию.

Как улучшить нашу память
Механизмы памяти должны быть всегда подвижны и всегда “в форме”. Их нужно постоянно тренировать, ежедневно выделяя для этого час или хотя бы 20—25 минут. Известно, что эффективность запоминан .

Патогенные кокки
Кокки — широко распространенная в природе группа шаровид­ных сапрофитных и реже патогенных бактерий. Они относятся к семействам Micrococcaceae и Deinococcaceae. Патогенными для животных являются .

Название работы: Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеиназ для лечения панкреатитов

Предметная область: Биология и генетика

Описание: Протеолитические ферменты трипсин химотрипсин эластаза карбоксипептидазы А и В выделяются панкреацитами в неактивном состоянии что предотвращает самопереваривание клеток. Трипсин. Трипсиноген и трипсин получены в кристаллическом виде полностью расшифрована их первичная структура и известен молекулярный механизм превращения профермента в активный фермент. В опытах in vitro превращение трипсиногена в трипсинкатализируют не только энтеропептидаза и сам трипсин но и другие протеиназы и ионы Са2.

Дата добавления: 2015-02-20

Размер файла: 115.09 KB

Работу скачали: 10 чел.

Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеиназ для лечения панкреатитов.

Панкреатический сок имеет высокую концентрацию бикарбонатов, которые обусловливают его щелочную реакцию. Его рН колеблется от 7,5 до 8,8. В соке содержатся хлориды натрия, калия и кальция, сульфаты и фосфаты. Вода и электролиты выделяются в основном центроацинарными и эпителиальными клетками выводах протоков. В состав сока входит и слизь, которая вырабатывается бокаловидными клетками главного протока поджелудочной железы. Панкреатический сок богат ферментами, осуществляющими гидролиз белков, жиров и углеводов. Они вырабатываются ацинарными панкреацитами.

Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, эластаза, карбок-сипептидазы А и В) выделяются панкреацитами в неактивном состоянии, что предотвращает самопереваривание клеток.

Трипсин . Трипсиноген и трипсин получены в кристаллическом виде, полностью расшифрована их первичная структура и известен молекулярный механизм превращения профермента в активный фермент . В опытах in vitro превращение трипсиногена в трипсин катализируют не только энтеропептидаза и сам трипсин , но и другие протеиназы и ионы Са2+.

Активирование трипсиногена химически выражается в отщеплении с N-конца полипептидной цепи 6 аминокислотных остатков (Вал–Асп– Асп–Асп–Асп–Лиз) и соответственно в укорочении полипептидной цепи.

Следует подчеркнуть, что в этом небольшом, казалось бы, химическом процессе – отщепление гексапептида от предшественника – заключено важное биологическое значение, поскольку при этом происходят формирование активного центра и образование трехмерной структуры трипсина , а известно, что и белки биологически активны только в своей нативной трехмерной конформации . В том, что трипсин , как и другие протеиназы, вырабатывается в поджелудочной железе в неактивной форме, также имеется определенный физиологический смысл, поскольку в противном случае трипсин мог бы оказывать разрушающее протеолитическое действие не только на клетки самой железы, но и на другие ферменты , синтезируемые в ней ( амилаза , липаза и др.). В то же время поджелудочная железа защищает себя еще одним механизмом – синтезом специфического белка ингибитора панкреатического трипсина . Этот ингибитор оказался низкомолекулярным пептидом (мол. масса 6000), который прочно связывается с активными центрами трипсина и химотрипсина , вызывая обратимое их ингибирование. В поджелудочной железе синтезируется также α1-антипротеиназа (мол. масса 50000), которая преимущественно инги-бирует эластазу.

При остром панкреатите , когда трипсин и другие ферменты из пораженной поджелудочной железы «вымываются» в кровь , уровень их в крови соответствует размерам некротического участка. В этом случае определение активности трипсина в сыворотке крови является надежным ферментным тестом при диагностике острого панкреатита. Следует отметить, что субстратная специфичность трипсина ограничена разрывом только тех пептидных связей , в образовании которых участвуют карбоксильные группы лизина и аргинина .

