Ce asigură digestia intracelulară. Prelegere: Digestia

Nutriția este cel mai important factor care vizează menținerea și asigurarea unor procese de bază precum creșterea, dezvoltarea și capacitatea de a fi activ. Aceste procese pot fi susținute folosind doar nutriția rațională. Înainte de a continua cu examinarea problemelor legate de elementele de bază, este necesar să se familiarizeze cu procesele de digestie din organism.

Digestie- un proces fiziologic si biochimic complex, in timpul caruia alimentele luate in tubul digestiv sufera modificari fizice si chimice.

Digestia este cel mai important proces fiziologic, în urma căruia substanțele alimentare complexe ale alimentelor sub influența prelucrărilor mecanice și chimice sunt transformate în substanțe simple, solubile și, prin urmare, digerabile. Calea lor ulterioară urmează să fie folosită ca material de construcție și energie în corpul uman.

Modificările fizice ale alimentelor constau în zdrobirea, umflarea, dizolvarea acesteia. Chimic - în degradarea secvenţială a nutrienţilor ca urmare a acţiunii asupra acestora a componentelor sucurilor digestive secretate în cavitatea tubului digestiv de către glandele acestuia. Cel mai important rol în aceasta revine enzimelor hidrolitice.

Tipuri de digestie

În funcție de originea enzimelor hidrolitice, digestia se împarte în trei tipuri: propriu-zisă, simbiotică și autolitică.

propria digestie realizat de enzimele sintetizate de organism, glandele sale, enzimele din saliva, stomacul și sucurile pancreatice și epiteliul intestinului cuptorului.

Digestia simbiotică- hidroliza nutrientilor datorita enzimelor sintetizate de simbiontii macroorganismului - bacterii si protozoare ale tubului digestiv. Digestia simbiotică are loc la om în intestinul gros. Din cauza lipsei enzimei corespunzătoare din secrețiile glandelor, fibrele alimentare la om nu sunt hidrolizate (acesta este o anumită semnificație fiziologică - păstrarea fibrelor alimentare care joacă un rol important în digestia intestinală), prin urmare, digestia acesteia prin enzimele simbionte din intestinul gros este un proces important.

Ca urmare a digestiei simbiotice, se formează nutrienți secundari, spre deosebire de cei primari, care se formează ca urmare a propriei digestii.

Digestia autolitică Se realizează datorită enzimelor care sunt introduse în organism ca parte a alimentelor luate. Rolul acestei digestii este esential in cazul unei digestii proprii insuficient dezvoltate. La nou-născuți, propria lor digestie nu este încă dezvoltată, astfel încât nutrienții din laptele matern sunt digerați de enzimele care intră în tractul digestiv al sugarului ca parte a laptelui matern.

În funcție de localizarea procesului de hidroliză a nutrienților, digestia este împărțită în intra și extracelular.

digestia intracelulară constă în faptul că substanţele transportate în celulă prin fagocitoză sunt hidrolizate de enzimele celulare.

digestia extracelulară este împărțit în cavitar, care se efectuează în cavitățile tractului digestiv de enzime de salivă, suc gastric și suc pancreatic și parietal. Digestia parietală are loc în intestinul subțire cu participarea unui număr mare de enzime intestinale și pancreatice pe o suprafață colosală formată din pliuri, vilozități și microvilozități ale membranei mucoase.

Orez. Etapele digestiei

În prezent, procesul de digestie este considerat în trei etape: digestia cavitatii - digestie parietala - absorbtie. Digestia cavitară constă în hidroliza inițială a polimerilor până la stadiul de oligomeri, digestia parietală asigură o depolimerizare enzimatică ulterioară a oligomerilor în principal până la stadiul de monomeri, care sunt apoi absorbiți.

Funcționarea corectă secvențială a elementelor transportorului digestiv în timp și spațiu este asigurată prin procese regulate de diferite niveluri.

Activitatea enzimatică este caracteristică fiecărei secțiuni a tubului digestiv și este maximă la o anumită valoare a pH-ului mediului. De exemplu, în stomac, procesul digestiv se desfășoară într-un mediu acid. Conținutul acid care trece în duoden este neutralizat, iar digestia intestinală are loc într-un mediu neutru și ușor alcalin creat de secrețiile eliberate în intestin - bilă, sucuri pancreatice și intestinale, care inactivează enzimele gastrice. Digestia intestinală are loc într-un mediu neutru și ușor alcalin, mai întâi după tipul de cavitate, iar apoi digestia parietală, culminând cu absorbția produselor de hidroliză – nutrienți.

Degradarea nutrienților după tipul de cavitate și digestia parietală este efectuată de enzime hidrolitice, fiecare dintre ele având o specificitate exprimată într-o oarecare măsură. Setul de enzime din compoziția secretelor glandelor digestive are specii și caracteristici individuale, adaptate la digestia alimentelor care sunt caracteristice acestui tip de animal, și a acelor nutrienți care predomină în alimentație.

Procesul de digestie

Procesul de digestie se desfășoară în tractul gastrointestinal, a cărui lungime este de 5-6 m. Tubul digestiv este un tub, extins în unele locuri. Structura tractului gastrointestinal este aceeași în întregime, are trei straturi:

• exterior - înveliș seros, dens, care are în principal o funcție de protecție;
• mediu - țesutul muscular este implicat în contracția și relaxarea peretelui organului;
• intern - membrană acoperită cu un epiteliu mucos care permite absorbția prin grosimea substanțelor alimentare simple; mucoasa are adesea celule glandulare care produc sucuri digestive sau enzime.

Enzime- substante de natura proteica. În tractul gastrointestinal, ele au propria lor specificitate: proteinele sunt scindate numai sub influența proteazelor, grăsimilor - lipaze, carbohidraților - carbohidrazelor. Fiecare enzimă este activă numai la un anumit pH al mediului.

