Co zajišťuje intracelulární trávení. Přednáška: Trávení

Výživa je nejdůležitějším faktorem zaměřeným na udržení a zajištění takových základních procesů, jako je růst, vývoj a schopnost být aktivní. Tyto procesy lze podpořit pouze racionální výživou. Než přistoupíte k úvahám o otázkách týkajících se základů, je nutné se seznámit s procesy trávení v těle.

Trávení- složitý fyziologický a biochemický proces, při kterém přijímaná potrava v trávicím traktu prochází fyzikálními a chemickými změnami.

Trávení je nejdůležitější fyziologický proces, v jehož důsledku se složité nutriční látky potravy vlivem mechanického a chemického zpracování přeměňují na jednoduché, rozpustné a tedy stravitelné látky. Jejich další cesta má být využita jako stavební a energetický materiál v lidském těle.

Fyzické změny potravy spočívají v jejím drcení, bobtnání, rozpouštění. Chemická - při postupném odbourávání živin v důsledku působení složek trávicích šťáv vylučovaných do dutiny trávicího traktu jeho žlázami. Nejdůležitější roli v tom mají hydrolytické enzymy.

Druhy trávení

Podle původu hydrolytických enzymů se trávení dělí na tři typy: vlastní, symbiotické a autolytické.

vlastní trávení provádějí enzymy syntetizované tělem, jeho žlázami, enzymy slin, žaludečních a pankreatických šťáv a epitelem střeva pece.

Symbiotické trávení- hydrolýza živin díky enzymům syntetizovaným symbionty makroorganismu - bakterií a prvoků trávicího traktu. Symbiotické trávení probíhá u lidí v tlustém střevě. V důsledku nedostatku odpovídajícího enzymu v sekretech žláz nedochází u lidí k hydrolýze potravinové vlákniny (to je určitý fyziologický význam - zachování vlákniny, která hraje důležitou roli ve střevním trávení), proto její trávení symbiontních enzymů v tlustém střevě je důležitý proces.

V důsledku symbiotického trávení vznikají sekundární živiny, na rozdíl od primárních, které vznikají v důsledku vlastního trávení.

Autolytické trávení Provádí se díky enzymům, které se do těla dostávají jako součást přijímané potravy. Role tohoto trávení je zásadní při nedostatečně vyvinutém vlastním trávení. U novorozenců ještě není vyvinuto jejich vlastní trávení, takže živiny v mateřském mléce jsou tráveny enzymy, které se dostávají do trávicího traktu kojence jako součást mateřského mléka.

Podle lokalizace procesu hydrolýzy živin se trávení dělí na intra- a extracelulární.

intracelulární trávení spočívá v tom, že látky transportované do buňky fagocytózou jsou hydrolyzovány buněčnými enzymy.

extracelulární trávení se dělí na kavitární, která se provádí v dutinách trávicího traktu enzymy slin, žaludeční šťávy a pankreatické šťávy, a parietální. Parietální trávení probíhá v tenkém střevě za účasti velkého množství střevních a pankreatických enzymů na kolosálním povrchu tvořeném záhyby, klky a mikroklky sliznice.

Rýže. Fáze trávení

V současné době je proces trávení považován za třístupňový: trávení dutiny - parietální trávení - vstřebávání. Kavitární digesce spočívá v počáteční hydrolýze polymerů do stadia oligomerů, parietální digesce zajišťuje další enzymatickou depolymerizaci oligomerů převážně do stadia monomerů, které jsou následně absorbovány.

Správný sekvenční chod prvků trávicího dopravníku v čase a prostoru je zajištěn pravidelnými procesy různých úrovní.

Enzymatická aktivita je charakteristická pro každý úsek trávicího traktu a je maximální při určité hodnotě pH média. Například v žaludku probíhá trávicí proces v kyselém prostředí. Kyselý obsah přecházející do dvanáctníku se neutralizuje a střevní trávení probíhá v neutrálním a mírně zásaditém prostředí vytvořeném sekretem uvolňovaným do střeva – žlučí, pankreatickými šťávami a střevními šťávami, které inaktivují žaludeční enzymy. Střevní trávení probíhá v neutrálním a mírně zásaditém prostředí, nejprve typem dutiny, a poté parietální trávení, vrcholící vstřebáváním produktů hydrolýzy – živin.

Odbourávání živin podle typu dutiny a parietální trávení je prováděno hydrolytickými enzymy, z nichž každý má do určité míry vyjádřenou specificitu. Soubor enzymů ve složení tajemství trávicích žláz má druhové a individuální vlastnosti, přizpůsobené trávení potravy, která je charakteristická pro tento druh zvířat, a těch živin, které převažují ve stravě.

Proces trávení

Proces trávení se provádí v gastrointestinálním traktu, jehož délka je 5-6 m. Trávicí trakt je trubice, v některých místech rozšířená. Struktura gastrointestinálního traktu je v celém rozsahu stejná, má tři vrstvy:

• vnější - serózní, hustá skořápka, která má hlavně ochrannou funkci;
• střední - svalová tkáň se podílí na kontrakci a relaxaci stěny orgánu;
• vnitřní - membrána pokrytá slizničním epitelem, který umožňuje vstřebávání jednoduchých potravinových látek svou tloušťkou; sliznice má často žlázové buňky, které produkují trávicí šťávy nebo enzymy.

Enzymy- látky bílkovinné povahy. V gastrointestinálním traktu mají svou specifičnost: bílkoviny se štěpí pouze pod vlivem proteáz, tuky - lipázy, sacharidy - karbohydrázy. Každý enzym je aktivní pouze při určitém pH média.

