ТРИПСИН

ТРИПСИН - Один з основних ферментів травлення. Секретується підшлунковою залозою у вигляді неактивного попередника – трипсиногену, відноситься до пептид-гідролазів (КФ 3.4.21.4), гідролізує білки та пептиди. Поява активного Трипсину у тканині підшлункової залози (див.) одна із головних патогенетичних чинників розвитку гострого і хронічного панкреатиту (див.). Визначення активності Трипсину і деяких інших ферментів в дуоденальному вмісті використовується для оцінки функціонального стану підшлункової залози і служить для диференціальної діагностики панкреатиту. Застосування препарату трипсину в медицині як лікарський засіб засноване на здатності Т. вибірково руйнувати некротизовані тканини, розріджувати мокротиння та інші в'язкі секрети, ексудат, згустки крові, а також на його протизапальній та протинабряковій дії та на здатності цього ферменту знижувати резистентність гнійної мікрофлори до антибіотиків. У зв'язку із цим трипсин прискорює процес регенерації гнійних ран. При патологічному скороченні зовнішньосекреторної функції підшлункової залози трипсин у складі панкреатину використовують для замісної терапії. Ключове становище Т. в системі травних ферментів пояснюється тим, що він не тільки бере участь у розщепленні харчових білків, а й активує всі проферменти, що утворюються у підшлунковій залозі, т.е. е. трипсиноген, хімотрипсиногени А і В, прокарбоксипептидази А і В, проеластазу, профосфоліпазу. При попаданні в кров'яне русло та недостатності відповідних інгібіторів Т.може активувати фактор Хагемана, плазміноген, пре-каллікреїн та запускати т.д. о. каскад реакцій системи згортання крові (див. Згортаюча система крові ) , фібриноліптичної ( див. Фібриноліз ) і кінінової ( див. Кініни ) систем .

Трипсин було відкрито 1857 р. Ж. Корвізаром, а 1867 р. Кюне (W. Kuhne) було запропоновано назву "трипсин". У 1931 р. Нортропом (J. Н. Northrop) та ін. фермент було отримано у кристалічному вигляді.

Трипсин виявлено у хребетних тварин; фермент, аналогічний Т., знайдений у деяких безхребетних, мікроорганізмів і вищих рослин. У підшлунковій залозі людини і ряду ссавців виявлено так зв. аніонні Т., але властивостями схожі на Т., але ізо-електрична точка цих ферментів знаходиться при більш низьких значеннях pH. Поруч із пептидними зв'язками Т. розщеплює також складноефірні та амідні зв'язки, каталізує реакцію транспептидування. Фермент характеризується вузькою субстратною специфічністю та вибірково гідролізує зв'язки, утворені карбоксильними (COOH-) групами основних амінокислот аргініну (див.) та лізину (див.). Оптимальні значення рн для дії Т. 7,8-8,0.

Мовляв. вага (маса) Т. великої рогатої худоби дорівнює 23800; ізоелектрична точка знаходиться при pH 10,5. Молекула Т складається з одного поліпептидного ланцюга, побудованого з 223 амінокислотних залишків і містить 6 дисульфідних зв'язків. Третинна структура Т. також встановлено. Т. відноситься до підкласу серинових протеїназ, активний центр ферменту входять залишки серину (див.), гістидину (див.) і аспарагінової кислоти (див.) в положенні 183, 46 і 89 відповідно. Висока специфіка Т. визначається присутністю в субстратзв'язувальній ділянці активного центру залишку аспарагінової к-ти в положенні 177.

Активність Т.пригнічується діізопропілфторфосфатом, фенілметилсульфонілфторидом, хлорметилкетоном N-тозил-L-лізину, лейпептином, деякими металами, 4-амінобензамідином та ін., а також великим числом природних білкових інгібіторів, званих іноді в мікроорганізмів і оберігають їх від руйнування Т. Основними інгібіторами Т. у плазмі крові є альфа-1-протеїназний інгібітор (альфа-1-антитрипен), альфа-2-макроглобулін та інтер-альфа-інгібітор Т. У підшлунковій залозі містяться два ., один з яких брало секретується в дванадцятипалу кишку разом з трипсиногеном і оберігає його від передчасної активації. см.) - використовують у медичній практиці як лікувальних засобів. З дефіцитом або дефектом деяких інгібіторів Т. (напр., альфа-1-протеиназного інгібітора) пов'язано розвиток низки патол.