Funcțiile tractului gastro-intestinal:

• Motor, sau motor - datorită membranei medii (musculare) a tubului digestiv, contracția-relaxarea mușchilor captează alimente, mestecă, înghite, amestecă și deplasează alimentele de-a lungul canalului digestiv.
• Secretor – datorat sucurilor digestive, care sunt produse de celulele glandulare situate în învelișul mucoasă (interioară) a canalului. Aceste secrete conțin enzime (acceleratori de reacție) care realizează prelucrarea chimică a alimentelor (hidroliza nutrienților).
• Funcția excretorie (excretorie) realizează excreția produselor metabolice de către glandele digestive în tractul gastrointestinal.
• Funcția de absorbție - procesul de asimilare a nutrienților prin peretele tractului gastrointestinal în sânge și limfă.

Tract gastrointestinalîncepe în cavitatea bucală, apoi alimentele intră în faringe și esofag, care îndeplinesc doar o funcție de transport, bolusul alimentar coboară în stomac, apoi în intestinul subțire, format din 12 duoden, jejun și ileon, unde se efectuează hidroliza finală în principal. apare (divizarea) nutrienților și aceștia sunt absorbiți prin peretele intestinal în sânge sau limfă. Intestinul subțire trece în intestinul gros, unde practic nu există un proces de digestie, dar funcțiile intestinului gros sunt și ele foarte importante pentru organism.

Digestia în gură

Digestia ulterioară în alte părți ale tractului gastrointestinal depinde de procesul de digestie a alimentelor în cavitatea bucală.

Prelucrarea mecanică și chimică inițială a alimentelor are loc în cavitatea bucală. Include măcinarea alimentelor, umezirea cu salivă, analiza proprietăților gustative, descompunerea inițială a carbohidraților din alimente și formarea unui bolus alimentar. Starea bolusului alimentar în cavitatea bucală este de 15-18 s. Alimentele din cavitatea bucală excită receptorii gustativi, tactili, de temperatură ai mucoasei bucale. Acest reflex determină activarea secreției nu numai a glandelor salivare, ci și a glandelor situate în stomac, intestine, precum și a secreției de suc pancreatic și bilă.

Prelucrarea mecanică a alimentelor în cavitatea bucală se realizează cu ajutorul mestecat. Actul de mestecat implică maxilarele superioare și inferioare cu dinți, mușchii masticatori, mucoasa bucală, palatul moale. În procesul de mestecare, maxilarul inferior se mișcă în plan orizontal și vertical, dinții inferiori sunt în contact cu cei superiori. În același timp, dinții din față mușcă mâncarea, iar molarii o zdrobesc și o macină. Contracția mușchilor limbii și ai obrajilor asigură aprovizionarea cu hrană între dentiție. Contracția mușchilor buzelor previne căderea alimentelor din gură. Actul de a mesteca se desfășoară în mod reflex. Alimentele irită receptorii cavității bucale, impulsuri nervoase de la care, de-a lungul fibrelor nervoase aferente ale nervului trigemen, intră în centrul de mestecat situat în medula oblongata și îl excită. Mai departe de-a lungul fibrelor nervoase eferente ale nervului trigemen, impulsurile nervoase ajung la mușchii masticatori.

În procesul de mestecare, se evaluează gustul alimentelor și se determină comestibilitatea acestuia. Cu cât procesul de mestecat este mai complet și mai intens, cu atât procesele secretorii se desfășoară mai activ atât în ​​cavitatea bucală, cât și în părțile inferioare ale tractului digestiv.

Secretul glandelor salivare (saliva) este format din trei perechi de glande salivare mari (submandibulare, sublinguale si parotide) si mici glande situate in membrana mucoasa a obrajilor si a limbii. Se formează 0,5-2 litri de salivă pe zi.

Funcțiile salivei sunt următoarele:

• Udarea alimentelor, dizolvarea solidelor, impregnarea cu mucus și formarea unui bolus alimentar. Saliva facilitează procesul de înghițire și contribuie la formarea senzațiilor gustative.
• Defalcarea enzimatică a carbohidraților datorită prezenţei a-amilazei şi maltazei. Enzima a-amilaza descompune polizaharidele (amidon, glicogen) în oligozaharide și dizaharide (maltoză). Acțiunea amilazei în interiorul bolusului alimentar continuă atunci când intră în stomac până când rămâne în el un mediu ușor alcalin sau neutru.
• Funcție de protecție asociat cu prezența componentelor antibacteriene în salivă (lizozimă, imunoglobuline de diferite clase, lactoferină). Lizozima sau muramidaza este o enzimă care descompune peretele celular al bacteriilor. Lactoferina leagă ionii de fier necesari activității vitale a bacteriilor și astfel oprește creșterea acestora. Mucina îndeplinește și o funcție de protecție, deoarece protejează mucoasa bucală de efectele dăunătoare ale alimentelor (băuturi calde sau acidulate, condimente iute).
• Participarea la mineralizarea smalțului dentar - calciul intră în smalțul dinților din saliva. Conține proteine ​​care leagă și transportă ionii de Ca 2+. Saliva protejează dinții de dezvoltarea cariilor.

Proprietățile salivei depind de dietă și de tipul de hrană. Când luați alimente solide și uscate, se secretă mai multă salivă vâscoasă. Când substanțe necomestibile, amare sau acide intră în cavitatea bucală, se eliberează o cantitate mare de salivă lichidă. Compoziția enzimatică a salivei se poate modifica și în funcție de cantitatea de carbohidrați conținută în alimente.