Funkce gastrointestinálního traktu:

• Motor, neboli motorický - díky střední (svalové) membráně trávicího traktu, kontrakce-relaxace svalů zachycuje potravu, žvýká, polyká, míchá a posouvá potravu trávicím kanálem.
• Sekreční - díky trávicím šťávám, které jsou produkovány žlázovými buňkami umístěnými ve slizniční (vnitřní) skořápce kanálu. Tato tajemství obsahují enzymy (urychlovače reakce), které provádějí chemické zpracování potravin (hydrolýzu živin).
• Vylučovací (vylučovací) funkce provádí vylučování metabolických produktů trávicími žlázami do gastrointestinálního traktu.
• Absorpční funkce - proces asimilace živin přes stěnu gastrointestinálního traktu do krve a lymfy.

Gastrointestinální trakt začíná v dutině ústní, dále se potrava dostává do hltanu a jícnu, které plní pouze transportní funkci, potravní bolus sestupuje do žaludku, dále do tenkého střeva, skládajícího se z 12 dvanáctníku, jejuna a ilea, kde probíhá především závěrečná hydrolýza dochází k (štěpení) živin a ty se vstřebávají přes střevní stěnu do krve nebo lymfy. Tenké střevo přechází do tlustého střeva, kde prakticky neprobíhá trávicí proces, ale funkce tlustého střeva jsou pro tělo také velmi důležité.

Trávení v ústech

Další trávení v jiných částech gastrointestinálního traktu závisí na procesu trávení potravy v dutině ústní.

Prvotní mechanické a chemické zpracování potravy probíhá v dutině ústní. Zahrnuje mletí jídla, jeho smáčení slinami, analýzu chuťových vlastností, počáteční rozklad potravinových sacharidů a tvorbu bolusu jídla. Pobyt potravního bolusu v dutině ústní je 15-18 s. Potrava v dutině ústní vzrušuje chuťové, hmatové, teplotní receptory ústní sliznice. Tento reflex způsobuje aktivaci sekrece nejen slinných žláz, ale také žláz umístěných v žaludku, střevech a také sekreci pankreatické šťávy a žluči.

Mechanické zpracování potravy v dutině ústní se provádí pomocí žvýkání. Akt žvýkání zahrnuje horní a dolní čelist se zuby, žvýkací svaly, ústní sliznici, měkké patro. V procesu žvýkání se dolní čelist pohybuje v horizontální a vertikální rovině, spodní zuby jsou v kontaktu s horními. Přední zuby přitom okusují potravu a stoličky ji drtí a drtí. Kontrakce svalů jazyka a tváří zajišťuje přísun potravy mezi chrupem. Stahování svalů rtů zabraňuje vypadávání potravy z úst. Akt žvýkání se provádí reflexivně. Jídlo dráždí receptory ústní dutiny, nervové impulsy, z nichž podél aferentních nervových vláken trojklaného nervu vstupují do žvýkacího centra umístěného v prodloužené míše a vzrušují ji. Dále podél eferentních nervových vláken trojklaného nervu přicházejí nervové impulsy do žvýkacích svalů.

V procesu žvýkání se posuzuje chuť jídla a zjišťuje se jeho poživatelnost. Čím plněji a intenzivněji probíhá proces žvýkání, tím aktivněji probíhají sekreční procesy jak v dutině ústní, tak v dolních částech trávicího traktu.

Tajemství slinných žláz (slin) tvoří tři páry velkých slinných žláz (submandibulární, sublingvální a příušní) a malé žlázky umístěné ve sliznici tváří a jazyka. Za den se tvoří 0,5-2 litry slin.

Funkce slin jsou následující:

• Smáčivé jídlo, rozpuštění pevných látek, impregnace hlenem a vytvoření potravinového bolusu. Sliny usnadňují proces polykání a přispívají k tvorbě chuťových vjemů.
• Enzymatické štěpení sacharidů kvůli přítomnosti a-amylázy a maltázy. Enzym a-amyláza štěpí polysacharidy (škrob, glykogen) na oligosacharidy a disacharidy (maltózu). Působení amylázy uvnitř bolusu potravy pokračuje, když vstoupí do žaludku, dokud v něm nezůstane mírně zásadité nebo neutrální prostředí.
• Ochranná funkce spojené s přítomností antibakteriálních složek ve slinách (lysozym, imunoglobuliny různých tříd, laktoferin). Lysozym neboli muramidáza je enzym, který rozkládá buněčnou stěnu bakterií. Laktoferin váže ionty železa nezbytné pro životně důležitou činnost bakterií, a tím zastavuje jejich růst. Mucin plní také ochrannou funkci, protože chrání ústní sliznici před škodlivými účinky potravin (horké nebo kyselé nápoje, ostré koření).
• Účast na mineralizaci zubní skloviny - vápník se dostává do zubní skloviny ze slin. Obsahuje proteiny, které vážou a transportují Ca 2+ ionty. Sliny chrání zuby před vznikem kazu.

Vlastnosti slin závisí na stravě a druhu potravy. Při příjmu pevné a suché stravy se vylučují více viskózní sliny. Při vstupu nepoživatelných, hořkých nebo kyselých látek do dutiny ústní se uvolňuje velké množství tekutých slin. Enzymové složení slin se také může měnit v závislosti na množství sacharidů obsažených v potravě.