Химотрипсин . В поджелудочной железе синтезируется ряд химотрип-синов (α-, β- и π-химотрипсины) из двух предшественников – химотрипсиногена А и химотрипсиногена В. Активируются проферменты в кишечнике под действием активного трипсина и химотрипсина . Полностью раскрыта последовательность аминокислот химотрипсиногена А, во многом сходная с последовательностью аминокислот трипсина . Молекулярная масса его составляет примерно 25000. Он состоит из одной полипептидной цепи, содержащей 246 аминокислотных остатков. Активация профермента не сопряжена с отщеплением большого участка молекулы . Получены доказательства, что разрыв одной пептидной связи между аргинином и изолейцином в молекуле химотрипсиногена А под действием трипсина приводит к формированию π-химотрипсина, обладающего наибольшей ферментативной активностью . Последующее отщепление дипеп-тида Сер–Арг приводит к образованию δ-химотрипсина. Аутокаталити-ческий процесс активирования, вызванный химотрипсином , сначала способствует формированию неактивного промежуточного неохимотрипсина, который под действием активного трипсина превращается в α-химотрип-син; этот же продукт образуется из δ-химотрипсина, но под действием активного химотрипсина . Таким образом, благодаря совместному перекрестному воздействию химотрипсина и трипсина из химотрипсиногена образуются разные химо-трипсины, различающиеся как ферментативной активностью , так и некоторыми физико-химическими свойствами, в частности электрофорети-ческой подвижностью. Следует отметить, что химотрипсин обладает более широкой субстратной специфичностью , чем трипсин . Он катализирует гидролиз не только пептидов , но и эфиров, гидроксаматов, амидов и других ацилпроизводных, хотя наибольшую активность химотрипсин проявляет по отношению к пептидным связям , в образовании которых принимают участие карбоксильные группы ароматических аминокислот : фенилаланина , тирозина и триптофана .

Эластаза. В поджелудочной железе синтезируется еще одна эндопеп-тидаза – эластаза – в виде проэластазы. Превращение профермента в эластазу в тонкой кишке катализируется трипсином . Название фермент получил от субстрата эластина , который он гидролизует. Эластин содержится в соединительной ткани и характеризуется наличием большого числа остатков глицина и серина . Эластаза обладает широкой субстратной специфичностью , но предпочтительнее гидролизует пептидные связи , образованные аминокислотами с небольшими гидрофобными радикалами, в частности глицином , аланином и серином . Интересно, что ни трипсин , ни химотрипсин не гидролизуют пептидные связи молекулы эластина , хотя все три фермента , включая эластазу, содержат сходные участки аминокислотных последовательностей и одинаковые места положения дисульфидных мостиков, а также имеют в активном центре один и тот же ключевой остаток серина , что подтверждают опыты с ингибированием всех трех ферментов диизопропилфторфосфатом , химически связывающим ОН-группу серина . Высказано предположение, что все три эндопептидазы поджелудочной железы: трипсин , химотрипсин и эластаза,– возможно, имеют один и тот же общий предшественник и что специфичность активного фермента в основном определяется конформационными изменениями профермента в процессе активирования.

Экзопептидазы. В переваривании белков в тонкой кишке активное участие принимает семейство экзопептидаз. Одни из них – карбоксипеп-тидазы – синтезируются в поджелудочной железе в виде прокарбоксипеп-тидазы и активируются трипсином в кишечнике; другие – аминопептидазы – секретируются в клетках слизистой оболочки кишечника и также активируются трипсином .

Карбоксипептидазы . Подробно изучены две карбоксипептидазы – А и В, относящиеся к металлопротеинам и катализирующие отщепление от полипептида С-концевых аминокислот . Карбоксипептидаза А разрывает преимущественно пептидные связи , образованные концевыми ароматическими аминокислотами , а карбоксипептидаза В – связи, в образовании которых участвуют С-концевые лизин и аргинин . Очищенный препарат карбокси-пептидазы А обладает бифункциональной активностью – пептидазной и эстеразной и содержит ион Zn2+(один атом на 1 моль фермента ). При замене ионов Zn2+на ионы Са2+ полностью утрачивается пепти-дазная активность , но усиливается исходная эстеразная активность , хотя

при этом существенных изменений в третичной структуре фермента не отмечается.