Reglarea salivației. înghițind. Reglarea salivației este realizată de nervii autonomi care inervează glandele salivare: parasimpatice și simpatice. Când sunt emoționați nervul parasimpatic glanda salivară produce o cantitate mare de salivă lichidă cu un conținut scăzut de substanțe organice (enzime și mucus). Când sunt emoționați nervul simpatic se formează o cantitate mică de salivă vâscoasă care conține multă mucină și enzime. Activarea salivației în timpul consumului de alimente are loc mai întâi conform mecanismului reflex conditionat la vederea alimentelor, pregătirea pentru primirea acesteia, inhalarea aromelor alimentare. În același timp, din receptorii vizuali, olfactivi, auditivi, impulsurile nervoase prin căile nervoase aferente pătrund în nucleii salivari ai medulei oblongate. (centrul de salivare), care trimit impulsuri nervoase eferente de-a lungul fibrelor nervoase parasimpatice către glandele salivare. Intrarea alimentelor în cavitatea bucală excită receptorii mucoși și aceasta asigură activarea procesului de salivare. prin mecanismul reflexului necondiţionat. Inhibarea activității centrului de salivare și o scădere a secreției glandelor salivare are loc în timpul somnului, cu oboseală, excitare emoțională, precum și cu febră, deshidratare.

Digestia în cavitatea bucală se încheie cu actul de înghițire și intrarea alimentelor în stomac.

înghițind este un proces reflex și constă din trei faze:

• Faza 1 - orala - este arbitrară şi constă în primirea bolusului alimentar format în timpul mestecării pe rădăcina limbii. În continuare, are loc o contracție a mușchilor limbii și împingerea bolusului alimentar în gât;
• Faza a 2-a - faringian - este involuntară, se efectuează rapid (în aproximativ 1 s) și se află sub controlul centrului de deglutiție al medulei oblongate. La începutul acestei faze, contracția mușchilor faringelui și ai palatului moale ridică vălul palatului și închide intrarea în cavitatea nazală. Laringele se deplasează în sus și înainte, ceea ce este însoțit de coborârea epiglotei și închiderea intrării în laringe. În același timp, există o contracție a mușchilor faringelui și o relaxare a sfincterului esofagian superior. Ca urmare, alimentele intră în esofag;
• a 3-a faza - esofagiana - lentă și involuntară, apare din cauza contracțiilor peristaltice ale mușchilor esofagului (contracția mușchilor circulari ai peretelui esofagian deasupra bolusului alimentar și a mușchilor longitudinali aflați sub bolusul alimentar) și se află sub controlul nervului vag. Viteza de mișcare a alimentelor prin esofag este de 2 - 5 cm / s. După relaxarea sfincterului esofagian inferior, alimentele intră în stomac.

Digestia în stomac

Stomacul este un organ muscular în care alimentele sunt depuse, amestecate cu sucul gastric și promovate la ieșirea din stomac. Membrana mucoasă a stomacului are patru tipuri de glande care secretă suc gastric, acid clorhidric, enzime și mucus.

Orez. 3. Tractul digestiv

Acidul clorhidric conferă aciditate sucului gastric, care activează enzima pepsinogen, transformându-l în pepsină, participând la hidroliza proteinelor. Aciditatea optimă a sucului gastric este de 1,5-2,5. În stomac, proteinele sunt descompuse în produse intermediare (albumoze și peptone). Grasimile sunt descompuse de lipaza doar atunci cand sunt in stare emulsionata (lapte, maioneza). Carbohidrații practic nu sunt digerați acolo, deoarece enzimele de carbohidrați sunt neutralizate de conținutul acid al stomacului.

În timpul zilei, se secretă de la 1,5 până la 2,5 litri de suc gastric. Alimentele din stomac sunt digerate de la 4 la 8 ore, în funcție de compoziția alimentelor.

Mecanismul de secreție a sucului gastric- un proces complex, este împărțit în trei faze:

• faza cerebrală, acționând prin creier, implică atât reflexul necondiționat, cât și cel condiționat (văzul, mirosul, gustul, hrana care pătrunde în cavitatea bucală);
• faza gastrică - când alimentele intră în stomac;
• faza intestinală, când anumite tipuri de alimente (bulion de carne, suc de varză etc.), care pătrund în intestinul subțire, provoacă eliberarea de suc gastric.

Digestia în duoden

Din stomac, porțiuni mici de suspensie alimentară intră în secțiunea inițială a intestinului subțire - duodenul, unde suspensia alimentară este expusă activ la sucul pancreatic și la acizii biliari.

Sucul pancreatic, care are o reacție alcalină (pH 7,8-8,4), pătrunde în duoden din pancreas. Sucul conține enzimele tripsină și chimotripsină, care descompun proteinele - în polipeptide; amilaza și maltaza descompun amidonul și maltoza în glucoză. Lipaza acționează numai asupra grăsimilor emulsionate. Procesul de emulsionare are loc în duoden în prezența acizilor biliari.

Acizii biliari sunt o componentă a bilei. Bila este produsă de celulele celui mai mare organ - ficatul, care cântărește de la 1,5 la 2,0 kg. Celulele hepatice produc în mod constant bilă, care este stocată în vezica biliară. De îndată ce suspensia alimentară ajunge în duoden, bila din vezica biliară prin canale intră în intestine. Acizii biliari emulsionează grăsimile, activează enzimele grase, sporesc funcțiile motorii și secretoare ale intestinului subțire.

Digestia în intestinul subțire (jejun, ileon)

Intestinul subțire este cea mai lungă secțiune a tractului digestiv, lungimea sa este de 4,5-5 m, diametrul său este de la 3 la 5 cm.

