Какво осигурява вътреклетъчното храносмилане. Лекция: Храносмилане

Храненето е най-важният фактор, насочен към поддържане и осигуряване на такива основни процеси като растеж, развитие и способност за активност. Тези процеси могат да се поддържат само с рационално хранене. Преди да продължите с разглеждането на въпроси, свързани с основите, е необходимо да се запознаете с процесите на храносмилане в тялото.

Храносмилане- сложен физиологичен и биохимичен процес, при който поетата храна в храносмилателния тракт претърпява физични и химични промени.

Храносмилането е най-важният физиологичен процес, в резултат на който сложните хранителни вещества на храната под въздействието на механична и химична обработка се превръщат в прости, разтворими и следователно смилаеми вещества. По-нататъшният им път е да се използват като градивен и енергиен материал в човешкото тяло.

Физическите промени в храната се състоят в нейното раздробяване, набъбване, разтваряне. Химически - при последователно разграждане на хранителни вещества в резултат на действието върху тях на компонентите на храносмилателните сокове, секретирани в кухината на храносмилателния тракт от неговите жлези. Най-важната роля в това принадлежи на хидролитичните ензими.

Видове храносмилане

В зависимост от произхода на хидролитичните ензими храносмилането се разделя на три вида: правилно, симбиотично и автолитично.

собствено храносмиланеизвършва се от ензими, синтезирани от тялото, неговите жлези, ензими на слюнката, стомашния и панкреатичния сок и епитела на червата на пещта.

Симбиотично храносмилане- хидролиза на хранителни вещества поради ензими, синтезирани от симбионтите на макроорганизма - бактерии и протозои на храносмилателния тракт. Симбиотичното храносмилане се случва при хората в дебелото черво. Поради липсата на съответния ензим в секретите на жлезите, хранителните фибри при хората не се хидролизират (това е определен физиологичен смисъл - запазването на хранителните фибри, които играят важна роля в чревното храносмилане), следователно, тяхното смилане от симбионтните ензими в дебелото черво е важен процес.

В резултат на симбиотичното смилане се образуват вторични хранителни вещества, за разлика от първичните, които се образуват в резултат на собственото им смилане.

Автолитично храносмиланеОсъществява се благодарение на ензими, които се въвеждат в тялото като част от приетата храна. Ролята на това храносмилане е съществена при недостатъчно развито собствено храносмилане. При новородените тяхното собствено храносмилане все още не е развито, така че хранителните вещества в кърмата се усвояват от ензими, които влизат в храносмилателния тракт на бебето като част от кърмата.

В зависимост от локализацията на процеса на хидролиза на хранителните вещества, храносмилането се разделя на вътре- и извънклетъчно.

вътреклетъчно храносмиланесе състои в това, че веществата, транспортирани в клетката чрез фагоцитоза, се хидролизират от клетъчни ензими.

извънклетъчно храносмиланесе разделя на кухинен, който се осъществява в кухините на храносмилателния тракт от ензими на слюнка, стомашен сок и панкреатичен сок, и париетален. Париеталното храносмилане се извършва в тънките черва с участието на голям брой чревни и панкреатични ензими върху огромна повърхност, образувана от гънки, власинки и микровили на лигавицата.

Ориз. Етапи на храносмилането

Понастоящем процесът на храносмилане се разглежда като триетапен: кухинно храносмилане - париетално храносмилане - абсорбция. Кавитарното смилане се състои в първоначалната хидролиза на полимерите до етапа на олигомери, париеталното смилане осигурява по-нататъшна ензимна деполимеризация на олигомерите главно до етапа на мономери, които след това се абсорбират.

Правилната последователна работа на елементите на храносмилателния конвейер във времето и пространството се осигурява от регулярни процеси на различни нива.

Ензимната активност е характерна за всеки отдел на храносмилателния тракт и е максимална при определена стойност на pH на средата. Например в стомаха храносмилателният процес се извършва в кисела среда. Киселинното съдържимо, преминаващо в дванадесетопръстника, се неутрализира и чревното храносмилане протича в неутрална и леко алкална среда, създадена от отделените в червата секрети - жлъчка, панкреатичен сок и чревни сокове, които инактивират стомашните ензими. Чревното храносмилане се извършва в неутрална и леко алкална среда, първо от вида на кухината, а след това париетално храносмилане, което завършва с абсорбцията на продукти на хидролиза - хранителни вещества.

Разграждането на хранителните вещества по типа на кухиното и париеталното храносмилане се извършва от хидролитични ензими, всеки от които има специфичност, изразена в известна степен. Наборът от ензими в състава на секретите на храносмилателните жлези има видове и индивидуални характеристики, адаптирани към храносмилането на храната, характерна за този вид животни, и тези хранителни вещества, които преобладават в диетата.

Процес на храносмилане

Процесът на храносмилане се извършва в стомашно-чревния тракт, чиято дължина е 5-6 м. Храносмилателният тракт е тръба, разширена на места. Структурата на стомашно-чревния тракт е еднаква навсякъде, има три слоя:

• външна - серозна, плътна обвивка, която има главно защитна функция;
• средна - мускулната тъкан участва в свиването и отпускането на стената на органа;
• вътрешна - мембрана, покрита с лигавичен епител, който позволява прости хранителни вещества да се абсорбират през дебелината му; лигавицата често има жлезисти клетки, които произвеждат храносмилателни сокове или ензими.

