Всасывание питательных веществ является конечной целью процесса пищеварения и представляет собой транспорт пищевых компонентов из ЖКТ во внутреннюю среду организма (совокупность биологических жидкостей) — лимфу и кровь. Вещества всасываются в кровь, разносятся по организму и участвуют в обмене веществ.
Процесс всасывания питательных веществ происходит фактически во всех отделах пищеварительной системы.
Всасывание во рту
В составе слюны есть ферменты, которые расщепляют углеводы до глюкозы. Первый — птиалин или амилаза, производящий расщепление крахмала (полисахарида) до мальтозы (дисахарида). Второй фермент носит название мальтаза и должен расщеплять дисахариды до глюкозы. Но в связи с коротким периодом пребывания пищи в полости рта в течение 15 — 20 с, крахмал полностью не расщепляется до глюкозы, по этой причине всасывание фактически не осуществляется здесь, моносахариды только начинают всасываться. Свое пищеварительное действие слюна в большей степени проявляет в желудке.
Всасывание в желудке
В желудке всасывается некоторое количество аминокислот, частично глюкоза, больший объем воды и растворенных минеральных солей, хорошо всасывается алкоголь.
Всасывание в тонком кишечнике
Большая часть процессов всасывания пищевых веществ затрагивают тонкую кишку. Это объясняется во многом ее строением, поскольку оно хорошо адаптировано к всасывающей функции. Абсорбция питательных веществ как процесс обусловлена величиной поверхности, на которой она осуществляется.
Внутренняя поверхность кишки составляет порядка 0,65-0,70 м2, при этом ворсинки высотой 0,1-1,5 мм еще расширяют ее поверхность. Один квадратный сантиметр содержит 2 000-3 000 ворсинок, что увеличивает фактическую площадь до 4-5 м2, в два — три раза превышающую поверхность тела человека.
Кроме того, ворсинки имеют пальцеобразные выросты — микроворсинки. Они еще преумножают всасывающую поверхность тонкого кишечника. Между микроворсинками располагается значительное количество ферментов, которые участвуют в пристеночном пищеварении.
Такой вид расщепления пищевых веществ является очень эффективным для организма, в особенности для течения процессов всасывания.
Это объясняется следующим положением вещей. Кишечник содержит значительное количество микробов. Если бы процессы расщепления питательных веществ осуществлялись только в просвете кишки, микроорганизмы использовали бы большую часть продуктов расщепления, и в кровь всасывалось бы меньшее их количество. Микроорганизмы из-за размера не способны попасть в промежуток между микроворсинками, к месту действия ферментов, где производится пристеночное пищеварение.
Всасывание в толстом кишечнике
В полости толстого кишечника процесс всасывания затрагивает воду (50 — 90% по информации ряда авторов), соли, витамины и мономеры (моносахариды, жирные кислоты, глицерин, аминокислоты и др.).
Механизмы процесса всасывания
Каким образом происходит процесс всасывания? Различные вещества всасываются с помощью разных механизмов.
Законы диффузии. Соли, небольшие молекулы органических веществ, определенное количество воды попадают в кровь по законам диффузии.
Законы фильтрации. Сокращение гладкой мускулатуры кишечника повышает давление, это запускает проникновение некоторых веществ в кровь по законам фильтрации.
Осмос. Повышение осмотического давления крови ускоряет всасывание воды.
Большие энергетические затраты. Некоторые питательные вещества требуют для процесса всасывания значительных затрат энергии, среди них — глюкоза, ряд аминокислот, жирные кислоты, ионы натрия. В процессе опытов при помощи специальных ядов нарушали или прекращали энергетический обмен в слизистой оболочке тонкого кишечника, в результате процесс всасывания ионов натрия, глюкозы прекращался.
Всасывание питательных веществ требует усиления клеточного дыхания слизистой оболочки тонкой кишки. Это указывает на необходимость нормальной жизнедеятельности эпителиальных клеток кишки.
Сокращения ворсинок также содействуют всасыванию. Снаружи каждую ворсинку покрывает кишечный эпителий, внутри нее располагаются нервы, лимфатические и кровеносные сосуды. Гладкие мышцы, расположенные в стенках ворсинок, сокращаясь, выталкивают содержимое капилляра и лимфососуда ворсинки в более крупные артерии. В промежуток расслабления мышц мелкие сосуды ворсинок забирают раствор из полости тонкой кишки. Так, ворсинка функционирует как своеобразный насос.
В течение суток всасывается примерно 10 л жидкости, из них приблизительно 8 л являются пищеварительными соками. Всасывание питательных веществ осуществляется главным образом клетками кишечного эпителия.
