Переваривание пищи — это достаточно сложный процесс, который сводится к расщеплению крупных молекул белков, жиров и углеродов на мономеры, которые легко усваиваются клетками организма. В разных отделах пищеварительного тракта распадаются разные соединения, которые затем всасываются слизистой тонкого кишечника и разносятся по всему организму. Начинается же пищеварение в ротовой полости.
Прежде, чем рассматривать, как происходит пищеварение в необходимо хотя бы кратко ознакомится с ее строением.
Строение ротовой полости
В анатомии принято разделять на два отдела:
Каждый элемент ротовой полости имеет собственную функцию и отвечает за определенный процесс обработки пищи.
Зубы отвечают за механическую обработку твердых продуктов питания. С помощью клыков и резцов человек откусывает пищу, затем малыми ее раздавливает. Функция больших коренных зубов сводиться к растиранию продуктов.
Язык — это большой мышечный орган, который крепится ко дну ротовой полости. Язык участвует не только в обработке пищи, но и в процессах речи. Двигаясь, этот мышечный орган перемешивает измельченную пищу со слюной и формирует пищевой комок. Кроме того, именно в тканях языка расположены вкусовые, температурные, болевые и механические рецепторы.
Слюнные железы — околоушные, подъязычные и выходят в полость рта с помощью проток. Их основная функция — продуцирование и выведение слюны, которая имеет огромное значение для процессов пищеварения. Функции слюны следующие:
Пищеварение в ротовой полости: механическая фаза
В ротовую полость может попадать самая разнообразная пища и в зависимости от ее консистенции она либо сразу переходит в пищевод при акте глотания (напитки, жидкая пища), или проходит механическую обработку, которая облегчает дальнейшие процессы переваривания.
Как уже было сказано, с помощью зубов пища измельчается. Движения языка нужны для того, чтобы перемешать пережеванные продукты со слюной. Под влиянием слюны пища размягчается и обволакивается слизью. Муцин, который содержится в слюне, берет участи в формировании пищевого комка, который в последующем переходит в пищевод.
Пищеварение в ротовой полости: ферментативная фаза
В входят также и некоторые ферменты, которые участвуют в распаде полимеров. В ротовой полости происходит расщепление углеродов, которое продолжается уже в тонком кишечнике.
Слюна содержит в себе комплекс ферментов под названием птиалин. Под их воздействием происходит распад полисахаридов до дисахаридов (преимущественно, это мальтоза). В дальнейшем мальтоза под влиянием еще одного фермента расщепляется до моносахарида глюкозы.
Чем дольше пища находится в ротовой полости и поддается ферментативному воздействию, тем легче происходит ее переваривание во всех остальных отделах травного тракта. Вот почему врачи всегда рекомендуют как можно дольше пережевывать пищу.
На этом пищеварение в ротовой полости заканчивается. Пищевой комок проходит дальше и, попадая на корень языка, запускает рефлекторный процесс глотания, в котором пища проходит в пищевод и в дальнейшем попадает в желудок.
Если подвести итог, то в ротовой полости происходят такие процессы, как измельчение пищи, анализ ее вкусовых качеств, смачивания слюной, перемешивание и первичный распад углеводов.
Для поддержания жизнедеятельности, в первую очередь, людям требуется пища. Продукты содержат массу необходимых веществ: минеральные соли, органические элементы и воду. Питательные компоненты – это строительный материал для клеток и ресурс для постоянной активности человека. При распаде и окислении соединений выделяется определенное количество энергии, которое характеризует их ценность.
Начинается процесс переваривания в ротовой полости. Продукт обрабатывается пищеварительным соком, воздействующим на него с помощью содержащихся ферментов, благодаря чему еще при жевании сложные углеводы, белки и жиры трансформируются в молекулы, которые всасываются. Пищеварение – непростой процесс, требующий воздействия на продукты множества компонентов, синтезируемых организмом. Правильное пережевывание и переваривание – это залог здоровья.
К пищеварительному тракту относится несколько основных органов: полость рта, глотка с пищеводом, поджелудочная железа и желудок, печень и кишечник. Слюна выполняет множество функций:
Что происходит с пищей? Основная задача субстрата во рту – участие в переваривании. Без него некоторые виды продуктов не расщеплялись бы организмом или были опасны. Жидкость смачивает пищу, муцин склеивает ее в комок, подготавливая к проглатыванию и движению по пищеварительному тракту. Она вырабатывается в зависимости от количества и качества пищи: для жидкой еды меньше, для сухой - больше, а при употреблении воды не образуется. Жевание и слюноотделение можно отнести к важнейшему процессу организма, на всех этапах которого происходит изменение употребляемого продукта и доставка питательных элементов.
