Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Enzymy trávicího traktu

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Enzymy trávicího traktu"— Transkript prezentace:

1 Enzymy trávicího traktu

2 Funkce jednotlivých orgánů v trávení a absorpci  Pankreas – hlavní orgán v syntéze trávicích enzymů

3 Hlavním místem trávení a absorpce je tenké střevo  Enzymy pankreatu se spolu se žlučí vylévají do sestupné části duodena  trávení v lumen probíhá převážně od tohoto místa dál  Trávení oligomerů AA a sacharidů zajišťují enzymy v luminální plasmatické membráně epiteliálních buněk – enterocytů (tj. v mikroklcích kartáčového lemu). Tyto enzymy – obvykle glykoproteiny  V cytoplasmě enterocytů probíhá hydrolýza di- a tripeptidů V tenkém střevě probíhá trávení ve třech kompartmentech:

4 Zymogeny  Trávicí enzymy jsou obvykle syntetizovány ve formě větších inaktivních prekursorů – zymogenů  Jinak by totiž mohly poškodit tkáně, které je produkují:  akutní pankreatitida – předčasná aktivace trávicích enzymů tvořených pankreatem a natrávení žlázy samotné; aktivovaná fosfolipasa A 2 může přeměňovat lecitin na lysolecitin, který poškozuje buněčné membrány

5 Syntéza zymogenů  Proteiny určené k sekreci jsou syntetizovány na polysomech hrubého ER  N-konec nese signální sekvenci → uvolnění proteinu do ER; signální sekvence pak může být odštěpena  Protein je transportován do Golgiho komplexu  Proteiny jsou uskladněny ve váčcích; po stimulaci granula putují k luminální plasmatické membráně (PM), s níž fúzují  obsah se uvolní do lumen…exocytóza

6 Zymogeny jsou aktivovány proteolýzou  Proenzymy (zymogeny) jsou aktivovány proteolytickým štěpením v lumen GIT:  pepsinogen  trypsinogen  chymotrypsinogen  proelastasa  prokarboxypeptidasa  profosfolipasa

7 Aktivace pepsinogenu  Pepsinogen je sekretován buňkami žaludku  Pepsinogen je aktivován proteolytickým odštěpením 44 AA z N-konce – buď intramolekulárně nebo působením aktivního pepsinu  Tato reakce probíhá při pH < 5

8 Aktivace pankreatických zymogenů v lumen tenkého střeva trypsinogen enteropeptidasa (produkována v duodenu) – 6 N-koncových AA trypsin autokatalytická aktivace chymotrypsinogen, proelastasa, prokarboxypeptidasy, profosfolipasa chymotrypsin, elastasa, karboxypeptidasy, fosfolipasa

9 „Strategie“ bránící předčasné aktivaci zymogenů  Při pH>2 zůstává peptid odštěpený z pepsinogenu (44 AA) navázaný na pepsin a zakrývá jeho aktivní místo; k jeho uvolnění dochází při poklesu pH pod 2 nebo další degradací pepsinem  Pankreatický inhibitor trypsinu (PSTI) je malý polypeptid inhibující trypsin, který je chybně aktivován už v pankreatu

10 Stimulace sekrece  Sekretagoga interagují s receptory na povrchu exokrinních buněk → signální kaskáda vedoucí k fúzi granul s PM  Cholecystokinin: peptid sekretovaný buňkami tenkého střeva (TS) po stimulaci AA a peptidy uvolněnými proteolýzou v žaludku, FA a kyselým pH  Sekretin: peptid sekretovaný buňkami TS; sekrece stimulována luminálním pH < 5 OrgánSekreceSekretagoga Slinná žlázaNaCl, amylasa acetylcholin ŽaludekHCl, pepsinogenacetylcholin, histamin, gastrin (peptid) PankreasNaCl, enzymyacetylcholin, cholecystokinin NaHCO 3, NaClsekretin

11 TRÁVENÍ PROTEINŮ  Peptidasami (proteasami):  endopeptidasy – štěpí uvnitř polypeptidového řetězce: pepsin trypsin chymotrypsin elastasa  exopeptidasy – odštěpují po jedné AA z: C-konce – karboxypeptidasy N-konce – aminopeptidasy

12 Druhy peptidas podle skupin v aktivním místě DruhAktivní místopH optimum Serinové proteasySer, His, Asp7-9 Cysteinové proteasyCys, His3-6 Aspartátové proteasy2 x Asp2-5 MetaloproteasyZn 2+ (koordinovaný na AA)7-9