Ензими- вещества от протеинова природа. В стомашно-чревния тракт те имат своя собствена специфика: протеините се разцепват само под въздействието на протеази, мазнини - липази, въглехидрати - карбохидрази. Всеки ензим е активен само при определено pH на средата.

Функции на стомашно-чревния тракт:

• Двигател или двигател - поради средната (мускулна) мембрана на храносмилателния тракт, свиването-отпускането на мускулите улавя храната, дъвче, поглъща, смесва и премества храната по храносмилателния канал.
• Секреторна - поради храносмилателни сокове, които се произвеждат от жлезисти клетки, разположени в лигавичната (вътрешна) обвивка на канала. Тези секрети съдържат ензими (ускорители на реакция), които извършват химическата обработка на храната (хидролиза на хранителни вещества).
• Екскреторната (екскреторна) функция извършва екскрецията на метаболитни продукти от храносмилателните жлези в стомашно-чревния тракт.
• Абсорбтивна функция - процесът на асимилация на хранителни вещества през стената на стомашно-чревния тракт в кръвта и лимфата.

Стомашно-чревния трактзапочва в устната кухина, след това храната навлиза във фаринкса и хранопровода, които изпълняват само транспортна функция, хранителният болус се спуска в стомаха, след това в тънките черва, състоящи се от 12 дуоденума, йеюнума и илеума, където крайната хидролиза главно настъпва (разделяне) на хранителни вещества и те се абсорбират през чревната стена в кръвта или лимфата. Тънкото черво преминава в дебелото черво, където практически няма процес на храносмилане, но функциите на дебелото черво също са много важни за тялото.

Храносмилане в устата

По-нататъшното храносмилане в други части на стомашно-чревния тракт зависи от процеса на смилане на храната в устната кухина.

Първоначалната механична и химична обработка на храната се извършва в устната кухина. Тя включва смилане на храната, намокрянето й със слюнка, анализ на вкусовите свойства, първоначалното разграждане на хранителните въглехидрати и образуването на хранителен болус. Престоят на хранителния болус в устната кухина е 15-18 s. Храната в устната кухина възбужда вкусовите, тактилните, температурните рецептори на устната лигавица. Този рефлекс предизвиква активиране на секрецията не само на слюнчените жлези, но и на жлезите, разположени в стомаха, червата, както и секрецията на панкреатичен сок и жлъчка.

Механичната обработка на храната в устната кухина се извършва с помощта на дъвчене.В акта на дъвчене участват горната и долната челюст със зъби, дъвкателни мускули, устна лигавица, меко небце. В процеса на дъвчене долната челюст се движи в хоризонтална и вертикална равнина, долните зъби са в контакт с горните. В същото време предните зъби отхапват храната, а кътниците я смачкват и смилат. Свиването на мускулите на езика и бузите осигурява доставката на храна между зъбната редица. Свиването на мускулите на устните предотвратява падането на храната от устата. Актът на дъвчене се извършва рефлексивно. Храната дразни рецепторите на устната кухина, нервните импулси от които по аферентните нервни влакна на тригеминалния нерв влизат в дъвкателния център, разположен в продълговатия мозък, и го възбуждат. По-нататък по еферентните нервни влакна на тригеминалния нерв нервните импулси достигат до дъвкателните мускули.

В процеса на дъвчене се оценява вкусът на храната и се определя нейната ядливост. Колкото по-пълно и интензивно се извършва дъвкателният процес, толкова по-активно протичат секреторните процеси както в устната кухина, така и в долните части на храносмилателния тракт.

Тайната на слюнчените жлези (слюнка) се образува от три чифта големи слюнчени жлези (подмандибуларни, сублингвални и паротидни) и малки жлези, разположени в лигавицата на бузите и езика. На ден се образуват 0,5-2 литра слюнка.

Функциите на слюнката са както следва:

• Намокряне на храна, разтваряне на твърди вещества, импрегниране със слуз и образуване на хранителен болус. Слюнката улеснява процеса на преглъщане и допринася за образуването на вкусови усещания.
• Ензимно разграждане на въглехидратитепоради наличието на а-амилаза и малтаза. Ензимът а-амилаза разгражда полизахаридите (нишесте, гликоген) до олигозахариди и дизахариди (малтоза). Действието на амилазата вътре в хранителния болус продължава, когато навлезе в стомаха, докато в него остане леко алкална или неутрална среда.
• Защитна функциясвързани с наличието на антибактериални компоненти в слюнката (лизозим, имуноглобулини от различни класове, лактоферин). Лизозимът или мурамидазата е ензим, който разгражда клетъчната стена на бактериите. Лактоферинът свързва железните йони, необходими за жизнената дейност на бактериите, и по този начин спира техния растеж. Муцинът изпълнява и защитна функция, тъй като предпазва устната лигавица от вредното въздействие на храните (горещи или кисели напитки, люти подправки).
• Участие в минерализацията на зъбния емайл -калцият навлиза в зъбния емайл от слюнката. Съдържа протеини, които свързват и транспортират Ca 2+ йони. Слюнката предпазва зъбите от развитие на кариес.

Свойствата на слюнката зависят от диетата и вида на храната. При прием на твърда и суха храна се отделя по-вискозна слюнка. Когато в устната кухина попаднат неядливи, горчиви или киселинни вещества, се отделя голямо количество течна слюнка. Ензимният състав на слюнката също може да се промени в зависимост от количеството въглехидрати, съдържащи се в храната.