Слюна бесцветна, не имеет вкуса и запаха (см. также: что делать, если возник аммиачный запах изо рта?). Она может быть насыщенной, вязкой или очень редкой, водянистой – это зависит от входящих в состав белков. Гликопротеин муцин придает ей вид слизи и облегчает проглатывание. Ферментативные качества она теряет вскоре после попадания в желудок и смешивания с его соком.
В жидкости ротовой полости находится небольшое количество газов: углекислый, азот и кислород, а также натрий и калий (0,01%). В ее составе есть вещества, переваривающие некоторые углеводы. Присутствуют и другие составляющие органического и неорганического происхождения, а также гормоны, холестерин, витамины. На 98,5% она состоит из воды. Объяснить активность слюны можно огромным количеством элементов, содержащихся в ней. Какие функции выполняет каждый из них?
Важнейшим компонентом внутриротовой жидкости являются белки – их содержание составляет 2-5 граммов на литр. В частности, это гликопротеины, муцин, A и B глобулины, альбумины. В ней присутствуют углеводы, липиды, витамины и гормоны. Большая часть белка – это муцин (2-3 г/л), а благодаря тому, что в его составе содержится 60% углеводов, он делает слюну вязкой.
В смешанной жидкости присутствует около ста ферментов, в том числе и птиалин, участвующий в расщеплении гликогена и его превращении в глюкозу. Кроме представленных компонентов в ней находятся: уреаза, гиалуронидаза, ферменты гликолиза, нейраминидаза и другие вещества. Под действием внутриротовой субстанции пища изменяется и трансформируется в форму, необходимую для усвоения. При патологии слизистой оболочки полости рта, болезнях внутренних органов часто используется лабораторное исследование ферментов для выявления вида заболевания и причин его образования.
В состав смешанной жидкости полости рта входят неорганические компоненты. К ним относятся:
Минеральные составляющие создают оптимальную реакцию среды на попадающую пищу, поддерживают уровень кислотности. Значительная часть этих элементов всасывается слизистой оболочкой кишечника, желудка и отправляется в кровь. Слюнные железы активно участвуют в поддержании стабильности внутренней среды и функционирования органов.
Выработка слюны происходит как в микроскопических железах ротовой полости, так и в крупных:околоязычных, подчелюстных и околоушных парах. Каналы околоушных желез находятся возле второго моляра сверху, подчелюстные и подъязычные выводятся под языком в одно устье. Сухие продукты вызывают секрецию большего количества слюны, чем влажные. Железами под челюстью и языком синтезируется в 2 раза больше жидкости, чем околоушными – они отвечают за химическую обработку продуктов.
У взрослого человека за сутки образуется около 2 литров слюны. Выделение жидкости на протяжении суток неравномерно: во время употребления продуктов начинается активная выработка до 2,3 мл в минуту, во сне снижается до 0,05 мл. В полости рта секрет, получаемый из каждой железы, смешивается. Он омывает и увлажняет слизистую оболочку.
Слюноотделение контролируется вегетативной нервной системой. Усиление синтеза жидкости происходит под влиянием вкусовых ощущений, обонятельных стимулов и при раздражении пищей во время жевания. Выделение значительно замедляется при стрессе, испуге и обезвоживании.
Система пищеварения преобразует питательные вещества, получаемые с продуктами, превращая их в молекулы. Они становятся топливом для тканей, клеток и органов, которые непрерывно выполняют метаболические функции. Всасывание витаминов и микроэлементов происходит на всех уровнях.
Пища переваривается с момента, когда она попадает в рот. Здесь осуществляется смешивание с жидкостью ротовой полости, включающей ферменты, еда смазывается и отправляется в желудок. Вещества, содержащиеся в слюне, расщепляют продукт на простые элементы, и защищают организм человека от бактерий.
Почему ферменты слюны работают во рту, но перестают функционировать в желудке? Они действуют только в щелочной среде, а дальше, в ЖКТ, она меняется на кислую. Здесь работают протеолитические элементы, продолжающие этап усвоения веществ.
Амилаза является пищеварительным ферментом, расщепляющим крахмал на молекулы углеводов, всасывание которых осуществляется в кишечнике. Под действием компонента крахмал и гликоген превращаются в мальтозу, а при помощи дополнительных веществ преобразуются в глюкозу. Чтобы обнаружить этот эффект, съешьте крекер – при пережевывании продукт проявляет сладкий привкус. Вещество работает только в пищеводе и во рту, преобразуя гликоген, но теряет свойства в кислотной среде желудка.
