Где всасываются питательные вещества. Функция всасывания веществ в кишечнике

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Какие процессы включает в себя питание и каково их значение для организма человека?

Питание - процесс поглощения пищи живыми организмами для поддержания нормального течения физиологических процессов жизнедеятельности, в частности, для восполнения запаса энергии и реализации процессов роста и развития. Животные и другие гетеротрофные организмы должны есть, чтобы выжить; их рацион и процесс поглощения питательных веществ зависит от биологического класса, к которому они относятся. У человека и животных питание является обычным видом повседневной деятельности.

ВОПРОСЫ К ПАРАГРАФУ

Вопрос 1. Что такое всасывание питательных веществ?

Важнейшей составляющей процесса питания является всасывание питательных веществ во внутреннюю среду организма человека через мембраны эпителиальных тканей, выстилающие внутреннюю поверхность пищеварительного канала. Всасывание веществ может осуществляться во всех его отделах.

Вопрос 2. Какова роль ворсинок в процессе всасывания веществ?

Эпителий кишечника образует ворсинки, внутри которых имеются разветвления кровеносных капилляров, а также начинаются лимфатические слепо замкнутые капилляры. Ворсинки увеличивают общую всасывающую поверхность соответствующих органов. Например, общая поверхность ворсинок в кишечнике достигает 200 м2.

Вопрос 3. Чем различаются процессы всасывания воды и продуктов расщепления белков, жиров и углеводов?

Продукты переваривания белков и углеводов всасываются непосредственно в кровь, попадая через ворсинки в кровеносные капилляры, а вот продукты переваривания жиров всасываются в лимфатические капилляры.

Вопрос 4. Какие процессы, связанные с питанием, происходят в толстом кишечнике?

Главная функция толстой кишки состоит в том, чтобы отделить оставшуюся воду от непереваренных остатков пищи. Вода в толстой кишке всасывается в кровь, а непереваренные остатки попадают в прямую кишку и удаляются из организма.

На основании анализа и обобщения имеющихся у вас знаний установите взаимосвязь кровеносной и пищеварительной систем человека. Отобразите эту взаимосвязь в виде карты понятий. Обсудите свои варианты в классе.

В пищеварительной системе в кровь всасываются питательные вещества, а затем кровь разносит их клеткам всего тела.

ПОДУМАЙТЕ!

Какое значение для пищеварения человека имеет то, что внутреннюю поверхность ротовой полости выстилает многослойный эпителий, а поверхность кишечника - однослойный?

Ротовая полость предназначена для поступления жёсткой и твёрдой непереваренной, не обработанной соляной кислотой желудка, ферментами желез и желчью пищи, она чаще травмируется, соприкасаясь с внешней средой, содержащей патогенные микроорганизмы. Поэтому ее выстилает многослойный эпителий.

Кишечник предназначен для всасывания в основном переваренной пищи. Питательные вещества лучше будут всасываться через однослойный эпителий.

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. Гидролиз оставшихся связей обеспечивает пристеночное или мембранное пищеварение. Оно осуществляется ферментами адсорбированными на мембранах энтероцитов. На мембране энтероцита имеется до 3000 микроворсинок. Они образуют щеточную кайму.

На гликокаликсе каждой микроворсинки фиксируются молекулы ферментов поджелудочного и кишечного соков. Причем их активные группы направлены в просвет между микроворсинками. Благодаря этому поверхность слизистой кишки приобретает свойство пористого катализатора. Скорость гидролиза молекул пищевых веществ увеличивается в сотни раз. Кроме того, образующиеся конечные продукты гидролиза концентрируются у мембраны энтероцитов. Поэтому пищеварение сразу переходит к процесс всасывания и образовавшиеся мономеры быстро переходят в кровь и лимфу. Т.е. формируется пищеварительно-транспортный конвейер. Важной особенностью пристеночного пищеварения является и то, что оно протекает в стерильных условия, т.к. бактерии и вирусы не могут попасть в просвет между микроворсинками.

Всасывание

Всасывание - это совокупность физиологических и физико-химических процессов транспорта питательных веществ, минеральных соединений и витаминов из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость). Всасывание веществ осуществляется на всем протяжении пищеварительного тракта. Но интенсивность этого процесса в разных ее отделах не одинакова. В ротовой полости всасывание компонентов пищи осуществляется в ничтожно малых объемах.

В желудке всасывается небольшое количество воды, минеральных солей, аминокислот, глюкозы. В значительном количестве из желудка всасывается алкоголь. Основным местом всасывания питательных веществ, минеральных солей и воды является слизистая оболочка тонкого кишечника. В толстом кишечнике всасываются вода, некоторые минеральные соли и продукты микробного гидролиза компонентов пищи. Слизистая оболочка тонкого кишечника представляет собой специализированный орган всасывания.