Sucul intestinal este secretul intestinului subțire, reacția este alcalină. Sucul intestinal contine un numar mare de enzime implicate in digestie: peitidaza, nucleaza, enterokinaza, lipaza, lactaza, zaharaza etc. Intestinul subtire, datorita structurii diferite a stratului muscular, are o functie motorie activa (peristalsis). Acest lucru permite țesutului alimentar să se deplaseze în adevăratul lumen intestinal. Acest lucru este facilitat de compoziția chimică a alimentelor - prezența fibrelor și a fibrelor alimentare.

Conform teoriei digestiei intestinale, procesul de asimilare a nutrienților este împărțit în cavitate și digestie parietală (membrană).

Digestia cavitară este prezentă în toate cavitățile tractului gastrointestinal datorită secretelor digestive - suc gastric, suc pancreatic și intestinal.

Digestia parietala este prezenta doar intr-un anumit segment al intestinului subtire, unde mucoasa prezinta o proeminenta sau vilozitati si microvilozitati, care maresc suprafata interioara a intestinului de 300-500 de ori.

Enzimele implicate în hidroliza nutrienților sunt situate pe suprafața microvilozităților, ceea ce crește semnificativ eficiența procesului de absorbție a nutrienților în această zonă.

Intestinul subțire este un organ în care majoritatea nutrienților solubili în apă, care trec prin peretele intestinal, sunt absorbiți în sânge, grăsimile intră inițial în limfă, iar apoi în sânge. Toți nutrienții prin vena portă intră în ficat, unde, după ce au fost curățați de substanțele toxice ale digestiei, sunt folosiți pentru a hrăni organele și țesuturile.

Digestia în intestinul gros

Mișcarea conținutului intestinal în intestinul gros este de până la 30-40 de ore. Digestia în intestinul gros este practic absentă. Aici se absoarbe glucoza, vitaminele, mineralele care au ramas neabsorbite din cauza numarului mare de microorganisme din intestin.

În segmentul inițial al intestinului gros are loc asimilarea aproape completă a lichidului care a intrat acolo (1,5-2 litri).

De mare importanță pentru sănătatea umană este microflora intestinului gros. Peste 90% sunt bifidobacterii, aproximativ 10% sunt acid lactic și Escherichia coli, enterococi etc. Compoziția microflorei și funcțiile sale depind de natura dietei, de timpul de mișcare prin intestine și de aportul diferitelor medicamente.

Principalele funcții ale microflorei intestinale normale:

• funcția de protecție - crearea imunității;
• participarea la procesul de digestie - digestia finală a alimentelor; sinteza de vitamine și enzime;
• menținerea constantă a mediului biochimic al tractului gastrointestinal.

Una dintre funcțiile importante ale intestinului gros este formarea și excreția fecalelor din organism.

Plan

Introducere………………………………………………………………….3

Esența proceselor care au loc în tractul gastro-intestinal…………………………………………………………...4

Tipuri de digestie………………………………………………………..5

Aspirația…………………………………………………….9

Reglarea aspirației………………………………………….11

Concluzie…………………………………………………………..14

Referințe………………………………………….15

Introducere

Toate substanțele necesare pentru a efectua munca fizică și mentală, menținerea temperaturii corpului, precum și creșterea și refacerea țesuturilor deteriorate și a altor funcții, organismul le primește sub formă de hrană și apă. Produsele alimentare constau din nutrienți, dintre care principalii sunt proteinele, grăsimile, carbohidrații, sărurile minerale, vitaminele, apa. Aceste substanțe fac parte din celulele corpului. Majoritatea alimentelor nu pot fi folosite de organism fără o prelucrare prealabilă. Constă în prelucrarea mecanică a alimentelor și descompunerea lor chimică în substanțe solubile simple care intră în fluxul sanguin și sunt absorbite din acesta de către celule. Această prelucrare a alimentelor se numește digestie.

Sistemul digestiv este o colecție de organe digestive la animale și la oameni. La om, sistemul digestiv este reprezentat de cavitatea bucală, faringe, esofag, stomac, intestine, ficat și pancreas.

În cavitatea bucală, alimentele sunt zdrobite (mestecate), apoi supuse unor procesări chimice complexe de către sucurile digestive. Glandele salivare secretă saliva, glandele stomacului, pancreasul și glandele intestinale secretă diverse sucuri, iar ficatul secretă bilă. Ca urmare a expunerii la aceste sucuri, proteinele, grăsimile și carbohidrații sunt descompuse în compuși solubili mai simpli. Dar acest lucru este posibil numai cu mișcarea alimentelor prin canalul digestiv și amestecarea lor minuțioasă. Mișcarea și amestecarea alimentelor se efectuează datorită contracțiilor puternice ale mușchilor pereților canalului digestiv. Tranziția nutrienților în sânge și limfă este efectuată de membrana mucoasă a secțiunilor individuale ale canalului alimentar.

Esența proceselor care au loc

în tractul gastrointestinal

În fiecare zi, un adult ar trebui să primească aproximativ 80-100 g de proteine, 80-100 g de grăsimi și 400 g de carbohidrați. Vin cu mâncare. Împreună cu acestea, alimentele conțin săruri minerale, oligoelemente, vitamine, precum și substanțe de balast, care sunt o componentă valoroasă a alimentelor.