Птиалин производится поджелудочной и слюнными железами. Тип фермента, продуцируемого поджелудочной железой, носит название панкреатической амилазы. Компонент завершает этап переваривания и усвоения углеводов.
Фермент способствует превращению жиров в простые соединения: глицерол и жирные кислоты. В ротовой полости начинается процесс переваривания, а в желудке вещество прекращает работать. Немного липазы вырабатывается желудочными клетками, компонент специфически расщепляет молочный жир и является особенно важным для малышей, поскольку делает процесс усвоения продуктов и всасывание элементов проще для их недостаточно развитой системы пищеварения.
Протеазы – общий термин для ферментов, расщепляющих белки на аминокислоты. В организме продуцируются три основных типа:
Клетки желудка вырабатывают пепсикоген – неактивный компонент, превращающийся в пепсин при контакте с кислотной средой. Он разрывает пептиды – химические связи белков. Поджелудочная железа отвечает за выработку трипсина и химотрипсина, поступающих в тонкую кишку. Когда уже обработанная желудочным соком и фрагментарно переваренная пища отправляется из желудка в кишечник, эти вещества способствуют образованию простых аминокислот, которые всасываются в кровь.
Правильное переваривание главным образом зависит от ферментов. Их недостаток приводит к неполному усвоению пищи, могут возникнуть заболевания желудка, печени. Симптомы их нехватки – изжога, метеоризм и часто возникающая отрыжка. Через некоторое время могут появиться головные боли, нарушится работа эндокринной системы. Малое количество ферментов приводит к ожирению.
Обычно механизмы выработки активных веществ заложены генетически, поэтому нарушение деятельности желез носит врожденный характер. Эксперименты показали, что человек получает ферментный потенциал при рождении, и если его расходовать, не пополняя – он быстро иссякнет.
Процессы, происходящие в организме, можно контролировать. Для упрощения его работы необходимо употреблять ферментированную пищу: приготовленную на пару, сырую, высококалорийную (бананы, авокадо).
К причинам недостатка ферментов можно отнести:
Работа ферментов не прекращается в организме ни на минуту, поддерживая каждый процесс. Они защищают человека от болезней, усиливают выносливость, уничтожают и выводят жиры. При их малом количестве происходит неполное расщепление продуктов, а иммунная система начинает бороться с ними, как с чужеродным телом. Это ослабляет организм и приводит к истощению.
Начальный процесс переработки пищи происходит в полости рта. В полости рта происходит: измельчение пищи; смачивание ее слюной; формирование пищевого комка.
Пища в полости рта находится 10-15 секунд, после чего она мышечными сокращениями языка проталкивается в глотку и пищевод.
Поступившая в рот пища является раздражителем вкусовых, тактильных и температурных рецепторов, расположенных в слизистой оболочке языка и рассеянных по всей слизистой оболочке полости рта.
Импульсы от рецепторов по центростремительным волокнам тройничного, лицевого и языкоглоточного нервов поступают в нервные центры, рефлекторно возбуждающие секрецию слюнных желез, желез желудка и поджелудочной железы, желчевыделение. Эфферентные влияния также изменяют моторную деятельность пищевода, желудка, проксимального отдела тонкой кишки, влияют на кровоснабжение органов пищеварения, рефлекторно усиливают расход энергии, необходимой для переработки и усвоения пищи.
Т.е. несмотря на кратковременность пребывания пищи в полости рта (15-18 с) с ее рецепторов поступают пусковые влияния почти на весь пищеварительный тракт. Особенно важны раздражения рецепторов языка, слизистой оболочки рта и зубов в осуществлении пищеварительных процессов в самой полости рта.
Жевание одна из начальных фаз процесса поглощения пищи, состоящая в измельчении, растирании и перемешивании пищи со слюной, т.е. в формировании пищевого комка.
Смачивание и перемешивание со слюной необходимо для растворения, без чего невозможна оценка вкусовых качеств пищи и ее гидролиз.
Жевание происходит благодаря сокращениям жевательных мышц, которые перемещают нижнюю челюсть относительно верхней челюсти. В процессе принимают участие также мимические мышцы и мышцы языка.
У человека 2 ряда зубов. В каждом имеются резцы (2), клыки (2) малые (2) и большие (3) коренные. Резцы и клыки откусывают пищу, малые коренные ее раздавливают, большие коренные растирают. Резцы могут развивать давление на пищу 11-25 кг/см 2 , коренные – 29-90. Акт жевания осуществляется рефлекторно, имеет цепной характер, автоматизированные и произвольные компоненты.
