Apa yang menyediakan pencernaan intraseluler. Kuliah: Pencernaan

Nutrisi adalah faktor terpenting yang ditujukan untuk mempertahankan dan memastikan proses dasar seperti pertumbuhan, perkembangan, dan kemampuan untuk aktif. Proses ini dapat didukung hanya dengan menggunakan nutrisi rasional. Sebelum melanjutkan dengan mempertimbangkan hal-hal yang berkaitan dengan dasar-dasar, perlu untuk berkenalan dengan proses pencernaan dalam tubuh.

Pencernaan- proses fisiologis dan biokimia yang kompleks, di mana makanan yang diambil di saluran pencernaan mengalami perubahan fisik dan kimia.

Pencernaan adalah proses fisiologis yang paling penting, akibatnya zat gizi kompleks makanan di bawah pengaruh pemrosesan mekanis dan kimia diubah menjadi zat sederhana, larut dan, karenanya, dapat dicerna. Jalan mereka selanjutnya adalah untuk digunakan sebagai bahan bangunan dan energi dalam tubuh manusia.

Perubahan fisik pada makanan terdiri dari penghancuran, pembengkakan, pembubaran. Kimia - dalam degradasi nutrisi berurutan sebagai akibat dari aksi komponen jus pencernaan yang dikeluarkan ke dalam rongga saluran pencernaan oleh kelenjarnya. Peran paling penting dalam hal ini adalah enzim hidrolitik.

Jenis-jenis pencernaan

Tergantung pada asal enzim hidrolitik, pencernaan dibagi menjadi tiga jenis: tepat, simbiosis dan autolitik.

pencernaan sendiri dilakukan oleh enzim yang disintesis oleh tubuh, kelenjarnya, enzim air liur, cairan lambung dan pankreas, dan epitel usus tungku.

Pencernaan simbiosis- hidrolisis nutrisi karena enzim yang disintesis oleh simbion makroorganisme - bakteri dan protozoa saluran pencernaan. Pencernaan simbiotik terjadi pada manusia di usus besar. Karena kurangnya enzim yang sesuai dalam sekresi kelenjar, serat makanan pada manusia tidak terhidrolisis (ini adalah makna fisiologis tertentu - pelestarian serat makanan yang memainkan peran penting dalam pencernaan usus), oleh karena itu, pencernaannya oleh enzim simbion di usus besar adalah proses penting.

Sebagai hasil pencernaan simbiosis, nutrisi sekunder terbentuk, berbeda dengan nutrisi primer, yang terbentuk sebagai hasil pencernaannya sendiri.

Pencernaan autolitik Hal ini dilakukan karena enzim yang dimasukkan ke dalam tubuh sebagai bagian dari makanan yang diambil. Peran pencernaan ini sangat penting dalam kasus pencernaan sendiri yang kurang berkembang. Pada bayi baru lahir, pencernaannya sendiri belum berkembang, sehingga nutrisi dalam ASI dicerna oleh enzim yang masuk ke saluran pencernaan bayi sebagai bagian dari ASI.

Tergantung pada lokalisasi proses hidrolisis nutrisi, pencernaan dibagi menjadi intra dan ekstraseluler.

pencernaan intraseluler terdiri dari fakta bahwa zat yang diangkut ke dalam sel melalui fagositosis dihidrolisis oleh enzim seluler.

pencernaan ekstraseluler dibagi menjadi kavitas, yang dilakukan di rongga saluran pencernaan oleh enzim air liur, jus lambung dan jus pankreas, dan parietal. Pencernaan parietal terjadi di usus kecil dengan partisipasi sejumlah besar enzim usus dan pankreas pada permukaan kolosal yang dibentuk oleh lipatan, vili dan mikrovili selaput lendir.

Beras. Tahapan pencernaan

Saat ini, proses pencernaan dianggap sebagai tiga tahap: pencernaan rongga - pencernaan parietal - penyerapan. Pencernaan kavitas terdiri dari hidrolisis awal polimer ke tahap oligomer, pencernaan parietal memberikan depolimerisasi enzimatik lebih lanjut dari oligomer terutama ke tahap monomer, yang kemudian diserap.

Operasi berurutan yang benar dari elemen-elemen konveyor pencernaan dalam waktu dan ruang dipastikan dengan proses reguler dari berbagai tingkatan.

Aktivitas enzimatik adalah karakteristik dari setiap bagian dari saluran pencernaan dan maksimum pada nilai pH media tertentu. Misalnya di lambung, proses pencernaan dilakukan dalam suasana asam. Isi asam yang masuk ke duodenum dinetralkan, dan pencernaan usus terjadi di lingkungan netral dan sedikit basa yang diciptakan oleh sekresi yang dilepaskan ke usus - empedu, jus pankreas dan jus usus, yang menonaktifkan enzim lambung. Pencernaan usus terjadi di lingkungan yang netral dan sedikit basa, pertama berdasarkan jenis rongga, dan kemudian pencernaan parietal, yang berpuncak pada penyerapan produk hidrolisis - nutrisi.

Degradasi nutrisi berdasarkan jenis rongga dan pencernaan parietal dilakukan oleh enzim hidrolitik, yang masing-masing memiliki kekhususan yang dinyatakan sampai batas tertentu. Himpunan enzim dalam komposisi rahasia kelenjar pencernaan memiliki spesies dan karakteristik individu, disesuaikan dengan pencernaan makanan yang menjadi ciri hewan jenis ini, dan nutrisi yang ada dalam makanan.

Proses pencernaan

Proses pencernaan dilakukan di saluran pencernaan, yang panjangnya 5-6 m. Saluran pencernaan adalah tabung, diperluas di beberapa tempat. Struktur saluran pencernaan sama di seluruh, ia memiliki tiga lapisan:

• luar - serosa, cangkang padat, yang terutama memiliki fungsi pelindung;
• jaringan otot sedang terlibat dalam kontraksi dan relaksasi dinding organ;
• internal - membran yang ditutupi dengan epitel mukosa yang memungkinkan zat makanan sederhana diserap melalui ketebalannya; mukosa sering memiliki sel kelenjar yang menghasilkan cairan pencernaan atau enzim.