Regulace slinění. polykání. Regulaci slinění provádějí autonomní nervy, které inervují slinné žlázy: parasympatikus a sympatikus. Při vzrušení parasympatický nerv slinná žláza produkuje velké množství tekutých slin s nízkým obsahem organických látek (enzymů a hlenu). Při vzrušení sympatický nerv vzniká malé množství viskózních slin obsahujících hodně mucinu a enzymů. Nejprve dochází k aktivaci slinění během příjmu potravy podle mechanismu podmíněného reflexu při pohledu na jídlo, příprava na jeho příjem, vdechování vůní jídla. Současně ze zrakových, čichových, sluchových receptorů vstupují nervové impulsy přes aferentní nervové dráhy do slinných jader prodloužené míchy. (slinění centrum), které vysílají eferentní nervové impulsy podél parasympatických nervových vláken do slinných žláz. Vstup potravy do dutiny ústní vybudí slizniční receptory a to zajistí aktivaci procesu slinění. mechanismem nepodmíněného reflexu. Inhibice aktivity centra slinění a snížení sekrece slinných žláz nastává během spánku, s únavou, emočním vzrušením, stejně jako s horečkou, dehydratací.

Trávení v dutině ústní končí aktem polykání a vstupem potravy do žaludku.

polykání je reflexní proces a skládá se ze tří fází:

• 1. fáze - ústní - je libovolný a spočívá v příjmu bolusu potravy vzniklého při žvýkání kořene jazyka. Dále dochází ke kontrakci svalů jazyka a vytlačování bolusu potravy do krku;
• 2. fáze - faryngální - je mimovolní, provádí se rychle (přibližně do 1 s) a je pod kontrolou polykacího centra prodloužené míchy. Na začátku této fáze kontrakce svalů hltanu a měkkého patra zvedne závoj patra a uzavře vstup do nosní dutiny. Hrtan se posouvá nahoru a dopředu, což je doprovázeno sestupem epiglottis a uzavřením vchodu do hrtanu. Současně dochází ke kontrakci svalů hltanu a relaxaci horního jícnového svěrače. V důsledku toho se jídlo dostává do jícnu;
• 3. fáze - jícnová - pomalý a mimovolní, vzniká v důsledku peristaltických kontrakcí svalů jícnu (kontrakce kruhových svalů stěny jícnu nad bolusem potravy a podélných svalů umístěných pod bolusem potravy) a je pod kontrolou nervus vagus. Rychlost pohybu potravy jícnem je 2 - 5 cm/s. Po relaxaci dolního jícnového svěrače se potrava dostává do žaludku.

Trávení v žaludku

Žaludek je svalový orgán, kde se ukládá potrava, mísí se se žaludeční šťávou a posouvá se do vývodu žaludku. Sliznice žaludku má čtyři typy žláz, které vylučují žaludeční šťávu, kyselinu chlorovodíkovou, enzymy a hlen.

Rýže. 3. Trávicí trakt

Kyselina chlorovodíková dodává žaludeční šťávě kyselost, která aktivuje enzym pepsinogen, přeměňuje jej na pepsin, který se účastní hydrolýzy bílkovin. Optimální kyselost žaludeční šťávy je 1,5-2,5. V žaludku se bílkoviny štěpí na meziprodukty (albumózy a peptony). Tuky jsou štěpeny lipázou pouze v emulgovaném stavu (mléko, majonéza). Sacharidy se zde prakticky netráví, protože uhlohydrátové enzymy jsou neutralizovány kyselým obsahem žaludku.

Během dne se vyloučí 1,5 až 2,5 litru žaludeční šťávy. Potrava v žaludku se tráví od 4 do 8 hodin v závislosti na složení potravy.

Mechanismus sekrece žaludeční šťávy- složitý proces, je rozdělen do tří fází:

• mozková fáze, působící přes mozek, zahrnuje nepodmíněný i podmíněný reflex (zrak, čich, chuť, potrava vstupující do dutiny ústní);
• žaludeční fáze - když jídlo vstupuje do žaludku;
• střevní fáze, kdy určité druhy potravin (masový vývar, zelná šťáva atd.), vstupující do tenkého střeva, způsobují uvolnění žaludeční šťávy.

Trávení v duodenu

Ze žaludku se malé porce potravní kaše dostávají do počáteční části tenkého střeva – dvanáctníku, kde je potravní kaše aktivně vystavena pankreatické šťávě a žlučovým kyselinám.

Pankreatická šťáva, která má zásaditou reakci (pH 7,8-8,4), vstupuje do dvanácterníku ze slinivky břišní. Šťáva obsahuje enzymy trypsin a chymotrypsin, které štěpí bílkoviny – na polypeptidy; amyláza a maltáza štěpí škrob a maltózu na glukózu. Lipáza působí pouze na emulgované tuky. Emulgační proces probíhá v duodenu za přítomnosti žlučových kyselin.

Žlučové kyseliny jsou součástí žluči. Žluč je produkována buňkami největšího orgánu - jater, která váží od 1,5 do 2,0 kg. Jaterní buňky neustále produkují žluč, která se ukládá ve žlučníku. Jakmile se potravní kaše dostane do dvanáctníku, žluč ze žlučníku přes vývody vstupuje do střev. Žlučové kyseliny emulgují tuky, aktivují tukové enzymy, posilují motorické a sekreční funkce tenkého střeva.

Trávení v tenkém střevě (jejunum, ileum)

Tenké střevo je nejdelším úsekem trávicího traktu, jeho délka je 4,5-5 m, jeho průměr je od 3 do 5 cm.

