Baltymų virškinimas

Baltymų virškinimas – procesas vykstantis virškinamajame trakte, kurio metu, veikiant specifinėms peptidazėms (proteazėms) yra hidrolizuojami peptidiniai ryšiai esantys baltymuose iki monomerų – aminorūgščių.

Baltymų virškinimo bendri dėsningumai 
Baltymai pradedami virškinti skrandyje. Toliau virškinimas tęsiamas plonojoje žarnoje ir baigiamas ant plonosios žarnos gaurelių. Storojoje žarnoje nesuvirškintus baltymus baigia skaidyti žarnyno mikroflora. Fermentai, skaidantys baltymus yra vadinami proteoliziniais. Endopeptidazės skelia peptidinį ryšį molekulės viduje, egzopeptidazės – atskelia galines amino rūgštis.

Baltymus virškinantys organai/liaukos

1.lnt.

Virškinimas skrandyje (Gaster) 
HCl denatūruoja maisto baltymus, sudaro optimalų pH pepsinui. Skrandžio proteazės priklauso hidrolazių klasei: pepsinas, gastriksinas ir reninas. Fermentų aktyvumas didžiausias, kai pH 1-5.

 Pepsinas – svarbiausia proteazė, endopeptidazė. Hidrolizuoja peptidinius ryšius, kuriuos sudarant dalyvauja aromatinių a. r. (Tyr, Phe, Trp) aminogrupės ir dikarboksiamino rūgštys – (Glu). Pepsinas susidaro iš pepsinogeno, kurį išskiria pagrindinės skrandžio ląstelės. Pepsinogenas patvarus neutraliuose ir silpnai šarminiuose tirpaluose, būdinga autokatalizė.
 Gastriksinas – susidaro iš pepsinogeno. Veikimas toks pat, kaip ir pepsino. Veikia vidutiniškai rūgščioje terpėje.
 Reninas – pieną sutraukiantis fermentas, susidarantis iš prorenino. Svarbus naujagimių mitybai. Jei jo trūksta, pienas greitai pašalinamas iš skrandžio. Suaugę renino turi mažai arba neturi visai.

Iš skrandžio apvirškinti baltymai – polipeptidai patenka į plonąjį žarnyną, toliau jų hidrolizę atlieka kasos ir žarnyno proteazės.

Virškinimas plonajame žarnyne (Intestinum tenue) 
Plonojoje žarnoje baltymų virškinimas vyksta trimis lygiais:
 ertminiu (fermentai žarnų sultyse)
 membraniniu (fermentai prie gaurelio membranos)
 ląsteliniu (fermentai pačiame enterocite)
Kasos sekretuojami fermentai, neaktyvūs, yra išskiriami į dvylikapirštę žarną, kurioje yra suaktyvinami. Kasos fermentai yra: tripsinas, chimotripsinas, karboksipeptidazės ir elastazė.

 Tripsinas – patenka į dvylikapirštę žarną iš kasos, kaip tripsinogenas. Jį aktyvina plonosios žarnos viršutinėje dalyje sintetinama enterokinazė, kuri nuo tripsinogeno N galo atskelia rūgštųjį heksapeptidą. Tripsinas hidrolizuoja peptidinius ryšius, kuriuos sudarant dalyvauja Lys ir Arg karboksigrupės. Šis fermentas dalyvauja ertminiame virškinime.
 Chimotripsinas – kasa sintetina neaktyvų chimotripsinogeną. Aktyvinimas vyksta veikiant tripsinui ir autokatalizės mechanizmui. Chimotripsinas aktyviausiai hidrolizuoja peptidinius ryšius, kuriuos sudarant dalyvauja Phe, Tyr, Trp karboksigrupės. Dalyvauja ertminiame virškinime.
 Karboksipeptidazės – sintetinamos kasoje, kaip neaktyvios prokarboksipeptidazės A ir B. Aktyvina tripsinas iki karboksipeptidazių. Šie fermentai yra egzopeptidazės, kurios atskelia po vieną a.r nuo C galo. Karboksipeptidazė A atskelia aromatines a.r, o karboksipeptidazė B – šarmines diamino rūgštis. Dalyvauja ertminiame virškinime.
 Elastazė – sintetinama kasoje, kaip proelastazė. Aktyvina tripsinas. Elastazė – endopeptidazė, skaido jungiamojo audinio baltymą elastiną, turintį daug Gly ir Ser. Geriausiai hidrolizuoja tuos peptidinius ryšius, kuriuos sudarant dalyvauja trumpą grandinę turinčios hidrofobinės amino rūgštys (Gly, Ala, Ser). Dalyvauja ertminiame virškinime.
 Aminopeptidazės – sekretuojamos plonosios žarnos. Atskelia galinę a.r nuo N galo. Šie fermentai dalyvauja membraniniame virškinime.