Esența digestiei (Fig. 1) constă în faptul că, după procesarea mecanică necesară, adică măcinarea și frecarea alimentelor în gură, stomac și intestinul subțire, are loc hidroliza proteinelor, carbohidraților și grăsimilor. Are loc în două etape - mai întâi, în cavitatea tractului digestiv, polimerul este distrus în oligomeri, iar apoi - în regiunea membranei enterocitelor (digestie parietală sau membranară) - hidroliza finală are loc la monomeri - amino. acizi, monozaharide, acizi grași, monogliceride. Moleculele monomerice sunt absorbite cu ajutorul unor mecanisme speciale, adică sunt reabsorbite prin suprafața apicală a enterocitelor și trec în sânge sau limfă, de unde pătrund în diferite organe, trecând inițial prin sistemul venei porle hepatice. Toate substanțele „balast” care nu au putut fi hidrolizate de enzimele tractului gastro-intestinal ajung în intestinul gros, unde sunt supuse unui clivaj suplimentar (parțial sau complet) cu ajutorul microorganismelor, în timp ce unele dintre produsele acestui clivaj sunt absorbite în sângele macroorganismului, iar unele merg la nutriția microflorei. Microflora este, de asemenea, capabilă să producă substanțe biologic active și o serie de vitamine, de exemplu, vitaminele B.

stadiu final digestia este formarea fecalelor si evacuarea lor (act de defecatie). În medie, masa lor ajunge la 150-250 g. În mod normal, actul de defecare are loc 1 dată pe zi, la 30% dintre oameni - de 2 ori sau mai mult, iar la 8% - mai puțin de 1 dată pe zi. Din cauza aerofagiei și a activității vitale a microflorei, în tractul gastrointestinal se acumulează aproximativ 100-500 ml de gaz, care este eliberat parțial în timpul defecării sau în afara acestuia.

Fig.1. Esența proceselor de digestie a componentelor alimentelor.

Tipuri de digestie

În funcție de originea enzimelor hidrolitice, există:

1) digestia proprie - vine în detrimentul enzimelor produse de o persoană sau de un animal;

2) simbiotic - datorită enzimelor simbioților, de exemplu, enzimelor microorganismelor care locuiesc în intestinul gros;

3) autolitic – datorat enzimelor administrate cu alimente. Acesta, de exemplu, este tipic pentru laptele matern, conține enzime necesare coagulării laptelui și hidroliza componentelor acestuia. La un adult, rolul principal în procesele de digestie îl are propria sa digestie.

În funcție de localizarea procesului de hidroliză a nutrienților, există: digestia intracelulară și extracelulară, iar extracelulară se împarte în digestie îndepărtată (sau cavitate) și de contact (sau parietală).

digestia intracelulară este un proces care are loc în interiorul celulei. Fagocitele sunt un prim exemplu de utilizare a acestei metode de hidroliză. De regulă, digestia intracelulară se realizează cu ajutorul hidrolazelor situate în lizozomi. În procesul de digestie proprie (adevărată) la om, rolul principal revine digestiei cavitare și parietale.

digestia cavitatii apare în diferite părți ale tractului gastrointestinal, începând cu cavitatea bucală, dar severitatea sa este diferită. Glandele salivare, glandele gastrice, glandele pancreatice, numeroase glande intestinale produc sucuri corespunzătoare (saliva - în cavitatea bucală), care, pe lângă diverse componente, conțin enzime - hidrolaze care hidrolizează polimerii corespunzători - proteine, carbohidrați complecși, grăsimi. De regulă, hidroliza are loc în faza apoasă și este determinată în mare măsură de pH-ul mediului, temperatură, iar pentru lipaze - de conținutul de emulgator de grăsime din mediu - acizi biliari. Se termină cu formarea de molecule mici - dizaharide, dipeptide, acizi grași, monogliceride.

Digestia parietala (membrana).- ideea existenței sale a fost prezentată de A. M. Ugolev în 1963. În timp ce efectua experimente cu un segment al intestinului subțire, el a descoperit că hidroliza amidonului sub influența amilazei în prezența unui segment al intestinului subțire al un șobolan tratat într-un mod special (pentru a-și elimina propria amilază) apare mult mai repede decât fără el. A. M. Ugolev a sugerat că în partea apicală a enterocitelor are loc un proces care contribuie la digestia finală a nutrienților. Dezvoltarea ulterioară a științei a confirmat corectitudinea acestei ipoteze, care este acum recunoscută ca o axiomă a fiziologiei digestiei.

Digestia parietala se realizeaza pe suprafata apicala a enterocitelor. Aici, în membrana sa, sunt încorporate enzimele hidrolază, care efectuează hidroliza finală a nutrienților, de exemplu, maltaza, care descompune maltoza în două molecule de glucoză, invertaza, care descompune zaharoza în glucoză și fructoză, dipeptidază. Aceste enzime constau din două părți - hidrofile și hidrofobe. Partea hidrofilă este situată deasupra membranei, iar partea hidrofobă este în interiorul membranei, îndeplinește o funcție de „ancoră”. Enzimele care efectuează digestia parietală sunt de obicei sintetizate în enterocitul însuși, incluzând maltaza, invertaza, izomaltaza, gama-amilază, lactază, trehalază, fosfatază alcalină, monoglicerid lipază, peptidaze, aminopeptidaze, carboxipeptidaze și altele. După sinteză, aceste enzime sunt încorporate în membrană ca proteine ​​integrale tipice. Eficiența digestiei parietale crește în mare măsură datorită faptului că acest proces este asociat cu următoarea etapă - transportul moleculei prin enterocit în sânge sau limfă, adică cu procesul de absorbție. De regulă, în apropierea enzimei hidrolază există un mecanism de transport („transportor”, în terminologia lui A. M. Ugolev), care, ca într-o cursă de ștafetă, preia monomerul format și îl transportă prin membrana apicală a enterocitelor. în celulă.

