spytt er biologisk væske utskilles av tre par store spyttkjertler(parotis, submandibulær og sublingual) og mange mindre spyttkjertler. Hemmeligheten til spyttkjertlene er supplert med blodserumkomponenter, intakte eller ødelagte celler i slimhinnene, immunceller, samt intakte eller ødelagte mikroorganismer munnhulen. Alt dette definerer spytt som en kompleks blanding av ulike komponenter. Spytt spiller en viktig rolle i dannelsen av ervervet plakk på overflaten av tennene, og på grunn av dens smørende effekt er det involvert i å opprettholde integriteten til den orale og øvre gastrointestinale slimhinnen. Spytt spiller også en viktig rolle i fysisk-kjemisk forsvar, antimikrobielt forsvar og oral sårheling. Mange komponenter i spytt og deres innbyrdes forhold, inkludert proteiner, karbohydrater, lipider og ioner, er finregulert under trening. biologiske funksjoner spytt. Brudd på den komplekse balanserte sammensetningen av spytt fører til skade på slimhinnen i munnen og tennene.
Mange endringer Fysiske og kjemiske egenskaper spytt er av diagnostisk interesse og brukes til screening og tidlig diagnose noen lokale og systemiske lidelser.
Den kjemiske sammensetningen av spytt
Uorganiske komponenter i spytt
|
Komponent |
Spytt produsert mellom måltidene |
Stimulert |
|
Innen 8.0 |
||
|
Bikarbonater |
Innenfor 40-60 mM/l |
|
|
Innenfor 100 mM/L |
||
|
Innenfor 70 mM/L |
||
Vann er den dominerende bestanddelen av spytt (~94%). PH-verdien til spytt i hvile er svakt sur, som varierer mellom pH 5,75 og 7,05, stiger til pH 8 med økende spyttstrømningshastighet. I tillegg avhenger pH også av konsentrasjonen av proteiner, bikarbonationer (HCO 3) og fosfat (PO 4 3-), som har en betydelig bufferkapasitet. Bikarbonatkonsentrasjonen er ~5-10 mM/L i hvile, og kan øke til 40-60 mmol/L ved stimulering, mens fosfatkonsentrasjonen er ~4-5 mM/L uavhengig av strømningshastighet. I tillegg til bikarbonat og fosfat er andre ioner tilstede i spytt. Generelt opprettholdes en lett hypoton spyttosmolaritet. De viktigste er natriumioner (1-5 mM/l i hvile og 100 mM/l med stimulering), klorid (5 mmol/l i hvile og opp til 70 mM/l ved stimulering), kalium (15 mM/l kl. hvile og 30-40 mM/l med stimulering) og kalsium (1,0 mM/l i hvile og 3-4 mM/l med stimulering). Nedre spytt inneholder ammonium (NH 4 +), bromid, kobber, fluor, jodid, litium, magnesium, nitrat (NO 3 -), perklorat (ClO 4 -), tiocyanat (SCN-), etc.
