Ono što obezbeđuje unutarćelijsku probavu. Predavanje: Probava

Ishrana je najvažniji faktor koji ima za cilj održavanje i osiguravanje osnovnih procesa kao što su rast, razvoj i sposobnost da se bude aktivan. Ovi procesi se mogu podržati samo racionalnom ishranom. Prije nego što pređemo na razmatranje pitanja vezanih za osnove, potrebno je upoznati se s procesima probave u tijelu.

Varenje- složeni fiziološki i biohemijski proces, tokom kojeg hrana koja se uzima u digestivnom traktu podleže fizičkim i hemijskim promenama.

Varenje je najvažniji fiziološki proces, usljed kojeg se složene nutritivne tvari hrane pod utjecajem mehaničke i kemijske obrade pretvaraju u jednostavne, topljive i stoga probavljive tvari. Njihov dalji put je da se koriste kao građevinski i energetski materijal u ljudskom tijelu.

Fizičke promjene u hrani sastoje se u njenom drobljenju, bubrenju, rastvaranju. Hemijski - u sekvencijalnoj degradaciji hranjivih tvari kao rezultat djelovanja na njih komponenti probavnih sokova koje izlučuju u šupljinu probavnog trakta njegove žlijezde. Najvažnija uloga u tome imaju hidrolitički enzimi.

Vrste probave

U zavisnosti od porijekla hidrolitičkih enzima, probava se dijeli na tri tipa: pravilnu, simbiotsku i autolitičku.

vlastitu probavu provode enzimi koje sintetiše tijelo, njegove žlijezde, enzimi pljuvačke, želudačni i pankreasni sokovi i epitel crijeva peći.

Simbiotska probava- hidroliza nutrijenata zbog enzima koje sintetiziraju simbionti makroorganizma - bakterije i protozoe probavnog trakta. Simbiotska probava događa se kod ljudi u debelom crijevu. Zbog nedostatka odgovarajućeg enzima u sekretu žlijezda, prehrambena vlakna kod ljudi se ne hidroliziraju (ovo je određeno fiziološko značenje – očuvanje dijetalnih vlakana koja igraju važnu ulogu u probavi crijeva), dakle, njihova probava od strane simbiont enzima u debelom crijevu je važan proces.

Kao rezultat simbiotske probave nastaju sekundarne hranjive tvari, za razliku od primarnih, koje nastaju kao rezultat vlastite probave.

Autolitička probava Obavlja se zahvaljujući enzima koji se unose u organizam kao dio uzete hrane. Uloga ove probave je bitna u slučaju nedovoljno razvijene vlastite probave. Kod novorođenčadi njihova vlastita probava još nije razvijena, pa se hranjive tvari u majčinom mlijeku probavljaju enzimima koji ulaze u probavni trakt odojčeta kao dio majčinog mlijeka.

Ovisno o lokalizaciji procesa hidrolize hranjivih tvari, probava se dijeli na intra- i ekstracelularnu.

intracelularna probava sastoji se u činjenici da se supstance koje se fagocitozom transportuju u ćeliju hidroliziraju ćelijskim enzimima.

ekstracelularna probava dijeli se na šupljinu, koju u šupljinama probavnog trakta provode enzimi pljuvačke, želučanog soka i soka gušterače, i parijetalnu. Parietalna probava se odvija u tankom crijevu uz sudjelovanje velikog broja intestinalnih i pankreasnih enzima na kolosalnoj površini koju čine nabori, resice i mikroresice sluzokože.

Rice. Faze probave

Trenutno se proces probave smatra kao tri faze: šupljina probava - parijetalna probava - apsorpcija. Kavitarna digestija se sastoji u početnoj hidrolizi polimera do faze oligomera, parijetalna digestija obezbeđuje dalju enzimsku depolimerizaciju oligomera uglavnom do faze monomera, koji se zatim apsorbuju.

Ispravan sekvencijalni rad elemenata digestivnog transportera u vremenu i prostoru osigurava se redovnim procesima različitih nivoa.

Enzimska aktivnost je karakteristična za svaki dio digestivnog trakta i najveća je pri određenoj pH vrijednosti podloge. Na primjer, u želucu se probavni proces odvija u kiseloj sredini. Kiseli sadržaj koji prelazi u dvanaestopalačno crijevo se neutralizira, a crijevna probava se odvija u neutralnoj i blago alkalnoj sredini koju stvaraju izlučevine koje se ispuštaju u crijeva – žuč, sokovi gušterače i crijevni sokovi, koji inaktiviraju želučane enzime. Intestinalna probava se odvija u neutralnom i blago alkalnom okruženju, prvo po tipu šupljine, a zatim parijetalna probava, koja kulminira apsorpcijom produkata hidrolize – nutrijenata.

Razgradnju nutrijenata prema vrsti šupljine i parijetalnoj probavi provode hidrolitički enzimi, od kojih svaki ima svoju specifičnost izraženu u određenoj mjeri. Skup enzima u sastavu tajni probavnih žlijezda ima vrste i individualne karakteristike, prilagođene probavi hrane koja je karakteristična za ovu vrstu životinja, i onih nutrijenata koji prevladavaju u ishrani.

Proces varenja

Proces varenja se odvija u gastrointestinalnom traktu, dužine 5-6 m. Digestivni trakt je cijev, na pojedinim mjestima proširen. Struktura gastrointestinalnog trakta je u cijelosti ista, ima tri sloja:

• vanjska - serozna, gusta ljuska, koja uglavnom ima zaštitnu funkciju;
• srednja - mišićno tkivo je uključeno u kontrakciju i opuštanje zida organa;
• unutrašnja - membrana prekrivena mukoznim epitelom koja omogućava apsorpciju jednostavnih prehrambenih tvari kroz svoju debljinu; sluznica često ima žljezdane stanice koje proizvode probavne sokove ili enzime.