Аминопептидазы . В кишечном соке открыты два фермента – аланин-аминопептидаза, катализирующая преимущественно гидролиз пептидной связи , в образовании которой участвует N-концевой аланин , и лейцин-аминопептидаза, не обладающая строгой субстратной специфичностью и гидролизующая пептидные связи , образованные любой N-концевой аминокислотой . Оба фермента осуществляют ступенчатое отщепление аминокислот от N-конца полипептидной цепи.

Дипептидазы. Процесс переваривания пептидов , их расщепление до свободных аминокислот в тонкой кишке завершают дипептидазы. Среди дипептидаз кишечного сока хорошо изучена глицилглицин-дипептидаза, гидролизующая соответствующий дипептид до двух молекул глицина . Известны также две другие дипептидазы: пролил-дипептидаза (пролиназа), катализирующая гидролиз пептидной связи , в образовании которой участвует СООН-группа пролина , и пролин-дипептидаза (пролидаза), гидроли-зующая дипептиды, в которых азот пролина связан кислотно-амидной связью.

Ферменты поджелудочной железы считаются одним из самых важных факторов, которые влияют на функционирование всей системы пищеварения. Именно эти соединения отвечают за различные процессы. К примеру, вещества секрета поджелудочной железы расщепляют протеины, углеводистые компоненты, жиры, прочие вещества. Они стимулируют работу пищеварительного тракта, ускоряют обменные явления.

Функции ферментативных компонентов

Поджелудочный орган считается важным, одной из главных функций которого является продуцирование ферментов поджелудочной железы. В целом, этот внутренний орган синтезирует сок, а уже в его состав включены различные ферментативные компоненты, выработанные органом, вода, электролитные компоненты и пр. Именно их наличие считается главным условием запуска процесса переваривания пищевого кома. Панкреатические соки вместе с такими соединениями попадают в тонкий отдел кишечника. В 12-перстной кишке они расщепляют жиры, углеводистые компоненты сложного типа, протеины.

Важно знать, какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа. Их условно разделяют на 3 группы:

1. Липаза — расщепление жиров, которые не могут напрямую проникать в кровь.
2. Амилаза — превращает крахмал в олигосахарид.
3. Протеаза — расщепляет протеины и превращает их в пептиды.

Кроме того, орган продуцирует и другие вещества пищеварительного типа, которые восстанавливаются в организме человека и влияют на то, чтобы в дальнейшем они преобразовывали олигосахариды в глюкозу. Когда последнее вещество поступает в кровь, то она превращается в основной источник энергии. Эластаза расщепляет разнообразные типы протеинов и эластин.

Все ферменты поджелудочной железы располагаются непосредственно в соке этого органа. В этой среде они все время остаются пассивными, чтобы не расщеплять ткани железы. Они активизируются только, когда накапливается определенное количество желчи. В тонком отделе кишечника вырабатываются такие вещества, как энтерокиназа, которое преобразует трипсиноген и делает его активным, и восстановить его не получится в дальнейшем. Выработка трипсиногена проводится железой в проферментативной форме. Именно в таком положении этот компонент и находится в тонком отделе кишечника. Трипсин входит в список основных активаторов прочих ферментов подобного типа. Активное вещество начинает процесс автокатализа, из-за чего действует уже как основное вещество.

Ферменты начинают вырабатываться сразу же, как только человек начинает питаться, и пищевой ком переходит в тонкий отдел кишечника. Процедура синтеза ферментов не останавливается в дальнейшем в течение 12 часов.

