Частицы питательных веществ всасываются в кровь через. Как диагностировать нарушение всасывания. Влияние ферментов на процессы переваривания пищи

Всасывание - процесс транспорта компонентов пищи из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду, кровь и лимфу организма. Всосавшиеся вещества разносятся по организму и включаются в обмен веществ тканей. В полости рта химическая обработка пищи сводится к частичному гидролизу углеводов амилазой слюны, при котором крахмал расщепляется на декстрины, мальтоолигосахариды и мальтозу. Кроме того, время пребывания пищи в полости рта незначительно, поэтому всасывания здесь практически не происходит

В желудке всасывается небольшое количество аминокислот, глюкозы, несколько больше воды и растворенных в ней минеральных солей, значительно всасывание растворов алкоголя. Всасывание питательных веществ, воды, электролитов осуществляется в основном в тонкой кишке и сопряжено с гидролизом питательных веществ. Всасывание зависит от величины поверхности , на которой оно осуществляется. Особенно велика по­верхность всасывания в тонкой кишке. У человека поверхность слизистой оболочки тонкой кишки увеличена в 300-500 раз за счет складок, ворсинок и микроворсинок. На 1 мм* слизистой обо­лочки кишки приходится 30-40 ворсинок, а каждый энтероцит имеет 1700-4000 микроворсинок. На 1 мм поверхности кишечного эпителия приходится 50-100 млн микроворсинок.

Всасывание различных веществ осуществляется разными механизмами.

Всасывание макромолекул и их агрегатов происходит путем фагоцитоза и пиноцитоза. Эти механизмы относятся к эндоцитозу. С эндоцитозом связано внутриклеточное пищеварение, однако ряд веществ, попав в клетку путем эндоцитоза, транспортируется в везикуле через клетку и выделяется из нее путем экзоцитоза в межклеточное пространство. Такой транспорт веществ назван трансцитозом

Некоторое количество веществ может транспортироваться по межклеточным пространствам. Такой транспорт называется персорбцией. С помощью персорбции переносятся часть воды и электролитов, а также другие вещества, в том числе белки (антитела, аллергены, ферменты и т. п.) и даже бактерии.

В процессе всасывания микромолекул - основных продуктов гидролиза питательных веществ в пищеварительном тракте, а также электролитов участвует три вида транспортных механизмов:

• пассивный транспорт,
• облегченная диффузия,
• активный транспорт.

Пассивный транспорт включает в себя диффузию, осмос и фильтрацию. Облегченная диффузия осуществляется с помощью особых мембранных переносчиков и не требует затраты энергии. Активный транспорт - перенос веществ через мембраны против электрохимического или концентрационного градиента с затратой энергии и при участии специальных транспортных систем (мембранные транспортные каналы, мобильные переносчики, конформационные переносчики). Мембраны имеют транспортеры многих типов. Эти молекулярные устройства переносят один или несколько типов веществ. Часто транспорт одного вещества сопряжен с движением другого вещества, перемещение которого по градиенту концентрации служит источником энергии для сопрягаемого транспорта. Чаще всего в такой роли используется электрохимический градиент Na+.

Скорость всасывания зависит от свойств кишечного содержимого. Так, при прочих равных условиях всасывание идет быстрее при нейтральной реакции этого содержимого, чем при кислой и щелочной; из изотонической среды всасывание электролитов и питательных веществ происходит быстрее, чем из гипо- и гипертонической среды. Активное создание в пристеночной зоне тонкой кишки с помощью двустороннего транспорта веществ слоя с отно­сительно постоянными физико-химическими свойствами является оптимальным для сопряженного гидролиза и всасывания питательных веществ.

Повышение внутрикишечного давления увеличивает скорость всасывания из тонкой кишки раствора поваренной соли. Это указывает на значение фильтрации во всасывании и роль кишечной моторики в этом процессе. Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание пристеночного слоя химуса, что важно для гидролиза и всасывания его продуктов.

Большое значение для всасывания имеют движения ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки и микроворсинок энтероцитов. Сокращениями ворсинок лимфа с всосавшимися в нее веществами выдавливается из сжимающейся полости лимфатических сосудов. Наличие в них клапанов препятствует возврату лимфы в сосуд при последующем расслаблении ворсинки и создает присасывающее действие центрального лимфатического сосуда. Сокращения микроворсинок усиливают эндоцитоз и, возможно, являются одним из его механизмов.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке незначительно, так как при нормальном пищеварении большая часть их уже всосалась в тонкой кишке. В толстой кишке всасывается большое количество воды, в небольшом количестве могут всасываться глюкоза, аминокислоты и некоторые другие вещества. На этом основано применение так называемых питательных клизм, т. е. введение легкоусвояемых питательных веществ в прямую кишку.

В процессе пищеварения, которое начинается в ротовой полости и заканчивается в тонкой кишке, еда испытывает действия ферментов и готовится к всасыванию (всасывание — проникновение веществ из пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма — кровь и лимфу).

Аппарат всасывания.