Enterocitul este acoperit cu microvilozități, în medie până la 1700-3000 de bucăți per celulă. Există aproximativ 50-200 de milioane de astfel de vilozități pe 1 mm2. Datorită acestora, aria membranei pe care are loc digestia parietală crește de 14-39 de ori. În membranele acestor microvilozități sunt localizate enzimele - hidrolaze. Între microvilozități și pe suprafața lor există un strat de glicocalix - acestea sunt filamente situate perpendicular pe suprafața membranei enterocitelor (diametrul lor este de la 2 la 5 nm, înălțimea lor este de 0,3-0,5 microni), care formează un fel de reactor poros. Periodic, când glicocalixul este contaminat excesiv, acesta este respins pentru a curăța suprafața enterocitelor. În patologie, sunt posibile situații când celula pierde, în general, glicocalixul pentru o perioadă lungă de timp, iar în acest caz, procesul de digestie parietală este întrerupt. Glicocalixul oferă un mediu deosebit deasupra membranei apicale a enterocitelor. Glicocalixul este o sită moleculară și un schimbător de ioni - distanțele dintre filamentele de glicocalix învecinate sunt astfel încât să nu lase particule mari să intre în glicocalix, inclusiv produse „subdigerate”, microorganisme care locuiesc în intestinul subțire. Datorită prezenței sarcinilor electrice (cationi, anioni), glicocaliciul este un schimbător de ioni. În general, glicocalixul asigură sterilitate și permeabilitate selectivă pentru mediul situat deasupra membranei enterocitelor. Între filamentele glicocalixului se află enzime - hidrolaze, a căror parte principală provine din sucuri - intestinale și pancreatice, iar aici completează procesul de hidroliză parțială începută în cavitatea intestinală.

Deasupra glicocalixului există și un alt strat - așa-numitul strat de suprapuneri mucoase. Este format din mucus produs de celulele caliciforme și fragmente de epiteliu intestinal exfoliant. Multe enzime ale sucului pancreatic și sucului intestinal sunt absorbite în acest strat. Acest strat este locul digestiei membranei.

Astfel, trecerea de la digestia cavitară la cea parietală se realizează treptat, prin două straturi importante din punct de vedere funcțional - stratul de suprapuneri mucoase și stratul de glicocalix. Apoi urmează stratul propriu-zis de digestie parietală (membrană), în care are loc hidroliza finală a nutrienților și transportul lor ulterior prin enterocit în sânge sau limfă.

Aspiraţie

Absorbția nutrienților, adică a nutrienților, este scopul final al procesului de digestie. Acest proces se desfășoară în tot tractul gastrointestinal - de la cavitatea bucală până la intestinul gros, dar intensitatea sa este diferită: în cavitatea bucală, monozaharidele sunt absorbite în principal, unele substanțe medicinale, de exemplu, nitroglicerina; în stomac, apa și alcoolul sunt absorbite în principal; în intestinul gros - apă, cloruri, acizi grași; în intestinul subțire - toate produsele principale ale hidrolizei. Ionii de calciu, magneziu și fier sunt absorbiți în duoden; in acest intestin si la inceputul jejunului se absorb predominant monozaharidele, mai distal se absorb acizii grasi si monogliceridele, iar in ileon se absorb proteinele si aminoacizii. Vitaminele liposolubile și hidrosolubile sunt absorbite în jejunul distal și ileonul proximal (Fig. 2).

Fig.2. Absorbția produselor de scindare a proteinelor, carbohidraților și grăsimilor (opțiuni probabile). Absorbția în sânge (K).

A - aminoacizi, M - monozaharide în conjugare cu Na, G - glicerol, F - acizi grași - sinteza trigliceridelor asemănătoare în celulele epiteliale - formarea Xm - chilomicroni și absorbția în limfă (LC). Zhel - acizii biliari sunt parțial returnați în cavitatea intestinală, parțial absorbiți în sânge și returnați la ficat.

PAGE_BREAK--

Nu toate zonele intestinului subțire sunt „ocupate” de procesul de absorbție, zonele distale de obicei nu participă la acest proces. Cu toate acestea, odată cu patologia zonelor proximale, zonele distale preiau această funcție. Astfel, există o variantă protectoare a absorbției în organism.

Mecanismele de transport, adică absorbția substanțelor, sunt diverse. Unele substanțe, cum ar fi apa, pot trece prin spații intercelulare (interenterocitare) - acesta este mecanismul de absorbție. Există, de asemenea, un proces de reabsorbție a apei în canalele colectoare ale rinichilor. Într-un număr de cazuri, are loc mecanismul de endocitoză, adică absorbția de către enterocit a unei molecule mari, nedistruse în celulă, și apoi eliberarea acesteia în interstițiu și în sânge datorită mecanismului de exocitoză. Evident, imunoglobulinele sunt transportate în acest mod la nou-născuții și sugarii hrăniți cu lapte uman. Este posibil ca la adulți o serie de molecule să fie transportate și prin endo- și exocitoză.

Un loc important în rândul mecanismelor de absorbție îl ocupă mecanismele de transport pasiv - difuzie, osmoză, filtrare, precum și difuzie facilitată (transport fără consum de energie de-a lungul gradientului de concentrație, dar folosind „transportatori”). Mecanismul de osmoză vă permite să reabsorbiți o cantitate mare de apă - în medie aproximativ 8 litri pe zi (2,5 - cu alimente, restul apei este apa sucurilor digestive): împreună cu substanțe active osmotic, de exemplu, glucoza , aminoacizi, ioni de sodiu, calciu, potasiu - enterocitele intră pasiv în apă. Parțial, apa intră în interstițiu (și apoi în sânge) datorită proceselor de filtrare - dacă presiunea hidrostatică din cavitatea intestinală depășește presiunea osmotică din acest mediu, atunci aceasta creează o oportunitate de reabsorbție a apei folosind mecanismul de filtrare.