Регулиране на слюноотделянето. преглъщане. Регулирането на слюноотделянето се осъществява от автономни нерви, които инервират слюнчените жлези: парасимпатикови и симпатикови. При възбуда парасимпатиков нервслюнчената жлеза произвежда голямо количество течна слюнка с ниско съдържание на органични вещества (ензими и слуз). При възбуда симпатичен нервобразува се малко количество вискозна слюнка, съдържаща много муцин и ензими. Първо настъпва активирането на слюноотделянето по време на приема на храна според механизма на условния рефлекспри гледане на храна, подготовка за нейното приемане, вдишване на хранителни аромати. В същото време, от зрителни, обонятелни, слухови рецептори, нервните импулси през аферентни нервни пътища навлизат в слюнчените ядра на продълговатия мозък (център за слюноотделяне), които изпращат еферентни нервни импулси по парасимпатиковите нервни влакна към слюнчените жлези. Попадането на храна в устната кухина възбужда рецепторите на лигавицата и това осигурява активирането на процеса на слюноотделяне. по механизма на безусловния рефлекс.Инхибирането на активността на центъра на слюноотделяне и намаляването на секрецията на слюнчените жлези се случва по време на сън, при умора, емоционална възбуда, както и при треска, дехидратация.

Храносмилането в устната кухина завършва с акта на преглъщане и постъпване на храната в стомаха.

преглъщанее рефлексен процес и се състои от три фази:

• 1-ва фаза - орална -е произволен и се състои в получаване на хранителния болус, образуван по време на дъвчене, върху корена на езика. След това има свиване на мускулите на езика и изтласкване на хранителния болус в гърлото;
• 2-ра фаза - фарингеална -е неволно, извършва се бързо (в рамките на приблизително 1 s) и е под контрола на центъра за преглъщане на продълговатия мозък. В началото на тази фаза свиването на мускулите на фаринкса и мекото небце повдига булото на небцето и затваря входа на носната кухина. Ларинксът се измества нагоре и напред, което е придружено от спускане на епиглотиса и затваряне на входа на ларинкса. В същото време се наблюдава свиване на мускулите на фаринкса и отпускане на горния езофагеален сфинктер. В резултат на това храната навлиза в хранопровода;
• 3-та фаза - езофагеална -бавно и неволно, възниква поради перисталтични контракции на мускулите на хранопровода (свиване на кръговите мускули на езофагеалната стена над хранителния болус и надлъжните мускули, разположени под хранителния болус) и е под контрола на блуждаещия нерв. Скоростта на движение на храната през хранопровода е 2 - 5 cm / s. След отпускане на долния езофагеален сфинктер храната навлиза в стомаха.

Храносмилане в стомаха

Стомахът е мускулест орган, където храната се отлага, смесва се със стомашен сок и се извежда до изхода на стомаха. Лигавицата на стомаха има четири вида жлези, които отделят стомашен сок, солна киселина, ензими и слуз.

Ориз. 3. Храносмилателен тракт

Солната киселина придава киселинност на стомашния сок, който активира ензима пепсиноген, превръщайки го в пепсин, участващ в хидролизата на протеините. Оптималната киселинност на стомашния сок е 1,5-2,5. В стомаха протеинът се разгражда на междинни продукти (албумози и пептони). Мазнините се разграждат от липаза само когато са в емулгирано състояние (мляко, майонеза). Там въглехидратите практически не се усвояват, тъй като въглехидратните ензими се неутрализират от киселинното съдържание на стомаха.

През деня се отделят от 1,5 до 2,5 литра стомашен сок. Храната в стомаха се усвоява от 4 до 8 часа, в зависимост от състава на храната.

Механизъм на секреция на стомашен сок- сложен процес, разделен на три фази:

• церебралната фаза, действаща чрез мозъка, включва както безусловния, така и условния рефлекс (зрение, обоняние, вкус, храна, влизаща в устната кухина);
• стомашна фаза - когато храната попадне в стомаха;
• чревната фаза, когато някои видове храна (месен бульон, зелев сок и др.), Влизайки в тънките черва, предизвикват отделяне на стомашен сок.

Храносмилане в дванадесетопръстника

От стомаха малки порции от хранителната каша навлизат в началния отдел на тънките черва - дванадесетопръстника, където хранителната каша е активно изложена на панкреатичен сок и жлъчни киселини.

От панкреаса в дванадесетопръстника навлиза панкреатичен сок, който има алкална реакция (pH 7,8-8,4). Сокът съдържа ензимите трипсин и химотрипсин, които разграждат протеините - до полипептиди; амилазата и малтазата разграждат нишестето и малтозата до глюкоза. Липазата действа само върху емулгирани мазнини. Процесът на емулгиране протича в дванадесетопръстника в присъствието на жлъчни киселини.

Жлъчните киселини са компонент на жлъчката. Жлъчката се произвежда от клетките на най-големия орган - черния дроб, който тежи от 1,5 до 2,0 кг. Чернодробните клетки непрекъснато произвеждат жлъчка, която се съхранява в жлъчния мехур. Веднага след като хранителната каша достигне дванадесетопръстника, жлъчката от жлъчния мехур през каналите навлиза в червата. Жлъчните киселини емулгират мазнините, активират мастните ензими, засилват двигателната и секреторната функция на тънките черва.