Enzim- zat yang bersifat protein. Di saluran pencernaan, mereka memiliki kekhususan sendiri: protein dibelah hanya di bawah pengaruh protease, lemak - lipase, karbohidrat - karbohidrat. Setiap enzim hanya aktif pada pH medium tertentu.

Fungsi saluran pencernaan :

• Motor, atau motorik - karena membran tengah (otot) saluran pencernaan, kontraksi-relaksasi otot menangkap makanan, mengunyah, menelan, mencampur dan memindahkan makanan di sepanjang saluran pencernaan.
• Sekretori - karena cairan pencernaan, yang diproduksi oleh sel-sel kelenjar yang terletak di selaput lendir (bagian dalam) saluran. Rahasia ini mengandung enzim (akselerator reaksi) yang melakukan pemrosesan kimia makanan (hidrolisis nutrisi).
• Fungsi ekskresi (ekskretoris) melakukan pengeluaran hasil metabolisme oleh kelenjar pencernaan ke dalam saluran cerna.
• Fungsi penyerapan - proses asimilasi nutrisi melalui dinding saluran pencernaan ke dalam darah dan getah bening.

Saluran pencernaan dimulai di rongga mulut, kemudian makanan memasuki faring dan kerongkongan, yang hanya melakukan fungsi transportasi, bolus makanan turun ke lambung, kemudian ke usus kecil, yang terdiri dari 12 duodenum, jejunum dan ileum, di mana hidrolisis akhir terutama terjadi (membelah) nutrisi dan mereka diserap melalui dinding usus ke dalam darah atau getah bening. Usus halus masuk ke usus besar, di mana praktis tidak ada proses pencernaan, tetapi fungsi usus besar juga sangat penting bagi tubuh.

Pencernaan di mulut

Pencernaan lebih lanjut di bagian lain dari saluran pencernaan tergantung pada proses pencernaan makanan di rongga mulut.

Pemrosesan makanan secara mekanis dan kimiawi awal terjadi di rongga mulut. Ini termasuk menggiling makanan, membasahi dengan air liur, menganalisis sifat rasa, pemecahan awal karbohidrat makanan dan pembentukan bolus makanan. Masa tinggal bolus makanan di rongga mulut adalah 15-18 detik. Makanan di rongga mulut merangsang rasa, sentuhan, reseptor suhu mukosa mulut. Refleks ini menyebabkan aktivasi sekresi tidak hanya kelenjar ludah, tetapi juga kelenjar yang terletak di lambung, usus, serta sekresi jus pankreas dan empedu.

Pemrosesan mekanis makanan di rongga mulut dilakukan dengan bantuan: mengunyah. Tindakan mengunyah melibatkan rahang atas dan bawah dengan gigi, otot pengunyah, mukosa mulut, langit-langit lunak. Dalam proses mengunyah, rahang bawah bergerak dalam bidang horizontal dan vertikal, gigi bawah bersentuhan dengan gigi atas. Pada saat yang sama, gigi depan menggigit makanan, dan geraham menghancurkan dan menggilingnya. Kontraksi otot-otot lidah dan pipi memastikan suplai makanan di antara gigi-geligi. Kontraksi otot-otot bibir mencegah makanan jatuh dari mulut. Tindakan mengunyah dilakukan secara refleks. Makanan mengiritasi reseptor rongga mulut, impuls saraf dari mana, sepanjang serabut saraf aferen saraf trigeminal, memasuki pusat mengunyah yang terletak di medula oblongata, dan menggairahkannya. Lebih jauh di sepanjang serabut saraf eferen dari saraf trigeminal, impuls saraf tiba di otot pengunyahan.

Dalam proses mengunyah, rasa makanan dinilai dan kelayakannya ditentukan. Semakin lengkap dan intensif proses mengunyah dilakukan, semakin aktif proses sekretori berlangsung baik di rongga mulut maupun di bagian bawah saluran pencernaan.

Rahasia kelenjar ludah (saliva) dibentuk oleh tiga pasang kelenjar ludah besar (submandibular, sublingual dan parotis) dan kelenjar kecil yang terletak di selaput lendir pipi dan lidah. 0,5-2 liter air liur terbentuk per hari.

Fungsi air liur adalah sebagai berikut:

• Membasahi makanan, pembubaran padatan, impregnasi dengan lendir dan pembentukan bolus makanan. Air liur memfasilitasi proses menelan dan berkontribusi pada pembentukan sensasi rasa.
• Pemecahan karbohidrat secara enzimatis karena adanya a-amilase dan maltase. Enzim a-amilase memecah polisakarida (pati, glikogen) menjadi oligosakarida dan disakarida (maltosa). Aksi amilase di dalam bolus makanan berlanjut ketika memasuki lambung sampai lingkungan yang sedikit basa atau netral tetap berada di dalamnya.
• Fungsi pelindung terkait dengan adanya komponen antibakteri dalam air liur (lisozim, imunoglobulin dari berbagai kelas, laktoferin). Lisozim, atau muramidase, adalah enzim yang memecah dinding sel bakteri. Laktoferin mengikat ion besi yang diperlukan untuk aktivitas vital bakteri, dan dengan demikian menghentikan pertumbuhannya. Musin juga melakukan fungsi pelindung, karena melindungi mukosa mulut dari efek merusak makanan (minuman panas atau asam, rempah-rempah panas).
• Partisipasi dalam mineralisasi email gigi - kalsium memasuki email gigi dari air liur. Ini mengandung protein yang mengikat dan mengangkut ion Ca2+. Air liur melindungi gigi dari perkembangan karies.

Sifat-sifat air liur tergantung pada diet dan jenis makanan. Saat mengambil makanan padat dan kering, air liur yang lebih kental disekresikan. Ketika zat yang tidak dapat dimakan, pahit atau asam memasuki rongga mulut, sejumlah besar air liur cair dilepaskan. Komposisi enzim air liur juga dapat berubah tergantung pada jumlah karbohidrat yang terkandung dalam makanan.