Principalul mecanism care asigură reabsorbția diferitelor substanțe (glucoză, aminoacizi, sodiu, calciu, săruri de fier) ​​este transportul activ, a cărui implementare necesită energie rezultată din hidroliza ATP. Ionii de sodiu sunt transportați prin mecanismul de transport activ primar, iar glucoza, aminoacizii și o serie de alte substanțe - datorită transportului activ secundar, dependent de transportul de sodiu.

O poziție deosebită în transport o ocupă produsele de lipoliză și grăsimile în sine. Fiind solubile în grăsimi, pot trece prin bariere membranare pasiv, de-a lungul unui gradient de concentrație. Dar pentru aceasta este necesar să „organizăm” un astfel de flux, să îl facem real. Evident, în acest scop, în cavitatea intestinală, produsele hidrolizei lipidelor - acizi grași cu lanțuri lungi, 2-monogliceride, colesterol - sunt combinate în micelii - cele mai mici picături care pot difuza prin membrana apicală a enterocitelor în ea. Procesul de formare a micelilor este asociat cu acțiunea acizilor biliari. În interiorul enterocitelor, lipidele nou sintetizate formează structuri care sunt convenabile pentru transportul suplimentar - chilomicronii. Este posibil ca în membrane să existe purtători specifici pentru a facilita transportul micelilor și chilomicronilor; are loc difuzia facilitata.

Reglarea aspirației

Se efectuează din cauza modificărilor proceselor de flux sanguin prin mucoasa intestinală, stomac, fluxul limfatic, energie, precum și datorită sintezei „transportatorilor” (pompe și purtători specifici).

Fluxul sanguin în regiunea celiacă depinde în mare măsură de stadiul digestiei. Se știe că în condiții de „repaus alimentar” 15-20% din IOC intră în circulația celiacă. Odată cu creșterea activității funcționale a tractului gastrointestinal, aceasta poate crește de 8-10 ori. Acest lucru contribuie nu numai la creșterea producției de sucuri digestive, a activității motorii, dar și la creșterea procesului de absorbție, adică crește fluxul de sânge prin vilozitățile mucoasei intestinale și se creează condiții favorabile pentru scurgerea sângelui bogat în nutrient absorbit. Creșterea fluxului sanguin se produce în principal datorită producției de vasodilatatoare, în special serotonina, cel mai puternic vasodilatator al precapilarelor gastrointestinale. La acest proces contribuie și alți hormoni, cum ar fi gastrina, histamina, colecistokinina-pancreozimina. Atunci când, dintr-un motiv oarecare, presiunea sistemică se modifică, fluxul sanguin prin vilozități este încă păstrat (în intervalul de modificări ale presiunii sistemice de la 100 la 30 mm Hg). Acest lucru este asigurat de un mecanism de autoreglare destul de pronunțat, similar cu ceea ce are loc în vasele creierului.

Intensitatea fluxului sanguin și, mai ales, a fluxului limfatic poate fi reglată și datorită activității contractile a vilozităților: MMC prezente în acesta, atunci când hormonii intestinali sunt eliberați în sânge, sunt activați și provoacă contracția periodică a vilozităților, conținutul vaselor de sânge și limfatice este stors, ceea ce ajută la eliminarea nutrienților din enterocit. Se crede că o astfel de substanță umorală este villikin, produsă în intestinul subțire.

Activitatea mușchilor longitudinali și circulari ai intestinului subțire contribuie la amestecarea chimului, la crearea presiunii intra-intestinale optime - toate acestea facilitează și procesul de absorbție. Prin urmare, toți factorii care afectează pozitiv activitatea motorie a intestinului cresc eficiența absorbției.

Reglarea sintezei „transportatorilor” se realizează, de regulă, datorită hormonilor „clasici” - aldosteron, glucocorticoizi, 1,25-dihidroxicolecalciferol (1,25-vitamina D3) și alți hormoni. De exemplu, o creștere a producției de aldesteron este însoțită de o creștere a formării de pompe de sodiu în enterocite, care contribuie la transportul activ de sodiu. Acest lucru afectează indirect transportul activ secundar al aminoacizilor și monozaharidelor. Metabolitul vitaminei D3-1,25-dihidroxicolecalciferol crește sinteza proteinei care leagă calciul în intestin, favorizând absorbția ionilor de calciu. Hormonul paratiroidian crește rata de formare a acestui metabolit din vitamina D3 (colecalciferol) și crește indirect absorbția calciului.

Hormonii care modifică procesul de reabsorbție a unei anumite substanțe în intestine simultan și în aceeași direcție modifică procesele de reabsorbție a aceleiași substanțe în rinichi, deoarece mecanismele de reabsorbție în intestine și în rinichi sunt în mare măsură comune.

Concluzie

Digestia este un set de procese care asigură măcinarea mecanică și descompunerea chimică (în principal enzimatică) a nutrienților în componente care sunt lipsite de specificitatea speciei și sunt potrivite pentru absorbție și participare la metabolismul animalelor și oamenilor. Alimentele care intră în organism sunt procesate cuprinzător sub acțiunea diferitelor enzime digestive sintetizate de celule specializate, iar descompunerea nutrienților complecși (proteine, grăsimi și carbohidrați) în fragmente din ce în ce mai mici are loc prin adăugarea unei molecule de apă. Proteinele sunt în cele din urmă descompuse în aminoacizi, grăsimile în glicerol și acizi grași, carbohidrații în monozaharide. Aceste substanțe relativ simple sunt absorbite, iar compuși organici complecși sunt din nou sintetizați din ele în organe și țesuturi. Există 3 tipuri principale de digestie: intracelulară, la distanță (cavitară) și de contact (parietală). Absorbția nutrienților este scopul final al procesului de digestie. Acest proces se desfășoară în tot tractul gastro-intestinal.