В регуляции жевания принимают участие двигательные ядра продолговатого мозга, красное ядро, черное вещество, подкорковые ядра и кора большого мозга. Совокупность управляющих жеванием нейронов называется центром жевания. Импульсы от него по двигательным волокнам тройничного нерва поступают к жевательным мышцам. Они осуществляют движения нижней челюсти вниз, вверх, вперед, назад и вбок. Мышцы языка, щек, губ перемещают пищевой комок в полости рта, подают и удерживают пищу между жевательными поверхностями зубов. В координации жевания большую роль играют импульсы от проприорецепторов жевательных мышц и механорецепторов ротовой полости и зубов.
Исследование жевательного процесса сложно: кинематографический метод, электромиографический. Графический способ регистрации получил название: мастикациография.
Мастикациограф состоит из резинового баллона, помещенного в специальный пластмассовый футляр, который прикрепляется к нижней челюсти. Баллон соединен с мареевской капсулой, перо которой записывает движения челюсти на барабане кимографа. Мастикациография выделяет фазы: покоя, введения пищи в рот, ориентировочную, основную, формирования пищевого комка.
Слюнные железы.
Слюна продуцируется тремя парами крупных желез (околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные ) и множеством мелких железок языка, слизистой оболочки неба и щек. По выводным протокам слюна поступает в полость рта.
Слюна желез имеет разную консистенцию: подъязычные и поднижнечелюстные железы выделяют более вязкую и густую слюну, чем околоушная железа. Эта разница определяется наличием белкового вещества – муцина.
Смешанный секрет (с муцином) выделяют:
поднижнечелюстные железы
подъязычные железы
железы в слизистой корня языка и неба.
Серозный секрет (жидкая слюна с высокой концентрацией натрия, калия и высокой активностью амилазы) выделяют
околоушные
малые железы боковых поверхностей языка.
Смешанная слюна имеет рН 5,8-7,4 (слюна околоушных желёз имеет рН<5,81). С увеличением скорости секреции рН слюны повышается до 7,8.
Муцин придает слюне своеобразный слизистый вид и скользкость, благодаря чему пропитанная слюной пища легче проглатывается.
Слюна содержит несколько ферментов: -амилазу,-глюкозидазу.
Ферменты слюны высокоактивны, однако полного расщепления углеводов не происходит вследствие непродолжительности пребывания пищи во рту. Гидролиз углеводов с помощью этих ферментов продолжается внутри пищевого комка уже в желудке. На поверхности пищевого комка кислая среда (HCl0,01 %) прекращает действие ферментов.
Протеолитические ферменты слюны имеют значение для санации полости рта. Например, лизоцим – высокая бактерицидность; протеиназы - дезинфицирующее действие.
Количество и состав слюны адаптированы к виду принимаемой пищи и режиму питания, консистенции пищи.
На пищевые вещества выделяется более вязкая слюна, и ее тем больше, чем суше пища. На отвергаемые вещества и горечи – значительное количество жидкой слюны.
Слюна, выделяемая на большинство пищевых веществ, содержит в 4 раза больше муцина, чем слюна, секретируемая при введении в рот, так называемых, отвергаемых веществ (соляной кислоты, горечей и т.д.).
Методы исследования слюноотделения.
У собак: фистула выводного протока околоушной железы или подчелюстной железы с кусочком слизистой оболочки.
У человека: с помощью капсулы – воронки Лешли-Красногорского, которая накладывается на выводную протоку слюнной железы.
Регуляция слюноотделения.
Вне приема пищи у человека слюна выделяется со скоростью 0,24 мл/мин, при жевании – 3-3,5 мл/мин, при введении лимонной кислоты (0,5 ммоль) – 7,4 мл/мин.
Прием пищи возбуждает слюноотделение как условно- и безусловно- рефлекторно.
Раздражителем безусловных слюноотделительных рефлексов являются пищевые или отвергаемые вещества, действующие на рецепторы полости рта.
Время между (поступлением пищи) воздействием раздражителя до начала слюноотделения получило название скрытого латентного периода (1-30 сек.)
Импульсы от рецепторов поступают в центр слюноотделения, располагающийся в области продолговатого мозга (в обл. ядер языкоглоточного нерва). При раздражении этой области можно получить обильную секрецию слюны с разным качественным составом.
К слюнным железам импульсы следуют по эфферентным парасимпатическим и симпатическим нервным волокнам.
