Varenje je složen fiziološki proces u više faza, tokom kojeg se hrana (izvor energije i hranjivih tvari za tijelo) koja ulazi u probavni trakt podvrgava mehaničkoj i hemijskoj preradi.
Karakteristike procesa varenja
Varenje hrane uključuje mehaničku (kvašenje i mljevenje) i hemijsku obradu. Hemijski proces uključuje niz uzastopnih faza razlaganja složenih supstanci u jednostavnije elemente, koji se zatim apsorbiraju u krv.
Vrste koagulansa i enzima
Postoje tri vrste enzima.
Chymosin proizveden fermentacijom
Proces aktivacije se odvija mono- ili bimolekularnom reakcijom, u zavisnosti od enzima i uslova. Ovo ukazuje da se u većini slučajeva traži da najmanje 85% aminokiselina bude identično sa imunohemijskim unakrsnim reakcijama.Enzim ima uglavnom endopeptidnu aktivnost i vrlo malu egzopeptidnu aktivnost, to je zbog činjenice da je aktivno mjesto ekstenzivno i može sadržavati sedam aminokiselinskih ostataka. Iz tog razloga, ima kompleksnu specifičnost i čini se da je enzim nespecifičan. Neke postojeće asparaginske proteaze imaju molekularne varijante koje sadrže više ili manje enzimskih sastava, pri čemu je mikroheterogenost manje ili više izražena skupom enzima koagulanata. Mikroheterogenost uzrokuje glikolizu, fosforilaciju, deamidaciju ili djelomičnu proteolizu.
To se događa uz obavezno sudjelovanje enzima koji ubrzavaju procese u tijelu. Katalizatori se proizvode i dio su sokova koje luče. Stvaranje enzima zavisi od toga kakva je sredina u jednom ili drugom trenutku uspostavljena u želucu, usnoj duplji i drugim delovima digestivnog trakta.
Prolazeći kroz usta, ždrijelo i jednjak, hrana ulazi u želudac u obliku mješavine tečnosti i zgnječena zubima. Ova mješavina se pod utjecajem želučanog soka pretvara u tečnu i polutečnu masu, koja se temeljito miješa. zbog peristaltike zidova. Zatim ulazi u duodenum, gdje se dalje obrađuje enzimima.
Specifični molekularni aspekti
Karakterizira ga visoka specifičnost zgrušavanja mlijeka i po pravilu niska proteolitička aktivnost. Quimogen, koji se naziva i prohimozin, pretvara se u aktivni enzim tretiranjem kiselinom. To se događa kroz pseudokimozinski intermedijer pri pH 2, gdje je brzina aktivacije brza, koja se pri visokom pH pretvara u kimozin. Odlikuje ih visok stepen proteolitičke aktivnosti i otpornost na termičku obradu. Ovi enzimi su homologni, ali imaju različite specifičnosti. . Probava hrane nastaje kao rezultat reakcije zvane hidroliza, koja uključuje razgradnju određenih tvari uz sudjelovanje molekula vode.
Priroda hrane određuje kakvo će okruženje biti uspostavljeno u ustima i želucu. Normalno, usna šupljina ima blago alkalno okruženje. Voće i sokovi uzrokuju smanjenje pH oralne tekućine (3,0) i stvaranje kiselog okruženja. Proizvodi koji sadrže amonijum i ureu (mentol, sir, orašasti plodovi) mogu uzrokovati da reakcija pljuvačke postane alkalna (pH 8,0).
Struktura želuca
Želudac je šuplji organ u kojem se hrana pohranjuje, djelimično probavlja i apsorbira. Organ se nalazi u gornjoj polovini trbušne duplje. Ako povučete okomitu liniju kroz pupak i grudni koš, tada će otprilike 3/4 stomaka biti lijevo od njega. Kod odrasle osobe zapremina želuca je u prosjeku 2-3 litre. Prilikom konzumiranja veće količine hrane ona se povećava, a ako osoba gladuje, smanjuje se.
Ove reakcije hidrolize kataliziraju enzimi koji se obično nazivaju hidrolitički enzimi. Probavni enzimi su biološki katalizatori koji se oslobađaju u organima probavnog sistema koji potiču hemijske reakcije koje smanjuju molekule, manja organska jedinjenja, prisutna u hrani, omogućavajući im da ih tijelo apsorbira i koristi.
Probavni enzimi se nazivaju prema supstratu na koji djeluju, bilo da su ugljikohidrati, lipidi ili proteini. Proteaza karbohidrataza lipaza nukleaza maltaza amilaza. . Enzimi su vrlo velike i složene proteinske molekule koje djeluju kao katalizatori u biokemijskim reakcijama. Oni djeluju na škrob oslobađanjem različitih proizvoda, uključujući dekstrine i postepeno male polimere koji se sastoje od jedinica glukoze. Proizvedenu u pljuvački i pankreasu, amilazu također proizvode razne gljive, bakterije i povrće.
Oblik želuca može se mijenjati u skladu s njegovim punjenjem hranom i plinovima, kao iu zavisnosti od stanja susjednih organa: gušterače, jetre, crijeva. Na oblik želuca utiče i ton njegovih zidova.
Želudac je prošireni dio probavnog trakta. Na ulazu se nalazi sfinkter (pilorični zalistak) koji omogućava da hrana u porcijama prolazi iz jednjaka u želudac. Dio koji se nalazi uz ulaz u jednjak naziva se srčani dio. Lijevo od njega je fundus želuca. Srednji dio se naziva "tijelo želuca".
Amilaze se dijele u dvije grupe: endoamilaze i egzoamilaze. Endoamilaze kataliziraju nasumične hidrolize u molekulu škroba. Egzoamilaze isključivo hidroliziraju -1,4 glikozidne veze kao što je α-amilaza ili obje α-1,4 i α-1,6 veze kao što su amiloglukozidaza i glikozidaza. Amilaza, kao i svi drugi enzimi, djeluje kao katalizator, što znači da se reakcija ne mijenja, već je olakšava, smanjujući količinu energije potrebnu da se to postigne. Amilaza razgrađuje škrob katalizirajući hidrolizu, što je uništavanje dodatkom jedne molekule vode.
Između antruma (kraja) organa i duodenuma nalazi se još jedan pilorus. Njegovo otvaranje i zatvaranje kontrolišu hemijski stimulansi koji se oslobađaju iz tankog creva.
Karakteristike strukture zida želuca
Zid želuca je obložen sa tri sloja. Unutrašnji sloj je mukozna membrana. Formira nabore, a čitava mu je površina prekrivena žlijezdama (ukupno oko 35 miliona), koje luče želudačni sok i probavne enzime namijenjene za hemijsku obradu hrane. Aktivnost ovih žlezda određuje koja će se sredina u želucu – alkalna ili kisela – uspostaviti u određenom periodu.
Tako se u maltozi formira škrob plus voda. Drugi enzimi zatim razgrađuju maltozu u glukozu, koja se apsorbira kroz zidove tankog crijeva i, kada se jednom unese u jetru, koristi se kao energija. Osim katalitičke razgradnje molekula škroba, gljivična alfa-amilaza je multienzim sposoban za obavljanje više od 30 enzimskih funkcija, uključujući razgradnju molekula masti i proteina. Takođe je sposoban da pretvori 450 puta svoje težine u skrob u maltozu. -Amilaza katalizira hidrolizu masti, pretvarajući ih u glicerol i masne kiseline, proteine u proteoze, a derivate škroba u dekstrin i jednostavnije šećere.
Submukoza ima prilično gustu strukturu, kroz koju prodiru živci i žile.
Treći sloj je moćna membrana, koja se sastoji od glatkih mišićnih vlakana neophodnih za obradu i potiskivanje hrane.
Vanjska strana želuca prekrivena je gustom membranom - peritoneumom.
Ima pH aktivnost blizu 7. Indikacije:? -Amilaza ubrzava i olakšava probavu škroba, masti i proteina. Dakle, može povećati iskorištavanje hrane u tijelu i koristiti se za liječenje nedostatka sekrecije pankreasa i kronične upale gušterače, između ostalih prednosti.
Kontraindikacije: Ne treba ga davati pacijentima sa poznatom preosjetljivošću na enzim gljivica. Nuspojave: mogućnost alergijskih reakcija kod osoba s preosjetljivošću na enzim gljivice. Lipaze mogu biti biljnog, svinjskog ili mikrobnog porijekla, a ovo drugo ima značajnu prednost. Korisna kada dođe do manjka proizvodnje u pankreasu, lipaza je enzim čija suplementacija može biti korisna u slučajevima probavne smetnje, celijakije, cistične fibroze i Crohnove bolesti.
Želudačni sok: sastav i karakteristike
Glavnu ulogu u fazi probave igra želudačni sok. Žlijezde želuca su raznolike po svojoj građi, ali glavnu ulogu u stvaranju želučane tekućine imaju stanice koje luče pepsinogen, hlorovodoničnu kiselinu i mukoidne supstance (sluz).
Lipaza je odgovorna za razgradnju i apsorpciju masti u crijevima. Enzim neophodan za apsorpciju i varenje hranljivih materija u crevima, odgovoran za razgradnju lipida, posebno triglicerida, lipaza omogućava telu da lakše apsorbuje hranu održavajući hranljive materije na odgovarajućim nivoima. U ljudskom tijelu, lipazu proizvodi uglavnom gušterača, ali je luči i usna šupljina i želudac. Većina ljudi proizvodi dovoljne količine pankreasne lipaze.
Upotreba dodataka lipaze može biti preporučljiva u slučajevima kronične probavne smetnje. U studiji na 18 ljudi, pokazalo se da suplementi koji sadrže lipazu i druge enzime pankreasa smanjuju otisak u želucu, suzenje, plinove i nelagodu nakon obroka s visokim udjelom masti. Budući da su neki od ovih simptoma povezani sa sindromom iritabilnog crijeva, neki ljudi s ovim stanjem mogu doživjeti poboljšanje uz korištenje enzima pankreasa.
Digestivni sok je bezbojna tečnost bez mirisa i određuje kakvo okruženje treba da bude u želucu. Ima izraženu kiselu reakciju. Prilikom provođenja studije za otkrivanje patologija, stručnjaku je lako odrediti kakvo okruženje postoji u praznom (natašte) želucu. Uzima se u obzir da je normalno kiselost soka na prazan želudac relativno niska, ali kada je sekrecija stimulisana značajno se povećava.
Istraživanja sugeriraju da lipaza može biti od pomoći u slučajevima celijakije, stanja u kojem gluten iz hrane uzrokuje oštećenje crijevnog trakta. Simptomi uključuju bol u trbuhu, gubitak težine i umor. U studiji na 40 djece sa celijakijom, oni koji su primali terapiju pankreasa pokazali su blagi porast težine u odnosu na placebo grupu. Ljudi sa insuficijencijom gušterače i cističnom fibrozom često trebaju lipazu i druge enzimske dodatke. Ljudi sa celijakijom, Crohnovom bolešću ili probavnim poremećajima mogu imati manjak enzima pankreasa, uključujući lipazu.
Osoba koja se pridržava normalne prehrane proizvodi 1,5-2,5 litara želučane tekućine tokom dana. Glavni proces koji se odvija u želucu je početna razgradnja proteina. S obzirom da želudačni sok utječe na lučenje katalizatora za proces probave, postaje jasno u kakvom su okruženju želučani enzimi aktivni - u kiseloj sredini.
Indikacije: U slučajevima nedostatka enzima pankreasa, dispepsije, cistične fibroze i celijakije, Crohnove bolesti. Kontraindikacije: u referentnim knjigama nema referenci. Neželjene reakcije: Nema izvještaja o nuspojavama pri korištenju gore predložene doze.
