Questo tipo di digestione coinvolge enzimi

La disgregazione chimica è uno dei due tipi di digestione del cibo. È la rottura di molecole complesse a monomeri più semplici. La digestione chimica avviene nella bocca, nello stomaco e nell'intestino tenue del corpo umano. Gli enzimi svolgono un ruolo importante nella disgregazione chimica. In bocca, l'enzima amilasi accelera la degradazione dell'amido in zucchero. Nello stomaco, la proteasi gastrica accelera la degradazione delle proteine ​​in polipeptidi e amminoacidi. Infine, nell'intestino tenue, la bile emulsiona i grassi e i fluidi pancreatici forniscono enzimi quali amilasi, proteasi e lipasi per scindere amido, proteine ​​e lipidi rispettivamente in glucosio, amminoacidi e acidi grassi / glicerolo. Gli enzimi sono la chiave per la digestione del cibo.

Questo tipo di digestione coinvolge enzimi

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Questo articolo riguarda gli enzimi prodotti naturalmente. Per il farmaco, vedere gli enzimi pancreatici (farmaci).

Gli enzimi digestivi sono un gruppo di enzimi che scompongono le macromolecole polimeriche nei loro blocchi di costruzione più piccoli, al fine di facilitarne l'assorbimento da parte dell'organismo. Gli enzimi digestivi si trovano nei tratti digestivi degli animali (compreso l'uomo) e nelle trappole delle piante carnivore, dove aiutano la digestione del cibo, così come all'interno delle cellule, specialmente nei loro lisosomi, dove funzionano per mantenere la sopravvivenza cellulare. Enzimi digestivi di diverse specificità si trovano nella saliva secreta dalle ghiandole salivari, nelle secrezioni del rivestimento cellulare

  • Proteasi e peptidasi dividono le proteine ​​in piccoli peptidi e amminoacidi.
  • Le lipasi dividono il grasso in tre acidi grassi e una molecola di glicerolo.
  • Le amilasi dividono i carboidrati come l'amido e gli zuccheri in zuccheri semplici come il glucosio.
  • Le nuclidi dividono gli acidi nucleici in nucleotidi.

Nel sistema digestivo umano, i siti principali di digestione sono la cavità orale, lo stomaco e l'intestino tenue. Gli enzimi digestivi sono secreti da diverse ghiandole esocrine, tra cui:

  • Ghiandole salivari
  • Cellule secretorie nello stomaco
  • Cellule secretorie nel pancreas
  • Ghiandole secretorie nell'intestino tenue

Bocca

Le sostanze alimentari complesse che vengono prese dagli animali e dagli esseri umani devono essere scomposte in sostanze semplici, solubili e diffusibili prima che possano essere assorbite. Nella cavità orale, le ghiandole salivari secernono una serie di enzimi e sostanze che aiutano la digestione e anche la disinfezione. Includono quanto segue:[1]

  • lipasi linguale: la digestione dei lipidi inizia in bocca. La lipasi linguale inizia la digestione dei lipidi / grassi.
  • Amilasi salivare: la digestione dei carboidrati inizia anche in bocca. L'amilasi, prodotta dalle ghiandole salivari, rompe i carboidrati complessi in catene più piccole o persino zuccheri semplici. A volte viene indicato come ptyalin.
  • lisozima: considerando che il cibo contiene più di semplici nutrienti essenziali, ad es. batteri o virus, il lisozoma offre una funzione antisettica limitata e non specifica, ma benefica nella digestione.

Di nota è la diversità delle ghiandole salivari. Esistono due tipi di ghiandole salivari:

  • ghiandole sierose: queste ghiandole producono una secrezione ricca di acqua, elettroliti ed enzimi. Un grande esempio di una ghiandola orale sierosa è la ghiandola parotide.
  • Ghiandole miste: queste ghiandole hanno sia cellule sierose che cellule mucose e includono ghiandole sublinguali e sottomandibolari. La loro secrezione è mucinosa e ad alta viscosità.

