СОСТАВ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА. МЕХАНИЗМ СЕКРЕЦИИ HCl

Желудочный сок – бесцветная жидкость кислой реакции (рН=1-6)

Главные компоненты – Н2О (99%) и 1% сухой остаток. Соляную кислоту подразделяют на свободную ( Н и Cl ) и связанную ( на поверхности частиц в форме хлоридов ) .

Соляная кислота вместе с лактатом и ПВК формируют общую кислотность. Наличие лактата имеет диагностическое значение ; повышение его содержания свидетельствует о ране желудка .

Важнейшие диагностические компоненты – ферменты .

1.Пепсин (эндопептидаза) – активен при рН = 0,8-5,4 (оптимум рН=2,0) . Обладает протеазным, пептидазным, транспептидазным действием. Очень активен ( 1г пепсина за 2 часа способен расщепить 50 кг мясного альбумина ) .

Неактивная форма – пепсиноген. В процессе активации НCl образуются пепсины двух групп:

1-я группа (их 5) образуются в своде желудка, а 2-я группа (их 3) – в привратнике. Из них собственно пепсинам называются ферменты, гидролизующие белки с максимальной скоростью при рН = 1,5-2,0 . Другая фракция гидролизует белки с максимальной скоростью при рН= 3,2-3,5 и называется гастриксином. Отношение между пепсином и гастриксином составляет от 1: 1,5 до 1 : 6 . Нужно заметить также , что пепсин и гастриксин отличаются изоэлектрическими точками и электрофоретической подвижностью . Пепсин расщепляет практически все природные белки производные кератинов , гистонов, протаминов и мукопротеидов .

2. Ренин (химозин) встречается преимущественно у детей. Его роль заключается в створаживании молока , то есть он превращает растворимый казеиноген и нерастворимый казеин , кальциевая соль которого выпадает в осадок в виде творога :

Са

Казеиногеннерастворимый казеин (творог)

ренин

В желудке взрослого человека роль ренина выполняет пепсин .

3. Парапепсин – обладает желатинозным действием, в 140 раз сильнее пепсина .

4. Муцин – защитный фактор: обволакивает слизистую, защищая её от действия HCl , выполняет роль сорбента, на котором имобилизируется пепсин .

5.Муколизин – фактор , растворяющий слизь . Существует слизь двух фаз : нерастворимой или видимой и растворимой . Нерастворимая слизь выполняет защитную функцию, она формирует защитный двухкомпонентный барьер, который препятствует контакту слизистой с содержимым желудка, ингибирует пепсин, нейтрализует HCl (за счёт буферных свойств слизи)

6. Липаза - расщепляет эмульгированные жиры до глицерина и жирных кислот .

7. Амилаза – очень мало, имеет реиниреторное происхождение (из плазмы крови)

8. Лизоцим – оказывает бактерицидное действие .

9. Ряд аминокислот, имеющих диагностическое значение .

10. Гликопротеин, необходимый для транспорта Vit B12 (антианемический фактор Кастла)

11. Соли – хлориды, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты, нитраты, ионы Ka , Na , Ca, Mg , Cl .

Патологические компоненты - молочная кислота, кровь.

Образование желудочного сока осуществляется секреторным аппаратом слизистой, который представлен несколькими клетками:

1 . Главные: продуцируют пепсиноген и химозин .

2. Обкладочные (париетальные) участвуют в образовании HCl: поставляют Cl .

3. Добавочные: единственные клетки, продуцирующие сульфатированные мукополисахариды 4. Слизистые .

5. Эндокринные (6 типов):

а) ЕС – энтерохромаффинные (серотонин)

б) ECL – энтерохромафиноподобные (гистамин)

в) G – гастриновые (гастрин)

г) А – вырабатывают глюкагон

д) D – соматостатин

е) D1 – VIP-продуцирующие клетки

ж) Р – бомбезин

з) РР –

Гастрин имеет 4 формы:

а) минигастрин (13 АК)

б) малый гастрин (17 АК)

в) большой гастрин (34 АК)

г) супергастрин

Гастрин – специфический стимулятор желудочной секреции, оказывает трофическое влияние на слизистую желудка, стимулирует выделение гистамина.

Энтерогастрон, вагогастрон, бульбогастрон, сиалогастрон, соматогастрон и гастрон тормозят желудочную секрецию и секрецию HCL .

Бомбезин – стимулирует секрецию HCl , играет роль релизинс-фактора по отношению к другим гастроинтестинальным гормонам .

VIP – мощный ингибитор гастрина , подавляет секрецию HCl .

Гистамин – через аденилатциклазный механизм активирует карбонгидразу, участвующую в секреции HCl .

ТТГ, АКТГ – стимуляторы желудочной секреции.

СТГ – стимулируют слизеобразование .

PG – в некотором роде оказывает действие , сходное с действием гистамина .

Механизм секреции HCl самый загадочный процесс в том плане, что выделяемый желудочный сок, благодаря HCl имеет очень высокую кислотность (рН = 0,9-1) , в то время как рН плазмы = 7,36 , то есть градиент между кровью и желудочным соком и кровью очень высок.

В общих чертах механизм секреции HCl можно представить так:

Полость желудка Гастроцит Кровь

Глюкоза-6-фосфат Глюкоза NaCl

ПВК Cl Na

Ац-КоА инсулин

ЦТК

HCl

Cl H2O CO2 карбакнгидраза гистамин

H2CO3 карбангидраза

Н

Н НСО3 НСО3

Na-H-АТФаза

Весь процесс протекает против градиента концентрации . Механизм секреции HCl находиться под контролем инсулина и гистамина.

Гипоацидоз наблюдается:

1. При недостатке инсулина

2. При дефиците Vit B12 .

3. При нарушении энергообразовательных процессов (снижение АТФ, которая необходима для работы Na-H-АТФазы).

HCl секретируется обкладочными клетками фундального отдела желудка . Эти клетки имеют большое число митохондрий, а значит, образуется достаточное количество АТФ. Секреция HCl стимулируется гистамином , который через аденилатциклазный механизм между кровью и обкладочными клетками участвует в поступлении НСО3 в кровь в обмен на ионы Cl , поступающие из крови в гастроцит . Минимальная скорость секреции HCl наблюдается с 5 до 11 утра .

Роль HCl:считается, что соляная кислота продуцируется с постоянной концентрацией, но кислотность желудочного сока варьирует в результате изменения числа одновременно функционирующих париетальных клеток и нейтрализации HCl щелочными компонентами. Наиболее важные роли HCl:

а) активирует пепсин (вначале осуществляется первичная активация пепсиногена с последующим превращением его в пепсин аутокаталитически. От N-конца молекулы пепсиногена отщепляется 42 аминокислотных остатка . что составляет 5 нейтральных пептидов и один щелочной пептид , который считается ингибитором пепсина .

б) создаёт оптимум рН для действия ферментов желудочного сока (рН=1,5+0,5)

в) обладает бактерицидным действием (является своего рода фактором неспецифической защиты организма)

г) принимает участие в денатурации белка и его набухании.

д) участвует в створаживании молока

е) осуществляет декальцинацию костей

ж) стимулирует секреторную, моторную и гормональную деятельность желудочно-кишечного тракта (дефицит Vit B1 приводит к снижению этих функций)

з) ускоряет всасывание железа

е) активирует образование гастрина из прогастрина

В норме общая кислотность желудочного сока должна составлять 40-60ммоль/л (связанная HCl + свободная HCl) . связанная HCl – 20-40ммоль/л, связанная HCl – 10-20 ммоль/л .

ПАНКРЕАТИЧЕСКИЙ СОК.

Панкреатический сок – бесцветная жидкость щелочной реакции рН=7,8-8,4 . Щелочность обусловлена наличием бикарбонатов, концентрация которых изменяется прямо пропорционально скорости секреции. Источником бикарбонатов является как бикарбонат плазмы крови, так и образующийся СО2 в поджелудочной железе в результате окисления.

Неорганические компоненты: Na , K , Mg , Ca , Cl .

Органические: главным образом ферменты:

1.Трипсин – активная форма трипсиногена. Первичная активация трипсиногена осуществляется энтерокиназой и заключается в отщеплении от N-конца 6 аминокислот : Вал – (АСП) 4 – ЛИЗ. В дальнейшем аналогичный процесс происходит под действием активного трипсина , то есть путём аутокатализа . При этом происходит формирование активного центра и третичной структуры трипсина .

Са

Трипсиноген трипсин

энтерокиназа

Такой механизм активации называется частичным протеолизом. Он имеет большое биологическое значение:

1. исключает самопереваривание органа

2. обеспечивает более тонкую регуляцию количества необходимого фермента

Если бы трипсин вырабатывался в активной фазе в поджелудочной железе, то он бы оказывал протеолитическое воздействие на клетки железы, вызывая некроз, что и наблюдается при остром панкреатите. В этом случае трипсин появляется в крови и его определение в сыворотке крови является надёжным ферментным тестом в диагностике острого панкреатита .