Храносмилане в тънките черва (йеюнум, илеум)

Тънкото черво е най-дългата част от храносмилателния тракт, дължината му е 4,5-5 m, диаметърът му е от 3 до 5 cm.

Чревният сок е тайната на тънките черва, реакцията е алкална. Чревният сок съдържа голям брой ензими, участващи в храносмилането: пеитидаза, нуклеаза, ентерокиназа, липаза, лактаза, сукраза и др. Тънкото черво, поради различната структура на мускулния слой, има активна двигателна функция (перисталтика). Това позволява на хранителната каша да се премести в истинския чревен лумен. Това се улеснява от химическия състав на храната - наличието на фибри и диетични фибри.

Според теорията за чревното храносмилане процесът на усвояване на хранителните вещества се разделя на кухино и париетално (мембранно) храносмилане.

Кавитарното храносмилане е налице във всички кухини на стомашно-чревния тракт поради храносмилателни секрети - стомашен сок, панкреатичен и чревен сок.

Париеталното храносмилане е налице само в определен сегмент на тънките черва, където лигавицата има издатина или власинки и микровили, които увеличават вътрешната повърхност на червата 300-500 пъти.

Ензимите, участващи в хидролизата на хранителните вещества, са разположени на повърхността на микровилите, което значително повишава ефективността на процеса на усвояване на хранителните вещества в тази област.

Тънкото черво е орган, където повечето от водоразтворимите хранителни вещества, преминавайки през чревната стена, се абсорбират в кръвта, мазнините първоначално навлизат в лимфата, а след това в кръвта. Всички хранителни вещества през порталната вена навлизат в черния дроб, където, след като са пречистени от токсичните вещества от храносмилането, се използват за хранене на органи и тъкани.

Храносмилане в дебелото черво

Движението на чревното съдържимо в дебелото черво е до 30-40 часа. Храносмилането в дебелото черво практически липсва. Тук се абсорбират глюкоза, витамини, минерали, които са останали неусвоени поради големия брой микроорганизми в червата.

В началния сегмент на дебелото черво настъпва почти пълна асимилация на течността, която е влязла там (1,5-2 литра).

От голямо значение за човешкото здраве е микрофлората на дебелото черво. Повече от 90% са бифидобактерии, около 10% са млечнокисели и ешерихия коли, ентерококи и др. Съставът на микрофлората и нейните функции зависят от естеството на храненето, времето на движение през червата и приема на различни лекарства.

Основните функции на нормалната чревна микрофлора:

• защитна функция - създаване на имунитет;
• участие в процеса на храносмилане - окончателното смилане на храната; синтез на витамини и ензими;
• поддържане на постоянството на биохимичната среда на стомашно-чревния тракт.

Една от важните функции на дебелото черво е образуването и отделянето на изпражнения от тялото.

Планирайте

Въведение………………………………………………………….3

Същността на процесите, протичащи в стомашно-чревния тракт……………………………………………...4

Видове храносмилане……………………………………………....5

Засмукване…………………………………………………….9

Регулиране на засмукването………………………………………….11

Заключение…………………………………………………..14

Използвана литература………………………………………….15

Въведение

Всички вещества, необходими за извършване на физическа и умствена работа, поддържане на телесната температура, както и растежа и възстановяването на влошените тъкани и други функции, тялото получава под формата на храна и вода. Хранителните продукти се състоят от хранителни вещества, основните от които са протеини, мазнини, въглехидрати, минерални соли, витамини, вода. Тези вещества са част от клетките на тялото. Повечето храни не могат да се използват от организма без предварителна обработка. Състои се в механична обработка на храната и нейното химично разграждане до прости разтворими вещества, които влизат в кръвния поток и се абсорбират от него от клетките. Тази обработка на храната се нарича смилане.

Храносмилателната система е съвкупност от храносмилателни органи при животни и хора. При човека храносмилателната система е представена от устната кухина, фаринкса, хранопровода, стомаха, червата, черния дроб и панкреаса.

В устната кухина храната се раздробява (дъвче), след което се подлага на сложна химична обработка от храносмилателния сок. Слюнчените жлези отделят слюнка, жлезите на стомаха, панкреаса и чревните жлези отделят различни сокове, а черният дроб отделя жлъчка. В резултат на излагане на тези сокове, протеините, мазнините и въглехидратите се разграждат до по-прости разтворими съединения. Но това е възможно само с движението на храната през храносмилателния канал и пълното й смесване. Преместването и смесването на храната се извършва благодарение на мощни контракции на мускулите на стените на храносмилателния канал. Преминаването на хранителни вещества в кръвта и лимфата се извършва от лигавицата на отделни участъци на храносмилателния канал.

Същността на протичащите процеси

в стомашно-чревния тракт

Всеки ден възрастен трябва да получава около 80-100 g протеини, 80-100 g мазнини и 400 g въглехидрати. Идват с храна. Заедно с тях храната съдържа минерални соли, микроелементи, витамини, както и баластни вещества, които са ценен компонент на храната.