Enzimi- supstance proteinske prirode. U gastrointestinalnom traktu imaju svoju specifičnost: proteini se cijepaju samo pod utjecajem proteaza, masti - lipaze, ugljikohidrati - ugljikohidrate. Svaki enzim je aktivan samo pri određenom pH podloge.

Funkcije gastrointestinalnog trakta:

• Motorna, odnosno motorna - zbog srednje (mišićne) membrane probavnog trakta, kontrakcija-opuštanje mišića hvata hranu, žvače, guta, miješa i pomiče hranu duž probavnog kanala.
• Sekretorni - zbog probavnih sokova, koje proizvode žljezdane stanice smještene u mukoznoj (unutrašnjoj) ljusci kanala. Ove tajne sadrže enzime (akceleratore reakcija) koji provode hemijsku obradu hrane (hidroliza nutrijenata).
• Ekskretorna (izlučiva) funkcija provodi izlučivanje metaboličkih produkata pomoću probavnih žlijezda u gastrointestinalni trakt.
• Apsorptivna funkcija - proces asimilacije nutrijenata kroz zid gastrointestinalnog trakta u krv i limfu.

Gastrointestinalni trakt počinje u usnoj šupljini, zatim hrana ulazi u ždrijelo i jednjak, koji obavljaju samo transportnu funkciju, bolus hrane se spušta u želudac, zatim u tanko crijevo koje se sastoji od 12 dvanaestopalačnog crijeva, jejunuma i ileuma, gdje se konačna hidroliza uglavnom dolazi do (cijepanja) hranjivih tvari i oni se apsorbiraju kroz crijevni zid u krv ili limfu. Tanko crijevo prelazi u debelo crijevo, gdje praktično nema procesa probave, ali su funkcije debelog crijeva također vrlo važne za organizam.

Probava u ustima

Dalja probava u drugim dijelovima gastrointestinalnog trakta ovisi o procesu varenja hrane u usnoj šupljini.

Početna mehanička i hemijska obrada hrane odvija se u usnoj duplji. Uključuje mljevenje hrane, vlaženje pljuvačke, analizu svojstava okusa, početnu razgradnju ugljikohidrata u hrani i formiranje bolusa hrane. Zadržavanje bolusa hrane u usnoj duplji je 15-18 s. Hrana u usnoj duplji pobuđuje ukusne, taktilne, temperaturne receptore usne sluzokože. Ovaj refleks izaziva aktivaciju lučenja ne samo žlijezda slinovnica, već i žlijezda koje se nalaze u želucu, crijevima, kao i lučenje pankreasnog soka i žuči.

Mehanička obrada hrane u usnoj šupljini vrši se uz pomoć žvakanje.Čin žvakanja uključuje gornju i donju čeljust sa zubima, mišiće za žvakanje, oralnu sluznicu, meko nepce. U procesu žvakanja, donja čeljust se pomiče u horizontalnoj i vertikalnoj ravnini, donji zubi su u kontaktu sa gornjim. Istovremeno, prednji zubi odgrizu hranu, a kutnjaci je drobe i melju. Kontrakcija mišića jezika i obraza osigurava opskrbu hranom između zuba. Kontrakcija mišića usana sprečava ispadanje hrane iz usta. Čin žvakanja se odvija refleksno. Hrana iritira receptore usne šupljine, nervni impulsi iz kojih, duž aferentnih nervnih vlakana trigeminalnog živca, ulaze u centar za žvakanje koji se nalazi u produženoj moždini i pobuđuju ga. Dalje duž eferentnih nervnih vlakana trigeminalnog živca, nervni impulsi stižu do žvačnih mišića.

U procesu žvakanja ocjenjuje se ukus hrane i utvrđuje njena jestivost. Što se potpunije i intenzivnije odvija proces žvakanja, to se aktivnije odvijaju sekretorni procesi kako u usnoj šupljini tako iu donjim dijelovima probavnog trakta.

Tajnu pljuvačnih žlijezda (sline) tvore tri para velikih pljuvačnih žlijezda (submandibularne, sublingvalne i parotidne) i malih žlijezda smještenih u sluznici obraza i jezika. Dnevno se formira 0,5-2 litre pljuvačke.

Funkcije pljuvačke su sljedeće:

• Vlaženje hrane, rastvaranje čvrstih materija, impregnacija sluzi i stvaranje bolusa za hranu. Slina olakšava proces gutanja i doprinosi formiranju osjeta okusa.
• Enzimska razgradnja ugljikohidrata zbog prisustva a-amilaze i maltaze. Enzim a-amilaza razlaže polisaharide (škrob, glikogen) na oligosaharide i disaharide (maltozu). Djelovanje amilaze unutar bolusa hrane nastavlja se kada ona uđe u želudac sve dok u njemu ne ostane blago alkalna ili neutralna sredina.
• Zaštitna funkcija povezan sa prisustvom antibakterijskih komponenti u pljuvački (lizozim, imunoglobulini različitih klasa, laktoferin). Lizozim ili muramidaza je enzim koji razgrađuje ćelijski zid bakterija. Laktoferin veže ione željeza neophodne za vitalnu aktivnost bakterija i na taj način zaustavlja njihov rast. Mucin ima i zaštitnu funkciju, jer štiti oralnu sluznicu od štetnog djelovanja hrane (ljuti ili kiseli napitci, ljuti začini).
• Učešće u mineralizaciji zubne cakline - kalcijum ulazi u zubnu caklinu iz pljuvačke. Sadrži proteine ​​koji vežu i transportuju Ca 2+ jone. Slina štiti zube od razvoja karijesa.

Svojstva pljuvačke zavise od načina ishrane i vrste hrane. Prilikom uzimanja čvrste i suhe hrane luči se viskoznija pljuvačka. Kada u usnu šupljinu uđu nejestive, gorke ili kisele tvari, oslobađa se velika količina tekuće pljuvačke. Enzimski sastav pljuvačke se također može mijenjati ovisno o količini ugljikohidrata sadržanih u hrani.