Mjere opreza: Lipazu ne treba uzimati istovremeno s betain hidrohloridom ili hlorovodoničnom kiselinom, koji mogu uništiti enzim. Interakcije: Razgovarajte sa doktorom ako pacijent uzima orlistat, jer on ometa aktivnost suplemenata lipaze, blokirajući njihovu sposobnost razlaganja masti.
Enzimi koje proizvode žlijezde želučane sluznice
Pepsin je najvažniji enzim u probavnom soku, uključen u razgradnju proteina. Proizvodi se pod uticajem hlorovodonične kiseline iz svog prethodnika, pepsinogena. Djelovanje pepsina je oko 95% soka za cijepanje. Koliko je visoka njegova aktivnost pokazuju činjenični primjeri: 1 g ove tvari dovoljan je da se 50 kg bjelanjka svari i 100.000 litara mlijeka za dva sata svari.
To je enzim koji luči gušterača i koji je uključen u razgradnju proteina nastalu djelovanjem želučanog pepsina. Proteaza se luči kao proenzim i aktivira se crijevnim sokom. Primjenjuje se zajedno s drugim pankreasnim amilazama i propancin lipazama kada dođe do smanjenja lučenja pankreasa.
Proteaze su enzimi koji razgrađuju peptidne veze između aminokiselina u proteinima. Ovaj proces se naziva proteolitičko cijepanje, uobičajeni mehanizam za aktiviranje ili inaktivaciju enzima prvenstveno uključenih u probavu i zgrušavanje krvi.
Mucin (sluz želuca) je složen kompleks proteinskih supstanci. Prekriva cijelu površinu želučane sluznice i štiti je kako od mehaničkih oštećenja tako i od samoprobave, jer može oslabiti djelovanje hlorovodonične kiseline, odnosno neutralisati je.
Lipaza je takođe prisutna u želucu - Gastrična lipaza je neaktivna i uglavnom utiče na mlečne masti.
Proteaze se prirodno javljaju u svim organizmima i predstavljaju 1-5% njihovog genetskog sadržaja. Ovi enzimi su uključeni u širok spektar metaboličkih reakcija, od jednostavne probave proteina hrane do visoko reguliranih kaskada. Proteaze se nalaze u raznim mikroorganizmima kao što su virusi, bakterije, protozoe, kvasac i gljivice. Nesposobnost biljnih i životinjskih proteaza da zadovolje globalnu potražnju za enzimima dovela je do povećanog interesa za proteaze mikrobnog porijekla.
Mikroorganizmi su odličan izvor proteaza zbog svoje velike biohemijske raznolikosti i lakoće genetske manipulacije. Brojne proteinaze proizvode pojedinačni mikroorganizmi, ovisno o vrsti, ili čak različiti sojevi iste vrste. Različite proteinaze također mogu proizvesti isti soj promjenom uslova kulture.
Još jedna supstanca koja zaslužuje spomenuti je Castleov intrinzični faktor, koji potiče apsorpciju vitamina B12. Podsjetimo, vitamin B 12 je neophodan za transport hemoglobina u krvi.
Uloga hlorovodonične kiseline u probavi
Hlorovodonična kiselina aktivira enzime u želučanom soku i pospešuje varenje proteina, jer izaziva njihovo bubrenje i labavljenje. Osim toga, ubija bakterije koje uđu u organizam s hranom. Hlorovodonična kiselina se oslobađa u malim dozama, bez obzira na okruženje u želucu, da li u njemu ima hrane ili je prazan.
Doziranje: Doza varira od 600 jedinica do 500 jedinica. Kontraindikacije: Ne treba ga davati pacijentima sa poznatom preosjetljivošću na bakterijske enzime. Nuspojave: mogućnost alergijskih reakcija kod osoba sa preosjetljivošću na bakterijski enzim.
Uzmite 1 do 2 kapsule uz svaki obrok. Pepsinogen je neaktivan oblik enzima. Ovaj prekursor luči želučana sluznica i mora se tretirati hlorovodoničnom kiselinom da bi bio aktivan. Oko 1% pepsinogena može ući u krvotok i može biti koristan pokazatelj želučane bolesti. Konkretno, njegove vrijednosti se uzimaju u obzir u svrhu.
Ali njegovo lučenje zavisi od doba dana: utvrđeno je da se minimalni nivo gastrične sekrecije primećuje između 7 i 11 sati ujutro, a maksimum noću. Ulaskom hrane u želudac dolazi do stimulacije lučenja kiseline zbog pojačane aktivnosti vagusnog živca, natezanja želuca i hemijskog djelovanja sastojaka hrane na sluznicu.
Pepsinogen i pepsin: biološka uloga i probava proteina
Pratiti zdravlje i funkcionalnost želučane sluznice; Procijeniti rizik od razvoja gastritisa; Odredite udio oboljelih kao rezultat određenih patoloških stanja. Pepsin se luči kao zimogen, odnosno u neaktivnom obliku koji dobiva funkcionalni kapacitet tek nakon precizne strukturne promjene. Konkretno, hlorovodonična kiselina koju luče parijetalne ćelije želuca pretvara pepsinogen, njegov prethodnik u pepsin, kroz proteolitičku rezu, što rezultira uklanjanjem četrdesetak aminokiselina.
Koje okruženje u želucu se smatra standardom, normom i devijacijama
Kada se govori o okruženju u želucu zdrave osobe, treba uzeti u obzir da različiti dijelovi organa imaju različite vrijednosti kiselosti. Dakle, najviša vrijednost je 0,86 pH, a minimalna 8,3. Standardni indikator kiselosti u tijelu želuca na prazan želudac je 1,5-2,0; na površini unutrašnjeg mukoznog sloja pH je 1,5-2,0, au dubini ovog sloja - 7,0; u završnom dijelu želuca varira od 1,3 do 7,4.
Bolesti želuca nastaju kao rezultat neravnoteže proizvodnje kiseline i neiolize i direktno zavise od okoline u želucu. Važno je da pH vrijednosti uvijek budu normalne.
Produžena hipersekrecija hlorovodonične kiseline ili neadekvatna neutralizacija kiseline dovodi do povećanja kiselosti u želucu. U ovom slučaju razvijaju se patologije ovisne o kiselini.
Niska kiselost je karakteristična za (gastroduodenitis) i rak. Indikator gastritisa sa niskom kiselošću je 5,0 pH ili više. Bolesti se uglavnom razvijaju s atrofijom stanica želučane sluznice ili njihovom disfunkcijom.
Gastritis sa teškom sekretornom insuficijencijom
Patologija se javlja kod zrelih i starijih pacijenata. Najčešće je sekundarni, odnosno razvija se u pozadini druge bolesti koja joj prethodi (na primjer, benigni čir na želucu) i rezultat je okoline u želucu - u ovom slučaju alkalne.
Razvoj i tok bolesti karakterizira odsustvo sezonalnosti i jasna periodičnost egzacerbacija, odnosno vrijeme njihovog nastanka i trajanje su nepredvidivi.
Simptomi sekretorne insuficijencije
- Stalno podrigivanje sa pokvarenim ukusom.
- Mučnina i povraćanje tokom egzacerbacije.
- Anoreksija (nedostatak apetita).
- Osjećaj težine u epigastričnoj regiji.
- Naizmjenični proljev i zatvor.
- Nadutost, kruljenje i transfuzije u želucu.
- Dumping sindrom: osjećaj vrtoglavice nakon jedenja ugljikohidratne hrane, koji nastaje zbog brzog ulaska himusa iz želuca u duodenum, uz smanjenje želučane aktivnosti.
- Gubitak težine (gubitak težine do nekoliko kilograma).
Gastrogeni proljev može biti uzrokovan:
- loše svarena hrana koja ulazi u želudac;
- oštra neravnoteža u procesu probave vlakana;
- ubrzano pražnjenje želuca u slučaju poremećaja funkcije zatvaranja sfinktera;
- kršenje baktericidne funkcije;
- patologije pankreasa.
Gastritis s normalnom ili povećanom sekretornom funkcijom
Ova bolest je češća kod mladih ljudi. On je primarne prirode, odnosno prvi simptomi se javljaju neočekivano za pacijenta, budući da prije toga nije osjećao izraženu nelagodu i subjektivno se smatrao zdravim. Bolest se javlja s naizmjeničnim egzacerbacijama i predahima, bez izražene sezone. Da biste precizno utvrdili dijagnozu, morate se obratiti liječniku kako bi on mogao propisati pregled, uključujući instrumentalni.
U akutnoj fazi dominiraju bolni i dispeptički sindromi. Bol je, po pravilu, jasno povezana sa okruženjem u ljudskom želucu u trenutku jela. Bol se javlja skoro odmah nakon jela. Bol u kasnom postu (neko vrijeme nakon jela) je rjeđa moguća je kombinacija i jednog i drugog.
Simptomi povećane sekretorne funkcije
- Bol je obično umjeren, ponekad praćen pritiskom i težinom u epigastričnoj regiji.
- Kasni bol je intenzivan.
- Dispeptički sindrom se manifestuje podrigivanjem „kiselim” vazduhom, neprijatnim ukusom u ustima, poremećajima ukusa, mučninom koja ublažava bol povraćanjem.
- Pacijenti imaju žgaravicu, ponekad bolnu.
- Sindrom crijevne dispepsije manifestira se zatvorom ili proljevom.
- Tipično karakteriziraju agresivnost, promjene raspoloženja, nesanica i umor.
E) gastrogena insuficijencija tokom gastrektomije, gastrektomije, atrofičnog gastritisa.
2. Poremećaj parijetalne probave zbog nedostatka disaharidaza (urođeni, stečeni nedostatak laktaze ili druge disaharidaze), uz poremećaj unutarćelijskog transporta komponenti hrane kao rezultat odumiranja enterocita (Crohnova bolest, celijakija enteropatija, sarkoidoza, zračenje, ishemijski i drugi enteritisi).
3. Poremećaj odliva limfe iz creva - začepljenje limfnih vodova sa limfangektazijom, limfomom, crevnom tuberkulozom, karcinoidom.
4. Kombinovani poremećaji kod dijabetes melitusa, giardije, hipertireoze, hipogamaglobulinemije, amiloidoze, AIDS-a, sepse.
Sva gore navedena stanja su, u jednoj ili drugoj mjeri, indikacije za enzimsku terapiju.
