Jakýkoli živý organismus se živí biopotravou, která se ničí v trávicím systému a podílí se na buněčném metabolismu. A pro látku, jako je protein, trávení znamená úplný rozklad na monomery, z nichž se skládá. To znamená, že hlavním úkolem trávicího systému je destrukce sekundární, terciární nebo doménové struktury molekuly a následně eliminace aminokyselin. Později budou proteinové monomery přenášeny oběhovým systémem do buněk těla, kde budou syntetizovány nové molekuly proteinů nezbytné pro život.
Enzymatické trávení bílkovin
Protein je komplexní makromolekula, příklad biopolymeru sestávajícího z mnoha aminokyselin. A některé proteinové molekuly se skládají nejen ze zbytků aminokyselin, ale také ze sacharidových nebo lipidových struktur. Enzymatické nebo transportní proteiny mohou dokonce obsahovat kovový iont. Častěji než ostatní jsou bílkoviny přítomny v potravináchmolekuly nalezené ve zvířecím mase. Jsou to také složité fibrilární molekuly s dlouhým řetězcem aminokyselin.
Pro rozklad bílkovin v trávicím systému existuje soubor enzymů proteolýzy. Jedná se o pepsin, trypsin, chemotrypsin, elastázu, gastrixin, chymosin. Ke konečnému trávení bílkovin dochází v tenkém střevě působením peptidových hydroláz a dipeptidáz. Jedná se o skupinu enzymů, které štěpí peptidovou vazbu v přísně specifických aminokyselinách. To znamená, že jeden enzym je potřeba k přerušení peptidové vazby mezi zbytky aminokyseliny serin a další je potřeba ke štěpení vazby tvořené threoninem.
Enzymy trávení bílkovin se dělí na typy v závislosti na struktuře jejich aktivního centra. Jedná se o serin, threonin, aspartyl, glutamin a cysteinové proteázy. Ve struktuře svého aktivního centra obsahují specifickou aminokyselinu, která jim dala jméno.
Co se stane s bílkovinami v žaludku?
Mnoho lidí mylně říká, že žaludek je hlavním orgánem trávení. To je běžná mylná představa, protože trávení potravy je částečně pozorováno již v ústní dutině, kde je zničena malá část sacharidů. Zde dochází k částečné absorpci. Ale hlavní procesy trávení probíhají v tenkém střevě. Zároveň i přes přítomnost pepsinu, chymosinu, gastrixinu a kyseliny chlorovodíkové nedochází k trávení bílkovin v žaludku. Tyto látky působí působením proteolytického enzymu pepsinu a kyseliny chlorovodíkovédenaturace, to znamená, že ztrácejí svou zvláštní prostorovou strukturu. Chymosin také sráží mléčnou bílkovinu.
Pokud vyjádříme proces trávení bílkovin v procentech, pak přibližně 10 % destrukce každé molekuly bílkovin probíhá v žaludku. To znamená, že v žaludku se ani jedna aminokyselina neodtrhne od makromolekuly a nevstřebá se do krve. Protein pouze bobtná a denaturuje, aby se zvýšil počet dostupných míst pro práci proteolytických enzymů v duodenu. To znamená, že působením pepsinu molekula proteinu zvětší svůj objem, čímž se obnaží více peptidových vazeb, které jsou následně spojeny proteolytickými enzymy pankreatické šťávy.
Trávení bílkovin v duodenu
Poté, co žaludek vstupuje do dvanáctníku zpracovaná a pečlivě namletá potrava, smíchaná se žaludeční šťávou a připravená pro další fáze trávení. Jedná se o úsek trávicího traktu, který se nachází na samém začátku tenkého střeva. Zde dochází k dalšímu štěpení molekul působením pankreatických enzymů. Jedná se o agresivnější a aktivnější látky schopné rozdrtit dlouhý polypeptidový řetězec.
Působením trypsinu, elastázy, chymotrypsinu, karboxypeptidáz A a B se molekula proteinu rozštěpí na mnoho menších řetězců. Ve skutečnosti po průchodu duodenem trávení bílkovin ve střevě teprve začíná. A pokudvyjádřeno v procentech, pak po zpracování potravinového bolusu pankreatickou šťávou jsou bílkoviny stráveny asi z 30-35%. Jejich kompletní „demontáž“na jejich základní monomery bude provedena v tenkém střevě.
Výsledky trávení pankreatických bílkovin
Trávení bílkovin v žaludku a dvanáctníku je přípravným krokem, který je nutný k rozkladu makromolekul. Pokud se do žaludku dostane protein o délce řetězce 1000 aminokyselin, pak výstupem z dvanáctníku bude např. 100 molekul po 10 aminokyselinách. Toto je hypotetický údaj, protože endopeptidázy uvedené výše nerozdělují molekulu na stejné části. Výsledná hmota bude obsahovat molekuly s délkou řetězce 20 aminokyselin a 10 a 5. To znamená, že proces drcení je chaotický. Jeho cílem je maximálně zjednodušit práci exopeptidáz v tenkém střevě.
Trávení v tenkém střevě
Pro každý protein s vysokou molekulovou hmotností je trávením jeho úplné zničení na monomery, které tvoří primární strukturu. A v tenkém střevě se působením exopeptidáz dosahuje rozkladu oligopeptidů na jednotlivé aminokyseliny. Oligopeptidy jsou výše uvedené zbytky velké proteinové molekuly, skládající se z malého počtu aminokyselin. Jejich štěpení je z hlediska energetických nákladů srovnatelné se syntézou. Proto je trávení bílkovin a sacharidů energeticky náročný proces, stejně jako samotná absorpce výsledných aminokyselin epiteliálními buňkami.
Stěnatrávení
Trávení v tenkém střevě se nazývá parietální, protože probíhá na klcích – záhybech střevního epitelu, kde se koncentrují enzymy exopeptidázy. Navážou se na molekulu oligopeptidu a hydrolyzují peptidovou vazbu. Každý typ aminokyseliny má svůj vlastní enzym. To znamená, že k přerušení vazby tvořené alaninem potřebujete enzym alanin-aminopeptidáza, glycin - glycin-aminopeptidáza, leucin - leucin-aminopetidáza.
Z tohoto důvodu trvá trávení bílkovin dlouho a vyžaduje velké množství různých typů trávicích enzymů. Za jejich syntézu je zodpovědná slinivka břišní. Jeho funkce je ovlivněna u pacientů, kteří zneužívají alkohol. Ale normalizovat nedostatek enzymů užíváním farmakologických přípravků je téměř nemožné.
