ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ

СВОЙСТВ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА

Основные функции желудка - депонирование пищи, ее меха­ническая и химическая обработка, эвакуация в кишечник. Же­лудку присущи также защитная, инкреторная, всасывательная и экскреторная функции. Емкость желудка варьирует индиви­дуально. У новорожденного она составляет 20-30 мл, у взрос­лых— до 2,5 л.

Поверхностный слой толстой слизистой оболочки желудка обильно снабжен эпителиальными клетками, секретирующими слизь. Она создает барьер между слизистой желудка и желу­дочным соком и таким образом препятствует самопереварива­нию желудка. В глубоком слое слизистой расположены корот­кие трубчатые железы, протоки которых открываются в поверх­ностном слое. Эти железы состоят из трех типов клеток: глав­ных, добавочных и обкладочных. Главные клетки вырабаты­вают ферменты, входящие в состав желудочного сока, обкладочные синтезируют соляную кислоту, добавочные выделяют слизь. В железах пилорической части желудка обкладочных клеток нет. Суммарный секрет желудка называется желудоч­ным соком.

За сутки у человека выделяется 2-2,5 л желудочного сока рН 1,5-1,8. Главным неорганическим компонентом желудоч­ного сока является соляная кислота. Чистый желудочный сок представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость кислой реакции (рН 0,8-1,0) благодаря содержанию в нем соляной кислоты (0,2-0,5%), которую секретируют обкладочные клетки. Соляная кислота способствует де­натурации и набуханию клеточных структур пищи в желудке, а также созданию оптимальной среды для действия гидролитиче­ских ферментов желудочного сока. Соляная кислота вызывает активизацию ферментов - превращение пепсиногена в актив­ный фермент пепсин, обусловливает бактерицидные свойства же­лудочного сока, стимулирует выделение гормонов кишечника, способ­ствует нормальной эвакуации пищи из желудка, возбуж­дает панкреатическую секрецию. Основными ферментами желудочного сока являются протеолитические ферменты: пеп­сины, гастриксин, ренин (химозин или сычужный фермент, створаживающий белки молока – действие химозина на белки молока легко обнаружить в эксперименте: он действует и в кислой и в нейтральной среде), главную роль, среди кото­рых играют пепсины. Кроме того, в желудочном соке имеется малоактивная липаза, расщепляющая только эмульгированные жиры.

Образование соляной кислоты обкладочными клетками сти­мулируется гастрином - гистогормоном, содержащимся в сли­зистой привратника желудка. Угнетается образование соляной кислоты гормоном, вырабатываемом в верхнем отделе кишеч­ника -энтерогастрином. В состав желудочного сока входит ряд минеральных солей - хлориды (NaCl, KCl, NH₄Cl), фосфа­ты, сульфаты, а также органические соединения (молочная ки­слота, глюкоза, мочевина, мочевая кислота, белки). Белковую часть органических соединений составляют в основном фермен­ты - пепсины, ренин, гастриксин, желатиназа, из которых наи­более важным является пепсин, первый протеолитический фер­мент, действующий в желудочно-кишечном тракте на белки пи­щи. Пепсин расщепляет их до альбумоз и пептонов. Содер­жание пепсина в желудочном соке варьирует в зависимости от качества пищи и может быть определено по его перевариваю­щему действию на белки. Содержащийся в желудочном соке ренин (сычужный фермент) вызывает створаживание молока - превращение растворимого белка молока (казеиногена) в нерас­творимую кальциевую соль, которая затем переваривается пе­псином. Желудочная липаза расщепляет нейтральные эмуль­гированные жиры на жирные кислоты и глицерин. Последний фермент очень важен для пищеварения у грудных детей.

Для работы необходимы: штатив с набором пробирок, во­дяная баня или термостат, термометр, холодильная камера или чашка с мелко натолченным льдом или снегом, лакмусовая бумага, спиртовка, спички, ножницы, пинцет, растворы пепсина в соляной кислоте, соде, воде, натуральный желудочный сок, фибрин, вареный бе­лок куриного яйца, кусочки сырого мяса, кусочки вареного мя­са или вареные мышцы лягушки, 10%-ный раствор NaOH, 2%-ный (1%-ный) раствор CuSO₄, 0,5%-ный раствор НСl, 0,5%-ный рас­твор NaHCO₃, стеклограф.

