Пристеночное и полостное пищеварение в кишечнике. Пристеночное пищеварение в тонком кишечнике: значение, этапы

Общие сведения о пищеварении

Основные гидролитические процессы происходят в тонкой кишке, где пищевые вещества расщепляются до мономеров, всасываются и поступают в кровь и лимфу. Процесс переработки пищевых веществ в тонкой кишке имеет три последовательных взаимосвязанных этапа, объединенных A.M. Уголевым (1967) в понятие "пищеварительно-транспортный конвейер" : полостное пищеварение, мембранное пищеварение, всасывание.

Полостное пищеварение включает формирование химуса и гидролиз пищевых компонентов до олиго- и мономерного состояния.

Ключевая роль в полостном пищеварении отводится ферментам поджелудочной железы (ПЖ).

Образующиеся в процессе полостного гидролиза короткие цепи белков, углеводов и жиров окончательно расщепляются с помощью механизмов мембранного пищеварения. Ферменты ПЖ, адсорбированные на нутриентах, продолжают играть активную роль и на этом этапе, который разворачивается в пристеночном слое слизи. Заключительный гидролиз нутриентов происходит на наружной мембране энтероцитов с помощью кишечных гидролаз.

После этого наступает последний этап - всасывание, т. е. перенос расщепленных компонентов пищевых веществ из просвета кишки во внутреннюю среду организма.

Полостное пищеварение происходит в полости тонкой кишки и осуществляется в основном панкреатическими ферментами.

Поджелудочная железа вырабатывает секрет, который содержит ферменты, гидролизующие все виды пищевых веществ: белки, углеводы, жиры. Перечень основных ферментов ПЖ и их участие в пищеварении представлены в табл. 1.

Таблица 1. Пищеварительные ферменты поджелудочной железы

В процессе полостного пищеварения углеводы (крахмал, гликоген) гидролизуются панкреатической a-амилазой до дисахаридов и небольшого количества глюкозы; под действием протеолитических ферментов (трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы и эластазы) образуются низкомолекулярные пептиды и небольшое количество глюкозы; жиры в присутствии желчи гидролизуются панкреатической липазой до ди- и моноглицеридов жирных кислот и глицерина .

Действие панкреатических ферментов уменьшается по мере их продвижения от двенадцатиперстной кишки до терминальных отделов подвздошной кишки. Однако уровень снижения активности отдельных ферментов различен. В то время как липаза наиболее быстро теряет свою активность и в подвздошной кишке в норме определяется лишь в незначительных количествах, протеазы, особенно амилаза, оказываются более устойчивыми и сохраняют соответственно 30 и 45% своей активности в терминальных отделах тонкой кишки. В основе снижения активности липазы лежит ее протеолиз под воздействием протеаз, и прежде всего химотрипсина. Неравномерное уменьшение активности ферментов от проксимального к дистальному отделу тонкой кишки наблюдается как у здоровых людей, так и у больных с хронической экзокринной панкреатической недостаточностью . Этим объясняется тот факт, что нарушение переваривания жира развивается намного раньше, чем крахмала или белка (табл. 2).

Таблица 2. Динамика снижения активности ферментов по ходу тонкой кишки, %

* Критический уровень снижения ферментной активности.

Полостное пищеварение происходит в водной среде, в которой растворены ферменты. Главной отличительной особенностью жиров является нерастворимость их в воде. Для гидролиза жира панкреатической липазой необходимо его эмульгирование. Функцию эмульгировония выполняют желчные кислоты. В тонкой кишке коньюгировонные желчные кислоты, будучи поверхностно-активными веществами, адсорбируясь на поверхности капелек жира, образуют тончайшую пленку, препятствующую слиянию мельчайших капелек жира в более крупные. При этом происходит резкое снижение поверхностного натяжения на границе двух фаз - вода и жир, что приводит к образованию эмульсии с размерами частиц 300-1000 ммк и мицелярного раствора с размерами частиц 3-30 ммк .

Регуляция секреции поджелудочной железы

Секрет поджелудочной железы состоит из двух компонентов - неорганического и органического

Дуктальный и центроацинарный эпителий выделяет секрет, богатый электролитами, особенно бикарбонатами, в составе водного раствора. Функция этого компонента секрета ПЖ - нейтрализация поступающего в двенадцатиперстную кишку кислого пищевого желудочного содержимого и перевод желудочного пищеварения в кишечное (полостное и начальный этап пристеночного). Основным стимулятором секреции неорганического компонента является секретин , вырабатывающийся S-клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки в ответ на поступающую из желудка соляную кислоту. Гландупоциты панкреатических ацинусов синтезируют и секретируют гидролитические ферменты под влиянием панкреозимина (холецистокинина). Стимулятором освобождения панкреозимина служит главным образом пища (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика секрета поджелудочной железы

Секреция ПЖ адаптирована к пищевым режимам и рационам, прежде всего это относится к ферментному спектру. Адаптацию принято делить на медленную и быструю (срочную). Суть медленной адаптации состоит в трансформации и закреплении ее в ферментном спектре панкреатической секреции в результате длительного приема определенного состава пищи. Например, преимущественное потребление углеводов повышает долю a-амилазы в ферментном составе секрета, преобладание белковой диеты соответственно увеличивает содержание в соке протеолитических ферментов.

Для панкреатической секреции характерно также срочная адаптированность ферментного спектра к попаданию в двенадцатиперстную кишку нутриентов. Секреция ферментов корригируется соотношением в дуоденальном химусе нутриента (как стимулятора) и гидролитического фермента (как селективного ингибитора секреции соответствующего фермента). При относительном избытке фермента (по сравнению с субстратом) селективно тормозится именно его секреция. При избытке субстратанутриенто это торможение селективно снимается и увеличивается секреция того фермента, который оказался в недостатке и требуется для гидролиза данного нутриента . Принятые внутрь ферменты также снижают эндогенное образование поджелудочной железой соответствующих ферментов.

