Пищеварение в тонком кишечнике. Функция всасывания веществ в кишечнике

Всасывание продуктов пищеварения в кишечнике происходит через микроворсинки эпителиальных клеток, выстилающих ворсинки подвздошной кишки. Моносахариды, дипептиды и аминокислоты всасываются в эпителий ворсинок, а затем путем диффузии или активного транспорта попадает в кровеносные капилляры. Кровеносные капилляры, выходящие из ворсинок, соединяясь, образуют воротную вену печени, по которой всосавшиеся продукты переваривания поступают в печень. С жирными кислотами и глицерином иначе. Поступив в эпителий ворсинок, они вновь превращаются здесь в жиры, которые затем переходят в лимфатические сосуды. Присутствующие в этих лимфатических сосудах белки обволакивают молекулы жира, образуя липопротеиновые шарики -хиломикронами , которые поступают в кровяное русло. Дальше липопротеиновые шарики гидролизуются ферментами, присутствующими в плазме крови, и образующиеся при этом жирные кислоты и глицерин поступают в клетки, где они могут использоваться в процессе дыхания или откладываются в запас в виде жира в печени, мышцах, брыжейке и подкожной жировой ткани.

В тонком кишечнике происходит также всасывание неорганических солей, витаминов и воды.

Моторика пищеварительного тракта

Находящаяся в пищеварительном тракте пища подвергается воздействию целого ряда перистальтических движений. В результате чередующихся ритмических сокращений и расслаблений стенок тонкого кишечника возникает его ритмическая сегментация, при которой последовательно сокращаются небольшие участки стенок, благодаря чему пищевой комок приходит в тесное соприкосновение со слизистой кишечника. Кроме того, кишечник совершает маятникообразные движения, когда петли кишечника внезапно резко укорачиваются, проталкивая пищу из одного конца в другой, в результате чего она хорошо перемешивается. Существует пропульсивная перестальтика, продвигающая пищевой комок по пищеварительному тракту. Илеоцекальная заслонка периодически открывается и закрывается. При открывании заслонки пищевой комок небольшими порциями поступает из подвздошной кишки в толстый кишечник. Когда заслонка закрыта, доступ пищевого комка в толстый кишечник прекращается.

Толстый кишечник

В толстом кишечнике происходит всасывание основной массы воды и электролитов, тогда как некоторые метаболические шлаки и избыток электролитов, и прежде всего кальция и железа, выделяются в виде солей. Слизистые клетки эпителия секретируют слизь, которая смазывает становящиеся все более твердыми остатки пищи, называемые каловыми массами. В толстом кишечнике обитает множество симбиотических бактерий, синтезирующих аминокислоты и некоторые витамины, в том числе витамин К, которые всасываются в кровяное русло.

Каловые массы состоят из мертвых бактерий, целлюлозы и других растительных волокон, отмерших клеток слизистой, слизи, холестерола. Производных желчных пигментов и воды. Они могут оставаться в толстой кишке в течение 36 часов, прежде чем достигнут прямой кишки, где они прямой кишки, где они непродолжительной время хранятся, а затем выделяются через анальное отверстие. Вокруг анального отверстия имеются два сфинктера: внутренний, образованный гладкими мышцами и находящийся под контролем вегетативной нервной системы, и наружный, образованный поперечно-полосатой мышечной тканью и находящийся под контролем ЦНС.

Выделяют органы ротовой полости, пищевод, желудочно-кишечный тракт и вспомогательные органы. Все части пищеварительной системы функционально связаны между собой – в ротовой полости начинается обработка пищи, а в желудке и кишечнике обеспечивается окончательная обработка продуктов.

Тонкий кишечник человека представляет собой часть пищеварительного тракта. Этот отдел отвечает за окончательную обработку субстратов и абсорбцию (всасывание).

В тонком кишечнике происходит всасывание витамина В12.

Человека – это узкая трубка около шести метров в длину.