Парасимпатические влияния. Под влиянием ацетилхолина, высвобождаемого окончаниями постганглионарных нейронов, выделяется большое количество жидкой слюны с высокой концентрацией электролитов и низкой муцина. Стимулируют слюноотделение и кинины, расширяющие кровеносные сосуды слюнных желез.
Симпатические влияния. Норадреналин, выделяемый окончаниями постганглионарных нейронов, вызывает выделение небольшого количества густой слюны, усиливает образование в железах муцина и ферментов.
Одновременное раздражение парасимпатических нервов усиливает секреторный эффект. Различия в секреции в ответ на прием различной пищи объясняются изменениями частот импульсов по парасимпатическим и симпатическим нервным волокнам. Эти изменения могут быть одно- и разнонаправленными.
Факторы, приводящие к торможению слюноотделения: отрицательные эмоции; дегидратация организма; болевые раздражения, и т.д.
Снижение секреции слюнных желез – гипосаливация.
Избыточное слюноотделение – гиперсаливация.
Глотание.
Жевание завершается глотанием – переходом пищевого комка из полости рта в желудок.
Согласно теории Мажанди акт глотания разделяется на 3 фазы – ротовую произвольную; глоточную непроизвольную (быструю); пищеводную непроизвольную – длительную, медленную.
1) Из измельченной и смоченной слюной пищевой массы, находящейся во рту, отделяется пищевой комок объемом 5-15 см 3 . Этот комок произвольными движениями передней, а затем средней части языка прижимается к твердому небу и переводится на корень языка за передние дужки.
2) Как только пищевой комок попадает на корень языка, акт глотания переходит в быструю непроизвольную фазы, которая длится ~ 1 сек. Этот акт сложнорефлекторный и регулируется центром глотания в продолговатом мозге. Информация в центр глотания идет по афферентным волокнам тройничного нерва, гортанных нервов и языкоглоточного нерва. От него импульсы по эфферентным волокнам тройничного, языкоглоточного, подъязычного и блуждающего нервов идут к мышцам, обеспечивающим глотание. Если обработать корень языка и глотку раствором кокаина (выключить рецепторы), то глотание не осуществится.
Центр глотания располагается в продолговатом мозге, в области дна IVжелудочка немного выше центра дыхания. Он связан с центром дыхания, сосудодвигательным и центрами, регулирующими деятельность сердца. Во время акта глотания происходит задержка дыхания и учащение сердечных сокращений.
Возникает рефлекторное сокращение мышц, приподнимающих мягкое небо (что препятствует попаданию пищи в полость носа). Движениями языка пищевой комок проталкивается в глотку. Одновременно происходит сокращение мышц, смещающих подъязычную кость и вызывающих поднятие гортани, вследствие чего закрывается вход в дыхательные пути, что препятствует поступлению в них пищи.
Переводу пищевого комка в глотку способствует повышение давления в полости рта и снижение давления в глотке. Препятствует обратному движению пищи в ротовую полость поднявшийся корень языка и плотно прилегающие к нему дужки.
Вслед за поступлением пищевого комка в глотку происходит сокращение мышц, суживающих ее просвет выше пищевого комка, вследствие чего он продвигается в пищевод. Этому способствует разность давлений в полостях глотки и пищевода. Перед глотанием глоточно-пищеводный сфинктер закрыт, во время глотания давление в глотке повышается до 45 мм рт. ст., сфинктер открывается, и пищевой комок поступает в начало пищевода, где давление не более 30 мм рт. ст.
Первые две фазы акта глотания длятся около 1 с.
3) Передвижение пищи по пищеводу.
Передвижение пищевого комка по пищеводу происходит (сразу, немедленно) вслед за глотательным движением (автоматически, рефлекторно).
Время прохождения твердой пищи – 8-9 сек.
Время прохождения жидкой пищи – 1-2 сек.
Сокращение мускулатуры пищевода имеет характер волны, возникающей в верхней части пищевода и далее по всей длине (перистальтические сокращения). При этом последовательно сокращаются кольцеобразно расположенные мышцы пищевода, передвигая пищевой комок. Перед ним движется волна пониженного тонуса (релаксационная). Скорость ее движения больше, чем волны сокращения, и она достигает желудка за 1-2 с.
Первичная перистальтическая волна, вызванная глотанием, доходит до желудка. На уровне пересечения пищевода с дугой аорты возникает вторичная волна. Вторичная волна также продвигает пищевой комок до кардиальной части желудка. Средняя скорость ее распространения 2-5 см/с, охватывает участок пищевода 10-30 см за 3-7 с.
Регуляция моторики пищевода осуществляется эфферентными волокнами блуждающего и симпатического нервов; большую роль играет интрамуральная нервная система.