Нарушения полостного пищеварения

Полостное пищеварение нарушается и при отсутствии достаточного количества желчных кислот, необходимых для переваривания жиров. Концентрация желчных кислот в кишечнике снижается при тяжелых заболеваниях печени, механической желтухе и повышенных потерях желчи с калом. Особенно значительны их потери после резекции подвздошной кишки. У больных с бактериальным обсеменением верхних отделов тонкой кишки могут происходить преждевременная микробная деконъюгация и всасывание желчных кислот. В результате уменьшается пул желчных кислот, участвующих в эмульгировании жиров.

Итак, причинами недостаточности полостного пищеварения являются:

1. Панкреатогенная недостаточность пищеварения
1. Хронический панкреатит
2. Субтотальная или тотальная панкреотэктомия
3. Рак поджелудочной железы
4. Муковисцидоз
5. Снижение активности энтерокиназы (синдром Золлингера-Эллисона, дефицит панкреозимина и секретина)
2. Дефицит желчных кислот
1. Врожденный
2. При механической желтухе
3. При первичном билиарном циррозе
4. При тяжелых поражениях паренхимы печени
5. При нарушении энтерогепатической циркуляции желчных кислот.

Клиника нарушений полостного пищеварения. Больные с недостаточностью внешнесекреторной функции ПЖ и нарушением полостного пищеварения жалуются на вздутие живота, избыточное газообразование, ощущение переливания и урчание в животе. В более выраженных случаях появляются полифекалия , стеоторея, диарея и похудание. Трофические расстройства (сухость кожи, тусклость и ломкость ногтей и волос, трещины в углах губ, на языке и др.) при синдроме нарушенного полостного пищеварения практически не наблюдаются. В этом и заключается принципиальное отличие его от синдрома нарушенного всасывания (табл. 4). У больных с заболеваниями печени и желчных путей, сопровождающимися дефицитом желчных кислот, также может нарушаться переваривание жиров и появляться более или менее выраженная стеаторея .

Таблица 4. Дифференциально-диагностические признаки нарушений уровня ассимиляции пищевых веществ (по А.С. Логинову и А.И. Парфенову, 2000)

Таблица 5. Сравнительный состав ферментных препаратов

* Современные микросферические препараты.

У больных с нарушением полостного пищеварения панкреатогенного генеза хорошее терапевтическое действие оказывают препараты, содержащие только панкреатические ферменты.

В течение длительного времени при лечении экзокринной недостаточности ПЖ используются ферментные препараты (панзинорм, панкреатин, мезим-форте), которые представляют собой драже или таблетки диаметром более 5 мм. Из желудка одновременно с пищей в двенадцатиперстную кишку могут поступать твердые частицы не более 2 мм . Более крупные частицы, в частности препараты в виде драже и таблеток, эвакуируются в межпищеварительный период, когда в двенадцатиперстной кишке уже нет химуса. Отсутствие синхронного поступления в кишечник традиционных ферментных препаратов вместе с пищей делает недостаточным их заместительный эффект.

В настоящее время установлено, что препараты, предназначенные для заместительной терапии, должны обладать следующими свойствами:

• высокой специфической активностью липазы,
• устойчивостью к желудочному соку,
• быстрой эвакуацией из желудка и смешиванием с химусом,
• коротким временем растворения оболочки микрокопсул в тонкой кишке,
• быстрым высвобождением активных ферментов в тонкой кишке,
• активным участием в полостном пищеварении.

Современным требованиям, предъявляемым к ферментным препаратам, отвечает креон и панцитрот, представляющие собой новую лекарственную форму для замещения ферментной недостаточности ПЖ. Они характеризуются быстрым и равномерным распределением активного вещества в желудке с полной защитой от инактивации ферментов кислотой желудочного сока. Это достигается путем наполнения желатиновой капсулы микротаблетками или микрогранулами с препаратами панкреатина (диаметр от 1 до 2 мм), покрытых энтеросолюбильной оболочкой. Растворясь в желудке за несколько минут, капсула освобождает микротаблетки, которые сохраняют резистентность к действию высококислотного желудочного сока в течение 2 ч. Микротаблетки равномерно смешиваются с желудочным химусом и эвакуируются в тонкую кишку, где быстро растворяются в щелочной среде, освобождая ферменты. Таким образом обеспечивается быстрое наступление действия препарата в тонкой кишке. Для большинства больных с нарушением внешнесекреторной функции ПЖ приема 1-2 капсул во время еды вполне достаточно для ликвидации стеатореи. При тяжелых формах недостаточности с выраженной стеатореей число принимаемых капсул увеличивают до 4-5.

При добавлении к стандартному лечению панкреатином антисекреторных средств (Н2-блокаторов, ингибиторов протонной помпы) эффективность ферментных препаратов повышается, поскольку их оптимальное действие обеспечивается при рН в просвете тонкой кишки >5. Помимо заместительной терапии, экзогенные ферменты, особенно в сочетании с онтисекреторными препаратами, по закону обратной связи обладают свойством подавлять собственную панкреатическую секрецию, дают покой железе, что приводит к уменьшению болевого синдрома.

Введение в ферментные препараты желчных кислот существенно изменяет их действие на функцию пищеварительных желез и моторику желудочно-кишечного тракта. Желчьсодержащие препараты, наиболее популярными из которых являются дигестал и фестал, используют при стеаторее гепатогенного генеза. Они способствуют усилению продукции желчи и сока поджелудочной железы. Желчные кислоты повышают сократительную функцию желчного пузыря, что позволяет успешно применять эти препараты для лечения гипомоторной дискинезии (гипокинезии) желчевыводящих путей. Усиление моторики кишечника способствует разрешению имеющихся у больных запоров.

Гемицеллюлаза в составе комплексных ферментных препаратов (дигестал, фестал) способствует расщеплению полисахаридов и улучшает переваривание растительной пищи. Желчьсодержащие препараты принимают по 1-3 таблетки во время или сразу после еды, не разжевывая, 3-4 раза в день курсами до 2 мес. Здоровые лица могут принимать их для купирования диспептических симптомов после переедания, особенно обильной жирной пищи.

Препараты, содержащие желчь, следует с осторожностью применять больным хроническим гепатитом или циррозом печени, а также при холестатических заболеваниях, язвенной болезни, воспалительных заболеваниях толстой кишки .