Střevní šťáva je tajemstvím tenkého střeva, reakce je zásaditá. Střevní šťáva obsahuje velké množství enzymů zapojených do trávení: peitidasa, nuklease, enterokinase, lipase, laktase, sacharase, etc. Tenké střevo má díky odlišné stavbě svalové vrstvy aktivní motorickou funkci (peristaltiku). To umožňuje potravinové kaši přesunout se do skutečného střevního lumen. Tomu napomáhá chemické složení potravy – přítomnost vlákniny a dietní vlákniny.

Podle teorie střevního trávení se proces asimilace živin dělí na dutinové a parietální (membránové) trávení.

Kavitární trávení je přítomno ve všech dutinách gastrointestinálního traktu díky trávicím tajemstvím – žaludeční šťávě, pankreatické a střevní šťávě.

Parietální trávení je přítomno pouze v určitém segmentu tenkého střeva, kde má sliznice výběžek neboli klky a mikroklky, které zvětšují vnitřní povrch střeva 300-500krát.

Na povrchu mikroklků se nacházejí enzymy podílející se na hydrolýze živin, což výrazně zvyšuje efektivitu procesu vstřebávání živin v této oblasti.

Tenké střevo je orgán, kde se většina ve vodě rozpustných živin, procházejících střevní stěnou, vstřebává do krve, tuky vstupují nejprve do lymfy a poté do krve. Všechny živiny přes portální žílu vstupují do jater, kde jsou po očištění od toxických látek trávení použity k výživě orgánů a tkání.

Trávení v tlustém střevě

Pohyb střevního obsahu v tlustém střevě je až 30-40 hodin. Trávení v tlustém střevě prakticky chybí. Vstřebává se zde glukóza, vitamíny, minerály, které zůstaly nevstřebané díky velkému množství mikroorganismů ve střevě.

V počátečním segmentu tlustého střeva dochází k téměř úplné asimilaci tekutiny, která tam vstoupila (1,5-2 litrů).

Velký význam pro lidské zdraví má mikroflóra tlustého střeva. Více než 90 % tvoří bifidobakterie, asi 10 % kyselina mléčná a Escherichia coli, enterokoky atd. Složení mikroflóry a její funkce závisí na charakteru stravy, době pohybu střevy a příjmu různých léků.

Hlavní funkce normální střevní mikroflóry:

• ochranná funkce - vytvoření imunity;
• účast na procesu trávení - konečné trávení potravy; syntéza vitamínů a enzymů;
• udržování stálosti biochemického prostředí gastrointestinálního traktu.

Jednou z důležitých funkcí tlustého střeva je tvorba a vylučování stolice z těla.

Plán

Úvod……………………………………………………………….3

Podstata procesů probíhajících v gastrointestinálním traktu………………………………………………………...4

Typy trávení…………………………………………………..5

Odsávání………………………………………………………….9

Regulace sání………………………………………….11

Závěr………………………………………………………..14

Reference……………………………………………….15

Úvod

Všechny látky nezbytné k výkonu fyzické i duševní práce, udržování tělesné teploty, ale i růstu a obnově chátrajících tkání a dalších funkcí tělo přijímá ve formě potravy a vody. Potravinové produkty se skládají ze živin, z nichž hlavní jsou bílkoviny, tuky, sacharidy, minerální soli, vitamíny, voda. Tyto látky jsou součástí buněk těla. Většinu potravin tělo nedokáže využít bez předchozího zpracování. Spočívá v mechanickém zpracování potravy a jejím chemickém rozkladu na jednoduché rozpustné látky, které se dostávají do krevního oběhu a jsou z něj buňkami absorbovány. Toto zpracování potravy se nazývá trávení.

Trávicí systém je soubor trávicích orgánů u zvířat a lidí. U člověka je trávicí soustava zastoupena dutinou ústní, hltanem, jícnem, žaludkem, střevy, játry a slinivkou břišní.

V dutině ústní se potrava drtí (žvýká), následně je podrobena složitému chemickému zpracování trávicími šťávami. Slinné žlázy vylučují sliny, žlázy žaludku, slinivky břišní a střevní žlázy různé šťávy a játra vylučují žluč. V důsledku vystavení těmto šťávám se bílkoviny, tuky a sacharidy rozkládají na jednodušší rozpustné sloučeniny. To je ale možné pouze pohybem potravy trávicím kanálem a jejím důkladným promícháním. Přesouvání a míchání jídla se provádí díky silným kontrakcím svalů stěn trávicího kanálu. Přechod živin do krve a lymfy se uskutečňuje sliznicí jednotlivých úseků trávicí trubice.

Podstata probíhajících procesů

v gastrointestinálním traktu

Každý den by měl dospělý člověk přijmout asi 80-100 g bílkovin, 80-100 g tuků a 400 g sacharidů. Přicházejí s jídlem. Spolu s nimi potraviny obsahují minerální soli, stopové prvky, vitamíny a také balastní látky, které jsou cennou složkou potravy.

