هضم و جذب پروتئین ها

مراحل هضم و جذب پروتئین ها چگونه است؟

در این مقاله در ادامه مقاله قبل که در خصوص هضم و جذب کربوهیدرات‌ها صحبت کردیم به پروتئین ها می پردازیم.

در حالت کلی، پروتئین‌های حیوانی باکفایت بیشتری در مقایسه با پروتئین‌های گیاهی هضم و جذب می‌شوند. اما فیزیولوژی دستگاه گوارش انسان اجازه هضم و جذب مؤثرتر مقدار زیادی از منابع پروتئین بلع شده را می‌دهد.

شروع هضم پروتئین از معده

هضم پروتئین‌ها در معده آغاز می‌شود و در آنجا پروتئین‌ها به پروتئوزها، پیتون ها و پلی پپتیدهای بزرگ شکسته می‌شوند.

پپسین در روده هضم پروتئین را ادامه می‌دهد

پپسینوژن غیرفعال پس از تماس با اسید هیدروکلریک و سایر مولکول‌های پپسین به آنزیم پپسین فعال تبدیل می‌شود. پپسین برخلاف سایر انواع آنزیم‌های پروتئولیتیک، کلاژن را که پروتئین اصلی بافت همبندی است، هضم می‌کند.

اگرچه بیشترین هضم پروتئین در قسمت فوقانی روده باریک صورت می‌گیرد اما در طول دستگاه گوارش ادامه می‌یابد.

تریپسین و سایر آنزیم‌ها در روده پروتئین‌ها را تجزیه می‌کنند.

تماس بین کیموس و مخاط روده موجب تحریک آنزیم انتروکیناز می‌شود. این آنزیم، ترپیسینوژن غیرفعال پانکراس را به تریپسین فعال تبدیل می‌کند و تریپسین به‌نوبه خود سایر آنزیم‌های پروتئولیتیک پانکراس را فعال می‌کند. تریپسین، کیموتریپسین و کربوکسی پپتیداز، تجزیه پروتئین‌های سالم و دست‌نخورده را تا تشکیل پلی پپتیدهای کوچک و اسیدهای آمینه در معده ادامه می‌دهند.

پپتیدازهای پروتئولیتیک در حاشیه مسواکی قرار دارند نیز روی پلی پپتیدها عمل کرده و آن‌ها را به اسیدهای آمینه، دی پپتیدها وتری پپتیدها تجزیه می‌کنند.
آخرین مرحله هضم پروتئین در حاشیه مسواکی روده صورت می‌گیرد که دی پپتیدها وتری پپتیدها توسط پپتید هیدرولازها به اسیدهای آمینه سازنده‌شان هیدرولیز می‌شوند.

جذب پروتئین‌ها به‌صورت اسیدهای آمینه و پپتیدهای کوچک است.

محصولات نهایی هضم پروتئین‌ها، به‌صورت اسیدهای آمینه و پپتیدهای کوچک جذب می‌شوند. مولکول‌های ناقل متعددی برای اسیدهای آمینه متفاوت، موردنیاز است که احتمالاً به دلیل اختلافات گسترده در اندازه، قطبیت و شکل اسیدهای آمینه است.

بعضی از ناقل‌ها وابسته به سدیم و یا وابسته به کار هستند و بعضی وابسته به این‌ها نیستند. مقادیر قابل‌توجهی از دی پپتیدها وتری پپتیدها نیز با استفاده از ناقل پپتید به داخل سلول‌های روده جذب می‌شوند.

پپتیدها و اسیدهای آمینه جذب‌شده از طریق ورید پورت به کبد منتقل می‌شوند تا توسط کبد متابولیزه شده و به درون گردش خون آزاد شوند.

عدم هضم مناسب پروتئین یکی از دلایل آلرژی غذایی است.

وجود آنتی‌بادی علیه بسیاری از پروتئین‌های غذا در گردش خون افراد سالم نشان می‌دهد که از نظر ایمنی‌شناسی، مقادیر قابل‌توجهی از پپتیدهای بزرگ دست‌نخورده از هیدرولیز فرار کرده و وارد گردش خون پورت می‌شوند.

مکانیسم دقیقی که منجر به آلرژن شدن مواد غذایی کاملاً مشخص نیست اما این غذاها تمایل به تولید پروتئین‌های بزرگ دارند که نسبتا به هضم کامل مقاوم بوده و منجر به تولید پاسخ ایمونوگلوبین می‌شوند.

تقریباً تمام پروتئین در بدن انسان هضم و جذب می‌شود.

هنگامی‌که مواد غذایی به انتهای ژژنوم می‌رسند، تقریباً تمام پروتئین آن جذب‌شده و تنها ۱٪ پروتئین مصرفی در مدفوع یافت می‌شود. مقدار کمی از اسیدهای آمینه ممکن است در سلول‌های اپیتلیال باقی‌مانده و برای سنتز پروتئین‌های جدید شامل آنزیم‌های روده‌ای و سلول‌های جدید استفاده شوند.

پروتئین‌های غذایی

دریافت پروتئین در کشورهای غربی از ۵۰ تا ۱۰۰ گرم در روز متغیر است و یک وعده خوب پروتئین از منابع حیوانی مصرف می‌شود. پروتئین‌های اضافی، در طول دستگاه گوارش از ترشحات دستگاه گوارش و افتادن سلول‌ها از بافتهای دستگاه گوارش به پروتئین مصرفی اضافه می‌شود.