Вне глотательных движений вход в желудок закрыт нижним пищеводным сфинктером. Когда релаксационная волна достигает конечной части пищевода, сфинктер расслабляется и перистальтическая волна проводит пищевой комок в желудок.
При наполнении желудка тонус кардии повышается, что предотвращает забрасывание содержимого в пищевод.
Парасимпатические волокна блуждающего нерва стимулируют перистальтику пищевода и расслабляют кардию; симпатические волокна тормозят моторику пищевода и повышают тонус кардии.
При некоторых патологических состояниях тонус кардии снижается, перистальтика пищевода нарушается – содержимое желудка может забрасываться в пищевод (изжога).
Нарушением глотания является аэрофагия – избыточное заглатывание воздуха. Это чрезмерно повышает внутрижелудочное давление, и человек испытывает дискомфорт. Воздух выталкивается из желудка и пищевода, часто с характерным звуком (отрыгивание).
14-Мар-2013 | Нет комментариев | Лолита Окольнова
Питание — очень сложный, многоступенчатый процесс. И зависит от него тоже очень многое. Суть пищеварения — превращение питательных веществ в энергию, необходимую для жизнедеятельности организма.
В организме человека пища перерабатывается как механически, так и химически.
Традиционно органы пищеварительной системы разделяют на 3 группы — по этапам обработки пищи:
Пищеварение в ротовой полости
Пищеварение начинается уже с самой ротовой полости.
Механическое измельчение пищи осуществляется при помощи зубов, и ОЧЕНЬ важную роль играют слюнные железы .
Состав слюны:
В ротовой полости начинается пищеварение, и начинается оно с расщепления углеводов.
Глотка и пищевод — за счет мышечных сокращений продвигают пищу вниз к желудку.
Желудок человека
— полый мышечный орган, расположенный в левом подреберье.
В желудке пища подвергается интенсивному воздействию в первую очередь, желудочным соком.
Состав желудочного сока —
содержит в составе соляную кислоту — HCl. Как же такая мощная кислота не растворяет стенки желудка?
Изнутри этот орган пищеварительной системы выстлан достаточно толстой слизистой оболочкой . Она образует многочисленные складки, тем самым увеличивая площадь поверхности.
Вот так выглядят стенки желудка человека изнутри — огромное количество складок…
Если она по какой-либо причине истощается, то кислота начинает действовать разъедающе, и тогда это называют гастритом, который может перерасти в язву желудка.
Еще желудочный сок содержит ферменты .
Основные пищеварительные ферменты желудочного сока — пепсин и липаза.
В желудке расщепляются белковые и частично жировые составляющие пищи.
В желудке происходит всасывание полученных питательных веществ.
Тонкий кишечник человека
После желудка пища попадает в тонкий кишечник. Там происходит основная часть пищеварения.
Жиры перевариваются именно в тонком кишечнике.
Тонкая кишка — самый длинный орган пищеварительной системы.
В самом начале тонкой кишки, сразу после желудка, есть отдел, который называется двенадцатиперстная кишка (ее длина равна толщине 12 пальцев человека).
В двенадцатиперстную кишку открываются общий жёлчный проток и проток поджелудочной железы .
Именно в двенадцатиперстной кишке и начинается процесс кишечного пищеварения. Другая важнейшая функция двенадцатиперстной кишки состоит в инициации и регулировании секреции панкреатических ферментов и желчи в зависимости от кислотности и химического состава поступающей в неё пищевой кашицы.
В тонком кишечнике толстый слой слизистой оболочки, плюс к этому есть еще огромное количество ворсинок кишечника — они всасывают питательные вещества.
Интересно то, что в кишечнике человека есть организмы — . Их называют кишечной микрофлорой.
Функций у очень много, суть в том, что если у человека эти бактерии каким-то образом погибают, то пищеварение человека практически сводится к нулю. Это грозит тяжелыми заболеваниями и вне пищеварительной системы.
Толстая кишка
Это самый конец пищеварительного тракта — здесь происходит всасывание воды и формирование каловой массы. Конец толстой кишки — прямая кишка, которая, в свою очередь, заканчивается анальным отверстием.
Т.о., диссимиляция — энергетический обмен происходит в пищеварительной системе следующим образом:
Пищеварительная система человека регулируется не только химическим путем — с помощью ферментов и гормонов, но и с помощью
В ротовой полости углеводы перевариваются ферментом слюны α-амилазой . Фермент расщепляет внутренниеα(1→4)-гликозидные связи. При этом образуются продукты неполного гидролиза крахмала (или гликогена) –декстрины . В небольшом количестве образуется и мальтоза. В активном центре α-амилазы находятся ионы Са 2+ . Активируют фермент ионыNa + .