2.Химотрипси - бывает нескольких разновидностей, но это все различные кристаллические фазы одного и того же белка. Они синтезируются из двух предшественников: хемотрипсиногенов А и В. Они активируются первоначально под действием трипсина и вследствие под действием химотрипсинов. Получены доказательства , что разрыв одной пептидной связи между АРГ и ЛЕЙ в молекуле химотрипсиногена А под действием трипсина приводит к формированию П-химотрипсина, обладающего наибольшей ферментативной активностью . Последующее отделение серил-аргинина приводит к образованию гамма-трипсина . Аутокаталитическая активация приводит к образованию вначале неактивного химотрипсина , который под действием трипсина превращается в а-химотрипсин .а-химотрипсин образуется из гамма-химотрипсина под действием активного химотрипсина . Химотрипсин обладает более широкой субстратной специфичностью , чем трипсин . Он катализирует гидролиз не только пептидов , но и эфиров , амидов .

3.Эластаза (панкреатопептидаза): выделяется в виде проэластазы и активируется трипсином. Гидролизует пептидные связи эластина .

4.Карбоксипептидазы представлены двумя видами: А и В.

А вид разрывает преимущественно связи, образованные С-концевыми ароматическими аминокислотами. В вид катализирует отщепление С-концевых остатков диаминокислот : АРГ и ЛИЗ. А и В активируются трипсином . А обладает бифункциональной активностью – пептидазной и эстеразной и содержит ион Zn . При замене Zn на Са происходит полная потеря пептидазной активности и усиление эстеразной .

5. Калликреин выделяется в форме прокалликреина, активируется трипсином и является производным АРГ .

6. а-амилаза расщепляет а-1,4-гликозидные связи, активируется ионами Са. которые также повышают устойчивость фермента к изменению температуры и рН .

7. Липаза гидролизует эфирные связи липидов, имеет гидрофобную и гидрофильную части и действует на границе раздела «вода – жир», её действие усиливается желчью .

8. Фосфолипаза А гидролизует эфирные связи, активируется трипсином .

9. Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза гидролизуют РНК и ДНК до нуклеотидов .

КИШЕЧНЫЙ СОК.

Он состоит из жидкой и плотной частей .

Жидкая часть ( рН= 7,2-7,5 ) содержит 98% Н2о и 2% сухого остатка (Na , K , Mg , Cl , HCO3)

Уровень рН находится в прямой зависимости от скорости секреции сока и при интенсивной секреции достигает 8,6 .

Плотная часть : в основном ферменты ( около 20 )

Энтерокиназа .

2. Лейцинаминопептидаза и аланинаминопептидаза . Первый не обладает строгой субстратной специфичностью , гидролизует любые пептиды . Второй преимущественно катализирует отщепление аланина от N-конца пептида .

3. Дипептидазы : - глицин-глицин-дипептидаза , гидролизующая соответствующий дипептид до 2 остатков глицина ; пролипаза – гидролизует пептидную связь , в образовании которой принимает участие СООН-группа пролина ; пролидаза – гидролизует дипептиды , в которых азот пролина связан кислотно-амидной связью .

4. Катексины расщепляют белки в дистальном отделе тонкой кишки , где есть слабокислая среда , обусловленная действием микрофлоры .

5. Щелочная фосфотаза – в рН>7 гидролизует моноэфиры ортофосфорной кислоты .

6. Кислая фосфотаза – выполняет ту же функцию , но в кислой среде .

7. Нуклеаза деполимеризует нуклеиновые кислоты .

8. Нуклеотидаза дефосфорилирует мононуклеотиды .

Фосфолипаза и липаза .

10 . Холестеролэстераза –расщепляет эфиры холестерина .

11. Сахароза расщепляет сахарозу и мальтозу .

12 . Лактоза – гидролизует лактозу .

13 . Олиго-1,6-гликозидаза завершает гидролиз амилопектинов и гликогена .

14 . Амилаза в незначительных количествах .

Выделение панкреатического сока регулируется некоторыми гастроинтестинальными гормонами . В частности соляная кислота . попадая в двенадцатиперстную кишку , стимулирует секрецию секретина , поступающего в кровь . С током крови он переносится в поджелудочную железу и стимулирует выработку панкреатического сока бедного ферментами , но богатого бикарбонатами , создающими щелочную среду (рН 7,5-8,5 ) , оптимальную для действия пищеварительных ферментов в кишечнике . Секретин быстро исчезает из кровотока , а новые его порции не вырабатываются , так как стимулятор – HCl – нейтрализуется выделившимся панкреатическим соком . Второй гормон , продуцируемый слизистой двенадцатиперстной кишки и влияющий на секрецию панкреатического сока – панкреозимин. Сок , полученный после его введения , богат ферментами и беден бикарбонатами .