Regulasi air liur. menelan. Pengaturan air liur dilakukan oleh saraf otonom yang menginervasi kelenjar ludah: parasimpatis dan simpatis. Saat bersemangat saraf parasimpatis kelenjar ludah menghasilkan air liur cair dalam jumlah besar dengan kandungan zat organik (enzim dan lendir) yang rendah. Saat bersemangat saraf simpatis sejumlah kecil air liur kental yang mengandung banyak musin dan enzim terbentuk. Aktivasi air liur selama asupan makanan terjadi terlebih dahulu sesuai dengan mekanisme refleks yang dikondisikan saat melihat makanan, persiapan untuk penerimaannya, menghirup aroma makanan. Pada saat yang sama, dari reseptor visual, penciuman, pendengaran, impuls saraf melalui jalur saraf aferen memasuki inti saliva medula oblongata. (pusat air liur), yang mengirimkan impuls saraf eferen sepanjang serabut saraf parasimpatis ke kelenjar ludah. Masuknya makanan ke dalam rongga mulut menggairahkan reseptor mukosa dan ini memastikan aktivasi proses air liur. oleh mekanisme refleks tanpa syarat. Penghambatan aktivitas pusat air liur dan penurunan sekresi kelenjar ludah terjadi selama tidur, dengan kelelahan, gairah emosional, serta dengan demam, dehidrasi.

Pencernaan di rongga mulut berakhir dengan tindakan menelan dan masuknya makanan ke dalam lambung.

menelan adalah proses refleks dan terdiri dari tiga fase:

• fase 1 - lisan - sewenang-wenang dan terdiri dari penerimaan bolus makanan yang terbentuk selama mengunyah akar lidah. Selanjutnya terjadi kontraksi otot-otot lidah dan mendorong bolus makanan ke tenggorokan;
• Fase 2 - faring - tidak disengaja, dilakukan dengan cepat (dalam waktu sekitar 1 detik) dan berada di bawah kendali pusat menelan medula oblongata. Pada awal fase ini, kontraksi otot-otot faring dan langit-langit lunak mengangkat selubung langit-langit dan menutup pintu masuk ke rongga hidung. Laring bergeser ke atas dan ke depan, yang disertai dengan turunnya epiglotis dan penutupan pintu masuk ke laring. Pada saat yang sama, terjadi kontraksi otot-otot faring dan relaksasi sfingter esofagus bagian atas. Akibatnya, makanan masuk ke kerongkongan;
• Fase 3 - esofagus - Lambat dan involunter, terjadi akibat kontraksi peristaltik otot-otot esofagus (kontraksi otot sirkular dinding esofagus di atas bolus makanan dan otot longitudinal yang terletak di bawah bolus makanan) dan berada di bawah kendali nervus vagus. Kecepatan pergerakan makanan melalui kerongkongan adalah 2 - 5 cm / s. Setelah relaksasi sfingter esofagus bagian bawah, makanan masuk ke lambung.

Pencernaan di perut

Lambung adalah organ berotot tempat makanan disimpan, dicampur dengan jus lambung dan dipromosikan ke saluran keluar lambung. Selaput lendir lambung memiliki empat jenis kelenjar yang mengeluarkan jus lambung, asam klorida, enzim dan lendir.

Beras. 3. Saluran pencernaan

Asam klorida memberikan keasaman pada jus lambung, yang mengaktifkan enzim pepsinogen, mengubahnya menjadi pepsin, berpartisipasi dalam hidrolisis protein. Keasaman optimal jus lambung adalah 1,5-2,5. Di perut, protein dipecah menjadi produk antara (albumosa dan pepton). Lemak dipecah oleh lipase hanya ketika mereka dalam keadaan emulsi (susu, mayones). Karbohidrat praktis tidak dicerna di sana, karena enzim karbohidrat dinetralkan oleh kandungan asam lambung.

Pada siang hari, 1,5 hingga 2,5 liter jus lambung dikeluarkan. Makanan di perut dicerna dari 4 hingga 8 jam, tergantung pada komposisi makanan.

Mekanisme sekresi getah lambung- proses yang kompleks, dibagi menjadi tiga fase:

• fase serebral, yang bekerja melalui otak, melibatkan refleks yang tidak terkondisi dan terkondisi (penglihatan, penciuman, pengecapan, makanan yang masuk ke rongga mulut);
• fase lambung - saat makanan masuk ke lambung;
• fase usus, ketika jenis makanan tertentu (kaldu daging, jus kubis, dll.), memasuki usus kecil, menyebabkan pelepasan jus lambung.

Pencernaan di duodenum

Dari perut, sebagian kecil dari bubur makanan memasuki bagian awal dari usus kecil - duodenum, di mana bubur makanan secara aktif terkena jus pankreas dan asam empedu.

Jus pankreas, yang memiliki reaksi basa (pH 7,8-8,4), memasuki duodenum dari pankreas. Jus mengandung enzim tripsin dan kimotripsin, yang memecah protein - menjadi polipeptida; amilase dan maltase memecah pati dan maltosa menjadi glukosa. Lipase hanya bekerja pada lemak yang teremulsi. Proses emulsifikasi terjadi di duodenum dengan adanya asam empedu.

Asam empedu adalah komponen empedu. Empedu diproduksi oleh sel-sel organ terbesar - hati, yang beratnya 1,5 hingga 2,0 kg. Sel-sel hati terus-menerus menghasilkan empedu, yang disimpan di kantong empedu. Segera setelah bubur makanan mencapai duodenum, empedu dari kantong empedu melalui saluran memasuki usus. Asam empedu mengemulsi lemak, mengaktifkan enzim lemak, meningkatkan fungsi motorik dan sekresi usus kecil.

Pencernaan di usus halus (jejunum, ileum)

Usus halus adalah bagian terpanjang dari saluran pencernaan, panjangnya 4,5-5 m, diameternya 3 hingga 5 cm.