Podstata trávení (obr. 1) spočívá v tom, že po nezbytném mechanickém zpracování, tedy rozmělnění a rozetření potravy v ústech, žaludku a tenkém střevě, dochází k hydrolýze bílkovin, sacharidů a tuků. Probíhá ve dvou fázích - nejprve v dutině trávicího traktu dochází k destrukci polymeru na oligomery a poté - v oblasti membrány enterocytů (parietální, neboli membránové štěpení) - dochází ke konečné hydrolýze na monomery - amino kyseliny, monosacharidy, mastné kyseliny, monoglyceridy. Molekuly monomerů jsou absorbovány pomocí speciálních mechanismů, to znamená, že jsou reabsorbovány přes apikální povrch enterocytů a přecházejí do krve nebo lymfy, odkud vstupují do různých orgánů, nejprve procházejí systémem portálních žil jater. Všechny „balastní“ látky, které se nepodařilo hydrolyzovat enzymy trávicího traktu, jdou do tlustého střeva, kde za pomoci mikroorganismů procházejí dalším štěpením (částečným nebo úplným), přičemž některé produkty tohoto štěpení jsou vstřebává se do krve makroorganismu a část jde do výživy mikroflóry. Mikroflóra je také schopna produkovat biologicky aktivní látky a řadu vitamínů, například vitamíny B.

poslední úroveň trávení je tvorba výkalů a jejich evakuace (akt defekace). V průměru jejich hmotnost dosahuje 150-250 g. Normálně k defekaci dochází 1krát denně, u 30% lidí - 2krát nebo více a u 8% - méně než 1krát denně. Vlivem aerofagie a vitální aktivity mikroflóry se v gastrointestinálním traktu hromadí asi 100-500 ml plynu, který se částečně uvolňuje při defekaci nebo mimo ni.

Obr. 1. Podstata procesů trávení složek potravy.

Druhy trávení

V závislosti na původu hydrolytických enzymů existují:

1) vlastní trávení – jde na úkor enzymů produkovaných člověkem nebo zvířetem;

2) symbiotické - díky enzymům symbiontů, např. enzymům mikroorganismů obývajících tlusté střevo;

3) autolytické – díky enzymům podávaným s jídlem. To je například typické pro mateřské mléko, obsahuje enzymy potřebné pro srážení mléka a hydrolýzu jeho složek. U dospělého má hlavní roli v procesech trávení vlastní trávení.

V závislosti na lokalizaci procesu hydrolýzy živin se rozlišuje: intracelulární a extracelulární trávení a extracelulární se dělí na vzdálené (neboli dutinové) a kontaktní (neboli parietální) trávení.

intracelulární trávení je proces, který probíhá uvnitř buňky. Fagocyty jsou ukázkovým příkladem použití této metody hydrolýzy. Intracelulární trávení se zpravidla provádí pomocí hydroláz umístěných v lysozomech. V procesu vlastního (pravého) trávení u člověka má hlavní roli kavitární a parietální trávení.

dutinové trávení se vyskytuje v různých částech gastrointestinálního traktu, počínaje dutinou ústní, ale její závažnost je různá. Slinné žlázy, žaludeční žlázy, pankreatické žlázy, četné střevní žlázy produkují odpovídající šťávy (sliny - v dutině ústní), které kromě různých složek obsahují enzymy - hydrolázy, které hydrolyzují odpovídající polymery - bílkoviny, komplexní sacharidy, tuky. K hydrolýze dochází zpravidla ve vodné fázi a je z velké části určována pH prostředí, teplotou a u lipáz obsahem tukového emulgátoru v médiu - žlučovými kyselinami. Končí tvorbou malých molekul – disacharidů, dipeptidů, mastných kyselin, monoglyceridů.

Parietální (membránové) trávení- myšlenku jeho existence vyjádřil A. M. Ugolev v roce 1963. Při provádění experimentů se segmentem tenkého střeva zjistil, že hydrolýza škrobu pod vlivem amylázy v přítomnosti segmentu tenkého střeva krysa ošetřená speciálním způsobem (k odstranění vlastní amylázy) probíhá mnohem rychleji než bez ní. A. M. Ugolev navrhl, že v apikální části enterocytů dochází k procesu, který přispívá ke konečnému trávení živin. Následný rozvoj vědy potvrdil správnost této hypotézy, která je dnes uznávána jako axiom fyziologie trávení.

Parietální trávení se provádí na apikálním povrchu enterocytu. Zde jsou v její membráně zabudovány enzymy hydrolázy, které provádějí konečnou hydrolýzu živin, například maltáza, která štěpí maltózu na dvě molekuly glukózy, invertáza, která štěpí sacharózu na glukózu a fruktózu, dipeptidáza. Tyto enzymy se skládají ze dvou částí – hydrofilní a hydrofobní. Hydrofilní část je umístěna nad membránou a hydrofobní část je uvnitř membrány, plní funkci "kotvy". Enzymy, které provádějí parietální trávení, jsou obvykle syntetizovány v samotném enterocytu, včetně maltázy, invertázy, isomaltázy, gama-amylázy, laktázy, trehalázy, alkalické fosfatázy, monoglyceridové lipázy, peptidáz, aminopeptidáz, karboxypeptidáz a dalších. Po syntéze jsou tyto enzymy inkorporovány do membrány jako typické integrální proteiny. Účinnost parietálního trávení se do značné míry zvyšuje v důsledku skutečnosti, že tento proces je spojen s dalším stupněm - transportem molekuly enterocytem do krve nebo lymfy, tj. s procesem vstřebávání. Zpravidla se v blízkosti enzymu hydrolázy nachází transportní mechanismus („transportér“, v terminologii A. M. Ugoleva), který stejně jako ve štafetovém běhu přebírá vytvořený monomer a transportuje jej přes apikální membránu enterocytu. do buňky.