Regulacija salivacije. gutanje. Regulaciju salivacije provode autonomni živci koji inerviraju pljuvačne žlijezde: parasimpatikus i simpatikus. Kada je uzbuđen parasimpatički nerv pljuvačna žlijezda proizvodi veliku količinu tekuće pljuvačke sa niskim sadržajem organskih tvari (enzima i sluzi). Kada je uzbuđen simpatički nerv formira se mala količina viskozne pljuvačke koja sadrži mnogo mucina i enzima. Prvo dolazi do aktiviranja salivacije tokom uzimanja hrane prema mehanizmu uslovnih refleksa pri pogledu na hranu, priprema za njen prijem, udisanje aroma hrane. Istovremeno, iz vidnih, olfaktornih, slušnih receptora, nervni impulsi kroz aferentne nervne puteve ulaze u pljuvačka jezgra produžene moždine. (centar za salivaciju), koji šalju eferentne nervne impulse duž parasimpatičkih nervnih vlakana do pljuvačnih žlezda. Ulazak hrane u usnu šupljinu pobuđuje mukozne receptore i to osigurava aktivaciju procesa lučenja. mehanizmom bezuslovnog refleksa. Inhibicija aktivnosti centra salivacije i smanjenje lučenja pljuvačnih žlijezda javlja se tokom spavanja, uz umor, emocionalno uzbuđenje, kao i uz groznicu, dehidraciju.

Probava u usnoj šupljini završava se činom gutanja i ulaskom hrane u želudac.

gutanje je refleksni proces i sastoji se od tri faze:

• 1. faza - oralno - je proizvoljan i sastoji se u prijemu bolusa hrane koji se formira tokom žvakanja na korijenu jezika. Zatim dolazi do kontrakcije mišića jezika i guranja bolusa hrane u grlo;
• 2. faza - faringealna - je nehotično, izvodi se brzo (unutar otprilike 1 s) i pod kontrolom je centra za gutanje produžene moždine. Na početku ove faze, kontrakcija mišića ždrijela i mekog nepca podiže veo nepca i zatvara ulaz u nosnu šupljinu. Larinks se pomiče prema gore i naprijed, što je praćeno spuštanjem epiglotisa i zatvaranjem ulaza u larinks. Istovremeno dolazi do kontrakcije mišića ždrijela i opuštanja gornjeg sfinktera jednjaka. Kao rezultat toga, hrana ulazi u jednjak;
• 3. faza - jednjak - sporo i nevoljno, nastaje zbog peristaltičkih kontrakcija mišića jednjaka (kontrakcija kružnih mišića zida jednjaka iznad bolusa hrane i uzdužnih mišića koji se nalaze ispod bolusa hrane) i pod kontrolom je vagusnog živca. Brzina kretanja hrane kroz jednjak je 2-5 cm/s. Nakon opuštanja donjeg sfinktera jednjaka, hrana ulazi u želudac.

Varenje u želucu

Želudac je mišićni organ gdje se hrana odlaže, miješa sa želučanim sokom i promoviše do izlaznog otvora želuca. Sluzokoža želuca ima četiri vrste žlijezda koje luče želudačni sok, hlorovodoničnu kiselinu, enzime i sluz.

Rice. 3. Digestivni trakt

Hlorovodonična kiselina daje kiselost želučanom soku, koji aktivira enzim pepsinogen, pretvarajući ga u pepsin, sudjelujući u hidrolizi proteina. Optimalna kiselost želudačnog soka je 1,5-2,5. U želucu se protein razlaže na međuprodukte (albumoze i peptone). Masti se razgrađuju lipazom samo kada su u emulgovanom stanju (mlijeko, majonez). Ugljikohidrati se tamo praktički ne probavljaju, jer se enzimi ugljikohidrata neutraliziraju kiselim sadržajem želuca.

Tokom dana luči se od 1,5 do 2,5 litara želudačnog soka. Hrana u želucu se vari od 4 do 8 sati, u zavisnosti od sastava hrane.

Mehanizam lučenja želudačnog soka- složen proces, podijeljen je u tri faze:

• cerebralna faza, koja djeluje kroz mozak, uključuje i bezuslovni i uslovni refleks (vid, miris, okus, hrana koja ulazi u usnu šupljinu);
• želučana faza - kada hrana ulazi u želudac;
• crijevnu fazu, kada određene vrste hrane (mesna čorba, sok od kupusa i dr.), ulazeći u tanko crijevo, izazivaju oslobađanje želučanog soka.

Varenje u duodenumu

Iz želuca, mali dijelovi kaše hrane ulaze u početni dio tankog crijeva - dvanaestopalačno crijevo, gdje je kaša hrane aktivno izložena soku pankreasa i žučnim kiselinama.

Sok pankreasa, koji ima alkalnu reakciju (pH 7,8-8,4), ulazi u duodenum iz gušterače. Sok sadrži enzime tripsin i kimotripsin, koji razgrađuju proteine ​​- do polipeptida; amilaza i maltaza razgrađuju skrob i maltozu u glukozu. Lipaza djeluje samo na emulgirane masti. Proces emulgiranja odvija se u duodenumu u prisustvu žučnih kiselina.

Žučne kiseline su sastavni dio žuči. Žuč proizvode ćelije najvećeg organa - jetre, čija je težina od 1,5 do 2,0 kg. Ćelije jetre neprestano proizvode žuč, koja se pohranjuje u žučnoj kesi. Čim kaša od hrane dospije u duodenum, žuč iz žučne kese kroz kanale ulazi u crijeva. Žučne kiseline emulgiraju masti, aktiviraju masne enzime, pojačavaju motoričke i sekretorne funkcije tankog crijeva.