Jus usus adalah rahasia usus kecil, reaksinya bersifat basa. Jus usus mengandung sejumlah besar enzim yang terlibat dalam pencernaan: peitidase, nuclease, enterokinase, lipase, laktase, sukrase, dll. Usus halus, karena perbedaan struktur lapisan otot, memiliki fungsi motorik aktif (peristaltik). Hal ini memungkinkan bubur makanan untuk pindah ke lumen usus yang sebenarnya. Ini difasilitasi oleh komposisi kimia makanan - adanya serat dan serat makanan.

Menurut teori pencernaan usus, proses asimilasi nutrisi dibagi menjadi pencernaan rongga dan parietal (membran).

Pencernaan kavitas hadir di semua rongga saluran pencernaan karena rahasia pencernaan - jus lambung, jus pankreas dan usus.

Pencernaan parietal hanya ada di segmen tertentu dari usus kecil, di mana selaput lendir memiliki tonjolan atau vili dan mikrovili, yang meningkatkan permukaan bagian dalam usus hingga 300-500 kali.

Enzim yang terlibat dalam hidrolisis nutrisi terletak di permukaan mikrovili, yang secara signifikan meningkatkan efisiensi proses penyerapan nutrisi di area ini.

Usus halus adalah organ di mana sebagian besar nutrisi yang larut dalam air, melewati dinding usus, diserap ke dalam darah, lemak awalnya memasuki getah bening, dan kemudian ke dalam darah. Semua nutrisi melalui vena portal masuk ke hati, di mana, setelah dibersihkan dari zat beracun pencernaan, mereka digunakan untuk memberi makan organ dan jaringan.

Pencernaan di usus besar

Pergerakan isi usus di usus besar hingga 30-40 jam. Pencernaan di usus besar praktis tidak ada. Glukosa, vitamin, mineral diserap di sini, yang tetap tidak diserap karena banyaknya mikroorganisme di usus.

Di segmen awal usus besar, asimilasi hampir lengkap dari cairan yang masuk ke sana (1,5-2 liter) terjadi.

Yang sangat penting bagi kesehatan manusia adalah mikroflora usus besar. Lebih dari 90% adalah bifidobacteria, sekitar 10% adalah asam laktat dan Escherichia coli, enterococci, dll. Komposisi mikroflora dan fungsinya tergantung pada sifat makanan, waktu pergerakan melalui usus dan asupan berbagai obat.

Fungsi utama mikroflora usus normal:

• fungsi pelindung - penciptaan kekebalan;
• partisipasi dalam proses pencernaan - pencernaan makanan terakhir; sintesis vitamin dan enzim;
• menjaga kekonstanan lingkungan biokimia dari saluran pencernaan.

Salah satu fungsi penting usus besar adalah pembentukan dan pengeluaran feses dari tubuh.

Rencana

Pendahuluan……………………………………………………….3

Inti dari proses yang terjadi di saluran pencernaan……………………………………………….4

Jenis pencernaan …………………………………………………….5

Hisap……………………………………………………….9

Peraturan hisap………………………………………….11

Kesimpulan………………………………………………………..14

Referensi………………………………………….15

pengantar

Semua zat yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan fisik dan mental, menjaga suhu tubuh, serta pertumbuhan dan pemulihan jaringan yang memburuk dan fungsi lainnya, diterima tubuh dalam bentuk makanan dan air. Produk makanan terdiri dari nutrisi, yang utamanya adalah protein, lemak, karbohidrat, garam mineral, vitamin, air. Zat-zat tersebut merupakan bagian dari sel-sel tubuh. Sebagian besar makanan tidak dapat digunakan oleh tubuh tanpa pengolahan terlebih dahulu. Ini terdiri dari pemrosesan mekanis makanan dan pemecahan kimianya menjadi zat terlarut sederhana yang memasuki aliran darah dan diserap darinya oleh sel. Pemrosesan makanan ini disebut pencernaan.

Sistem pencernaan adalah kumpulan organ pencernaan pada hewan dan manusia. Pada manusia, sistem pencernaan diwakili oleh rongga mulut, faring, kerongkongan, lambung, usus, hati dan pankreas.

Di rongga mulut, makanan dihancurkan (dikunyah), kemudian diproses secara kimia kompleks oleh cairan pencernaan. Kelenjar ludah mengeluarkan air liur, kelenjar lambung, pankreas dan kelenjar usus mengeluarkan berbagai jus, dan hati mengeluarkan empedu. Sebagai hasil dari paparan jus ini, protein, lemak, dan karbohidrat dipecah menjadi senyawa larut yang lebih sederhana. Tetapi ini hanya mungkin dengan pergerakan makanan melalui saluran pencernaan dan pencampurannya yang menyeluruh. Memindahkan dan mencampur makanan dilakukan karena kontraksi yang kuat dari otot-otot dinding saluran pencernaan. Transisi nutrisi ke dalam darah dan getah bening dilakukan oleh selaput lendir masing-masing bagian saluran pencernaan.

Inti dari proses yang terjadi

dalam saluran pencernaan

Setiap hari, orang dewasa harus menerima sekitar 80-100 g protein, 80-100 g lemak, dan 400 g karbohidrat. Mereka datang dengan makanan. Bersama dengan mereka, makanan mengandung garam mineral, elemen pelacak, vitamin, serta zat pemberat, yang merupakan komponen makanan yang berharga.