Этот участок пищеварительного тракта получил свое название из-за пропорциональных особенностей – диаметр и ширина тонкого кишечника намного меньше аналогичных показателей толстой кишки.

В тонком кишечнике выделяют двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку. – это первый сегмент тонкого кишечника, расположенный между желудком и тощим кишечником.

Здесь происходят наиболее активные процессы пищеварения, именно сюда выделяется ферменты поджелудочной железы и желчного пузыря. Тощая кишка следует за двенадцатиперстной, ее длина в среднем составляет полтора метра. Анатомически тощий и подвздошный отделы кишечника не разделены.

Слизистая оболочка тощего кишечника на внутренней поверхности покрыта микроворсинками, поглощающими питательные вещества, углеводы, аминоксислоты, сахар, жирные кислоты, электролиты и воду. Поверхность тощей кишки увеличивается за счет специальных полей и складок.

В подвздошной кишке всасывается и другие водорастворимые витамины. Кроме того, этот участок тонкой кишки также участвует во всасывании питательных веществ. Функции тонкого кишечника несколько отличаются от желудка. В желудке пища размельчается, перетирается и первично разлагается.

В тонком кишечнике субстраты разлагаются до составных частей и всасываются для транспортировки во все части тела.

Анатомия тонкого кишечника

Тонкая кишка контактирует с поджелудочной железой.

Как мы заметили выше, в пищеварительном тракте тонкий кишечник следует сразу за желудком. Двенадцатиперстная кишка – начальный отдел тонкого кишечника, следующий за пилорическим отделом желудка.

Двенадцатиперстная кишка начинается с луковицы, обходит головку и заканчивается в брюшной полости связкой Трейца.

Перитонеальная полость представляет собой тонкую соединительнотканную поверхность, покрывающую некоторые органы брюшной полости.

Остальная часть тонкого кишечника буквально подвешена в с помощью брыжейки, прикрепленной к задней брюшной стенке. Такое строение позволяет свободно перемещать отделы тонкого кишечника во время операции.

Тощая кишка занимает левую часть брюшной полости, в то время как подвздошная кишка располагается в верхней правой части брюшной полости. Внутренняя поверхность тонкого кишечника содержит слизистые складки, называемые циркулярными кругами. Такие анатомические образования более многочисленны в начальном отделе тонкой кишки и сокращаются ближе к дистальному отделу подвздошной кишки.

Усвоение субстратов пищи осуществляется с помощью первичных клеток эпителиального слоя. Кубические клетки, расположенные по всей площади слизистой оболочки, выделяют слизь, защищающую стенки кишечника от агрессивной среды.

Энтеральные эндокринные клетки секретируют гормоны в кровеносные сосуды. Эти гормоны необходимы для пищеварения. Плоские клетки эпителиального слоя секретируют лизоцим – фермент, уничтожающий . Стенки тонкого кишечника плотно связаны с капиллярными сетями кровеносной и лимфатической систем.

Стенки тонкого кишечника состоят из четырех слоев: слизистой, подслизистой, мышечной и адвентициальной оболочки.

Функциональная значимость

Тонкий кишечник состоит из нескольких отделов.

Тонкий кишечник человека функционально связан со всеми , здесь заканчивается переваривание 90% пищевых субстратов, оставшиеся 10% усваиваются в толстой кишке.

Основной функцией тонкого кишечника является поглощение питательных и минеральных веществ из пищи. Процесс пищеварения состоит из двух главных частей.

Первая часть включает механическую обработку пищи путем жевания, измельчения, взбивания и смешивания – все это происходит в ротовой полости и желудке. Вторая часть переваривания пищи включает химическую обработку субстратов, в ходе которой используются ферменты, желчные кислоты и другие вещества.

Все это необходимо для того, чтобы разложить целостные продукты на отдельные составляющие и абсорбировать их. Химическое переваривание происходит в тонком кишечнике – именно здесь больше всего активных ферментов и вспомогательных веществ.

