Пищеварение - это совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи и химическое расщепление макромолекул питательных веществ на компоненты, пригодные для всасывания и участия в обмене веществ. У большинства животных для осуществления этих процессов имеется специализированная система органов, называемая пищеварительным, или желудочно-кишечным, трактом.
Поступившая в пищеварительный тракт пища перерабатывается под действием гидролитических ферментов. Они расщепляют питательные вещества либо в самих сек-ретирующих эти ферменты клетках (внутриклеточное пищеварение), либо вне клеток, иногда на значительном расстоянии от них (внеклеточное пищеварение).
Для гетеротрофных протистов, низших колониальных животных (например, губок) характерно внутриклеточное пищеварение. Однако в процессе исторического развития органического мира все более важную роль приобретает внеклеточное пищеварение, позволяющее использовать крупную по размерам пищу.
У кишечнополостных осуществляется смешанное пищеварение - как внеклеточное, так и внутриклеточное. У гидры захваченная щупальцами крупная добыча (дафнии, циклопы) поступает через рот в кишечную полость, где под действием пищеварительных ферментов, выделяемых железистыми клетками эндодермы, начинает перевариваться. Комок пищи распадается на мелкие полупереваренные частички, которые заглатываются (фагоцитируются) пищеварительными клетками эндодермы путем образования ложноножек, в которых окончательно перевариваются. Растворимые продукты переварива-
Смешанное пищеварение xaрактерно также для сосальщиков (плоские черви) и некоторых кольчатых червей.
Внеклеточное, или дистантное, пищеварение наблюдается у большинства типов животных, а| также у бактерий и грибов. Оно может осуществляться и за пределами организма. Например, некоторые насекомые и паукообразные 1 вводят пищеварительные ферменты в пойманную добычу, а бактерии и грибы выделяют их в окружающую среду, способствуя тем самым частичному перевариванию органических веществ.
У высших многоклеточных животных внеклеточное пищеварение происходит в специализированных полостях желудочно-кишечного тракта (полостное пищеварение). Полостное пищеварение свойственно также круглым червям, большинству кольчатых червей, членистоногим, моллюскам и хордовым.
У высокоразвитых животных (начиная с типа Круглые черви) пищеварительный тракт представлен сквозной трубкой, на одном конце которой расположен рот, куда поступает пища, а на другом - анальное отверстие, через которое удаляются непереваренные остатки пищи. Это позволяет осуществлять «конвейерный» процесс пищеварения. Пища может перемещаться лишь в одном направлении, так что животное продолжает поглощать пищу, в то время как пища, съеденная ранее, еще переваривается. При этом разные участки пищеварительного тракта специали! жируются на выполнении одной или нескольких функций.
У большинства животных на переднем конце пищеварительного тракта расположены структуры, выполняющие функцию измельчения пищи. У млекопитающих - это зубы, у черепах и птиц - клюв, у большинства моллюсков (кроме двустворчатых) - терка, у птиц - мускульный желудок. Механическое измельчение пищи увеличивает поверхность пищевых частиц, повышая эффективность воздействия пищеварительных ферментов.
У дождевых червей и у некоторых членистоногих имеется не только глотка, втягивающая пищу, о и зоб позади глотки, который представляет собой расширенную часть пищевода, где накапливается пища.
Пищеварительные ферменты у животных с полостным пищеварением образуются в кишечном эпителии и крупных пищеварительных железах (слюнных и поджелудочной - у хордовых, в железах средней кишки - у беспозвоночных). Эпителий кишечника, кроме пищеварительных ферментов, выделяет гормоны, которые регулируют процесс пищеварения, а также слизистый секрет муцин, предотвращающий самопереваривание стенок пищеварительного тракта.