Inti dari pencernaan (Gbr. 1) terletak pada kenyataan bahwa setelah pemrosesan mekanis yang diperlukan, yaitu menggiling dan menggosok makanan di mulut, lambung, dan usus kecil, terjadi hidrolisis protein, karbohidrat, dan lemak. Itu terjadi dalam dua tahap - pertama, di rongga saluran pencernaan, polimer dihancurkan menjadi oligomer, dan kemudian - di wilayah membran enterosit (parietal, atau pencernaan membran) - hidrolisis terakhir terjadi pada monomer - amino asam lemak, monosakarida, asam lemak, monogliserida. Molekul monomer diserap dengan bantuan mekanisme khusus, yaitu, mereka diserap kembali melalui permukaan apikal enterosit dan masuk ke dalam darah atau getah bening, dari mana mereka memasuki berbagai organ, awalnya melewati sistem vena portal hati. Semua zat "pemberat" yang tidak dapat dihidrolisis oleh enzim saluran pencernaan masuk ke usus besar, di mana, dengan bantuan mikroorganisme, mereka mengalami pemecahan tambahan (sebagian atau lengkap), sementara beberapa produk dari pemecahan ini adalah diserap ke dalam darah makroorganisme, dan beberapa pergi ke nutrisi mikroflora. Mikroflora juga mampu menghasilkan zat aktif biologis dan sejumlah vitamin, misalnya vitamin B.

Babak final pencernaan adalah pembentukan feses dan pembuangannya (tindakan buang air besar). Rata-rata, massa mereka mencapai 150-250 g Biasanya, tindakan buang air besar terjadi 1 kali per hari, pada 30% orang - 2 kali atau lebih, dan pada 8% - kurang dari 1 kali per hari. Karena aerophagy dan aktivitas vital mikroflora, sekitar 100-500 ml gas menumpuk di saluran pencernaan, yang sebagian dilepaskan saat buang air besar atau di luarnya.

Gambar.1. Inti dari proses pencernaan komponen makanan.

Jenis-jenis pencernaan

Tergantung pada asal enzim hidrolitik, ada:

1) pencernaan sendiri - itu datang dengan mengorbankan enzim yang diproduksi oleh seseorang atau hewan;

2) simbiosis - karena enzim simbion, misalnya, enzim mikroorganisme yang menghuni usus besar;

3) autolitik - karena enzim diberikan dengan makanan. Ini, misalnya, khas untuk ASI, mengandung enzim yang diperlukan untuk mengentalkan susu dan menghidrolisis komponennya. Pada orang dewasa, peran utama dalam proses pencernaan adalah pencernaannya sendiri.

Tergantung pada lokalisasi proses hidrolisis nutrisi, ada: pencernaan intraseluler dan ekstraseluler, dan ekstraseluler dibagi menjadi pencernaan jauh (atau rongga) dan kontak (atau parietal).

pencernaan intraseluler adalah proses yang terjadi di dalam sel. Fagosit adalah contoh utama penggunaan metode hidrolisis ini. Sebagai aturan, pencernaan intraseluler dilakukan dengan bantuan hidrolase yang terletak di lisosom. Dalam proses pencernaan sendiri (sejati) pada manusia, peran utama adalah pencernaan kavitas dan parietal.

pencernaan rongga terjadi di berbagai bagian saluran pencernaan, dimulai dengan rongga mulut, tetapi tingkat keparahannya berbeda. Kelenjar ludah, kelenjar lambung, kelenjar pankreas, banyak kelenjar usus menghasilkan jus yang sesuai (air liur - di rongga mulut), yang, selain berbagai komponen, mengandung enzim - hidrolase yang menghidrolisis polimer yang sesuai - protein, karbohidrat kompleks, lemak. Sebagai aturan, hidrolisis terjadi dalam fase air dan sangat ditentukan oleh pH medium, suhu, dan untuk lipase - oleh kandungan pengemulsi lemak dalam medium - asam empedu. Itu berakhir dengan pembentukan molekul kecil - disakarida, dipeptida, asam lemak, monogliserida.

Pencernaan parietal (membran)- gagasan keberadaannya diungkapkan oleh A. M. Ugolev pada tahun 1963. Saat melakukan eksperimen dengan segmen usus kecil, ia menemukan bahwa hidrolisis pati di bawah pengaruh amilase dengan adanya segmen usus kecil tikus diperlakukan dengan cara khusus (untuk menghilangkan amilase sendiri) terjadi jauh lebih cepat daripada tanpa itu. A. M. Ugolev menyarankan bahwa di bagian apikal enterosit, terjadi proses yang berkontribusi pada pencernaan akhir nutrisi. Perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya mengkonfirmasi kebenaran hipotesis ini, yang sekarang diakui sebagai aksioma fisiologi pencernaan.

Pencernaan parietal dilakukan pada permukaan apikal enterosit. Di sini, di dalam membrannya, enzim hidrolase dibangun, yang melakukan hidrolisis akhir nutrisi, misalnya, maltase, yang memecah maltosa menjadi dua molekul glukosa, invertase, yang memecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa, dipeptidase. Enzim ini terdiri dari dua bagian - hidrofilik dan hidrofobik. Bagian hidrofilik terletak di atas membran, dan bagian hidrofobik berada di dalam membran, ia melakukan fungsi "jangkar". Enzim yang melakukan pencernaan parietal biasanya disintesis di dalam enterosit itu sendiri, termasuk maltase, invertase, isomaltase, gamma-amilase, laktase, trehalase, alkaline phosphatase, monogliserida lipase, peptidase, aminopeptidase, carboxypeptidases, dan lain-lain. Setelah sintesis, enzim-enzim ini dimasukkan ke dalam membran sebagai protein integral yang khas. Efisiensi pencernaan parietal sebagian besar meningkat karena fakta bahwa proses ini dikaitkan dengan tahap selanjutnya - pengangkutan molekul melalui enterosit ke dalam darah atau getah bening, mis., Dengan proses penyerapan. Sebagai aturan, dekat dengan enzim hidrolase ada mekanisme transportasi ("transporter", dalam terminologi A. M. Ugolev), yang, seperti dalam perlombaan estafet, mengambil alih monomer yang terbentuk dan mengangkutnya melalui membran apikal enterosit ke dalam sel.

Enterosit ditutupi dengan mikrovili, rata-rata hingga 1700-3000 lembar per sel. Ada sekitar 50-200 juta vili seperti itu per 1 mm2. Karena mereka, area membran tempat pencernaan parietal terjadi meningkat 14-39 kali. Dalam membran mikrovili ini, enzim - hidrolase terlokalisasi. Di antara mikrovili dan di permukaannya ada lapisan glikokaliks - ini adalah filamen yang terletak tegak lurus dengan permukaan membran enterosit (diameternya dari 2 hingga 5 nm, tingginya 0,3-0,5 mikron), yang membentuk semacam reaktor berpori. Secara berkala, ketika glikokaliks terkontaminasi secara berlebihan, glikokaliks ditolak untuk membersihkan permukaan enterosit. Dalam patologi, situasi mungkin terjadi ketika sel umumnya kehilangan glikokaliks untuk waktu yang lama, dan dalam hal ini, proses pencernaan parietal terganggu. Glikokaliks menyediakan lingkungan khusus di atas membran apikal enterosit. Glikokaliks adalah saringan molekuler dan penukar ion - jarak antara filamen glikokaliks yang berdekatan sedemikian rupa sehingga mereka tidak membiarkan partikel besar masuk ke dalam glikokaliks, termasuk produk yang "tidak tercerna", mikroorganisme yang menghuni usus kecil. Berkat kehadirannya muatan listrik(kation, anion) glikokaliks adalah penukar ion. Secara umum, glikokaliks memberikan sterilitas dan permeabilitas selektif untuk media yang terletak di atas membran enterosit. Di antara filamen glikokaliks adalah enzim - hidrolase, yang bagian utamanya berasal dari jus - usus dan pankreas, dan di sini mereka menyelesaikan proses hidrolisis parsial yang dimulai di rongga usus.

Di atas glikokaliks ada juga lapisan lain - yang disebut lapisan lapisan lendir. Ini dibentuk oleh lendir yang diproduksi oleh sel goblet dan fragmen epitel usus yang mengelupas. Banyak enzim jus pankreas dan jus usus diserap di lapisan ini. Lapisan ini merupakan tempat pencernaan membran.

Dengan demikian, transisi dari pencernaan kavitas ke parietal dilakukan secara bertahap, melalui dua lapisan yang penting secara fungsional - lapisan lapisan mukosa dan lapisan glikokaliks. Kemudian muncul lapisan pencernaan parietal (membran), di mana hidrolisis terakhir nutrisi terjadi dan transportasi selanjutnya melalui enterosit ke dalam darah atau getah bening.

Pengisapan

Penyerapan nutrisi, yaitu nutrisi, adalah tujuan akhir dari proses pencernaan. Proses ini dilakukan di seluruh saluran pencernaan - dari rongga mulut ke usus besar, tetapi intensitasnya berbeda: di rongga mulut, monosakarida terutama diserap, beberapa zat obat, misalnya nitrogliserin; di perut, air dan alkohol sebagian besar diserap; di usus besar - air, klorida, asam lemak; di usus kecil - semua produk utama hidrolisis. Kalsium, magnesium, dan ion besi diserap di duodenum; di usus ini dan di awal jejunum, monosakarida sebagian besar diserap, lebih distal, asam lemak dan monogliserida diserap, dan di ileum, protein dan asam amino diserap. Vitamin yang larut dalam lemak dan larut dalam air diserap di jejunum distal dan ileum proksimal (Gbr. 2).

Gbr.2. Penyerapan produk pembelahan protein, karbohidrat dan lemak (opsi yang mungkin). Penyerapan ke dalam darah (K).

A - asam amino, M - monosakarida dalam konjugasi dengan Na, G - gliserol, F - asam lemak - sintesis trigliserida serupa dalam sel epitel - pembentukan Xm - kilomikron dan penyerapan ke dalam getah bening (LC). Zhel - asam empedu sebagian dikembalikan ke rongga usus, sebagian diserap ke dalam darah dan dikembalikan ke hati.

HALAMAN_BREAK--

Tidak semua area usus halus "diisi" oleh proses penyerapan, area distal biasanya tidak berpartisipasi dalam proses ini. Namun, dengan patologi daerah proksimal, daerah distal mengambil fungsi ini. Dengan demikian, ada varian pelindung penyerapan di dalam tubuh.

Mekanisme transportasi, yaitu penyerapan zat, beragam. Beberapa zat, seperti air, dapat melewati ruang antar sel (interenterositik) - ini adalah mekanisme persorpsi. Ada juga proses reabsorpsi air di saluran pengumpul ginjal. Dalam beberapa kasus, mekanisme endositosis terjadi, yaitu, penyerapan oleh enterosit dari molekul besar yang belum dihancurkan ke dalam sel, dan kemudian dilepaskan ke interstitium dan ke dalam darah karena mekanisme eksositosis. Jelas, imunoglobulin diangkut dengan cara ini pada bayi baru lahir dan bayi yang diberi ASI. Ada kemungkinan bahwa pada orang dewasa sejumlah molekul juga diangkut melalui endositosis dan eksositosis.

Tempat penting di antara mekanisme penyerapan ditempati oleh mekanisme transpor pasif - difusi, osmosis, filtrasi, serta difusi terfasilitasi (transportasi tanpa pengeluaran energi sepanjang gradien konsentrasi, tetapi menggunakan "transporter"). Mekanisme osmosis memungkinkan Anda untuk menyerap kembali sejumlah besar air - rata-rata sekitar 8 liter per hari (2,5 - dengan makanan, sisa air adalah air jus pencernaan): bersama dengan zat aktif osmotik, misalnya, glukosa , asam amino, ion natrium, kalsium, kalium - enterosit secara pasif memasuki air. Sebagian, air memasuki interstitium (dan kemudian ke dalam darah) karena proses filtrasi - jika tekanan hidrostatik di rongga usus melebihi tekanan osmotik di lingkungan ini, maka ini menciptakan peluang untuk reabsorpsi air menggunakan mekanisme filtrasi.

Mekanisme utama yang memastikan reabsorpsi berbagai zat (glukosa, asam amino, natrium, kalsium, garam besi) adalah transpor aktif, yang pelaksanaannya membutuhkan energi yang dihasilkan dari hidrolisis ATP. Ion natrium diangkut melalui mekanisme transpor aktif primer, dan glukosa, asam amino dan sejumlah zat lain - karena transpor aktif sekunder, bergantung pada transpor natrium.