Высокая интенсивность всасывания из тонкой кишки тесно сопряжена с высокой эффективностью гидролиза пищевых веществ, обусловленной механизмом мембранного пищеварения и пространственной близостью встроенных в мембрану энтероцита молекул ферментов и транспортных систем продуктов гидролиза.

Моторная деятельность тонкой кишки и ее регуляция

Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее содержимого (химуса) с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену его слоя у слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давления, способствующего фильтрации растворов из полости кишки в кровь и лимфу. Следовательно, моторика тонкой кишки 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: 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 мышечной оболочки. При этом содержимое кишки делится на части. Данными сокращениями достигаются перемешивание химуса и повышение давления в каждом сегменте.

· Маятникообразные сокращения обеспечиваются продольными мышцами и участием в сокращении циркулярных мышц. При этом происходят перемещение химуса вперед - назад и слабое поступательное движение его в каудальном направлении.

· Перистальтическая волна, состоящая из перехвата и расширения тонкой кишки, продвигает химус в каудальном направлении.

· 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 перемещаться с очень малой скоростью. Тонические сокращения суживают просвет кишки на большом ее протяжении.

Регуляция моторики тонкой кишки .

Моторика тонкой кишки регулируется миогенными, нервными и гуморальными механизмами. Миогенные механизмы обеспечивают автоматию кишечных мышц и сократительную реакцию на растяжение кишки. Однако организованная фазная сократительная деятельность стенки кишки реализуется нейронами мышечно-кишечного миэнтерального (ауэрбахово) нервного сплетения, обладающими ритмической фоновой активностью. Кроме осцилляторов энтеральных метасимпатических узлов имеются два «датчика» ритма кишечных сокращений - первый у места впадения в двенадцатиперстную кишку общего желчного протока, второй - в подвздошной кишке. Деятельность этих «датчиков» и узлов энтерального нервного сплетения контролируется нервными и гуморальными механизмами.

Парасимпатические влияния преимущественно усиливают, симпатические тормозят моторику тонкой кишки. Моторику изменяют раздражения спинного и продолговатого мозга, гипоталамуса, лимбической системы, коры больших полушарий. Раздражения ядер передних и средних отделов гипоталамуса преимущественно возбуждают, а заднего - тормозят моторику желудка, тонкой и толстой кишки.

Акт еды тормозит, а затем усиливает кишечную моторику. В дальнейшем она определяется физическими и химическими свойствами химуса: грубая, богатая неперевариваемыми в тонкой кишке пищевыми волокнами и жирами пища ее усиливает.

Питание — важнейшая вещь для каждого человека. Организм нуждается в огромном количестве химических веществ. Они регулируют его работу и являются строительным материалом для новых клеток. Неправильное питание — причина большинства заболеваний, терроризирующих современного человека. Поэтому информация о том, как работает пищеварение, будет полезна каждому, независимо от вкусов и предпочтений. Давайте узнаем, где происходит всасывание питательных веществ в организме человека.

Ротовая полость

Полезные микроэлементы из пищи начинают усваиваться ещё во рту. Во время приёма еды выделяется слюна, которая содержит в себе ферменты, помогающие расщепить сложные вещества. Находясь во рту, пища пропитывается слюной и превращается в более-менее однородную массу. К сожалению, она находится в ротовой полости в течение короткого промежутка времени, поэтому поступления питательных веществ на этой стадии незначительны. Чтобы изменить эту досадную тенденцию, нужно долго и тщательно пережёвывать пищу. Все знают об этом, но практически никто не следует этому простому правилу.

Раз из ротовой полости почти не поступают в кровь, то эта стадия пищеварения бесполезна? Ни в коем случае! Слюна, которой пропитывается еда, принимает активное участие в процессах пищеварения, проходящих в желудке. Поэтому не стоит недооценивать важность пищеварительных трансформаций, которые происходят во рту.

Желудок

Одно из мест, где питательные вещества поступают в кровь, — желудок. Измельчённая и пропитанная слюной пища проходит через пищевод и оказывается в этом органе, где её ждёт следующая стадия пищеварительного процесса. Желудок вырабатывает соляную кислоту, слизь и ферменты. Именно в его глубинах всасывается основное количество воды, а также минералы и аминокислоты, которые уже успели расщепиться. Некоторое количество глюкозы тоже всасывается в желудке.