Т. синтезується бета-клітинами підшлункової залози у вигляді неактивного проферменту трипсиногену (застаріла і рідко зустрічається назва - претрипсин), який в кишечнику перетворюється на Т. під впливом ферменту ентерокінази (див.), а також самого Т. У процесі активації від N-кінцевої ділянки трипсиногену відщеплюється гексапептид. зв. бета-трипсин, який в результаті гідролізу ще одного пептидного зв'язку перетворюється на альфа-трипсин, що складається з двох пептидних ланцюгів.Іони Ca 2+ сприяють активації трипсиногену та стабілізують Т., оберігаючи його від аутолізу. У лужному середовищі Т. незворотно денатурується, у кислому середовищі він стабільний. Т. термостійкий: активність ферменту зберігається після кип'ятіння в 0,01 М соляної кислоти.

Т., що отримується з підшлункової залози, очищають за допомогою хроматографії (див.).

Для визначення активності Т. запропоновано численні методи. Широкого поширення набули метод Кунітца, заснований на розщепленні Т. казеїну (див. Казеїни) з наступним визначенням в безбілковому фільтраті вмісту тирозину (см.), і метод Ерлангера, в основі якого лежить застосування синтетичного субстрату n-нітроаніліду N-бензотлm-D, L-аргініну (БАПН). Часто визначення активності Т. використовують контрольований спектрофотометрично гідроліз ефірів N-заміщеного L-аргніну. Активність Т., визначена цим методом у дуоденальному вмісті людини, отриманому тонким зондом, натщесерце, без застосування спеціальних подразників, в нормі становить 100-150 міліодиниць (за одиницю активності ферменту приймають таку його активність, при якій відбувається розщеплення 1 мкм) 1 хв.). При гострому і хронічному панкреатиті в результаті затримки виділення секрету відбувається внутрішньоорганна активація панкреатичних ферментів і, в першу чергу, трипсину, який активує потім інші проферменти; це, зрештою, призводить до аутолізу паренхіми залози.

Трипсин як препарат

Як препарат у мед. практиці використовується гол. обр. Т. кристалічний, що отримується з підшлункової залози великої рогатої худоби. З іншого боку, Т. разом із хімотрипсином (див.) входить до складу препаратів панкреатину та хімопсину (див.).

Трипсин кристалічний (Trypsinum crystallisatum) являє собою порошок, білий або з легким жовтуватим відтінком, без запаху. препарат швидко руйнується.

У хірургії Т. кристалічний використовують для лікування гнійних і довго не загоюються ран (див. рани, поранення), остеомієліту (див.), трофічних виразок (див.) і опіків (див.). застосовують місцево та внутрішньом'язово. Місцево препарат використовують у вигляді 1-2,5% розчинів в ізотонічному розчині натрію. хлориду для змочування марлевих тампонів, що вводяться в рану. При наявності рідкого гнійного відокремлюваного препарату можна вводити в рану у вигляді порошку (від 0,03 до 0,2 г). на день, дітям по 0,0025 г 1 раз на день. Введенням препарат розчиняють у 1-2 мл стерильного ізотонічного розчину натрію хлориду або 0,5-2% розчину новокаїну. необхідності широко проводити пластичні операції. При лікуванні хронів. місцево, а також використовують його розчини для промивання кісткових порожнин і свищів.

Лікування трофічних виразок і тривало не гояться ран із застосуванням Т. проводять за тією ж методикою, що і лікування гнійних ран. до 10 днів.