Posisi khusus dalam transportasi ditempati oleh produk lipolisis dan lemak itu sendiri. Menjadi larut dalam lemak, mereka dapat melewati penghalang membran secara pasif, sepanjang gradien konsentrasi. Tetapi untuk ini perlu "mengatur" aliran seperti itu, untuk menjadikannya nyata. Jelas, untuk tujuan ini, di rongga usus, produk hidrolisis lipid - asam lemak dengan rantai panjang, 2-monogliserida, kolesterol - digabungkan menjadi misel - tetesan terkecil yang dapat berdifusi melalui membran apikal enterosit ke dalamnya. Proses pembentukan misel dikaitkan dengan aksi asam empedu. Di dalam enterosit, lipid yang baru disintesis membentuk struktur yang nyaman untuk transportasi lebih lanjut - kilomikron. Ada kemungkinan bahwa pembawa spesifik ada dalam membran untuk memfasilitasi pengangkutan misel dan kilomikron; difusi terfasilitasi terjadi.

Peraturan hisap

Ini dilakukan karena perubahan dalam proses aliran darah melalui mukosa usus, lambung, aliran getah bening, energi, serta karena sintesis "pengangkut" (pompa dan pembawa spesifik).

Aliran darah di daerah celiac sangat tergantung pada tahap pencernaan. Diketahui bahwa dalam kondisi "dormansi makanan" 15-20% IOC memasuki sirkulasi celiac. Dengan peningkatan aktivitas fungsional saluran pencernaan, dapat meningkat 8-10 kali lipat. Ini berkontribusi tidak hanya pada peningkatan produksi cairan pencernaan, aktivitas motorik, tetapi juga meningkatkan proses penyerapan, yaitu, aliran darah melalui vili mukosa usus meningkat, dan kondisi yang menguntungkan diciptakan untuk aliran darah yang kaya akan zat besi. nutrisi yang diserap. Peningkatan aliran darah terjadi terutama karena produksi vasodilator, terutama serotonin, vasodilator paling kuat dari prekapiler gastrointestinal. Hormon lain, seperti gastrin, histamin, cholecystokinin-pancreozymin, juga berkontribusi pada proses ini. Ketika, untuk beberapa alasan, perubahan tekanan sistemik, aliran darah melalui vili masih dipertahankan (dalam kisaran perubahan tekanan sistemik dari 100 hingga 30 mm Hg). Ini dipastikan oleh mekanisme autoregulasi yang cukup jelas, mirip dengan apa yang terjadi di pembuluh otak.

Intensitas aliran darah dan, terutama, aliran getah bening juga dapat diatur karena aktivitas kontraktil vili: MMC yang ada di dalamnya, ketika hormon usus dilepaskan ke dalam darah, diaktifkan dan menyebabkan kontraksi berkala vili, isi darah dan pembuluh limfatik diperas, yang membantu menghilangkan nutrisi dari enterosit. Diyakini bahwa zat humoral semacam itu adalah vilikin, diproduksi di usus kecil.

Aktivitas otot longitudinal dan melingkar dari usus kecil berkontribusi pada pencampuran chyme, penciptaan tekanan intra-usus yang optimal - semua ini juga memfasilitasi proses penyerapan. Oleh karena itu, semua faktor yang secara positif mempengaruhi aktivitas motorik usus meningkatkan efisiensi penyerapan.

Regulasi sintesis "transporter" dilakukan, sebagai suatu peraturan, karena hormon "klasik" - aldosteron, glukokortikoid, 1,25-dihydrooxycholecalciferol (1,25-vitamin D3) dan hormon lainnya. Misalnya, peningkatan produksi aldesteron disertai dengan peningkatan pembentukan pompa natrium di enterosit, yang berkontribusi pada transpor aktif natrium. Ini secara tidak langsung mempengaruhi transpor aktif sekunder asam amino dan monosakarida. Metabolit vitamin D3-1,25-dihydrooxycholecalciferol meningkatkan sintesis protein pengikat kalsium di usus, meningkatkan penyerapan ion kalsium. Hormon paratiroid meningkatkan kecepatan pembentukan metabolit ini dari vitamin D3 (kolekalsiferol) dan secara tidak langsung meningkatkan penyerapan kalsium.

Hormon yang mengubah proses reabsorpsi zat tertentu di usus secara bersamaan dan dalam arah yang sama mengubah proses reabsorpsi zat yang sama di ginjal, karena mekanisme reabsorpsi di usus dan ginjal sebagian besar umum.

Kesimpulan

Pencernaan adalah serangkaian proses yang menyediakan penggilingan mekanis dan penguraian nutrisi secara kimiawi (terutama enzimatik) menjadi komponen-komponen yang tidak memiliki kekhususan spesies dan cocok untuk penyerapan dan partisipasi dalam metabolisme hewan dan manusia. Makanan yang masuk ke tubuh diproses secara komprehensif di bawah aksi berbagai enzim pencernaan yang disintesis oleh sel-sel khusus, dan pemecahan nutrisi kompleks (protein, lemak, dan karbohidrat) menjadi fragmen yang lebih kecil terjadi dengan penambahan molekul air ke dalamnya. Protein pada akhirnya dipecah menjadi asam amino, lemak menjadi gliserol dan asam lemak, karbohidrat menjadi monosakarida. Zat-zat yang relatif sederhana ini diserap, dan senyawa organik kompleks lagi disintesis dari mereka di organ dan jaringan. Ada 3 jenis utama pencernaan: intraseluler, jauh (kavitas) dan kontak (parietal). Penyerapan zat gizi merupakan tujuan akhir dari proses pencernaan. Proses ini dilakukan di seluruh saluran pencernaan.

Bibliografi

Agadzhanyan N.A., Tel L.Z., Tsirkin V.I., Chesnokova S.A. Fisiologi Manusia (program kuliah) SPb., SOTIS, 1998.