Ant plonosios žarnos gaurelių vyksta membraninis virškinimas ir rezorbcija. Membraninis virškinimas vyksta sterilioje terpėje, nes mikroorganizmai yra per dideli, kad patektų tarp žarnyno kutikulės ir mikrogaurelių. Plonosios žarnos liaukinės ląstelės išskiria aminopeptidazes ir dipeptidazes. Šios peptidazės priskiriamos egzopeptidazių grupei.

Amino rūgščių rezorbcija 
Iš plonosios žarnos spindžio amino rūgštys rezorbuojamos į enterocitų vidų, po to į kraują. Rezorbuojama apie 98% amino rūgščių. Per žarnyno gleivinę į ląsteles amino rūgštis perneša baltyminiai nešikliai kartu su Na+ jonais (per mukozinę plazminę membraną). Per šią membraną amino rūgščių pernaša gali vykti palengvintos difuzijos būdu. Amino rūgščių pernaša per žarnyno sienelę nuo jos gleivinės mukozinio paviršiaus iki serozinio paviršiaus yra aktyvi, tam yra reikalinga E (energija). Na+ aktyvios pernašos būdu patenka į enterocitų vidų kartu su amino rūgštimis. Iš ląstelių jie pašalinami per Na+/K±ATPazę, o amino rūgštys lieka ląstelės viduje. Egzistuoja keletas amino rūgštims specialių pernašos sistemų, priklausančių nuo pernašos baltymų:
 Alifatinių a. r. pernašos sistema
 Ciklinių a. r.
 Bazinių
 Rūgštinių
 Prolino pernašos sistema

Procesai storojoje žarnoje 
Storajame žarnyne nesuvirškintas maistas beveik neskaidomas, nes storoji žarna neturi gaurelių, joje nevyksta membraninis virškinimas. Čia nedaug fermentų, o su maistu patekusius plonosios žarnos fermentus suskaido mikroflora. Storajame žarnyne intensyviai vyksta baltymų puvimo ir rūgimo procesai. Puvimo metu vyksta a.r dekarboksilinimas ir deamininimas. Dekarboksilinimo metu susidaro kai kurie toksiški aminai, pvz.: putrescinas, kadaverinas – ptoaminai. Rezorbavęsi ptoaminai gali sukelti parezes, traukulius, aritmijas, mažinti kraujospūdį. Ptoaminai paprastai susidaro pūvant lavonams, todėl jie dar vadinami lavonų nuodais. Analogiškai gali susidaryti ir kiti aminai: iš tirozino – tiraminas; iš histidino – histaminas ir t. t. Taip pat dekarboksilinimo metu susidaro biologiškai aktyvūs aminai svarbūs alerginėms, širdies, nervų sistemoms bei ligų diagnostikoje.

Literatūra 
 Biochemija: bendrasis vadovėlis / Antanas Praškevičius, Laima Ivanovienė, Natalija Stasiūnienė. – Kaunas: Kauno medicinos universiteto leidykla, 2003. – 829 p.

Nuorodos 
 http://www.slideshare.net/vilmagumm/virskinimas
 http://www.mokslobaze.lt/paieska/baltymu-virskinimas-ir-isiurbimas

Baltymai