Какие ферменты функционируют в тонком кишечнике

Пищеварительные ферменты – это вещества белковой природы, которые вырабатываются в желудочно-кишечном тракте. Они обеспечивают процесс переваривания пищи и стимулируют ее усвоение.

Функции ферментов

Основной функцией пищеварительных ферментов является разложение сложных веществ на более простые, которые легко усваиваются в кишечнике человека.

Действие белковых молекул направлено на следующие группы веществ:

  • белки и пептиды;
  • олиго- и полисахариды;
  • жиры, липиды;
  • нуклеотиды.

Виды ферментов

  1. Пепсин. Фермент представляет собой вещество, которое вырабатывается в желудке. Он воздействует на белковые молекулы в составе пищи, разлагая их на элементарные составляющие – аминокислоты.
  2. Трипсин и химотрипсин. Эти вещества входят в группу панкреатических ферментов, которые вырабатываются поджелудочной железой и доставляются в двенадцатиперстный кишечник. Здесь они также воздействуют на белковые молекулы.
  3. Амилаза. Фермент относится к веществам, разлагающим сахара (углеводы). Амилаза вырабатывается в ротовой полости и в тонком кишечнике. Она разлагает один из главных полисахаридов – крахмал. В результате получается небольшой углевод – мальтоза.
  4. Мальтаза. Фермент также воздействует на углеводы. Его специфическим субстратом является мальтоза. Она разлагается на 2 молекулы глюкозы, которые всасываются стенкой кишечника.
  5. Сахараза. Белок воздействует на другой распространенный дисахарид — сахарозу, которая содержится в любой высокоуглеводной пище. Углевод распадается на фруктозу и глюкозу, легко усваивающиеся организмом.
  6. Лактаза. Специфический фермент, который воздействует на углевод из молока – лактозу. При ее разложении получаются другие продукты – глюкоза и галактоза.
  7. Нуклеазы. Ферменты из данной группы воздействуют на нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, которые содержатся в пище. После их воздействия вещества распадаются на отдельные составляющие – нуклеотиды.
  8. Нуклеотидазы. Вторая группа ферментов, которая воздействует на нуклеиновые кислоты, называется нуклеотидазами. Они разлагают нуклеотиды с получением более мелких составляющих – нуклеозидов.
  9. Карбоксипептидаза. Фермент воздействует на небольшие белковые молекулы – пептиды. В результате такого процесса получаются отдельные аминокислоты.
  10. Липаза. Вещество разлагает жиры и липиды, поступающие в пищеварительную систему. При этом образуются их составные части – спирт, глицерин и жирные кислоты.

Недостаток пищеварительных ферментов

Недостаточная выработка пищеварительных ферментов – это серьезная проблема, которая требует врачебного вмешательства. При небольшом количестве эндогенных энзимов пища не сможет нормально перевариваться в кишечнике человека.

Если вещества не перевариваются, то они не могут всасываться в кишечнике. Пищеварительная система способна усвоить только небольшие фрагменты органических молекул. Большие компоненты, которые входят в состав еды, не смогут принести пользу человеку. Вследствие этого в организме может развиться недостаточность тех или иных веществ.

Нехватка углеводов или жиров приведет к тому, что организм лишится «топлива» для активной деятельности. Недостаточность белков лишает тело человека строительного материала, которым являются аминокислоты. Кроме того, нарушение пищеварения приводит к изменению характера кала, которое может неблагоприятно влиять на характер кишечной перистальтики.

Причины

  • воспалительные процессы в кишечнике и желудке;
  • нарушения характера питания (переедание, недостаточная термическая обработка);
  • болезни обмена веществ;
  • панкреатит и другие болезни поджелудочной железы;
  • поражение печени и желчных путей;
  • врожденные патологии ферментной системы;
  • послеоперационные последствия (недостаточность энзимов из-за удаления части пищеварительной системы);
  • лекарственные воздействия на желудок и кишечник;
  • беременность;
  • дисбактериоз.

Симптомы

  • тяжесть или боль в животе;
  • метеоризм, вздутие;
  • тошнота и рвота;
  • ощущение бурления в животе;
  • диарея, изменение характера стула;
  • изжога;
  • отрыжка.

Длительное сохранение недостаточности пищеварения сопровождается появлением общих симптомов, связанных с пониженным поступлением питательных веществ в организм. В данную группу входят следующие клинические проявления:

  • общая слабость;
  • снижение работоспособности;
  • головные боли;
  • нарушения сна;
  • повышенная раздражительность;
  • в тяжелых случаях – симптомы анемии из-за недостаточного усвоения железа.

Избыток пищеварительных ферментов

Избыток пищеварительных ферментов наиболее часто наблюдается при таком заболевании, как панкреатит. Состояние связано с гиперпродукцией этих веществ клетками поджелудочной железы и нарушением их выведения в кишечник. В связи с этим развивается активное воспаление в ткани органа, вызванное воздействием ферментов.

Признаками панкреатита могут быть:

  • сильные боли в области живота;
  • тошнота;
  • вздутие;
  • нарушение характера стула.

Часто развивается общее ухудшение состояния больного. Появляется общая слабость, раздражительность, снижается масса тела, нарушается нормальный сон.

Как выявить нарушения в синтезе пищеварительных ферментов?

