هر موجود زنده ای از غذای ارگانیک تغذیه می کند که در دستگاه گوارش از بین می رود و در متابولیسم سلولی نقش دارد. و برای ماده ای مانند پروتئین، هضم به معنای تجزیه کامل به مونومرهای تشکیل دهنده آن است. این بدان معناست که وظیفه اصلی دستگاه گوارش تخریب ساختار ثانویه، سوم یا دامنه مولکول و سپس حذف اسیدهای آمینه است. بعداً، مونومرهای پروتئین توسط سیستم گردش خون به سلول‌های بدن منتقل می‌شوند، جایی که مولکولهای پروتئین جدید لازم برای زندگی سنتز می‌شوند.
هضم پروتئین آنزیمی
پروتئین یک ماکرومولکول پیچیده است، نمونه ای از پلیمرهای زیستی متشکل از بسیاری از اسیدهای آمینه. و برخی از مولکول های پروتئین نه تنها از بقایای اسیدهای آمینه، بلکه از ساختارهای کربوهیدرات یا لیپید نیز تشکیل شده اند. پروتئین های آنزیمی یا حمل و نقل حتی ممکن است حاوی یون فلزی باشند. بیشتر از بقیه، پروتئین در غذا وجود داردمولکول های موجود در گوشت حیوانات آنها همچنین مولکولهای فیبریلار پیچیده با زنجیره آمینو اسیدی طولانی هستند.
برای تجزیه پروتئین ها در دستگاه گوارش، مجموعه ای از آنزیم های پروتئولیز وجود دارد. اینها پپسین، تریپسین، کیموتریپسین، الاستاز، گاستریکسین، کیموزین هستند. هضم نهایی پروتئین ها در روده کوچک تحت تأثیر پپتید هیدرولازها و دی پپتیدازها انجام می شود. این گروهی از آنزیم‌ها هستند که پیوند پپتیدی را در اسیدهای آمینه کاملاً خاص می‌شکنند. این بدان معنی است که یک آنزیم برای شکستن پیوند پپتیدی بین بقایای اسید آمینه سرین و دیگری برای جدا کردن پیوند تشکیل شده توسط ترئونین مورد نیاز است.
آنزیم های هضم پروتئین بسته به ساختار مرکز فعال آنها به انواعی تقسیم می شوند. اینها سرین، ترئونین، آسپارتیل، گلوتامین و سیستئین پروتئازها هستند. در ساختار مرکز فعال خود، آنها حاوی یک اسید آمینه خاص هستند که نام آنها را به آنها داده است.
چه اتفاقی برای پروتئین در معده می افتد؟
بسیاری از مردم به اشتباه می گویند معده ارگان اصلی هضم است. این یک تصور اشتباه رایج است، زیرا هضم غذا تا حدی در حفره دهان مشاهده می شود، جایی که بخش کوچکی از کربوهیدرات ها از بین می روند. اینجاست که جذب جزئی صورت می گیرد. اما فرآیندهای اصلی هضم در روده کوچک انجام می شود. در عین حال، علیرغم وجود پپسین، کیموزین، گاستریکسین و اسید هیدروکلریک، هضم پروتئین ها در معده انجام نمی شود. این مواد تحت اثر آنزیم پروتئولیتیک پپسین و اسید هیدروکلریکدناتوره، یعنی ساختار فضایی خاص خود را از دست می دهند. Chymosin همچنین پروتئین شیر را خنثی می کند.
اگر فرآیند هضم پروتئین را به صورت درصد بیان کنیم، تقریباً 10٪ از تخریب هر مولکول پروتئین در معده رخ می دهد. این بدان معنی است که در معده، حتی یک اسید آمینه از ماکرومولکول جدا نمی شود و جذب خون نمی شود. پروتئین فقط متورم و دناتوره می شود تا تعداد مکان های موجود برای آنزیم های پروتئولیتیک در دوازدهه افزایش یابد. این بدان معناست که تحت اثر پپسین، مولکول پروتئین حجمش افزایش می‌یابد و پیوندهای پپتیدی بیشتری را در معرض دید قرار می‌دهد که سپس توسط آنزیم‌های پروتئولیتیک آب پانکراس به هم می‌پیوندند.