Stomaco

Gli enzimi che sono secreti nello stomaco sono enzimi gastrici. Lo stomaco svolge un ruolo importante nella digestione, sia in senso meccanico mescolando e schiacciando il cibo, sia in senso enzimatico, digerendolo. I seguenti sono enzimi prodotti dallo stomaco e la loro rispettiva funzione:

  • La pepsina è il principale enzima gastrico. È prodotto dalle cellule dello stomaco chiamate "cellule principali" nella sua forma inattiva pepsinogen, che è uno zimogeno. Il pepsinogeno viene quindi attivato dall'acido dello stomaco nella sua forma attiva, la pepsina. La pepsina suddivide la proteina nel cibo in particelle più piccole, come frammenti di peptidi e amminoacidi. La digestione proteica, quindi, inizia prima nello stomaco, a differenza dei carboidrati e dei lipidi, che iniziano la loro digestione in bocca.
  • Lipasi gastrica: la lipasi gastrica è una lipasi acida secreta dalle cellule principali gastriche nella mucosa fundica dello stomaco. Ha un pH ottimale di 3-6. La lipasi gastrica, insieme alla lipasi linguale, comprende le due lipasi acide. Queste lipasi, a differenza delle lipasi alcaline (come la lipasi pancreatica), non richiedono l'acido biliare o la colipasi per l'attività enzimatica ottimale. Le lipasi acide costituiscono il 30% dell'idrolisi lipidica che si verifica durante la digestione nell'adulto umano, con la lipasi gastrica che contribuisce alla maggior parte delle due lipasi acide. Nei neonati, le lipasi acide sono molto più importanti, fornendo fino al 50% dell'attività lipolitica totale.

Ormoni o composti prodotti dallo stomaco e la loro rispettiva funzione:

  • Acido cloridrico (HCl): questo è essenzialmente atomi di idrogeno caricati positivamente (H +), o in termini di disposizione acidità di stomacoed è prodotto dalle cellule dello stomaco chiamate cellule parietali. L'HCl funziona principalmente per denaturare le proteine ​​ingerite, per distruggere qualsiasi batterio o virus che rimane nel cibo e anche per attivare il pepsinogeno in pepsina.
  • Fattore intrinseco (IF): il fattore intrinseco è prodotto dalle cellule parietali dello stomaco. La vitamina B12 (Vit. B12) è una vitamina importante che richiede assistenza per l'assorbimento nell'ileo terminale. Inizialmente nella saliva, l'haptocorrina secreta dalle ghiandole salivari lega Vit. B, creando una Vit. Complesso di Haptocorrin B12. Lo scopo di questo complesso è di proteggere la vitamina B12 dall'acido cloridrico prodotto nello stomaco. Una volta che il contenuto dello stomaco esce dallo stomaco nel duodeno, l'haptocorrina viene scissa con enzimi pancreatici, rilasciando la vitamina B12 intatta. Il fattore intrinseco (IF) prodotto dalle cellule parietali lega quindi la vitamina B12, creando una vitamina. Complesso B12-IF. Questo complesso viene quindi assorbito nella porzione terminale dell'ileo.
  • Mucin: lo stomaco ha la priorità di distruggere i batteri e i virus usando il suo ambiente altamente acido, ma ha anche il dovere di proteggere il suo rivestimento dall'acido. Il modo in cui lo stomaco raggiunge questo è secernendo mucina e bicarbonato attraverso le sue cellule mucose, e anche avendo un rapido turn over cellulare.
  • Gastrina: questo è un importante ormone prodotto dalle "cellule G" dello stomaco. Le cellule G producono gastrina in risposta allo stiramento dello stomaco che si verifica dopo l'entrata del cibo e anche dopo l'esposizione allo stomaco alle proteine. La gastrina è un ormone endocrino e quindi entra nel flusso sanguigno e alla fine ritorna nello stomaco dove stimola le cellule parietali a produrre acido cloridrico (HCl) e fattore intrinseco (IF).