Unatoč raznovrsnosti uzroka koji uzrokuju probavne smetnje, najteže poremećaje uzrokuju bolesti gušterače, koje su praćene egzokrinom insuficijencijom. Javlja se kod bolesti pankreasa u kombinaciji sa insuficijencijom njegove egzokrine funkcije (hronični pankreatitis, fibroza pankreasa itd.). Egzokrina insuficijencija gušterače ostaje jedan od najhitnijih problema moderne medicine. Svake godine u Rusiji više od 500 hiljada ljudi odlazi u medicinske ustanove zbog različitih patologija pankreasa, praćenih egzokrinom insuficijencijom. Osim toga, čak i manja odstupanja u hemijskoj strukturi hrane dovode do razvoja egzokrine insuficijencije pankreasa. Kod kroničnog pankreatitisa, egzokrina insuficijencija pankreasa se razvija u kasnijim fazama bolesti zbog progresivnog gubitka funkcionalno aktivnog parenhima organa i njegove atrofije. U tom slučaju mogu doći do izražaja i klinički znaci maldigestije sa gubitkom tjelesne težine (imunodeficijencija, infektivne komplikacije, neurološki poremećaji itd.); U nekim slučajevima, bolesnike s kroničnim pankreatitisom ne muči simptom boli, a bolest se manifestira kao egzokrina i/ili endokrina insuficijencija. Dugoročna anamneza hroničnog pankreatitisa značajno povećava rizik od razvoja raka gušterače. Do danas je utvrđeno da je glavni uzrok razvoja kroničnog pankreatitisa s egzokrinom insuficijencijom toksično-metabolički učinak na gušteraču. U razvijenim zemljama, zloupotreba alkohola je glavni uzrok razvoja hroničnog pankreatitisa, posebno u kombinaciji sa visokim sadržajem proteina i masti u ishrani konzumenata. U 55-80% bolesnika s kroničnim pankreitisom s egzokrinom insuficijencijom gušterače, etiologiju bolesti određuje alkohol. Postoje i dokazi koji ukazuju na genetsku predispoziciju za razvoj hroničnog pankreatitisa. Osim toga, pušenje cigareta nedavno je upleteno u razvoj kroničnog pankreatitisa. Klinički znakovi egzokrine insuficijencije gušterače uključuju nadutost, steatoreju, mučninu, gubitak težine, atrofiju mišića i nedostatak vitamina rastvorljivih u mastima. Simptom abdominalne boli s egzokrinom insuficijencijom gušterače može biti uzrokovan ne samo istovremenim pankreatitisom, već i prenaprezanjem crijevnog zida zbog prekomjernog nakupljanja plinova i ubrzanog prolaza fecesa. Prema nekim autorima, simptom boli kod egzokrine insuficijencije gušterače može biti posljedica činjenice da smanjeno lučenje enzima pankreasa kod egzokrine insuficijencije dovodi do hiperstimulacije gušterače visokim nivoom holecistokinina u krvnoj plazmi i, posljedično, do sindroma abdominalnog bola. . Za dijagnosticiranje egzokrine insuficijencije također se koriste laboratorijske i instrumentalne metode istraživanja. Koprološka istraživanja do danas nisu izgubila na važnosti i pristupačna je informativna metoda za određivanje prisutnosti egzokrine insuficijencije gušterače. S funkcionalnim nedostatkom pojavljuje se polifekalna tvar, izmet poprima sivkastu nijansu, ima „masni“ izgled, pojavljuje se smrdljiv, truli miris, steatoreja, kreatoreja i rijetko amiloreja. Skatološki pregled nije uvijek informativan u slučaju blagih poremećaja egzokrine funkcije. Određivanje sadržaja elastaze-1 u fecesu jedna je od modernih metoda za procjenu težine egzokrine insuficijencije gušterače, budući da pankreasna elastaza ne mijenja svoju strukturu prolaskom kroz gastrointestinalni trakt. Također, nezaobilazne metode za dijagnosticiranje uzroka koji je doveo do razvoja egzokrine insuficijencije gušterače su ultrazvučni pregled pankreasa, kompjuterska tomografija itd.
Terapija probavne disfunkcije temelji se na primjeni enzimskih preparata, čiji izbor treba vršiti uzimajući u obzir vrstu, težinu, reverzibilnost patoloških promjena i motoričkih poremećaja gastrointestinalnog trakta. Obično su enzimski pripravci višekomponentni lijekovi, čija je osnova kompleks enzima životinjskog, biljnog ili gljivičnog porijekla u čistom obliku ili u kombinaciji s pomoćnim komponentama (žučne kiseline, aminokiseline, hemicelulaza, simetikon, adsorbenti itd.).
U kliničkoj praksi izbor i doziranje enzimskih preparata određuju sljedeći glavni faktori:
- sastav i količina aktivnih probavnih enzima koji osiguravaju razgradnju nutrijenata;
- oblik oslobađanja lijeka: osigurava otpornost enzima na djelovanje klorovodične kiseline; osiguravanje brzog oslobađanja enzima u duodenumu; osiguravanje oslobađanja enzima u rasponu od 5-7 jedinica. pH;
- dobro se podnosi i nema nuspojava;
- dugi rok trajanja.
Pogledajmo pobliže lijek Unienzyme sa MPS sa svojim jedinstvenim kompleksnim sastavom enzima (Tabela 1).
Stranica 3
Gore opisana metoda za pripremu referentne otopine zasniva se na činjenici da se obojeni kompleks kobalta sa nitrozo-K-soli ne formira u jako kiseloj sredini; optimalni medij za formiranje kompleksa je neutralna ili blago kisela otopina.
Intenzitet boje u velikoj mjeri ovisi o okruženju. Optimalni medij za dobijanje najstabilnije boje je nitrat. U hlorovodoničnoj kiselini boja je stabilna samo 6 minuta, pa se mjerenja moraju izvršiti brzo. Kiseline i soli smanjuju intenzitet boje; Potrebno je održavati iste koncentracije kiselina i soli u testu i standardnim otopinama.
U tom slučaju početna ljubičasto-ružičasta otopina reagensa, ovisno o koncentraciji stroncijuma, postaje ljubičasto-plava ili plavo-zelena. Optimalni medij za interakciju je pH 4 6 (rastvor acetatnog pufera) u prisustvu PEDTU. Boja rastvora je stabilna mnogo sati.
Vlakna za izmjenu jona i elektrona. Optimalno okruženje (pH) za vezivanje jona zavisi od prirode ionogene grupe, a ravnotežni kapacitet jonske razmene zavisi od broja ovih grupa u polimeru.
Ispitivane supstance su raspoređene u nizu na osnovu njihove oksidacione sposobnosti prema jodidu. Ovaj niz se mora uzeti u obzir pri određivanju optimalnog okruženja za redoks reakcije koje uključuju ove supstance.
Medicinske i biološke posljedice upotrebe atomske energije, očigledno, počele su se u potpunosti shvaćati tek nakon atomskog bombardiranja Hirošime i Nagasakija. Stoga su se vrlo kasno počele razvijati savremene mjere za sprečavanje hemijskog zagađenja biosfere i stvaranje optimalnog staništa, te je stanje životne sredine teže normalizirati nego spriječiti zagađenje, zbog čega je nastala situacija kada su stanovništvo i aktivisti u borba za očuvanje prirodne sredine (zeleni) protestuju protiv izgradnje novih nuklearnih elektrana, vodovoda, toplana, hemijskih postrojenja, insistiraju na zatvaranju i prenamjeni mnogih postojećih preduzeća. Ovi strahovi su razumljivi, ali nisu uvijek opravdani i, iako proizlaze iz nagomilanog negativnog iskustva, očigledno su nedovoljno poznavanje teme. Stoga je dubinsko obrazovanje o životnoj sredini kako stručnjaka iz različitih oblasti, tako i šire populacije izuzetno važno u naše vrijeme.
Učenici ove kategorije su više povučeni, odvojeni od drugih i manje su skloni da stupaju u kontakt i sa nastavnicima i sa kolegama iz razreda. Njihova emancipacija umnogome zavisi od osoblja dekanata, nastavnika koji stvaraju optimalno komunikacijsko okruženje, od pozitivnog stava svojih kolega prema njima, od želje ljudi oko njih da im pomognu i budu tolerantniji. Bolest ostavlja otisak na ličnosti učenika koji ima problema sa fizičkim zdravljem, ranjivi su u komunikaciji, neki subjektivno. Međutim, kako pokazuje studija, oko 90% vanrednih studenata i njihovih najmilijih (roditelji, rođaci, staratelji) studiranje na fakultetu smatraju ne samo mogućnostima za sticanje visokog obrazovanja, već, prije svega, mogućnosti da urone u okruženje koje im pomaže da se osjećaju ravnopravnima s drugima koji nemaju posebnih fizičkih zdravstvenih problema.
Istražen je uticaj vrste puferskog rastvora i organskih rastvarača (aceton, etanol, dimetilformamid i dioksan) na optička svojstva kompleksa Zn i Cd sa 8-(π-toluensulfonil)kinolinom, koji je za njih grupni reagens. . Apsorpcione trake kompleksa u boratnom puferu su karakterističnije nego u glikokolnom puferu, pa je boratni pufer najoptimalniji medij za određivanje Zn i Cd ovim reagensom. Dodaci organskih rastvarača utiču na pomeranje apsorpcionih, ekscitacionih i luminiscencijskih pojaseva kompleksa, kao i na kvantni prinos i intenzitet luminescencije, zbog čega su pronađeni optimalni uslovi za odvojeno određivanje malih količina Zn u prisustvu jednakih količina Zn. količine Cd, kao i ukupno određivanje ovih elemenata.
Artemova je predložila modifikaciju metode za praktičnu upotrebu. Modificirana metoda se sastoji od inokulacije vode za ispitivanje u glukozno-peptonski medij (prema GOST 18963 - 73), koji je optimalan medij za akumulaciju i za Escherichia coli i za enterokoke, nakon čega slijedi inokulacija na odgovarajuće potvrdno guste selektivne podloge i identifikacija uzgojenih kolonije.
| Borov sunđer (Phelliiius pini. |
Odnosi između gljiva u procesu raspadanja drveta određuju se: Treba imati na umu da u procesu iscrpljivanja nutrijenata, gljiva koja se prva naselila postaje manje održiva, dok ona za koju je djelomično razgrađeno drvo optimalno okruženje stiče najpovoljnije uvjete za razvoj i relativno lako istiskuje svoju prethodnicu. Prva gljiva se naseli na zdravim panjevima, ponekad čak i na živim stablima. Smrdljiva gljiva mnogo sporije uništava drvo, ali, kako pokazuju eksperimenti, nakon mjesec dana razvoja obrubljene gljive, aktivnost smrdljive gljive na pripremljenom drvu značajno raste. Međutim, treba uzeti u obzir da promjene temperature i psihrometrijskih uvjeta mijenjaju metabolizam gljiva, a samim tim i mogući slijed njihovog razvoja.
Reaktivnost aniona koji se koriste u reakcijama nukleofilne aromatske supstitucije uvelike ovisi o njihovom stanju u otopini. Vezivanje sa kontrajonima u ionske parove ili formiranje jakih solvatacionih ljuski značajno smanjuje njihovu nukleofilnost i brzinu reakcije. Stoga su optimalni medij za takve reakcije bipolarni aprotični rastvarači, koji uništavaju ionske parove, ali slabo solvatiraju anione.
Analizirani rastvor se polako unosi u ovaj rastvor uz snažno mešanje iz pipete. Da bi se završila oksidacija mangana, otopina se s vremena na vrijeme snažno miješa i ostavi 3 minute. Stvaranje optimalnog okruženja ukazuje na promjenu boje otopine od zelene do žuto-smeđe. Nakon toga, odmah dodati 15 ml puferskog rastvora amonijaka sa pH 10 i 20 ml NH4OH (sp. Providnom rastvoru se dodaje poznata količina od 0,05 M rastvora kompleksona III i nakon nekoliko minuta njegov višak titrira sa rastvor kalcijeve soli protiv timolftaleksona dok se ne pojavi intenzivna plava boja.
Ove metode čišćenja temelje se na aktiviranju postojeće (nativne) mikroflore u tlu ili stijeni. Kao rezultat toga, mikroorganizmi počinju aktivno apsorbirati zagađivač i uzrokovati njegovo uništenje. Metode za aktiviranje prirodne mikroflore usmjerene su na stvaranje optimalnog okruženja za razvoj određenih grupa mikroorganizama koji razgrađuju zagađivače. Ove metode se mogu koristiti svugdje gdje je prirodna mikrobiocenoza zadržala održivost i dovoljnu raznolikost vrsta. Čišćenje kroz aktivaciju mikroflore je spor, ali vrlo efikasan proces. Najčešće se ove metode čišćenja koriste za uklanjanje zagađenja uljem i ugljovodonicima.
Tamo ćete takođe naučiti kako da za sebe stvorite optimalno okruženje koje će garantovati postizanje vaših ciljeva – okruženje koje će učiniti da izdržite do kraja.
