การดูดซึมโปรตีนและกรดอะมิโน
การดูดซึมโปรตีนและกรดอะมิโนเป็นกระบวนการที่โปรตีนในอาหาร ซึ่งถูกย่อยสลายโดยเอนไซม์โปรตีเอสในกระเพาะอาหารและตับอ่อน และเอนไซม์เพปทิเดสที่ขอบแปรง ถูกดูดซึมผ่านเยื่อบุผิวลำไส้เล็กในรูปของกรดอะมิโนอิสระและเพปไทด์ขนาดเล็ก ลำไส้ไม่เพียงแต่ดูดซึมกรดอะมิโนเดี่ยวเท่านั้น แต่ยังดูดซึมไดเพปไทด์และไตรเพปไทด์ โดยใช้ตัวขนส่งเพปไทด์ที่มีความจำเพาะกว้างและแตกต่างกัน
Definition
การดูดซึมโปรตีนและกรดอะมิโนคือการดูดซึมกรดอะมิโนอิสระ ไดเพปไทด์ และไตรเพปไทด์ผ่านเยื่อบุผิวโดยเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น หลังจากที่โปรตีนในอาหารถูกย่อยโดยเอนไซม์โปรตีเอสในช่องทางเดินอาหารและเอนไซม์เพปทิเดสที่ขอบแปรง
Scope
บทความนี้ครอบคลุมการย่อยโปรตีนไปเป็นกรดอะมิโนและเพปไทด์ขนาดเล็ก และตัวขนส่งเมมเบรนที่นำผลิตภัณฑ์เหล่านี้เข้าสู่เซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น โดยอธิบายถึงกลุ่มของตัวขนส่งกรดอะมิโนที่จับคู่กับโซเดียมและแบบแลกเปลี่ยน และตัวขนส่งเพปไทด์ที่จับคู่กับโปรตอน เป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาปกติ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก
Core questions
- โปรตีนในอาหารถูกย่อยเป็นกรดอะมิโนและเพปไทด์ที่สามารถดูดซึมได้อย่างไร?
- ตัวขนส่งใดที่นำกรดอะมิโนผ่านเซลล์ลำไส้เล็กส่วนต้น และได้รับพลังงานอย่างไร?
- เหตุใดลำไส้จึงดูดซึมเพปไทด์ขนาดเล็กเช่นเดียวกับกรดอะมิโนอิสระ?
- กรดอะมิโนและผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสของเพปไทด์ออกจากเซลล์เข้าสู่กระแสเลือดได้อย่างไร?
Key concepts
- เอนโดเพปทิเดสและเอกโซเพปทิเดส (เพปซิน, ทริปซิน, ไคโมทริปซิน, คาร์บอกซีเพปทิเดส)
- เอนไซม์เพปทิเดสที่ขอบแปรง (อะมิโนเพปทิเดส, ไดเพปทิเดส)
- ตัวขนส่งกรดอะมิโนที่จับคู่กับโซเดียม (เช่น B0AT1)
- ตัวแลกเปลี่ยนกรดอะมิโน (แอนติพอร์เตอร์)
- ตัวขนส่งเพปไทด์ที่จับคู่กับโปรตอน PepT1
- การไฮโดรไลซิสภายในเซลล์ของเพปไทด์ที่ถูกดูดซึม
- การไหลออกของกรดอะมิโนที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐาน
Mechanisms
เอนไซม์เพปซินในกระเพาะอาหารและเอนไซม์เอนโดเพปทิเดสและเอกโซเพปทิเดสในตับอ่อนจะย่อยโปรตีนในอาหารให้เป็นส่วนผสมของกรดอะมิโนอิสระและโอลิโกเพปไทด์สายสั้นๆ; เอนไซม์เพปทิเดสที่ขอบแปรงจะย่อยต่อไปอีกเป็นกรดอะมิโน ไดเพปไทด์ และไตรเพปไทด์ กรดอะมิโนอิสระจะถูกดูดซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ด้านบนโดยชุดของตัวขนส่งที่มีความจำเพาะต่อสารตั้งต้นที่ทับซ้อนกัน ซึ่งหลายตัวจะจับคู่การเข้าของกรดอะมิโนกับการไล่ระดับโซเดียมที่เข้าสู่ภายในซึ่งรักษาไว้โดย Na+/K+-ATPase ที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐาน ในขณะที่ตัวแลกเปลี่ยนจะจับคู่การดูดซึมกรดอะมิโนหนึ่งชนิดกับการปล่อยกรดอะมิโนอีกชนิดหนึ่ง