В желудочном соке переваривание углеводов тормозится, так как амилаза в кислой среде инактивируется.
Главное место переваривания углеводов – двенадцатиперстная кишка, куда выделяется в составе панкреатического сока α- амилаза. Этот фермент завершает расщепление крахмала и гликогена, начатое амилазой слюны, до мальтозы. Гидролизα(1→6)-гликозидной связи катализируется ферментами кишечника амило-1,6-глюкозидазой и олиго-1,6-глюкозидазой.
Переваривание мальтозы и дисахаридов, поступающих с пищей, осуществляется в области щеточной каемки эпителиальных клеток (энтероцитов) тонкого кишечника. Дисахаридазы являются интегральными белками микроворсинок энтероцита. Они образуют полиферментный комплекс, состоящий из четырех ферментов, активные центры которых направлены в просвет кишечника.
1. Мальтаза (-глюкозидаза) гидролизуетмальтозу на две молекулыD -глюкозы.
2. Лактаза (-галактозидаза) гидролизуетлактозу наD -галактозу иD -глюкозу.
3. Изомальтаза /Сахараза (фермент двойного действия) имеет два активных центра, расположенных в разных доменах. Фермент гидролизуетсахарозу доD -фруктозы иD -глюкозы, а с помощью другого активного центра фермент катализирует гидролизизомальтозы до двух молекулD -глюкозы.
Непереносимость некоторыми людьми молока, проявляющаяся болями в животе, его вздутием (метеоризм) и поносом, обусловлена снижением активности лактазы. Можно выделить три типа недостаточности лактазы.
1. Наследственный дефицит лактазы . Симптомы нарушенной толерантности развиваются очень быстро после рождения. Кормление пищей, не содержащей лактозу, приводит к исчезновению симптомов.
2. Низкая активность лактазы первичного характера (постепенное снижение активности лактазы у предрасположенных лиц). У 15 % детей стран Европы и 80% детей стран Востока, Азии, Африки, Японии синтез данного фермента по мере их взросления постепенно прекращается и у взрослых развивается непереносимость молока, сопровождающаяся вышеуказанными симптомами. Кисломолочные продукты такими людьми переносятся хорошо.
2. Низкая активность лактазы вторичного характера . Неусвояемость молока нередко бывает следствием кишечных заболеваний (тропическая и нетропическая формы спру, квашиоркор, колит, гастроэнтерит).
Симптомы, аналогичные описанным при недостаточности лактазы, характерны для недостаточности других дисахаридаз. Лечение направлено на исключение соответствующих дисахаридов из пищевого рациона.
Основными продуктами полного переваривания крахмала и дисахаридов являются глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды поступают в кровь из кишечника, преодолевая два барьера: мембрану щеточной каймы, обращенную в просвет кишечника и базолатеральную мембрану энтероцита.
Известны два механизма поступления глюкозы в клетки: облегченная диффузия и вторичный активный транспорт, сопряженный с переносом ионов Na + .Рис.5.1. Строение переносчика глюкозы
Переносчики глюкозы (ГЛУТ), обеспечивающие механизм ее облегченной диффузии через клеточные мембраны, формируют семейство родственных гомологичных белков, характерным признаком структуры которых является длинная полипептидная цепь, образующая 12 трансмембранных спиральных сегментов (рис.5.1). Один из доменов, расположенный на внешней поверхности мембраны содержит олигосахарид.N - иC - концевые отделы переносчика обращены внутрь клетки. 3-й, 5-й, 7-й, и 11-й трансмембранные сегменты переносчика, по-видимому, образуют канал, по которому глюкоза поступает в клетку. Изменение конформации этих сегментов обеспечивает процесс перемещения глюкозы внутрь клетки. Переносчики этого семейства содержат 492-524 аминокислотных остатка и различаются по сродству к глюкозе. Каждый транспортер, по-видимому, выполняет специфические функции.
Переносчики, обеспечивающие вторичный, зависимый от ионов натрия, активный транспорт глюкозы из кишечника и почечных канальцев (НГЛТ), значительно отличаются по аминокислотному составу от переносчиков семейства ГЛУТ, хотя также построены из двенадцати трансмембранных доменов.