Stomak je dio probavnog trakta u kojem se hrana pomiješana sa pljuvačkom, prekrivena viskoznom sluzom pljuvačnih žlijezda jednjaka, zadržava 3 do 10 sati radi mehaničke i kemijske obrade. Funkcije želuca uključuju: (1) depozit hrane;(2) sekretorna - odvajanje želučanog soka, koji osigurava hemijsku obradu hrane; (3) - motor- miješanje hrane sa probavnim sokovima i premještanje u porcijama u duodenum; (4) - usisavanje u krv malih količina supstanci primljenih iz hrane. Supstance rastvorene u alkoholu apsorbuju se u mnogo većim količinama; (5) - izlučivanje- oslobađanje, zajedno sa želučanim sokom, u želučanu šupljinu metabolita (uree, mokraćne kiseline, kreatina, kreatinina), čija koncentracija ovdje prelazi granične vrijednosti, i tvari unesenih u organizam izvana (soli teških metala, jod , farmakološki lijekovi); (6) - endokrini- stvaranje aktivnih supstanci (hormona) koje učestvuju u regulaciji aktivnosti želudačnih i drugih probavnih žlijezda (gastrin, histamin, somatostatin, motilin itd.); (7) - zaštitni- baktericidno i bakteriostatsko dejstvo želudačnog soka i vraćanje nekvalitetne hrane, sprečavajući njen ulazak u creva.
Obavlja se sekretorna aktivnost želuca želucažlijezde, proizvode želučani sok i predstavljaju tri vrste ćelija: main(glavni glandulociti) uključeni u proizvodnju enzima; parijetalni(parietalni glandulociti), uključeni u proizvodnju hlorovodonične kiseline (HC1) i dodatno(mukociti) koji luče mukoidnu sekreciju (sluz).
Ćelijski sastav žlijezda mijenja se ovisno o njihovoj pripadnosti jednom ili drugom dijelu želuca, a prema tome se mijenja i sastav i svojstva sekreta koji luče.
Sastav i svojstva želučanog soka. U mirovanju, na prazan želudac, oko 50 ml želudačnog sadržaja neutralne ili blago kisele reakcije (pH = b.0) može se izdvojiti iz ljudskog želuca. To je mješavina pljuvačke, želučanog soka (tzv. "bazalni" sekret), a ponekad i sadržaja duodenuma koji se baca u želudac.
Ukupno želudačni sok, izlučeno kod osobe tokom normalne prehrane iznosi 1,5-2,5 litara dnevno. Ovo
bezbojna, prozirna, blago opalescentna tečnost specifične težine 1,002-1,007. U soku mogu biti ljuspice sluzi. Želudačni sok ima kiselu reakciju (pH = 0,8-1,5) zbog visokog sadržaja hlorovodonične kiseline u njemu (0,3-0,5%). Sadržaj vode u soku je 99,0-99,5% i 1,0-0,5% - guste supstance. Gusti ostatak predstavljaju organske i neorganske supstance (hloridi, sulfati, fosfati, bikarbonati natrijuma, kalijuma, kalcijuma, magnezijuma). Basic neorganski komponenta želučanog soka - hlorovodonična kiselina - može biti u slobodnom i vezanom za proteine stanju. Organic dio gustog ostatka su enzimi, mukoidi (želudačna sluz), jedan od njih je gastromukoprotein (interni Castle faktor), neophodan za apsorpciju vitamina B 12. Postoje male količine tvari neproteinske prirode koje sadrže dušik (urea, mokraćna kiselina, mliječna kiselina itd.).
Sl.9.2. Stvaranje hlorovodonične kiseline u želučanom soku. Objašnjenja u tekstu.
Mehanizam lučenja hlorovodonične kiseline. Hlorovodoničnu kiselinu (HC1) proizvode parijetalne ćelije koje se nalaze u prevlaci, vratu i gornjem delu tela žlezde (slika 9.2). Ove ćelije karakteriše izuzetno bogatstvo mitohondrija duž intracelularnih tubula. Membransko područje
tubula i apikalna površina ćelija je mala i u nedostatku specifične stimulacije, citoplazma ove zone sadrži veliki broj tubovezikula. Prilikom stimulacije na visini sekrecije stvara se višak površine membrane kao rezultat ugradnje tubovezikula u njih, što je praćeno značajnim povećanjem ćelijskih tubula koji prodiru sve do bazalne membrane. Duž novoformiranih tubula nalazi se mnogo jasno strukturiranih mitohondrija, čija se površina unutrašnje membrane povećava u procesu biosinteze HC1. Broj i opseg mikrovila se višestruko povećava, a shodno tome se povećava i površina kontakta tubula i apikalne ćelijske membrane s unutrašnjim prostorom žlijezde. Povećanje površine sekretornih membrana doprinosi povećanju broja nosača jona u njima. Dakle, povećanje sekretorne aktivnosti parijetalnih stanica uzrokovano je povećanjem površine sekretorne membrane. To je praćeno povećanjem ukupnog naboja ionskog transporta, te povećanjem broja membranskih kontakata s mitohondrijima - dobavljačima energije i vodikovih jona za sintezu HC1.
Ćelije želuca koje proizvode kiselinu (oksintične) aktivno koriste vlastiti glikogen za potrebe sekretornog procesa. Sekrecija HC1 karakterizirana je kao izražen proces ovisan o cAMP-u, čija se aktivacija događa na pozadini povećane glikogenolitičke i glikolitičke aktivnosti, koja je praćena proizvodnjom piruvata. Oksidativna dekarboksilacija piruvata u acetil-CoA-CO 2 se provodi kompleksom piruvat dehidrogenaze i praćena je akumulacijom NADH 2 u citoplazmi. Potonji se koristi za stvaranje H + tokom lučenja HC1. Razgradnja triglicerida u želučanoj sluznici pod uticajem triglicerid lipaze i naknadno iskorišćenje masnih kiselina stvara 3-4 puta veći priliv redukcionih ekvivalenata u mitohondrijski lanac transporta elektrona. Oba reakciona lanca, aerobna glikoliza i oksidacija masnih kiselina, pokreću se cAMP-ovisnom fosforilacijom odgovarajućih enzima, koji osiguravaju stvaranje acetil-COA u Krebsovom ciklusu i redukcijskih ekvivalenata za lanac transporta elektrona mitohondrija. Ca 2+ ovdje djeluje kao apsolutno neophodan element sekretornog sistema HC1.
Proces cAMP-ovisne fosforilacije osigurava aktivaciju želučane ugljične kiseline, čija je uloga kao regulatora acidobazne ravnoteže u stanicama koje proizvode kiselinu posebno velika. Rad ovih ćelija je praćen dugotrajnim i masivnim gubitkom H+ jona i nakupljanjem OH u ćeliji, što može štetno delovati na ćelijske strukture. Neutralizacija hidroksilnih jona je glavna funkcija karbanhidraze. Nastali bikarbonatni ioni se oslobađaju u krv putem električno neutralnog mehanizma, a ioni životopis ući u ćeliju.
Ćelije koje proizvode kiselinu na svojim vanjskim membranama imaju dva membranska sistema uključena u mehanizme H+ i
lučenje HC1 je Na +, K + -ATPaza i (H + +K +)-ATPaza. Na + , K + -ATPaza, koja se nalazi u bazolateralnim membranama, prenosi K + u zamjenu za Na + iz krvi, a (H + + K +)-ATPaza, lokalizirana u sekretornoj membrani, prenosi kalij iz primarnog sekreta u zamjena za izlučene u želučanom soku H+ jone.
Tokom perioda sekrecije, mitohondrije cijelom svojom masom u obliku spojnice prekrivaju sekretorne tubule i njihove membrane se spajaju, formirajući mitohondrijsko-sekretorni kompleks, gdje H+ joni mogu biti direktno naglašeni (H + + K +) -ATPaza sekretorne membrane i transportuje se iz ćelije.
Dakle, funkciju stvaranja kiseline parijetalnih ćelija karakteriše prisustvo procesa fosforilacije – defosforilacije u njima, postojanje mitohondrijskog oksidativnog lanca koji transportuje H+ ione iz matriksnog prostora, kao i (H + + K +)- ATPaza sekretorne membrane, pumpa protone iz ćelije u lumen žlijezde zbog energije ATP-a.
Voda osmozom ulazi u tubule ćelije. Konačni sekret koji ulazi u tubule sadrži HC1 u koncentraciji od 155 mmol/l, kalijum hlorid u koncentraciji od 15 mmol/l i vrlo malu količinu natrijum hlorida.
Uloga hlorovodonične kiseline u varenju. U želučanoj šupljini, hlorovodonična kiselina (HC1) stimuliše sekretornu aktivnost želučanih žlezda; potiče pretvaranje pepsinogena u pepsin cijepanjem inhibitornog proteinskog kompleksa; stvara optimalni pH za djelovanje proteolitičkih enzima želučanog soka; uzrokuje denaturaciju i oticanje proteina, što potiče njihovu razgradnju enzimima; pruža antibakterijski efekat sekreta. Hlorovodonična voda takođe pospešuje prolaz hrane iz želuca u dvanaestopalačno crevo; učestvuje u regulaciji lučenja želudačnih i pankreasnih žlijezda, stimulirajući stvaranje gastrointestinalnih hormona (gastrin, sekretin); stimulira lučenje enzima enterokinaze od strane enterocita sluznice duodenuma; učestvuje u zgrušavanju mleka, stvarajući optimalne uslove okoline i stimuliše motoričku aktivnost želuca.
Osim hlorovodonične kiseline, želudačni sok sadrži male količine kiselih jedinjenja - kiselih fosfata, mlečne i ugljene kiseline, aminokiselina.
Enzimi želudačnog soka. Glavni enzimski proces u želučanoj šupljini je početna hidroliza proteina do albumina i peptina uz stvaranje male količine aminokiselina. Želudačni sok ima proteolitičku aktivnost u širokom rasponu pH vrijednosti sa optimalnim djelovanjem pri pH 1,5-2,0 i 3,2-4,0.
U želučanom soku identificirano je sedam vrsta pepsinogena, udruženih zajedničkim imenom pepsini. Formiranje pepsina se vrši iz neaktivnih prekursora - pepsinogena, nalaz
nalaze se u ćelijama želudačnih žlijezda u obliku zimogenih granula. U lumenu želuca, pepsinogen se aktivira HC1 cijepanjem inhibitornog proteinskog kompleksa iz njega. Nakon toga, tokom lučenja želudačnog soka, autokatalitički dolazi do aktivacije pepsinogena pod utjecajem već formiranog pepsina.
Kada je podloga optimalno aktivna, pesin djeluje lizirajuće na proteine, razbijajući peptidne veze u proteinskom molekulu koje formiraju grupe fenilamina, tirozina, triptofana i drugih aminokiselina. Kao rezultat ovog efekta, proteinski molekul se raspada na peptone, proteaze i peptide. Pepsin osigurava hidrolizu glavnih proteinskih supstanci, posebno kolagena - glavne komponente vlakana vezivnog tkiva.
Glavni pepsini u želučanom soku su:
pepsin A- grupa enzima koji hidrolizuju proteine pri pH = 1,5-2,0. Dio pepsina (oko 1%) prelazi u krvotok, odakle zbog male veličine molekula enzima prolazi kroz glomerularni filter i izlučuje se urinom (uropepsin). Određivanje sadržaja uropepsina u urinu koristi se u laboratorijskoj praksi za karakterizaciju proteolitičke aktivnosti želučanog soka;
gastriksin, pepsin C, želudačni katepsin- optimalni pH za enzime ove grupe je 3,2-3,5. Odnos između pepsina A i gastricina u ljudskom želučanom soku je od 1:1 do 1:5;
pepsin B, parapepsin, želatinaza- ukapljuje želatinu, razgrađuje proteine vezivnog tkiva. Na pH 5,6 i više, djelovanje enzima je inhibirano;
rennin,pepsin D, kimozin- razgrađuju mlečni kazein u prisustvu Ca++ jona, formirajući parakazein i protein surutke.