Mamontov S.G. Biologi (Buku Ajar) M., Bustard, 1997.

Oke S. Dasar-dasar neurofisiologi M., 1969.

Sidorov E.P. Biologi Umum M., 1997.

Fomin N.A. Fisiologi Manusia M., 1992.

Pencernaan intraseluler mengacu pada semua kasus ketika substrat yang tidak terbelah atau terbelah sebagian menembus ke dalam sel, di mana ia mengalami hidrolisis oleh enzim yang tidak disekresikan di luarnya. Pencernaan intraseluler dapat dibagi menjadi dua subtipe - molekuler dan vesikular. Pencernaan intraseluler molekuler dicirikan oleh fakta bahwa enzim yang terletak di sitoplasma menghidrolisis molekul substrat kecil yang menembus sel, terutama dimer dan oligomer, dan molekul tersebut menembus secara pasif atau aktif. Misalnya, menggunakan spesial sistem transportasi, secara aktif diangkut melalui membran sel disakarida dan dipeptida pada bakteri. Diasumsikan bahwa pada organisme yang lebih tinggi, khususnya pada mamalia, beberapa dipeptida dapat secara aktif diangkut ke dalam sel usus - enterosit. Jika pencernaan intraseluler terjadi di vakuola khusus, atau vesikel, yang terbentuk sebagai hasil dari endositosis (pinositosis atau fagositosis), maka itu didefinisikan sebagai vesikular atau endositik. Dalam pencernaan intraseluler vesikular tipe endositik, bagian tertentu dari membran diinvaginasi bersama dengan zat yang diserap. Selanjutnya, situs ini secara bertahap dipisahkan dari membran, dan struktur vesikular intraseluler terbentuk. Sebagai aturan, vesikel semacam itu menyatu dengan lisosom yang mengandung berbagai macam enzim hidrolitik yang bekerja pada semua komponen makanan utama. Dalam struktur baru yang dihasilkan - fagosom, hidrolisis substrat yang masuk dan penyerapan selanjutnya dari produk yang dihasilkan terjadi. Residu fagosom yang tidak tercerna biasanya dikeluarkan ke luar sel melalui eksositosis. Dengan demikian, pencernaan intraseluler adalah mekanisme di mana tidak hanya pencernaan yang direalisasikan, tetapi juga penyerapan nutrisi oleh sel, termasuk molekul besar dan struktur supramolekul. Pencernaan intraseluler dibatasi oleh permeabilitas membran dan proses endositosis. Yang terakhir dicirikan oleh tingkat yang rendah dan, tampaknya, tidak dapat memainkan peran penting dalam memenuhi kebutuhan nutrisi organisme yang lebih tinggi. Seperti yang kita menarik perhatian kembali pada tahun 1967 (Ugolev, 1967), dari sudut pandang enzim, pencernaan intraseluler dari tipe vesikular adalah kombinasi dari microcavitary dan pencernaan membran. Pencernaan intraseluler vesikular telah ditemukan pada semua jenis hewan - dari protozoa hingga mamalia (ia memainkan peran yang sangat penting pada hewan tingkat rendah), dan pencernaan molekuler - pada semua kelompok organisme.

Istilah ini mengacu pada kasus-kasus ketika zat makanan yang tidak terbelah atau terbelah sebagian menembus ke dalam sel, di mana mereka dihidrolisis oleh enzim sitoplasma yang tidak dilepaskan di luar sel. Pencernaan intraseluler umum terjadi pada organisme multiseluler paling sederhana dan paling primitif, seperti spons dan cacing pipih. Sebagai mekanisme tambahan untuk hidrolisis nutrisi, ditemukan di nemertean, echinodermata, beberapa Annelida, dan banyak moluska. Pada vertebrata dan manusia yang lebih tinggi, ia melakukan fungsi perlindungan terutama, seperti fagositosis.

Ada dua jenis pencernaan intraseluler. Yang pertama dikaitkan dengan pengangkutan molekul kecil melintasi membran sel dan pencernaan selanjutnya oleh enzim sitoplasma. Pencernaan intraseluler juga dapat terjadi di rongga intraseluler khusus - vakuola pencernaan, yang selalu ada atau terbentuk selama fagositosis dan pinositosis dan menghilang setelah pemecahan makanan yang ditangkap. Jenis pencernaan kedua dalam banyak kasus dikaitkan dengan partisipasi lisosom, yang mengandung berbagai enzim hidrolitik (fosfatase, protease, glukosidase, lipase, dll.) Dengan tindakan optimal dalam lingkungan asam (pH 3,5–5,5) . Struktur makanan atau larutan makanan di lingkungan periseluler menyebabkan invaginasi membran plasma, yang kemudian mengikat dan meresap ke dalam sitoplasma, membentuk vakuola pinositik dan fagosit. Menghubungkan dengan yang terakhir, lisosom membentuk fagosom, di mana kontak enzim dengan substrat yang sesuai terjadi. Produk hidrolisis yang dihasilkan diserap melalui membran fagosom. Setelah akhir siklus pencernaan, sisa-sisa fagosom dibuang keluar sel melalui eksositosis. Lisosom juga memainkan peran penting dalam pemecahan struktur sel itu sendiri, yang digunakan sebagai bahan makanan baik oleh sel ini atau di luarnya.

Menurut mekanismenya, pencernaan intraseluler dapat dianggap sebagai kombinasi hidrolisis mikrokavitas dan membran di dalam sel. Memang, selama pencernaan intraseluler, enzim dapat mengerahkan efek hidrolitiknya di sitoplasma sel atau di fagosom, yaitu. di lingkungan, yang merupakan karakteristik pencernaan rongga, serta di permukaan bagian dalam membran fagosom, yang merupakan karakteristik pencernaan membran.

Pencernaan intraseluler dibatasi oleh permeabilitas membran dan proses epidositosis, yang ditandai dengan kecepatan rendah dan, tampaknya, tidak dapat memainkan peran penting dalam memenuhi kebutuhan nutrisi organisme yang lebih tinggi.