Ниже, в таб. 5.1. приводятся некоторые свойства переносчиков моносахаридов.
|
Таблица 5.1. Характеристика переносчиков глюкозы у животных |
|||
|
Основные места образования |
|||
|
Вторичный активный транспорт |
|||
|
Всасывание глюкозы |
Тонкий кишечник, канальцы почек |
||
|
Всасывание глюкозы |
Почечные канальцы |
||
|
Ускоренная диффузия |
|||
|
Плацента, гематоэнцефалический барьер, мозг, эритроциты, почки, толстый кишечник, др. органы |
|||
|
Сенсор глюкозы в В клетках; транспорт из эпителиоцитов почек и кишечника |
Bклетки островков, печень, эпителий тонкого кишечника, почки |
||
|
Использование глюкозы клетками в физиологических условиях |
Мозг, плацента, почки, др. органы |
||
|
Стимулируемое инсулином поглощение глюкозы |
Скелетная и сердечная мышца, жировая ткань, другие ткани |
||
|
Транспорт фруктозы |
Тонкий кишечник, сперматозоиды |
||
Переходу глюкозы и других моносахаридов в энтероцит способствует ГЛУТ 5, расположенный в апикальной мембране энтероцита (облегченная диффузия по градиенту концентрации) и НГЛТ 1, обеспечивающий совместное с ионами натрия перемещение (симпорт) глюкозы в энтероцит. Ионы натрия затем активно, при участии Na + -K + -АТФазы, удаляются из энтероцита, что поддерживает постоянный градиент их концентрации. Глюкоза покидает энтероцит через базолатеральную мембрану при помощи ГЛУТ 2 по градиенту концентрации.
Всасывание пентоз происходит путем простой диффузии.
Подавляющее количество моносахаридов поступает в портальную систему кровообращения и в печень, незначительная часть – в лимфатическую систему и малый круг кровообращения. В печени избыток глюкозы откладывается «про запас» в виде гликогена.
NB ! Обмен глюкозы в клетке начинается с ее фосфорилирования
П
оступление
глюкозы в любую клетку начинается с ее
фосфорилирования. Эта реакция решает
несколько задач, главные из которых
“захват” глюкозы для внутриклеточного
использования и ее активирование.
Фосфорилированная форма глюкозы не проходит через плазматическую мембрану, становится “собственностью” клетки и используется практически во всех путях обмена глюкозы. Исключение составляет лишь восстановительный путь (Рис.5.2.).
Реакцию фосфорилирования катализируют два фермента: гексокиназа и глюкокиназа. Хотя глюкокиназа является одним из четырех изоферментов гесокиназы (гексокиназа 4 ), между гексокиназой и глюкокиназой имеются важные различия: 1) гексокиназа способна фосфорилировать не только глюкозу, но и другие гексозы (фруктозу, галактозу, маннозу), в то время как глюкокиназа активирует только глюкозу; 2) гексокиназа присутствует во всех тканях, глюкокиназа – в гепатоцитах; 3) гексокиназа обладает высоким сродством к глюкозе (К M < 0,1 ммоль/л), напротив, глюкокиназа имеет высокую К M (около 10 ммоль/л), т.е. ее сродство к глюкозе мало и фосфорилирование глюкозы возможно только при массивном поступлении ее в клетки, что в физиологических условиях происходит на высоте пищеварения в печеночных клетках. Активирование глюкокиназы препятствует резкому увеличению поступления глюкозы в общий кровоток; в перерывах между приемами пищи для включения глюкозы в обменные процессы вполне достаточно гексокиназной активности. При диабете из-за низкой активности глюкокиназы (синтез и активность которой зависят от инсулина) этот механизм не срабатывает, поэтому глюкоза не задерживается в печени и вызывает гипергликемию.
Образующийся в реакции глюкозо-6-фосфат считается аллостерическим ингибитором гексокиназы (но не глюкокиназы).
Так как глюкокиназная реакция является инсулинзависимой, можно вместо глюкозы больным диабетом назначать фруктозу (фруктоза фосфорилируется гексокиназой сразу во фруктозо-6-фосфат).
Глюкозо-6-фосфат используется в механизмах синтеза гликогена, во всех окислительных путях превращения глюкозы и в синтезе других моносахаридов,необходимых для клетки. Место, которое занимает данная реакции в обмене глюкозы позволяет ее счиатать ключевой реакцией обмена углеводов.
Гексокиназная реакция необратима (G= -16,7 кДж/моль), поэтому для превращения глюкозо-6-фосфата в свободную глюкозу в клетках печени и почек присутствует фермент фосфатаза глюкозо-6-фосфата, катализирующая гидролиз глюкозо-6-фосфата. Клетки этих органов тем самым могут поставлять глюкозу в кровь и обеспечивать другие клетки глюкозой.