Виды ферментов

Первой группой являются липолитические ферменты поджелудочной железы. Они отвечают за то, чтобы жиры, которые поступают вместе с едой, расщеплялись на кислоты жирного типа и глицерол. Эту группу веществ называют просто липазой. Клетки поджелудочной железы вырабатывают пролипазу, т. е. липазу неактивного типа. Дальше такой компонент попадает в 12-перстную кишку и объединяется с протеином колипаза. Его основной функцией является как раз активизация липазы.

Липолитическая составляющая липазы не является активной, если отсутствуют в желчи достаточное количество солей желчных кислот. Активизируется липаза посредством трипсина. Фильтрация липолитических веществ проводится в клубочках почек. Затем в канальцах этих органов липаза обратно всасывается через ткани, так что в моче не удается обнаружить эти частицы. Распад осуществляется за 7–14 часов. Кстати, лучше знать, что существует не только липаза, которая вырабатывается в поджелудочной железе, но и есть еще аналоги в печени, кишечнике, легких. Также известна липаза лингвального типа. Содержание такого вещества в панкреатическом соке в 20 тыс. раз больше, чем в составе крови. Как только орган воспаляется, то липаза в большом количестве попадает непосредственно в систему циркулирования крови.

2 группа — амилолитические ферменты. Их обозначают как альфа, бета и гамма. В человеческой системе пищеварения задействована только альфа-амилаза. Эту группу называют еще «крахмал».

Для восстановления определенных процессов небольшое количество амилазы вырабатывается еще в слюнных железах. Из-за этого во время пережевывания присутствует легкий сладковатый привкус, особенно это касается продуктов, которые содержат крахмал, например, картошка либо рис. Именно благодаря амилазе эти продукты хорошо перерабатываются, а сам процесс пищеварения начинается еще при их пережевывании.

Амилаза разъединяет углеводы сложного типа на более простые составляющие. Наиболее количество таких ферментативных соединений находится как раз в соке, который переходит из железы в 12-перстную кишку. Крахмал имеет очень сложную структуру частиц, так что кишечник плохо всасывает это вещество.

3 группа — это протеолитические ферменты. Они тоже синтезируются в железе. Эти вещества ответственны за то, чтобы распадались связующие между аминокислотами, которые находятся в протеинах и пептидах. Это главный компонент сока, который отвечает за разъединение белков.

Выделяют 2 основные разновидности протеазы:

1. Пептидаза. Они еще известны как экзопептидазы. Эти вещества в основном отвечают за осуществление гидролиза внешних связей пептидов.
2. Протеиназа либо эндопептидаза. Они обычно расщепляют внутренние связи пептидов.

Симптомы дефицита ферментов поджелудочной железы

Ферменты для поджелудочной железы являются важным веществом, которые отвечают за процесс переваривания еды. Если их содержание в желудочном соке уменьшается, то это приводит к развитию панкреатита хронического типа. Поэтому требуется восстановить их.

Обычно причинами в этом случае являются следующие факторы:

1. Чрезмерное употребление спиртных напитков.
2. Неправильный режим питания, нерегулярность, нездоровые пищевые привычки.
3. Заболевания инфекционной природы.
4. Травмы органов и различные болезни, которые им сопутствуют.
5. Бесконтрольное употребление препаратов, в том числе это касается и такой группы, как ингибиторы ферментов. Эти вещества замедляют процессы, связанные с ферментами. Однако это может касаться и других групп медикаментов.

Когда не вырабатываются в достаточной мере ферменты поджелудочной железы, препараты помогают с этим справиться, но назначает их только доктор. При дефиците таких соединений в поджелудочной железе нарушается весь процесс переваривания пищи. В итоге развиваются общие симптомы, которые характерны для воспалительных процессов в поджелудочной железе.

К ним относится следующее:

1. Ощущается боль под ребрами с левой стороны. Болевой синдром может развиваться как после трапезы, так и независимо от этого.
2. Ухудшается или пропадает совсем аппетит.
3. Человек начинает быстро уставать, даже при незначительных нагрузках.
4. Постоянно чувствуется тошнота. Она даже переходит в позывы ко рвоте. Обычно возникает такой симптом после употребление определенных продуктов питания.
5. В области живота чувствуется тяжесть, метеоризм, вздутие.