Bibliografie

Agadzhanyan N.A., Tel L.Z., Tsirkin V.I., Chesnokova S.A. Fiziologia umană (curs de cursuri) SPb., SOTIS, 1998.

Mamontov S.G. Biologie (manual) M., Butard, 1997.

Oke S. Fundamentele neurofiziologiei M., 1969.

Sidorov E.P. Biologie generală M., 1997.

Fomin N.A. Fiziologia umană M., 1992.

Digestia intracelulară se referă la toate cazurile în care un substrat neclivat sau parțial scindat pătrunde în celulă, unde este supus hidrolizei de către enzime care nu sunt secretate în afara acesteia. Digestia intracelulară poate fi împărțită în două subtipuri - moleculară și veziculoasă. Digestia intracelulară moleculară se caracterizează prin faptul că enzimele situate în citoplasmă hidrolizează moleculele mici de substrat care pătrund în celulă, în principal dimeri și oligomeri, iar astfel de molecule pătrund pasiv sau activ. De exemplu, folosind special sisteme de transport, transportat activ prin membrana celulară a dizaharidelor și dipeptidelor din bacterii. Se presupune că în organismele superioare, în special la mamifere, unele dipeptide pot fi transportate activ în celulele intestinale - enterocite. Dacă digestia intracelulară are loc în vacuole speciale, sau vezicule, care se formează ca urmare a endocitozei (pinocitoză sau fagocitoză), atunci este definită ca veziculoasă sau endocitară. În timpul digestiei intracelulare veziculare de tip endocitar, o anumită secțiune(e) a membranei este invaginată împreună cu substanța absorbită. În plus, acest loc este separat treptat de membrană și se formează o structură veziculoasă intracelulară. De regulă, o astfel de veziculă fuzionează cu un lizozom care conține o gamă largă de enzime hidrolitice care acționează asupra tuturor componentelor principale ale alimentelor. În noua structură rezultată - fagozomul, are loc hidroliza substraturilor de intrare și absorbția ulterioară a produselor rezultate. Resturile de fagozomi nedigerate sunt de obicei ejectate în afara celulei prin exocitoză. Astfel, digestia intracelulară este un mecanism prin care se realizează nu numai digestia, ci și absorbția nutrienților de către celulă, inclusiv moleculele mari și structurile supramoleculare. Digestia intracelulară este limitată de permeabilitatea membranei și procesele de endocitoză. Acestea din urmă se caracterizează printr-o rată scăzută și, aparent, nu pot juca un rol semnificativ în satisfacerea nevoilor nutriționale ale organismelor superioare. Așa cum am atras atenția încă din 1967 (Ugolev, 1967), din punct de vedere al enzimologiei, digestia intracelulară de tip vezicular este o combinație de digestia microcavitară și membranară. Digestia intracelulară veziculoasă a fost găsită la toate tipurile de animale - de la protozoare la mamifere (joacă un rol deosebit de important la animalele inferioare), și digestia moleculară - în toate grupele de organisme.

Acest termen se referă la cazurile în care substanțele alimentare nedivizate sau parțial divizate pătrund în celulă, unde sunt hidrolizate de enzimele citoplasmatice care nu sunt eliberate în afara celulei. Digestia intracelulară este comună la cele mai simple și mai primitive organisme multicelulare, cum ar fi bureții și viermii plati. Ca mecanism suplimentar pentru hidroliza nutrienților, se găsește la nemertean, echinoderme, unele anelide și multe moluște. La vertebratele superioare și la oameni, îndeplinește în principal funcții de protecție, cum ar fi fagocitoza.

Există două tipuri de digestie intracelulară. Primul este asociat cu transportul moleculelor mici prin membranele celulare și digestia ulterioară de către enzimele citoplasmatice. Digestia intracelulară poate apărea și în cavități intracelulare speciale - vacuole digestive, care sunt prezente sau formate în mod constant în timpul fagocitozei și pinocitozei și dispar după descompunerea alimentelor capturate. Al doilea tip de digestie este asociat în cele mai multe cazuri cu participarea lizozomilor, care conțin o gamă largă de enzime hidrolitice (fosfataze, proteaze, glucozidaze, lipaze etc.) cu o acțiune optimă în mediu acid (pH 3,5-5,5). . Structurile alimentare sau soluțiile alimentare din mediul pericelular provoacă invaginări ale membranei plasmatice, care apoi se împletesc și se scufundă în citoplasmă, formând vacuole pinocitare și fagocitare. Conectându-se cu acesta din urmă, lizozomii formează fagozomi, unde are loc contactul enzimelor cu substraturile corespunzătoare. Produșii de hidroliză rezultați sunt absorbiți prin membranele fagozomilor. După sfârșitul ciclului digestiv, resturile de fagozomi sunt aruncate din celulă prin exocitoză. Lizozomii joacă, de asemenea, un rol important în defalcarea structurilor proprii ale celulei, care sunt folosite ca material alimentar fie de către această celulă, fie în afara ei.

Conform mecanismelor sale, digestia intracelulară poate fi considerată ca o combinație de hidroliză microcavitară și membranară în interiorul celulei. Într-adevăr, în timpul digestiei intracelulare, enzimele își pot exercita efectul hidrolitic în citoplasma celulei sau în fagozom, adică. în mediu, care este caracteristic digestiei prin cavitate, precum și pe suprafața interioară a membranei fagozomale, care este caracteristică digestiei membranei.

Digestia intracelulară este limitată de permeabilitatea membranei și procesele de epidocitoză, care se caracterizează prin viteză scăzută și, aparent, nu pot juca un rol semnificativ în satisfacerea nevoilor nutriționale ale organismelor superioare.