Enterocyt je pokryt mikroklky, v průměru až 1700-3000 kusů na buňku. Na 1 mm2 je takových klků asi 50-200 milionů. Díky nim se plocha membrány, na které probíhá parietální trávení, zvětšuje 14-39krát. V membránách těchto mikroklků jsou lokalizovány enzymy – hydrolázy. Mezi mikroklky a na jejich povrchu je vrstva glykokalyx - jedná se o filamenta umístěná kolmo k povrchu membrány enterocytů (jejich průměr je od 2 do 5 nm, jejich výška je 0,3-0,5 mikronů), které tvoří jakési tzv. porézní reaktor. Pravidelně, když je glykokalyx nadměrně kontaminován, je odmítnut, aby se vyčistil povrch enterocytu. V patologii jsou možné situace, kdy buňka obecně ztrácí glykokalyx po dlouhou dobu a v tomto případě je narušen proces parietálního trávení. Glykokalyx poskytuje zvláštní prostředí nad apikální membránou enterocytu. Glykokalyx je molekulární síto a iontoměnič – vzdálenosti mezi sousedními filamenty glykokalyx jsou takové, že nepropustí do glykokalyx velké částice, včetně „podtrávených“ produktů, mikroorganismů, které obývají tenké střevo. Díky přítomnosti elektrické náboje(kationty, anionty) glycocalyx je iontoměnič. Obecně platí, že glykokalyx poskytuje sterilitu a selektivní permeabilitu pro médium umístěné nad membránou enterocytů. Mezi vlákny glykokalyxu jsou enzymy – hydrolázy, jejichž hlavní část pochází ze šťáv – střevních a pankreatických a zde dokončují proces částečné hydrolýzy započatý ve střevní dutině.

Nad glykokalyxou je ještě další vrstva - tzv. vrstva slizových překryvů. Je tvořen hlenem produkovaným pohárkovými buňkami a fragmenty exfoliačního střevního epitelu. V této vrstvě je sorbováno mnoho enzymů pankreatické šťávy a střevní šťávy. Tato vrstva je místem trávení membrány.

Přechod z kavitárního na parietální trávení se tedy provádí postupně, přes dvě funkčně důležité vrstvy - vrstvu slizničních překryvů a vrstvu glykokalyx. Poté přichází na řadu vlastní vrstva parietálního (membránového) trávení, ve které dochází ke konečné hydrolýze živin a jejich následnému transportu enterocytem do krve nebo lymfy.

Sání

Absorpce živin, tedy živin, je konečným cílem procesu trávení. Tento proces se provádí v celém gastrointestinálním traktu - od dutiny ústní až po tlusté střevo, ale jeho intenzita je různá: v dutině ústní se vstřebávají především monosacharidy, některé léčivé látky, například nitroglycerin; v žaludku se vstřebává hlavně voda a alkohol; v tlustém střevě - voda, chloridy, mastné kyseliny; v tenkém střevě - všechny hlavní produkty hydrolýzy. Ionty vápníku, hořčíku a železa se vstřebávají v duodenu; v tomto střevě a na začátku jejuna se vstřebávají převážně monosacharidy, distálněji se vstřebávají mastné kyseliny a monoglyceridy a v ileu se vstřebávají bílkoviny a aminokyseliny. Vitamíny rozpustné v tucích a ve vodě se vstřebávají v distálním jejunu a proximálním ileu (obr. 2).

Obr.2. Absorpce produktů štěpení bílkovin, sacharidů a tuků (pravděpodobné varianty). Absorpce do krve (K).

A - aminokyseliny, M - monosacharidy v konjugaci s Na, G - glycerol, F - mastné kyseliny - syntéza připodobněných triglyceridů v epiteliálních buňkách - tvorba Xm - chylomikronů a vstřebávání do lymfy (LC). Zhel - žlučové kyseliny se částečně vracejí do střevní dutiny, částečně se vstřebávají do krve a vrací se do jater.

PAGE_BREAK--

Ne všechny oblasti tenkého střeva jsou „obsazeny“ procesem vstřebávání, distální oblasti se obvykle tohoto procesu neúčastní. S patologií proximálních oblastí však tuto funkci přebírají oblasti distální. Existuje tedy ochranná varianta vstřebávání v těle.

Mechanismy transportu, tedy vstřebávání látek, jsou různé. Některé látky, např. voda, mohou procházet mezibuněčnými (interenterocytárními) prostory – to je mechanismus persorpce. Dochází také k procesu reabsorpce vody ve sběrných kanálcích ledvin. V řadě případů dochází k mechanismu endocytózy, tedy k absorpci velké, nezničené molekuly enterocytem do buňky a následně k jejímu uvolnění do intersticia a do krve mechanismem exocytózy. Je zřejmé, že imunoglobuliny jsou tímto způsobem transportovány u novorozenců a kojenců krmených lidským mlékem. Je možné, že u dospělých je řada molekul transportována také endo- a exocytózou.

Významné místo mezi mechanismy absorpce zaujímají mechanismy pasivního transportu - difúze, osmóza, filtrace a také facilitovaná difúze (transport bez energetického výdeje po koncentračním gradientu, ale pomocí "transportérů"). Mechanismus osmózy umožňuje zpětné vstřebání velkého množství vody – v průměru asi 8 litrů denně (2,5 – s jídlem, zbytek vody tvoří voda trávicích šťáv): spolu s osmoticky aktivními látkami, např. glukózou , aminokyseliny, sodíkové ionty, vápník, draslík - enterocyty pasivně vstupují do vody. Voda se částečně dostává do intersticia (a následně do krve) díky filtračním procesům - pokud hydrostatický tlak ve střevní dutině převyšuje osmotický tlak v tomto prostředí, pak to vytváří příležitost pro reabsorpci vody pomocí filtračního mechanismu.