В зависимости от степени тяжести болезни симптомы могут выражаться по-разному. Чем сильнее протекает недуг, тем ярче будут проявления заболевания. Кроме общих симптомов, характерных для патологий поджелудочной железы, существуют еще и специфические признаки, которые зависят непосредственно от сбоев в выработке того или иного ферментативного вещества в панкреатическом соке.

1. При дефиците липазы развивается такое состояние, как стеаторея, т. е. возрастает количество жиров в кале. Сами каловые массы приобретают желтоватый или оранжевый оттенок. По консистенции они становятся маслянистыми либо жидкими.
2. При недостатке амилазы развиваются такие признаки: позывы к опорожнению кишечника появляются намного чаще, стул становится по консистенции водянистым, авитаминоз, похудение. Развивается непереносимость определенных продуктов, которые содержат большое количество углеводов. Нарушается процесс всасывания веществ в тонком отделе кишечника.
3. При дефиците трипсина в кале можно обнаружить протеиновые волокна, которые не переварились. У человека развивается анемия.

Как только появляются подобные симптомы, необходимо обратиться в больницу, где доктор проведет анализ и назначит соответствующие таблетки.

Ферментные препараты

После того как все анализы подтверждены, назначаются специальные ферментные препараты для поджелудочной железы. Они стабилизируют синтез ферментов, которые участвуют в процессе переваривания еды. Выделяют 2 основные группы таких препаратов — ферментные и антиферментные. Первые средства необходимы для того, чтобы вводить в организм человека вещества ферментной природы, которые вырабатываются поджелудочной железой в недостаточном количестве. Что касается 2 группы, то подобное лекарство способно устранить последствия избытка синтеза ферментов в организме человека.

Когда поджелудочная железа не выполняет в полной мере свои функции, то назначаются ферментные медикаменты, чтобы восстановить работу. Примером являются следующие:

1. Панкреатин. Это средство, которое получают из поджелудочной железы крупных домашних животных. Препарат включает трипсин и амилазу. Обычно назначается для того, чтобы понизить уровень кислотности желудочного сока. Кроме того, показаниями к применению является гипофункция печени, поджелудочной железы и других органов, которые участвуют в пищеварении.
2. Фестал. Этот препарат содержит протеазу, амилазу, липазу и некоторые вещества желчи. Продукт улучшает процесс переваривания еды, избавляет от чувства тяжести и боли в животе.
3. Ораза. Препарат содержит комплекс ферментов протеолитического амилолитического типа. Применяется, когда угнетена функция поджелудочной железы.

Кроме того, известны еще и различные растительные ферменты, которые применяются с той же целью: Сомилаза, Юниэнзим.

Когда в организме выделяется избыточное количество ферментов, то доктор подбирает антиферментные средства. К примеру, подойдут следующие:

1. Пантрипин. Это средство угнетающе воздействует при чрезмерной активности ферментов протеолитического типа. В ходе такой терапии обязательно требуется контролировать уровень концентрации амилазы в моче и крови пациента.
2. Апротинин. Этот препарат полипептидного типа. Тоже угнетающе воздействует, но только при чрезмерной активности плазмина, трипсина и некоторых других ферментативных соединений поджелудочной железы.

Заключение

Ферменты поджелудочного сока являются чрезвычайно важной составляющей всей пищеварительной системы. Их вырабатывает поджелудочная железа, но иногда в недостаточном количестве, и тогда необходимо восстановить их специальными препаратам.

Железа синтезирует различные группы таких компонентов, которые влияют на метаболические процессы во всем организме, ускоряют расщепление пищи на составляющие и пр. При их нехватке в организме человека предписывается специальная терапия, которая позволяет нормализовать уровень концентрации таких соединений. Чтобы они могли восстанавливаться, назначаются соответствующие медикаменты, которые подбирает только лечащий врач после проведения диагностики.