У детей грудного возраста всасывание происходит в желудке и кишечнике, которые имеют густую сеть кровеносных и лимфатических сосудов. С возрастом всасывание в желудке уменьшается, но у 8-10-летних детей еще хорошо проявляется. У взрослых в желудке хорошо всасывается только алкоголь, меньше вода и минеральные соли. Основным местом всасывания питательных веществ является тонкая кишка, которая имеет особый всасывающий аппарат в виде кишечных ворсинок.

Кишечные ворсинки — это микроскопические выросты слизистой оболочки тонкой кишки, общее количество которых достигает 4 млн. Внешне ворсинка покрыта однослойным эпителием, а полость ее заполнена сеткой кровеносных и лимфатических сосудов. Высота ворсинки 0,2-1 мм. На 1 мм 2 слизистой оболочки тонкой кишки содержится до 40 ворсинок. Вследствие такого строения внутренняя поверхность тонкой кишки достигает 4-5 кв.м, то есть примерно в два раза больше поверхности тела.

Продукты распада питательных веществ, находящихся в полости кишки, отгорожены от крови и лимфы очень тонкой перепонкой. Она состоит из однослойного эпителия ворсинок и слоя клеток стенки капилляров. Большая поверхность тонкой кишки и тонкость перепонки, через которую происходит всасывание, очень облегчают и ускоряют этот процесс.

Механизм всасывания.

Всасывание в пищеварительном тракте — процесс перевода продуктов пищеварения из полости желудочно-кишечного тракта через живые клетки ворсинок, стенки капилляров и стенки лимфатических сосудов в кровь и лимфу. В этом сложном физиологическом процессе действуют в основном два механизма: фильтрация и диффузия. Однако переход продуктов расщепления питательных веществ из кишечника в кровь и лимфу нельзя объяснить одними физическими законами фильтрации и диффузии.

Так, доказано, что эпителий кишечной ворсинки имеет одностороннюю проницаемость, то есть пропускает многие вещества только в одну сторону — из кишечника в кровь. Второй особенностью ворсинок является проницаемость их только для некоторых, а не для всех веществ. Наконец, установлено, что глицерин и жирные кислоты, проходя сквозь стенку ворсинки, синтезируются и образуют жиры. Все это свидетельствует о том, что всасывание — это физиологический процесс, который обусловливается активной деятельностью клеток кишечного эпителия.

Всасыванию способствует также сокращение ворсинок, в стенках которых находятся гладкие мышечные волокна, идущие от основания ворсинки к её вершине. При сокращении этих волокон сокращается и ворсинка, выдавливая из себя лимфу в лимфатические сосуды кишечной стенки. Возврату жидкости в ворсинку препятствуют клапаны лимфатических сосудов.

Поэтому при расслаблении мышечных волокон давление лимфы уменьшается, и это способствует прохождению питательных веществ из полости кишечника в лимфатические сосуды ворсинки. Периодически повторяясь, сокращение и расслабление мышечных волокон ворсинки превращают ее в постоянно действующий всасывающий насос. Таких ворсинчатых насосов очень много; они создают мощную силу, которая способствует поступлению продуктов расщепления в лимфу.

Всасывание углеводов.

Углеводы в процессе пищеварения расщепляются до моносахаридов. Из углеводов остаётся непереваренной только клетчатка (целлюлоза). Углеводы всасываются главным образом в виде глюкозы и частично в виде других моносахаридов (фруктозы, галактозы). Всасывание углеводов стимулируют витамины групп В и С. Всосавшись, углеводы поступают в кровь капилляров ворсинки и вместе с кровью, оттекающей от тонкой кишки, попадают в воротную вену, из которой кровь поступает в печень.

Если в этой крови бывает более 0,12% глюкозы, то в печени задерживается избыток глюкозы и превращается в сложный углевод — гликоген (животный крахмал), который откладывается в клетках печени. Когда же в крови глюкозы менее 0,12%, то отложенный в печени гликоген превращается в глюкозу и выделяется в кровь. Гликоген может откладываться также и в мышцах.

Превращению глюкозы в гликоген способствует инсулин — гормон поджелудочной железы. Обратный процесс превращения гликогена в глюкозу происходит под действием гормона надпочечников — адреналина. Инсулин и адреналин — продукты желез внутренней секреции и поступают в печень с кровью.

Всасывание белков.

Белки в тонкой кишке расщепляются до аминокислот, которые в растворённом состоянии легко всасываются ворсинками. Как и углеводы, аминокислоты всасываются в кровь через стенки венозной капиллярной сети ворсинок.

Всасывание жиров.

Жир под влиянием желчи и фермента липазы расщепляется на глицерин и жирные кислоты. Глицерин растворяется и легко всасывается, а жирные кислоты нерастворимы в воде и поэтому не могут всасываться. Желчь доставляет в тонкий кишечник большое количество щёлочи. Жирные кислоты взаимодействуют с щёлочью и образуют мыла (соли жирных кислот), которые растворяются в кислой среде при наличии желчных кислот и легко всасываются.

Но, в отличие от аминокислот и глюкозы, продукты расщепления жиров всасываются не в кровь, а в лимфу, при этом глицерин и мыла при прохождении клеток ворсинки снова соединяются и образуют так называемый нейтральный жир. Поэтому в лимфатические сосуды ворсинки поступают капельки вновь синтезированного жира, а не глицерин и жирные кислоты.

Всасывание воды и солей.

Всасывание воды начинается в желудке, но в основном происходит в тонкой кишке и заканчивается в толстой кишке. Некоторые растворённые в воде минеральные соли всасываются в кровь в неизмененном виде. Соли кальция всасываются в соединении с жирными кислотами. Всасываются соли как в тонкой, так и в толстой кишке.

Защитная (барьерная) функция печени.

В процессе пищеварения в кишечнике образуются ядовитые вещества. Особенно много их образуется в толстой кишке, где под воздействием бактерий происходит гниение непереваренных белков. Образующиеся при этом ядовитые вещества (индол, скатол, фенол и др.) всасываются стенками толстой кишки и поступают в кровь.

Но они не отравляют организм, так как вся кровь, которая оттекает от желудка, кишечника, селезенки и поджелудочной железы собирается в воротную вену и через неё в печень, в которой ядовитые вещества обезвреживаются. В печени воротная вена распадается на сеть капилляров, которые собираются в печеночную вену. Итак, кровь, оттекая от органов брюшной полости, поступает в общее кровяное русло, только пройдя через печень.

Всасывание питательных веществ является конечной целью процесса пищеварения и представляет собой транспорт пищевых компонентов из ЖКТ во внутреннюю среду организма (совокупность биологических жидкостей) - лимфу и кровь. Вещества всасываются в кровь, разносятся по организму и участвуют в обмене веществ.

Процесс всасывания питательных веществ происходит фактически во всех отделах пищеварительной системы.

Всасывание во рту

В составе слюны есть ферменты, которые расщепляют углеводы до глюкозы. Первый - птиалин или амилаза, производящий расщепление крахмала (полисахарида) до мальтозы (дисахарида). Второй фермент носит название мальтаза и должен расщеплять дисахариды до глюкозы. Но в связи с коротким периодом пребывания пищи в полости рта в течение 15 - 20 с, крахмал полностью не расщепляется до глюкозы, по этой причине всасывание фактически не осуществляется здесь, моносахариды только начинают всасываться. Свое пищеварительное действие слюна в большей степени проявляет в желудке.

Всасывание в желудке

В желудке всасывается некоторое количество аминокислот, частично глюкоза, больший объем воды и растворенных минеральных солей, хорошо всасывается .

Всасывание в тонком кишечнике

Большая часть процессов всасывания пищевых веществ затрагивают тонкую кишку. Это объясняется во многом ее строением, поскольку оно хорошо адаптировано к всасывающей функции. Абсорбция питательных веществ как процесс обусловлена величиной поверхности, на которой она осуществляется.

Внутренняя поверхность кишки составляет порядка 0,65-0,70 м2, при этом ворсинки высотой 0,1-1,5 мм еще расширяют ее поверхность. Один квадратный сантиметр содержит 2 000-3 000 ворсинок, что увеличивает фактическую площадь до 4-5 м2, в два - три раза превышающую поверхность тела человека.

Кроме того, ворсинки имеют пальцеобразные выросты - микроворсинки. Они еще преумножают всасывающую поверхность тонкого кишечника. Между микроворсинками располагается значительное количество ферментов, которые участвуют в пристеночном пищеварении.

Такой вид расщепления пищевых веществ является очень эффективным для организма, в особенности для течения процессов всасывания.

Это объясняется следующим положением вещей. Кишечник содержит значительное количество микробов. Если бы процессы расщепления питательных веществ осуществлялись только в просвете кишки, микроорганизмы использовали бы большую часть продуктов расщепления, и в кровь всасывалось бы меньшее их количество. Микроорганизмы из-за размера не способны попасть в промежуток между микроворсинками, к месту действия ферментов, где производится пристеночное пищеварение.

Всасывание в толстом кишечнике

В полости толстого кишечника процесс всасывания затрагивает воду (50 - 90% по информации ряда авторов), соли, витамины и мономеры (моносахариды, жирные кислоты, глицерин, аминокислоты и др.).

Механизмы процесса всасывания

Каким образом происходит процесс всасывания? Различные вещества всасываются с помощью разных механизмов.

Законы диффузии. Соли, небольшие молекулы органических веществ, определенное количество воды попадают в кровь по законам диффузии.

Законы фильтрации. Сокращение гладкой мускулатуры кишечника повышает давление, это запускает проникновение некоторых веществ в кровь по законам фильтрации.

Осмос. Повышение осмотического давления крови ускоряет всасывание воды.

Большие энергетические затраты. Некоторые питательные вещества требуют для процесса всасывания значительных затрат энергии, среди них - глюкоза, ряд аминокислот, жирные кислоты, ионы натрия. В процессе опытов при помощи специальных ядов нарушали или прекращали энергетический обмен в слизистой оболочке тонкого кишечника, в результате процесс всасывания ионов натрия, глюкозы прекращался.

Всасывание питательных веществ требует усиления клеточного дыхания слизистой оболочки тонкой кишки. Это указывает на необходимость нормальной жизнедеятельности эпителиальных клеток кишки.

Сокращения ворсинок также содействуют всасыванию. Снаружи каждую ворсинку покрывает кишечный эпителий, внутри нее располагаются нервы, лимфатические и кровеносные сосуды. Гладкие мышцы, расположенные в стенках ворсинок, сокращаясь, выталкивают содержимое капилляра и лимфососуда ворсинки в более крупные артерии. В промежуток расслабления мышц мелкие сосуды ворсинок забирают раствор из полости тонкой кишки. Так, ворсинка функционирует как своеобразный насос.

В течение суток всасывается примерно 10 л жидкости, из них приблизительно 8 л являются пищеварительными соками. Всасывание питательных веществ осуществляется главным образом клетками кишечного эпителия.

Как регулируется всасывание питательных веществ?

Процесс всасывания питательных веществ координируется центральной нервной системой.

Задействована и гуморальная регуляция: витамин А усиливает всасывание жиров, витамин В - всасывание углеводов. Соляная кислота, аминокислоты, желчные кислоты интенсифицируют движение ворсинок, избыток угольной кислоты - замедляет его.

Процесс всасывания белков

Процесс абсорбции (всасывания) белков осуществляется в виде растворов воды и аминокислот капиллярами ворсинок. В процентном соотношении 50 - 60% конечных продуктов белка всасывается в двенадцатиперстной кишке, 30 % - в тонком кишечнике и 10% - в толстом.

Процесс всасывания углеводов

Углеводы всасываются в кровь в виде моносахаридов, фруктозы, глюкозы, в период лактации - галактозы.

Разные моносахариды располагают различной скоростью всасывания. Наибольшую скорость имеют глюкоза и галактоза, но их транспорт замедляется или блокируется, если отсутствуют соли натрия в кишечном соке. Они усиливают этот процесс, увеличивая скорость более чем в 100 раз. Кроме того, интенсивнее всасывание углеводов проходит в верхнем отделе кишечника.

Достаточно медленно углеводы всасываются в толстом кишечнике. Однако эту возможность применяют в лечебной практике в процессе искусственного питания пациента (питательные клизмы).

Процесс всасывания жиров

Жиры всасываются в виде жирных кислот и глицерина главным образом в лимфу в тонкой кишке. Продукты расщепления свиного жира и сливочного масла среди других жиров всасываются значительно легче.

Глицерин в процессе всасывания без труда проходит сквозь эпителий слизистой кишечника. Жирные кислоты в ходе данного процесса создают комплексы, растворимые мыла, соединяясь с солями и желчными кислотами. Пройдя через клетки эпителия кишечника, комплексы рушатся, жирные кислоты вновь объединяются с глицерином, образуя жир, который свойственен человеческому организму.

Процесс всасывания воды и солей

Абсорбция воды осуществляется по законам осмоса. Процесс всасывания воды начинается в желудке, но значительно более усиленно он протекает в кишечнике - 1 л в течение 25 мин. Вода всасывается в кровь, растворенные минеральные соли также, но скорость всасывания последних обусловливается их концентрацией в растворе.

Всасывание — это универсальный физиологический процесс, который связан с переходом разного рода веществ через слой каких-либо клеток во внутреннюю среду организма. Всасывание происходит на всём протяжении пищеварительного канала, но основным местом процесса всасывания является тонкий кишечник. Интенсивность всасывания в различных отделах пищеварительного тракта неодинакова и зависит от:

1) особенностей строения слизистой оболочки;

2) степени переваривания пищи;

3) состава содержимого отдела желудочно-кишечного тракта.

В ротовой полости нет конечных продуктов переваривания, поэтому всасывания здесь не происходит (за исключением некоторых лекарственных средств). В пищеводе также всасывание практически не происходит. В желудке всасываются: вода, минеральные соли, моносахариды, алкоголь, лекарственные вещества, гормоны, альбумозы, пептоны. В двенадцатиперстной кишке также осуществляется всасывание воды, минеральных веществ, гормонов и продуктов распада белка.

Основной процесс всасывания происходит в тонком кишечнике. Здесь углеводы всасываются в кровь в виде глюкозы и частично в виде других моносахаридов (галактозы, фруктозы). Всасывание моносахаридов происходит только в верхних отделах тонкого кишечника. Особенно энергично в этих же отделах (верхних) тонкого кишечника всасываются в кровь и белки в виде аминокислот и простых пептидов.

Нейтральные жиры под действием ферментов расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Глицерин легко растворим в воде, поэтому он легко всасывается, а жирные кислоты всасываются только после взаимодействия с желчными кислотами, с которыми они образуют комплексные соединения. Жиры поступают главным образом в лимфу, и только небольшая часть (30%) – в кровь.

Вода, минеральные соли, витамины всасываются в кровь на всём протяжении тонкого кишечника.

В толстом кишечнике также происходит всасывание воды и минеральных солей.

Структурные и функциональные особенности тонкого кишечника обеспечивают его всасывательную активность. Всасывание происходит наиболее интенсивнее там, где больше поверхность соприкосновения пищи со слизистой оболочкой. Этим выгодно отличается строение слизистой оболочки тонкого кишечника, где имеются многочисленные круговые складки, а также огромное количество ворсинок и микроворсинок. Хотя площадь внутренней поверхности тонкого кишечника около 0,65 м2, но за счёт многочисленных складок и ворсинок, всасывающая поверхность кишечника достигает 4-5 м2, что в 2-3 раза больше поверхности тела человека.

Ворсинки – это выросты слизистой оболочки, чаще всего имеют пальцевидную форму длиной 0,2-1 мм (рис. 3.3). В центре каждой ворсинки находится лимфатический сосуд, а снаружи ворсинка покрыта однослойным цилиндрическим эпителием. Между эпителием и лимфатическим сосудом располагаются тончайшие кровеносные сосуды. Лимфатический сосуд ворсинок окружают нервные волокна, которые связаны с подслизистым нервным сплетением.

Рис. 3.3 Схема строения кишечных ворсинок, показывающая снабжение их кровью и лимфой.

1 — ворсинка; 2 — «млечный» сосуд; 3 — бокаловидная клетка; 4 — либеркюнова железа; 5 — железистые клетки Панета; 6 — мышечный слой слизистой; 7 — вена; 8 — лимфатический сосуд; 9 — артерия; 10 — слизистая; 11 — подслизистая

Всего в тонком кишечнике около 4 млн. ворсинок. На 1 мм2 в среднем приходится от 18 до 40 ворсинок. Причём в начальных отделах тонкой кишки,

где всасывание идёт более интенсивно, количество ворсинок больше, а в нижних отделах — меньше.

Ворсинка совершает колебательное и нагнетательное движение за счёт сокращения гладкомышечных волокон. При отсутствии пищи в кишечнике ворсинка малоподвижна, а во время пищеварения ворсинки ритмически сокращаются, что облегчает всасывание питательных веществ.

Механизм всасывания обеспечивается за счёт различных физических процессов: диффузии, фильтрации, осмоса. Причём всасывание – это активный процесс, требующий затраты энергии и зачастую он происходит против градиента концентрации, т. е когда уровень пищевых веществ в крови выше, чем в кишечном соке.

Предыдущая9101112131415161718192021222324Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Поджелудочная железа является уникальным органом человеческого организма, ведь вещества, которые она вырабатывает, участвуют в процессах пищеварения и усвоения питательных веществ, практически на всех этапах. Большая часть клеток этого органа вырабатывает сложный по составу пищеварительный сок, без ферментов которого невозможны процессы пищеварения в тонком кишечнике. Относительно небольшое количество клеток секретирует в кровь гормоны инсулин и глюкагон, которые участвуют в обмене углеродов и регуляции метаболических процессов практически во всех клетках организма, а также схожее по структуре с гормонами вещество липокаин, участвующее в регуляции некоторых биохимических процессах, происходящих в печени.

В составе панкреатического сока, который вырабатывается внешнесекреторными клетками поджелудочной железы, кроме жидкой его составляющей, есть небольшое количество слизи и ферменты, которые непосредственно участвуют в процессе переваривания пищи. К особенностям работы поджелудочной железы можно отнести тот факт, что некоторые ферментативные вещества, которые образуются в клетках, первоначально синтезируются в неактивной форме и в таком виде выделяются в проток поджелудочной железы, через который они попадают в общий желчный проток и двенадцатиперстную кишку.

Только в просвете кишечника происходит активизация неактивных ферментов - в противном случае панкреатический сок, компоненты которого отличаются высокой активностью, немедленно после выделения начинали бы переваривание ткани органа. Для активизации ферментов панкреатического сока необходимо наличие в просвете двенадцатиперстной кишки достаточного количества желчи. Под влиянием желчи клетки слизистой начального отдела тонкого кишечника начинают вырабатывать фермент энтерокиназу, которая превращает неактивную форму фермента трипсиноген в активный трипсин, а этот фермент в свою очередь активизирует остальные компоненты панкреатического сока.

Непосредственно на процесс регуляции панкреатического сока влияют нервные и гуморальные механизмы, тогда как на его количественный и качественный состав в большей мере влияет состав пищи, которую употребляет человек. Активная выработка ферментов поджелудочной железы начинается непосредственно в момент попадания пищи в просвет кишечника - примерно через 2-3 минуты и продолжается в течение 10-14 часов. Условно ферменты можно разделить на 5 групп:

Влияние ферментов на процессы переваривания пищи

Ферменты участвуют в расщеплении сложных веществ, из которых состоит большинство продуктов питания, употребляемых в пищу человеком, на простые компоненты, способные всасываться и усваиваться организмом. Соответственно, клетки поджелудочной железы вырабатывают:

• протеолитические вещества, которые участвуют в переваривании белковых соединений - к ним относятся трипсин и химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы А и В, рибонуклеазы;
• вещества, участвующие в переваривании углеводистых соединений — амилаза, лактоза, мальтоза, инвертаза;
• вещества, участвующие в расщеплении жиров - липаза и холистераза.

Все ферменты поджелудочной железы, которые участвуют в расщеплении белковых соединений, секретируются панкреацитами только в состоянии зимогенов (неактивном виде). В этом случае клетки самого органа оказываются надежно защищенными от самопереваривания, и вся активность этих соединений оказывается направленной непосредственно на переваривание пищи. При выделении панкреатического сока в просвет двенадцатиперстной кишки при условии поддержания в ней щелочной реакции начинается превращения неактивного трипсиногена в активный трипсин.

Необходимыми составляющими этого процесса становятся наличие достаточного количества желчи, обеспечивающей нужную реакцию среды и устраняющей влияние соляной кислоты, поступающей в тонкий кишечник из желудка, и выделение энтерокиназы, которая непосредственно запускает процесс трансформации трипсиногена. Все остальные превращение происходят уже под влиянием самого трипсина - он запускает аутокаталитический процесс активации остальных ферментов, участвующих в переваривании белковых соединений.

После своего превращения химотрипсин, трипсин и эластаза начинают разрушение пептидных связей в крупных белковых молекулах, а уже карбоксипептидазы расщепляют образовавшиеся на первом этапе низкомолекулярные пептиды на простые аминокислоты. Некоторые из них в таком виде всасываются в кровь через стенку тонкой кишки, тогда как другие молекулы продолжают расщепляться под влияние ферментов дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы.

Переваривание жиров запускает воздействие на них фермента липазы, которая в просвет кишечника выделяется уже в стадии частичной активации, но для достижения максимального эффекта необходима реакция этого фермента с колипазой и образование достаточно сложного по составу их комплекса и солями жирных кислот. Необходимо помнить, что жиры будут перевариваться только в том случае, если они образуют тонкую пленку (эмульгируются) на поверхности какого-то другого вещества - только в этом случае произойдет разложение жиров пищи на жирные кислоты и моноглицериды. Именно поэтому при недостатке желчи вообще или изменении ее качественного состава нормальное усвоение липидов в организме невозможно.

Дальнейшее переваривание жиров происходит в просвете кишечника - под воздействием холестеразы сложные холестериды разлагаются на холестерин и жирные кислоты, а для переваривания фосфолипидов необходимо воздействие на пищевой комок фосфолипазы А2 . конечными продуктами переваривания липидов становятся жирные кислоты и изолецитин, которые уже беспрепятственно могут пройти через стенку клеток тонкого кишечника и в таком виде всосаться в кровь человека.

Для переваривания углеводных соединений обязательно присутствие амилазы, которая начинает процесс разложения сложных сахаров (крахмала) на декстрин, мальтозу и мальтотриозу. Небольшое количество амилазы есть в слюне, но основное количество этого вещества должно синтезироваться клетками поджелудочной железы. Остальные вещества, которые участвуют в трансформации углеводов (мальтоза и инвертаза), способны действовать только в том случае, когда уже произошло расщепление крахмала на дисахариды. Несколько обособлено действует фермент лактоза, присутствие которой необходимо для нормального переваривания молочного сахара. Всасывание любых углеводов, возможно, только после их расщепления до состояния простого сахара - глюкозы, молекулы которого могут проходить через стенку кишечника и в таком виде поступать в кровь.

Регуляция процесса пищеварения - это очень сложный процесс, эффективность которого зависит от множества факторов, и ферменты железы являются его незаменимыми компонентами.

Дата публикации: 2013-04-06

Процесс пищеварения в организме

Как и где происходит пищеварение?

В организм человека пища поступает через рот. Там она размельчается, затем проглатывается и расщепляется в пищеварительном тракте. Наконец, пища всасывается из кишечника и поступает в кровь и лимфу, откуда извлекается клетками тела человека.

Пища удовлетворяет энергетическую потребность организма, с ней поступают основные вещества, необходимые для обменных процессов. В состав ее входят балластные вещества, углеводы, жиры и т.д.

Существует семь стадий переработки пищи. Рассмотрим все стадии процесса пищеварения поподробнее.

Попадание пищи в рот

В ротовой полости твердая пища размельчается и смешивается со слюной. За сутки в околоушных, поднижнечелюстных, подъязычных железах вырабатывается около 1,5 литра слюны. Она содержит слизь, поэтому смоченная ею пища легко передвигается по пищеводу. Благодаря амилазе — ферменту, входящему в состав слюны и расщепляющему крахмал, переваривание углеводов начинается уже в ротовой полости. Запах и вкус пищи вызывает у человека обильное слюноотделение.

Глотание

После того, как пища размельчается и подвергается обработке слюной, формируется пищевой комок, который затем проглатывается. Глотать человек начинает сознательно, нажимая пищевым комком на мягкое небо. Затем процесс глотания происходит скорее рефлекторно.

Пищевод

Из глотки пища продвигается в желудок по пищеводу, длина которого около 25 см. В нижней части пищевода действует специальный «механизм», препятствующий попаданию содержимого желудка обратно в пищевод.

Желудок

Перед поступлением в желудок пища попадает в его эластичную верхнюю часть, оттуда она продвигается дальше. Во время этого движения содержимое желудка смешивается с желудочным соком. Основные составные части желудочного сока, необходимые для пищеварения — ферменты, расщепляющие белки, слизь и соляная кислота. В желудке начинается переваривание белков. Кислая среда желудочного сока способствует гибели бактерий. Пища, смешанная с желудочным соком, небольшими порциями поступает в двенадцатиперстную кишку.

Процесс окончательного переваривания и всасывания питательных веществ происхотид в

Поджелудочный сок и желчь

После поступления пищи в двенадцатиперстную кишку начинается производство поджелудочного сока и желчи. За сутки вырабатывается около 2 литров желудочного сока. В нем содержатся пищеварительные ферменты, необходимые для расщепления углеводов, белков и липидов. Однако для их усвоения нужна также желчь. Желчь постоянно вырабатывается в печени и накапливается в желчном пузыре. При переваривании пищи она по желчным протокам поступает в двенадцатиперстную кишку. Под действием желчи жиры превращаются в растворимые в воде соединения, а затем всасываются через слизистую оболочку тонкой кишки.

Тонкая кишка

В тонкой кишке происходит окончательное расщепление всех питательных веществ и всасывание продуктов переваривания в кровеносные и лимфатические сосуды. В кишечнике углеводы расщепляются до моносахаридов, белки — до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот. Одна часть жирных кислот попадает в печень, другая — в лимфу, а оттуда в кровь. Вещества, образовавшиеся в результате процесса расщепления, вместе с кровью поступают в различные органы, где они используются для регенерации тканей, укрепления клеточной мембраны и др.

Толстая и прямая кишка

Конечный отдел пищеварительного тракта — толстая кишка, частью которой является прямая кишка. В ней происходит всасывание воды и электролитов, формирование каловых масс, которые накапливаются в прямой кишке, а затем выводятся из организма. Процесс пищеварения на этой стадии заканчивается.

Организму нужна жидкость

Ежедневно в организм человека с пищей поступает около 2,5 литров жидкости. Помимо этого в пищеварительный тракт выделяется еще 6 литров: слюны, желчи, желудочного, поджелудочного и кишечного сока.

Пищевые вещества содержат крупномолекулярные белки, углеводы и липиды , которые не способны к всасыванию в кровь и лимфу из-за больших размеров своих молекул. Химическая переработка пищи в желудочно-кишечном тракте представляет собой последовательное ступенчатое ферментативное гидролитическое расщепление крупномолекулярных белков, углеводов и липидов до простых веществ , способных к всасыванию.

Процесс пищеварения в организме человека

Ферменты, катализирующие эти реакции гидролиза называют гидролазами. Все пищеварительные ферменты синтезируются , резервируются и выделяются в неактивной форме, в виде проферментов и активируются непосредственно перед началом гидролиза.

Переваривание — это гидролитическое расщепление крупных молекул питательных веществ до более мелких, готовых для всасывания — переноса через энтероцит.

При распаде питательных веществ многие их свойства утрачиваются. Благодаря этому, в частности, предотвращается попадание инородного белка в организм.

В транспорте веществ через мембрану энтероцита участвуют 4 механизма:

• активный транспорт;
• простая диффузия;
• облегченная диффузия;
• эндоцитоз.

Активный транспорт идет против концентрационного или электрохимического градиента и требует затрат энергии. Этот вид транспорта происходит с участием белка-переносчика; возможно также его конкурентное ингибирование.

Простая диффузия , наоборот, идет по концентрационному или электрохимическому градиенту, не требует затрат энергии, осуществляется без белка-переносчика и не подвержена конкурентному ингибированию.

От простой облегченная диффузия отличается тем, что для нее необходим белок-переносчик и возможно ее конкурентное ингибирование.

Простая и облегченная диффузия — это разновидности пассивного транспорта.

Эндоцитоз напоминает фагоцитоз: питательные вещества, растворенные или в виде частиц, попадают в клетку в составе пузырьков, образованных клеточной мембраной. Эндоцитоз происходит в кишечнике новорожденных, у взрослых он выражен незначительно. Вероятно, именно он обусловливает (по крайней мере, частично) захват антигенов.

Для многих компонентов пищи характерно преимущественное всасывание в определенных ее отделах. В проксимальном отделе всасывается большая часть железа, кальция, жиров (моноглицеридов и жирных кислот) и водорастворимых витаминов. Моно- и дисахариды всасываются в двенадцатиперстной и тощей кишках, аминокислоты — преимущественно в тощей. Желчные кислоты и витамин В12 всасываются в основном в подвздошной кишке, и при ее заболеваниях или резекции этот процесс нарушается. В толстой кишке (преимущественно в слепой) всасываются вода и электролиты. Прямая кишка обычно не участвует во всасывании, но в ней могут всасываться введенные ректально препараты (например, салицилаты или глюкокортикоиды), оказывая как местное, так и общее действие.

Пищеварение в тонком кишечнике осуществляется с помощью двух механизмов: полостного и пристеночного гидролиза. При полостном пищеварении ферменты действуют на субстраты, находящиеся в полости кишки, т.е. на расстоянии от энтероцитов. Они гидролизуют лишь крупномолекулярные вещества, поступившие из желудка. В процессе полостного пищеварения расщепляется всего 10-20% связей белков, жиров и углеводов. Гидролиз оставшихся связей обеспечивает пристеночное или мембранное пищеварение. Оно осуществляется ферментами адсорбированными на мембранах энтероцитов. На мембране энтероцита имеется до 3000 микроворсинок. Они образуют щеточную кайму.