  1. Исследование кала. Обнаружение непереваренных остатков пищи в кале свидетельствует о нарушении активности ферментативной системы кишечника. В зависимости от характера изменений можно предположить, недостаточность какого фермента имеется.
  2. Биохимический анализ крови. Исследование позволяет оценить состояние метаболизма пациента, которое напрямую зависит от активности пищеварения.
  3. Исследование желудочного сока. Методика позволяет оценить содержание ферментов в полости желудка, что свидетельствует об активности пищеварения.
  4. Исследование ферментов поджелудочной железы. Анализ дает возможность детально изучить количество секрета органа, благодаря чему можно установить причину нарушений.
  5. Генетическое исследование. Некоторые ферментопатии могут иметь наследственный характер. Их диагностируют с помощью анализа ДНК человека, в которой обнаруживаются соответствующие тому или иному заболеванию гены.

Основные принципы терапии ферментных нарушений

Изменение выработки пищеварительных ферментов является поводом для обращения к врачу. После проведения комплексного обследования доктор определит причину возникновения нарушений и назначит соответствующее лечение. Самостоятельно бороться с патологией не рекомендуется.

Важным компонентом лечения является правильное питание. Больному назначается соответствующая диета, которая направлена на облегчение переваривания пищи. Необходимо избегать переедания, так как это провоцирует кишечные расстройства. Пациентам назначается лекарственная терапия, в том числе и заместительное лечение ферментативными препаратами.

Конкретные средства и их дозировки подбираются врачом.

Характеристика и роль ферментов тонкого кишечника

На протяжении всей длины стенка органа имеет 3 оболочки:

  • наружную серозную (брюшина);
  • среднюю мышечную, состоящую из 2 слоев;
  • внутреннюю слизистую с подслизистым слоем.

Внутренний слой с подслоем имеют складки. Слизистая оболочка снабжена выростами (ворсинками), имеющими тесный контакт с поступающей пищей. Между ними расположены длинные углубления или крипты, которые секретируют кишечный сок. У их основания имеются специальные клетки, вырабатывающие антибактериальный фермент лизоцим. Особые бокаловидные клетки выделяют слизь, участвующую в пищеварении и помогающую продвижению жидкого содержимого желудка (химуса).

2Виды веществ и их действие

В двенадцатиперстной кишке вырабатывается щелочная жидкость, которая нейтрализует кислоту в желудочном соке, помогая тем самым обеспечивать оптимальное значение рН от 7 до 9. Это необходимое условие для продуктивной работы ферментов. Все ферменты, вырабатываемые в тонком кишечнике, образуются в эпителии слизистой оболочки или на конах ворсинок и входят в состав кишечного сока. Они делятся по типу субстрата, на который влияют. Различают следующие ферменты:

  • протеаза и пептидаза расщепляют белки до аминокислот;
  • липаза превращает жиры в жирные кислоты;
  • карбогидразы расщепляют углеводы, такие как крахмал и сахар;
  • нуклеаза превращает нуклеиновые кислоты в нуклеотиды;
  • гидролазы расщепляют большие молекулы на меньшие по размеру в просвете кишечника.

Многие ферменты попадают в кишечник из поджелудочной железы и желчного пузыря. Панкреатические ферменты, которые он принимает — это липаза, трипсин и амилаза. Трипсин расщепляет белки на более короткие полипептиды, липаза превращает жиры и масла в жирные кислоты и глицерол, амилаза превращает амилозу (крахмал) в мальтозу. Поступающая желчь эмульгирует жиры и позволяет более эффективно работать кишечной липазе, которая менее активна, чем липаза поджелудочной железы.

Под влиянием этих соединений белки, жиры и углеводы распадаются на более мелкие молекулы. Но они еще не полностью расщеплены. Далее на них воздействуют кишечные ферменты. К ним относятся:

  • сахараза, превращающая сахарозу в глюкозу и фруктозу;
  • мальтаза, которая расщепляет мальтозу до глюкозы;
  • изомальтаза, которая воздействует на мальтозу и изомальтозу;
  • лактаза, которая разлагает лактозу;
  • кишечная липаза, способствующая расщеплению жиров;
  • пептидазы, разрушающие пептиды до простых аминокислот.

Образовавшиеся простые молекулы всасываются в кровь с помощью ворсинок в тощей и подвздошной кишке.

Ферменты в кишечнике

Существует более 50 тысяч кишечных ферментов, из которых науке известны только 3 тысячи. Каждый энзим выполняет конкретную функцию, запуская определенную биологическую реакцию. В любом ферменте, в его составе, содержатся аминокислоты, которые ускоряют происходящие в кишечнике процессы, в частности, пищеварение. При нехватке этих веществ происходят сбои, например, начинается гниение белков в кишечнике. Это приводит к проблемам с пищеварением, влекущим за собой дефицитные состояния, вздутие и запоры.

Роль в организме пищеварительных ферментов кишечника

Кишечные ферменты выполняют множество функций:

  • пищеварительную;
  • транспортную;
  • биологическую;
  • выводящую.

С помощью этих полезных веществ выполняются следующие действия:

  • происходит ферментация (брожение);
  • продуцируется энергия;
  • поглощается кислород;
  • повышается защита против инфекций;
  • ускоряется ранозаживление;
  • подавляются воспалительные процессы;
  • поставляются и усваиваются питательные вещества в клетках;
  • выводятся токсины;
  • расщепляются (эмульгируют) жиры;
  • регулируется уровень холестерина;
  • рассасываются тромбы;
  • регулируется секреция гормонов;
  • замедляются процессы старения.
Читайте также:  Какой врач занимается кишечником у взрослого

Роль ферментов в организме человека.

