TIÊU HÓA, HẤP THỤ VÀ CHUYỂN HÓA PROTEIN

Dinh dưỡng học - TIÊU HÓA, HẤP THỤ VÀ CHUYỂN HÓA PPROTEIN. Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các thế bào.



DINH DƯỠNG HỌC CHỦ ĐỀ 1: TIÊU HÓA, HẤP THỤ VÀ CHUYỂN HÓA PROTEIN Giáo viên hướng dẫn :

Nhóm :

Lớp :

, tháng 10 năm

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

I KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ PHÂN LOẠI PROTEIN: 2

1 Khái niệm: 2

2 Chức năng: 2

3 Phân loại: 2

II TIÊU HÓA PROTEIN: 3

1 Tiêu hóa protein ở dạ dày: 3

2 Tiêu hóa protein ở ruột non: 4

III HẤP THỤ PROTEIN: 5

IV CHUYỂN HÓA PROREIN: 8

1 Chuyển hoá các axit amin trong cơ thể: 8

2 Điều hoà chuyển hoá protein: 10

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

LỜI MỞ ĐẦU

Đặc điểm của cơ thể sống là trao đổi vật chất thường xuyên giữa cơ thể với môi trường bên ngoài Cơ thể lấy oxy, nước và thức ăn từ môi trường Khẩu phần của con người là sự phối hợp các thành phần dinh dưỡng có trong thực phẩm và nước một cách cân đối, thích hợp với nhu cầu cơ thể Các chất dinh dưỡng cơ bản là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể sống, bao gồm các chất sinh năng lương như protein, lipid, glucid và các chất không sinh năng lượng như vitamin, các khoáng chất và nước

Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các thế bào Quà trình sống là quà trình trao đổi chất thuờng xuyên của protein Vì vậy, hằng ngày cần ăn vào một lượng đầy đủ protein cho việc duy trù sự sống, sự sinh trưởng, phát triển, sinh sản, cho quá trình lao động và học tập

I KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ PHÂN LOẠI PROTEIN:

1 Khái niệm:

Tiêu hóa: là quá trình biến đổi những chất dinh dưỡng có cấu tạo phức tạp thành những vật chất dinh dưỡng có cấu tao đơn giản mà cơ thể hấp thu được trong ống tiêu hóa

Protein: là hợp chất đại phân tử được tạo thành từ các đơn phân là axit amin với nhau bằng liên kết peptid

2 Chức năng:

Protein là thành phần không thể thiếu đươc của mọi cơ thể sống; nó là hợp chất cần thiết để cơ thể sinh trưởng và phát triển; nó cung cấp cho cơ thể từ 10-15% năng lượng sống và protein có ba chức năng chính sau đây:

- Cấu trúc, nâng đỡ

- Điều tiết

- Cung cấp năng lượng

3 Phân loại:

Protein về mặt sinh học chia làm 2 loại: toàn diện và khiếm diện

 Protein toàn diện là protein chứa đầy đủ tất cả các axit amin không thay thế Trong thành phần protein toàn diện cần cho cơ thể đang lớn lên có tám axit amin cần thiết sau: valin, leucin, isoleucin, threonin, methionin, phenylalanin, tryptophan và lysin Ngoài ra còn histidin và arginin, bình thường cơ thể tổng hợp đủ dùng nhưng khi nhu cầu cao như đang lớn

 Protein khiếm diện là những protein thiếu một trong những axit amin không thay thế được

Protein nguồn gốc động vật chứa trong thịt, trứng và sữa là toàn diện nhất( 70-95%), protein có nguồn gốc thực vật không có giá trị bằng, chẳng hạn bánh mì, ngô( 60%) Có vài axit amin có thể thay thế lẫn nhau, ví dụ: phenylalanin có thể thay thế tyrosin, hai protein khiếm diện cộng lại có thể tạo thành protein toàn diện, một vài loại đậu có thể cho protein hoàn hảo

2

II.TIÊU HÓA PROTEIN:

Khi con người ăn thực phẩm có chứa protein (chất đạm), cơ thể chúng ta sẽ tiết ra enzyme thủy phân chuỗi polypeptide thành chuỗi ngắn hơn rồi thành tripeptide, dipeptide

và cuối cùng thành axit amin Các enzyme tiêu hóa chất đạm (protease) chủ yếu có trong dịch tụy và dịch ruột Ban đầu enzyme tiêu hóa được tiết ra dưới dạng tiền enzyme (proenzyme) không hoạt động; khi được đưa vào ống tiêu hóa các tiền enzyme sẽ được hoạt hóa thành dạng hoạt động Protein được nghiền và bôi trơn ở miệng nhưng hoạt động tiêu hóa chủ yếu bắt đầu ở dạ dày và kết thúc ở ruột non

1 Tiêu hóa protein ở dạ dày:

Tại dạ dày, protein được thủy phân một phần nhờ axit chlorhydric (HCl) có nồng độ cao làm biến tính protein trong thức ăn, chúng làm tháo xoắn chuỗi protein để enzyme tiêu hóa có thể tiếp xúc vào cầu nối peptid Các liên kết peptid trong các phân tử protein được phơi ra làm tăng khả năng tiếp cận của các enzyme phân cắt protein có trong dịch vị, HCl còn có chức năng hoạt hóa pepsinogen thành pepsin hoạt động để thực hiện chức năng phân giải protein Nói cụ thể hơn là HCl trong dịch vị sẽ biến đổi pepsinogen thành pepsin hoạt động bằng cách cắt bỏ 42 axit amin từ một đầu của phân tử pepsinogen làm bộc lộ vị trí hoạt động của enzyme Sự cắt bỏ này diễn ra như một phản ứng nội phân tử (tự hoạt hóa) ở pH<5 hoặc bởi chính pepsin hoạt động (tự xúc tác) Có nghĩa là khi pepsinogen được biến đổi thành pepsin hoạt động, chính pepsin hoạt động lại có thể hoạt hóa các pepsinogen được thêm vào

Sản phẩm phân cắt chính của pepsin tại dạ dày là các mảnh peptid lớn và một số axit amin tự do Các sản phẩm này tiếp tục đi vào tá tràng và sau đó đi qua ruột non để tiếp tục tiêu hóa

2 Tiêu hóa protein ở ruột non:

Khi chuỗi polypeptide vào ruột non, một số men protease của tụy tạng phóng thích các enzyme khác cũng có tác dụng tiêu hóa protein ví dụ như là trypsin, chymotrypsin Hai enzyme này được tiết ra dưới dạng bất hoạt (zymogen) là trypsinogen và chymotrypsinogen Trong ruột non, trypsinogen được biến đổi thành trypsin hoạt động (bằng cách cắt bỏ 6 axit amin tận cùng của chuỗi polypeptid) nhờ enzyme enterokinase do tuyến ruột tiết ra Trypsin được tạo thành sẽ cắt bỏ hai đoạn ngắn bên trong chuỗi polypeptid của chymotrypsinogen Phân tử còn lại là chymotrypsin hoạt động gồm ba chuỗi polypeptid riêng biệt được nối với nhau bằng các liên kết disulfid

Tóm lại, hoạt động của pepsin trong dạ dày và của trypsin cùng chymotrypsin từ tụy tạng chỉ cắt protein thành những đoạn có chiều dài khác nhau, nhưng chưa tạo ra các axit amin tự do Những enzyme này được gọi là endopeptidase tức là các enzyme xúc tác thủy phân các liên kết peptid giữa các axit amin chuyên biệt bên trong protein, khong phải là các liên kết nối với axit amin ở đầu tận cùng của chuỗi Một nhóm enzyme khác, gọi là exopeptidase, xúc tác sự tách các axit amin từ các đầu tận cùng của chuỗi nhờ đó hoàn tất quá trình tiêu hóa Có một số lượng lớn các exopeptidase, mỗi loại có tính chuyên biệt cao trong tác động Ví dụ: Carboxypeptidase phá vỡ liên kết peptid của axit amin tận cùng

4

ở đầu tự do có nhóm carboxyl; Aminopeptidase phá vỡ liên kết peptid của axit amin tận cùng ở đầu tự do có nhóm amino

Kết quả của quá trình thủy phân diễn ra ở trên làm chuỗi polypeptid thành những chuỗi peptide ngắn hơn (oligopeptide), tripeptide, dipeptide và axit amin Sau đó men peptidase trên bề mặt màng tế bào niêm mạc ruột với năng lượng do ATP cung cấp sẽ thủy phân các tripeptide và dipeptide thành các axit amin, kết thúc quá trình tiêu hóa protein Tế bào ruột hấp thu axit amin và bắt đầu quá trình chuyển hóa dinh dưỡng protein

