Будь-який живий організм харчується органічною їжею, яка руйнується в травній системі і бере участь у клітинному метаболізмі. І для такої речовини, як білок, перетравлювання означає повне розщеплення до складових його мономерів. Це означає, що основним завданням травної системи є руйнування вторинної, третинної або доменної структури молекули, а потім відщеплення амінокислот. Пізніше мономери білків будуть рознесені кровоносною системою по клітинам організму, де будуть синтезовано нові білкові молекули, необхідні для життєдіяльності.

Ферментативне розщеплення білка

Білок — складна макромолекула, приклад біополімеру, що складається з безлічі амінокислот. А деякі білкові молекули складаються не тільки з амінокислотних залишків, але і з вуглеводних або ліпідних структур. Ферментативні або транспортні білки і зовсім можуть містити іон металу. Частіше за інших в їжі присутні білкові молекули, які містяться в м'ясі тварини. Це також складні фібрилярні молекули з довгою амінокислотної ланцюжком. Для розщеплення білків в травній системі є набір ферментів протеолізу. Це пепсин, трипсин, хемотрипсин, еластаза, гастриксин, хімозин. Остаточне перетравлення білків відбувається в тонкому кишечнику під дією пептид-гідролаз і дипептидаз. Це група ферментів, які руйнують пептидний зв'язок у строго специфічних амінокислот. Це означає, що для руйнування пептидного зв'язку між залишками амінокислоти серину потрібен один фермент, а для розщеплення зв'язку, утвореної треонином, — інший.


Ферменти травлення білків поділяються на види в залежності від їх будови активного центру. Це серинові, треоніновие, аспартильние, глютамінова і цистеїнові протеази. У структурі свого активного центру вони містять певну амінокислоту, з-за якої отримали свою назву.

Що відбувається з білком в шлунку?

Багато хто помиляється, кажучи, що шлунок є головним органом травлення. Це поширена помилка, оскільки перетравлення їжі частково спостерігається вже в ротовій порожнині, де руйнується невелика частина вуглеводів. Тут же відбувається їх часткове всмоктування. Але основні процеси травлення і зовсім протікають в тонкому кишечнику. При цьому, незважаючи на наявність пепсину, химозина, гастриксина і соляної кислоти, перетравлення білків у шлунку не відбувається. Ці речовини під дією протеолітичного ферменту пепсину і соляної кислоти денатурують, тобто втрачають свою особливу просторову структуру. Також під дією химозина створаживается білок молока. Якщо виразити процес перетравлення білка у відсотках, то в шлунку відбувається приблизно 10 % руйнування кожної білкової молекули. Це означає, що в шлунку ні одна амінокислота від макромолекули не відривається і не всмоктується в кров. Білок лише набухає і денатурує, щоб збільшити кількість доступних місць для роботи протеолітичних ферментів у дванадцятипалій кишці. Це означає, що під дією пепсину молекула білка збільшується в об'ємі, оголюючи більше пептидних зв'язків, на які потім приєднуються протеолітичні ферменти панкреатичного соку.

Переварювання білка в дванадцятипалої кишці

Після шлунка оброблена і ретельно подрібнена їжа, змішана з шлунковим соком і підготовлена до подальших етапів травлення, потрапляє в дванадцятипалу кишку. Це ділянка травного тракту, розташований в самому початку тонкого кишечника. Тут відбувається подальше розщеплення молекул під дією панкреатичних ферментів. Це більш агресивні і більш активні речовини, здатні дробити довгу полипептидную ланцюжок. Під дією трипсину, еластази, хімотрипсину, карбоксипептидаз А і В відбувається розщеплення молекули білка на безліч більш дрібних ланцюгів. По суті, після проходження дванадцятипалої кишки перетравлення білків в кишечнику тільки починається. І якщо виразити у відсотках, то після обробки харчової грудки панкреатичним соком білки перетравлюються приблизно на 30-35 %. Повна їх «розбирання» до складових мономерів буде проведена в тонкому кишечнику.

Підсумки панкреатичного травлення білків

Перетравлення білків у шлунку і дванадцятипалій кишці — це підготовчий етап, який потрібен для дроблення макромолекул. Якщо в шлунок надходить білок з довжиною ланцюжка в 1000 амінокислот, то на виході з дванадцятипалої кишки вийде, приміром, 100 молекул з 10 амінокислотами в кожній. Це гіпотетична цифра, так як эндопептидази, зазначені вище, не ділять молекулу на рівні ділянки. До утвореної маси будуть присутні молекули з довжиною ланцюжка і 20 амінокислот, і 10 і 5. Це означає, що процес дроблення є хаотичним. Його мета — максимальне спрощення роботи экзопептидаз в тонкому кишечнику.

Травлення в тонкому кишечнику

Для будь-якого високомолекулярного білка перетравлювання — це повне його руйнування до складових первинну структуру мономерів. І в тонкому кишечнику під дією экзопептидаз досягається розкладання олигопептидов на окремі амінокислоти. Олигопептидами називаються згадані вище залишки великої білкової молекули, що складаються з невеликої кількості амінокислот. Їх розщеплення порівнянно з енергетичним витратам з синтезом. Тому переварювання білків і вуглеводів — це енергоємний процес, як і сам всмоктування отриманих амінокислот епітеліальними клітинами.

Пристінкове травлення

Травлення в тонкому кишечнику називається пристінковим, так як воно протікає на ворсинках — складках кишкового епітелію, де сконцентровані ферменти экзопептидази. Вони приєднуються до молекулі олігопептиду і гідролізують пептидний зв'язок. При цьому для кожного типу амінокислоти існує свій фермент. Тобто на розрив зв'язку, утвореної аланіном, потрібен фермент аланін-аминопептидаза, гліцину — гліцин-аминопептидаза, лейцину — лейцин-аминопетидаза. З-за цього білкове перетравлення займає багато часу і вимагає великої кількості травних ферментів різних типів. За їх синтез відповідає підшлункова залоза. Її функція страждає у пацієнтів, що зловживають алкоголем. Але нормалізувати недолік ферментів, приймаючи фармакологічні препарати, практично неможливо.