Но для выполнения этих функций ферментам нужны помощники – коэнзимы. Они существуют вне клеточной структуры, но возможно их выделение и всасывание для пополнения запасов организма полезными микроэлементами. Основная часть кишечных катализаторов биореакций производится в поджелудочной железе.

Принцип действия

Работоспособность энзимов поддерживается в определенном температурном диапазоне, в среднем – при 37°С. Они воздействуют на различные вещества, преобразуя их субстрат. Под воздействием коэнзимов происходит ускорение разрыва одних химсвязей в молекуле с созданием других и подготовки их к выделению и всасыванию клетками организма, компонентами крови.

При благоприятных условиях ферменты не изнашиваются, поэтому после выполнения своей задачи приступают к следующей. Теоретически участие в метаболических процессах может происходить бесконечно. Основные направления, в которых работают ферменты:

  • анаболизм или синтез сложных соединений из простых веществ с созданием новых тканей;
  • катаболизм или обратный процесс, вызывающий распад сложных субстратов в более простые вещества.

Важнейшей функцией энзимов является обеспечение стабильного пищеварения, в результате которого компоненты пищи расщепляются, подготавливаются к ферментации, выделению и всасыванию. Процесс проходит в несколько этапов:

  1. Пищеварение запускается в ротовой полости, где находятся ферменты слюны (алимазы), расщепляющие углеводы.
  2. После попадания в желудок срабатывает протеаза для разрушения протеинов.
  3. При перемещении пищи в тонкий кишечник к процессу присоединяется липаза для расщепления жиров. Одновременно амилаза окончательно преобразует углеводы.

Следовательно, 90% всего пищеварительного процесса происходит в кишечнике, где организм осуществляет всасывание ценных компонентов, которые поступают в кровоток через миллионы тонкокишечных ворсинок.

Существует 6 международных классов ферментов:

  • оксидоредуктазы – ускоряют окислительные реакции;
  • трансферазы – переносят ценные компоненты;
  • гидролазы – ускоряют реакции разрыва сложных связей с участием молекул воды;
  • лиазы – убыстряют процесс разрушения неводных соединений;
  • изомеразы – отвечают за реакцию взаимопревращения в одной молекуле;
  • лигазы – регулируют реакции соединения двух разных молекул.

Каждый класс энзимов имеет подклассы и 3 группы:

  1. Пищеварительные, которые работают в ЖКТ и регулируют процессы переработки питательных веществ с дальнейшим поглощением в системный кровоток. Фермент, который выделяется и эмульгирует в тонкокишечном отделе и поджелудочной, называют панкреатическим.
  2. Пищевые или растительные, которые поступают с пищей.
  3. Метаболические, которые отвечают за ускорение процессов внутриклеточного обмена.

Кишечные ферменты – это группа, которая подразделяется на 8 категорий:

  1. Алимазы, содержащиеся в слюне, поджелудочной и кишечнике. Фермент расщепляет углеводы на простые сахара для облегчения поглощения в кровь.
  2. Протеазы, которые продуцируются поджелудочной и слизистой желудка. Ими наполняются секреты желудка и кишечника. Задача – переваривание белка, стабилизация микрофлоры ЖКТ.
  3. Липазы, вырабатываемые поджелудочной, но находящиеся в желудочном секрете. Задача гидролитических ферментов – расщепление и усвоение жиров.
  4. Целлюлазы — расщепляющий волокна клетчатки материал.
  5. Мальтаза – преобразование сложных молекул сахара в глюкозу, которая лучше усваивается.
  6. Лактаза – разрушение лактозы.
  7. Фитаза – универсальный помощник пищеварения, особенно при синтезе витаминов группы В.
  8. Сахараза – расщепление сахара.

Дефицит

При любых нарушениях среды, например, повышении или понижении температуры, происходит разрушение ферментных веществ, нарушается их эмульгирование с другими компонентами еды. В результате пища недостаточно переваривается, что провоцирует сбои в работе ЖКТ. В итоге развиваются:

  • болезни печени, желчного пузыря, поджелудочной железы;
  • диспепсические расстройства в виде отрыжки, изжоги, повышенного газообразования и метеоризма;
  • сильные головные боли;
  • нерегулярность стула, вплоть до хронических запоров;
  • повышение восприимчивости к любым инфекциям;
  • недостаточность эндокринной системы;
  • ожирение, т. к. не разлагается жир.

Причины

Регулярное и правильное питание человека – залог нормальной работоспособности организма.

Переедание и перекусы «на ходу» могут спровоцировать нарушение выработки ферментов.

Помимо поддержания нормальных условий в кишечнике, термически корректно обработанная пища способствует поступлению в ЖКТ коэнзимов, повышающих активность собственных ферментов. Нарушения могут происходить по таким причинам:

  • недостаточная или избыточная обработка пищи;
  • регулярные переедания, перекусы «на ходу», недостаточное пережевывание пищи;
  • наличие воспалений в ЖКТ;
  • обменные заболевания;
  • злоупотребление несбалансированными по питательности продуктами;
  • длительный прием медпрепаратов, отрицательно сказывающихся на кишечной микрофлоре;
  • беременность;
  • наличие врожденных неблагоприятных факторов;
  • заражение организма паразитами, бактериями, вирусами;
  • интоксикация, отравление человека;
  • злоупотребление горячей и/или холодной пищей.