Hlavním mechanismem, který zajišťuje reabsorpci různých látek (glukóza, aminokyseliny, sodík, vápník, soli železa), je aktivní transport, jehož realizace vyžaduje energii vznikající hydrolýzou ATP. Mechanismem primárního aktivního transportu jsou transportovány ionty sodíku a glukóza, aminokyseliny a řada dalších látek - díky sekundárnímu aktivnímu transportu, závislému na transportu sodíku.

Zvláštní postavení v dopravě zaujímají produkty lipolýzy a samotné tuky. Protože jsou rozpustné v tucích, mohou pasivně procházet membránovými bariérami podél koncentračního gradientu. Ale k tomu je nutné takový tok „zorganizovat“, aby byl skutečný. Je zřejmé, že za tímto účelem se ve střevní dutině produkty hydrolýzy lipidů - mastné kyseliny s dlouhými řetězci, 2-monoglyceridy, cholesterol - spojují do micel - nejmenších kapiček, které do ní mohou difundovat přes apikální membránu enterocytu. Proces tvorby micel je spojen s působením žlučových kyselin. Uvnitř enterocytu tvoří nově syntetizované lipidy struktury vhodné pro další transport – chylomikrony. Je možné, že v membránách existují specifické nosiče pro usnadnění transportu micel a chylomikronů; probíhá usnadněná difúze.

Regulace sání

Provádí se v důsledku změn v procesech průtoku krve střevní sliznicí, žaludkem, tokem lymfy, energie, jakož i v důsledku syntézy "transportérů" (pump a specifických nosičů).

Průtok krve v oblasti celiakie do značné míry závisí na fázi trávení. Je známo, že za podmínek "potravinové dormance" se 15-20% IOC dostává do celiakálního oběhu. Se zvýšením funkční aktivity gastrointestinálního traktu se může zvýšit 8-10krát. To přispívá nejen ke zvýšení tvorby trávicích šťáv, motorické činnosti, ale také zvyšuje proces vstřebávání, tj. zvyšuje se průtok krve klky střevní sliznice a vytvářejí se příznivé podmínky pro odtok krve bohaté na absorbovaná živina. Ke zvýšení průtoku krve dochází především v důsledku produkce vazodilatátorů, zejména serotoninu, nejsilnějšího vazodilatátoru gastrointestinálních prekapilár. K tomuto procesu přispívají i další hormony, jako je gastrin, histamin, cholecystokinin-pancreozymin. Při změně systémového tlaku z nějakého důvodu zůstává průtok krve klkem stále zachován (v rozsahu změn systémového tlaku od 100 do 30 mm Hg). To zajišťuje poměrně výrazný mechanismus autoregulace, podobný tomu, který probíhá v cévách mozku.

Intenzitu průtoku krve a zejména toku lymfy lze regulovat také díky kontraktilní aktivitě klku: v něm přítomné MMC se při uvolňování střevních hormonů do krve aktivují a způsobují periodické stahování klků, tzv. obsah krevních a lymfatických cév je vytlačen, což napomáhá odstranění živin z enterocytu. Předpokládá se, že takovou humorální látkou je villikin, produkovaný v tenkém střevě.

Činnost podélných a kruhových svalů tenkého střeva přispívá k promíchání tráveniny, vytvoření optimálního nitrostřevního tlaku – to vše také usnadňuje proces vstřebávání. Proto všechny faktory, které pozitivně ovlivňují motorickou aktivitu střeva, zvyšují účinnost absorpce.

Regulace syntézy "transportérů" se zpravidla provádí "klasickými" hormony - aldosteronem, glukokortikoidy, 1,25-dihydrooxycholekalciferolem (1,25-vitamín D3) a dalšími hormony. Například zvýšení produkce aldesteronu je doprovázeno zvýšením tvorby sodíkových pump v enterocytech, které přispívají k aktivnímu transportu sodíku. To nepřímo ovlivňuje sekundární aktivní transport aminokyselin a monosacharidů. Metabolit vitaminu D3-1,25-dihydrooxycholekalciferol zvyšuje syntézu proteinu vázajícího vápník ve střevě, čímž podporuje vstřebávání iontů vápníku. Parathormon zvyšuje rychlost tvorby tohoto metabolitu z vitaminu D3 (cholekalciferol) a nepřímo zvyšuje vstřebávání vápníku.

Hormony, které mění proces reabsorpce dané látky ve střevech současně a stejným směrem, mění procesy reabsorpce stejné látky v ledvinách, protože mechanismy reabsorpce ve střevech a v ledvinách jsou do značné míry společné.

Závěr

Trávení je soubor procesů, které zajišťují mechanické mletí a chemické (převážně enzymatické) štěpení živin na složky, které postrádají druhovou specifitu a jsou vhodné pro vstřebávání a účast na metabolismu zvířat i lidí. Potrava vstupující do těla je komplexně zpracovávána působením různých trávicích enzymů syntetizovaných specializovanými buňkami a dochází k štěpení komplexních živin (bílkovin, tuků a sacharidů) na stále menší fragmenty přidáním molekuly vody k nim. Bílkoviny se nakonec štěpí na aminokyseliny, tuky na glycerol a mastné kyseliny, sacharidy na monosacharidy. Tyto relativně jednoduché látky se vstřebávají a v orgánech a tkáních se z nich opět syntetizují složité organické sloučeniny. Existují 3 hlavní typy trávení: intracelulární, vzdálené (kavitární) a kontaktní (parietální). Absorpce živin je konečným cílem procesu trávení. Tento proces se provádí v celém gastrointestinálním traktu.