Същността на храносмилането (фиг. 1) се състои в това, че след необходимата механична обработка, т.е. смилане и триене на храната в устата, стомаха и тънките черва, настъпва хидролиза на протеини, въглехидрати и мазнини. Протича на два етапа - първо в кухината на храносмилателния тракт полимерът се разгражда до олигомери, а след това - в областта на ентероцитната мембрана (париетално или мембранно смилане) - настъпва крайната хидролиза до мономери - амино киселини, монозахариди, мастни киселини, моноглицериди. Мономерните молекули се абсорбират с помощта на специални механизми, т.е. реабсорбират се през апикалната повърхност на ентероцитите и преминават в кръвта или лимфата, откъдето навлизат в различни органи, преминавайки първоначално през системата на порталната вена на черния дроб. Всички "баластни" вещества, които не могат да бъдат хидролизирани от ензимите на стомашно-чревния тракт, отиват в дебелото черво, където с помощта на микроорганизми се подлагат на допълнително разцепване (частично или пълно), като част от продуктите на това разцепване се абсорбира се в кръвта на макроорганизма, а някои отиват за хранене на микрофлората. Микрофлората също е способна да произвежда биологично активни вещества и редица витамини, например витамини от група В.

финален етапхраносмилането е образуването на изпражнения и тяхната евакуация (актът на дефекация). Средно тяхната маса достига 150-250 г. Обикновено актът на дефекация се случва 1 път на ден, при 30% от хората - 2 пъти или повече, а при 8% - по-малко от 1 път на ден. Поради аерофагията и жизнената активност на микрофлората в стомашно-чревния тракт се натрупват около 100-500 ml газ, който се освобождава частично по време на дефекация или извън него.

Фиг. 1. Същността на процесите на смилане на хранителните компоненти.

Видове храносмилане

В зависимост от произхода на хидролитичните ензими има:

1) собствено храносмилане - става за сметка на ензими, произведени от човек или животно;

2) симбиотичен - поради ензими на симбионти, например ензими на микроорганизми, обитаващи дебелото черво;

3) автолитичен - поради ензими, приети с храната. Това, например, е характерно за майчиното мляко, то съдържа ензими, необходими за подсирване на млякото и хидролизиране на неговите компоненти. При възрастен основната роля в процесите на храносмилане има собственото му храносмилане.

В зависимост от локализацията на процеса на хидролиза на хранителните вещества има: вътреклетъчно и извънклетъчно храносмилане, а извънклетъчното се разделя на далечно (или кухино) и контактно (или париетално) храносмилане.

вътреклетъчно храносмиланее процес, който протича вътре в клетката. Фагоцитите са отличен пример за използването на този метод на хидролиза. По правило вътреклетъчното смилане се извършва с помощта на хидролази, разположени в лизозомите. В процеса на собственото (истинско) храносмилане при хората основната роля принадлежи на кухинарното и париеталното храносмилане.

кухино храносмиланесе среща в различни части на стомашно-чревния тракт, като се започне от устната кухина, но тежестта му е различна. Слюнчените жлези, стомашните жлези, панкреасните жлези, многобройните чревни жлези произвеждат съответните сокове (слюнката - в устната кухина), които освен различни компоненти съдържат ензими - хидролази, които хидролизират съответните полимери - протеини, сложни въглехидрати, мазнини. По правило хидролизата протича във водната фаза и до голяма степен се определя от рН на средата, температурата, а за липазите - от съдържанието на мастен емулгатор в средата - жлъчни киселини. Завършва с образуването на малки молекули - дизахариди, дипептиди, мастни киселини, моноглицериди.

Париетално (мембранно) храносмилане- идеята за съществуването му е изразена от А. М. Уголев през 1963 г. Докато провежда експерименти със сегмент от тънките черва, той открива, че хидролизата на нишесте под въздействието на амилаза в присъствието на сегмент от тънките черва на плъх, третиран по специален начин (за отстраняване на собствената си амилаза), се случва много по-бързо, отколкото без него. А. М. Уголев предположи, че в апикалната част на ентероцитите протича процес, който допринася за окончателното смилане на хранителните вещества. Последвалото развитие на науката потвърди правилността на тази хипотеза, която днес се признава за аксиома на физиологията на храносмилането.

Париеталното смилане се извършва на апикалната повърхност на ентероцита. Тук в мембраната му са вградени ензими хидролаза, които извършват крайната хидролиза на хранителните вещества, например малтаза, която разгражда малтозата до две глюкозни молекули, инвертаза, която разгражда захарозата до глюкоза и фруктоза, дипептидаза. Тези ензими се състоят от две части - хидрофилна и хидрофобна. Хидрофилната част е разположена над мембраната, а хидрофобната е вътре в мембраната, тя изпълнява функцията "котва". Ензимите, които извършват париетално смилане, обикновено се синтезират в самия ентероцит, включително малтаза, инвертаза, изомалтаза, гама-амилаза, лактаза, трехалаза, алкална фосфатаза, моноглицеридна липаза, пептидази, аминопептидази, карбоксипептидази и други. След синтеза тези ензими се включват в мембраната като типични интегрални протеини. Ефективността на париеталното храносмилане до голяма степен се увеличава поради факта, че този процес е свързан със следващия етап - транспортирането на молекулата през ентероцита в кръвта или лимфата, т.е. с процеса на абсорбция. По правило в близост до ензима хидролаза има транспортен механизъм („транспортер“, по терминологията на А. М. Уголев), който, както в щафетно състезание, поема образувания мономер и го транспортира през апикалната мембрана на ентероцита. в клетката.