В чем опасность?

При неблагоприятных условиях ферменты разрушаются, видоизменяется их структура, нарушается способность выполнять функции. Каждый эмульгированный энзим чувствителен к повышенным температурам и колебаниям рН. По мере старения человека ферментная составляющая вырабатывается на 13% меньше в течение каждого десятка лет.

Нехватка ферментов приводит к нарушению пищеварительной функции, всасываемости нужных веществ, что проявляется такими симптомами:

  • запоры;
  • вздутие, метеоризм;
  • боли в животе;
  • отрыжка;
  • жжение с развитием кислотного рефлюкса;
  • недостаточность других органов и систем.

Если дефицитное состояние переходит в хроническую форму, развивается ряд серьезных патологий из-за дефицита материала для поддержания стабильной работы органов и систем.

Способы восполнения

Предлагается 5 подходов к оптимизации синтеза ферментов в организме:

  1. Преобладание в рационе сырой пищи, то есть, без обработки.
  2. Тщательное пережевывание. Функция пищеварения запускается при жевании и выработке слюны. Жевание жвачки – не в счет, так как поджелудочная вырабатывает двойную дозу ферментов, которым расщеплять нечего.
  3. Снижение калорийности пищи. Это позволит сохранить энергию для выработки ферментов.
  4. Устранение влияния стрессов.
  5. Прием специальных БАДов и ферментов, восполняющих недостаток собственных.

Популярные препараты

Различают несколько видов средств для восполнения недостатка собственных ферментов, назначать которые должен врач на основании предварительного анализа и оценки состояния кишечника человека. Лечение осуществляют препаратами на основе:

  • панкреатина – «Мезим форте», «Креон», «Панкреон», «Пензитал»;
  • панкреатина, целлюлозы, желчных компонентов – «Фестал», «Панкрал», «Дигестал»;
  • панкреатина с растительными ферментами – «Меркэнзим», «Вобэнзим»;
  • простых энзимов – «Бетаин», «Абомин».

Побочные эффекты

Длительный прием энзимных препаратов приводит к:

  • угнетению процессов синтеза собственных ферментов;
  • дефицитному состоянию по железу;
  • развитию аллергических реакций при непереносимости состава;
  • усугублению запоров при неправильном питании во время лечения.

Ферменты кишечника и их роль в переваривании пищи

2. Жирорастворяющий комплекс.

Его основу составляет липаза кишечника. Она очень сходна по своим свойствам с липазой поджелудочной железы и желудка, но лучше них работает в условиях кишечника.

3. Ферменты, растворяющие белки.

К ним в кишечнике относятся аланинаминопептидаза и эрепсин.

Здесь приведены только те ферменты кишечника, что вырабатываются непосредственно этим органом, поэтому самое главное при этом осмотре – не впасть в заблуждение и не посчитать, что только этот набор ферментов работает в тонкой кишке.

На самом деле именно в тонкую кишку поступает значительное количество – если не большее – ферментов поджелудочной железы. И именно эта бурлящая смесь создаёт оптимальные условия для переваривания любых питательных веществ.

Специфика кишечника

Может возникнуть вопрос: а почему в тонком кишечнике присутствуют некоторые аналоги ферментов, имеющихся в желудке. Например, липазы или ферментов, расщепляющих сахара? Неужели недостаточно желудочных расщепителей?

Ответ заключается в разности условий желудка и кишечника. Кислотность, наличие разнообразных солей и щелочей, изменение количества воды в кишечнике по сравнению с желудком приводят к тому, что оптимально работающие ферменты желудка не могут действовать в кишечнике. Их действие тут угнетается, а некоторые ферменты и вовсе всасываются кишечником и отправляются в печень для утилизации.

В результате, как и любой другой орган пищеварительной системы, кишечник требует наличия специфических для него обработчиков питательных веществ. И достаточное их количество обеспечивает полноценное переваривание и всасывание всего, что может быть полезным и необходимым для организма.

Секреция желез тонкой кишки

Кишечный сок является продук­том деятельности бруннеровых, либеркюновых желез и клеток всей слизистой оболочки тонкой кишки, представляет собой мутную, вязкую жидкость.

В сутки у человека выделяется до 2,5 л кишеч­ного сока. Выделение ферментов кишечного сока в принципе от­личается от секреции ферментов другими пищеварительными желе­зами. Секретирующие клетки слюнных, желудочных и поджелудоч­ной желез выделяют пищеварительный сок и сохраняют свою це­лостность, а отделение кишечного сока связано с гибелью железис­тых клеток. Б слизистой оболочке тонкой кишки происходит, с одной стороны, интенсивное новообразование клеток, а с другой — непрерывное слущивание, отторжение погибших клеток с образова­нием слизистых комочков, поэтому при центрифугировании кишеч­ный сок разделяется на жидкую и плотную части.

Жидкая часть кишечного сока образуется водными растворами органических и неорганических веществ, главным образом поступа­ющими из крови, и небольшого количества содержимого разрушен­ных клеток кишечного эпителия. Неорганические вещества, содер­жащиеся в жидкой части сока, в основном — хлориды, бикарбонаты и фосфаты натрия, калия, кальция; органические вещества — белки, аминокислоты, мочевина и другие продукты обмена веществ орга­низма. рН секрета составляет 7,2-7,5, при интенсивной секреции рН сока повышается до 8,6.