У ряда организмов наблюдается также мембранное, или пристеночное, пищеварение. Оно осуществляется ферментами, расположенными на структурах клеточной мембраны. Например, у большинства высокоорганизованных животных оно происходит на поверхности эпителиальных клеток кишеч-
Под действием пищеварительных ферментов сложные органические вещества расщепляются до простых, способных проникнуть через стенку пищеварительного тракта в жидкости внутренней среды организма. Белки расщепляются до аминокислот протеолитическими ферментами (протеазами), углеводы - до моносахаридов амило-литическими ферментами (амилазами), жиры - до глицерола и жирных кислот липолитическими ферментами (липазами). Каждый отдел пищеварительного тракта специализируется на расщеплении определенных видов органических веществ.
Всасывание питательных веществ. По мере продвижения по кишечнику пища не только переваривается, но и всасывается. Так, например, у человека всасывание происходит в основном в тонком кишечнике. Стенки кишечника хорошо приспособлены для осуществления этого процесса (рис. 4.9). На поверхности слизистой оболочки кишечника расположены многочисленные кишечные ворсинки. В свою очередь, клетки поверхностного эпителия таких ворсинок имеют мельчайшие выросты на поверхности своих наружных мембран - микроворсинки. Благодаря такому строению кишечник имеет огромную всасывательную поверхность.
Аминокислоты и моносахариды всасываются клетками эпителия, откуда затем переправляются в кровеносные капилляры ворсинок кишечника, а продукты расщепления жиров - в лимфатический сосудик ворсинки.
Аминокислоты используются для синтеза новых белков цитоплазмы клеток, восстановления поврежденных участков тела, образования ферментов и гормонов, а также на другие нужды. Лишние аминокислоты в запас не откла-
дываются и подвергаются в печени дезаминированию. При этом от них отщепляются аминогруппы, которые преобразуются в мочевину. Мочевина доставляется с кровью в почки и выводится из организма с мочой.
Пищеварение – это процесс расщепления макромолекул питательных веществ до более простых компонентову, способных использоваться клетками организма. Пищеварение может быть внеклеточным и внутриклеточным.
1. Присуще ли пищеварение бактериям и грибам?
2. Чем различаются между собой разные типы пищеварения?
3. Какое значение имеет механическое измельчение пищи и где оно осуществляется у животных разных групп?
4. Что такое процесс всасывания и как он осуществляется в пищеварительном тракте человека?
Всасывание продуктов переваривания липидов имеет свои особенности. Так, всасывание жирных кислот зависит от длины углеводородной цепи. Короткоцепочечные жирные кислоты (до 10-12 углеродных атомов) транспортируются простой диффузией внутрь кишечного эпителия. Длинноцепочечные жирные кислоты (более 14 углеродных атомов) образуют транспортные комплексы с желчными кислотами. Эти комплексы называют холеиновыми кислотами. В таком виде жирные кислоты проходят через мембрану кишечного эпителия. Можно считать, что это облегченный транспорт, где роль переносчика выполняют желчные кислоты. Внутри стенки кишечника холеиновый комплекс распадается, и желчные кислоты уходят в кровь портальной вены и в печень. Из печени они вновь возвращаются с желчью в кишечник. Этот кругооборот называют кишечно-печеночной циркуляцией желчных кислот.
Частично липиды всасываются в виде триацилглицеринов (около 3-6%) путем пиноцитоза и значительная часть (до 50%) - в виде 2-моноацилглицеринов. Последние переходят мембранный барьер простой диффузией.
Кроме того, легко всасываются глицерин, фосфаты в виде натриевых и калиевых солей, холин и другие спирты, сфингозин и холестерин. Часть продуктов неполного гидролиза фосфолипидов, например фосфатидилхолин, тоже всасываются в кишечнике. Особенности транспорта их еще неясны, хотя частично они всасываются путем пассивного транспорта, а для некоторых из них обнаружены переносчики.
Продукты переваривания липидов, поступившие в слизистую кишечника в результате всасывания, транспортируются в кровь и лимфу. Такие продукты гидролиза липидов, как короткоцепочечные жирные кислоты, глицерин, фосфаты, холин и другие спирты глицерофосфатидов, хорошо растворимы и поступают из слизистой кишечника в кровь воротной вены и далее в печень. Некоторая часть продуктов неполного гидролиза фосфолипидов (глицерофосфохолин, глицеролфосфат), всосавшихся из кишечника, также обнаруживается в крови воротной вены.
