Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 9 2018

Храносмилателни ензими. Физиологични основи и клинични аспекти

виж като PDF
Текст A
доц. д-р Диана Ганчева, дм
Клиника по хепатогастроентерология, УМБАЛ „Света Марина“, гр. Варна; Катедра по физиология и патофизиология, МУ, гр. Варна


Главната функция на стомашно-чревния тракт е смилане – разцепване на храната до най-малките частици и преносът на тези частици до вътрешната среда на организма. Тази функция се осъществява както за сметка на механичните процеси (раздробяване, размесване и придвижване на хранителната хапка), така и по пътя на секрецията на храносмилателни сокове.

На повърхността на епителните клетки на тънкото черво и в лумена на храносмилателния тракт белтъците, мазнините и въглехидратите претърпяват химични промени, водещи до разцепването им до вещества, способни да се всмукват – моно-, ди- или олигозахариди, олигопептиди, аминокиселини, мастни киселини, моноглицериди. Тези процеси представляват сложния процес на храносмилане. То се осъществява чрез процеса хидролиза и изисква участие на много ензими. По-нататък се извършва всмукване/абсорбция – пренос на разградените до основни субстанции хранителни вещества, водата, солите и витамините през лигавицата на тънкото черво от храносмилателния тракт в кръвта и лимфата.

Основните места на храносмилане са устната кухина, стомахът и тънкото черво (Табл. 1).

Таблица 1: Храносмилателни ензими и техните субстрати

Място на образуване

Ензим

Функция – разцепване

Слюнчени жлези

Амилаза

Малтаза

Скорбяла и гликоген

Дизахарид малтоза

Стомах

Пепсин

Белтъци

Панкреас

Липаза

Фосфолипаза А2

Амилаза

Трипсин

Химотрипсин

Карбоксипептидаза

Рибонуклеаза

Дезоксирибонуклеаза

Триглицериди

Естери на фосфолипиди

Скорбяла и гликоген

Белтъци

Белтъци

Белтъци

РНК

ДНК

Тънкочревна лигавица

Амино- и дипептидази

Липази

Глюкоамилаза

Малтаза

Лактаза

Захараза (сукраза)

Фосфатази

Белтъци

Триглицериди

Дизахариди

Дизахарид малтоза

Дизахарид лактоза

Дизахарид захароза

Нуклеотити

 

Компонентите на храносмилателните сокове се синтезират активно от секреторните клетки. Тези клетки влизат в състава на различни екзокринни жлези – слюнчени жлези, секреторни клетки в стомаха, секреторни клетки в панкреаса и секреторни жлези в тънкото черво. В храносмилането участва и черният дроб със секретираната от него жлъчка.

Храносмилателните сокове съдържат вода, електролити, ензими и други вещества.

Храносмилателните ензими са група ензими, които разграждат полимерните макромолекули на техните по-малки съставни части, за да се улес­ни тяхната абсорбция от тялото.

Главните групи ензими са:

  • Протеази и пептидази – разделят протеините на малки пептиди и аминокиселини.
  • Липази – разграждат мазнините до свободни мастни киселини и молекули глицерол.
  • Амилази – разцепват въглехидратите, като скорбяла, гликоген и захар на прости захари (монозахариди), като глюкоза и фруктоза.
  • Нуклеази – разцепват нуклеиновите киселини на нуклеотиди.


Устна кухина

Сложната храна, приета от човека, трябва да се раздели на прости, разтворими и дифундиращи субстанции, преди да бъдат абсорбирани. Слюнчените жлези отделят множест­во ензими, които подпомагат храносмилането и дезинфекцията.

  • Лингвална амилаза (птиалин) – преобразува скорбялата и гликогена в малтоза.
  • Лингвална липаза – започва смилането на мазнините.
  • Лизозим (мурамидаза) – осигурява ограничена и неспецифична благоприятна антисептична функция срещу бактерии и вируси.