هضم پروتئین در دوازدهه
پس از معده، غذای فرآوری شده و با دقت آسیاب شده، با شیره معده مخلوط شده و برای مراحل بعدی هضم آماده شده، وارد دوازدهه می شود. این بخشی از دستگاه گوارش است که در همان ابتدای روده کوچک قرار دارد. در اینجا، تقسیم بیشتر مولکول ها تحت عمل آنزیم های پانکراس اتفاق می افتد. اینها مواد تهاجمی تر و فعال تری هستند که می توانند یک زنجیره پلی پپتیدی طولانی را خرد کنند.
تحت تأثیر تریپسین، الاستاز، کیموتریپسین، کربوکسی پپتیدازهای A و B، مولکول پروتئین به زنجیره های کوچکتر زیادی تقسیم می شود. در واقع، پس از عبور از دوازدهه، هضم پروتئین ها در روده تازه شروع می شود. و اگربه صورت درصد بیان می شود، سپس پس از پردازش بولوس غذا با آب پانکراس، پروتئین ها حدود 30-35٪ هضم می شوند. "جداسازی" کامل آنها به مونومرهای تشکیل دهنده آنها در روده کوچک انجام می شود.
نتایج هضم پروتئین پانکراس
هضم پروتئین در معده و اثنی عشر یک مرحله مقدماتی است که برای تجزیه ماکرومولکول ها لازم است. اگر پروتئینی با طول زنجیره 1000 اسید آمینه وارد معده شود، خروجی از دوازدهه مثلاً 100 مولکول با 10 اسید آمینه خواهد بود. این یک رقم فرضی است، زیرا اندوپپتیدازهای ذکر شده در بالا، مولکول را به بخش های مساوی تقسیم نمی کنند. جرم به دست آمده حاوی مولکول هایی با طول زنجیره 20 اسید آمینه و 10 و 5 است. این به این معنی است که فرآیند خرد کردن آشفته است. هدف آن ساده‌سازی حداکثری کار اگزوپپتیدازها در روده کوچک است.
هضم در روده کوچک
برای هر پروتئین با وزن مولکولی بالا، هضم تخریب کامل آن به مونومرهایی است که ساختار اولیه را تشکیل می دهند. و در روده کوچک، تحت عمل اگزوپپتیدازها، تجزیه الیگوپپتیدها به اسیدهای آمینه منفرد حاصل می شود. الیگوپپتیدها باقیمانده های فوق الذکر از یک مولکول پروتئینی بزرگ هستند که از تعداد کمی اسید آمینه تشکیل شده است. تقسیم آنها از نظر هزینه انرژی با سنتز قابل مقایسه است. بنابراین، هضم پروتئین ها و کربوهیدرات ها، مانند جذب اسیدهای آمینه به دست آمده توسط سلول های اپیتلیال، فرآیندی انرژی بر است.
دیوارهضم
هضم در روده کوچک جداری نامیده می شود، زیرا روی پرزها انجام می شود - چین های اپیتلیوم روده، جایی که آنزیم های اگزوپپتیداز در آن متمرکز شده اند. آنها به مولکول الیگوپپتیدی متصل می شوند و پیوند پپتیدی را هیدرولیز می کنند. هر نوع اسید آمینه آنزیم خاص خود را دارد. یعنی برای شکستن پیوند ایجاد شده توسط آلانین، به آنزیم آلانین-آمینوپپتیداز، گلیسین-گلیسین-آمینوپپتیداز، لوسین-لوسین-آمینوپتیداز نیاز دارید.
به همین دلیل، هضم پروتئین زمان زیادی می برد و به تعداد زیادی از انواع مختلف آنزیم های گوارشی نیاز دارد. پانکراس مسئول سنتز آنها است. عملکرد آن در بیمارانی که الکل مصرف می کنند تحت تاثیر قرار می گیرد. اما تقریباً غیرممکن است که کمبود آنزیم ها را با مصرف داروهای دارویی عادی کنید.