Probava u tankom crijevu (jejunum, ileum)

Tanko crijevo je najduži dio probavnog trakta, njegova dužina je 4,5-5 m, promjer od 3 do 5 cm.

Crijevni sok je tajna tankog crijeva, reakcija je alkalna. Crijevni sok sadrži veliki broj enzima koji učestvuju u probavi: peitidaza, nukleaza, enterokinaza, lipaza, laktaza, saharaza itd. Tanko crijevo, zbog različite strukture mišićnog sloja, ima aktivnu motoričku funkciju (peristaltiku). Ovo omogućava da se kaša hrane pomeri u pravi lumen creva. Tome doprinosi hemijski sastav hrane - prisustvo vlakana i dijetalnih vlakana.

Prema teoriji crijevne probave, proces asimilacije nutrijenata dijeli se na šupljinu i parijetalnu (membransku) probavu.

Kavitarna probava je prisutna u svim šupljinama gastrointestinalnog trakta zbog probavnih tajni - želučanog soka, pankreasa i crijevnog soka.

Parietalna probava je prisutna samo u određenom segmentu tankog crijeva, gdje sluznica ima izbočenje ili resice i mikroresice koje povećavaju unutrašnju površinu crijeva za 300-500 puta.

Enzimi uključeni u hidrolizu nutrijenata nalaze se na površini mikroresica, što značajno povećava efikasnost procesa apsorpcije nutrijenata u ovom području.

Tanko crijevo je organ u kojem se većina nutrijenata rastvorljivih u vodi, prolazeći kroz crijevni zid, apsorbira u krv, masti u početku ulaze u limfu, a zatim u krv. Svi nutrijenti kroz portalnu venu ulaze u jetru, gdje se, očišćeni od toksičnih tvari probave, koriste za ishranu organa i tkiva.

Varenje u debelom crijevu

Kretanje crijevnog sadržaja u debelom crijevu je do 30-40 sati. Probava u debelom crijevu je praktički odsutna. Ovdje se apsorbira glukoza, vitamini, minerali, koji su ostali neapsorbirani zbog velikog broja mikroorganizama u crijevima.

U početnom segmentu debelog crijeva dolazi do gotovo potpune asimilacije tekućine koja je tamo ušla (1,5-2 litre).

Od velikog značaja za ljudsko zdravlje je mikroflora debelog crijeva. Više od 90% su bifidobakterije, oko 10% su mliječne kiseline i Escherichia coli, enterokoki itd. Sastav mikroflore i njene funkcije zavise od prirode prehrane, vremena kretanja kroz crijeva i unosa različitih lijekova.

Glavne funkcije normalne crijevne mikroflore:

• zaštitna funkcija - stvaranje imuniteta;
• učešće u procesu probave - konačnog varenja hrane; sinteza vitamina i enzima;
• održavanje postojanosti biohemijskog okruženja gastrointestinalnog trakta.

Jedna od važnih funkcija debelog crijeva je stvaranje i izlučivanje fecesa iz tijela.

Plan

Uvod…………………………………………………………………….3

Suština procesa koji se odvijaju u gastrointestinalnom traktu………………………………………………4

Vrste varenja…………………………………………………………..5

Usisavanje…………………………………………………….9

Regulacija usisavanja…………………………………………….11

Zaključak……………………………………………………………..14

Reference…………………………………………….15

Uvod

Sve supstance neophodne za obavljanje fizičkog i psihičkog rada, održavanje telesne temperature, kao i rast i obnavljanje dotrajalih tkiva i drugih funkcija, organizam dobija u obliku hrane i vode. Prehrambeni proizvodi se sastoje od nutrijenata od kojih su glavni proteini, masti, ugljikohidrati, mineralne soli, vitamini, voda. Ove supstance su deo ćelija tela. Većinu namirnica tijelo ne može iskoristiti bez prethodne obrade. Sastoji se od mehaničke obrade hrane i njenog hemijskog razlaganja na jednostavne rastvorljive supstance koje ulaze u krvotok i apsorbuju ih ćelije. Ova obrada hrane se naziva probavom.

Probavni sistem je skup organa za varenje životinja i ljudi. Kod ljudi, probavni sistem je predstavljen usnom šupljinom, ždrijelom, jednjakom, želucem, crijevima, jetrom i gušteračem.

U usnoj šupljini hrana se usitnjava (žvaće), a zatim se podvrgava složenoj hemijskoj obradi probavnim sokovima. Žlijezde pljuvačke luče pljuvačku, želudačne, pankreasne i crijevne žlijezde razne sokove, a jetra žuč. Kao rezultat izlaganja ovim sokovima, bjelančevine, masti i ugljikohidrati se razlažu na jednostavnije rastvorljive spojeve. Ali to je moguće samo uz kretanje hrane kroz probavni kanal i njeno temeljito miješanje. Premještanje i miješanje hrane vrši se zahvaljujući snažnim kontrakcijama mišića zidova probavnog kanala. Prijelaz hranjivih tvari u krv i limfu vrši sluznica pojedinih dijelova probavnog kanala.

Suština procesa koji se odvijaju

u gastrointestinalnom traktu

Svakog dana odrasla osoba treba da dobije oko 80-100 g proteina, 80-100 g masti i 400 g ugljikohidrata. Dolaze sa hranom. Zajedno s njima, hrana sadrži mineralne soli, elemente u tragovima, vitamine, kao i balastne tvari, koje su vrijedna komponenta hrane.