При гнійних захворюваннях легень розчини Т.вводять інгаляційно (0,005-0,01 г препарату в 2-3 мл ізотонічного розчину натрію хлориду) і внутрішньом'язово, а при необхідності - шляхом ендотрахеального вливання (0,025-0,05 г препарату в 2-5 мл ізотонічного розчину натрію) хлориду). Т. як відхаркувальний засіб (див.) прямого типу дії призначають зазвичай в інгаляціях і іноді внутрішньом'язово при бронхітах, пневмоніях та інших захворюваннях легень, що протікають з утворенням в'язкої мокротиння, що важко відокремлюється. При плевритах та емпіємі плеври інтраплеврально 1 раз на добу вводять по 0,01-0,02 г препарату, розчиненого в 20-50 мл ізотонічного розчину натрію хлориду.

Іноді Т. використовують у комплексній терапії тромбофлебітів разом з антикоагулянтами, з цією метою його призначають внутрішньом'язово у зазначених вище дозах.

При пародонтозі (див.) і пародонтиті на додаток до внутрішньом'язових ін'єкцій препарат вводять поднадкостнічно (в ділянку ураження).

У офтальмології Т. кристалічний призначають внутрішньом'язово та місцево (у вигляді очних крапель та ванн) при іритах, іридоциклітах (див.), крововиливі в передню камеру ока, посттравматичному та післяопераційному набряку навколоочних тканин. Для ванн використовують 0,2% розчини препарату, а в якості очних крапель - 0,25-1% розчини, які призначають по 3-4 рази на день протягом 2-3 днів.

Для внутрішньом'язового введення застосовують лише Т. кристалічний. Для місцевого застосування, крім нього, може використовуватися також Т. аморфний.

Побічна дія Т. проявляється неоднаково залежно від шляхів запровадження. Так, після внутрішньом'язового введення він може викликати місцеву болючість та гіперемію. Після інгаляцій Т. можлива поява ознак подразнення верхніх дихальних шляхів (захриплість голосу та ін.).При парентеральному застосуванні Т. може спричиняти алергічні реакції, тахікардію та лихоманку. При виникненні алергічних реакцій використовують антигістамінні речовини (див.).

Препарат протипоказаний при серцевій недостатності, декомпенсованих формах туберкульозу легень, емфіземі легень з дихальною недостатністю, цирозі печінки, вірусному гепатиті, панкреатиті, захворюваннях нирок та геморагічних діатезах.

Форма випуску: ампули або флакони, що містять по 0,005 і 0,01 г кристалічного кристала. Тримають.

Бібліогр.: Антонов Ст К. Хімія протеолізу, М., 1983; Богуш Л. К. і Шварцман Л. Я. Застосування протеолітичних ферментів при туберкульозі легень, М., 1970; Київ, 1971; Гейтман І. Я., Кардаш Б. Е. і Ківман Г. Я. Зміна факторів гемокоагуляції під впливом екзогенних протеїназ, пробл. с. 421, М., 1978; засоби, ч. 2, с. 20, М., 1977; Мосолов В. В. Протеолітичні ферменти, М., 1971; , 1950; Стручков В. І. та ін. Протеолітичні ферменти в гнійній хірургії, M, 1970; Ферменти в оториноларінгології, під ред. Further observations on trypsinogen deficiency disease, ibid., v.

Л. А.Лапша; Ст. До. Муратов (Фарм.).

Сік підшлункової залози

Підшлункова залоза - Друга за величиною заліза травної системи, її маса 60-100 г, довжина 15-22 см.

Заліза має сірувато-червоний колір, дольчаста, простягається в поперечному напрямку від 12-палої кишки до селезінки. Її широка головка розташовується усередині підкови, утвореної 12-палої кишкою. Заліза вкрита тонкою сполучною капсулою.

Підшлункова залоза, по суті, складається з двох залоз: екзокринної та ендокринної. Екзокринна частина залози виробляє у людини протягом доби 500-700 мл панкреатичного соку, який містить ферменти, що беруть участь у перетравленні білків, жирів та вуглеводів. Ендокринна частина підшлункової залози продукує гормони, що регулюють вуглеводний та жировий обмін (інсуліни, глюкагон, соматостатин та ін.).

Екзокринна частина підшлункової залози є складною альвеолярно-трубчастою залозою, розділеною на часточки дуже тонкими сполучними міждольковими перегородками, що відходять від капсули. У часточках тісно лежать ацинуси, утворені ациноцитами (клітини підшлункової залози). Клітини тісно стикаються одна з одною.