На гликокаликсе каждой микроворсинки фиксируются молекулы ферментов поджелудочного и кишечного соков. Причем их активные группы направлены в просвет между микроворсинками. Благодаря этому поверхность слизистой кишки приобретает свойство пористого катализатора. Скорость гидролиза молекул пищевых веществ увеличивается в сотни раз. Кроме того, образующиеся конечные продукты гидролиза концентрируются у мембраны энтероцитов. Поэтому пищеварение сразу переходит к процесс всасывания и образовавшиеся мономеры быстро переходят в кровь и лимфу. Т.е. формируется пищеварительно-транспортный конвейер. Важной особенностью пристеночного пищеварения является и то, что оно протекает в стерильных условия, т.к. бактерии и вирусы не могут попасть в просвет между микроворсинками.

Всасывание

Всасывание - это совокупность физиологических и физико-химических процессов транспорта питательных веществ, минеральных соединений и витаминов из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость). Всасывание веществ осуществляется на всем протяжении пищеварительного тракта. Но интенсивность этого процесса в разных ее отделах не одинакова. В ротовой полости всасывание компонентов пищи осуществляется в ничтожно малых объемах.

В желудке всасывается небольшое количество воды, минеральных солей, аминокислот, глюкозы. В значительном количестве из желудка всасывается алкоголь. Основным местом всасывания питательных веществ, минеральных солей и воды является слизистая оболочка тонкого кишечника. В толстом кишечнике всасываются вода, некоторые минеральные соли и продукты микробного гидролиза компонентов пищи. Слизистая оболочка тонкого кишечника представляет собой специализированный орган всасывания.

Высокая интенсивность всасывания из тонкой кишки тесно сопряжена с высокой эффективностью гидролиза пищевых веществ, обусловленной механизмом мембранного пищеварения и пространственной близостью встроенных в мембрану энтероцита молекул ферментов и транспортных систем продуктов гидролиза.

Моторная деятельность тонкой кишки и ее регуляция

Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее содержимого (химуса) с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену его слоя у слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давления, способствующего фильтрации растворов из полости кишки в кровь и лимфу. Следовательно, моторика тонкой кишки способствует гидролизу и всасыванию питательных веществ.

Движение тонкой кишки происходит в результате координированных сокращений продольного и циркулярного слоев гладких мышц. Принято различать несколько типов сокращений тонкой кишки: ритмическая сегментация, маятникообразные, перистальтические (очень медленные, медленные, быстрые, стремительные), антиперистальтические и тонические. Первые два типа относятся к ритмическим, или сегментирующим, сокращениям.

· Ритмическая сегментация обеспечивается преимущественно сокращениями циркулярного слоя мышечной оболочки. При этом содержимое кишки делится на части. Данными сокращениями достигаются перемешивание химуса и повышение давления в каждом сегменте.

· Маятникообразные сокращения обеспечиваются продольными мышцами и участием в сокращении циркулярных мышц. При этом происходят перемещение химуса вперед - назад и слабое поступательное движение его в каудальном направлении.

· Перистальтическая волна, состоящая из перехвата и расширения тонкой кишки, продвигает химус в каудальном направлении.

· При антиперистальтических сокращениях волна движется в обратном (оральном) направлении. В норме тонкая кишка, как и желудок, антиперистальтически не сокращаются (это характерно для рвоты).

· Тонические сокращения могут иметь локальный характер или перемещаться с очень малой скоростью. Тонические сокращения суживают просвет кишки на большом ее протяжении.

Регуляция моторики тонкой кишки .

Моторика тонкой кишки регулируется миогенными, нервными и гуморальными механизмами. Миогенные механизмы обеспечивают автоматию кишечных мышц и сократительную реакцию на растяжение кишки. Однако организованная фазная сократительная деятельность стенки кишки реализуется нейронами мышечно-кишечного миэнтерального (ауэрбахово) нервного сплетения, обладающими ритмической фоновой активностью. Кроме осцилляторов энтеральных метасимпатических узлов имеются два «датчика» ритма кишечных сокращений - первый у места впадения в двенадцатиперстную кишку общего желчного протока, второй - в подвздошной кишке. Деятельность этих «датчиков» и узлов энтерального нервного сплетения контролируется нервными и гуморальными механизмами.

Парасимпатические влияния преимущественно усиливают, симпатические тормозят моторику тонкой кишки. Моторику изменяют раздражения спинного и продолговатого мозга, гипоталамуса, лимбической системы, коры больших полушарий. Раздражения ядер передних и средних отделов гипоталамуса преимущественно возбуждают, а заднего - тормозят моторику желудка, тонкой и толстой кишки.

Акт еды тормозит, а затем усиливает кишечную моторику. В дальнейшем она определяется физическими и химическими свойствами химуса: грубая, богатая неперевариваемыми в тонкой кишке пищевыми волокнами и жирами пища ее усиливает.