Ентероцитът е покрит с микровили, средно до 1700-3000 парчета на клетка. Има около 50-200 милиона такива власинки на 1 mm 2. Благодарение на тях площта на мембраната, върху която се извършва париеталното храносмилане, се увеличава с 14-39 пъти. В мембраните на тези микровили са локализирани ензими - хидролази. Между микровилите и на тяхната повърхност има слой гликокаликс - това са нишки, разположени перпендикулярно на повърхността на ентероцитната мембрана (диаметърът им е от 2 до 5 nm, височината им е 0,3-0,5 микрона), които образуват вид порест реактор. Периодично, когато гликокаликсът е прекомерно замърсен, той се отхвърля за почистване на повърхността на ентероцита. При патологията са възможни ситуации, когато клетката обикновено губи гликокаликс за дълго време и в този случай процесът на париетално храносмилане е нарушен. Гликокаликсът осигурява специфична среда над апикалната мембрана на ентероцита. Гликокаликсът е молекулярно сито и йонообменник - разстоянията между съседните гликокаликсни нишки са такива, че не пропускат големи частици в гликокаликса, включително "неусвоени" продукти, микроорганизми, които обитават тънките черва. Благодарение на присъствието електрически заряди(катиони, аниони) гликокаликсът е йонообменник. Като цяло, гликокаликсът осигурява стерилност и селективна пропускливост за средата, разположена над ентероцитната мембрана. Между нишките на гликокаликса има ензими - хидролази, основната част от които идва от сокове - чревни и панкреатични, и тук те завършват процеса на частична хидролиза, започнал в чревната кухина.

Над гликокаликса има и друг слой - така нареченият слой от лигавични покрития. Образува се от слуз, произведена от бокаловидни клетки и фрагменти от ексфолиращ чревен епител. В този слой се сорбират много ензими на панкреатичен сок и чревен сок. Този слой е мястото на мембранното храносмилане.

По този начин преходът от кавитарно към париетално храносмилане се извършва постепенно, през два функционално важни слоя - слоя на лигавицата и слоя на гликокаликса. След това идва действителният слой на париеталното (мембранно) храносмилане, в което се извършва окончателната хидролиза на хранителните вещества и последващото им транспортиране през ентероцита в кръвта или лимфата.

Всмукване

Усвояването на хранителни вещества, т.е. хранителни вещества, е крайната цел на процеса на храносмилане. Този процес се извършва в целия стомашно-чревен тракт - от устната кухина до дебелото черво, но неговата интензивност е различна: в устната кухина се абсорбират предимно монозахариди, някои лекарствени вещества, например нитроглицерин; в стомаха основно се абсорбират вода и алкохол; в дебелото черво - вода, хлориди, мастни киселини; в тънките черва - всички основни продукти на хидролизата. Калциевите, магнезиевите и железните йони се абсорбират в дванадесетопръстника; в това черво и в началото на йеюнума се абсорбират предимно монозахаридите, по-дистално се абсорбират мастни киселини и моноглицериди, а в илеума се абсорбират протеини и аминокиселини. Мастноразтворимите и водоразтворимите витамини се абсорбират в дисталния йеюнум и проксималния илеум (фиг. 2).

Фиг.2. Усвояване на продуктите на разграждане на протеини, въглехидрати и мазнини (вероятни варианти). Абсорбция в кръвта (К).

A - аминокиселини, M - монозахариди в конюгация с Na, G - глицерол, F - мастни киселини - синтез на подобни триглицериди в епителните клетки - образуване на Xm - хиломикрони и абсорбция в лимфата (LC). Zhel - жлъчните киселини се връщат частично в чревната кухина, частично се абсорбират в кръвта и се връщат в черния дроб.

РАЗДЕЛИТЕЛ НА СТРАНИЦА--

Не всички области на тънките черва са "заети" от процеса на абсорбция, дисталните области обикновено не участват в този процес. Въпреки това, с патологията на проксималните области, дисталните области поемат тази функция. По този начин има защитен вариант на усвояване в тялото.

Механизмите на транспортиране, т.е. на усвояване на веществата, са разнообразни. Някои вещества, като вода, могат да преминават през междуклетъчните (междуентероцитни) пространства - това е механизмът на абсорбция. Съществува и процес на реабсорбция на вода в събирателните канали на бъбрека. В редица случаи се осъществява механизмът на ендоцитозата, т.е. абсорбцията от ентероцита на голяма, неразрушена молекула в клетката и след това освобождаването й в интерстициума и в кръвта поради механизма на екзоцитозата. Очевидно имуноглобулините се транспортират по този начин при новородени и кърмачета, хранени с кърма. Възможно е при възрастни редица молекули също да се транспортират чрез ендо- и екзоцитоза.

Важно място сред механизмите на абсорбция заемат механизмите на пасивния транспорт - дифузия, осмоза, филтрация, както и улеснена дифузия (транспорт без разход на енергия по концентрационния градиент, но с помощта на "преносители"). Механизмът на осмоза ви позволява да реабсорбирате голямо количество вода - средно около 8 литра на ден (2,5 - с храна, останалата вода е водата на храносмилателните сокове): заедно с осмотично активни вещества, например глюкоза , аминокиселини, натриеви йони, калций, калий - ентероцитите пасивно влизат във вода. Частично водата навлиза в интерстициума (и след това в кръвта) поради процесите на филтриране - ако хидростатичното налягане в чревната кухина надвишава осмотичното налягане в тази среда, тогава това създава възможност за реабсорбция на водата чрез механизма на филтриране.