Как регулируется всасывание питательных веществ?
Процесс всасывания питательных веществ координируется центральной нервной системой.
Задействована и гуморальная регуляция: витамин А усиливает всасывание жиров, витамин В — всасывание углеводов. Соляная кислота, аминокислоты, желчные кислоты интенсифицируют движение ворсинок, избыток угольной кислоты — замедляет его.
Процесс всасывания белков
Процесс абсорбции (всасывания) белков осуществляется в виде растворов воды и аминокислот капиллярами ворсинок. В процентном соотношении 50 — 60% конечных продуктов белка всасывается в двенадцатиперстной кишке, 30 % — в тонком кишечнике и 10% — в толстом.
Процесс всасывания углеводов
Углеводы всасываются в кровь в виде моносахаридов, фруктозы, глюкозы, в период лактации — галактозы.
Разные моносахариды располагают различной скоростью всасывания. Наибольшую скорость имеют глюкоза и галактоза, но их транспорт замедляется или блокируется, если отсутствуют соли натрия в кишечном соке. Они усиливают этот процесс, увеличивая скорость более чем в 100 раз. Кроме того, интенсивнее всасывание углеводов проходит в верхнем отделе кишечника.
Достаточно медленно углеводы всасываются в толстом кишечнике. Однако эту возможность применяют в лечебной практике в процессе искусственного питания пациента (питательные клизмы).
Процесс всасывания жиров
Жиры всасываются в виде жирных кислот и глицерина главным образом в лимфу в тонкой кишке. Продукты расщепления свиного жира и сливочного масла среди других жиров всасываются значительно легче.
Глицерин в процессе всасывания без труда проходит сквозь эпителий слизистой кишечника. Жирные кислоты в ходе данного процесса создают комплексы, растворимые мыла, соединяясь с солями и желчными кислотами. Пройдя через клетки эпителия кишечника, комплексы рушатся, жирные кислоты вновь объединяются с глицерином, образуя жир, который свойственен человеческому организму.
Процесс всасывания воды и солей
Абсорбция воды осуществляется по законам осмоса. Процесс всасывания воды начинается в желудке, но значительно более усиленно он протекает в кишечнике — 1 л в течение 25 мин. Вода всасывается в кровь, растворенные минеральные соли также, но скорость всасывания последних обусловливается их концентрацией в растворе.
Рекомендуем:
Об усвоении пищи: анализ факторов воздействия
Всасыванием называется активный физиологический процесс проникновения веществ через клеточную мембрану в клетку, а из клетки -во внутреннюю среду организма. Благодаря всасыванию в желудочно-кишечном тракте организм получает все необходимое для жизнедеятельности: воду, питательные, минеральные вещества и витамины. Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного канала, но в разных его отделах оно осуществляется с различной интенсивностью. Всасывание из полости рта практически отсутствует вследствие кратковременности пребывания в ней пищи. К тому же здесь нет конечных продуктов расщепления питательных веществ. Хорошо всасываются в полости рта лишь некоторые лекарственные вещества: нитроглицерин, валидол и др.
Невелики размеры всасывания и в желудке. Здесь всасываются в относительно небольшом количестве вода, минеральные соли, моносахариды, алкоголь и другие вещества. Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике, специально приспособленном для выполнения этой функции. Миллионы кишечных ворсинок, ритмически сокращаясь во время пищеварения, совершают колебательные и нагнетательные движения и работают по существу как всасывающие микронасосы, облегчая всасывание питательных веществ в тонком кишечнике. Этому способствует кровоток в кишечнике, в частности в слизистой оболочке. Во время приема пищи брыжеечный кровоток у человека составляет около 400 мл/мин, а в разгар пищеварения — около 750 мл/мин. В опытах на собаках было показано, что на долю слизистой оболочки в покое приходится около 50-60% общего брыжеечного кровотока, а во время пищеварения — 60-80%.
В обеспечении всасывания большую роль играют не только физические процессы: диффузия, фильтрация, осмос (пассивный транспорт), но и активная деятельность эпителиальных клеток слизистой оболочки (активный энергозависимый транспорт гипотетическими переносчиками).
Белки всасываются в тонком кишечнике в виде различных аминокислот и простых пептидов. Не исключено, что в стенке кишечника происходит синтез полипептидов из аминокислот, и этим объясняется увеличение количества полипептидов в крови кишечных вен во время всасывания белков. Эти соединения затем используются для построения каждым видом тканей и клеток своего собственного специфического белка.
Углеводы всасываются в кровь в виде глюкозы, фруктозы и галактозы в верхнем и среднем отделах тонкого кишечника. В печени фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу, а глюкоза накапливается в печени в виде гликогена (до 200 г). Часть глюкозы попадает в общий кровоток и разносится по всему организму, используясь как основной энергетический материал.
Жиры всасываются главным образом в лимфу и небольшая часть (30%) в кровь преимущественно в двенадцатиперстной и тощей кишке. Пройдя через мембрану эпителиальных клеток ворсинок, глицерин и растворенные желчными кислотами жирные кислоты (мыла) внутри этих же клеток вновь соединяются и превращаются в мельчайшие частицы жира -хиломикроны (греч. chylos — сок, млечный сок + греч. mikros — малый), которые поступают в лимфу. Освободившиеся при этом желчные кислоты через воротную вену доставляются в печень, а из нее снова включаются в состав желчи. Кроме того, часть желчных кислот может вновь поступить в просвет кишечника непосредственно из эпителия ворсинок. Всосавшись в лимфу и кровь, жиры поступают в общий кровоток и откладываются в жировых депо, откуда они используются для энергетических целей.
Пищеварительный канал принимает активное участие во всасывании воды и солей. У человека в течение суток всасывается до 10-12 л жидкости, из которой большая часть (8-9 л) приходится на пищеварительные соки, а оставшаяся (2-3 л) — на принятую воду и пищу. Всасывание воды начинается в желудке, но большая часть ее всасывается в тонком кишечнике (до 8 л в сутки). Остальная вода всасывается в толстом кишечнике (от 1,3 до 4 л в сутки). Установлено, что интенсивность всасывания жидкости в тонком кишечнике достаточно велика (за 1 час всасывается 1,5-2 л). С калом выводится всего 100-150 мл воды в сутки.
Растворенные в воде соли натрия, калия, кальция в виде хлоридов или фосфатов всасываются преимущественно в тонком кишечнике (тощей и подвздошной кишке).
На всасывание этих солей влияет их содержание в организме. Так, при понижении кальция в крови всасывание его происходит значительно быстрее, чем в норме. Одновалентные ионы, например: натрия, калия, хлора всасываются быстрее, чем поливалентные ионы кальция и магния. Очень медленно всасываются в пищеварительном канале двухвалентные ионы железа, цинка и марганца. Некоторые соли: сульфат магния, сульфат натрия (глауберова соль) очень плохо всасываются в кишечнике. После их приема осмотическое давление химуса значительно повышается. В связи с этим вода из крови поступает кишечник, переполняет его, растягивает и усиливает перистальтику (до поноса). Этим объясняется слабительное действие сульфатов. Что касается витаминов, то они также всасываются в тонком кишечнике, как в чистом виде, так и в составе различных соединений.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Обмен углеводов включает в себя несколько этапов:
1) Расщепление полисахаридов, поступающих
I ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 271
в организм с пищей, в двенадцатиперстной кишке и верхнем отделе тонкого кишечника до моносахаридов и всасывание их в кровь.
2) Депонирование углеводов.
3) Промежуточный обмен углеводов:
— аэробное и анаэробное расщепление глюкозы;
— процесс глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных предшественников).
4) Выделение глюкозы через клубочковый ап
парат почек с первичной (провизорной) мочой и
ее полная реабсорбция в почечных канальцах.
11.4.1. Нарушения переваривания и всасывания углеводов
Всасывание углеводов происходит главным образом в двенадцатиперстной и тощей кишке с участием микроворсинок кишечного эпителия только в виде моносахаридов. Гидролиз гликогена и крахмала пищи начинается в ротовой полости под влинием а-амилазы слюны. Моносахариды способны всасываться уже в ротовой полости. В желудке нет ферментов, осуществляющих гидролиз углеводов. В полости тонкой кишки под влиянием а-амилазы сока поджелудочной железы они гидролизуются до декстринов и мальтозы (полостное переваривание).На поверхности микроворсинок энтероцитов локализованы ферменты: сахараза, мальтаза, лакта-за, изомальтаза и другие, расщепляющие декстрины и дисахараиды до моносахаридов (пристеночное пищеварение).
Всасывание моносахаридов в тонком кишечнике — процесс активного транспорта упомянутых молекул через мембрану клеток эпителия, требующий затрат энергии. Движущей силой транспорта глюкозы в эпителиальную клетку служит АТФ-зависимый натриевый насос, а сам транспорт осуществляется при помощи специфического переносчика, физически не зависящего от натриевого насоса. Это пример вторичного активного транспорта,при котором для переноса одного соединения (глюкозы) используется энергия электрохимического градиента, создаваемого для другого вещества (ионов натрия). Рассмотренный механизм транспорта глюкозы функционирует также в клетках эпителия почечных канальцев. Поступление же глюкозы в эритроциты осуществляется по иному механизму.
Процесс всасывания индивидуальных моно-
сахаридов происходит с различными скоростями. Наиболее высокая скорость процесса характерна для глюкозы. По-видимому, это обусловлено различием механизмов транспорта конкретного моносахарида через слизистую тонкого кишечника.
Нарушение расщепления углеводов.К числу наиболее типичных дефектов можно отнести недостаточность ферментов-дисахаридаз: саха-разы и изомальтазы,проявляющихся всегда сочетанно. В результате этого дисахариды сахароза и изомальтоза не расщепляются и не усваиваются организмом. Накапливающиеся при этом в просвете кишечника дисахариды осмотически связывают значительное количество воды, что становится причиной поноса (диарея). В этих условиях возможно также поглощение клетками эпителия некоторого количества дисахари-дов. Однако они остаются метаболически неактивными и в неизмененном виде довольно быстро выводятся с мочой. При дефектах активности дисахаридаз нагрузка дисахаридами не вызывает гипергликемии в интервале 30-90 мин, как это имеет место у здоровых людей.
Моносахариды (галактоза, глюкоза, фруктоза и пентоза), поступающие с пищей, либо освобождаемые при гидролизе поли- и дисахаридов, всасываются микроворсинками эпителиальных клеток тонкого кишечника.
Причинами нарушения процесса всасывания углеводовявляются:
1) Воспаление слизистой тонкого кишечника.
2) Действие токсинов, блокирующих процесс фосфорилирования и дефосфорилирования (фло-ридзин, монойодацетат).
3) Недостаток ионов Na’ , например, при гипофункции коры надпочечников.
4) Нарушение кровоснабжения кишечной
стенки.
Кроме того, у новорожденных детей и младенцев недостаточно активны как пищеварительные ферменты, так и энзиматические системы фосфорилирования и дефосфорилирования углеводов, вследствие чего их всасывание замедлено.
Синдром непереносимости лактозы без дефицита фермента лактазы.Синдром проявляется злокачественно в первые дни после рождения в виде тяжелой диареи, рвоты, ацидоза, лак-тозурии, часто и протеинурии. Выявляются так-
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
 |
| ОБМЕН ВЕЩЕСТВ 273 |
же атрофия надпочечников и печени, дегенерация почечных канальцев.
Врожденная недостаточность лактазы. Фермент гидролизует дисахарид лактозу до глюкозы и галактозы. Новорожденные дети обычно получают 50-60 г лактозы (с молоком) в день. Наиболее характерное проявление недостаточности лактазы — диарея после приема молока. Не-гидролизованная лактоза поступает в нижние отделы тонкого кишечника, где сбраживается кишечной микрофлорой с образованием газов (что вызывает метеоризм) и кислот. Их осмотическое действие привлекает в полость кишечника большое количество воды, что вызывает диарею. При этом кал имеет кислое значение рН и содержит лактозу, иногда наблюдают лактозу-рию. Со временем у ребенка развивается гипотрофия. Этот синдром следует отличать от приобретенного дефицита лактазы (при энтеритах, воспалительных заболеваниях толстого кишечника, спру), а также от недостаточности кишечной лактазы, встречающейся у взрослых людей.
11.4.2. Нарушения синтеза и распада гликогена
В клетки тканей организма глюкоза может поступать как экзогенная из пищи, так и образованная эндогенно из депонированного гликогена (в результате гликогенолиза) или из других субстратов, таких как лактат, глицерол, аминокислоты (в результате глюконеогенеза). Всосавшаяся в тонкой кишке глюкоза поступает через воротную вену в печень и попадает в гепатоциты. За перенос глюкозы в клетки отвечают транспортные белки — GluT, которые способны переносить глюкозу через мембрану против градиента концентрации и усиливать пассивный транспорт. В клетках глюкоза фосфори-лируется в гексокиназной реакции, превращаясь в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф), Г-6-Ф является субстратом нескольких путей метаболизма: с этой молекулы начинается синтез гликогена, пенто-зофосфатный цикл, гликолитический распад до лактата или аэробное полное расщепление до СО, и Н20. В клетках, способных к глюконеогенезу (клетки печени, почек, кишечника), Г-6-Ф может дефосфорилироваться и в виде свободной глюкозы поступать в кровь и переноситься в другие органы и ткани.
Особенно важна глюкоза для клеток мозга.
Дата добавления: 2015-03-19 ; просмотров: 652 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