Tabell 2 - Spyttproteiner
|
Proteiner som skilles ut av kjertler |
Myseproteiner |
Proteiner fra immunceller |
Bakteriell, ukjent og blandet |
|
Alfa-amylase |
Albumen |
Myeloperoksidase |
Alfa1 makroglobulin |
|
Blodgruppeproteiner |
Alfa antitrypsin |
Calprotectin |
Cysteinpeptidase |
|
Cytostatiner |
koagulasjonsfaktorer |
Cathepsin G |
|
|
epidermal vekstfaktor |
Proteiner i det fibrinolytiske systemet |
Defensins |
|
|
Elastase |
Kallikrein |
||
|
Histatin laktoferrin Peroksidase Proteiner rike på prolin statherin |
Immunoglobuliner |
Proteasehemmer Fibronektin Spytt ledsagere Hsp70 Streptokokkhemmer |
spytt enzymer:
- alfa amylase
- maltase
- språklig lipase
- lysozym
- fosfatase
- karbonsyreanhydrase
- kallikrein
- RNase
- DNase
- Cysteinpeptidase
- Elastase
- Myeloperoksidase
- Proenzymer - blodkoagulasjonsfaktorer og fibrinolysesystemer
spytt karbohydrater
Spytt inneholder en betydelig mengde glykoproteiner. I molekylene til noen proteiner er karbohydratdelen opptil 80% - muciner, men vanligvis - 10-40%. Mest viktige komponenter er aminosukker, galaktose, mannose og sialinsyrer (N-acetylneuraminsyre). Karbohydratkjedene til muciner inneholder hovedsakelig sure sulfater og sialinsyrerester; kjeder med egenskaper av blodgruppeantigener inneholder omtrent like mengder 6-deoksygalaktose, glukosamin, galaktosamin og galaktose. Andre vanlige ingredienser i karbohydratkjeden er N-acetylgalaktosamin, N-acetylglukosamin og glukuronsyre. Den totale mengden karbohydrater i spyttet er 300-400 pg/ml, hvorav mengden sialinsyre vanligvis er rundt 50 pg/ml [opptil 100 pg/ml].
Mest viktig funksjon karbohydrater i sammensetningen av proteiner - en økning i spyttets viskositet, forebygging av proteolyse, forebygging av sur utfelling (antigener av blodgrupper løselig i syre, mucin).
spyttlipider
Spytt inneholder 10 til 100 µg/ml lipider. De vanligste lipidene i spytt er glykolipider, nøytrale lipider (gratis fettsyre, kolesterolestere, triglyserider og kolesterol), noe mindre fosfolipider (fosfatidyletanolamin, fosfatidylkolin, sfingomyelin og fosfatidylserin). Spyttlipider er hovedsakelig av kjertelopprinnelse, men noen (som kolesterol og visse fettsyrer) diffunderer direkte fra serumet. Hovedkildene til lipider er sekretoriske vesikler, mikrosomer, lipidflåter og andre plasmalipider og fragmenter av intracellulære membraner av lyserte celler og bakterier. De fleste spyttlipider binder seg til proteiner, spesielt høymolekylære glykoproteiner (f.eks. mucin). Spyttlipider kan spille en rolle i dannelsen av plakk, spyttstein og tannkaries.
Reaksjonene av hydrolytisk spaltning av stivelsesmolekyler fortsetter med deltakelse av spesielle enzymer.
inn i menneskekroppen komplekse karbohydrater matvarer har en annen struktur enn karbohydrater Menneskekroppen. Så polysakkaridene som utgjør vegetabilsk stivelse - amylose og amylopektin - er lineære eller lett forgrenede polymerer av glukose, og stivelsen i menneskekroppen - glykogen - basert på de samme glukoserester, danner en annen - sterkt forgrenet - polymerstruktur fra dem . Derfor begynner assimileringen av matoligo- og polysakkarider med deres hydrolytiske spaltning under fordøyelsen til monosakkarider.
Hydrolytisk spaltning av karbohydrater under fordøyelsen skjer under påvirkning av glykosidaseenzymer som spalter 1-4 og 1-6 glykosidbindinger i komplekse karbohydratmolekyler.
Glykosidaser inkluderer amylase fra spytt, bukspyttkjertel- og tarmjuice, maltose fra spytt og tarmjuice, endelig dextrinase, sukrase og laktase fra tarmjuice. Glykosidaser er aktive i et lett alkalisk miljø og hemmes i et surt miljø.
Nedbrytningen av stivelse (og glykogen) begynner i munnen under påvirkning av spyttamylase. Spytt er en kompleks biologisk væske som er involvert i å opprettholde homeostasen i munnhulen. I munnhulen er ikke en ren hemmelighet av spyttkjertlene, men den såkalte blandede spytt, eller oral væske. Det er den totale hemmeligheten til alle spyttkjertler, den inkluderer også mikroflora, innholdet i tannkjøttlommer, tannkjøttvæske, leukocytter og matrester.