13 Peptidasy hydrolyzují peptidovou vazbu … a mají rozdílnou substrátovou specifitu:

14 Pepsiny  Kyselina v žaludku zabíjí mikroorganismy a denaturuje proteiny (denatu- rované proteiny jsou přístupnější proteolýze)  Pepsiny jsou stabilní při nízkém pH a pH optimum je kolem 2!  Hlavní produkty štěpení pepsinem: větší peptidové fragmenty a menší množství volných AA; tato směs = pepton  Význam: produkce peptidů a AA, které stimulují uvolnění cholecystokininu

15 Pankreatické enzymy trypsin chymotrypsin elastasa karboxypeptidasy  Aktivní při neutrálním pH  nutná neutralizace žaludeční HCl pankreatickým NaHCO 3  Pankreatické peptidasy produkují volné AA a malé peptidy (2-8 AA)

16 Peptidasy tenkého střeva štěpí krátké peptidy na AA  Luminální povrch epiteliálních buněk střeva obsahuje endopeptidasy, aminopeptidasy a dipeptidasy, které štěpí oligopeptidy vzniklé v pankreatu Produkty: AA, di- a tripeptidy → absorbovány enterocyty  Di- a tripeptidy jsou hydrolyzovány cytoplasmatickými peptidasami  AAs jsou transportovány do intersticia a absorbovány do portálního oběhu

17 TRÁVENÍ SACHARIDŮ  1) Polysacharidy (škrob, glykogen) jsou štěpeny  -amylasou, která je obsažena ve slinách a v pankreatické šťávě (větší význam)  -amylasa štěpí vnitřní  -1,4-glykosidové vazby  produkty: maltosa, maltotriosa,  -limitní dextriny

18  2) Hydrolýzu oligosacharidů katalyzují enzymy v luminální PM epiteliálních buněk tenkého střeva – disacharidasy a oligosacharidasy Většinou exoglykosidasy EnzymSpecifitaSubstrátProdukt isomaltasa α -(1,6)glukosa isomaltosa, α -dextringlukosa maltasa α -(1,4)glukosa maltosa, maltotriosaglukosa sacharasa α -glukosa sacharosaglukosa, fruktosa trehalasa α -(1,1)glukosa trehalosaglukosa laktasa β-galaktosa laktosaGlc, galaktosa

19 Absorpce sacharidů  Koncové produkty: monosacharidy, hlavně D-glukosa, D-galaktosa, D-fruktosa  Ty jsou pomocí přenašečů transportovány do enterocytů a odtud do portálního oběhu

20 Stráveno nemůže být všechno  Četné rostlinné polymery, např. celulosy, hemicelulosy, inulin, pektin, jsou rezistentní vůči lidským trávicím enzymům  Malý podíl je hydrolyzován a anaerobně metabolizován střevními bakteriemi  Tato bakteriální fermentace produkuje H 2, CH 4, CO 2, H 2 S, acetát, propionát, butyrát, laktát

21 Deficience laktasy  Projevuje se nesnášenlivostí mléka  Příčiny:  a) dědičná deficience  b) pokles aktivity laktasy s věkem  c) pokles aktivity v důsledku onemocnění střev  Laktosa není absorbována  akumulace nestrávené laktosy, fermentace laktosy střevními bakteriemi  produkce plynů (distenze střeva, nadý- mání); osmoticky aktivní látky způsobují vstup vody do lumen (průjem)

22 Lysozym  Hydrolyzuje  -1,4-glykosidové vazby peptidoglykanu (polysacharid buněčné stěny bakterií)  Zabíjí ale jen některé druhy bakterií

23 TRÁVENÍ LIPIDŮ  Lipidy – špatně rozpustné či zcela nerozpustné ve vodných roztocích  Je nutno překonat dva problémy:  špatný přístup enzymu k substrátu  agregace produktů hydrolýzy do větších komplexů, které jsou obtížně absorbovatelné

24 Fáze trávení a absorpce lipidů

25 Trávení lipidů začíná v žaludku  V žaludku štěpí TG acidostabilní lipasa, sekretovaná buňkami žaludku (žaludeční lipasa) a podjazykovou slinnou žlázou (slinná lipasa) Produkty: FA a 1,2-diacylglyceroly (+ malé množství monoAG)  Produkty mají polární i nepolární skupiny  působí jako surfaktanty: adsorbují se na rozhraní voda-lipid a stabilizují ho  disperze lipidové fáze na menší kapénky (emulzifikace)  lepší přístup lipas (i pankreatické)  Tyto lipasy mají schopnost zahajovat degradaci tuků z mateřského mléka