Длинноцепочечные жирные кислоты, холестерин, некоторая доля всосавшихся триацилглицеринов, моноацилглицерины и большая часть переваренных фосфолипидов обнаруживаются в лимфе. Однако прежде чем поступить в лимфу, в кишечной стенке липиды подвергаются ресинтезу.
В эпителии кишечника наблюдается ресинтез триацилглицеринов, фосфолипидов и эфиров холестерина.
Биологическая роль ресинтеза липидов состоит в том, что в стенке кишечника образуются липиды, более свойственные организму человека, а не пищевому жиру, который может резко отличаться по физико-химическим показателям от липидов человека.
Источником ресинтеза триацилглицеринов служат глицерин, моноацил-глицерин, поступившие в клетку в ходе всасывания, и жирные кислоты. Поскольку все отличия в составе триацилглицеринов определяются составом жирных кислот, то при ресинтезе липидов используются собственные жирные кислоты с длинной цепью, образовавшиеся в самом кишечном эпителии из предшественников. Лишь часть всосавшихся жирных кислот пригодна для ресинтеза и тоже используется в этом процессе.
То же самое происходит при ресинтезе фосфолипидов и эфиров холестерина. На их сборку тоже идут жирные кислоты, свойственные данному виду организма. Примерно 70% свободного холестерина, поступившего при всасывании, расходуется на образование эфиров холестерина.
Транспорт ресинтезированных в кишечнике липидов происходит следующим образом. Некоторая часть фосфолипидов, образовавшихся при ресинтезе, поступает в кровь воротной вены благодаря их гидрофильности. Остальные фосфолипиды, все триацилглицерины, эфиры холестерина и свободный холестерин переносятся с лимфой. Ввиду их нерастворимости перенос осуществляется с помощью транспортных форм липидов.
Ресинтезированные в кишечнике липиды транспортируются в составе хиломикронов. Белковая часть их - аполипопротеид - образуется в эпителии кишечника. Формируются хиломикроны из аполипопротеида, придающего им растворимость, и ресинтезированных липидов, основную долю которых, около 90%, составляют триацилглицерины. Кроме того, в них входят фосфолипиды, эфиры холестерина и свободный холестерин. Негидролизованные триацилглицерины, которые попадают в кишечник, также входят в хиломикроны вместе с ресинтезированными триацилглицеринами.
Хиломикроны переходят из эпителия кишечника в грудной лимфатический проток при приеме большого количества жирной пищи лимфа приобретает молочнообразный вид от взвешенных хиломикронов. Из грудного лимфатического протока хиломикроны поступают в кровь, которая становится мутной, резко опалесцирующей (такая плазма крови называется липемической). В крови хиломикроны, а точнее, входящие в них триацилглицерины, расщепляются липопротеидлипазой. Этот фермент образуется в печени, жировой ткани, легких, эндотелии сосудов и т. д. в неактивном виде. Активируется он кофактором - гепарином. В ответ на поступление хиломикронов в кровь из тучных клеток соединительной ткани туда поступает гепарин, активирующий липопротеидлипазу. Последняя гидролизует триацилглицерины в составе хиломикронов на глицерин и жирные кислоты. В результате этого хиломикроны распадаются и плазма крови просветляется.
Жирные кислоты тут же акцептируются альбуминами плазмы и доставляются к тканям и органам. Глицерин находится в растворимом виде и тоже с током крови поступает к органам. Основная часть жирных кислот и глицерина потребляется жировой тканью где происходит депонирование их в виде триацилглицеринов, а также сердцем, печенью и другими органами, в которых они окисляются для энергетических целей.
WikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали авторы-волонтеры.
Количество источников, использованных в этой статье: . Вы найдете их список внизу страницы.