Стомах

Стомахът играе основна роля в храносмилането. Основните стомашни ензими и техните функции са следните:

  • Пепсиноген – проензим (образува се в главните клетки), превръща се от солната киселина в активен пепсин.
  • Пепсин – протеолитичен ензим  (ендопептидаза) – разгражда протеините в храната до пептони и албумози.
  • Химозин – под негово влияние казеинът (белтъкът на млякото) се съсирва, поради което се задържа в стомаха и неговите съставни части се подлагат по-дълго време на действието на ензимите. Максималната му секреция е в първите няколко дни след раждането, след това намалява и се замества от секрецията на пепсин като основна стомашна протеаза.
  • Стомашна липаза – отделя се в малко количество, има слаба активност и разцепва само тези мазнини, които се намират в емулгирано състояние, като например мазнините в млякото. Стомашната и лингвалната липаза са двете кисели липази. Те, за разлика от алкалните липази (като панкреасната липаза), не изискват жлъчни киселини за оптималната си ензимна активност. Осигуряват около 30% от липидната хидролиза по време на храносмилането у възрастни хора. При новородени киселите липази са много по-важни, осигуряващи до 50% от общата липолитична активност.
  • Желатиназа – протеолитичен ен­зим, разграждащ желатина и колагена в месото до средно големи съединения, чието смилане след това се завършва от пепсин, трипсин и химотрипсин до аминокиселини.


Панкреас

Панкреасът е едновременно ендокринна и екзокринна жлеза. Наред с ендокринната хормонална секреция, храносмилателната екзокринна функция е също толкова важна за поддържане на здравето, както нейната ендокринна функция.

Основни храносмилателни ензими:

  • Трипсиноген (проензим) – неактивна протеаза; в дуоденума, под действие на ензима ентерокиназа, се активира до трипсин.
  • Трипсин – разгражда пептидите до дипептиди.
  • Химотрипсиноген (проензим) – неактивна протеаза, активира се в дуоденума от ентерокиназа до химотрипсин.
  • Химотрипсин – разгражда протеините до аминокиселини.
  • Карбоксипептидази (екзопептидази) – разкъсват пептидната връзка на аминокиселинния остатък в
  • С-края на полипептидната верига.
  • Проеластази (проензим) – превръща се в еластаза под действие на трипсин.
  • Еластази – разграждат дълговерижни чужди еластинови влакна до нискомолекулни белтъци (дипептиди).
  • Панкреасна липаза – разгражда триглицеридите до мастни киселини и глицерол.
  • Стерол естераза.
  • Фосфолипаза.
  • Нуклеази – разграждат нуклеиновите киселини (ДНК, РНК).
  • Панкреасна амилаза – разгражда скорбялата и гликогена, които са алфа-свързани глюкозни полимери.


Тънко черво

Ензимите на тънкото черво се отделят от отмиращите епителни клетки на четковидната мембрана. Ензимите в секрета на Брунеровите жлези не играе съществена роля в храносмилането.

  • Ентерокиназа – ензимен активатор (превръща трипсиногена в трипсин).
  • Аминопептидази – превръщат пептидите в аминокиселини.
  • Дипетидази – разцепват дипептиди до аминокиселини.
  • Малтаза – разгражда малтозата до две молекули глюкоза.
  • Сукраза (захараза) – катализира хидролизата на сукрозата (захарозата) до фруктоза и глюкоза. Видове: сукраза-изомалтаза, инвертаза, сукроза алфа-глюкозидаза.
  • Лактаза – хидролизира лактозата до галактоза и глюкоза.
  • Ерепсин – група ензими, които разграждат пептоните до аминокиселини.

В човешкия организъм не се произвеждат ензимите:

  • Бромелаин (бромелин) – протеолитичен ензим с растителен произход – в най-високи концентраци е в стъблото на ананаса.
  • Алфа-галактозидаза – разгражда въглехидрати, като рафиноза, ста­хиоза, вербаскоза, които се съдър­жат главно в бобови и зелени растения.
  • Целулаза – смила въглехидрата целулоза, който е бета-свързан глюкозен полимер. Необходимо е набавянето на тези с ензимни добавки по време на хранене.