III HẤP THỤ PROTEIN:

Việc hấp thụ nhiều protein chất lượng cao trong chế độ ăn của bạn là chìa khóa cho một cuộc sống đầy năng lượng và khỏe mạnh Protein là vật liệu cấu trúc của hầu hết tất

cả các mô trong cơ thể

Muốn hấp thụ được protein thì chúng phải đưuọc tiêu hóa, chuyển hóa thành các axit amin hoặc đipeptit và tripeptit

Hầu hết protein được hấp thu qua màng ruột non dưới dạng dipeptid, tripeptid hoặc axit amin theo cơ chế đồng vận chuyển với H+ hoặc Na+ Các phân tử peptid hoặc axit amin cùng với ion H+ hoặc Na+ sẽ giúp protein mang đặc hiệu Năng lượng do sự chênh lệch nồng độ ion sẽ giúp cho protein mang thay đổi hình dạng để đưa cả Na+ và peptid hoặc axit amin vào bên trong tế bào Các dipeptid và tripeptid vào nội bào được chuyển ngay thành axit amin dưới tác dụng của peptidase nội bào Cơ thể sử dụng hệ vận chuyển protein vận chuyển để hấp thụ các axit amin. Mỗi nhóm axit amin có một protein vận chuyển có trách nhiệm vận chuyển nó từ ruột đến các tế bào niêm mạc Nhóm R của các axit amin sẽ xác định loại chất vận chuyển được sử dụng Có một số nhỏ axit amin đi từ lòng ruột vào tế bào biểu mô theo cơ chế khuếch tán do protein mang Sự hấp thu axit amin xảy ra rất nhanh ở tá tràng và hỗng tràng nhưng chậm ở hồi tràng Khoảng 15% protein ăn vào sẽ đi xuống ruột già và được tiêu hóa dưới tác dụng của vi khuẩn Các

protein trong phân không phải bắt nguồn từ thức ăn mà là protein nội sinh trong ống tiêu hóa (vi khuẩn , chất nhầy , enzym  tiêu hóa, TB ruột )

Sản phẩm tiêu hóa protein là các axit amin, được hấp thụ vào máu tới gan Ở gan, một phần axit amin được giữ lại và được tổng hợp thành protein huyết tương như albumin, globumin và fribrinogen Phần lớn các axit amin được chuyển tới tế bào để tổng hợp các protein đặc trưng như hemoglobin, các hoocmon của tuyến nội tiết, protein của

mô cơ, của các kháng thể và các enzyme

Trong 20 loại axit amin có những axit amin thiết yếu cơ thể không tự tổng hợp được phải lấy từ thức ăn Khi cơ thể thiết một hoặc một số axit amin thiết yếu thì quá trình tổng hợp protein bị rối loạn Protein được phân giải ở gan, tế bào và các mô axit amin Tất cả các axit amin ở tế bào được chuyển tới gan để tiếp tục phân giải thành NH3 đi vào chu trình ornithine tạo thành ure, axit uric hoặc oxy hóa thành CO2, H2O và giải phóng ATP

Ở trẻ con, một số protein chưa được tiêu hóa cũng có thể được hấp thu theo cơ chế

ẩm bào Vì vậy các protein kháng thể từ sữa non của mẹ có thể được hấp thu vào máu tạo

ra miễn dịch thụ động giúp trẻ chống lại tác nhân gây bệnh Do trẻ em có thể hấp thu các protein chưa được tiêu hóa, các protein lạ này vào hệ thống tuần hoàn sẽ kích thích tạo kháng thể và phản ứng kháng nguyên kháng thể sẽ gây ra các triệu chứng dị ứng Ví dụ trẻ em có thể bị dị ứng khi ăn một số thức ăn như trứng, hải sản v.v Dị ứng thức ăn sẽ mất dần khi trẻ lớn lên

Các mô động vật được coi là thực phẩm năng lượng cao, với khoảng 75% trọng lượng khô protein, so với 30% protein có trong thực phẩm thực vật năng lượng thấp hơn.Protein từ thực phẩm là những phân tử lớn gồm từ 100 cho đến hàng trăm axit amin Tất cả các protein đều phải bị phá vỡ thành các axit amin đơn hoặc các peptide nhỏ nhất