Нарушение всасывания, или мальабсорбция − это состояние, при котором из-за воспаления, заболевания или травмы тонкого кишечника плохо всасываются поступающие в него питательные вещества. Мальабсорбция может возникнуть вследствие многих причин, таких как рак, глютеновая болезнь, гранулематозная болезнь (болезнь Крона). Вовремя выявив симптомы и предприняв необходимые меры, вы сможете излечиться от нарушения всасывания и предотвратить его появление в будущем.
Шаги
Часть 1
Распознавание симптомовОзнакомьтесь с факторами риска мальабсорбции. Нарушение всасывания может возникнуть у любого, но существуют факторы, повышающие риск этого заболевания. Знание этих факторов поможет вам вовремя выявить болезнь и успешно излечиться от нее.
Выявите возможные симптомы. При мальабсорбции наблюдается множество симптомов различной степени тяжести, в зависимости от того, какие именно питательные вещества не всасываются кишечником. Своевременное распознавание симптомов поможет вам как можно скорее начать правильное лечение.
Понаблюдайте за своим организмом. Если вы подозреваете, что у вас развивается мальабсорбция, внимательно присмотритесь к тому, как функционирует ваш организм. Это поможет вам не только обнаружить соответствующие симптомы, но и своевременно поставить диагноз и начать лечение.
Обратите внимание на общую слабость. Нарушение всасывания лишает ваш организм жизненных сил. Это может проявляться в том, что кости становятся более хрупкими, а мышцы - слабыми. Обратив внимание на ухудшившееся состояние своих костей, мышц и даже волос, вы сможете вовремя распознать мальабсорбцию и начать лечение.
Часть 2
Постановка диагноза и лечениеПосетите врача. Если у вас наблюдается один или несколько из вышеперечисленных симптомов и/или вы относитесь к группе повышенного риска, немедленно обратитесь к врачу. Ранняя постановка диагноза позволит своевременно начать лечение.
Опишите врачу свои симптомы. Перед посещением доктора вспомните испытываемые вами тревожные симптомы и запишите их. Так вы легче сможете объяснить врачу свое состояние, не упустив из виду никакой важной информации.
Сдайте все необходимые анализы, пройдите исследования и получите диагноз. Если доктор сочтет, что у вас возможно нарушение всасывания, после общего осмотра и изучения истории болезни он или она может назначить вам дополнительные анализы и исследования, чтобы исключить вероятность других заболеваний. Результаты этих анализов и исследований смогут подтвердить диагноз мальабсорбции.
Сдайте кал на анализ. Если врач заподозрит у вас мальабсорбцию, скорее всего, вам придется сдать пробу кала. Анализ кала позволит подтвердить диагноз и составить эффективный план лечения.
Могут потребоваться анализы крови и мочи. Если врач заподозрит у вас нарушение всасывания, он или она может попросить вас сдать на анализ кровь и мочу. Эти анализы помогают выявить приводящий к анемии недостаток определенных питательных веществ, таких как белки, витамины и микроэлементы.
Будьте готовы к исследованиям, позволяющим увидеть то, что происходит внутри вашего организма. Чтобы проверить ущерб, нанесенный вашему организму мальабсорбцией, врач может направить вас на рентгеновское и/или ультразвуковое исследование, а также на компьютерную томографию, которые позволят лучше оценить состояние вашего кишечника.
Подумайте о том, чтобы пройти водородный дыхательный тест. Врач может направить вас на водородный дыхательный тест. Этот тест позволит выявить непереносимость лактозы и нарушение всасывания подобных ей сахаров, а также наметить соответствующий план лечения.
Сбор образцов клеток для биопсии. Менее инвазивные методы могут указывать на проблемы в вашем кишечнике, связанные с нарушением всасывания. Чтобы выявить эти проблемы, врач может взять образец ткани кишечника для дальнейших лабораторных анализов.
Возмещайте недостающие питательные вещества. После того, как врач определит, какие именно вещества не всасываются в вашем кишечнике, он или она выпишет витамины и пищевые добавки, восполняющие недостаток этих веществ в организме.
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 .
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.