Ацинус із вставною протокою є структурно-функціональною одиницею екзокринної частини підшлункової залози. Секрет надходить у просвіт ацинусу. Зі вставкових проток секрет надходить у внутрішньодолькові протоки. Оточені пухкою сполучною тканиною внутрішньодолькові протоки впадають у міждолькові, які впадають у головну протоку підшлункової залози і, з'єднуючись із загальною жовчною протокою, впадають у просвіт 12-палої кишки.

Ендокринна частина підшлункової залози утворена групами клітин - панкреатичними острівцями.Кількість панкреатичних острівців у дорослої людини коливається від 1 до 2 млн. Функцію ендокринної частини підшлункової залози описано в розділі «Ендокринна система».

Освіта, склад та властивості соку підшлункової залози

Підшлункова залоза людини натщесерце виділяє невелику кількість секрету. При надходженні харчового вмісту зі шлунка до 12-палої кишки підшлункова залоза людини виділяє сік із середньою швидкістю 4,7 мл/хв. За добу виділяється 15-25 л соку складного складу.

Сік є безбарвною прозорою рідиною із середнім вмістом води 987 г/л. Сік підшлункової залози лужної реакції (рН = 75-88). Сік підшлункової залози бере участь у нейтралізації та олужуванні кислого харчового вмісту шлунка в 12-палій кишці, багатий ферментами, які перетравлюють всі види поживних речовин.

Таблиця. Основні компоненти секрету підшлункової залози

Показники

Характеристика

НСО - ₃ - до 150 ммоль/л, а також Са 2+, Mg 2+, Zn 2+, НРО₄ 2- , SO₄ 2-

Трипсин, хімотрипсин, карбоксипептидаза А та В, еластаза

Ліпаза, фосфоліпаза, холестероліпаза, лецитиназа

Секреція соку підшлункової залози різко посилюється через 2-3 хв після їди і триває 6-14 год. Від кількості і якості їжі залежить обсяг, склад соку, що виділяється, динаміка виділення. Чим вище кислотність харчового вмісту шлунка, що надходить у 12-палу кишку, тим більше виділяється соку підшлункової залози.

Фази секреції підшлункової залози

Секреція підшлункової залози при стимуляції її прийомом їжі має характерну динаміку та проходить кілька фаз.

Перша, або мозкова, фаза секреції обумовлена ​​видом, запахом їжі та іншими подразниками, пов'язаними з прийомом їжі (умовно-рефлекторні подразнення), а також впливами на рецептори слизової оболонки рота, жуванням та ковтанням (безумовно-рефлекторні подразнення). Нервові імпульси, що виникають у рецепторах, досягають довгастого мозку і потім по волокнах блукаючого нерва надходять до залози і викликають її секрецію.

Друга, або підшлуночкова, фаза характеризується тим, що секреція залози стимулюється та підтримується рефлексами з механо- та хеморецепторів шлунка.

З переходом шлункового вмісту в 12-палу кишку починається третя, або кишкова, фаза секреції, пов'язана з дією на слизову оболонку 12-палої кишки її кислого вмісту. Механізм секреції спрямований термінову адаптацію секреції ферментів підшлункової залози до виду прийнятої їжі. Прийом їжі викликає збільшення виділення всіх ферментів у складі соку, але для різних видів їжі це збільшення виражено різною мірою. Їжа з великим вмістом вуглеводів викликає збільшення в соку амілазів (ферментів, що розщеплюють вуглеводи), білків - трипсину та тринсиногену, жирної їжі - ліпази, тобто. підшлункова залоза синтезує і секретизує більше ферменту, який гідролізує переважаючі в раціоні поживні речовини.

Травлення в тонкій кишці

Травлення в тонкому кишечнику (дванадцятипалій, худій і здухвинній кишках) забезпечує гідроліз більшості компонентів їжі до утворення мономерів, у формі яких поживні речовини можуть всмоктуватися з кишечника в кров та лімфу. Травлення в ньому здійснюється під дією ферментів соку підшлункової залози в порожнині кишечника.порожнинне травлення) і під дією ферментів, фіксованих на мікроворсинках та нитках глікокаліксу (пристінне травлення). Частина цих ферментів продукується підшлунковою залозою, а частина - залозами кишкової стінки. Заключною стадією травлення у тонкому кишечнику є травлення на мембранах епітеліальних клітин кишечника (мембранне травлення), що здійснюється під дією ферментів залоз кишкової стінки та пов'язане з процесами всмоктування поживних речовин.