ไดเพปไทด์และไตรเพปไทด์จะถูกดูดซึมโดยตัวขนส่งเพปไทด์ที่จับคู่กับโปรตอน PepT1 ซึ่งใช้การไล่ระดับโปรตอนที่มุ่งเข้าสู่ภายในที่ขอบแปรงเพื่อขับเคลื่อนการเข้าของเพปไทด์; เมื่อเข้าไปข้างในแล้ว เพปไทด์ส่วนใหญ่จะถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์เพปทิเดสในไซโตซอลให้เป็นกรดอะมิโนอิสระ จากนั้นกรดอะมิโนจะออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ด้านข้างและด้านฐานผ่านตัวขนส่งแบบอำนวยความสะดวกและแบบแลกเปลี่ยนเข้าสู่กระแสเลือดพอร์ทัล เส้นทางเพปไทด์มีความจำเพาะกว้างและมีส่วนสำคัญต่อการดูดซึมไนโตรเจน
Clinical relevance
การมีอยู่ของตัวขนส่งกรดอะมิโนหลายชนิดที่ทับซ้อนกัน รวมถึงตัวขนส่งเพปไทด์ที่มีความจำเพาะกว้าง อธิบายได้ว่าเหตุใดการดูดซึมโปรตีนจึงยังคงมีประสิทธิภาพแม้ว่าตัวขนส่งกรดอะมิโนชนิดใดชนิดหนึ่งจะบกพร่อง เนื่องจากกรดอะมิโนที่ได้รับผลกระทบยังคงสามารถถูกดูดซึมในรูปของเพปไทด์ได้ บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาปกติเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง และไม่ใช่คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา
Evidence & guidelines
ตัวขนส่งและขั้นตอนการย่อยอาหารที่อธิบายไว้ในที่นี้ได้รับการยืนยันในการศึกษาทางโมเลกุลและสรีรวิทยา รวมถึงตำรามาตรฐาน; ในฐานะหัวข้อสรีรวิทยาปกติ จึงไม่อยู่ภายใต้แนวทางปฏิบัติทางคลินิก
History
การศึกษาเชิงหน้าที่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ได้จำแนกระบบการขนส่งกรดอะมิโนหลายระบบในลำไส้ และการสังเกตว่ากรดอะมิโนบางชนิดถูกดูดซึมได้เร็วกว่าในรูปของเพปไทด์มากกว่าในรูปของกรดอะมิโนอิสระ ชี้ให้เห็นถึงเส้นทางเพปไทด์ที่แยกต่างหาก การโคลนโมเลกุลในภายหลังได้ระบุตัวขนส่งกรดอะมิโนที่จำเพาะและตัวขนส่งเพปไทด์ที่จับคู่กับโปรตอน PepT1 ซึ่งเปลี่ยนระบบการทำงานแบบคลาสสิกให้เป็นโปรตีนเมมเบรนที่ระบุได้
Key figures
- Stefan Bröer
- Hannelore Daniel
Related topics
Seminal works
- broer-2008
- daniel-2004
Frequently asked questions
- ลำไส้ดูดซึมโปรตีนทั้งโมเลกุลหรือไม่?
- ในผู้ใหญ่ โดยพื้นฐานแล้วไม่; โปรตีนในอาหารจะต้องถูกย่อยเป็นกรดอะมิโนอิสระและเพปไทด์ขนาดเล็ก ซึ่งจากนั้นจะถูกดูดซึมโดยตัวขนส่งกรดอะมิโนและตัวขนส่งเพปไทด์ โดยเพปไทด์ที่ถูกดูดซึมมักจะถูกย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนภายในเซลล์
- เหตุใดลำไส้จึงมีตัวขนส่งเพปไทด์นอกเหนือจากตัวขนส่งกรดอะมิโน?
- ตัวขนส่งที่จับคู่กับโปรตอน PepT1 ดูดซึมไดเพปไทด์และไตรเพปไทด์ได้หลากหลายชนิดด้วยตัวขนส่งเดียวที่มีความจำเพาะกว้าง ซึ่งเป็นเส้นทางที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นสำหรับการดูดซึมไนโตรเจนที่เสริมตัวขนส่งกรดอะมิโนที่มีความจำเพาะต่อสารตั้งต้นมากกว่า