Плотная часть кишечного сока имеет вид слизистых комков жел­товато-серого цвета, состоит из разрушенных эпителиальных клеток, их энзимов и слизи (секрет бокаловидных клеток) и обладает боль­шей ферментной активностью, чем жидкая.

Читайте также:  Что можно сделать при запоре у новорожденного

В кишечном соке более 20 ферментов, принимающих участие в пищеварении.

Они гидролизуют пептиды и пептоны белков, расщепленные в желудке, до ами­нокислот, жиры —до глицерина и жирных кислот, а углеводы — до моносахаридов.

В кишечном соке присутствуют пептидазы: аминополипептидазы, дипептидазы, лейцинаминпептидазы и др., объеди­ненные общим названием — эрипсины.

Протеолитический фермент секрета бокаловидных клеток кишечника человека — ингибин.

Рас­щепление нуклеотидов и нуклеиновых кислот в кишечном соке осуществляется нуклеотидазой и нуклеазой.

Липолитическими ферментами тонкокишечного сока являются липаза, фосфолипаза, холестеролэстераза.

Амилолитические фермен­ты кишечного сока: амилаза, лактаза, сахараза. Особое место зани­мает гамма-амилаза, которая обладает специфическими особенностями, она прочно связана с липопротеиновой мембраной эпителиоцитов и практически не десорбируется в полость кишечника. Гам­ма-аминаза участвует в расщеплении полисахаридов и завершает гидролиз декстринов и олигосахаридов, которые образуются при гидролизе крахмала. Важным ферментом в кишечном соке является энтерокиназа, активирующая панкреатический трипсиноген.

Пищеварение в тонкой кишке является трехзвеньевой системой ассимиляции пищи:

1. Полостное пищеварение,

2. Мембранное пищева­рение,

Полостное пищеварение в тонкой кишке осуществляется за счет пищеварительных секретов и их энзимов, которые поступают в полость тонкой кишки (панкреатический секрет, желчь, кишечный сок) и действуют на пищевое вещество, прошедшее ферментную обработку в желудке. Крупномолекулярные вещества гидролизируются до олигомеров по типу полостного пищеварения. Под влиянием ферментов гидролиз олигомеров завершается в зоне гликокаликса и микроворсинок эпителиоцитов.

Мембранное пищеварение. Ферменты, осуществляющие мембранное пищеварение, имеют раз­личное происхождение. Часть их адсорбируется из полости тонкой кишки, куда они поступают в составе поджелудочного и кишечного соков. Эти ферменты связаны с гликокаликсом микроворсинок. Другие ферменты переносятся из энтероцитов и фиксируются на цитоплазматических мембранах микроворсинок. Те энзимы, которые адсорбируются на мембранах микроворсинок энтероцитов, имеют более длительное время полезной работы, чем те, которые работают в полости кишечника.

Секреторные клетки желез слизистой оболочки тонкой кишки возбуждаются при местном воздействии: секреция осуществляется в месте нахождения пищевого комка, как результат влияния механических раздражителей, которые вызывают выделение большого количества слизи, а сок при этом содержит малое количество ферментов.

Мощным химическим раздражителем секреторных клеток желез слизистой оболочки тонкой кишки являются продукты переваривания белка желудочным соком, панкреатический сок, жирные кислоты, молочный сахар.

Специфическое действие химических раздражителей получило на­звание ферментного приспособления. Действие каждого химического раздражителя вызывает выделение кишечного сока с определенным набором ферментов. Так, например, жирные кислоты стимулируют образование кишечными железами липазы, диета со сниженным содержанием белка приводит к резкому снижению активности энтерокиназы в кишечном соке. Однако не все кишечные ферменты участвуют в процессах специфического ферментного приспособления. Выработка пептидаз не претерпевает существенных изменений даже при резком недостатке белка в течение 5 месяцев. Образование липазы в слизистой оболочке кишечника не меняется ни при по­вышенном, ни при пониженном содержании жира в пище. Таким образом, имеются как адаптирующиеся ферменты, так и ферменты, не участвующие или слабо участвующие в процессах адаптации.

В основе ответной реакции желез слизистой оболочки кишечника на раздражение механо- и хеморецепторов лежит рефлекторный ме­ханизм. Возбуждение, возникающее в рецепторах слизистой оболоч­ки тонкой кишки, передается по чувствительным волокнам в цент­ральную нервную систему, откуда поступают регулирующие стимулы к железистому аппарату кишечника. Парасимпатические влияния усиливают кишечную секрецию, симпатические — тормозят.

Деятельность желез кишечника стимулируется гормонами энтериновой системы: ГИП, ВИП, мотилином; соматостатин тормозит их активность. Энтерокринин и дуокринин, выделяющиеся из слизи­стой оболочки кишечника, стимулируют либеркюновы и бруннеровы железы.

На деятельность желез слизистой оболочки кишечника оказывают также влияние гормоны общего действия, в частности, гормоны коры надпочечников, которые активируют образование адаптируемых кишечных ферментов, способствуют более полной реализации спе­цифических нервных импульсов, регулирующих интенсивность выра­ботки различных ферментов. Кортикостероиды вызывают увеличение секреции энтерокиназы, при этом выделение альфа-глюкозидазы и пептидаз не меняется.