để dễ hấp thụ vào máu Các protein không được chia nhỏ hoàn toàn sẽ bị hấp thụ bởi các

vi khuẩn đường ruột và gây ra một loại khí gây chướng bụng Bạn sẽ thường thấy điều này sau khi ăn một bữa ăn có chứa đậu hoặc các loại rau chưa được nấu kỹ Lượng protein hấp thụ hàng ngày thường dựa theo tuổi tác, trọng lượng và mức độ hoạt động Thông thường, một người nên hấp thụ khoảng 1gr protein/kg trọng lượng cơ thể Các vận

6

động viên luyện tập 5 ngày/tuần hoặc nhiều hơn sẽ cần lượng protein gấp đôi bình thường

 Dưới đây là 5 lời khuyên cho bạn để có thể hấp thụ protein tốt nhất và hiệu quả nhất:

1 Ăn protein trong mỗi bữa ăn, đặc biệt là bữa ăn sáng Bạn có thể chia thành nhiều bữa

ăn nhỏ trong ngày

2 Không vượt quá 30 – 40gram cho mỗi bữa ăn Tuy nhiên, quy tắc này là không áp dụng với protein whey

3 Sự tiêu hóa protein đòi hỏi các vitamin, chất xơ và các chất dinh dưỡng khác để sự hấp thụ là tối đa, do đó, nên ăn các loại trái cây tươi và rau lá xanh và các loại rau màu khác Bạn cũng có thể bổ sung các viên nang vitamin, khoáng chất và các chất chống oxy hóa khác cho chế độ ăn hàng ngày của bạn

4 Không nên uống quá nhiều nước, chất lỏng trong mỗi bữa ăn để dạ dày có thể hoạt động được tốt nhất và lượng axit sinh ra ít nhất

5 Không ăn protein hai giờ trước khi tập thể dục Bởi sự tiêu hóa protein có thể làm giảm năng lượng và các nguồn trao đổi chất khác của cơ, tim và phổi Tuy nhiên, điều này cũng không áp dụng với protein whey, bạn có thể hấp thụ protein whey 30 phút trước khi luyện tập Protein được hấp thu dưới dạng các axit amin, chủ yếu theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát cùng ion natri Có 5 loại protein mang trong hấp thu các axit amin, hình thức hoạt động của các protein mang cũng tương tự như trong hấp thu glucose Năng lượng cho quá trình vận chuyển này cũng phụ thuộc vào thế năng chênh lệch của ion Natri Protein động vật hấp thu tốt hơn protein thực vật Tế bào niêm mạc ruột non của trẻ nhỏ có khả năng hấp thu protein nguyên dạng (native protein), đó là các gâmm globulin từ sữa mẹ Khi trẻ lớn lên, khả năng này dần bị giảm và mất hoàn toàn ở người lớn Một số người còn khả năng này là cơ sở của dị ứng thức ăn

IV CHUYỂN HÓA PROREIN:

Sơ đồ tổng quát chuyển hóa protein

1 Chuyển hoá các axit amin trong cơ thể:

Protein trong thức ăn sau khi tiêu hóa và hấp thụ vào máu dạng axit amin qua tuần hoàn tĩnh mạch cửa vào gan Sau khi được hấp thụ vào cơ thể, các axit amin thức ăn cùng với các axit amin từ quá trình dị hóa protein trong cơ thể tạo thành “tập hợp đổi chất các aicd amin” Các axit amin đươc chuyển hóa theo các hướng sau:

 Được tổng hợp thành protein mới trong cơ thể, bao gồm cả protein huyết tương và hemoglobin Ở người lớn, 1-2% tổng lượng protein trong cơ thể thoái hóa mỗi ngày (chủ

8

yếu từ cơ), tạo axit amin tự do: 75-80% đươc tái sử dụng để tổng hợp protein mới, 20-25% tạo urea

 Tạo thành những chất đặc biệt có bản chất protein như các hormone, các nucleic axit, các enzyme

 Những axit amin dùng làm nguồn năng lượng sẽ được khử amin để tạo thành keto axit, từ keto axit sẽ tạo thành glycogen như nguồn dự trữ năng lượng tạm thời và thành lipid như nguồn dự trữ năng lượng lâu dài Keto axit cũng có thể oxi hóa thành CO2 và