Причинами неэффективности заместительной терапии могут быть:

• неправильно установленный диагноз, стеаторея внепанкреатического происхождения (лямблиоз, целиакия, избыточное микробное обсеменение тонкой кишки),
• нарушение назначенного режима (снижение кратности приема препарата, прием асинхронно с едой),
• недостаточное количество принимаемого фермента,
• потеря активности препарата в связи с длительным или неправильным хранением,
• инактивация фермента в кислом содержимом желудка.

Список литературы

1. Калинин А.В., Хазанов А.И., Спесивцев В.Н. Хронический панкреатит: этиология, классификация, клиника, диагностика, лечение и профилактика. - М., 1999. - 43с.
2. Коротько Г.Ф. Регуляция секреции поджелудочной железы // Рос.журн.гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. - 1999. - №4. - С.6-15.
3. Логинов А.С., Парфенов А.И. Болезни кишечника: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 2000. - 632с.
4. Осадчук М.А., Кашкина Е.И., Болашов В.И. Болезни поджелудочной железы. - Саратов, 1999. - 186с.
5. Парфенов А.И. Вклад А.М. Уголева в развитие энтерологии // Рос.журн.гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. - 1993. - №3. - С.6-12.
6. Уголев А.М. Физиология и патология пристеночного (контактного) пищеварения. - Л., 1967. - 216с.
7. Уголев А.М., Радбиль О.С. Гормоны пищеварительной системы: физиология, патология, теория функциональных блоков. - М.:Наука, 1995. - 283с.
8. Яковенко Э.П. Ферментные препараты в клинической практике // Клиническая фармакология и терапия. - 1998. - №1. - С.17-20.
9. Adler G., Mundlos S., Kuhnelt P., Dreyer E. New methods for assessment of enzyme activity: do they help to optimize enzyme treatment // Digestion. - 1993. - Vol.54, suppl.2. - P.3-9.
10. DiMagno E.P., Go V.L.W., Summerskil W.H.J. Relation between pancreatic ensyme outputs and malabsorption in severe pancreatic insufficiency // N. Engl. J. Med. - 1973. - Vol.288. - P.813-815.
11. Layer P., Groger G. Fate of pancreatic enzymes in the human intestinal lumen in health and pancreatic insufficiency // Digestion. - 1993. - Vol.54, suppl.2. - P.10-14.
12. Lankisch P.G. Ensyme treatment of exocrine pancreatic insufficiency in chronic pancreatitis // Digestion. - 1993. - Vol.54, suppl.2. - P.21-29.
13. Sarles H., Pastor J., Pauli A.M., Barthelemy M. Determination of pancreatic function. A statistical analysis conducted in normal subjects and in patients with proven chronic pancreatitis (duodenal intubation, glucose tolerance test, determination of fat content in the stools, sweat test) // Gastroenterology. - 1963. - Vol.99. - P.279-300.
14. Stead R.J., Skypala I., Hodson M.E. Treatment of steatorrhoea in cystic fibrosis: a comparison of enteric coated microspheres of pancreatin versus non enteric coated pancreatin and adjuvant cimetidine // Aliment. Pharmacol. Ther. - 1988, Dec. - Vol.2, N6. - P.471-482.

Нарушение полостного пищеварения и его медикаментозная коррекция.

Калинин А.В.

Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ.

Клинические перспективы в гастроэнтерологии, гепатологии. - 2001, - №3, - с. 21-25.

Полостное и пристеночное пищеварение. Всасывание питательных веществ. Моторная деятельность тонкой кишки и ее регуляция.

В тонкой кишке происходит полостное и пристеночное пищеварение; не исключено и внутриклеточное.

Полостное пищеварение в тонкой кишке осуществляется ферментами панкреатического и кишечного секретов. В результате полостного пищеварения гидролизуются крупномолекулярные нутриенты и образуются в основном олигомеры. Последующий их гидролиз происходит по типу пристеночного пищеварения и завершается на мембране энтероцитов.

Регуляция полостного пищеварения осуществляется путем изменения секреции пищеварительных желез, скорости продвижения химуса по тонкой кишке, интенсивности пристеночного пищеварения и всасывания.

Регуляция пристеночного пищеварения изучена недостаточно. Интенсивность его зависит от полостного пищеварения и, следовательно, факторов, влияющих на него. Влияют на мембранное пищеварение гормоны надпочечников (синтез и транслокация ферментов), диеты и другие факторы. Пристеночное пищеварение зависит также от моторики кишки, изменяющей переход веществ из химуса в исчерченную каемку, величины пор исчерченной каемки, ферментного состава в ней, сорбционных свойств мембраны.

Моторная деятельность тонкой кишки

Моторная деятельность тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее химуса с пищеварительными секретами, продвижение его по кишке, смену его у слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давления, т.е. способствует гидролизу и всасыванию питательных веществ.

Движение тонкой кишки происходит в результате координированных сокращений продольного и циркулярного слоев гладких мышц. Принято различать несколько типов сокращений тонкой кишки (рис. 8.16): ритмическая сегментация, маятникообразные, перистальтические (очень медленные, медленные, быстрые, стремительные), антиперистальтические и тонические. Первые два типа относятся к ритмическим, или сегментирующим, сокращениям.

Ритмическая сегментация обеспечивается преимущественно сокращениями циркулярного слоя мышц, при этом содержимое кишки делится на части. Следующим сокращением образуется новый сегмент кишки, содержимое которого состоит из двух частей соседних сегментов. Данными сокращениями достигается перемешивание химуса.

Маятникообразные сокращения обеспечиваются продольными и циркулярными мышцами. При этом происходит перемещение химуса «вперед-назад» и слабое поступательное движение его в аборальном направлении. В верхних отделах тонкой кишки человека частота ритмических сокращений составляет 9-12, в нижних - 6-8 в 1 мин.

Перистальтическая волна, состоящая из перехвата и расширения тонкой кишки, продвигает химус в аборальном направлении. Одновременно по длине кишки продвигается несколько волн со скоростью 0,1- 0,3 см/с, в проксимальных отделах быстрее, чем в дистальных. Скорость стремительной пропульсивной волны 7-12 см/с.

Рис. 8.16. Типы сокращений тонкой кишки.

а перистальтика, б - сегментация. Стрелки - направления движения химуса.