26 Pankreatická lipasa  Štěpí acylglyceroly hlavně na FA a 2-monoAG  Substrát musí být emulgován  Lipasa dále vyžaduje kolipasu (sekretována pankreatem), která se váže k rozhraní i k lipase, ukotvuje ji a aktivuje  K absorpci uvolněných FA a monoacylAG jsou zapotřebí micely žlučových solí

27 Trávení fosfolipidů  Fosfolipasami, především fosfolipasou A 2 (vyžaduje žlučové soli):  FA a lysofosfolipidy jsou absorbovány pomocí micel žlučových kyselin  V buňkách střevní mukosy jsou lysofosfolipidy reacylovány acyl-CoA

28 Hydrolýza esterů cholesterolu  Pankreatickou cholesterolesterasou  Volný cholesterol je transportován v micelách žlučových kyselin a absorbován do kartáčového lemu  Zde je reacylován pomocí acyl-CoA

29 Žlučové kyseliny  Primární žlučové kyseliny jsou syntetizovány v játrech; v peroxisomech jsou konjugovány s glycinem či taurinem (H 2 N-CH 2 CH 2 SO 3 - )  Ve žluči jsou žlučové kyseliny a jejich konjugáty ve formě aniontů  Část primárních žlučových kyselin je ve střevech modifikována působením střevních bakterií → sekundární žlučové kyseliny  Primární a sekundární žlučové kyseliny jsou reabsorbovány v ileu do portální krve a z jater znovu vyloučeny do žluče… enterohepatální oběh

30 Žlučové kyseliny mají hydrofobní i hydrofilní povrch  Nejhojnější žlučová sůl u člověka – glykocholát:

31 Micely žlučových kyselin  Hydrofobní část žlučové soli je orientována směrem OD molekul vody, zatímco hydrofilní povrch interaguje s vodou  Smíšené micely obsahují (vedle žlučových kyselin) fosfolipidy a cholesterol či FA a acylglyceroly. Fosfolipidy a FA tvoří vnitřní dvojvrstvu, žlučové soli okraj micely.

32  FA a monoAG uvolněné hydrolýzou lipidů jsou inkorporovány do micel žlučových kyselin  Micely přenášejí lipidy z lumen střeva k povrchu buněk, kde dochází k absorpci lipidů do buněk sliznice  Micely slouží i k transportu vitamínů A a K  Malabsorpce tuků může být důsledkem selhání pankreatu či nedostatku žlučových kyselin  neabsorbované lipidy se vylučují stolicí…steatorea

33 Trávení a absorpce tuků

34 Většina absorbovaných lipidů se stává součástí chylomikronů  Ve střevní stěně (po absorpci):  FA se středně dlouhým řetězcem (6-10C) procházejí bez modifikací do portální krve  FA s dlouhým řetězcem (> 12C) jsou navázány na „fatty acid binding protein“ v cytoplasmě a transportovány do ER, kde slouží k syntéze TG TG vytvářejí lipidové globule, na které se adsorbují fosfolipidy, cholesterol a apolipoproteiny – chylomikrony chylomikrony migrují přes Golgiho komplex k basolaterální membráně a přecházejí do lymfy

35 TRÁVENÍ NUKLEOVÝCH KYSELIN  Pankreatické enzymy hydrolyzují nukleové kyseliny z potravy:  ribonukleasy  deoxyribonukleasy  Polynukleotidasy tenkého střeva dokončují hydrolýzu na nukleotidy  Ty jsou dále hydrolyzovány na nukleosidy fosfatasami a nukleotidasami  Nukleosidy jsou buď využity v intaktní formě nebo štěpeny nukleosidasami / nukleosidfosforylasami na volné báze a pentosa-1-fosfát endo- i exonukleasy

36  Z purinových nukleosidů jsou uvolněny purinové báze a: a) katabolizovány na kys. močovou b) využity pro resyntézu NA

37  Pyrimidinové nukleosidy jsou: a) katabolizovány na NH 4 +, CO 2 a β-aminoisobutyrát resp. β-alanin, které jsou zčásti přeměněny na (methyl)malonyl-CoA b) absorbovány intaktní a využity pro resyntézu NA


Stáhnout ppt "Enzymy trávicího traktu"

Podobné prezentace


Reklamy Google