Алкоголь, как многие убедились на собственном опыте, тоже усваивается именно здесь. Поэтому, если принимать его на голодный желудок, то эффект наступает быстро, что частенько приводит к плачевным последствиям. Если же употребление алкогольных напитков проходит вместе с приёмом пищи, то ядовитое вещество медленнее усваивается, и эффект проявляется не так стремительно и беспощадно.

Тонкий кишечник

Основное место, где происходит всасывание питательных веществ в кровь, — это кишечник. Именно он является главным в котором функционируют наиболее важные процессы. В тонком кишечнике происходит наиболее интенсивное и эффективное усвоение полезных элементов из пищи. Этим он обязан своему строению — поверхность тонкой кишки покрыта легионами ворсинок, что увеличивает площадь поглощения в сотни раз. Благодаря такой конструкции основные питательные вещества поступают в кровь через ворсинки При их сокращении усвоенные элементы попадают в кровь, а во время расслабления свободное место заполняется новой порцией веществ. Также ворсинки способствуют механическому продвижению пищи по кишечнику.

В толстой кишке проходит заключительный этап пищеварительной цепочки. Здесь усваиваются остатки воды, некоторые мономеры и витамины, а также соли. Если предыдущие этапы усвоения пищи прошли хорошо, то в толстый кишечник попадает масса, почти лишённая питательных веществ. Поэтому после финального этапа усвоения из остатков пищи будут сформированы каловые массы, которые проследуют к выходу.

Кишечник — не только место, где питательные вещества поступают в кровь. На самом деле именно он отвечает за иммунитет человека. Помимо этого, микрофлора, обитающая в кишечнике, вырабатывает витамины группы В, витамин К, а также некоторые аминокислоты, многие из которых признаны незаменимыми. Развитие полезной микрофлоры и уничтожение патогенной — важная задача в деле сохранения здоровья.

Микрофлора

Полезные бактерии, населяющие кишечник, являются жизненно необходимыми обитателями нашего организма. Они являются ключевым звеном иммунной системы, без которого немыслима нормальная работа защитных механизмов. Также многие незаменимые вещества, участвующие в построении новых клеток, вырабатываются именно благодаря микроорганизмам, населяющим наш кишечник.

Логично было бы заботиться о драгоценной микрофлоре, всячески её оберегать и подкармливать. Но большинство людей совершают прямо противоположные действия, прикладывая уйму усилий для уничтожения полезных микроорганизмов. Более того, они не только убивают полезные бактерии, но и создают в кишечнике условия, идеально подходящие для зарождения патогенной микрофлоры. Такое положение дел вызвано тем, что современный человек употребляет в пищу продукты, не являющиеся едой. Например, полуфабрикаты, фастфуды, всевозможные закуски, щедро посыпанные химикатами.

Загрязнение кишечника

Чтобы держать в чистоте место, где питательные вещества поступают в кровь, нужно питаться здоровой пищей, не употреблять за один приём Например, не стоит совмещать белковую пищу с углеводной, молочные продукты лучше есть отдельно от всего, как и фрукты. Также не будет лишним ввести побольше овощей в свой рацион. Волокна, из которых они состоят, пройдут по кишечнику, удаляя нечистоты, скопившиеся на его стенках.

Что происходит с питательными веществами?

После попадания в кровь полезные вещества и микроэлементы начинают разноситься в клетки тканей, составляющих наш организм. Там они принимают участие в обмене веществ, или метаболизме. Обменные процессы невероятно важны для поддержания нашей жизнедеятельности, так как именно благодаря им образуются необходимые белки, аминокислоты и другие кирпичики, из которых построено человеческое тело. Стройматериалы проходят долгий путь от места, где происходит всасывание питательных веществ у человека, до каждого органа, любой клеточки нашего организма.

Слаженный и гармоничный обмен веществ закладывает прочный фундамент для построения здорового тела. Тот человек, чей метаболизм в порядке, имеет крепкое здоровье, массу энергии и хорошее настроение. Если же этот процесс будет нарушен, то проблемы не заставят себя долго ждать. Это может привести к нарушениям в работе эндокринной системы, подагре, избытку холестерина, нарушению психического развития и многим другим нехорошим вещам.

Важность усвоения пищи

Важность мест, где питательные вещества поступают в кровь, трудно переоценить. Здоровье всего организма зависит от их слаженной и гармоничной работы. Если возникнет проблема с желудком или с кишечником, то строительные материалы для обновления клеток перестанут поступать. А это чревато массой проблем как с физическим здоровьем, так и с психическим.

Задача человека — всеми возможными способами помогать этим жизненно важным процессам или хотя бы не мешать им. Питайтесь здоровой пищей, и ваша жизнь засияет новыми красками!

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.