Suština varenja (slika 1) leži u činjenici da nakon neophodne mehaničke obrade, odnosno mljevenja i trljanja hrane u ustima, želucu i tankom crijevu, dolazi do hidrolize proteina, ugljikohidrata i masti. Odvija se u dvije faze - prvo se u šupljini probavnog trakta polimer razara do oligomera, a zatim - u području membrane enterocita (parietalna, odnosno membranska probava) - dolazi do konačne hidrolize do monomera - amino kiseline, monosaharidi, masne kiseline, monogliceridi. Monomerni molekuli se apsorbiraju uz pomoć posebnih mehanizama, odnosno reapsorbuju se preko apikalne površine enterocita i prelaze u krv ili limfu, odakle ulaze u različite organe, prolazeći u početku kroz sistem portalne vene jetre. Sve "balastne" tvari koje nisu mogle biti hidrolizirane enzimima gastrointestinalnog trakta odlaze u debelo crijevo, gdje se uz pomoć mikroorganizama dodatno cijepaju (djelimično ili potpuno), dok su neki od produkata tog cijepanja. apsorbira se u krv makroorganizma, a dio ide na ishranu mikroflore. Mikroflora je također sposobna proizvoditi biološki aktivne tvari i niz vitamina, na primjer, vitamine B.

završna faza probava je stvaranje fecesa i njihova evakuacija (čin defekacije). U prosjeku, njihova masa doseže 150-250 g. Normalno, čin defekacije se javlja 1 put dnevno, kod 30% ljudi - 2 puta ili više, a kod 8% - manje od 1 puta dnevno. Zbog aerofagije i vitalne aktivnosti mikroflore, u gastrointestinalnom traktu se akumulira oko 100-500 ml plina koji se djelimično oslobađa tokom defekacije ili izvan njega.

Fig.1. Suština procesa probave sastojaka hrane.

Vrste probave

Ovisno o porijeklu hidrolitičkih enzima, razlikuju se:

1) vlastita probava - dolazi na račun enzima koje proizvodi osoba ili životinja;

2) simbiotski - zbog enzima simbionta, na primjer, enzima mikroorganizama koji naseljavaju debelo crijevo;

3) autolitički - zbog enzima koji se unose s hranom. To je, na primjer, tipično za majčino mlijeko, ono sadrži enzime neophodne za zgrušavanje mlijeka i hidrolizu njegovih komponenti. Kod odrasle osobe glavnu ulogu u procesima probave ima vlastita probava.

U zavisnosti od lokalizacije procesa hidrolize nutrijenata, razlikuju se: unutarćelijska i ekstracelularna probava, a ekstracelularna se deli na udaljenu (ili šupljinu) i kontaktnu (ili parijetalnu) digestiju.

intracelularna probava je proces koji se odvija unutar ćelije. Fagociti su odličan primjer upotrebe ove metode hidrolize. U pravilu se unutarćelijska probava provodi uz pomoć hidrolaza smještenih u lizosomima. U procesu vlastite (prave) probave kod ljudi glavnu ulogu ima šupljina i parijetalna probava.

kavitetna probava javlja se u različitim dijelovima gastrointestinalnog trakta, počevši od usne šupljine, ali je njegova težina različita. Pljuvačne žlijezde, želučane žlijezde, žlijezde pankreasa, brojne crijevne žlijezde proizvode odgovarajuće sokove (sline – u usnoj šupljini), koji pored raznih komponenti sadrže enzime – hidrolaze koje hidroliziraju odgovarajuće polimere – proteine, složene ugljikohidrate, masti. U pravilu, hidroliza se odvija u vodenoj fazi i u velikoj mjeri je određena pH-vrijednošću medija, temperaturom, a za lipaze - sadržajem emulgatora masti u mediju - žučnim kiselinama. Završava se formiranjem malih molekula - disaharida, dipeptida, masnih kiselina, monoglicerida.

Parietalna (membranska) probava- ideju o njegovom postojanju iznio je A. M. Ugolev 1963. Provodeći eksperimente sa segmentom tankog crijeva, otkrio je da hidroliza škroba pod utjecajem amilaze u prisustvu segmenta tankog crijeva štakor tretiran na poseban način (da bi se uklonila sopstvena amilaze) dešava se mnogo brže nego bez nje. A. M. Ugolev je sugerirao da se u apikalnom dijelu enterocita događa proces koji doprinosi konačnoj probavi hranjivih tvari. Naknadni razvoj nauke potvrdio je ispravnost ove hipoteze, koja je danas priznata kao aksiom fiziologije probave.

Parietalna probava se provodi na apikalnoj površini enterocita. Ovdje su u njegovoj membrani ugrađeni enzimi hidrolaze koji vrše konačnu hidrolizu nutrijenata, na primjer maltaza koja razlaže maltozu na dvije molekule glukoze, invertazu, koja razlaže saharozu na glukozu i fruktozu, dipeptidazu. Ovi enzimi se sastoje iz dva dijela - hidrofilnog i hidrofobnog. Hidrofilni dio se nalazi iznad membrane, a hidrofobni dio unutar membrane, obavlja funkciju "sidra". Enzimi koji sprovode parijetalnu probavu obično se sintetiziraju unutar samog enterocita, uključujući maltazu, invertazu, izomaltazu, gama-amilazu, laktazu, trehalazu, alkalnu fosfatazu, monoglicerid lipazu, peptidaze, aminopeptidaze, karboksipeptidaze, i druge Nakon sinteze, ovi enzimi se ugrađuju u membranu kao tipični integralni proteini. Efikasnost parijetalne probave uvelike se povećava zbog činjenice da je ovaj proces povezan sa sljedećom fazom - transportom molekula kroz enterocit u krv ili limfu, odnosno s procesom apsorpcije. Po pravilu, u blizini enzima hidrolaze postoji transportni mehanizam („transporter“, u terminologiji A. M. Ugolev), koji, kao u štafeti, preuzima formirani monomer i transportuje ga kroz apikalnu membranu enterocita. u ćeliju.