Пищеварение в тонком кишечнике

Кишечное пищеварение завершает этап механической и химической обработки пищи. Пищеварение в тонком кишечнике дополняет пищеварение в двенадцатиперстной кишке и находится с ним в тесной связи, функциональным взаимосвязям между двумя этими отделами желудочно-кишечного тракта способствует поступление в тонкий кишечник секрета бруннеровых желез, поджелудочной железы и печени. Здесь пищеварительные соки продолжают свое переваривающее действие, так как в тонком кишечнике имеется также щелочная среда. К влиянию этих пищеварительных секретов присоединяется мощное действие кишечного сока.

Состав, свойства кишечного сока и значение его в пищеварении

Кишечный сок выделяется либеркюновыми железами, расположенными в слизистой оболочке на протяжении всего кишечника. У взрослого человека за сутки отделяется 2-3 л кишечного сока. Кишечный сок представляет собой бесцветную, мутноватую жидкость слабощелочной реакции (рН 7,2-7,5), плотность его равна 1,010. На долю плотных веществ в кишечном соке приходится около 1,6%, из них органические соединения составляют 1% и неорганические — 0,6%. Среди неорганических веществ в значительных количествах обнаруживают Na + , К + , Са ++ , Cl — , НСО3 — . В состав органической части сока входят ферменты, нуклеиновые кислоты, мукопротеины, молочная кислота, мочевина.

Ферменты кишечного сока. Главным представителем пептидаз является лейцинаминопептидаза, которая расщепляет пептиды различной величины. Второй представитель этой группы ферментов — аминопептидаза, в большей степени расщепляющая трипептиды, чем другие пептиды. В кишечном соке имеется катепсин. Этот фермент действует на белковые вещества (белковые компоненты пищи и пищеварительных соков) в слабокислой среде, которая создается кишечной микрофлорой в дистальной части тонкого и толстого кишечника. В кишечном соке содержатся кислая и щелочная фосфатазы, участвующие в переваривании фосфолипидов. В кишечном соке обнаруживают в небольшом количестве липазу, которая действует на нейтральные жиры. Липаза кишечного сока менее активна по своим ферментным свойствам, чем липаза поджелудочного сока. Кишечная липаза превращает нерасщепленные в двенадцатиперстной кишке жиры в глицерин и жирные кислоты. В кишечном соке содержатся карбогидразы (амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза), расщепляющие полисахариды и дисахариды до стадии моносахаров. Специфическим ферментом кишечного сока является энтерокиназа, открытая и изученная Н. П. Шеповальниковым (1899) в лаборатории И. П. Павлова. Энтерокиназа катализирует превращение трипсиногена в трипсин. Вырабатывается энтерокиназа клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и верхнего участка тощей кишки.

Основная часть ферментов поступает в кишечный сок при отторжении клеток слизистой оболочки кишечника. При этом образуются богатые ферментами слизистые комочки, в которых сосредоточено более 90% энтерокиназы и большая часть других вырабатываемых кишечником ферментов. Таким образом, жидкая часть сока содержит небольшое количество ферментов. Установлено также, что значительное количество ферментов адсорбируется на поверхности эпителиальных клеток кишечника, осуществляя контактное, или пристеночное, пищеварение (А. М. Уголев).

Получение кишечного сока. Кишечный сок в чистом виде можно получить у животных, оперированных по методу Тири — Веллы. В 1864 г. Тири выполнил операцию на собаках, позволившую собирать у них кишечный сок. Сущность операции состоит в том, что через разрез брюшной стенки вытягивают кишечную петлю, вырезают поперечными разрезами сегмент кишки, оставляя неповрежденной его брыжейку с проходящими в ней кровеносными, лимфатическими сосудами и нервами. Верхний и нижний концы кишечника сшивают, восстанавливая таким образом непрерывность кишечного канала. Вырезанную часть кишки с одного конца зашивают наглухо, другой конец вшивают в кожную рапу передней брюшной стенки. Велла модифицировал операцию, предложив вшивать оба конца вырезанной кишечной петли в кожную рану.

Регуляция кишечной секреции

Установлено, что местные механические (баллоны, трубки, пищевая кашица) и химические (0,5% раствор соляной кислоты) раздражения слизистой оболочки изолированной петли кишечника приводят к секреции жидкого сока, содержащего небольшое количество ферментов. Предполагают, что секреторная активность железистого аппарата тонкого кишечника регулируется интрамуральной нервной системой. При отсутствии раздражителей у собак, голодающих в течение 18-24 ч, наблюдается периодическая секреция желез кишечника. Через каждые 1 1 /2-2 1 /2 из изолированной петли кишечника выделяется незначительное количество сока с большим содержанием ферментов. Секреция кишечного сока в этом случае является одним из проявлений периодической деятельности всего желудочно-кишечного тракта.

Обнаружено, что местное воздействие на слизистую оболочку тонкой кишки продуктов переваривания белков, углеводов, жиров, желудочного сока или соляной кислоты, желчи, панкреатического сока стимулирует секреторную активность желез. При этом кишечный сок содержит значительное количество ферментов. Кишечный сок, отделяющийся в ответ на раздражение слизистой оболочки поджелудочным соком, особенно богат ферментом энтерокиназой.