پروتئین از دستگاه گوارش

دستگاه گوارش یکی از فعال‌ترین بافتهای سازنده است و طول عمر سلول‌های روده‌ای از زمان مهاجرتشان از کریپت های پرزها تا زمان ریزش آن‌ها تنها ۳ تا ۴ روز است.
تعداد سلول‌هایی که روزانه می‌ریزند در محدود ۱۰ تا ۲۰ میلیارد سلول است.

این فرآیند مسئول ۵۰ تا ۶۰ گرم پروتئین اضافی است که هضم شده و مجدداً جذب می‌شوند و در تأمین مخازن روزانه پروتئین شرکت می‌کنند.

تأثیر حرارت بر قابلیت هضم و جذب پروتئین

می‌دانیم که گرما پروتئین ها را تجزیه می کند . گرما باعث ایجاد تغییرات زیادی در ساختار و عملکرد پروتئین به ویژه در غذاها می‌شود. بنابراین حرارت می تواند بر قابلیت هضم پروتئین و جذب پروتئین ها اثر گذار باشد.

یک نگرانی رایج در بین بسیاری از افراد بخصوص افراد عادی و ورزشکار که میزان مورد نیاز پروتئین روزانه برایشان بسیار مهم می‌باشد، این است که آیا گرما باعث کاهش کیفیت مواد غذایی پرپروتئین می شود یا خیر.

گرما بر قابلیت هضم و جذب پروتئین تأثیر دارد.

حرارت دادن، ساختار سوم پروتئین را بی ثبات می کند، و باعث تغییر شکل پروتئین (دناتوراسیون) می شود. دناتوره شدن پروتئین باعث افزایش حساسیت پروتئین ها به هضم می شود. چرا که تغییر شکل پروتئین، باعث می شود، پیوندهای پپتیدی پنهان در معرض پروتئازها (آنزیم های هضم کننده پروتئین) قرار گیرند.

مثلاً قابلیت هضم پروتئین تخم مرغ خام ۵۱ درصد، اما وقتی می پزند ۹۱ درصد می شود.

 اثر حرارت بر هضم و جذب پروتئین بستگی به نوع پروتئین، شدت و زمان حرارت و ویژگی مواد غذایی دارد.

حرارت وقتی باعث در معرض قرار گرفتن قسمتهای آبگریز پروتئین شود، حساسیت پروتئین ها را به هضم کاهش می دهد.

قرار گرفتن پروتئین ها در حرارت در محیط قلیایی می تواند باعث شود اسیدهای آمینه L به اسیدهای آمینه D تبدیل شوند و نیز ممکن است اسید آمینه ها با هم پیوند بخورند و ترکیبات مضر (مثلاً لیزینو آلانین) تشکیل شود. که این امر می تواند هضم پروتئین ها را کاهش دهد.

مثلاً استفاده از جوش شیرین یا بی کربنات سدیم در تهیه نان و برخی از مواد غذایی باعث قلیایی شدن محیط می شود با توجه به حرارت های بالائی که نان و برخی از محصولات دیگر در جریان پخت و پز حمل می شوند این احتمال دارد که چنین ترکیباتی تشکیل شود.

به عنوان نمونه مقدار لیزینو آلانین در سفیده تخم مرغ صفر است اما در حرارت ۱۰ دقیقه در دمای ۱۵۰ درجه تشکیل می‌شود به همین دلیل توصیه می شود تخم مرغ بصورت آب پز تهیه شود. لیزینو آلانین دسترسی به آنزیمها و در نتیجه قابلیت هضم پروتئین ها را کاهش می دهد.

گرم کردن کازئین با دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱ ساعت به طور قابل توجهی هضم پروتئین را کاهش می دهد.
قابلیت هضم ایلئال واقعی پروتئین تخم مرغ پخته، ۵۱ درصد و خام ۹۱ درصد است.

پختن گوشت گاو در ۱۰۰ درجه به مدت ۳ ساعت منجر به کاهش هضم پروتئین؛ کمی کمتر از گوشت خام است. اما روش های دیگر پخت و پز، مانند کباب کردن تاثیری ندارند.

اثر واکنش میلارد دربر هضم و جذب پروتئین

از اتفاقاتی که در طول گرم کردن پروتئین رخ می دهد، واکنش بین گروه های آمینه آزاد پروتئین ها و قندهای (احیاکننده) است، که به آن واکنش میلارد می گویند. این اتصال پروتئین به قند هضم پروتئین را کاهش می دهد. زیرا تریپسین بدلیل مسدود شدن زنجیره جانبی لیزین و آرژین؛ نمی تواند پیوند پپتید را هیدرولیز کند.

همچنین قسمت قندی متصل به پروتئین ها می تواند به یکدیگر متصل شود و پروتئین با وزن مولکولی بالا به نام ملانوپروتئین ها شکل بگیرد.

تأثیر حرارت بر قابلیت هضم و جذب پروتئین گیاهی:

حرارت یکپارچگی دیواره سلولی را تغییر می دهد و سلولها شکسته می شوند، در نتیجه قابلیت هضم پروتئین افزایش می یابد. اثر حرارت همچنین می تواند با غیرفعال کردن مهار کننده های تریپسین در حبوبات، قابلیت هضم و جذب پروتئین را افزایش دهد.

به طور خلاصه ، اثر حرارت ملایم باعث افزایش قابلیت هضم و جذب پروتئین می شود. اما حرارت شدید ، به ویژه ازمواد غذایی با رطوبت کم ، هضم پروتئین را به دلیل تجمع پروتئین و انسداد محل‌های اثر آنزیم کاهش می دهد.