Enterocit je prekriven mikroresicama, u prosjeku do 1700-3000 komada po ćeliji. Takvih resica ima oko 50-200 miliona na 1 mm2. Zbog njih se površina membrane na kojoj se odvija parijetalna probava povećava za 14-39 puta. U membranama ovih mikrovila lokalizirani su enzimi - hidrolaze. Između mikroresica i na njihovoj površini nalazi se sloj glikokaliksa - to su filamenti smješteni okomito na površinu membrane enterocita (njihov promjer je od 2 do 5 nm, visina 0,3-0,5 mikrona), koji čine neku vrstu porozni reaktor. Periodično, kada je glikokaliks pretjerano kontaminiran, odbacuje se kako bi se očistila površina enterocita. U patologiji su moguće situacije kada stanica općenito gubi glikokaliks na duže vrijeme, a u ovom slučaju je poremećen proces parijetalne probave. Glikokaliks pruža posebno okruženje iznad apikalne membrane enterocita. Glikokaliks je molekularno sito i ionski izmjenjivač - razmaci između susjednih glikokaliksnih filamenata su takvi da ne propuštaju velike čestice u glikokaliks, uključujući i "neprobavljene" proizvode, mikroorganizme koji naseljavaju tanko crijevo. Zahvaljujući prisustvu električnih naboja(katjoni, anjoni) glikokaliks je jonski izmjenjivač. Općenito, glikokaliks osigurava sterilnost i selektivnu permeabilnost za medij koji se nalazi iznad membrane enterocita. Između filamenata glikokaliksa nalaze se enzimi - hidrolaze, čiji glavni dio dolazi iz sokova - crijevnih i pankreasnih, i ovdje dovršavaju proces djelomične hidrolize započet u crijevnoj šupljini.

Iznad glikokaliksa nalazi se još jedan sloj - takozvani sloj sluzokože. Nastaje od sluzi koju proizvode peharaste ćelije i fragmenata eksfolirajućeg crijevnog epitela. Mnogi enzimi soka pankreasa i crevnog soka se sorbuju u ovom sloju. Ovaj sloj je mjesto membranske probave.

Tako se prijelaz iz šupljine u parijetalnu probavu odvija postupno, kroz dva funkcionalno važna sloja - sloj sluzokože i sloj glikokaliksa. Zatim dolazi stvarni sloj parijetalne (membranske) probave, u kojoj se odvija konačna hidroliza nutrijenata i njihov kasniji transport kroz enterocit u krv ili limfu.

Usisavanje

Apsorpcija nutrijenata, odnosno nutrijenata, krajnji je cilj procesa probave. Ovaj proces se odvija u cijelom gastrointestinalnom traktu - od usne šupljine do debelog crijeva, ali je njegov intenzitet različit: u usnoj šupljini se uglavnom apsorbiraju monosaharidi, neke ljekovite tvari, na primjer, nitroglicerin; u želucu se voda i alkohol uglavnom apsorbuju; u debelom crijevu - voda, hloridi, masne kiseline; u tankom crijevu - svi glavni proizvodi hidrolize. Kalcijum, magnezijum i joni gvožđa se apsorbuju u duodenumu; u ovom crijevu i na početku jejunuma pretežno se apsorbiraju monosaharidi, distalnije se apsorbiraju masne kiseline i monogliceridi, a u ileumu se apsorbiraju proteini i aminokiseline. Vitamini rastvorljivi u mastima i vodi se apsorbuju u distalnom jejunumu i proksimalnom ileumu (slika 2).

Fig.2. Apsorpcija proizvoda cijepanja proteina, ugljikohidrata i masti (vjerovatne opcije). Apsorpcija u krv (K).

A - aminokiseline, M - monosaharidi u konjugaciji sa Na, G - glicerol, F - masne kiseline - sinteza sličnih triglicerida u epitelnim ćelijama - formiranje Xm - hilomikrona i apsorpcija u limfu (LC). Zhel - žučne kiseline se djelomično vraćaju u crijevnu šupljinu, djelomično se apsorbiraju u krv i vraćaju u jetru.

PAGE_BREAK--

Nisu sva područja tankog crijeva "zauzeta" procesom apsorpcije, distalna područja obično ne učestvuju u tom procesu. Međutim, s patologijom proksimalnih područja, distalna područja preuzimaju ovu funkciju. Dakle, postoji zaštitna varijanta apsorpcije u tijelu.

Mehanizmi transporta, odnosno apsorpcije supstanci su raznovrsni. Neke tvari, poput vode, mogu proći kroz međućelijske (interenterocitne) prostore - to je mehanizam persorpcije. Postoji i proces reapsorpcije vode u sabirnim kanalima bubrega. U velikom broju slučajeva odvija se mehanizam endocitoze, odnosno apsorpcija enterocita velikog, nerazrušenog molekula u ćeliju, a zatim njegovo oslobađanje u intersticij i u krv zbog mehanizma egzocitoze. Očigledno, imunoglobulini se na ovaj način transportuju kod novorođenčadi i dojenčadi hranjenih majčinim mlijekom. Moguće je da se i kod odraslih određeni broj molekula transportuje endo- i egzocitozom.

Važno mjesto među mehanizmima apsorpcije zauzimaju mehanizmi pasivnog transporta - difuzija, osmoza, filtracija, kao i olakšana difuzija (transport bez utroška energije po gradijentu koncentracije, ali uz pomoć "transportera"). Mehanizam osmoze omogućava vam da reapsorbirate veliku količinu vode - u prosjeku oko 8 litara dnevno (2,5 - s hranom, ostatak vode je voda probavnih sokova): zajedno s osmotski aktivnim tvarima, na primjer, glukozom , aminokiseline, joni natrijuma, kalcijuma, kalijuma - enterociti pasivno ulaze u vodu. Djelomično voda ulazi u intersticij (a zatim u krv) zbog procesa filtracije - ako hidrostatički tlak u crijevnoj šupljini premašuje osmotski tlak u ovoj sredini, onda to stvara priliku za reapsorpciju vode pomoću mehanizma filtracije.

Glavni mehanizam koji osigurava reapsorpciju različitih supstanci (glukoze, aminokiselina, natrijuma, kalcija, soli željeza) je aktivni transport, za čiju provedbu je potrebna energija koja nastaje hidrolizom ATP-a. Ioni natrija se transportuju mehanizmom primarnog aktivnog transporta, a glukoza, aminokiseline i niz drugih supstanci - zbog sekundarnog aktivnog transporta, zavisnog od transporta natrijuma.

Poseban položaj u transportu zauzimaju proizvodi lipolize i same masti. Budući da su topljivi u mastima, mogu proći kroz membranske barijere pasivno, duž gradijenta koncentracije. Ali za to je potrebno "organizirati" takav tok, učiniti ga stvarnim. Očigledno, u tu svrhu se u crijevnoj šupljini proizvodi hidrolize lipida - masne kiseline s dugim lancima, 2-monogliceridi, kolesterol - spajaju u micele - najmanje kapljice koje mogu difundirati kroz apikalnu membranu enterocita u nju. Proces stvaranja micela povezan je s djelovanjem žučnih kiselina. Unutar enterocita, novosintetisani lipidi formiraju strukture pogodne za dalji transport - hilomikrone. Moguće je da u membranama postoje specifični nosači koji olakšavaju transport micela i hilomikrona; dolazi do olakšane difuzije.

Regulacija usisavanja

Obavlja se zbog promjena u procesima protoka krvi kroz crijevnu sluznicu, želudac, limfotok, energiju, kao i zbog sinteze "transportera" (pumpe i specifičnih nosača).

Protok krvi u celijakiji u velikoj mjeri zavisi od faze probave. Poznato je da u uslovima "mirovanja hrane" 15-20% MOK ulazi u celijakiju. Uz povećanje funkcionalne aktivnosti gastrointestinalnog trakta, može se povećati za 8-10 puta. To ne doprinosi samo povećanju proizvodnje probavnih sokova, motoričke aktivnosti, već i pojačava proces apsorpcije, odnosno povećava se protok krvi kroz resice crijevne sluznice i stvaraju se povoljni uvjeti za otjecanje krvi bogate apsorbovane hranljive materije. Povećanje protoka krvi nastaje uglavnom zbog proizvodnje vazodilatatora, posebno serotonina, najmoćnijeg vazodilatatora gastrointestinalnih prekapilara. Drugi hormoni, kao što su gastrin, histamin, holecistokinin-pankreozimin, takođe doprinose ovom procesu. Kada se iz nekog razloga sistemski pritisak promeni, protok krvi kroz resice je i dalje očuvan (u opsegu promena sistemskog pritiska od 100 do 30 mm Hg). To osigurava prilično izražen mehanizam autoregulacije, sličan onome što se odvija u žilama mozga.

Intenzitet krvotoka, a posebno protok limfe, može se regulirati i zbog kontraktilne aktivnosti resica: MMC prisutni u njemu, kada se crijevni hormoni otpuštaju u krv, aktiviraju se i uzrokuju periodično kontrakciju resica, tj. sadržaj krvnih i limfnih žila se istiskuje, što pomaže u uklanjanju hranjivih tvari iz enterocita. Vjeruje se da je takva humoralna supstanca vilikin, koja se proizvodi u tankom crijevu.

Aktivnost uzdužnih i kružnih mišića tankog crijeva doprinosi miješanju himusa, stvaranju optimalnog intraintestinalnog tlaka - sve to također olakšava proces apsorpcije. Stoga svi faktori koji pozitivno utiču na motoričku aktivnost crijeva povećavaju efikasnost apsorpcije.

Regulacija sinteze "transportera" po pravilu se vrši zahvaljujući "klasičnim" hormonima - aldosteronu, glukokortikoidima, 1,25-dihidroksiholekalciferolu (1,25-vitamin D3) i drugim hormonima. Na primjer, povećanje proizvodnje aldesterona je praćeno povećanjem stvaranja natrijevih pumpi u enterocitima, koje doprinose aktivnom transportu natrijuma. Ovo indirektno utiče na sekundarni aktivni transport aminokiselina i monosaharida. Metabolit vitamina D3-1,25-dihidroksiholekalciferol povećava sintezu proteina koji vezuje kalcijum u crevima, podstičući apsorpciju jona kalcijuma. Paratiroidni hormon povećava brzinu stvaranja ovog metabolita iz vitamina D3 (kolekalciferol) i indirektno povećava apsorpciju kalcija.

Hormoni koji menjaju proces reapsorpcije date supstance u crevima istovremeno i u istom pravcu menjaju procese reapsorpcije iste supstance u bubrezima, jer su mehanizmi reapsorpcije u crevima i u bubrezima u velikoj meri uobičajeni.

Zaključak

Digestija je skup procesa koji osiguravaju mehaničko mljevenje i kemijsku (uglavnom enzimsku) razgradnju hranjivih tvari na komponente koje su lišene specifičnosti vrste i pogodne su za apsorpciju i sudjelovanje u metabolizmu životinja i ljudi. Hrana koja ulazi u organizam se sveobuhvatno obrađuje pod djelovanjem različitih probavnih enzima koje sintetiziraju specijalizirane stanice, a razgradnjom složenih nutrijenata (proteina, masti i ugljikohidrata) na sve manje fragmente dolazi uz dodavanje molekula vode. Proteini se na kraju razlažu na aminokiseline, masti na glicerol i masne kiseline, ugljikohidrati na monosaharide. Ove relativno jednostavne tvari se apsorbiraju, a iz njih se u organima i tkivima ponovo sintetiziraju složena organska jedinjenja. Postoje 3 glavne vrste probave: intracelularna, udaljena (kavitarna) i kontaktna (parietalna). Apsorpcija nutrijenata je krajnji cilj procesa probave. Ovaj proces se odvija u cijelom gastrointestinalnom traktu.