Обеспечение пищеварения

В тонком кишечнике происходит разложение белков и переваривание жиров.

После грубой обработки продуктов в желудке необходимо разложить субстраты на отдельные составляющие, доступные для всасывания.

1. Разложение белков. На белки, пептиды и аминокислоты действуют специальные ферменты, включающие трипсин, химотрипсин и ферменты стенок кишечника. Эти вещества разрушают белки до мелких пептидов. Процесс переваривания белков начинается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике.
2. Переваривание жиров. Этой цели служат специальные ферменты (липазы), выделяемые поджелудочной железой. Ферменты расщепляют триглицериды до свободных жирных кислот и моноглицеридов. Вспомогательную функцию оказывают желчные соки, выделяемые печенью и желчным пузырем. Желчные соки эмульгируют жиры – разделяют их на мелкие капли, доступные для действия .
3. Переваривание углеводов. Углеводы подразделяются на простые сахара, дисахариды и полисахариды. Организму необходим главный моносахарид – глюкоза. На полисахариды и дисахариды действуют панкреатические ферменты, способствующие разложению веществ до моносахаридов. Некоторые углеводы не всасываются полностью в тонком кишечнике и попадают в , где становятся пищей для кишечных бактерий.

Всасывание пищи в тонком кишечнике

Разложенные до мелких составляющих, питательные вещества поглощаются слизистой оболочкой тонкого кишечника и перемещаются в кровь и лимфу организма.

Абсорбцию обеспечивают специальные транспортные системы пищеварительных клеток – каждый вид субстрата обеспечен отдельным способом всасывания.

Тонкий кишечник обладает значительной площадью внутренней поверхности, что крайне необходимо для абсорбции. Циркулярные круги кишечника содержат большое количество ворсин, активно всасывающих субстраты пищи. Виды транспорта в тонком кишечнике:

• Жиры подвергаются пассивной или простой диффузии.
• Жирные кислоты всасываются с помощью диффузии.
• Аминокислоты попадают в стенки кишечника с помощью активного транспорта.
• Глюкоза проникает через вторичный активный транспорт.
• Фруктоза всасывается с помощью облегченной диффузии.

Для лучшего понимания процессов необходимо пояснить терминологию. Диффузия – это процесс всасывания по градиенту концентрации веществ, она не требует энергии. Все остальные типы транспорта требует затрат клеточной энергии. Мы выяснили, что тонкий кишечник человека – это главный отдел переваривания пищи в .

Смотрите в видео об анатомии тонкой кишки:

Расскажите друзьям! Расскажите об этой статье своим друзьям в любимой социальной сети с помощью социальных кнопок. Спасибо!

Всасывания - это процесс транспорта веществ из полости кишки во внутреннюю среду организма - кровь и лимфу. Всасывание продуктов гидролиза белков, жиров, углеводов, а также витаминов, солей и воды начинается в 12-перстной кишке и заканчивается в верхних 1 / 3-1 / 2 частях тонкой кишки. Остаточная часть тонкой кишки - резерв для всасывания. Конечно всасываются гидролизаты: 50-100 г белка, около 100 г жира, несколько сот граммов углеводов, 50-100 г солей, 8-9 л воды (из них 1,5 л, поступившей в организм с питьем, едой, и 8 л выделенной в составе различных секретов). Только 0,5-1 л воды переходит через илеоцекальный сфинктер в толстую кишку.

Особенности всасывания различных веществ

Всасывания углеводов в кровь происходит в виде моносахаридов. Глюкоза и галактоза транспортируются через апикальную мембрану энтероцита путем вторичного активного транспорта - вместе с ионами Να +, находящихся в кишечном просвете. Глюкоза и ионы Na + на мембране связываются с GLUT- транспортером, который переносит их в клетку. В клетке

РИС. 13.29. Электронная фотография микроворсинок и апикальной мембраны цилиндрических эпителиальных клеток тонкой кишки: А - малое увеличение, Б - большое увеличение

комплекс расщепляется. Ионы Na + - активным транспортом благодаря натрий-калиевым насосам переходят в боковые межклеточные пространства, а глюкоза и галактоза с помощью GLUT транспортируются к базолатераль- ной мембраны и переходят в интерстициальное пространство, а из него в кровь. Фруктоза транспортируется путем облегченной диффузии (GLUT) благодаря градиенту концентрации и не зависит от ионов Na + (рис. 13.30).