Съществуват редица състояния и заболявания, които водят до недо­статъчна секреция на храносмилателни ензими. В резултат на това се нарушават процесите на храносмилане – означава се с термина малдигестия и на резорбция – настъпва малабсорбция. Нарушения в абсорбцията може да възникнат в резултат на:

  • Нарушения в интралуменното смилане.
  • Нарушения в мембранното смилане (в епителните клетки на четковидната мембрана на ентероцитите).
  • Нарушения във всмукването (в преноса на веществата във вът­решната среда на организма).
  • Нарушения в пострезорбтивната фаза (смутен транспорт на абсорбираните вещества).

Класически пример за малабсорция е глутеновата ентеропатия. Други заболявания на стомашно-чревния тракт също водят до нарушения в смилането и резорбцията – ентерити с различна етиология, болест на Crohn, болест на Whipple, AIDS-асоциирана ентеропатия, бактериален свръхрастеж, мотилитетни нарушения, чревна исхемия с различен произход и др. Недостигът на някои чревни ензими води до нарушено смилане на някои въглехидрати (като малтоза, захароза, лактоза). Често малдигестията и малабсорбцията възникват в резултат на съчетани нарушения в различни фази на храносмилането.

Важно значение за клиничната практика има екзокринната панкреасна недостатъчност (ЕПН).

Характеризира се с дефицит на екзокринни панкреасни ензими, което води до нарушено храносмилане (малдигестия). Тъй като екзокринният панкреас е с голям капацитет за ензимна секреция, мастното разграждане се нарушава, едва когато липазата спадне под 10% от нормалните секреторни нива. Редица заболявания на жлезата водят до ЕПН с прояви на малдигес­тия и последваща малабсорбция: хроничен панкреатит (наследствен, алкохолен, медикаментозен, пост­травматичен, исхемичен, автоимунен), кистична фиброза, карцином на панкреаса, състояния след резекция на жлезата. Други причини за ЕПН са непанкреасни заболявания – синдром на Zollinger-Ellison, ускорен пасаж и неадекватно смесване с ензимите поради стомашно-чревни хирургични процедури (Табл. 1).


Клинична картина и диагноза

Основни клинични прояви са хронична диария, стеаторея, редукция на тег­ло. Други симптоми са коремен дискомфорт, флатуленция, подуване на корема, причинени от бактериалната ферментация на неусвоената храна. Може да се наблюдават мускулна слабост, отоци (в резултат на хипоалбуминемия), анемия (при недоимък на желязо и/или вит. В12), хеморагична диатеза (малабсорбция на вит. К с хипопротромбинемия), остеопения/остеопороза (дефицит на вит. D), неврологични симптоми в резултат на електролитен дисбаланс (хипокалциемия, хипомагнезиемия) и др.

Диагностиката е насочена към установяване на причините на малабсорбционния синдром. Включва подробна анамнеза, лабораторни изследвания, провеждане на тестове за доказване на малабсорбция на въглехидрати, мазнини, дизахариди, доказване на бактериален свръхрастеж, серологични тестове, хормонални изследвания, ендоскопски изследвания. Абдоминалната ехография, ендоскопската ехография, компютърната и магнитнорезонансната томография допринасят за уточняване на нарушенията на стомашно-чревния тракт и панкреаса. ЕПН е основно клинична диагноза. При пациент с известна причина за ЕПН и с анамнеза за загуба на тегло и стеаторея, обикновено се започва с терапия без допълнителни изследвания.


Терапевтичен подход

  • Промяна в начина на хранене (богата на белтъци и нормален прием на мазнини, заедно със заместителното лечение).
  • Прекратяване на приема на алкохол и тютюнопушенето.
  • Панкреасна ензимна заместителна терапия.
  • Корекция на дефицитите на хранителните нутриенти.
  • Прием на витамини.
  • Етиологично лечение (ако е възможно).