Bibliografie

Agadzhanyan N.A., Tel L.Z., Tsirkin V.I., Chesnokova S.A. Fyziologie člověka (průběh přednášek) SPb., SOTIS, 1998.

Mamontov S.G. Biologie (učebnice) M., Drop, 1997.

Oke S. Základy neurofyziologie M., 1969.

Sidorov E.P. Obecná biologie M., 1997.

Fomin N.A. Human Physiology M., 1992.

Intracelulárním trávením se rozumí všechny případy, kdy nerozštěpený nebo částečně rozštěpený substrát proniká do buňky, kde podléhá hydrolýze enzymy, které nejsou vylučovány mimo ni. Intracelulární trávení lze rozdělit na dva podtypy – molekulární a vezikulární. Molekulární intracelulární trávení je charakterizováno tím, že enzymy umístěné v cytoplazmě hydrolyzují malé molekuly substrátu pronikající do buňky, především dimery a oligomery, a tyto molekuly pronikají pasivně nebo aktivně. Například pomocí speciálních dopravní systémy, aktivně transportované přes buněčnou membránu disacharidů a dipeptidů v bakteriích. Předpokládá se, že u vyšších organismů, zejména u savců, mohou být některé dipeptidy aktivně transportovány do střevních buněk - enterocytů. Pokud intracelulární trávení probíhá ve speciálních vakuolách neboli vezikulách, které se tvoří v důsledku endocytózy (pinocytózy nebo fagocytózy), pak je definováno jako vezikulární nebo endocytické. Při vezikulárním intracelulárním štěpení endocytárního typu je určitý úsek (části) membrány invaginován spolu s absorbovanou látkou. Dále se toto místo postupně odděluje od membrány a vytváří se intracelulární vezikulární struktura. Takový vezikula zpravidla splyne s lysozomem obsahujícím širokou škálu hydrolytických enzymů, které působí na všechny hlavní složky potravy. Ve výsledné nové struktuře - fagozomu dochází k hydrolýze přicházejících substrátů a následné absorpci výsledných produktů. Neštěpené zbytky fagozomů jsou obvykle exocytózou vypuzeny mimo buňku. Intracelulární trávení je tedy mechanismus, jehož prostřednictvím se realizuje nejen trávení, ale také vstřebávání živin buňkou, včetně velkých molekul a nadmolekulárních struktur. Intracelulární trávení je omezeno membránovou permeabilitou a procesy endocytózy. Ty se vyznačují nízkou mírou a zjevně nemohou hrát významnou roli při uspokojování nutričních potřeb vyšších organismů. Jak jsme upozornili již v roce 1967 (Ugolev, 1967), z hlediska enzymologie je intracelulární trávení vezikulárního typu kombinací mikrokavitárního a membránového trávení. Vezikulární intracelulární trávení bylo zjištěno u všech druhů zvířat - od prvoků po savce (hraje zvláště důležitou roli u nižších živočichů) a molekulární trávení - u všech skupin organismů.

Tímto termínem se označují případy, kdy neštěpené nebo částečně rozštěpené potravní látky pronikají do buňky, kde jsou hydrolyzovány cytoplazmatickými enzymy, které se neuvolňují mimo buňku. Intracelulární trávení je běžné u nejjednodušších a nejprimitivnějších mnohobuněčných organismů, jako jsou houby a ploštěnci. Jako další mechanismus pro hydrolýzu živin se vyskytuje u nemerteanů, ostnokožců, některých kroužkovců a mnoha měkkýšů. U vyšších obratlovců a člověka plní především ochranné funkce, např. fagocytózu.

Existují dva typy intracelulárního trávení. První je spojena s transportem malých molekul přes buněčné membrány a následným trávením cytoplazmatickými enzymy. Intracelulární trávení může probíhat i ve speciálních intracelulárních dutinách – trávicích vakuolách, které jsou neustále přítomny nebo vznikají při fagocytóze a pinocytóze a po rozpadu zachycené potravy zanikají. Druhý typ trávení je ve většině případů spojen s účastí lysozomů, které obsahují širokou škálu hydrolytických enzymů (fosfatázy, proteázy, glukosidázy, lipázy atd.) s optimálním působením v kyselém prostředí (pH 3,5–5,5). . Struktury potravy nebo potravní roztoky v pericelulárním prostředí způsobují invaginaci plazmatické membrány, která se pak sešněruje a propadá se do cytoplazmy, čímž se tvoří pinocytární a fagocytární vakuoly. Spojením s posledně jmenovanými tvoří lysozomy fagozomy, kde dochází ke kontaktu enzymů s odpovídajícími substráty. Výsledné produkty hydrolýzy jsou absorbovány přes membrány fagozomů. Po skončení trávicího cyklu jsou zbytky fagozomů vyhozeny z buňky exocytózou. Lysozomy také hrají důležitou roli při rozkladu vlastních struktur buňky, které jsou využívány jako potravní materiál buď touto buňkou, nebo mimo ni.

Intracelulární trávení lze podle jeho mechanismů považovat za kombinaci mikrokavitární a membránové hydrolýzy uvnitř buňky. Při intracelulárním trávení mohou enzymy skutečně uplatnit svůj hydrolytický účinek v cytoplazmě buňky nebo ve fagozomu, tzn. v prostředí, které je charakteristické pro trávení dutiny, a také na vnitřním povrchu fagozomální membrány, který je charakteristický pro trávení membrán.

Intracelulární trávení je omezeno membránovou permeabilitou a procesy epidocytózy, které se vyznačují nízkou rychlostí a zjevně nemohou hrát významnou roli při uspokojování nutričních potřeb vyšších organismů.