Всасывания белков происходит в виде аминокислот, дипептидов, трипептидов преимущественно путем вторичного активного транспорта через апикальную мембрану. Всасывания и транспортировки аминокислот достигается с помощью транспортных систем. Пять из них работают подобно системе переноса глюкозы и требуют котранспорт ионов Na +. К ним относятся белки-переносчики основных, кислых, нейтральных, бета- и гамма-аминокислот и пролина. Две транспортные системы зависят от присутствия ионов Сl-.

Дипептиды и трипептиды благодаря ионам водорода (Н +) всасываются в энтероциты, в которых они гидролизуются до аминокислот, транспортируемых активными переносчиками в кровь через базолатеральных мембраны клетки (рис. 13.31).

Всасывания липидов после их эмульгации солями желчных кислот и гидролиза панкреатической липазы происходит в виде жирных кислот, моноглицеридов, холестерина. Желчные кислоты вместе с жирными кислотами, моноглицериды, фосфолипидами и холестерола образуют мицеллы - гидрофильные соединения, в составе которых они транспортируются к апикальной поверхности энтероцитов, через которую жирные кислоты диффундируют в клетку. Желчные кислоты остаются в просвете кишки и в подвздошной кишке всасываются в кровь, которой заносятся в печень. Глицерин является гидрофильным и не входит в мицеллы, а путем диффузии поступает в клетку. В энтероцитам происходит реестерификация продуктов гидролиза липидов, дифундувалы сквозь мембрану, в триглицеридов , которые вместе с холестерола и апопротеинами образуют хиломикроны . Хиломикроны транспортируются из энтероцитов в лимфатические капилляры путем экзоцитоза (рис. 13.32). Короткоцепные жирные кислоты транспортируются в кровь.

Стимулируют процессы всасывания жиров гормоны: секретин, ХЦК-ПЗ, тиреоидные и гормоны коры надпочечников.

Всасывания ионов Να + происходит электрохимическим градиентом через апикальную мембрану энтероцитов благодаря таким механизмам:

■ диффузия через апикальную мембрану ионными каналами;

■ совмещенный транспорт (котранспорт) вместе с глюкозой или аминокислотами;

■ котранспорт вместе с ионами СГ;

■ в обмен на ионы Н +.

Через базолатеральных мембраны энтероцитов ионы Na + транспортируются в кровь активным транспортом - Na + - К + -насоса (рис. 13.33).

РИС. 13.30.

РИС. 13.31.

РИС. 13.32.

РИС. 13.33.

Всасывания натрия регулируется гормоном коры надпочечников альдостерона.

Всасывания ионов Сa 2+ осуществляется по следующим механизмами

■ пассивная диффузия из полости кишки через межклеточные соединения;

■ котранспорт вместе с ионами Na +;

■ транспорт в обмен на HCO3-.

Всасывания ионов К + осуществляется пассивно через межклеточные соединения.

Ионы Са 2+ всасываются благодаря переносчикам в апикальной мембране энтероцитов, которые активируются кальцитриолом (активной формой витамина D). С энтероцита в кровь транспорт ионов Са 2+ происходит двумя механизмами: а) благодаря кальциевым насосам; б) в обмен на ионы Na + .

Подавляет всасывание ионов Са 2+ гормон кальцитонин.

Всасывания воды происходит осмотическим градиентом вслед за транспортом осмотически активных веществ (минеральных солей, углеводов). Всасывание железа и других веществ:

Железо всасывается в виде гема или свободного Fe2 +. Витамин С способствует всасыванию железа, переводя его с Fe3 + до Fe2 +.