Основният механизъм, който осигурява реабсорбцията на различни вещества (глюкоза, аминокиселини, натриеви, калциеви, железни соли) е активен транспорт, чието изпълнение изисква енергия, получена в резултат на хидролиза на АТФ. Натриевите йони се транспортират чрез механизма на първичния активен транспорт, а глюкозата, аминокиселините и редица други вещества - поради вторичния активен транспорт, зависим от натриевия транспорт.

Особено място в транспорта заемат продуктите на липолизата и самите мазнини. Тъй като са мастноразтворими, те могат да преминават през мембранните бариери пасивно, по градиент на концентрация. Но за това е необходимо да се "организира" такъв поток, да се направи реален. Очевидно за тази цел в чревната кухина продуктите на липидна хидролиза - мастни киселини с дълги вериги, 2-моноглицериди, холестерол - се комбинират в мицели - най-малките капчици, които могат да дифундират през апикалната мембрана на ентероцита в него. Процесът на образуване на мицели е свързан с действието на жлъчните киселини. Вътре в ентероцита новосинтезираните липиди образуват структури, които са удобни за по-нататъшен транспорт - хиломикрони. Възможно е в мембраните да съществуват специфични носители за улесняване на транспортирането на мицели и хиломикрони; осъществява се улеснена дифузия.

Регулиране на засмукването

Осъществява се поради промени в процесите на кръвния поток през чревната лигавица, стомаха, лимфния поток, енергията, както и поради синтеза на "транспортьори" (помпи и специфични носители).

Притокът на кръв в областта на цьолиакия до голяма степен зависи от етапа на храносмилането. Известно е, че в условията на "хранителен латентност" 15-20% от МОК навлиза в кръвообращението на целиакия. С увеличаване на функционалната активност на стомашно-чревния тракт, тя може да се увеличи 8-10 пъти. Това допринася не само за увеличаване на производството на храносмилателни сокове, двигателната активност, но и засилва процеса на абсорбция, т.е. увеличава се притока на кръв през въси на чревната лигавица и се създават благоприятни условия за изтичане на кръв, богата на абсорбирано хранително вещество. Увеличаването на кръвния поток се дължи главно на производството на вазодилататори, особено серотонин, най-мощният вазодилататор на стомашно-чревните прекапиляри. Други хормони, като гастрин, хистамин, холецистокинин-панкреозимин, също допринасят за този процес. Когато по някаква причина се промени системното налягане, кръвният поток през вилата все още се запазва (в диапазона на промените на системното налягане от 100 до 30 mm Hg). Това се осигурява от доста ясно изразен механизъм на авторегулация, подобен на това, което се случва в съдовете на мозъка.

Интензивността на кръвния поток и по-специално лимфния поток също може да се регулира благодарение на контрактилната активност на вилата: наличните в нея MMC, когато чревните хормони се отделят в кръвта, се активират и причиняват периодично свиване на вилата, съдържанието на кръвоносните и лимфните съдове се изстисква, което спомага за отстраняването на хранителни вещества от ентероцита. Смята се, че такова хуморално вещество е виликин, произвеждан в тънките черва.

Активността на надлъжните и кръгови мускули на тънките черва допринася за смесването на химуса, създаването на оптимално вътречревно налягане - всичко това също улеснява процеса на абсорбция. Следователно всички фактори, които влияят положително върху двигателната активност на червата, повишават ефективността на абсорбцията.

Регулирането на синтеза на "транспортьори" се извършва, като правило, поради "класически" хормони - алдостерон, глюкокортикоиди, 1,25-дихидрооксихолекалциферол (1,25-витамин D3) и други хормони. Например, увеличаването на производството на алдестерон е придружено от увеличаване на образуването на натриеви помпи в ентероцитите, които допринасят за активния транспорт на натрий. Това индиректно влияе върху вторичния активен транспорт на аминокиселини и монозахариди. Метаболитът на витамин D3-1,25-дихидрооксихолекалциферол повишава синтеза на калций-свързващ протеин в червата, като насърчава абсорбцията на калциеви йони. Паратиреоидният хормон увеличава скоростта на образуване на този метаболит от витамин D3 (холекалциферол) и индиректно повишава абсорбцията на калций.

Хормоните, които променят процеса на реабсорбция на дадено вещество в червата едновременно и в една и съща посока, променят процесите на реабсорбция на същото вещество в бъбреците, тъй като механизмите на реабсорбция в червата и в бъбреците са до голяма степен общи.

Заключение

Храносмилането е съвкупност от процеси, които осигуряват механично смилане и химично (главно ензимно) разграждане на хранителни вещества до компоненти, които са лишени от видова специфичност и са подходящи за усвояване и участие в метаболизма на животните и хората. Храната, постъпваща в тялото, се преработва цялостно под действието на различни храносмилателни ензими, синтезирани от специализирани клетки, а разграждането на сложните хранителни вещества (протеини, мазнини и въглехидрати) на все по-малки фрагменти става с добавянето на водна молекула към тях. Протеините в крайна сметка се разграждат до аминокиселини, мазнините до глицерол и мастни киселини, въглехидратите до монозахариди. Тези сравнително прости вещества се абсорбират и от тях в органите и тъканите отново се синтезират сложни органични съединения. Съществуват 3 основни типа храносмилане: вътреклетъчно, дистанционно (кухинно) и контактно (париетално). Усвояването на хранителни вещества е крайната цел на храносмилателния процес. Този процес се извършва в целия стомашно-чревен тракт.