Основна роль перетравленні їжі в тонкому кишечнику належить процесам, які у дванадцятипалої кишці. Кислий хімус, що надійшов до неї зі шлунка, представлений залишками механічно обробленої та частково перетравленої їжі. У його складі є неперетравлені жири у вигляді тригліцеридів, ефірів холестеролу, фосфоліпідів; частково перетравлені до поліпептидів та олігопептидів білки; частково перетравлені та неперетравлені вуглеводи у вигляді крохмалю, глікогену, клітковини, а також нуклеїнові кислоти та інші органічні та неорганічні речовини. Таким чином, для їх перетравлення травні залози повинні продукувати великий набір різноманітних ферментів і в кишечнику повинні бути створені оптимальні умови для їх активності.

Створення таких умов починається з того, що хімус поступово нейтралізується бікарбонатами соків підшлункової залози, кишки та жовчю. Дія пепсину в дванадцятипалій кишці припиняється, так як рН її вмісту зміщується у бік лужного середовища, досягаючи 8,5 (вагається від 4 до 8,5). Бікарбонати, інші речовини неорганічної природи та вода виділяються до складу соку підшлункової залози епітеліальними клітинами канальців та проток залози.Виділення бікарбонатів залежить від рН вмісту кишки і чим вища його кислотність, тим більше виділяється лужних продуктів, уповільнюється евакуація хімуса в худу кишку.

Ферменти соку підшлункової залози утворюються епітелієм ацинусів залози. Їх освіта залежить від характеру їжі і дії різноманітних регуляторних механізмів.

Секреція соку підшлункової залози та її регуляція

Сік підшлункової залози є прозорою безбарвною рідиною, містить багато бікарбонатів, а також хлоридів, солей калію, натрію, кальцію, магнію, невелику кількість сульфатів і фосфатів. У соку багато білків, 90% яких - ферменти, що розщеплюють білки, жири та вуглеводи. За добу виділяється 15-25 л соку. Вміст електролітів у соку підшлункової залози, так само як у слині та шлунковому соку, залежить від швидкості його секреції. При збільшенні швидкості підвищується вміст NaHCO₃при зниженні зростає концентрація NaCI.

Основні протеолітичні ферменти панкреатичного соку секретуються як зимогенов, тобто. у неактивному стані. Це трипсиноген, хімотрипсиноген, проеластаза, прокарбоксипептидази А і В. Фізіологічним активатором трипсиногену та перетворення його на трипсин є ентерокіназа (ендопептидаза), що виробляється слизової дванадцятипалої кишки. Подальше утворення трипсину йде аутокаталітично. Трипсин активує утворення з неактивних форм хімотрипсину, еластази, карбоксипептидаз А та В, а також процес вивільнення ентерокінази. Трипсин, хімотрипсин та еластаза є ендопептидазами. Вони розщеплюють білки та високомолекулярні поліпептиди до низькомолекулярних пептидів та амінокислот. Карбоксипептидази А та В (екзопептидази) розщеплюють пептиди до амінокислот.

Таблиця.Гідролітична дія ферментів підшлункової залози

Фермент

Ділянка гідролізу

Протеолітичні

Внутрішні пептидні зв'язки між сусідніми амінокислотними залишками

Пептидні зв'язки між залишками основних амінокислот

Пептидні зв'язки між залишками ароматичних амінокислот, залишками гідрофобних амінокислот в еластині, кінцеві пептидні зв'язки

Каталізують відщеплення амінокислотних залишків з амінного чи карбоксильного кінця молекули білка чи пептиду.