H2O để giải phóng năng lượng cho cơ thể sử dụng Ngoài ra phần có đạm (gốc amin) có thể biến đổi thành ammonia, urea hoặc uric thải ra ngoài cơ thể

 Thông qua tác dụng thay đổi gốc amin, gốc amin có thể chuyển sang các hợp chất khác tạo thành axit amin mới

 Qua tác dụng khử gốc COOH tạo thành amin, bằng con đường này tyrosine chuyển thành tyramin và histidine thành histamin, là những hợp chất có tính sinh học

 Một phần axit amin có thể thải theo nước tiểu và phân

 Nếu thức ăn chứa axit amin nhiều hơn lượng cần thiết để duy trì chất nguyên sinh, các enzyme của gan sẽ tách nhóm amin khỏi các axit amin đó, nghĩa là xảy ra hiện tượng khử amin (trong gan sẽ xảy ra hiện tượng khử amin) Các enzyme khác kết hợp nhóm amin đã bị tách với khí CO2 tạo thành urea là chất thải loại của trao đổi chất, urea sẽ chuyển theo máu tới thận và thải ra ngoài cùng với nước tiểu Khi cơ thể tăng mức oxy hóa các axit amin để sản xuất năng lượng, mức urea máu sẽ tăng cao Cắt bỏ gan trên động vật, con vật sẽ chết vì trúng độc NH3 Thận hoạt động yếu cũng làm urea máu tăng cao

 Phần axit amin sau khi đã khử amin là những axit hữu cơ đơn giản gồm C, H, O được gan chuyển thành glucose hoặc thành glycogen để sử dụng như nguồn năng lượng hoặc mỡ dự trữ. 

Protein không được giữ lại hoặc hầu như không được giữ lại trong cơ thể làm chất

dự trữ, cơ thể sẽ tiêu thụ protein sau khi đã dùng hết dự trữ gluxit và lipit, đó không phải

là protein dự trữ mà là các enzyme và protein cấu trúc của chính tế bào

 Protein đóng vai trò chất đệm, giữ cho pH trong máu ổn định thậm chí khi có sự chênh lệch của ion+ hoặc ion- vai trò chất đẹm của protein đạt được do nó có khả năng liên kết cả H+ và OH- Vai trò duy trì cân bằng pH rất quan trọng vì các hoạt động cơ thể rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH máu Trong cơ thể protein có nhiệm vụ kéo nước từ

tế bào vào mạch máu, lượng protein máu thấp, áp lực co bóp tim, nước bị đẩy vào khoảng gian bào gây hiện tượng phù nề

 Trong cơ thể, protein thường xuyên được chuyển hóa Khi thừa, protein sẽ chuyển hóa thành glucide hoặc lipid Khi thiếu protein, sự trao đổi chất sẽ bị rối loạn, cơ thể chậm phát triển và suy yếu

2 Điều hoà chuyển hoá protein:

Phá huỷ một số nhân trong vùng dưới đồi có thể làm tăng mạnh quá trình bài xuất nitơ theo nước tiểu, chứng tỏ có sự tăng phân giải prôtêin trong cơ thể Điều này nói lên rằng có sự điều hoà chuyển hoá protein từ phía hệ thần kinh Tuy nhiên chuyển hoá protein được điều hoà chủ yếu bởi các hormon của các tuyến nội tiết Insulin có tác dụng thúc đẩy quá trình tổng hợp protein qua tăng cường vận chuyển axit amin vào tế bào, tăng cường sử dụng glucose ở tế bào, nhờ đó tiết kiệm được sự sử dụng các axit amin trong cung cấp năng lượng cho cơ thể Khi thiếu insulin, sự tổng hợp prôtêin hầu như bị ngừng lại Hormone tăng trưởng GH làm tăng tổng hợp protein trong tế bào, tăng tích trữ protein trong mô Testosteron và estrogen làm tăng tích trữ protein ở mô, đặc biệt là các protein

co cơ Glucocorticoid làm giảm mạnh prôtêin ở nhiều loại mô, huy động các axit amin vào quá trình chuyển hoá tạo ra gluxit và năng lượng Thyroxin gây phân giải nhanh protein để lấy năng lượng trong trường hợp cơ thể thiếu gluxit và lipit Nếu thừa gluxit, lipit và cả các axit amin, thì thyroxin có thể giúp chúng tăng tổng hợp protein, đặc biệt là

ở các cơ thể đang lớn

10