Spytt inneholder proteiner: amylase, lysozym, albuminer, globuliner og mucin. Enzymet amylase inneholdt i spytt kan omdanne polysakkaridstivelsen til disakkaridet maltose.
Reagenser og utstyr: 1 % stivelsesløsning, spytt, Lugols løsning, reagensrør, filtre, filtertrakter, spritlampe, fyrstikker, reagensglassholder, termostat, pipetter.
Framgang.
Hell 10 ml av en 1 % stivelsesløsning i 2 reagensglass, tilsett 2 ml filtrert spytt til det første, 2 ml filtrert og forkokt spytt til det andre. Begge prøverørene plasseres i en termostat ved 38-40ºС. Hvert minutt tar vi 1-2 ml væske fra reagensrørene, avkjøl blandingen, tilsett 1-2 dråper Lugols løsning.
Observasjoner. Prøver fra ett rør har først en blå farge, deretter rød, og de påfølgende har en gulaktig farge. Under virkningen av ά-amylase, under den hydrolytiske nedbrytningen av stivelse, dannes dekstriner (С6Н10О5) n med varierende kompleksitet, som gir forskjellig farging med jod:
Skjema for stivelseshydrolyse
Amylodekstrin → erytrodekstrin → blåfarging rødfarging
→ ά-akrodekstrin → γ-akrodekstrin → maltodekstrin → maltose gir ikke spesifikk farging, har en gulaktig farge
Når jod tilsettes prøver tatt fra 2 reagensglass, er det alltid Blå farge løsning.
3. 2. Bestemmelse av amylaseaktivitet i henhold til Wolgemuth
Metoden er basert på å bestemme den minste mengden amylase (med maksimal fortynning av spytt), som fullstendig bryter ned all tilsatt stivelse.
Amylaseaktiviteten til spytt uttrykkes ved volumet (i ml) av en 0,1 % stivelsesløsning som bryter ned 1 ml ufortynnet spytt ved en temperatur på 38ºС i 30 minutter. Normal spyttaktivitet er 160-320 enheter.
Denne metoden krever ikke spesialutstyr (FEC, spektrofotometer).
Reagenser og utstyr: spytt, destillert vann, 1 % stivelsesløsning, 1 % jodløsning, glassstav, 10 reagensrør, termostat.
Framgang.
Hell 1 ml vann i 10 reagensglass og tilsett 1 ml spytt fortynnet 10 ganger i det første av dem. Bland innholdet i dette reagensrøret og overfør 1 ml av blandingen til det andre reagensrøret. Vi blander også innholdet i det andre reagensglasset, overfører 1 ml av blandingen til det tredje reagensglasset og fortsetter på denne måten til det 10. reagensglasset. Hell 1 ml av blandingen fra det tiende røret.
Vi tilsetter 1 ml vann og 2 ml av en 0,1 % stivelsesløsning til alle reagensglass, blander innholdet, rister reagensglassene og setter dem i en termostat ved 38°C i 30 minutter. Avkjøl rørene etter inkubering kaldt vann, tilsett 1 dråpe 0,1% jodløsning til dem og bland. Spytt amylase (EC 3. 2. 1. 1) katalyserer reaksjonen:
Når den reagerer med jod, blir væsken i reagensglassene gule (maltose), oransje (akrodekstriner), røde (erytrodekstriner), fiolette (amylodekstriner) og blå (stivelse).
De innhentede dataene legges inn i en tabell.
Rør nr. 1 2 3 4 5 6 7
c) 3 test Lys gul Gul. Int. -gul oransje rød -brun fiolett.
Vi merker det siste reagensrøret med en gul farge, der stivelseshydrolyse ble fullført, og gjør beregninger.
a) spytt røykende person før lunsj - reagensglass nr. 4. Dette reagensglasset inneholder 1/160 ml ufortynnet spytt.
Vi lager en proporsjon:
1/160 ml spytt bryter ned 2 ml 0,1 % stivelsesløsning,
X \u003d 2 1/1/160 \u003d 320
Derfor bryter 1 ml ufortynnet spytt ned 320 ml av en 0,1 % stivelsesløsning på 30 minutter ved 38ºС. Spytt amylaseaktivitet registreres som følger:
A (38ºС / 30min) \u003d 320 enheter.
b) spytt fra en ikke-røyker før lunsj - reagensglass nr. 6. Dette reagensglasset inneholder 1/640 ml ufortynnet spytt.
1/640 ml spytt bryter ned 2 ml 0,1 % stivelsesløsning,
1 ml spytt bryter ned Cml av 0,1 % stivelsesløsning
X \u003d 1280, A (38ºС / 30min) \u003d 1280 enheter.
c) spyttet til en røykende person etter middag - reagensglass nr. 5. Dette reagensglasset inneholder 1/320 ml ufortynnet spytt.
1/320 ml spytt bryter ned 2 ml 0,1 % stivelsesløsning,
1 ml spytt bryter ned Cml av en 0,1 % stivelsesløsning,
X \u003d 640, A (38ºС / 30min) \u003d 640 enheter.
d) spytt fra en ikke-røyker etter middag - reagensglass nr. 7. Dette reagensglasset inneholder 1/1280 ml ufortynnet spytt.
1/1280 ml spytt bryter ned 2 ml 0,1 % stivelsesløsning,
1 ml spytt bryter ned Cml av en 0,1 % stivelsesløsning,
X \u003d 2560, A (38ºС / 30min) \u003d 2560 enheter.
3. Studie av effekten av human og animalsk amylase på stivelse
Spytt vil tjene som en kilde til human amylase. Amylaser av animalsk opprinnelse finnes i biehonning.
Reagenser og utstyr: spytt, honning, vann, flytende stivelsespasta, tinktur av jod, løsning bakepulver, eddik, reagensrør, pipetter, glassstaver.
Framgang.
La oss forberede 5 løsninger. Første løsning: samle ca. 0,5 ml spytt i et reagensrør og fortynn med kulde kokt vann 20 ganger. Andre løsning: veldig flytende stivelsespasta (en kvart teskje stivelse i et glass vann). Tredje løsning: apotek jod tinktur fortynnet 20 ganger med vann. Fjerde løsning: 2-3 dråper bihonning fortynnet 10 ganger med vann og blandet grundig. Femte løsning: en halv teskje natron til 10 ss vann.
For å gjennomføre studien tar vi 9 reagensrør, hell ca 5 ml pasta i alle. I reagensglass 1.4 og 7, tilsett 5 dråper eddik med pipette, og i reagensglass 2.5 og 8 - samme mengde brusløsning. Tilsett 5 dråper til resten av reagensglassene rent vann. Vi blander innholdet i reagensrørene og tilsetter 10 dråper fortynnet spytt til hvert. Etter 10 minutter, tilsett 1-2 dråper jodløsning i reagensglass 1, 2 og 3 og bland blandingen. Ser på fargen endres.
Etter ytterligere 15 minutter tilsetter vi den samme porsjonen jod til reagensrør 4.5 og 6, og etter ytterligere 10 minutter - til de resterende reagensrørene. Stivelse og dekstriner gir en annen farge med jod, og ettersom stivelsen ødelegges av amylase, endres fargen. Så du kan bedømme ikke bare nedbrytningen av stivelse, men også hvilket miljø - surt, nøytralt eller alkalisk - som er mer gunstig for denne prosessen.
Erfaring med bie honning satt nøyaktig det samme.
4. Enzymatisk hydrolyse av stivelse
Forbereder enzympreparaterά- og β-amylaser.
Reagenser og utstyr: fremkalling av byggfrø, destillert vann, eddik, krittpulver, stivelsesløsning, jodløsning, morter, porselensstøter, tykk klut, glass, vann bad, 10 rør, pipette.
Framgang.
Vi maler de utviklende byggfrøene i en morter, fortynner vellingen med en dobbel mengde destillert vann og presser den gjennom en tett klut i et glass. Dette ekstraktet inneholder to enzymer: alfa-amylase og beta-amylase. Med ytterligere behandling kan en av dem ødelegges for å observere handlingen til den andre.
Alfa-amylase blir ødelagt ved oppvarming. Tilsett blandingen til en del av byggekstrakten og varm den opp i 20 minutter i et vannbad ved 70ºС, rør grundig. Den avkjølte løsningen inneholder beta-amylase.
For å få en løsning av alfa-amylase, må du ødelegge beta-amylasen med syre. Vi avkjøler ca. 5 ml av ekstraktet til 2-3ºС i kjøleskapet, tilsett en ufullstendig teskje kjølt eddik og tilsett det til reagensrøret nesten til toppen kaldt vann. Bland blandingen og la stå i 15-20 minutter, og nøytraliser deretter løsningen ved å tilsette krittpulver til boblene stopper. Rør blandingen igjen, fortynn den 2 ganger med vann, la den stå og drener væsken over sedimentet i et rent reagensrør. Dette fullfører forberedelsene til eksperimentet.
Hell 1 ml stivelsesløsning og 9 ml vann i 10 reagensglass. I rør 1-5, tilsett 10 dråper alfa-amylaseløsning med en pipette, i de resterende rørene - samme mengde beta-amylaseløsning. Bland innholdet i alle rørene. Etter 3 minutter, tilsett 1 dråpe jodløsning i reagensglass 1 og 6 og rør. Det samme gjør vi med prøverør 2 og 7 etter 5 min, 3 og 8 etter 10 min, 4 og 9 etter 20 min, 5 og 10 etter 30 min.
Observasjoner: under påvirkning av alfa-amylase brytes stivelse ned til dekstriner, som vi bedømmer ved dannelsen av et karakteristisk utvalg av farger: lilla, rød-brun, rød, oransje, gul. I nærvær av ά-amylase endres fargen raskt.
I nærvær av beta-amylase dannes ikke dekstriner, i alle reagensrør observeres en blå farge, hvis intensitet avtar når stivelsen brytes ned. Beta-amylase, som det var, "biter av" biter fra stivelsesmolekyler.
Resultatene av dette eksperimentet viser tydelig mangfoldet av egenskaper selv for lignende enzymer.
Basert på arbeidet som er utført, kan følgende konklusjoner trekkes:
1. Det undersøkte spyttet inneholder alfa-amylase. Når spytt kokes, brytes alfa-amylase ned og stivelse brytes ikke ned.
2. Amylaseaktiviteten til en ikke-røyker er høyere enn for en røyker. i spytt storrøykere amylase er svært lav.
3. Stivelse og dekstriner gir en annen farge med jod, og ettersom stivelsen ødelegges av amylase, endres fargen. Den optimale virkningen av amylase er innenfor det nøytrale området.
4. ά- og β-amylaser har en annen virkemåte. I levende organismer virker enzymer vanligvis sammen.
5. Konklusjon
Spytt er et utmerket objekt for biokjemisk forskning, og dessuten, i motsetning til de fleste andre gjenstander av animalsk opprinnelse, konstant tilgjengelig.
Biokjemi er en av de interessante og praktisk talt betydningsfulle vitenskapene. Eksperimentet i dette kurset spiller rollen som en kilde til kunnskap om stoffene som utgjør levende organismer og deres transformasjoner. Transformasjonene som finner sted i dette tilfellet er mye mer kompliserte enn de relativt enkle reaksjonene som vi observerte i reagensrør. Men kunnskapen om det enkle er det første steget til kunnskapen om det komplekse.
Studiet av seg selv, sitt eget spytt, gir ekstra interesse for dette eksperimentelle arbeidet. Det er faktisk interessant å oppdage at du har et biokatalytisk system som fungerer i munnen din.
Dataene innhentet under eksperimentet kan brukes i studiet av noen deler av biologien (emner "Fordøyelse. Fordøyelsesenzymer"") og kjemi ("Karbohydrater. Metabolisme av karbohydrater").
Side 1
Spyttamylase hydrolyserer mange av x (1 - H) - glykosidbindingene i stivelse og glykogen. Dette danner en blanding bestående av maltose, glukose og oligosakkarider. Når vi tygger kjeks eller kjeks, blir de gradvis søtere ettersom den smakløse stivelsen de inneholder gjennomgår enzymatisk hydrolyse for å danne sukker.
Spytt amylase er en a-amylase.
Spyttamylase, som virker på amylopektin, gir en rekke resistente forgrenede oligosakkarider.
Spytt amylase begynner sin virkning i munnhulen, men det er ubetydelig på grunn av det korte oppholdet med mat her. Hydrolyse av karbohydrater av spyttenzymer fortsetter i magen til sur magesaft trenger inn i de dype lagene av matinnholdet, stopper virkningen av karbohydraser og inaktiverer dem.
Amylase fra spytt og andre kilder mister sin evne til å fordøye stivelse (ved optimal pI 6 8 for dette enzymet) hvis den dialpiseres; aktiviteten kommer tilbake når kloridioner tilsettes. Bromioner har en lignende, men svakere effekt; andre anioner aktiveres enda svakere.
For å studere aktiviteten til spyttamylase og dens egenskaper, bruk ditt eget spytt fortynnet 10 ganger. For å gjøre dette samles 1 ml spytt i et målerør (munnhulen skylles foreløpig med vann) og justeres med vann til merket på 10 ml.
Det viktigste enzymet i spytt er ptyalin, spyttamylase, som katalyserer hydrolysen av stivelse til dekstriner og delvis til og med til maltose. Den endelige hydrolysen av disse nedbrytningsproduktene til glukose skjer i tynntarmen.
Under tygging blandes mat med spytt, og deretter forårsaker spyttamylase i løpet av de første minuttene av maten i magen omdanning av stivelse til maltose.
Så, natriumklorid i fortynnede løsninger akselererer virkningen av spytt amylase på stivelse. Løsninger av kobbersulfat bremser tvert imot virkningen av spyttamylase.
Nedbrytningen av stivelse (og glykogen) begynner i munnen under påvirkning av spyttamylase.
Et enkelt og illustrerende eksempel som viser virkningen av enzymer og noen av deres egenskaper er hydrolysen av stivelse ved virkningen av spyttamylase. Derfor, før du går videre til studiet av hovedegenskapene til enzymer ved dette objektet, er det nødvendig å dvele ved hydrolysen av stivelse.
Siden amylose er en lett tilgjengelig lineær a-b- (1 - 4) - glukosepolymer, som ved hydrolyse under påvirkning av spyttamylase blir til maltose og maltotriose, da er det et ideelt utgangsmateriale for produksjon av maltotriose. Reaksjonsblandingen oppnådd ved denne metoden inneholder ikke komplekse oligosakkarider med a- og - (1 - 4) - eller a-b - (1 - 6) - bindinger, slik tilfellet er ved bruk av noen andre metoder. Maltose, dannet av amylose ved påvirkning av spyttamylase, fjernes ved gjæring med bakegjær. Fra den resulterende løsningen isoleres maltotriose ved adsorpsjon på aktivt karbon, etterfulgt av eluering vandig alkohol. alkoholløsning inndampet i vakuum til en sirup. Sirupen tørkes i en eksikkator og et amorft produkt oppnås. Kromatografi av preparatløsningen på papir ga en flekk med reduserende sukker tilsvarende posisjonen til trisakkaridet i maltooligosakkaridserien.
Spyttamylaseaktiviteten er høyest ved nesten nøytral reaksjon (pH 6 8) og hemmes av både syrer og baser.
De fleste enzymer har en meget høy virkningsspesifisitet i forhold til visse stoffer (substrater) eller visse typer kjemiske bindinger. Så spytt amylase bryter ned stivelse, men virker ikke på et annet polysakkarid - cellulose. For å utføre samspillet mellom enzymmolekyler og substratet, som påvirkes av enzymet, er deltagelse av uorganiske ioner ofte nødvendig. Disse ionene fungerer som enzymaktivatorer.