Карбоксипептидази А та В

СООН-кінець (А/В - неосновні/основні амінокислоти)

Амілолітичні

а-1,4-глікозидні зв'язки в полімерах глюкози

Ліполітичні

Ефірні зв'язки в положеннях 1 та 3 тригліцеридів

Ефірні зв'язки у положенні 2 фосфогліцеридів

Ефірні зв'язки в ефірах холестеролу

Нуклеотичні

Фосфодіефірні зв'язки між нуклеотидами у рибонуклеїнових кислотах

Активні форми пептидаз утворюються у просвіті кишечника, що запобігає можливості розщеплення ними білкових компонентів клітин самої підшлункової залози. Активацію ферментів в ацинусах і протоках залози запобігає інгібітору трипсину, що утворюється ацинарними клітинами одночасно з утворенням ферментів.

При розвитку запальних процесів у підшлунковій залозі (панкреатиті) може відбутися внутрішньозалізиста активація її протеолітичних ферментів, що супроводжується руйнуванням структурних білків залози та її некрозом. Це зумовлює тяжкість захворювання на панкреатит і високий ризик розвитку ускладнень.

Мал. Активація протеолітичних ферментів підшлункової залози

Панкреатичний сік містить а-амілазу, яка секретується ацинарними клітинами в активному стані та розщеплює полісахариди до ді- та моносахаридів.

У гідролізі жирів беруть участь кілька ферментів соку підшлункової залози:

• панкреатична ліпаза, що секретується в активній формі та розщеплює тригліцериди до моногліцеридів та вільних жирних кислот;
• холестеролестераза, що розщеплює ефіри холестеролу до холестеролу та жирної кислоти;
• панкреатична фосфоліпаза А₂яка утворюється зі свого попередника профосфоліпази під дією трипсину і гідролізує фосфоліпіди.

У складі соку є також рибо-і дезоксирибонуклеаза, що продукуються в активному стані і розщеплюють РНК та ДНК до нуклеотидів.

Регуляція секреції соку підшлункової залози

Секреція соку підшлункової залози регулюється нервовими та гуморальними механізмами. Вона різко збільшується під час їди. Підвищення тонусу парасимпатичної нервової системи супроводжується стимуляцією утворення соку, симпатичною — гальмуванням, проте посилюється синтез ферментів ацинарними клітинами.

Секретин, що вивільняється S-клітинами дванадцятипалої кишки, є потужним стимулятором утворення соку, багатого бікарбонатами, але з низьким вмістом ферментів. Холецистокінін, що вивільняється ССК-клітинами слизової дванадцятипалої кишки, також стимулює утворення соку, збагаченого ферментами за рахунок збільшення їх синтезу ацинарними клітинами залози. Обидва гормони виділяються при евакуації кислого хімусу в дванадцятипалу кишку. Секреція соку підшлунковою залозою посилюється гастрином, серотоніном, інсуліном, бомбезином, солями жовчних кислот, а гальмується глюкагоном, соматостатином, вазопресином, АКТГ, енкефалінами, гастроінгібірующим пептидом та деякими іншими.

Фази секреції соку підшлункової залози ті, що секреції шлункового соку: складнорефлекторна, протягом якої забезпечується секреція близько 20% соку від всієї секреції; шлункова - 5-10% соку; кишкова – 75-80% соку. Складнорефлекторна (мозкова) фаза забезпечується умовно-рефлекторними та безумовно-рефлекторними механізмами. При дії їжі на рецептори слизової оболонки рота аферентна імпульсація слід у довгастий мозок до нейронів ядра блукаючого нерва, потім еферентні імпульси посилюють вивільнення із закінчень постгангліонарних волокон ацетилхоліну, який стимулює секрецію соку, багатого Під час шлункової фази виділення соку стимулюється рефлекторно після подразнення механо- і хеморецепторів шлунка хімусом, а також гастрином, що при цьому вивільняється гормоном. У цю фазу також секретується багато ферментів. У кишкову фазу секреція соку стимулюється рефлекторно, але провідного значення набувають ефекти вивільняються при дії кислого хімусу шлунка на слизову оболонку дванадцятипалої кишки гормонів секретину і ХЦК, які визначають співвідношення в соку ферментів і бікарбонатів.

Таблиця. Регуляція секреції підшлункової залози

Активатори

Інгібітори