Di nota è la divisione della funzione tra le cellule che coprono lo stomaco. Ci sono quattro tipi di cellule nello stomaco:

  • Cellule parietali: producono acido cloridrico e fattore intrinseco.
  • Cellule principali gastriche: producono pepsinogeno. Le cellule principali si trovano principalmente nel corpo dello stomaco, che è la porzione anatomica centrale o superiore dello stomaco.
  • Cellule del collo e del pozzo: producono mucin e bicarbonato per creare una "zona neutra" per proteggere il rivestimento dello stomaco dall'acido o dalle sostanze irritanti nello chimo dello stomaco.
  • Cellule G: producono la gastrina ormonale in risposta alla distensione della mucosa o delle proteine ​​dello stomaco e stimolano la produzione di cellule parietali della loro secrezione. Le cellule G si trovano nell'antro dello stomaco, che è la regione più inferiore dello stomaco.

La secrezione delle cellule precedenti è controllata dal sistema nervoso enterico. La distensione nello stomaco o l'innervazione del nervo vago (attraverso la divisione parasimpatica del sistema nervoso autonomo) attiva l'ENS, che a sua volta porta al rilascio di acetilcolina. Una volta presente, l'acetilcolina attiva le cellule G e le cellule parietali.

Pancreas

Il pancreas è sia una ghiandola endocrina che una ghiandola esocrina, in quanto funziona per produrre ormoni endocrinici rilasciati nel sistema circolatorio (come insulina e glucagone), per controllare il metabolismo del glucosio e anche per secernere il succo pancreatico digestivo / esocrino, che viene secreto eventualmente attraverso il dotto pancreatico nel duodeno. La funzione digestiva o esocrina del pancreas è tanto importante per il mantenimento della salute quanto la sua funzione endocrina.

Due delle popolazioni di cellule del parenchima pancreatico costituiscono i suoi enzimi digestivi:

  • Cellule duttali: Principalmente responsabile della produzione di bicarbonato (HCO3), che agisce per neutralizzare l'acidità del chimo dello stomaco entrando nel duodeno attraverso il piloro. Le cellule duttali del pancreas sono stimolate dalla secretina degli ormoni per produrre le loro secrezioni ricche di bicarbonato, in quello che è essenzialmente un meccanismo di bio-feedback; il chimo gastrico altamente acido che entra nel duodeno stimola le cellule duodenali chiamate "cellule S" per produrre l'ormone secretinico e rilasciare nel sangue. La secretina che è entrata nel sangue finisce per entrare in contatto con le cellule duttali del pancreas, stimolandole a produrre il loro succo ricco di bicarbonato. È interessante notare che la secretina inibisce anche la produzione di gastrina da parte delle "cellule G" e stimola anche le cellule acinose del pancreas a produrre il loro enzima pancreatico.
  • Cellule aciniche: Principalmente responsabili della produzione degli enzimi pancreatici inattivi (zimogeni) che, una volta presenti nel piccolo intestino, si attivano e svolgono le loro principali funzioni digestive abbattendo proteine, grassi e DNA / RNA. Le cellule acinose sono stimolate dalla colecistochinina (CCK), che è un ormone / neurotrasmettitore prodotto dalle cellule intestinali (cellule I) nel duodeno. CCK stimola la produzione degli zimogeni pancreatici.

Il succo pancreatico, composto dalle secrezioni di entrambe le cellule duttali e acinose, è costituito dai seguenti enzimi digestivi:[2]