Регуляция деятельности желез кишечника. Большинство исследователей, изучавших влияние экстрамуральной нервной системы на активность железистого аппарата тонкого кишечника, считают, что за счет нервных воздействий регулируется образование ферментов. Особенно убедительными в этом отношении являются результаты исследований функций секреторных клеток в условиях денервации тонкого кишечника. Показано, что при этом наблюдается "разлад" в работе секреторной клетки: сока выделяется много, но он беден ферментами. Значение экстрамуральной нервной системы в регуляции секреторной активности тонкого кишечника подтверждается и данными опытов с введением животным ацетилхолина и адреналина, а также норадреналина: в первом случае отмечается стимуляция кишечной секреции, во втором — ее торможение.

Читайте также:  Как распознать внутреннее кровотечение кишечника

Есть сведения и о том, что кора головного мозга участвует в регуляции секреторной активности тонкого кишечника. Так, при поддразнивании пищей голодных собак, оперированных по методу Тири-Веллы, наблюдали отделение кишечного сока из изолированной петли кишечника.

Стимулирует секрецию кишечных желез гормон энтерокринин. Этот гормон образуется и выделяется при соприкосновении содержимого кишечника со слизистой оболочкой. Энтерокринин гуморально стимулирует отделение главным образом жидкой части сока.

Установлено, что гормоны коры надпочечников необходимы для образования ферментов кишечного сока. Удаление у собак одного надпочечника приводит к значительному снижению ферментообразовательной активности секреторных клеток тонкого кишечника.

Таким образом, активность железистого аппарата тонкого кишечника регулируется интра- и экстрамуральной нервной системой, высшими отделами центральной нервной системы и гуморальными факторами.

Виды кишечного пищеварения

В зависимости от локализации пищеварительного процесса в кишечнике различают полостное и пристеночное пищеварение. Полостное пищеварение характеризуется тем, что синтезируемые в железистых клетках ферменты выделяются в составе пищеварительного сока в полость кишечника и здесь оказывают свое специфическое действие на пищевую кашицу. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране, поэтому пристеночное пищеварение называют также мембранным или контактным. Особенностью пристеночного пищеварения является то, что оно осуществляется на границе внеклеточной и внутриклеточной сред. Специальные физиологические эксперименты показали, что на поверхности тонкой кишки имеется субмикроскопическая пористость, которая увеличивает во много раз активную поверхность. С помощью электронной микроскопии установлено, что субмикроскопическая пористость представлена огромным количеством пальцевидных микровыростов оболочки клетки, которые получили название микроворсинок. Микроворсинки на эпителиальных клетках образуют щеточную кайму (рис. 34). Установлены размеры микроворсинок: их длина 0,75-1,5 мкм и ширина до 0,1 мкм. На каждой эпителиальной клетке обнаружено до 3000 микроворсинок, что увеличивает всасывательную поверхность кишки в 14-39 раз. На щеточной кайме фиксирован мощный слой ферментов, которые имеют различное происхождение. Одна часть из них панкреатического происхождения (амилаза, липаза, протеазы), т. е. эти ферменты адсорбированы из пищевой кашицы. Другая часть — собственно кишечные ферменты. Они синтезируются внутри кишечной клетки, а затем оседают на ее мембранной поверхности (например, фосфатазы и др.).


Рис. 34. Схема взаимоотношений полостного (А) и мембранного (Б) пищеварения в тонкой кишке без пищевых веществ (I) и при их наличии (II). 1 — ферменты в полости тонкой кишки (хаотическое расположение); 2 — микроворсинки; 3 — ферменты на поверхности микроворсинок (строго ориентированы); 4 — поры щеточной каймы; 5 — микробы, не проникающие в поры щеточной каймы; 6, 7 — пищевые вещества на разных стадиях расщепления

Полостное и пристеночное пищеварение существуют не изолированно, а взаимосвязаны. Полостное пищеварение обеспечивает начальный гидролиз пищевых веществ до промежуточных продуктов. Мембранное пищеварение обеспечивает гидролиз промежуточной и заключительной его стадий, а также переход к всасыванию. Таким образом, имеется эффективная и высокоэкономичная система обработки пищевых веществ и их ассимиляции.

Щеточная кайма выполняет функцию своеобразного бактериального фильтра, поэтому заключительные этапы гидролиза осуществляются в совершенно стерильных условиях. Это является результатом следующей особенности строения щеточной каймы. Размеры пор щеточной каймы 10-20 нм (100-200 А), величина же бактерий, населяющих кишечник, исчисляется несколькими микронами. В результате бактерии не могут проникать через щеточную кайму и продукты заключительного этапа гидролиза становятся для них недоступными, что является одной из важнейших причин, ограничивающих размножение бактерий в тонком кишечнике.

Интенсивность пристеночного пищеварения зависит от многих факторов: количества микроворсинок, способности их адсорбировать ферменты, активности и состава самих ферментов, а также быстроты поступления промежуточных продуктов гидролиза к микроворсинкам.

Моторная функция тонкого кишечника и ее регуляция

В тонком кишечнике наряду с химической обработкой пищевой кашицы происходит дальнейшее ее изменение и перемещение за счет двигательной активности кольцевых и продольных мышц. В тонком кишечнике различают перистальтические и неперистальтические движения.

Перистальтические сокращения обеспечивают продвижение пищевой кашицы по кишечнику. Этот вид двигательной активности кишечника обусловлен координированным сокращением продольного и циркуляторного слоев мышц. При этом происходит сокращение кольцевых мышц верхнего отрезка тонкой кишки и выдавливание пищевой кашицы в одновременно расширяющийся за счет сокращения продольных мышц нижний участок. Волна перистальтических сокращений проходит вдоль всего кишечника и способствует продвижению пищевой кашицы к прямой кишке. Перистальтические сокращения могут быть медленными и быстрыми — от 0,1·10 -2 до 3·10 -2 м/с (0,1-3,0 см/с).