Želudačni sok sadrži brojne neproteolitičke enzime. Ovo - želučana lipaza, razlaganje masti koje se nalaze u hrani u emulgovanom stanju (mliječne masti) na glicerol i masne kiseline pri pH = 5,9-7,9. Kod djece, želučana lipaza razgrađuje do 59% mliječne masti. U želučanom soku odraslih ima malo lipaze. Lizozim(muramidaza), prisutna u želučanom soku, ima antibakterijski učinak. ureaza- razgrađuje ureu pri pH=8,0. Amonijak koji se oslobađa tokom ovog procesa neutrališe HC1.
Želučana sluz i njena uloga u probavi. Obavezna organska komponenta želudačnog soka je sluz, koju proizvode sve stanice želučane sluznice. Akcesorne ćelije (mukociti) pokazuju najveću aktivnost proizvodnje mukoida. Sastav sluzi uključuje neutralne mukopolisaharide, sijalomucine, glikoproteine i glikane.
402
Nerastvorljiva sluz(mucin) je proizvod sekretorne aktivnosti pomoćnih ćelija (mukocita) i ćelija površinskog epitela želudačnih žlijezda. Mucin se oslobađa kroz apikalnu membranu, formira sloj sluzi koji obavija želučanu sluznicu i sprječava štetno djelovanje egzogenih faktora. Ove iste ćelije istovremeno proizvode mucin bikarbonat. Nastaje interakcijom mucina i bikarbonata mukozo-bikarbonatna barijeraštiti mukoznu membranu od autolize pod uticajem hlorovodonične kiseline i pepsina.
Pri pH ispod 5,0 smanjuje se viskozitet sluzi, ona se otapa i uklanja sa površine sluzokože, dok se u želučanom soku pojavljuju ljuspice i grudice sluzi. Istovremeno, ioni vodika i proteinaze koje je adsorbirao uklanjaju se iz sluzi. Na taj način se ne formira samo mehanizam za zaštitu sluzokože, već se aktivira i probava u želučanoj šupljini.
Neutralni mukopolisaharidi(glavni dio nerastvorljive i rastvorljive sluzi) su sastavni dio grupnih krvnih antigena, faktora rasta i Castleovog antianemijskog faktora.
sijalomucini, Sastojci sluzi mogu neutralizirati viruse i spriječiti virusnu hemaglutinaciju. Takođe su uključeni u sintezu HC1.
glikoproteini, koje proizvode parijetalne ćelije, suštinski su Castleov faktor, neophodan za apsorpciju vitamina B. Odsustvo ovog faktora dovodi do razvoja bolesti poznate kao B 12 deficijentna anemija (anemija deficijencije gvožđa).
Regulacija želučane sekrecije. Nervni i humoralni mehanizmi uključeni su u regulaciju sekretorne aktivnosti želučanih žlijezda. Cijeli proces lučenja želučanog soka može se podijeliti u tri faze naslagane jedna na drugu u vremenu: složeni refleks(cefalični), želuca I crijevni.
Inicijalna ekscitacija želučanih žlijezda (prva cefalična ili kompleksno-refleksna faza) uzrokovana je iritacijom vidnih, olfaktornih i slušnih receptora pogledom i mirisom hrane, te percepcijom cjelokupne situacije povezane s unosom hrane (uslovljeni refleks komponenta faze). Ovi efekti su slojeviti iritacijom receptora usne duplje, ždrijela i jednjaka kada hrana uđe u usnu šupljinu, tokom žvakanja i gutanja (bezuslovna refleksna komponenta faze).
Prva komponenta faze počinje oslobađanjem želučanog soka kao rezultat sinteze aferentnih vizuelnih, slušnih i olfaktornih nadražaja u talamusu, hipotalamusu, limbičkom sistemu i korteksu velikog mozga. Time se stvaraju uvjeti za povećanje ekscitabilnosti neurona digestivnog bulbarnog centra i pokretanje sekretorne aktivnosti želučanih žlijezda.
Iritacija receptora usne šupljine, ždrijela i jednjaka prenosi se duž aferentnih vlakana V, IX, X para kranijalnih živaca do centra izlučivanja želudačnog soka u produženoj moždini
Sl.9.3. Nervna regulacija želudačnih žlijezda.
mozak. Iz centra se impulsi duž eferentnih vlakana vagusnog živca šalju u želučane žlijezde, što dovodi do dodatnog bezuslovnog refleksnog povećanja sekrecije (slika 9.3). Sok koji se izlučuje pod uticajem pogleda i mirisa hrane, žvakanja i gutanja naziva se "apetit" ili pilot. Zbog svog lučenja, želudac se unaprijed priprema za uzimanje hrane. Prisustvo ove faze sekrecije dokazao je I.P. Pavlov u klasičnom eksperimentu sa imaginarnim hranjenjem kod ezofagotomiranih pasa.
Želučani sok dobijen u prvoj kompleksno-refleksnoj fazi ima visoku kiselost i visoku proteolitičku aktivnost. Sekrecija u ovoj fazi zavisi od ekscitabilnosti hranidbenog centra i lako se inhibira kada je izložena raznim spoljašnjim i unutrašnjim podražajima.
Prva kompleksno-refleksna faza želučane sekrecije slojevita je sa drugom - želučanom (neurohumoralnom). Vagusni nerv i lokalni intramuralni refleksi učestvuju u regulaciji faze gastrične sekrecije. Lučenje soka u ovoj fazi povezano je s refleksnim odgovorom na djelovanje mehaničkih i kemijskih iritansa na želučanu sluznicu (hrana koja ulazi u želudac, hlorovodonična kiselina koja se oslobađa uz „sok za paljenje“, soli otopljene u vodi, ekstraktivne tvari mesa i povrće, produkti varenja proteina), kao i stimulacija sekretornih ćelija tkivnim hormonima (gastrin, gastamin, bombesin).
Iritacija receptora želučane sluznice uzrokuje protok aferentnih impulsa do neurona moždanog debla, što je praćeno povećanjem tonusa jezgara vagusnog živca i značajnim povećanjem protoka eferentnih impulsa duž vagusnog živca do sekretorne ćelije. Oslobađanje acetilkolina iz nervnih završetaka ne samo da stimuliše aktivnost glavnih i parijetalnih ćelija, već takođe izaziva oslobađanje gastrina od strane G-ćelija antruma želuca. Gastrin- najmoćniji poznati stimulator parijetalnih i, u manjoj mjeri, glavnih ćelija. Osim toga, gastrin stimulira proliferaciju stanica sluznice i povećava protok krvi u njoj. Oslobađanje gastrina se povećava u prisustvu aminokiselina, dipeptida, kao i uz umjereno proširenje antruma želuca. Ovo izaziva ekscitaciju senzorne veze perifernog refleksnog luka enteričkog sistema i stimuliše aktivnost G-ćelija preko interneurona. Uz stimulaciju parijetalnih, glavnih i G ćelija, acetilholin pojačava aktivnost histidin dekarboksilaze ECL ćelija, što dovodi do povećanja sadržaja histamina u želučanoj sluznici. Potonji djeluje kao ključni stimulator proizvodnje hlorovodonične kiseline. Histamin djeluje na H 2 receptore parijetalnih stanica; Histamin također ima stimulativni učinak na lučenje želučanih proteinaza, međutim, osjetljivost zimogenih ćelija na njega je niska zbog niske gustine H 2 receptora na membrani glavnih ćelija.
Treća (crijevna) faza želučane sekrecije nastaje kada hrana prelazi iz želuca u crijeva. Količina želudačnog soka koji se oslobađa tokom ove faze ne prelazi 10% ukupne zapremine želudačne sekrecije. Želučana sekrecija se povećava u početnom periodu faze, a zatim počinje opadati.
Do povećanja sekrecije dolazi zbog značajnog povećanja protoka aferentnih impulsa iz mehano- i hemoreceptora sluznice duodenuma kada iz želuca dolazi blago kisela hrana i oslobađanja gastrina od strane G-ćelija duodenuma. Kako kiseli himus ulazi i pH duodenalnog sadržaja pada ispod 4,0, lučenje želudačnog soka počinje da se inhibira. Daljnje potiskivanje sekrecije uzrokovano je pojavom u sluznici duodenuma sekretin, koji je antagonist gastrina, ali u isto vrijeme pojačava sintezu pepsinogena.
Kako se duodenum puni i povećava koncentracija produkata hidrolize proteina i masti, povećava se inhibicija sekretorne aktivnosti pod utjecajem peptida koje luče gastrointestinalne endokrine žlijezde (somatostatin, vazoaktivni intestinalni peptid, holecitokinin, želudačni inhibitorni hormon, glukagon). Ekscitacija aferentnih nervnih puteva nastaje kada su hemo- i osmoreceptori crijeva iritirani supstancama hrane primljenim iz želuca.
Hormon enterogastrin, formiran u crijevnoj sluznici, jedan je od stimulansa želučane sekrecije u trećoj fazi. Proizvodi probave hrane (posebno proteini), apsorbirani u krv u crijevima, mogu stimulirati želučane žlijezde povećanjem stvaranja histamina i gastrina.
Stimulacija želučane sekrecije. Neki od nervnih impulsa koji pobuđuju želučanu sekreciju potiču iz dorzalnih jezgara vagusnog nerva (u produženoj moždini), po njegovim vlaknima dospiju do enteričkog sistema, a zatim ulaze u želučane žlijezde. Drugi dio sekretornih signala potiče iz samog enteričkog nervnog sistema. Dakle, i centralni nervni sistem i enterički nervni sistem su uključeni u neuralnu stimulaciju želudačnih žlezda. Refleksni uticaji stižu do želudačnih žlezda kroz dve vrste refleksnih lukova. Prvi - dugi refleksni lukovi - uključuju strukture kroz koje se aferentni impulsi šalju iz želučane sluznice u odgovarajuće centre mozga (u produženoj moždini, hipotalamusu), eferentni impulsi se šalju natrag u želudac duž vagusnih nerava. Drugi - kratki refleksni lukovi - osiguravaju implementaciju refleksa unutar lokalnog enteralnog sistema. Podražaji koji izazivaju ove reflekse javljaju se pri istezanju zida želuca, taktilno i hemijsko (HCI, pepsin itd.) utiču na receptore želučane sluzokože.
Nervni signali koji se prenose do želučanih žlijezda kroz refleksne lukove stimuliraju sekretorne stanice i istovremeno aktiviraju G stanice koje proizvode gastrin. Gastrin je polipeptid koji se luči u dva oblika: "veći gastrin" koji sadrži 34 aminokiseline (G-34) i manji oblik (G-17) koji sadrži 17 aminokiselina. Ovo drugo je efikasnije.
Gastrin, koji kroz krvotok ulazi u stanice žlijezda, pobuđuje parijetalne stanice i, u manjoj mjeri, glavne stanice. Brzina lučenja hlorovodonične kiseline pod uticajem gastrina može se povećati 8 puta. Oslobođena hlorovodonična kiselina, zauzvrat, stimulišući hemoreceptore sluzokože, pospešuje lučenje želudačnog soka.
Aktivaciju vagusnog živca prati i povećana aktivnost histidin dekarboksilaze u želucu, uslijed čega se povećava sadržaj histamina u njegovoj sluznici. pos-
Potonji direktno djeluje na parijetalne glandulocite, značajno povećavajući lučenje HC1.
Dakle, adetilholin, koji se oslobađa na nervnim završecima vagusnog živca, gastrin i histamin istovremeno djeluju stimulativno na želučane žlijezde, uzrokujući oslobađanje hlorovodonične kiseline. Lučenje pepsinogena od strane glavnih glandulocita regulirano je acetilkolinom (oslobađa se na završecima vagusnog živca i drugih enteričkih nerava), kao i djelovanjem hlorovodonične kiseline. Potonje je povezano sa pojavom enteralnih refleksa pri stimulaciji HC1 receptora u želučanoj sluznici, kao i sa oslobađanjem gastrina pod uticajem HC1, koji ima direktan uticaj na glavne glandulocite.
Hranjive materije i gastrična sekrecija. Adekvatni uzročnici gastrične sekrecije su supstance koje se unose hranom. Funkcionalne adaptacije želudačnih žlijezda na različite namirnice izražavaju se u različitoj prirodi sekretorne reakcije želuca na nju. Individualno prilagođavanje sekretornog aparata želuca prirodi hrane je određeno njenom kvalitetom, količinom i načinom ishrane. Klasičan primjer adaptivnih reakcija želučanih žlijezda su sekretorne reakcije koje je proučavao I.P. Pavlov kao odgovor na unos hrane koja sadrži uglavnom ugljikohidrate (hljeb), proteine (meso), masti (mlijeko).
Najefikasniji uzročnik lučenja je proteinska hrana (slika 9.4). Proteini i proizvodi njihove probave imaju izražen efekat koji sadrži sok. Nakon jedenja mesa, razvija se
Sl.9.4. Izlučivanje želučanog i pankreasnog soka u različite nutrijente.
Želudačni sok - tačkasta linija, sok pankreasa - puna linija.
dosta energično lučenje želudačnog soka sa maksimumom u 2. satu. Dugotrajna mesna dijeta dovodi do pojačanog lučenja želuca svih nadražujućih namirnica, povećane kiselosti i probavne moći želučanog soka.
Ugljikohidratna hrana (hljeb) je najslabiji stimulans lučenja. Hleb je siromašan hemijskim stimulansima lučenja, pa se nakon uzimanja razvija sekretorni odgovor sa maksimumom u 1. satu (refleksno lučenje soka), a zatim naglo opada i dugo ostaje na niskom nivou. Kada osoba ostane na režimu ugljikohidrata duže vrijeme, kiselost i probavna moć soka se smanjuju.
Utjecaj mliječne masti na gastričnu sekreciju javlja se u dvije faze: inhibitorni i ekscitatorni. To objašnjava činjenicu da se nakon jela maksimalna sekretorna reakcija razvija tek na kraju 3. sata. Kao rezultat dugotrajnog hranjenja masnom hranom, povećava se gastrična sekrecija na podražaje hrane zbog druge polovice sekretornog perioda. Probavna moć soka pri korišćenju masti u hrani je manja u odnosu na sok koji se oslobađa tokom mesne dijete, ali veća nego kada jedete hranu sa ugljenim hidratima.
Količina oslobođenog želudačnog soka, njegova kiselost i proteolitička aktivnost također zavise od količine i konzistencije hrane. Kako se količina hrane povećava, povećava se lučenje želudačnog soka.
Evakuacija hrane iz želuca u duodenum je praćena inhibicijom želučane sekrecije. Kao i uzbuđenje, ovaj proces je neurohumoralan po svom mehanizmu djelovanja. Refleksna komponenta ove reakcije uzrokovana je smanjenjem protoka aferentnih impulsa iz želučane sluznice, koju u znatno manjoj mjeri iritira tečna kaša s hranom sa pH iznad 5,0, te povećanjem protoka aferentnih impulsa iz sluznica duodenuma (enterogastrični refleks).
Promjene u hemijskom sastavu hrane i ulazak produkata njezine probave u dvanaestopalačno crijevo stimuliraju oslobađanje peptida (somatostatin, sekretin, neurotenzin, GIP, glukagon, holecistokin) iz nervnih završetaka i endokrinih stanica pilora želuca, dvanaestopalačnog crijeva i gušterače. -nina), što uzrokuje inhibiciju proizvodnje klorovodične kiseline, a zatim i želučane sekrecije općenito. Prostaglandini grupe E takođe imaju inhibitorni efekat na lučenje glavnih i parijetalnih ćelija.
Važnu ulogu u sekretornoj aktivnosti želučanih žlijezda igraju emocionalno stanje osobe i stres. Među nenutritivnim faktorima koji pojačavaju sekretornu aktivnost želučanih žlijezda, stres, iritacija i bijes su od najveće važnosti, strah, melanholija i depresivna stanja osobe imaju depresivno inhibitorno djelovanje na rad žlijezda.
Dugotrajna promatranja aktivnosti sekretornog aparata želuca kod ljudi omogućila su otkrivanje lučenja želučanog soka tokom interdigestivnog perioda. U ovom slučaju, efikasan
Ispostavilo se da smo iritanti povezani sa jelom (sredina u kojoj se hrana obično uzima), gutanjem pljuvačke i izbacivanjem duodenalnih sokova (pankreasa, crijeva, žuči) u želudac.
Loše sažvakana hrana ili nagomilavanje ugljičnog dioksida izaziva iritaciju mehano- i hemoreceptora želučane sluznice, što je praćeno aktivacijom sekretornog aparata želučane sluznice i lučenjem pepsina i hlorovodonične kiseline.
Spontano lučenje želuca može biti uzrokovano češanjem kože, opekotinama, apscesima, a javlja se kod hirurških pacijenata u postoperativnom periodu. Ovaj fenomen je povezan sa povećanim stvaranjem histamina iz produkata razgradnje tkiva i njegovim oslobađanjem iz tkiva. Krvotokom histamin dospijeva u želučane žlijezde i stimulira njihovo lučenje.
Motorna aktivnost želuca.Želudac skladišti, zagrijava, miješa, drobi, dovodi u polutečno stanje, sortira i pomjera sadržaj prema dvanaestopalačnom crijevu različitim brzinama i silama. Sve se to postiže zahvaljujući motoričkoj funkciji uzrokovanoj kontrakcijom stijenke glatkih mišića. Karakteristična svojstva njegovih ćelija, poput mišićnog zida čitave probavne cijevi, su sposobnost spontanog aktivnost(automatski), kao odgovor na istezanje - sašunjati se i ostaju u redukovanom stanju dugo vremena. Mišići stomaka mogu ne samo da se kontrahuju, već i aktivno opusti se.
Izvan faze probave, želudac je u stanju mirovanja, bez široke šupljine između njegovih zidova. Nakon 45-90 minuta odmora, javljaju se periodične kontrakcije želuca, koje traju 20-50 minuta (povremena gladna aktivnost). Kada se napuni hranom, poprima oblik vrećice, čija jedna strana postaje konus.
Tokom obroka i nakon nekog vremena, zid fundusa želuca je opušten, što stvara uslove za promjenu volumena bez značajnog povećanja pritiska u njegovoj šupljini. Opuštanje mišića fundusa želuca tokom jela naziva se "receptaktivno opuštanje."
U želucu ispunjenom hranom primećuju se tri tipa pokreta: (1) peristaltički talasi; (2) kontrakcija terminalnog dela pilorične muskulature želuca; (3) smanjenje volumena šupljine fundusa želuca i njegovog tijela.
Peristaltički talasi nastaju u toku prvog sata nakon jela na maloj krivini u blizini jednjaka (gde se nalazi srčani pejsmejker) i šire se na pilorus brzinom od 1 cm/s, traju 1,5 s i pokrivaju 1-2 cm zida želuca. U piloričnom dijelu želuca, trajanje talasa je 4-6 u minuti, a brzina mu se povećava na 3-4 cm/s.
Zbog velike plastičnosti mišića trbušnog zida i mogućnosti povećanja tonusa pri istezanju, bolus hrane ulazi
izlivena u njegovu šupljinu, čvrsto je prekrivena zidovima želuca, zbog čega se formiraju "slojevi" u donjem dijelu kako hrana ulazi. Tečnost teče u antrum bez obzira na količinu punjenja želuca.
Ako se uzimanje hrane poklopi sa periodom odmora, tada se odmah nakon jela javljaju želučane kontrakcije, ali ako se uzimanje hrane poklapa sa periodičnom aktivnošću gladi, tada se želučane kontrakcije inhibiraju i javljaju se nešto kasnije (3-10 minuta). U početnom periodu kontrakcija nastaju mali valovi male amplitude koji olakšavaju površno miješanje hrane sa želučanim sokom i kretanje malih porcija u tijelo želuca. Zahvaljujući tome, razgradnja ugljikohidrata amilolitičkim enzimima pljuvačke nastavlja se unutar bolusa hrane.
Rijetke kontrakcije niske amplitude početnog perioda probave zamjenjuju se jačim i češćim, što stvara uslove za aktivno miješanje i kretanje sadržaja želuca. Međutim, hrana se kreće naprijed polako jer kontrakcijski val prolazi preko bolusa hrane, noseći ga sa sobom, a zatim ga odbacujući nazad. Dakle, vrši se mehanički rad na drobljenju hrane i njenoj hemijskoj preradi zbog stalnog kretanja duž aktivne površine sluznice, zasićene enzimima i kiselim sokom.
Peristaltički talasi u telu želuca pomeraju deo hrane izložene želučanom soku prema pilorusu. Ovaj dio hrane zamjenjuje se prehrambenom masom iz dubljih slojeva, što osigurava njeno miješanje sa želučanim sokom. Unatoč činjenici da peristaltički val formira jedan glatki mišićni aparat želuca, približavanjem antrumu gubi svoje glatko kretanje naprijed i dolazi do tonične kontrakcije antruma.
U pyloricnom dijelu želuca postoje propulzivna sokrascheniya, osigurava evakuaciju sadržaja želuca u duodenum. Propulzivni talasi se javljaju frekvencijom od 6-7 u minuti. Mogu se, ali i ne moraju kombinovati sa peristaltičkim.
Tijekom probave, kontrakcije uzdužnih i kružnih mišića su koordinirane i ne razlikuju se jedna od druge ni po obliku ni po učestalosti.
Regulacija motoričke aktivnosti želuca. Regulaciju motoričke aktivnosti želuca vrše centralni nervni i lokalni humoralni mehanizmi. Nervnu regulaciju osiguravaju efekgorni impulsi koji stižu u želudac kroz vlakna vagusa (pojačane kontrakcije) i splanhničkih nerava (inhibirane kontrakcije). Aferentni impulsi nastaju iritacijom receptora u usnoj šupljini, jednjaku, želucu, tankom i debelom crijevu. Adekvatan stimulans koji uzrokuje povećanu motoričku aktivnost trbušnih mišića je istezanje
njene zidove. Ovo rastezanje se percipira procesima bipolarnih nervnih ćelija koje se nalaze u intermuskularnom i submukoznom nervnom pleksusu.
Tečnosti počinju da prolaze u creva odmah nakon što uđu u želudac. Mešana hrana ostaje u stomaku odrasle osobe 3-10 sati.
Evakuacija hrane iz želuca u duodenum je uglavnom zbog kontrakcije trbušnih mišića- posebno jake kontrakcije njegovog antruma. Kontrakcije mišića ovog odjeljka nazivaju se pyloric"pumpa". Gradijent pritiska između šupljina želuca i duodenuma dostiže 20-30 cm vode. Art. Pyloricsfinkter(debeli cirkulatorni sloj mišića u pyloric području) sprečava da se himus vrati nazad u želudac. Na brzinu pražnjenja želuca utiču i pritisak u duodenumu, njegova motorička aktivnost i pH vrednost sadržaja želuca i dvanaestopalačnog creva.
U regulaciji tranzicije hrane iz želuca u crijeva od najveće je važnosti iritacija mehanoreceptora želuca i dvanaestopalačnog crijeva. Iritacija prvih ubrzava evakuaciju, dok je iritacija drugih usporava. Usporavanje evakuacije se opaža kada se kisele otopine (s pH ispod 5,5), glukoza i proizvodi hidrolize masti unesu u duodenum. Utjecaj ovih supstanci se odvija refleksno, uz učešće "dugih" refleksnih lukova, koji su zatvoreni na različitim nivoima centralnog nervnog sistema, kao i "kratkih" čiji su neuroni zatvoreni u ekstra- i intramuralne čvorove. .
Iritacija vagusnog živca pojačava pokretljivost želuca, pojačava ritam i snagu kontrakcija. Istovremeno se ubrzava evakuacija želučanog sadržaja u duodenum. Istovremeno, vagusna nervna vlakna mogu poboljšati receptivno opuštanje želuca i smanjiti pokretljivost. Ovo posljednje nastaje pod utjecajem produkata hidrolize masti koji djeluju iz duodenuma.
Simpatički živci smanjuju ritam i snagu želučanih kontrakcija i brzinu širenja peristaltičkog vala.
Gastrointestinalni hormoni također utiču na brzinu pražnjenja želuca. Dakle, oslobađanje sekretina i kolecistokinin-pankreozimina pod utjecajem kiselog sadržaja želuca inhibira motilitet želuca i brzinu evakuacije hrane iz njega. Isti hormoni pojačavaju lučenje pankreasa, što uzrokuje povećanje pH sadržaja duodenuma, neutralizaciju hlorovodonične kiseline, tj. stvaraju se uslovi za ubrzavanje pražnjenja želuca. Pokretljivost se također pojačava pod utjecajem gastrina, motilina, serotonina i inzulina. Glukagon i bulbogastron inhibiraju pokretljivost želuca.
Prolaz hrane u duodenum se dešava u odvojenim porcijama tokom jakih kontrakcija antruma. Tokom ovog perioda, tijelo želuca je gotovo potpuno odvojeno od pylori
cijalni odjel kontrakcijom mišića, pilorični kanal se skraćuje u uzdužnom smjeru i hrana se u porcijama gura u lukovicu duodenuma.
Brzina prelaska himusa u duodenum zavisi od konzistencije želudačnog sadržaja, osmotskog pritiska sadržaja želuca, hemijskog sastava hrane i stepena ispunjenosti duodenuma.
Sadržaj želuca prelazi u crijevo kada njegova konzistencija postane tečna ili polutečna. Loše sažvakana hrana ostaje u želucu duže od tečne ili kašaste hrane. Brzina evakuacije hrane iz želuca zavisi od njenog tipa: ugljikohidratna hrana se najbrže evakuira (nakon 1,5-2 sata), proteini su na drugom mjestu po brzini evakuacije, a masna hrana se najduže zadržava u želucu.
Svako proučavanje svojstava enzima, svaka njihova primjena u praktičnim aktivnostima - u medicini i nacionalnoj ekonomiji - uvijek je povezana s potrebom da se zna kojom se brzinom odvija enzimska reakcija. Da biste razumjeli i ispravno procijenili rezultate određivanja enzimske aktivnosti, morate jasno zamisliti o kojim faktorima ovisi brzina reakcije i koji uvjeti na nju utječu. Postoji mnogo takvih uslova. Prije svega, to je omjer koncentracije samih supstanci koje reaguju: enzima i supstrata. Nadalje, to su sve vrste karakteristika okoline u kojoj se reakcija odvija: temperatura, kiselost, prisustvo soli ili drugih nečistoća koje mogu i ubrzati i usporiti enzimski proces, itd.
Djelovanje enzima ovisi o nizu faktora, prvenstveno o temperaturi i reakciji okoline (pH). Optimalna temperatura na kojoj je aktivnost enzima najveća je obično u rasponu od 37 – 50˚C. Na nižim temperaturama brzina enzimskih reakcija opada, a na temperaturama blizu 0˚C gotovo potpuno prestaje. Kako temperatura raste, brzina se također smanjuje i na kraju potpuno prestaje. Smanjenje intenziteta enzima s povećanjem temperature uglavnom je posljedica uništenja proteina uključenog u enzim. Budući da proteini u suhom stanju denaturiraju mnogo sporije nego kada su hidrirani (u obliku proteinskog gela ili otopine), inaktivacija enzima u suhom se odvija mnogo sporije nego u prisustvu vlage. Stoga suve bakterijske spore ili suhe sjemenke mogu izdržati zagrijavanje na mnogo više temperature od vlažnijeg sjemena i spora.
Za većinu trenutno poznatih enzima određen je optimalni pH pri kojem imaju maksimalnu aktivnost. Ova vrijednost je važan kriterij za karakteristike enzima. Ponekad se ovo svojstvo enzima koristi za njihovo preparativno odvajanje. Prisustvo optimalnog pH može se objasniti činjenicom da su enzimi polielektroliti i njihov naboj zavisi od pH vrednosti. Ponekad prateće supstance mogu promijeniti pH optimum, kao što su puferske otopine. U nekim slučajevima, u zavisnosti od supstrata, enzimi sa slabo izraženom specifičnošću imaju nekoliko optimuma.
Važan faktor od kojeg zavisi djelovanje enzima, kako je prvi ustanovio Sørensen, je aktivna reakcija okoline – pH. Pojedini enzimi se razlikuju po optimalnoj pH vrijednosti za svoje djelovanje. Na primjer, pepsin sadržan u želučanom soku je najaktivniji u jako kiseloj sredini (pH 1 – 2); tripsin - proteolitički enzim koji luči pankreas, ima optimalno djelovanje u blago alkalnoj sredini (pH 8 - 9); papain, enzim biljnog porijekla, optimalno djeluje u blago kiseloj sredini (pH 5 – 6).
Iz toga slijedi da je vrijednost (PH optimum) vrlo osjetljiv znak za ovaj enzim. Zavisi od prirode supstrata i sastava puferske otopine i stoga nije prava konstanta. Također je potrebno imati na umu svojstva enzima kao proteinskih tijela sposobnih za kiselo-baznu denaturaciju. Kiselo-bazna denaturacija može dovesti do nepovratnih promjena u strukturi enzima uz gubitak njegovih katalitičkih svojstava.
Brzina bilo kojeg enzimskog procesa u velikoj mjeri ovisi o koncentraciji i supstrata i enzima. Tipično, brzina reakcije je direktno proporcionalna količini enzima, pod uvjetom da je sadržaj supstrata unutar optimalnog raspona ili malo veći. Pri konstantnoj količini enzima, brzina raste s povećanjem koncentracije supstrata. Ova reakcija podliježe zakonu masovnog djelovanja i razmatra se u svjetlu Michaelis-Mentonove teorije, tj.
V=K(F) ,
V - brzina reakcije
K - konstanta brzine
F - koncentracija enzima.
Prisustvo određenih jona u reakcionom mediju može aktivirati formiranje aktivnog supstrata enzimskog kompleksa, u kom slučaju će se brzina enzimske reakcije povećati. Takve supstance se nazivaju aktivatori. U ovom slučaju tvari koje katalizuju enzimske reakcije ne sudjeluju direktno u njima. Na aktivnost nekih enzima značajno utiče koncentracija soli u sistemu, dok drugi enzimi nisu osetljivi na prisustvo jona. Međutim, neki ioni su apsolutno neophodni za normalno funkcioniranje nekih enzima. Poznato je da joni inhibiraju aktivnost nekih enzima, a za druge su aktivatori. Specifični aktivatori uključuju katjone metala: Na + , K + , Rb + , Cs + , Mg2 + , Ca2 + , Zn2 + , Cd2 + , Cr2 + , Cu2 + , Mn2 + , Co2 + , Ni2 + , Al3 + . Takođe je poznato da kationi Fe2+, Rb+, Cs+ deluju kao aktivatori samo u prisustvu Mg u drugim slučajevima, ovi kationi nisu aktivatori. U većini slučajeva, jedan ili dva jona mogu aktivirati određeni enzim. Na primjer, Mg2 + - uobičajeni aktivator mnogih enzima, koji djeluje na fosforizirane supstrate, u gotovo svim slučajevima može se zamijeniti Mn2 +, iako ga drugi metali ne mogu zamijeniti. Treba napomenuti da se zemnoalkalni metali općenito nadmeću jedni s drugima, posebno Ca2 + potiskuje aktivnost mnogih enzima koje aktiviraju Mg2 + i Zn2 +. Razlog za to je još uvijek nejasan. Mehanizam djelovanja metalnih jona - aktivatora može biti različit. Prije svega, metal može biti komponenta aktivnog mjesta enzima. Ali može djelovati kao povezujući most između enzima i supstrata, držeći supstrat na aktivnom mjestu enzima. Postoje dokazi da su ioni metala sposobni da vežu organsko jedinjenje za proteine i, konačno, jedan od mogućih mehanizama delovanja metala kao aktivatora je promena konstante ravnoteže enzimske reakcije. Dokazano je da anjoni utiču i na aktivnost brojnih enzima. Na primjer, utjecaj CI na aktivnost A-amilaze životinjskog porijekla je veoma velik.
Djelovanje enzima također ovisi o prisutnosti specifičnih aktivatora ili inhibitora. Dakle, enzim pankreasa enterokinaza pretvara neaktivni tripsinogen u aktivni tripsin. Takvi neaktivni enzimi sadržani u stanicama i u izlučevinama različitih žlijezda nazivaju se proenzimi. Enzim može biti konkurentan ili nekonkurentan. U kompetitivnoj inhibiciji, inhibitor i supstrat se takmiče jedan s drugim, pokušavajući istisnuti jedan drugog iz kompleksa enzim-supstrat. Efekat kompetitivnog inhibitora uklanja se visokim koncentracijama supstrata, dok efekat nekompetitivnog inhibitora ostaje pod ovim uslovima. Uticaj specifičnih aktivatora i inhibitora na enzim je od velikog značaja za regulaciju enzimskih procesa u organizmu.
Uz postojanje aktivatora enzima, poznat je i niz supstanci čije prisustvo inhibira katalitičko djelovanje enzima ili ga potpuno inaktivira. Takve supstance se obično nazivaju inhibitorima. Inhibitori su supstance koje na određeni hemijski način deluju na enzime i prema prirodi svog delovanja se mogu podeliti na reverzibilne i ireverzibilne inhibitore. Reverzibilnu inhibiciju karakterizira ravnoteža između enzima i inhibitora s određenom konstantom ravnoteže. Sistem ovog tipa karakteriše određeni stepen inhibicije, u zavisnosti od koncentracije inhibitora, a inhibicija se postiže brzo i tada je nezavisna od vremena. Kada se inhibitor ukloni dijalizom, obnavlja se aktivnost enzima. Ireverzibilna inhibicija se prvenstveno izražava u činjenici da dijaliza ne obnavlja aktivnost enzima. I za razliku od reverzibilne inhibicije, ona se povećava s vremenom, tako da se potpuna inhibicija katalitičke aktivnosti enzima može dogoditi pri vrlo niskoj koncentraciji inhibitora. U ovom slučaju, efikasnost inhibitora ne zavisi od konstante ravnoteže, već od konstante brzine, koja određuje udio enzima koji je inhibiran u ovom slučaju.
Aktivnost vode i pH su najvažniji unutrašnji faktori u određivanju podložnosti proizvoda rastu mikroorganizama kvarenja. Paralelna kontrola ovih parametara daje bolje rezultate od njihove odvojene regulacije. Efekat ova dva kombinovana efekta detaljno je opisan u okviru barijerne tehnologije za mikrobiološku kontrolu, i jedan je od najtežih delova u određivanju potencijalno opasnih proizvoda od strane američke Uprave za hranu i lekove (FDA).
Ovaj članak govori o tome kako se aktivnost vode i pH mogu koristiti zajedno za poboljšanje mikrobiološke kontrole kada se koriste blaže tehnologije konzervansa, što može dovesti do poboljšane kvalitete i teksture prehrambenih proizvoda.
Kako aktivnost vode sprečava rast mikroorganizama
Kao i svaki drugi organizam, mikroorganizmima je potrebna voda za rast. Oni upijaju vodu tako što je kreću kroz ćelijsku membranu. Mehanizam ovog kretanja zavisi od gradijenta aktivnosti vode - voda se kreće iz okruženja sa visokom aktivnošću vode izvan ćelije u okruženje sa niskom aktivnošću vode unutar ćelije.
Smanjenje aktivnosti vode izvan ćelije na određeni nivo uzrokuje osmotski stres: stanica više ne može apsorbirati vodu i prelazi u stanje mirovanja. Ćelija ne umire - ona jednostavno gubi sposobnost razmnožavanja. Različiti mikroorganizmi se na različite načine nose s osmotskim stresom. Stoga su granice rasta za svaki mikroorganizam različite. Neke vrste plijesni i kvasca su se prilagodile da tolerišu vrlo niske nivoe aktivnosti vode.
Svaki mikroorganizam ima svoj nivo aktivnosti vode na kojem prestaje razmnožavanje bakterija. U skladu s tim, održavanje aktivnosti vode ispod ovog nivoa spriječit će mikroorganizam da se dovoljno razmnoži da izazove infekciju ili bolest.
Pokazatelji aktivnosti vode za ograničavanje rasta mikroorganizama u proizvodu
| Aktivnost vode | Bakterije | Mould | Kvasac | Glavni proizvodi |
| 0.97 | Clostridium botulinum E
Pseudomonas fluorescens |
svježe meso, svježe i konzervirano povrće i voće | ||
| 0.95 | Escherichia coli
Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae |
slanina, kuvana kobasica, sprej za nos, kapi za oči | ||
| 0.94 | Clostridium botulinum A, B
Vibrio parahaemolyticus |
Stachybotrys atra | ||
| 0.93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | neki sirevi, šunka, peciva, zaslađeno kondenzovano mleko, oralne suspenzije, losioni za zaštitu od sunca | |
| 0.92 | Listeria monocytogenes | |||
| 0.91 | Bacillus subtilis | |||
| 0.90 | Staphylococcus aureus
(anaerobno) |
Trichothecium roseum | Saccharomyces
cerevisiae |
|
| 0.88 | Candida | |||
| 0.87 | Staphylococcus aureus
(aerobno) |
|||
| 0.85 | Aspergillus clavatus | zaslađeno kondenzovano mlijeko, odležani sirevi (kao što je cheddar), dimljene kobasice (kao što je salama), mljevena kobasica, slanina, najkoncentriraniji voćni sokovi, čokoladni sirup, voćni kolač, fudge, sirup protiv kašlja, oralne suspenzije za utrnuće | ||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0.83 | Penicillium expansum
Penicillium islandicum Penicillium viridicatum |
Deharymoces hansenii | ||
| 0.82 | Aspergillus fumigatus
Aspergillus parasiticus |
|||
| 0.81 | Penicillium Penicillium cyclopium
Penicillium patulum |
|||
| 0.80 | Saccharomyces bailii | |||
| 0.79 | Penicillium martensii | |||
| 0.78 | Aspergillus flavus | džem, marmelada, marcipan, glazirano voće, melasa, suve smokve, jako slana riba | ||
| 0.77 | Aspergillus niger
Aspergillus ochraceous |
|||
| 0.75 | Aspergillus limited
Aspergillus candidus |
|||
| 0.71 | Eurotium chevalieri | |||
| 0.70 | Eurotium amstelodami | |||
| 0.62 | Saccharomyces rouxii | sušeno voće, kukuruzni sirup, sladić, marshmallows, žvakaće gume, suva hrana za kućne ljubimce | ||
| 0.61 | Monascus bisporus | |||
| 0.60 | Nema mikrobne proliferacije | |||
| 0.50 | Nema mikrobne proliferacije | karamela, karamela, med, rezanci, mast za vanjsku upotrebu | ||
| 0.40 | Nema mikrobne proliferacije | cijelo jaje u prahu, kakao, kapi za kašalj sa tečnim centrom | ||
| 0.30 | Nema mikrobne proliferacije | krekeri, grickalice od brašna, mješavine za pečenje, vitaminske tablete, čepići | ||
| 0.20 | Nema mikrobne proliferacije | lizalice, mlijeko u prahu, formula za bebe |
Ograničavanje rasta mikroorganizama omogućava korištenje vodene aktivnosti kako bi se osigurala sigurnost hrane. Stoga se mjerenje aktivnosti vode može koristiti kao kritična kontrolna tačka pri planiranju sistema za analizu opasnosti (HACCP).
Mogućnosti za zajednički uticaj
Granice rasta navedene u gornjoj tabeli pretpostavljaju da su drugi uslovi (pH, temperatura, itd.) optimalni za rast mikroorganizma. Ispada da ako uzmemo nižu pH vrijednost proizvoda i kontroliramo aktivnost vode, onda indikator aktivnosti vode u ovom slučaju može biti veći od onih navedenih u tabeli.
Šta je pH?
pH je mjera kiselosti ili alkalnosti otopine. Vrijednosti od 0 do 7 označavaju kiselost, a od 7 do 14 alkalnost. Neutralna destilovana voda ima pH vrednost 7. Hrana je obično neutralna ili kisela.
pH ograničava rast mikroba
Kao i kod aktivnosti vode, postoje pH granice na kojima mikroorganizmi prestaju da rastu. Donja tabela prikazuje granične vrijednosti za različite vrste mikroba.
pH vrijednosti koje ograničavaju rast određenih vrsta bakterija
| Mikroorganizam | Minimalna vrijednost |
Optimalna vrijednost |
Maksimalna vrijednost |
| Clostridium perfringens | 5.5 — 5.8 | 7.2 | 8.9 |
| Vibrio vulnificus | 5 | 7.8 | 10.2 |
| Racillus cereus | 4.9 | 6 — 7 | 8.8 |
| Campylobacter spp. | 4.9 | 6.5 — 7.5 | 9 |
| Shigella spp. | 4.9 | 9.3 | |
| Vibrio parahaemolyticus | 4.8 | 7.8 — 8.6 | 11 |
| Clostridium botulinum toksin | 4.6 | 8.5 | |
| Rast Clostridium botulinum | 4.6 | 8.5 | |
| Rast Staphylococcus aureus | 4 | 6 — 7 | 10 |
| Toksin Staphylococcus aureus | 4.5 | 7 — 8 | 9.6 |
| Enterohemoragična Escherichia coli | 4.4 | 6 — 7 | 9 |
| Listeria monocytogenes | 4.39 | 7 | 9.4 |
| Salmonella spp. | 4.21 | 7 — 7.5 | 9.5 |
| Yersinia enterocolitica | 4.2 | 7.2 | 9.6 |
pH neutralno okruženje je optimalno za rast mikroorganizama, ali je rast moguć i u kiselijim sredinama. Većina mikroorganizama prestaje da raste na pH 5,0, neki mogu nastaviti da rastu na pH 4,6 ili čak 4,4. Istorijski gledano, pH 4,6 se smatrao donjom granicom za rast mikroorganizama, ali je poznato da neki mogu nastaviti rasti čak i pri pH 4,2
Primjena pH korekcije
Dakle, snižavanje pH je efikasan način očuvanja hrane i sprečavanja širenja mikroba, pa se pH merenje može koristiti kao kritična kontrolna tačka u planiranju HACCP-a.
Također, neki proizvođači mijenjaju pH proizvoda kako bi promijenili njegov okus - kiseljenjem ili zrenjem. Da bi se to postiglo, proizvod se podvrgava enzimskoj reakciji ili izlaganju kiselini (kao što je ocat) kako bi se stimulirala proizvodnja mliječne kiseline. Mnoge hemijske reakcije zavise od pH vrednosti i mogu se zaustaviti ili kontrolisati podešavanjem pH.
Kombinovani uticaj aktivnosti vode i pH vrednosti
Kombinacija faktora barijere kao što su pH i aktivnost vode omogućava efikasniju kontrolu širenja mikroorganizama. Štaviše, kombinovani efekat ovih barijera je veći od učinka svake od njih posebno. To znači da se rast mikroba može efikasno kontrolisati na nivoima aktivnosti vode ili pH koji bi se sami po sebi smatrali nesigurnim. Tabela u nastavku prikazuje kombinacije ovih indikatora koji se mogu koristiti za određivanje da li je potrebno pratiti dodatne parametre za sigurno skladištenje proizvoda (temperatura, vrijeme skladištenja).
Ova tabela je relevantna za proizvode koji su termički obrađeni prije pakiranja. Treba imati na umu da smanjenje aktivnosti vode i pH ne dovodi do smrti mikroorganizama, već samo do sprečavanja njihove reprodukcije do nivoa opasnih za ljude. Toplinska obrada ubija sve mikroorganizme osim sporogenih, pa se proizvod može pakovati na višim nivoima aktivnosti vode i pH - odgovarajuće vrijednosti 0,92 i 4,6 mogu se smatrati sigurnim.
| Vrijednost aktivnosti vode | pH: ne veći od 4,6 | pH: iznad 4,6 – 5,6 | pH: iznad 5,6 |
| ne veći od 0,92 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | |
| iznad 0,92 - 0,95 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | |
| iznad 0,95 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda |
Sljedeća tabela se odnosi na proizvode koji nisu kuhani ili su kuhani, ali nisu zapakirani.
| Vrijednost aktivnosti vode | pH: ispod 4,2 | pH: 4,2 – 4,6 | pH: iznad 4,6 – 5,0 | pH: iznad 5,0 |
| iznad 0,88 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi |
| iznad 0,88 - 0,90 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda |
| iznad 0,90 - 0,92 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda |
| iznad 0,92 | nisu potrebni posebni temperaturni i vremenski uslovi | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda | potrebna kontrola kvaliteta proizvoda |
Druga tabela prikazuje aktivnost vode i pH neke popularne hrane.
Aktivnost vode i pH uobičajene hrane
Konzervirane jagode imaju vrlo visoku aktivnost vode pri prilično niskom pH. Prisustvo limunske kiseline uzrokuje nizak pH, što pomaže u sprečavanju rasta mikroorganizama kada je aktivnost vode visoka. Senf također ima vrlo nizak pH i visok nivo aktivnosti vode. Sigurnost ovih proizvoda je zbog niskog pH, a ne visoke aktivnosti vode. Javorov sirup je bezbedan pri skoro neutralnom pH – ima puno šećera, što znači da će aktivnost vode biti niska.
Grafikon pokazuje da ne postoji direktna veza između aktivnosti vode i pH vrijednosti. Ako se u proizvod doda kiselina da snizi pH, to će na neki način utjecati na aktivnost vode, jer su kisele tvari obično polarne i prvenstveno reagiraju s vodom. Ali, naravno, smanjenje pH neće direktno dovesti do smanjenja aktivnosti vode.
Kako kontrolisati aktivnost vode
Najlakši način je sušiti ili peći (da biste to učinili ispravno, prvo morate razumjeti izotermu sorpcije - apsorpciju vlage) Također, aktivnost vode se može kontrolisati dodavanjem higroskopnih supstanci poput soli, šećera, visokofruktoznog kukuruznog sirupa, sorbitol ili maltodekstrin.
Kako kontrolisati pH
Najčešći način za snižavanje pH vrijednosti je fermentacija. U tom procesu “dobre” bakterije proizvode mliječnu kiselinu, koja snižava pH proizvoda i sprječava rast drugih mikroorganizama. Ovom metodom se proizvode kiseli, soljeni i fermentisani proizvodi, kao i sirove dimljene kobasice i masline. pH se takođe može smanjiti dodavanjem kiseline (sirćetne, mliječne, limunske) direktno u hranu ili dodavanjem sastojaka koji su prirodno kiseli, kao što je paradajz u sosu za špagete.
Naša kompanija nudi rješenja za jednostavno i brzo
