Переваривание белков в желудке
Гидролиз пищевых белков начинается в желудке. Главные клетки секретируют пепсиноген, обкладочные (париетальные) клетки — соляную кислоту. HCl выполняет двойную роль: денатурирует белки, делая пептидные связи доступными, и активирует пепсиноген путём частичного протеолиза в активный пепсин. Оптимум pH пепсина — 1,5–2,0. Под его действием белки расщепляются до крупных пептидов, которые поступают в двенадцатиперстную кишку.
Панкреатические протеазы и их активация
Поджелудочная железа секретирует протеолитические ферменты в виде проферментов (зимогенов), что предохраняет железу от самопереваривания: трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы А и В, проэластаза.
Каскад активации:
- Энтеропептидаза (энтерокиназа) щёточной каймы тонкой кишки отщепляет от трипсиногена гексапептид, превращая его в трипсин.
- Трипсин аутокаталитически активирует новые молекулы трипсиногена и переводит в активную форму химотрипсин, эластазу, карбоксипептидазы А и В.
Трипсин и химотрипсин — эндопептидазы, расщепляющие внутренние пептидные связи; карбоксипептидазы — экзопептидазы, отщепляющие С-концевые аминокислоты. В результате образуются ди- и трипептиды, которые под действием аминопептидаз и дипептидаз энтероцитов гидролизуются до свободных аминокислот, всасывающихся в кровь.
Острый панкреатит и ингибиторы трипсина
Преждевременная (внутрипанкреатическая) активация зимогенов приводит к самоперевариванию ткани железы — развивается острый панкреатит с воспалением и отёком. Терапия включает ингибиторы протеаз — контрикал, трасилол, гордокс (апротинин). Их эффективность объясняется ключевой ролью трипсина: блокада трипсина останавливает весь каскад активации остальных протеаз.
Реакции трансаминирования
Трансаминирование — обратимый перенос α-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту с образованием новой аминокислоты и новой α-кетокислоты. Реакция не сопровождается выделением аммиака и обеспечивает взаимопревращение аминокислот в промежуточном обмене.
Кофермент всех аминотрансфераз — пиридоксальфосфат (ПФ), производное витамина B6.
Ключевые трансферазы:
- АСТ (аспартатаминотрансфераза): аспартат + α-кетоглутарат ⇌ оксалоацетат + глутамат.
- АЛТ (аланинаминотрансфераза): аланин + α-кетоглутарат ⇌ пируват + глутамат.
Глутамат служит универсальным «коллектором» аминогрупп, поскольку именно он подвергается последующему окислительному дезаминированию.
Диагностическое значение АСТ и АЛТ. Коэффициент де Ритиса
АСТ и АЛТ — органоспецифичные ферменты. АЛТ преимущественно локализована в цитозоле гепатоцитов, АСТ — в гепатоцитах и в кардиомиоцитах (как цитозольная, так и митохондриальная фракции). При повреждении клеток ферменты выходят в кровь, что используется в энзимодиагностике.
- Острый вирусный гепатит: АЛТ возрастает в 6–8 раз и более, АСТ — умеренно.
- Инфаркт миокарда: АСТ возрастает в 8–10 раз, АЛТ — в 1,5–2 раза.
Коэффициент де Ритиса = АСТ / АЛТ. В норме — около 1,33.
- При гепатите коэффициент снижается до ≈ 0,6.
- При инфаркте миокарда — значительно выше 1.
- При циррозе печени — около 1.
Дезаминирование аминокислот
Дезаминирование — отщепление α-аминогруппы от аминокислоты с выделением свободного аммиака (NH3) и образованием соответствующей α-кетокислоты. В отличие от трансаминирования, общее количество аминокислот при этом уменьшается — это начальный этап их катаболизма.
Образующиеся α-кетокислоты (безазотистые остатки) могут вступать:
- в реакции окисления в цикле Кребса для получения энергии;
- в трансаминирование для ресинтеза аминокислот;
- в глюконеогенез или кетогенез.
Типы дезаминирования:
- Прямое — окислительное (характерно для глутамата под действием глутаматдегидрогеназы) и неокислительное (для серина, треонина).
- Непрямое (трансдезаминирование) — основной путь у человека: аминокислота передаёт аминогруппу на α-кетоглутарат с образованием глутамата, который затем подвергается окислительному дезаминированию.
Аммиак токсичен, особенно для ЦНС, поэтому подлежит обезвреживанию (преимущественно в орнитиновом цикле мочевинообразования).
Ключевые моменты
- Пепсин активируется HCl в желудке; панкреатические протеазы секретируются как зимогены.
- Энтеропептидаза запускает активацию трипсиногена; трипсин — ключевой активатор всего протеолитического каскада.
- Преждевременная активация трипсиногена вызывает острый панкреатит; терапия — ингибиторы трипсина (контрикал, гордокс).
- Трансаминирование — обратимая реакция с участием пиридоксальфосфата (витамин B6), без выделения аммиака.
- АСТ и АЛТ — диагностические маркёры повреждения печени и миокарда.
- Коэффициент де Ритиса (АСТ/АЛТ): < 1 при гепатите, > 1 при инфаркте миокарда.
- Дезаминирование — катаболическая реакция с выделением токсичного NH3 и образованием α-кетокислот.
- Основной путь у человека — непрямое дезаминирование через глутамат.