Проведение работы.Чистый желудочный сок обычно по­лучают у гастроэзофаготомированных собак или у собак с ма­леньким желудочком, изолированным по способу Павлова. В работе используют натуральный желудочный сок, а также рас­твор пепсина в НСl.

Пронумеровать 13 пробирок, в первые десять положить оди­наковые порции мелко нарезанного фибрина (0,1-0,3 г.), в пробирку 11 - кусочек мелко нарезанного белка, в пробирку 12 - кусочек сы­рого мяса, в пробирку 13 - кусочек вареного мяса. Затем по­следовательно налить по 2 мл следующих растворов: в про­бирки 1 и 2 - искусственный желудочный сок (раствор пепси­на в 0,5%-ной НСl); в пробирку 3 - искусственный желудоч­ный сок, предварительно хорошо прокипяченный; в пробирку 4 - раствор пепсина в воде; в пробирку 5 - раствор пепсина в соде; в пробирку 6 - слабую соляную кислоту (0,5%-ную); в пробирки 7, 8, 11-13 - натуральный желудочный сок; в пробир­ку 9 - натуральный желудочный сок, предварительно хорошо прокипяченный; в пробирку 10 - натуральный желудочный сок, нейтрализованный щелочью (добавляют раствор соды до получе­ния слабощелочной реакции (до синеватого окрашивания красной лакмусовой бумаги)).

Пробирки 1 и 7 являются в этом опыте основными, все осталь­ные - контрольными. Пробирки 2 и 8 поставить на лед на 30-40 мин, все другие в водяную баню с температурой 37-40 °С на то же время. По прошествии этого времени все пробирки вынуть, теплые охладить водопроводной водой. Рассмотреть содержимое пробирок и отметить, есть ли в них кусочки бел­ка. Затем с жидким содержимым каждой пробирки проделать биуретовую реакцию. К исследуемому раствору прибавить 10 капель 10 %-ного NaOH и 5 капель 2 %-ного или 1 %-ного раство­ра CUSO4. Раствор, содержащий белок, окрашивается в сине-фиолетовый цвет. Реакция обусловлена группой биурета, кото­рая имеется в любом белке, а также и в продуктах расщепления белка - альбумозах и пептонах. Однако чем крупнее молекула белка, тем более синий оттенок получается при реакции: про­дукты переваривания белка - альбумозы и пептоны, вызывают красное окрашивание. Следует учесть, что излишек CuSO₄ при­водит к выпадению осадка оксида меди, маскирующего основ­ную сине-фиолетовую (или красно-фиолетовую) окраску.

Влияние желудочного сока на белки молока. Часть желудочного сока довести до щелочной реакции прибавлением раствора бикарбоната Na. Полученный раствор отфильтровать.

Приготовить 3 пробирки (пронумеровать их). В пробирку № 1 налить – 0,5 мл желудочного сока, в пробирки № 2 и № 3 налить по 0,5 мл желудочного сока, обработанного раствором бикарбоната Na (нейтрального). Содержимое пробирки № 3 тщательно прокипятить. Добавить во все пробирки по 5-6 мл молока и поставить их на водяную баню при температуре 38-40 ⁰С. Наблюдать за ходом опыта. Створаживание молока быстро происходит в пробирке № 1, где химозин действует в кислой среде, а в пробирке № 2, где химозин находится в нейтральной среде медленнее. В пробирке № 3, где фермент разрушен кипячением, свертывание отсутствует.

Результаты работы и их оформление. Все данные опытов занести в таблицы 2 и 3. На основа­нии результатов опыта сделать заключение о причинах перева­ривания белка в одних пробирках и отсутствии переваривания в других. Отметить роль кислоты и пепсина, значение кислой реакции среды как непременного условия активности протеолитического фермента желудочного сока, влияние температуры на скорость переваривания белка, а также значение качества пи­щевого белка. Сравнить условия, при которых сохраняется ферментативная активность пепсина и химозина.

Таблица 2

Результаты опыта по изучению условий переваривания фибрина, белков мяса и куриного яйца ферментами желудочного сока

Таблица 3

Результаты опыта по изучению условий переваривания белков молока ферментами желудочного сока

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3