  • Tripsinogeno, che è una proteasi inattiva (zimogenica) che, una volta attivata nel duodeno in tripsina, scompone le proteine ​​agli amminoacidi basici. Il tripsinogeno viene attivato tramite l'enzima duodenale enterokinase nella sua forma attiva tripsina.
  • Chimotripsinogeno, che è una proteasi inattiva (zimogenica) che, una volta attivata dall'enterokinasi duodenale, si trasforma in chimotripsina e scompone le proteine ​​nei loro amminoacidi aromatici. Il chimotripsinogeno può anche essere attivato dalla tripsina.
  • Carboxypeptidase, che è una proteasi che toglie il gruppo aminoacidico terminale da una proteina
  • Diversi elastasi che degradano la proteina elastina e alcune altre proteine.
  • Lipasi pancreatica che degrada i trigliceridi in acidi grassi e glicerolo.
  • Sterol esterasi
  • fosfolipasi
  • Diverse nucleasi che degradano gli acidi nucleici, come DNAase e RNAasi
  • Amilasi pancreatica che scompone l'amido e il glicogeno che sono polimeri del glucosio legati alfa. Gli umani non hanno le cellulasi per digerire la cellulosa di carboidrati che è un polimero del glucosio legato alla beta.

La funzione esocrina del pancreas deve parte della sua funzione immacolata ai meccanismi di bio-feedback che controllano la secrezione del suo succo. I seguenti significativi meccanismi bio-feedback del pancreas sono essenziali per il mantenimento dell'equilibrio / produzione del succo pancreatico:[3]

  • La secretina, un ormone prodotto dalle "cellule S" duodenali in risposta al chimo dello stomaco contenente una concentrazione di atomo di idrogeno elevato (elevata acidità), viene rilasciato nel flusso sanguigno; al ritorno al tratto digestivo, la secrezione diminuisce lo svuotamento gastrico, aumenta la secrezione delle cellule duttali del pancreas e stimola le cellule acinose pancreatiche a rilasciare il loro succo zimogeno.
  • La colecistochinina (CCK) è un peptide unico rilasciato dalle "cellule I duodenali" in risposta al chimo contenente contenuto di grassi o proteine. Diversamente dalla secretina, che è un ormone endocrino, CCK agisce effettivamente tramite la stimolazione di un circuito neuronale, il cui risultato finale è la stimolazione delle cellule acinose a rilasciare il loro contenuto. CCK aumenta anche la contrazione della colecisti, con conseguente bile spremuto nel dotto cistico, dotto biliare comune e alla fine il duodeno. La bile aiuta naturalmente ad assorbire il grasso emulsionandolo, aumentandone la superficie assorbente. La bile è prodotta dal fegato, ma è immagazzinata nella cistifellea.
  • Il peptide inibitore gastrico (GIP) è prodotto dalle cellule duodenali mucose in risposta al chimo contenente elevate quantità di carboidrati, proteine ​​e acidi grassi.La funzione principale di GIP è di ridurre lo svuotamento gastrico.
  • La somatostatina è un ormone prodotto dalle cellule della mucosa del duodeno e anche dalle "cellule delta" del pancreas. La somatostatina ha un importante effetto inibitorio, inclusa la produzione pancreatica.

Intestino tenue

I seguenti enzimi / ormoni sono prodotti nel duodeno:

  • secretina: questo è un ormone endocrino prodotto dalle "cellule S" duodenali in risposta all'acidità del chimo gastrico.
  • La colecistochinina (CCK) è un peptide unico rilasciato dalle "cellule I duodenali" in risposta al chimo contenente contenuto di grassi o proteine. Diversamente dalla secretina, che è un ormone endocrino, CCK agisce effettivamente tramite la stimolazione di un circuito neuronale, il cui risultato finale è la stimolazione delle cellule acinose a rilasciare il loro contenuto.[4] CCK aumenta anche la contrazione della colecisti, causando il rilascio di bile pre-immagazzinata nel dotto cistico e infine nel dotto biliare comune e attraverso l'ampolla di Vater nella seconda posizione anatomica del duodeno. CCK diminuisce anche il tono dello sfintere di Oddi, che è lo sfintere che regola il flusso attraverso l'ampolla di Vater. CCK diminuisce anche l'attività gastrica e diminuisce lo svuotamento gastrico, dando così più tempo ai succhi pancreatici per neutralizzare l'acidità del chimo gastrico.
  • Peptide inibitorio gastrico (GIP): questo peptide riduce la motilità gastrica ed è prodotto dalle cellule della mucosa duodenale.
  • motilina: questa sostanza aumenta la motilità gastrointestinale tramite recettori specializzati chiamati "recettori della motilina".
  • somatostatina: questo ormone è prodotto dalla mucosa duodenale e anche dalle cellule delta del pancreas. La sua funzione principale è di inibire una varietà di meccanismi secretori.

In tutto il rivestimento dell'intestino tenue ci sono numerosi enzimi di bordo spazzola la cui funzione è quella di abbattere ulteriormente il chimo rilasciato dallo stomaco in particelle assorbibili. Questi enzimi vengono assorbiti mentre si verifica la peristalsi. Alcuni di questi enzimi includono:

  • Erepsin: converte peptoni e polipeptidi in amminoacidi.
  • Maltase: converte il maltosio in glucosio.
  • Lattasi: questo è un enzima significativo che converte il lattosio in glucosio e galattosio. La maggioranza delle popolazioni mediorientali e asiatiche non ha questo enzima. Questo enzima si riduce anche con l'età. Come tale intolleranza al lattosio è spesso un disturbo addominale comune nelle popolazioni mediorientale, asiatici e anziani, che si manifestano con gonfiore, dolore addominale e diarrea osmotica.
  • Sucrasi: converte il saccarosio in glucosio e fruttosio.
  • Altri disaccaridasi

Riferimenti

  1. ^ Brown, Thomas A. "Fisiologia di rassegna rapida." Mosby Elsevier, 1 ° ed. p. 235
  2. ^ Bowen, R. [1] "Exocrine Secretion of the Pancreas"
  3. ^ Brown, Thomas A. "Fisiologia di rassegna rapida." Mosby Elsevier, 1 ° ed. p. 244
  4. ^ Morino, P; Mascagni, F; McDonald, A; Hökfelt, T (1994). "Via colecistochinica corticostriatale nel ratto: evidenza per origine bilaterale da aree corticali prefrontali mediali". Neuroscienza. 59 (4): 939-52. doi: 10,1016 / 0306-4522 (94) 90297-6. PMID 7520138.
  • v
  • t
  • e
Enzimi digestivi
Aminoacidi
  • Pepsina
  • enterochinasi
  • tripsina
  • chimotripsina
  • elastasi
  • Carbossipeptidasi A, B
  • Nepenthesin
lipidi
  • Lipasi gastrica
carboidrati
  • Amilasi gastrica
  • Amilasi pancreatica
  • v
  • t
  • e
Endopeptidasi: serina proteasi / serina endopeptidasi (EC 3.4.21)
Enzimi digestivi
  • enterochinasi
  • tripsina
  • chimotripsina
  • elastasi
    • neutrofili
    • pancreatico
Coagulazione
  • fattori: trombina
  • Fattore VIIa
  • Fattore IXa
  • Fattore Xa
  • Fattore XIa
  • Fattore XIIa
  • callicreina
    • PSA
    • KLK1
    • KLK2
    • KLK3
    • KLK4
    • KLK5
    • KLK6
    • KLK7
    • KLK8
    • KLK9
    • KLK10
    • KLK11
    • KLK12
    • KLK13
    • KLK14
    • KLK15
  • fibrinolisi: plasmin
  • Attivatore del plasminogeno
    • Attivatore del plasminogeno tissutale
    • Attivatore del plasminogeno urinario
Sistema di complemento
  • Fattore B
  • Fattore D
  • Fattore I
  • MASP
    • MASP1
    • MASP2
  • C3-convertasi
Altro sistema immunitario
  • chimasi
  • granzyme
  • triptasi
  • Proteinase 3 / Myeloblastin
Venombin
  • ancrod
  • Dong Ling
Altro
  • acrosina
  • Prolyl endopeptidase
  • Pronase
  • Convertasi di Proproteina
    • 1
    • 2
  • Prostasin
  • Avvolgere
  • Subtilisin / Furin
  • streptokinase
  • S1P
  • cathepsin
    • UN
    • sol
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4.6
5
10
4
2
3
1
2
2
1
1