Неперистальтические движения тонкого кишечника представлены сегментирующими сокращениями. К ним относят ритмическую сегментацию и маятникообразные движения. Ритмическая сегментация обеспечивается сокращениями кольцевых мышц, в результате которых образующиеся поперечные перехваты делят кишку на небольшие сегменты — 1·10 -2 -2·10 -2 м (1-2 см). Через некоторое время эти поперечные перетяжки расслабляются и вновь возникают, но уже в других участках кишки. Ритмические сокращения делят и пищевую кашицу на отдельные сегменты, что способствует ее лучшему растиранию и перемешиванию с пищеварительными соками.

Маятникообразные движения обусловлены сокращением круговых и продольных мышц кишечника. На небольшом участке в результате последовательных сокращений кольцевых и продольных мышц отрезок кишечника то укорачивается и одновременно расширяется, то удлиняется и суживается. Последовательные изменения диаметра кишки и ее длины приводят к перемещению пищевой кашицы то в одну, то в другую сторону, наподобие маятника. Маятникообразные движения также способствуют тщательному перемешиванию химуса с пищеварительными соками.

В регуляции моторной активности тонкого кишечника участвуют нервные и гуморальные механизмы. В целостном организме оба механизма объединены в единую регуляторную систему, за счет деятельности которой усиливается или ослабляется моторная функция тонкого кишечника.

Нервный механизм. Моторная функция кишечника регулируется интрамуральной и экстрамуральной нервной системой. К интрамуральной нервной системе относят ауэрбаховское (межмышечное), глубокое межмышечное и мейснеровское (подслизистое) сплетения. Перечисленные нервные сплетения обеспечивают возникновение местных рефлекторных реакций, регулирующих моторную функцию тонкого кишечника. Местные рефлекторные реакции включаются при раздражении слизистой оболочки кишечника его содержимым. Экстрамуральная нервная система кишечника представлена блуждающими и чревными нервами. Блуждающие нервы при их возбуждении стимулируют моторную функцию кишечника, чревные тормозят ее. Однако в настоящее время установлено, что в составе блуждающих и чревных нервов содержаться возбуждающие и тормозные волокна. Вследствие этого при раздражении блуждающих нервов иногда можно добиться угнетения двигательной активности тонкого кишечника, а при раздражении чревных нервов — ее усиления.

Рефлекторная регуляция моторной функции тонкого кишечника. Моторная функция тонкого кишечника стимулируется рефлекторно при возбуждении рецепторов различных отделов желудочно-кишечного тракта. Описаны рефлекторные влияния на двигательную активность кишечника, возникающие при растяжении стенки пищевода, раздражении механорецепторов желудка, механо- и хеморецепторов слизистой оболочки тонкого кишечника. Рефлекторно стимулирует моторную функцию тонкого кишечника акт еды.

Двигательная активность кишечника может быть рефлекторно заторможена, что наблюдается при сильных раздражениях слизистой оболочки любого отдела желудочно-кишечного тракта.

Моторная функция кишечника регулируется и корой головного мозга, что доказывается путем формирования условных рефлексов.

Гуморальная регуляция моторной функции тонкого кишечника. Среди веществ, оказывающих влияние на моторную функцию кишечника, выделяют биологически активные вещества, гормоны желудочно-кишечного тракта и гормоны желез внутренней секреции.

Биологически активные вещества — серотонин, гистамин, субстанция Р, ангиотензин, брадикинин, каллидин, простагландины, воздействуя на гладкую мускулатуру кишечника, стимулируют его двигательную активность. Большинство биологически активных веществ действует на моторную функцию кишечника и через интрамуральную иннервацию.

Гормоны желудочно-кишечного тракта — гастрин, перистальтин, энтероцин — усиливают двигательную активность тонкого кишечника.

Гормон поджелудочной железы — инсулин — стимулирует моторную деятельность кишечника. Гормоны мозгового слоя надпочечников — адреналин и норадреналин — тормозят двигательную активность кишечника. Вследствие этого такие эмоциональные состояния организма, как страх, испуг, гнев, злость, ярость и т. д., при которых в кровь поступает большое количество адреналина, вызывают торможение моторной функции желудочно-кишечного тракта.

Существенное значение в регуляции моторной функции кишечника имеют физико-химические свойства пищи. Грубая пища, содержащая большое количество клетчатки, овощи стимулируют двигательную активность кишечника. Составные части пищеварительных соков — соляная кислота, желчные кислоты — также усиливают моторную функцию кишечника.

Таким образом, за счет моторной функции осуществляются следующие процессы в кишечнике: растирание содержимого и перемешивание его с пищеварительными соками, а также продвижение химуса по направлению к толстому кишечнику. Моторная функция тонкого кишечника способствует лучшему соприкосновению пищевой кашицы с ворсинками и микроворсинками, что облегчает всасывание питательных веществ. При отсутствии пищеварения илеоцекальный сфинктер закрыт. В период пищеварения сфинктер открывается рефлекторно через каждые 1 /2 мин. В результате пищевая кашица небольшими порциями — 15·10 -3 м 3 (15 мл) поступает в слепую кишку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *