Sindirim enzimi - Digestive enzyme

Sindirim enzimleri , vücut tarafından emilmelerini kolaylaştırmak için polimerik makromolekülleri daha küçük yapı taşlarına parçalayan bir grup enzimdir . Sindirim enzimleri, hayvanların (insanlar dahil) sindirim kanallarında ve yiyeceklerin sindirimine yardımcı oldukları etçil bitkilerin yollarında ve ayrıca hücrelerin içinde , özellikle hücresel hayatta kalma işlevini sürdürdükleri lizozomlarında bulunur . Tükürük bezleri tarafından salgılanan tükürükte , mideyi kaplayan hücrelerin salgılarında, pankreas ekzokrin hücreleri tarafından salgılanan pankreas suyunda ve ince ve kalın bağırsakları kaplayan hücrelerin salgılarında çeşitli özelliklerde sindirim enzimleri bulunur .

Sindirim enzimleri hedef substratlarına göre sınıflandırılır :

İnsan sindirim sisteminde ana sindirim yerleri ağız, mide ve ince bağırsaktır. Sindirim enzimleri, aşağıdakiler dahil olmak üzere farklı ekzokrin bezleri tarafından salgılanır :

Ağız

Hayvanlar ve insanlar tarafından alınan karmaşık gıda maddeleri, emilmeden önce basit, çözünür ve dağılabilir maddelere parçalanmalıdır. Ağız boşluğunda tükürük bezleri, sindirime ve dezenfeksiyona yardımcı olan bir dizi enzim ve madde salgılar. Aşağıdakileri içerirler:

  • lingual lipaz : Lipid sindirimi ağızda başlar. Lingual lipaz, lipidlerin/yağların sindirimini başlatır.
  • Tükürük amilaz : Karbonhidrat sindirimi de ağızda başlar. Tükürük bezleri tarafından üretilen amilaz, başta pişmiş nişasta olmak üzere karmaşık karbonhidratları daha küçük zincirlere ve hatta basit şekerlere ayırır. Bazen ptyalin olarak adlandırılır .
  • lizozim : Yiyeceklerin, örneğin bakteri veya virüsler gibi yalnızca temel besinlerden fazlasını içerdiği düşünüldüğünde, lizozim, sindirimde sınırlı ve spesifik olmayan, ancak faydalı bir antiseptik işlev sunar.

Önemli olan, tükürük bezlerinin çeşitliliğidir. İki tür tükürük bezi vardır:

Mide

Salgılanan enzimler mide olan mide enzimleri . Mide, yiyecekleri karıştırıp ezerek mekanik anlamda olduğu kadar enzimatik anlamda da sindirerek sindirimde büyük rol oynar. Mide tarafından üretilen enzimler ve bunların işlevleri şunlardır:

  • Pepsin ana mide enzimidir. Bir zimojen olan inaktif formdaki pepsinojende "baş hücreler" olarak adlandırılan mide hücreleri tarafından üretilir . Pepsinojen daha sonra mide asidi tarafından aktif formu olan pepsine dönüştürülür. Pepsin, gıdadaki proteini peptit parçaları ve amino asitler gibi daha küçük parçacıklara ayırır . Bu nedenle, protein sindirimi, sindirime ağızda başlayan karbonhidrat ve lipidlerin aksine, öncelikle midede başlar (ancak, ağızda tükürükte belirli proteinleri katabolize eden kallikrein enziminin eser miktarları bulunur ).
  • Gastrik lipaz : Gastrik lipaz asidik olan lipaz tarafından salgılanan mide baş hücrelerde de fundus midede mukoza. pH optimumu 3-6 arasındadır. Gastrik lipaz, lingual lipaz ile birlikte iki asidik lipazı içerir. Bu lipazlar, alkalin lipazların ( pankreatik lipaz gibi ) aksine , optimal enzimatik aktivite için safra asidi veya kolipaz gerektirmez . Asidik lipazlar , yetişkin insanda sindirim sırasında meydana gelen lipid hidrolizinin %30'unu oluşturur ve iki asidik lipazın çoğuna gastrik lipaz katkıda bulunur. Yenidoğanlarda, toplam lipolitik aktivitenin %50'ye kadarını sağlayan asidik lipazlar çok daha önemlidir.

Mide tarafından üretilen hormonlar veya bileşikler ve bunların işlevleri:

  • Hidroklorik asit (HCl): Bu, özünde pozitif yüklü hidrojen atomlarıdır (H+), ya da sıradan terimlerle mide asididir ve midenin paryetal hücreler adı verilen hücreleri tarafından üretilir. HCl esas olarak alınan proteinleri denatüre etme, gıdada kalan herhangi bir bakteri veya virüsü yok etme ve ayrıca pepsinojeni pepsine aktive etme işlevi görür.
  • İç faktör (IF): İç faktör, midenin paryetal hücreleri tarafından üretilir. Vitamin B12 (Vit. B12) terminal ileumda emilim için yardıma ihtiyaç duyan önemli bir vitamindir . Başlangıçta tükürükte tükürük bezleri tarafından salgılanan haptokorrin Vit'i bağlar. B, bir Vit oluşturma. B12-Haptokorrin kompleksi. Bu kompleksin amacı, B12 vitaminini midede üretilen hidroklorik asitten korumaktır. Mide içeriği mideden duodenuma geçtiğinde, haptokorrin pankreas enzimleri ile parçalanır ve bozulmamış B12 vitaminini serbest bırakır. Parietal hücreler tarafından üretilen intrinsik faktör (IF), daha sonra Vitamin B12'yi bağlayarak bir Vit oluşturur. B12-IF kompleksi. Bu kompleks daha sonra ileumun terminal kısmında emilir .
  • Müsin : Mide, yüksek asitli ortamını kullanarak bakteri ve virüsleri yok etme önceliğine sahip olmakla birlikte, kendi zarını asitinden korumakla da görevlidir. Midenin bunu başarmasının yolu, mukus hücreleri aracılığıyla müsin ve bikarbonat salgılaması ve aynı zamanda hızlı bir hücre dönüşümü sağlamasıdır.
  • Gastrin : Midenin " G hücreleri " tarafından üretilen önemli bir hormondur . G hücreleri, mideye gıda girdikten sonra ve ayrıca midenin proteine ​​maruz kalmasından sonra meydana gelen mide gerilmesine tepki olarak gastrin üretir. Gastrin bir endokrin hormondur ve bu nedenle kan dolaşımına girer ve sonunda mideye geri döner ve burada parietal hücreleri hidroklorik asit (HCl) ve İntrinsik faktör (IF) üretmesi için uyarır.

Dikkat edilmesi gereken, mideyi kaplayan hücreler arasındaki işlev bölümüdür. Midede dört tip hücre vardır:

Önceki hücrelerin salgılanması enterik sinir sistemi tarafından kontrol edilir . Midede distansiyon veya vagus siniri tarafından innervasyon ( otonom sinir sisteminin parasempatik bölünmesi yoluyla ) ENS'yi aktive ederek asetilkolin salınımına yol açar . Bir kez mevcut olduğunda, asetilkolin G hücrelerini ve parietal hücreleri aktive eder.

Pankreas

Pankreas, dolaşım sistemine salınan endokrin hormonları ( insülin ve glukagon gibi ) üretme, glikoz metabolizmasını kontrol etme ve ayrıca salgılanan sindirim/ekzokrin pankreas suyunu salgılama işleviyle hem endokrin hem de ekzokrin bir bezdir. sonunda pankreas kanalı yoluyla duodenuma ulaşır. Pankreasın sindirim veya ekzokrin işlevi, sağlığın korunması için endokrin işlevi kadar önemlidir.

Pankreas parankimindeki hücre popülasyonunun ikisi, sindirim enzimlerini oluşturur:

  • Duktal hücreler : Esas olarak , pilor yoluyla duodenuma giren mide kimusunun asitliğini nötralize etmek için hareket eden bikarbonat (HCO3) üretiminden sorumludur . Pankreasın duktal hücreleri, özünde bir biyo-geri bildirim mekanizması olan bikarbonattan zengin salgılarını üretmeleri için sekretin hormonu tarafından uyarılır ; on iki parmak bağırsağına giren yüksek oranda asidik mide kimyonu, "S hücreleri" adı verilen on iki parmak bağırsağı hücrelerini uyararak hormon salgısını üretir ve kan dolaşımına salıverir. Kana giren sekretin, sonunda pankreatik duktal hücrelerle temasa geçerek onları bikarbonat bakımından zengin meyve sularını üretmeye teşvik eder. Sekretin ayrıca "G hücreleri" tarafından gastrin üretimini engeller ve ayrıca pankreasın asiner hücrelerini pankreas enzimlerini üretmeleri için uyarır.
  • Asiner hücreler : Esas olarak , bir kez ince bağırsakta bulunan, aktif hale gelen ve proteinleri, yağı ve DNA/RNA'yı parçalayarak ana sindirim işlevlerini yerine getiren aktif olmayan pankreatik enzimlerin ( zimojenler ) üretiminden sorumludur . Asiner hücreler , duodenumdaki bağırsak hücreleri (I hücreleri) tarafından üretilen bir hormon/nörotransmitter olan kolesistokinin (CCK) tarafından uyarılır . CCK, pankreas zimojenlerinin üretimini uyarır.

Hem duktal hem de asiner hücrelerin salgılarından oluşan pankreas suyu aşağıdaki sindirim enzimlerini içerir:

Önceki endojen enzimlerin bazılarının , ekzokrin pankreas yetmezliği olan kişilere uygulanan farmasötik karşılıkları ( pankreatik enzimler (ilaç) ) vardır .

Pankreasın ekzokrin işlevi, dikkate değer güvenilirliğinin bir kısmını, meyve suyunun salgılanmasını kontrol eden biyolojik geri bildirim mekanizmalarına borçludur. Aşağıdaki önemli pankreas biyolojik geri bildirim mekanizmaları, pankreas suyu dengesinin/üretiminin korunması için gereklidir:

  • Sekretin , yüksek bir hidrojen atomu, bir konsantrasyonda (yüksek Asitliğin) içeren mide besin bulamacı yanıt olarak duodenum "S hücrelerinin" tarafından üretilen bir hormon, kan akımı içine tahliye olan; sindirim sistemine geri döndüğünde, salgı mide boşalmasını azaltır, pankreas duktal hücrelerinin salgılanmasını arttırır ve ayrıca pankreas asiner hücrelerini zimojenik özlerini salması için uyarır.
  • Kolesistokinin (CCK), yüksek yağ veya protein içeriği içeren kimusa yanıt olarak duodenal "I hücreleri" tarafından salınan benzersiz bir peptittir. Bir endokrin hormon olan sekretinden farklı olarak, CCK aslında bir nöronal devrenin uyarılması yoluyla çalışır ve bunun sonucu asiner hücrelerin içeriklerini serbest bırakmaları için uyarılmasıdır. CCK ayrıca safra kesesi kontraksiyonunu artırarak safranın kistik kanala , ana safra kanalına ve nihayetinde on iki parmak bağırsağına sıkışmasına neden olur . Safra elbette yağı emülsifiye ederek emilimine yardımcı olur, emici yüzeyini arttırır. Safra karaciğer tarafından yapılır, ancak safra kesesinde depolanır.
  • Gastrik inhibitör peptit (GIP), yüksek miktarda karbonhidrat, protein ve yağ asidi içeren kimusa yanıt olarak mukozal duodenal hücreler tarafından üretilir . GIP'in ana işlevi mide boşalmasını azaltmaktır.
  • Somatostatin , duodenumun mukoza hücreleri ve ayrıca pankreasın "delta hücreleri" tarafından üretilen bir hormondur. Somatostatin, pankreas üretimi de dahil olmak üzere büyük bir inhibitör etkiye sahiptir.

İnce bağırsak

Duodenumda aşağıdaki enzimler/hormonlar üretilir:

  • sekretin : Bu, mide kimusunun asitliğine yanıt olarak duodenal " S hücreleri " tarafından üretilen bir endokrin hormondur .
  • Kolesistokinin (CCK), yüksek yağ veya protein içeriği içeren kimusa yanıt olarak duodenal "I hücreleri" tarafından salınan benzersiz bir peptittir. Bir endokrin hormon olan sekretinden farklı olarak, CCK aslında bir nöronal devrenin uyarılması yoluyla çalışır ve bunun sonucu asiner hücrelerin içeriklerini serbest bırakmaları için uyarılmasıdır. CCK ayrıca safra kesesi kontraksiyonunu artırarak önceden depolanmış safranın kistik kanala ve nihayetinde ana safra kanalına ve ampulla Vater yoluyla duodenumun ikinci anatomik pozisyonuna salınmasına neden olur . CCK ayrıca , ampulla Vater içinden akışı düzenleyen sfinkter olan Oddi sfinkterinin tonunu da azaltır . CCK ayrıca gastrik aktiviteyi azaltır ve gastrik boşalmayı azaltır, böylece mide suyunun asitliğini nötralize etmesi için pankreas sıvılarına daha fazla zaman tanır.
  • Gastrik inhibitör peptit (GIP): Bu peptit gastrik motiliteyi azaltır ve duodenal mukoza hücreleri tarafından üretilir.
  • motilin : Bu madde, "motilin reseptörleri" adı verilen özel reseptörler aracılığıyla gastrointestinal motiliteyi arttırır.
  • somatostatin: Bu hormon duodenal mukoza ve ayrıca pankreasın delta hücreleri tarafından üretilir . Ana işlevi, çeşitli salgı mekanizmalarını engellemektir.

İnce bağırsağın astarı boyunca, işlevi mideden salınan kekiği emilebilir parçacıklara daha da parçalamak olan çok sayıda fırça kenarlı enzim vardır . Peristalsis oluşurken bu enzimler emilir. Bu enzimlerden bazıları şunlardır:

  • Peptonları ve polipeptitleri amino asitlere dönüştüren dipeptidaz ve aminopeptidazlar dahil olmak üzere çeşitli ekzopeptidazlar ve endopeptidazlar .
  • Maltaz : maltozu glikoza dönüştürür.
  • Laktaz : Bu, laktozu glikoz ve galaktoza dönüştüren önemli bir enzimdir. Orta Doğu ve Asya popülasyonlarının çoğunluğu bu enzimden yoksundur. Bu enzim de yaşla birlikte azalır. Bu nedenle laktoz intoleransı , Orta Doğu, Asya ve daha yaşlı popülasyonlarda genellikle şişkinlik, karın ağrısı ve ozmotik ishal ile kendini gösteren yaygın bir karın şikayetidir .
  • Sükraz : Sükrozu glikoz ve fruktoza dönüştürür.
  • Diğer disakkaridazlar

Bitkiler

Etçil bitkilerde sindirim enzimleri ve asitler böcekleri , bazı bitkilerde ise küçük hayvanları parçalar. Bazı bitkilerde yaprak, teması artırmak için avın üzerine çökerken, diğerlerinde küçük bir sindirim sıvısı kabı bulunur . Daha sonra gerekli nitrat ve fosforu elde etmek için avı sindirmek için sindirim sıvıları kullanılır . İhtiyaç duyulan besinlerin emilimi genellikle diğer bitkilere göre daha verimlidir. Sindirim enzimleri etçil bitki ve hayvanlarda bağımsız olarak ortaya çıktı.

Heliamphora gibi bazı etçil bitkiler sindirim enzimleri kullanmazlar, ancak yiyecekleri parçalamak için bakterileri kullanırlar. Bu bitkilerin sindirim suları yoktur, ancak avın çürümesini kullanırlar .

Bazı etçil bitkiler sindirim enzimleri:

Ayrıca bakınız

Referanslar