Bibliografija

Agadzhanyan N.A., Tel L.Z., Tsirkin V.I., Chesnokova S.A. Fiziologija čoveka (predavanja) SPb., SOTIS, 1998.

Mamontov S.G. Biologija (udžbenik) M., Drfa, 1997.

Oke S. Osnove neurofiziologije M., 1969.

Sidorov E.P. Opća biologija M., 1997.

Fomin N.A. Humana fiziologija M., 1992.

Unutarstanična probava se odnosi na sve slučajeve kada neiscijepljeni ili djelomično rascijepljeni supstrat prodire u ćeliju, gdje se podvrgava hidrolizi enzimima koji se ne izlučuju izvan nje. Unutarstanična probava se može podijeliti na dva podtipa - molekularnu i vezikularnu. Molekularnu intracelularnu probavu karakterizira činjenica da enzimi smješteni u citoplazmi hidroliziraju male molekule supstrata koji prodiru u ćeliju, uglavnom dimere i oligomere, a takvi molekuli prodiru pasivno ili aktivno. Na primjer, korištenjem posebne transportni sistemi, aktivno se transportuje kroz staničnu membranu disaharida i dipeptida u bakterijama. Pretpostavlja se da se kod viših organizama, posebno kod sisara, neki dipeptidi mogu aktivno transportovati u crijevne stanice - enterocite. Ako se intracelularna probava odvija u posebnim vakuolama, odnosno vezikulama, koje nastaju kao rezultat endocitoze (pinocitoza ili fagocitoza), onda se definira kao vezikularna ili endocitna. U vezikularnoj intracelularnoj digestiji endocitnog tipa, određeni dio (sekcije) membrane se invaginira zajedno sa apsorbiranom supstancom. Nadalje, ovo mjesto se postepeno odvaja od membrane i formira se unutarćelijska vezikularna struktura. U pravilu se takva vezikula spaja s lizozomom koji sadrži širok spektar hidrolitičkih enzima koji djeluju na sve glavne komponente hrane. U nastaloj novoj strukturi - fagosomu, dolazi do hidrolize nadolazećih supstrata i naknadne apsorpcije nastalih proizvoda. Nesvareni ostaci fagosoma se obično izbacuju van ćelije egzocitozom. Dakle, intracelularna probava je mehanizam kroz koji se ne ostvaruje samo probava, već i apsorpcija nutrijenata od strane ćelije, uključujući velike molekule i supramolekularne strukture. Intracelularna probava je ograničena propusnošću membrane i procesima endocitoze. Potonji se odlikuju niskom stopom i, po svemu sudeći, ne mogu igrati značajnu ulogu u zadovoljavanju nutritivnih potreba viših organizama. Kako smo skrenuli pažnju još 1967. godine (Ugolev, 1967.), sa stanovišta enzimologije, intracelularna probava vezikularnog tipa je kombinacija mikrokavitarne i membranske digestije. Vezikularna intracelularna probava pronađena je kod svih vrsta životinja - od protozoa do sisara (ima posebno važnu ulogu kod nižih životinja), a molekularna probava - u svim grupama organizama.

Ovaj pojam se odnosi na slučajeve kada nerazdvojene ili djelomično rascijepljene prehrambene tvari prodiru u ćeliju, gdje ih hidroliziraju citoplazmatski enzimi koji se ne oslobađaju izvan stanice. Unutarstanična probava je uobičajena kod najjednostavnijih i najprimitivnijih višećelijskih organizama, kao što su spužve i pljosnati crvi. Kao dodatni mehanizam za hidrolizu nutrijenata, nalazi se u nemerteansima, bodljikašima, nekim anelidama i mnogim mekušcima. Kod viših kralježnjaka i ljudi obavlja uglavnom zaštitne funkcije, kao što je fagocitoza.

Postoje dvije vrste intracelularne probave. Prvi je povezan s transportom malih molekula kroz ćelijske membrane i naknadnom probavom citoplazmatskih enzima. Unutarćelijska probava može nastati i u posebnim unutarćelijskim šupljinama - digestivnim vakuolama, koje su stalno prisutne ili nastaju tokom fagocitoze i pinocitoze i nestaju nakon razgradnje uhvaćene hrane. Drugi tip probave u većini slučajeva povezan je sa učešćem lizosoma, koji sadrže širok spektar hidrolitičkih enzima (fosfataze, proteaze, glukozidaze, lipaze, itd.) sa optimalnim delovanjem u kiseloj sredini (pH 3,5-5,5) . Strukture hrane ili otopine hrane u pericelularnom okruženju uzrokuju invaginacije plazma membrane, koje se zatim spajaju i tonu u citoplazmu, formirajući pinocitne i fagocitne vakuole. Povezujući se s potonjem, lizozomi formiraju fagosome, gdje se odvija kontakt enzima s odgovarajućim supstratima. Nastali proizvodi hidrolize apsorbiraju se kroz membrane fagosoma. Nakon završetka probavnog ciklusa, egzocitozom se iz ćelije izbacuju ostaci fagosoma. Lizosomi također igraju važnu ulogu u razgradnji vlastitih struktura ćelije, koje se koriste kao materijal za hranu bilo u ovoj ili izvan nje.

Prema svojim mehanizmima, unutarćelijska probava se može smatrati kombinacijom mikrokavitarne i membranske hidrolize unutar ćelije. Zaista, tokom intracelularne probave enzimi mogu ispoljiti svoj hidrolitički efekat u citoplazmi ćelije ili u fagozomu, tj. u okolini, što je karakteristično za kavitetnu digestiju, kao i na unutrašnjoj površini fagozomalne membrane, što je karakteristično za membransku digestiju.

Intracelularna probava je ograničena propusnošću membrane i procesima epidocitoze, koji se odlikuju malom brzinom i, po svemu sudeći, ne mogu igrati značajnu ulogu u zadovoljavanju nutritivnih potreba viših organizama.