Цел на ензимната заместителна терапия е да облекчи симптомите, да нормализира храносмилането, да минимизира нутриентната малабсорбция, особено на липидите, за което е важно да се достигне адекватна концентрация на активни панкреасни ензими в дуоденума, съобразно с времето на постъпване на храната. Съвременните панкреасни ензимни препарати са екстракти от предимно свински панкреас – Pancreatin (от свински или говежди панкреас) и Pancrelipase (от свински панкреас), съдържащи липаза, амилаза, трипсин и химотрипсин. Панкрелипазата е по-концентриран и пречистен препарат.

Съвременните препарати са с незабавно освобождаване, ентерално покрити микросфери и минимикросфери, ентерално покрити микротаблетки и ентерално покрити микротаблетки с бикарбонатен буфер. Размерът на частиците трябва да е под 1.7 mm за бързо преминаване през пилора заедно с химуса.

На фармацевтичния пазар са налични различни ензимни препарати, с различно дозирани ензими. Към някои са добавени и ензими, които не се образуват в човешкия организъм. Съществуват и комбинации с пробиотична добавка. Важно е да се достави адекватна доза липаза за осигуряване на липолиза на приетите с храната мазнини. Препоръчваните дози са от 20 000 до 40 000 IU липаза на всяко основно хранене.


Заключение

Храносмилателните ензими подпомагат смилането и усвояването на основните хранителни вещества, стимулират поддържането на добра чревна флора и подпомагат детоксикацията на дебелото черво. Те са от изключителна важност за доброто здраве. Някои от тях се произвеждат в човешкото тяло, други приемаме с плодове, зеленчуци и други храни. Наличието им като препарати (добавки към храната) до­принася за подобряване на храносмилането при различни състояния и заболявания.
 

   

 
 
книгопис:
1.    Аврамова, Т. Основи на физиологията на човека. Мед. изд. АРСО, София, 2015.
2.    Актуални проблеми в гастроентерологията. Болести на панкреаса. Практическо ръководство. Под ред. Б. Владимиров, Европринт-България ЕООД, София, 2015.
3.    Джамбазова, Е. Физиология на човека. Университетско издателство „Св. Климент Охридски“, София, 2015.
4.    Ензимна заместителна терапия при екзокринна панкреасна недостатъчност след     резекция на панкреаса. MD, 01/11/2013.
5.    Практически упражнения по физиология. Под ред. Стефанова, Стоянов, МУ-Варна, 2017.
6.    Физиология на човека. Под ред. Л. Витанова, Р. Гърчев, София, Мед. изд. АРСО, София, 2008.
7.    Физиология человека. Изд. Мир, Москва, 1986.
8.    BAPEN adult malnutrition guideline, 2018.
9.    Chemical Digestion and Absorption: A Closer Look In: Anatomy&Physiology. Open Oregon State – Open Textbook Sites. Ed. L.M. Biga, S. Dawson, A. Harwell et al. 2018.
10.    Dane S., O. Hanninen. Enzymes of digestion. Physiology and maintenance, vol. II. http://www.eolss.net/Eloss-sampleAllChapter.aspx.
11.    Digestive Enzymes. Simplified Biology. https://ramneetkaur.com/digestive-enzymes/.
12.    Digestive enzymes. Wikipedia.
13.    Digestive System Processes and Regulation. Anatomy and Physiology II. Digestive System. https://courses.lumenlearning.com/ap2chapter/digestive-system-processes-and-regulation/.
14.    ESPEN guidelines on definition and terminology of clinical nutrition. Clinical Nutrition, 36, 2017, 49-64.
15.    Guideline on malnutrition. Recognising, diagnising and treating malnutrition in adults. Dutch Malnutrition Steering Group. 2017.
16.    Harrison, E. M., R. W. Parks. Diagnostic Criteria for Pancreaticobiliary Maljunction. In: Blumgart’s Surgery of the Liver, Biliary Tract and Pancreas, 2-Vol Set (Sixth Ed), 2017.
17.    Whitcomb, D. C., M. E. Lowe. Human Pancreatic Digestive Enzymes. Dig Dis Sci, 52, 2017, 1-17.