При антиперистальтических сокращениях волна движется в обратном, оральном направлении. В норме тонкая кишка, как и желудок, антиперистальтически не сокращаются (это характерно для рвоты).

Тонические сокращения могут иметь локальный характер или передвигаться с очень малой скоростью. Исходное (базальное) давление в полости тонкой кишки составляет 5-14 см вод.ст. Монофазные волны повышают внутрикишечное давление до 30-90 см вод.ст. Медленный компонент сокращений длится от одной до нескольких минут и повышает давление не столь значительно.

Моторика тонкой кишки регулируется миогенными, нервными и гуморальными механизмами. Миогенные механизмы обеспечивают автоматизм кишечных мышц и сократительную реакцию на растяжение кишки. Фазная сократительная деятельность кишки реализуется нейронами миэнтерального нервного сплетения, обладающими ритмической фоновой активностью.

Кроме осцилляторов энтеральных метасимпатических ганглиев имеются два датчика ритма кишечных сокращений - первый у места впадения в двенадцатиперстную кишку общего желчного протока, второй - в подвздошной кишке. Эти датчики и ганглии энтерального нервного сплетения контролируются нервными и гуморальными механизмами.

Парасимпатические влияния преимущественно усиливают, симпатические тормозят моторику тонкой кишки. Описаны пептидергические нервные влияния обоих типов. Эффекты раздражения вегетативных нервов в большой мере зависят от состояния кишки, на фоне которого производятся раздражения. Изменяют моторику раздражения спинного и продолговатого мозга, гипоталамуса, лимбической системы, коры большого мозга. Раздражения передних и средних ядер отделов гипоталамуса преимущественно возбуждают, а заднего тормозят моторику желудка, тонкой и толстой кишки.

Акт еды тормозит, а затем усиливает кишечную моторику. В дальнейшем она зависит от физических и химических свойств химуса: усиливают ее грубые виды пищи, богатые непереваренными в тонкой кишке пищевыми волокнами, продукты переваривания питательных веществ, особенно жиры, кислоты, основания, соли.

Важное значение имеют рефлексы с различных отделов пищеварительного тракта на моторику тонкой кишки: пищеводно-кишечный (возбуждающий), желудочно-кишечный (возбуждающий и тормозящий), ректоэнте- ральный (тормозящий). Дуги этих рефлексов замыкаются на различных уровнях ЦНС и в периферических ганглиях. В целом моторная деятельность любого участка тонкой кишки - суммарный результат местных, удаленных влияний в пределах пищеварительного тракта и влияний с других систем организма.

Моторику тонкой кишки усиливают, действуя на миоциты или энтеральные нейроны, серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, ХЦК, вещество П, вазопрессин, окситоцин, брадикинин и др., тормозят - секретин, ВИП, ГИП и др.

Всасывание различных веществ в тонкой кишке

Различные вещества всасываются в пищеварительном тракте посредством различных механизмов, имея характерную топографию всасывания.

Всасывание воды и минеральных солей. В желудочно-кишечный тракт в составе пищи и выпиваемых жидкостей поступает за 1 сут 2-2,5 л воды, в составе секретов пищеварительных желез 6-7 л, выводится же с калом всего 100-150 мл воды. Остальное количество воды всасывается из пищеварительного тракта в кровь, небольшое количество - в лимфу. Всасывание воды начинается в желудке, наиболее интенсивно происходит в тонкой и особенно толстой кишке.

Основное количество воды всасывается из изотонических растворов кишечного химуса, так как в кишечнике гипер- и гипотонические растворы соответственно концентрируются или разводятся. Абсорбция воды из изотонических и гипертонических растворов требует затраты энергии. Всасываемые эпителиоцитами растворенные вещества «тянут» за собой воду. Решающая роль в переносе воды принадлежит ионам и особенно натрия. Поэтому все факторы, влияющие на его транспорт, изменяют и всасывание воды. Оно сопряжено также с транспортом сахаров и аминокислот. Поэтому многие эффекты замедления или ускорения всасывания воды являются результатом изменения транспорта из тонкой кишки других веществ.

Интенсивность всасывания натрия и воды в кишке максимальна при pH 6,8 (при pH 3,0 всасывание воды прекращается). Изменяют всасывание воды рационы питания. Увеличение в них доли белка повышает скорость всасывания воды, Na+ и С1“ Изменяется скорость всасывания воды в зависимости от гидратированности организма.

Доказано условнорефлекторное изменение всасывания воды; замедление под влиянием наркоза и после ваготомии, что свидетельствует о роли ЦНС в этом процессе. Влияют на всасывание воды многие гормоны желез внутренней секреции и некоторые гастроинтестинальные гормоны - снижают ее всасывание гастрин, секретин, ХЦК, ВИП, ГРП, серотонин.

За сутки в желудочно-кишечном тракте всасывается более 1 моля хлорида натрия. В желудке натрий почти не всасывается, но интенсивно всасывается в толстой и подвздошной кишке, в тощей кишке его всасывание значительно меньше.

Ионы Na+ поступают из полости тонкой кишки в кровь через кишечные эпителиоциты и между ними. Поступление Na+ в эпителиоцит происходит по электрохимическому градиенту пассивным путем. Имеется также система транспорта Na+, сопряженная с транспортом сахаров и аминокислот, возможно, и с С1" и HCOJ Ионы Na+ из эпителиоцитов через их базолатеральные мембраны транспортируются активно в межклеточную жидкость, кровь и лимфу. Это обеспечивает возможность дальнейшего пассивного транспорта Na+ через апикальные мембраны в эпителиоциты из полости кишечника. Различные стимуляторы и ингибиторы всасывания Na+ действуют прежде всего на механизмы активного транспорта базолатеральных мембран эпителиоцитов. Транспорт Na+ по межклеточным каналам совершается пассивно по градиенту концентрации. Интенсивность всасывания натрия зависит от pH кишечного содержимого, гидратации организма и содержания в нем этого элемента. Усиливают всасывание натрия минералокортикоиды (альдостерон), угнетают - гастрин, секретин и холецистокинин.

Всасывание калия происходит в основном в тонкой кишке посредством механизмов активного и пассивного транспорта по электрохимическому градиенту. Активный транспорт К+ сопряжен с транспортом Na+ в базола-теральных мембранах эпителиоцитов.

Всасывание хлора происходит в желудке и наиболее активно в подвздошной кишке по типу активного и пассивного транспорта. Пассивный транспорт С1“ сопряжен с транспортом Na+. Активный транспорт С1~ через апикальные мембраны сопряжен с транспортом Na+ или обменом С1 на HCOJ

Двухвалентные ионы в желудочно-кишечном тракте всасываются очень медленно. Так, в кишечник человека поступает ежесуточно 35 ммоль кальция, но только половина его всасывается. Кальций всасывается в 50 раз медленнее, чем Na+, но быстрее, чем двухвалентные ионы железа, цинка и марганца. Всасывание кальция совершается с участием переносчиков, активируется желчными кислотами и витамином D, поджелудочным соком, некоторыми аминокислотами, натрием, угнетается многими веществами. При недостатке кальция в организме его всасывание увеличивается, в чем большую роль могут играть гормоны ряда желез, но особенно паратирин.

Всасывание продуктов гидролиза белков. Белки всасываются в основном в кишечнике после их гидролиза до аминокислот. Всасывание различных аминокислот происходит с неодинаковой скоростью в различных отделах тонкой кишки. Быстрее других всасываются аргинин, метионин, лейцин; медленнее - фенилаланин, цистеин, тирозин и еще медленнее - аланин, серин, глутаминовая кислота. L-формы аминокислот всасываются интенсивнее, чем D-формы. Всасывание аминокислот из кишки через апикальные мембраны в эпителиоциты осуществляется активно посредством транспортеров со значительной затратой энергии фосфоросодержащих макроэргов. Количество всасывающихся пассивно аминокислот невелико.

Существует несколько видов транспортеров аминокислот в апикальных мембранах эпителиоцитов. Из эпителиоцитов аминокислоты транспортируются в межклеточную жидкость по механизму облегченной диффузии. Транспорт аминокислот через апикальную и базальную мембраны взаимосвязан. Большинство аминокислот, образующихся в процессе гидролиза белков и пептидов, всасывается быстрее, чем свободные аминокислоты, введенные в тонкую кишку. Транспорт натрия стимулирует всасывание аминокислот. Из менее концентрированных растворов аминокислот они всасываются быстрее, чем из более концентрированных.

Интенсивность всасывания аминокислот зависит от возраста, уровня белкового обмена в организме, содержания в крови свободных аминокислот и ряда других факторов, от нервных и гуморальных влияний.

Три- и дипептиды в тонкой кишке всасываются посредством специального транспортера апикальной мембраны.

Всасывание углеводов. Происходит в основном в тонкой кишке. С наибольшей скоростью всасываются гексозы; в их числе глюкоза и галактоза; пентозы всасываются медленнее. Всасывание глюкозы и галактозы использует механизм активного транспорта через апикальные мембраны кишечных эпителиоцитов. Транспорт моносахаридов, образующихся при гидролизе олигосахаридов, осуществляется с большей скоростью, чем всасывание моносахаридов, введенных в просвет кишки. Всасывание глюкозы (и некоторых других моносахаридов) через апикальные мембраны кишечных эпителиоцитов активируется транспортом натрия.

Глюкоза аккумулируется в кишечных эпителиоцитах, и последующий транспорт ее из них через базолатеральные мембраны в межклеточную жидкость и кровь происходит по градиенту концентрации, а также с участием специальных транспортеров.

Всасывание фруктозы (и некоторых других моносахаридов) не зависит от транспорта Na+ и происходит активно. Не исключают возможности и пассивного транспорта фруктозы.

Всасывание углеводов тонкой кишкой усиливается некоторыми аминокислотами, резко тормозится ингибиторами тканевого дыхания. Всасывание различных моносахаридов в различных отделах тонкой кишки происходит с неодинаковой скоростью. Так, скорость всасывания глюкозы в то- шей кишке в 3 раза выше, чем в подвздошной.

На всасывание сахаров влияют диета, многие факторы внешней среды, концентрация глюкозы в крови. Существует сложная нервная и гуморальная регуляция всасывания углеводов. Доказано изменение их всасывания под влиянием коры и подкорковых структур головного мозга, его ствола и спинного мозга.

Парасимпатические влияния усиливают, а симпатические - тормозят всасывание углеводов. Всасывание глюкозы усиливается гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, а также серотонином и аце- тилхолином.

Гистамин незначительно, а соматостатин существенно тормозят всасывание глюкозы.

Всасывание продуктов гидролиза жиров. Всасывание липидов наиболее активно происходит в двенадцатиперстной кишке и проксимальной части тощей кишки. Скорость всасывания различных жиров зависит от их эмульгирования и гидролиза. В результате действия в полости кишки панкреатической липазы из триглицеридов образуются диглицериды, затем моноглицериды и жирные кислоты, хорошо растворимые в растворах солей желчных кислот. Кишечная липаза в зоне исчерченной каемки эпителиоцитов завершает гидролиз липидов. Из моноглицеридов, жирных кислот с участием солей желчных кислот, фосфолипидов и холестерина образуются мельчайшие мицеллы (диаметр их около 100 нм), которые через апикальные мембраны переходят в кишечные эпителиоциты. Желчные кислоты мицелл остаются в полости кишки и всасываются в подвздошной кишке по механизму активного транспорта.

В кишечных эпителиоцитах происходит ресинтез триглицеридов. Из них, а также холестерина, фосфолипидов и глобулинов образуются хило- микроны - мельчайшие жировые частицы, заключенные в белковую оболочку. Хиломикроны покидают эпителиоциты через базолатеральные мембраны, переходят в соединительные пространства ворсинок, оттуда проникают в центральный лимфатический сосуд ворсинки, чему содействуют ее сокращения.

Основное количество жира всасывается в лимфу, поэтому через 3-4 ч после приема пищи лимфатические сосуды наполнены лимфой, напоминающей молоко и называемой млечным соком.

В нормальных условиях в кровь поступает небольшое количество всосавшегося в кишечнике жира, представленного триглицеридами жирных кислот с короткой углеводородной цепочкой. В кровеносные капилляры из эпителиоцитов и межклеточного пространства могут транспортироваться и растворимые в воде свободные жирные кислоты и глицерин. Для всасывания жиров с короткими и средними углеводородными цепями жирных кислот образование в эпителиоцитах хиломикронов не обязательно. Небольшое количество хиломикронов может поступать и в кровеносные сосуды ворсинок.

На скорость гидролиза и всасывания жира влияет ЦНС. Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы ускоряет, а симпатический - замедляет всасывание жиров. Ускоряют их всасывание гормоны коры надпочечников, щитовидной железы и гипофиза, а также дуоденальные гормоны - секретин и ХЦК.

Пищеварение в тонком кишечнике осуществляется с помощью двух механизмов: полостного и пристеночного гидролиза.

При полостном пищеварении ферменты действуют на субстраты, находящиеся в полости кишки, т.е. на расстоянии от энтероцитов. Они гидролизуют лишь крупномолекулярные вещества, поступившие из желудка. В процессе полостного пищеварения расщепляется всего 10-20% связей белков, жиров и углеводов.

Пристеночное пищеварение и его значение. Вещества из полости тонкой кишки поступают в слой кишечной слизи, обладающей более высокой ферментативной активностью, чем жидкое со­держимое полости тонкой кишки.

В слизистых наложениях адсорбированы ферменты из полости тонкой кишки (панкреатические и кишечные), из разрушенных энтероцитов и транспортированные в кишку из кровотока. Проходящие через слизистые наложения питательные вещества частично гидролизуются этими фермен­тами и поступают в слой гликокаликса, где продолжается гидролиз пита­тельных веществ по мере их транспорта в глубь пристеночного слоя. Про­дукты гидролиза поступают на апикальные мембраны энтероцитов, в кото­рые встроены кишечные ферменты, осуществляющие собственно мембран­ное пищеварение, в основном гидролиз димеров до стадии мономеров. Следовательно, пристеночное пищеварение последовательно идет в трех зонах: слизистых наложениях, гликокаликсе и на апикальных мембранах энтероцитов с огромным числом микроворсинок на них. Образовавшиеся в результате пищеварения мономеры всасываются в кровь и лимфу.

Связь пристеночного пищеварения с всасыванием питательных веществ. Благодаря взаимосвязи этих двух процессов все окончательные питательные вещества в результате пристеночного пищеварения могут всасываться в кровь и лифу.

Всасывание питательных веществ в разных отделах желудочно-кишечного тракта. Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного тракта, но интенсивность его в разных отделах различна.

В полости рта всасывание практически отсутствует вследствие кратковременного пребывания в ней веществ и отсутствия мономерных продуктов гидролиза. Однако, слизистая оболочка полости рта проницаема для натрия, калия, некоторых аминокислот, алкоголя, некоторых лекарственных веществ.

В желудке интенсивность всасывания также невелика. Здесь всасывается вода и растворенные в ней минеральные соли, кроме того в желудке всасываются слабые растворы алкоголя, глюкоза и в небольших количествах аминокислоты.

В двенадцатиперстной кишке интенсивность всасывания больше, чем в желудке, но и здесь оно относительно невелико. Основной процесс всасывания происходит в тощей и подвздошной значение в процессах всасывания, т. к. она не только способствует гидролизу веществ (за счет смены пристеночного слоя химуса), но и всасыванию его продуктов.

В процессе всасывания в тонкой кишке особое значение имеют сокращения ворсинок. Стимуляторами сокращения ворсинок являются продукты гидролиза питательных веществ (пептиды, аминокислоты, глюкоза, экстрактивные вещества пищи), а также некоторые компоненты секретов пищеварительных желез, например, желчные кислоты. Гуморальные факторы также усиливают движения ворсинок, например, гормон вилликинин, который образуется в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и в тощей кишке.

Всасывание в толстой кишке в нормальных условиях незначительно. Здесь происходит в основном всасывание воды и формирование каловых масс, В небольших количествах в толстой кишке могут всасываться глюкоза, аминокислоты, а также другие легко всасывающиеся вещества. На этом основании применяют питательные клизмы, т. е. введение легкоусваивающихся питательных веществ в прямую кишку.

Пассивный и активный механизмы всасывания . Всасывание может осуществляться с помощью различных видов транспорта. Пассивный транспорт осуществляется без затраты энергии по законам диффузии, осмоса и фильтрации. Более быстрый процесс - облегченная диффузия жирорастворимых веществ через клеточные мембраны. Путем диффузии и осмоса через слизистую переносятся вода, жирорастворимые соединения, недиссоциированные соли слабых кислот и слабых оснований.

Пассивные механизмы :фильтрация, силы капиллярности, силы осмоса, диффузия вещ.по градиенту концентрации, облегченная диффузия,персорбция

Активный транспорт , являясь однонаправленным, может осуществляться против концентрационного градиента, в результате чего создается несимметричное распределение веществ по обе стороны мембраны. Он связан с затратой энергии и угнетается при недостатке кислорода, снижении температуры или действии ингибиторов метаболизма. Скорость активного транспорта довольно высока. Таким образом всасываются аминокислоты, некоторые моносахара, кальций, витамин В12. Одной из разновидностей активного транспорта является пиноцитоз. При пиноцитозе плазматическая мембрана образует углубление вокруг мелких частичек всасываемого вещества, затем края мембраны смыкаются, образующийся пузырек отшнуровывается и продвигается внутрь клетки.

Активные механизмы :сокращение микроворсинок, пиноцитоз, активный транспорт при обязательном участии переносчика

Регуляция всасывания Нервный механизм осуществляется действием местных рефлексов,а также влиянием цнс

Местные рефлексы(интрамуральный механизм) осуществляется при участии клеток Догеля,которые регулируют активность ворсинок,адекватным раздражителем является химические и физические свойства химуса

Влияние ЦНС реализуется через парасимпатические нервы ˄, чревные нервы симпатической системы ˅.

Гуморальный механизм .Основным гумаральным агентом,стимулирующим всасывание, является вилликинин.Он посредством своего действия на гладкие мышцы усиливает сокращение макроворсинок кишечника.

Моторика желудочно-кишечного тракта: жевание, глотание. Моторика желудка и механизм эвакуации в 12-перстную кишку. Основные законы моторики ЖКТ. Роль балластных веществ в моторике.

Подробности

Переваривание происходит в два этапа:
1. Начальный этап - полостное пищеварение ; этот этап протекает в полости ЖКТ с участием свободно растворенных ферментов.
2. Окончательный этап - пристеночное пищеварение ; как следует из названия, этот этап протекает на стенке ЖКТ с участием ферментов, фиксированных на щеточной каемке эпителиальных клеток . Все ферменты пристеночного пищеварения - это ферменты кишечного сока, вырабатываемые железами стенки кишечника.

Переваривание белков.

Конечные продукты переваривания белков, способные всасываться - аминокислоты, ди- и трипептиды.
Белки - крупные сложные полимеры, поэтому для полного расщепления белков необходимо длительное воздействие протеолитических ферментов .
Переваривание белков начинается уже в желудке (полостное пищеварение) под действием фермента желудочного сока пепсина. Это необходимо для того, чтобы гидролизовать коллаген соединительной ткани, тем самым разрушить межклеточные связи и завершить превращение пищи в химус. Переваривание белков продолжается в полости тонкой кишки (полостное пищеварение) под действием ферментов поджелудочной железы, и завершается на щеточной каемке тонкой кишки (пристеночное пищеварение) под действием ферментов кишечного сока .

Переваривание углеводов.

Конечные продукты переваривания углеводов, способные всасываться,- почти исключительно моносахариды .
Углеводы пищи представлены в основном дисахаридами (сахароза, мальтоза, лактоза) и полисахаридами (крахмал, гликоген, целлюлоза), в меньшей степени моносахаридами (глюкоза, галактоза, фруктоза). Таким образом, большая часть углеводов должна гидролизоваться до моносахаридов.

Переваривание полисахаридов протекает в два этапа:
1) полостное пищеварение: под действием a-амилаз полисахариды (кроме целлюлозы!) постепенно расщепляются до дисахаридов (сначала в незначительной степени в полости рта и желудке под действием a-амилазы слюны, затем - в основном - в тонкой кишке под действием панкреатической a-амилазы);
2) пристеночное пищеварение: под действием дисахаридаз кишечного сока дисахариды расщепляются до моносахаридов.

Переваривание дисахаридов, разумеется, включает только второй этап. Моносахариды переваривания не требуют .
Переваривание углеводов начинается уже в полости рта под действием a-амилазы слюны и продолжается под действием этого фермента в желудке, пока пищевой комок полностью не пропитается желудочным соком. Это важно потому, что при длительном перерыве между приемами пищи необходимо прежде всего переварить полисахариды и всосать глюкозу - важнейший энергетический субстрат. Далее переваривание углеводов продолжается в полости тонкой кишки (полостное пищеварение) под действием a-амилазы поджелудочной железы, и завершается на щеточной каемке тонкой кишки (пристеночное пищеварение) под действием дисахаридаз кишечного сока.

Переваривание липидов.

Липиды пищи представлены в основном триглицеридами (в меньшей степени - фосфолипидами; общими свойствами с липидами обладает холестерин). В отличие от белков, углеводов и нуклеиновых кислот триглицериды являются мономерами, однако по сравнению с моноглицеридами они хуже всасываются. Поэтому триглицериды должны гидролизоваться до способных всасываться продуктов - моноглицеридов и жирных кислот .

Главная особенность переваривания липидов заключается в том, что они гидрофобны , и поэтому в водной среде кишечника стремятся образовывать капли; эти капли не могут проходить через щеточную каемку эпителия к мембране энтероцита для всасывания, в эти капли не могут проникать ферменты и т. п. Поэтому липиды должны быть превращены в мелкие несливающиеся частицы.

Этот процесс происходит в двенадцатиперстной кишке в два этапа :
1) эмульгирование липидов : под действием щелочной среды, лецитина и желчных кислот липиды переходят в эмульсию - взвесь мельчайших частиц. Однако эмульсия липидов недостаточно стабильна (липиды стремятся вновь сливаться в крупные капли), а частицы в эмульсии все же слишком велики для переваривания: липаза не способна проникать внутрь таких частиц и потому действует только на их поверхности;
2) образование мицелл : желчные кислоты, будучи амфифильными соединениями, присоединяются гидрофобным концом к липидам, а их гидрофильные концы остаются обращенными в водную среду полости кишечника. Эти частицы липидов, окруженные желчными кислотами, называются мицеллами. Они гораздо мельче частиц в эмульсии и существенно стабильнее.

В связи с этим процессы, происходящие при полостном и пристеночном пищеварении , в случае липидов иные, чем в случае белков и углеводов:
1) в ходе полостного пищеварения (в полости тонкой кишки) происходит эмульгирование липидов, образование мицелл и гидролиз триглицеридов до моноглицеридов и жирных кислот под действием панкреатической липазы (а также гидролиз фосфолипидов и эфиров холестерина под действием соответствующих панкреатических ферментов);
2) в ходе пристеночного пищеварения (на щеточной каемке энтероцитов тонкой кишки) происходит «раздевание» липидов : желчные кислоты отделяются от мицелл, а свободные липиды всасываются.
Таким образом, липиды - самый сложный для переваривания компонент пищи, и их переваривание особенно длительно.

Переваривание нуклеиновых кислот.

Конечные продукты переваривания нуклеиновых кислот, способные всасываться,- основания (пуриновые и пиримидиновые), фосфат и пентозы .
Переваривание нуклеиновых кислот протекает в два этапа:
1) полостное пищеварение: в полости тонкой кишки нуклеиновые кислоты под действием панкреатических нуклеазпостепенно расщепляются до нуклеотидов;
2) пристеночное пищеварение: под действием нуклеотидаз нуклеотиды расщепляются до фосфата и нуклеозидов, а затем под действием нуклеозидаз нуклеозиды расщепляются до пентоз и оснований (пуриновых и пиримидиновых). Нуклеотидазы и нуклеозидазы, как и другие ферменты пристеночного пищеварения, вырабатываются железами стенки кишечника.

ЗНАЧЕНИЕ ПРИСТЕНОЧНОГО ПИЩЕВАРЕНИЯ:

(1) высокая скорость гидролиза,

(2) в стерильной среде, т.к. микробы не проникают в «щеточную каемку» и не могут питаться продуктами гидролиза, которые

(3) тут же всасываются, т.к. заключительные стадии гидролиза сопряжены с транспортом мономеров через клеточную мембрану в энтероцит.

Пристеночное пищеварение важно для поглощения полезных микроэлементов и витаминов из потребляемых продуктов. В кишечнике за это ответственны микроскопические ворсинки, а кишечные ферменты увеличивают площадь контакта благодаря заполнению полостей выступающих мембран. Последние называются энтероцитами.

Суть обменных процессов

Пристеночное пищеварение является основным поставщиком полезных веществ из пищи в организм человека. В этой области происходит предварительное обеззараживание перевариваемой пищи за счет филаментов. Последние связываются с энтероцитами, образуя гликоликс.

Пристеночное пищеварение обеспечивает всасывание 80% микроэлементов. Остальные 20% растворяются в полости кишечника. Через мембраны полезные вещества поступают напрямую в транспортную систему.

В кишечнике пища переваривается в два взаимозависимых этапа: полостное и пристеночное пищеварение. Первое начинается ещё в желудке, и в организм сразу поступают уже освобожденные от связей микроэлементы.

Окончательный этап

Значение пристеночного пищеварения заключается в улавливании разложенных частиц после полостного расщепления. Окончательное всасывание веществ происходит благодаря действию желудочного сока. Нарушение этих процессов напрямую влияет на общее состояние организма человека.

Этапы пристеночного пищеварения взаимозависимы. Нарушение одного из процессов влияет на состав кишечного сока. От состава среды в полости желудка также зависит обмен веществ.

Начальный этап пищеварения происходит во время пережевывания продуктов. Слюна расщепляет микроэлементы, которые легче всасываются в тонком кишечнике. Поэтому важно насыщать слюной не только твердые продукты, но и их производные в жидком виде.

Растворение сложных веществ

Белки относятся к тяжелорастворимым веществам. Особые элементы пепсины атакуют пищу ещё в полости желудка. Целью процесса является нарушить существующие межклеточные связи и разложить их на простейшие вещества. Получаемый состав внутреннего содержимого кишечника называют химус.

В этой среде становится возможным пристеночное пищеварение. В тонком кишечнике оно происходит наиболее активно. Сок является средством растворения химуса. Он облегчает перенос веществ за счёт увеличения площади контакта пищи с мембранами.

Полисахариды и дисахариды

Углеводы поступают в пищеварительную систему в состоянии сложных связей. Требуется длительное расщепление на моносахариды. Только в таком состоянии возможно их всасывание мембранами.

В идеале углеводы должны распадаться на глюкозы, фруктозы и галактозы. Дисахариды состоят из следующих элементов:

1. Лактоза.
2. Мальтоза.
3. Сахароза.

Полисахариды содержат:

1. Крахмал.
2. Целлюлозу.
3. Гликоген.

Первоначально полисахариды распадаются на дисахариды. Растворяет их вещество пищеварительной системы а-амилаза, которая содержится в слюне и кишечном соке. Моносахариды получаются благодаря веществам дисахаридазам в полости желудка и тонкой кишки. Для получения энергии необходима глюкоза. Она является источником энергии.

Нарушение пристеночного пищеварения влияет на физические способности человека. При недостаточном поступлении глюкозы в организм замедляются практически все процессы жизнедеятельности. Становится невозможным восполнять утраченные клетки. Множество заболеваний связано с процессом расщепления пищи и всасыванием простых микроэлементов.

Липиды и кислоты

Наиболее сложными для растворения веществами являются именно липиды. Состоят они из двух составляющих:

1. Триглицериды распадаются на моноглицериды и жирные кислоты.
2. Фосфолипиды.

Аналогичные липидам свойства наблюдают у вещества холестерин. Однако триглицериды всасываются мембранами кишечника намного сложнее. Это происходит из-за их особенности в жидкой среде собираться в каплю. Через её стенки ферменты кишечного сока уже проникнуть не могут.

Липиды перевариваются в условиях, когда они не сцепляются с жидкостью. Так, процесс пищеварения начинается во рту, желудке и продолжается в кишечнике. Выпитый стакан воды, чая или другого напитка сразу после обеда или ужина блокирует возможности нормального пищеварения. Часто триглицериды продвигаются глубоко по пищеварительному тракту так и не переварившись.

Однако организм активно борется с этим за счёт следующих веществ:

• Лецитин, желчная кислота, щелочная среда — преобразуют липиды в эмульсию. Состав смеси уже представляет собой очень малые частицы.
• связываются с липидами, образуя мицеллы — более малые вещества. Мицеллы уже отделяются у стенок кишечника от желчных кислот и всасываются по отдельности мембранами.

Кислоты нуклеиновые распадаются на фосфат и пентозу. Для реализации этого происходит двухэтапное расщепление пищи. В начале полостного пищеварения сложные составляющие распадаются на нуклеотиды.

Второй этап пристеночного расщепления разделяет вещества на простейшие:

1. Нуклеозиды в свою очередь распадаются пентозы и основания.
2. Фосфат.

Расщепление кислот происходит за счёт ферментов кишечника нуклеотидаз.

Отклонения в обмене веществ

Процессы пристеночного пищеварения быстро нарушаются под негативным влиянием бактерий, сбоя работы надпочечников, от приема плохой пищи. Влияют на состав кишечного сока запоры, длительные перерывы в приёме питательных веществ. Моторика кишечника обеспечивает оптимальную скорость движения химуса по кишечнику. Её изменение сказывается на усваиваемости всех микроэлементов.

На скорость всасывания микроэлементов влияние оказывают некоторые вещества: гормональные препараты, серотонин, секретин. Доказано участие в пищеварении центральной нервной системы. Наркоз, ваготомия значительно замедляют обменные процессы в организме.

Некоторые вещества могут ускорять секрецию кишечника: гастрин, энтерокинин, инсулин. Каждое лекарственное средство оказывает влияние на пищеварение. С учетом этого используется комбинированный приём препаратов, устраняющий негативные факторы, меняющие состав кишечного сока.