Библиография

Агаджанян Н.А., Тел Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология на човека (курс от лекции) SPb., SOTIS, 1998.

Мамонтов С.Г. Биология (Учебник) М., Дропла, 1997.

Оке С. Основи на неврофизиологията М., 1969.

Сидоров Е.П. Обща биология М., 1997.

Фомин Н.А. Човешка физиология М., 1992.

Вътреклетъчното смилане се отнася до всички случаи, когато неразцепен или частично разцепен субстрат прониква в клетката, където се подлага на хидролиза от ензими, които не се секретират извън нея. Вътреклетъчното храносмилане може да се раздели на два подвида – молекулярно и везикуларно. Молекулярното вътреклетъчно смилане се характеризира с факта, че ензимите, разположени в цитоплазмата, хидролизират малки субстратни молекули, проникващи в клетката, главно димери и олигомери, и такива молекули проникват пасивно или активно. Например с помощта на специални транспортни системи, активно транспортирани през клетъчната мембрана на дизахаридите и дипептидите в бактериите. Предполага се, че във висшите организми, по-специално при бозайниците, някои дипептиди могат активно да се транспортират в чревни клетки - ентероцити. Ако вътреклетъчното храносмилане се извършва в специални вакуоли или везикули, които се образуват в резултат на ендоцитоза (пиноцитоза или фагоцитоза), тогава то се определя като везикуларно или ендоцитно. При везикуларно вътреклетъчно смилане от ендоцитен тип определен участък(и) от мембраната се инвагинира заедно с абсорбираното вещество. Освен това това място постепенно се отделя от мембраната и се образува вътреклетъчна везикуларна структура. По правило такава везикула се слива с лизозома, съдържаща широк спектър от хидролитични ензими, които действат върху всички основни хранителни компоненти. В получената нова структура - фагозома, протича хидролизата на постъпващите субстрати и последващата абсорбция на получените продукти. Неразградените остатъци от фагозоми обикновено се изхвърлят извън клетката чрез екзоцитоза. По този начин вътреклетъчното храносмилане е механизъм, чрез който се осъществява не само храносмилането, но и усвояването на хранителни вещества от клетката, включително големи молекули и надмолекулни структури. Вътреклетъчното храносмилане е ограничено от мембранната пропускливост и процесите на ендоцитоза. Последните се характеризират с ниска скорост и очевидно не могат да играят съществена роля за задоволяване на хранителните нужди на висшите организми. Както обърнахме внимание през 1967 г. (Ugolev, 1967), от гледна точка на ензимологията, вътреклетъчното смилане от везикуларен тип е комбинация от микрокухинарно и мембранно смилане. Везикуларно вътреклетъчно смилане е установено при всички видове животни - от протозои до бозайници (играе особено важна роля при низшите животни), а молекулярно - при всички групи организми.

Този термин се отнася за случаите, когато неразделени или частично разделени хранителни вещества проникват в клетката, където се хидролизират от цитоплазмени ензими, които не се освобождават извън клетката. Вътреклетъчното храносмилане е често срещано при най-простите и примитивни многоклетъчни организми, като гъби и плоски червеи. Като допълнителен механизъм за хидролиза на хранителни вещества, той се среща в немертии, бодлокожи, някои пръстеновидни и много мекотели. При висшите гръбначни животни и човека той изпълнява главно защитни функции, като фагоцитоза.

Има два вида вътреклетъчно храносмилане. Първият е свързан с транспортирането на малки молекули през клетъчните мембрани и последващото смилане от цитоплазмени ензими. Вътреклетъчното храносмилане може да се случи и в специални вътреклетъчни кухини - храносмилателни вакуоли, които постоянно присъстват или се образуват по време на фагоцитоза и пиноцитоза и изчезват след разграждането на уловената храна. Вторият тип храносмилане в повечето случаи се свързва с участието на лизозоми, които съдържат широк спектър от хидролитични ензими (фосфатази, протеази, глюкозидази, липази и др.) с оптимално действие в кисела среда (pH 3,5–5,5) . Хранителните структури или хранителните разтвори в перицелуларната среда причиняват инвагинации на плазмената мембрана, която след това се навива и потъва в цитоплазмата, образувайки пиноцитни и фагоцитни вакуоли. Свързвайки се с последния, лизозомите образуват фагозоми, където се осъществява контактът на ензимите със съответните субстрати. Получените продукти на хидролиза се абсорбират през мембраните на фагозомите. След края на храносмилателния цикъл остатъците от фагозоми се изхвърлят от клетката чрез екзоцитоза. Лизозомите също играят важна роля в разграждането на собствените структури на клетката, които се използват като хранителен материал или от тази клетка, или извън нея.

Според неговите механизми вътреклетъчното храносмилане може да се разглежда като комбинация от микрокухинарна и мембранна хидролиза в клетката. Наистина, по време на вътреклетъчното смилане ензимите могат да упражняват своя хидролитичен ефект в цитоплазмата на клетката или във фагозомата, т.е. в околната среда, което е характерно за храносмилането в кухини, както и върху вътрешната повърхност на фагозомната мембрана, което е характерно за мембранното храносмилане.

Вътреклетъчното храносмилане е ограничено от мембранната пропускливост и процесите на епидоцитоза, които се характеризират с ниска скорост и очевидно не могат да играят значителна роля в задоволяването на хранителните нужди на висшите организми.