Механизмы его транспорта следующие:

1 Через апикальную мембрану железо транспортируется благодаря белкам-переносчикам.

2 В клетке тем разрушается и высвобождается Fe2 +, гемного и негемне железо связывается с апоферритина, образуя ферритин.

3 Железо распадается с ферритина и связывается с внутриклеточным транспортным белком, где базола- теральний мембране высвобождается из энтероцита в интерстициальное пространство.

3 Апреля интерстициального пространства к плазме железо транспортируется белком трансферрином.

Количество железа, всасывается, зависит от концентрации внутриклеточных и внеклеточных транспортных белков, в частности трансферрина, по сравнению с величиной ферритина. Если количество транспортных белков преобладает, железо всасывается. Если трансферрина мало, то ферритин остается в энтероцитам, которые десквамируются в полость кишки. После кровотечения синтез трансферрина увеличивается. Всасывание витаминов:

■ витамины жирорастворимые A, D, E и К входят в состав мицелл и реабсорбируются вместе с липидами;

■ витамины водорастворимые всасываются вторичным активным транспортом вместе с ионами Na + ;

■ витамин 12 всасывается в подвздошной кишке также вторичным активным транспортом, однако для его всасывания нужен внутренний фактор Касла (секретируется париетальных клеток желудка), который связывается с рецепторами апикальной мембраны энтероцитов, после чего возможен вторичный активный транспорт.

Секреция воды и электролитов в тонкой кишке

Если функция всасывания электролитов и воды локализован в энтероцитам, которые расположены на верхушках ворсинок, то секреторный механизм - в криптах.

Ионы Сl - секретируются энтероцитами в полость кишки, их движение через ионные каналы регулируется цАМФ. Ионы Na + идут вслед за ионами Сl- пассивно, вода - по осмотическим градиентом, благодаря чему поддерживается изоосмотическими раствор.

Токсины холерного вибриона и других бактерий активируют аденилатциклазу на базолатеральных мембранах энтероцитов, расположенных в криптах, что увеличивает образование цАМФ. цАМФ активирует секрецию ионов Сl-, что приводит к пассивному транспорта ионов Na + и воды в полость кишки, следствием чего является стимуляция моторики и диарея.

Пищеварение начинается во рту и желудке, однако основные процессы всасывания пищи происходят в тонком кишечнике. Эта часть пищеварительного тракта разделяется на три отдела: двенадцатиперстную кишку, тощую и подвздошную кишки.

Общая длина тонкого кишечника составляет 6,5 м. Двенадцатиперстная кишка имеет длину 25 см. Именно в ней содержимое желудка (химус) перемешивается с пищеварительными соками. Тощая кишка, имеющая длину 2,5 м, соединяется с подвздошной, которая образует оставшуюся часть тонкого кишечника. Четкой границы между отделами нет, хотя тощая кишка имеет более толстые стенки и больший диаметр (около 3,8 см), чем остальные.

Пища движется по кишечнику с помощью перистальтики (волнообразных мышечных сокращений). Процесс пищеварения продолжается на всем протяжении тонкого кишечника. Главная функция тощей и подвздошной кишки состоит во всасывании продуктов пищеварения в организм.

Пищеварительные соки

Пищеварительные соки двенадцатиперстной кишки содержат бикарбонат натрия. Он нейтрализует кислоту, производимую желудком, и создает щелочную среду, благоприятную для кишечных ферментов.

Соки поступают из двух источников. Железы, расположенные в стенках двенадцатиперстной кишки, вырабатывают ферменты мальтазу, сахаразу, энтеропептидазу и смесь кишечных ферментов, называемую эрепсин. Вторым источником соков является поджелудочная железа, которая помимо эндокринной функции, вырабатывает три пищеварительных фермента: липазу, амилазу и трипсиноген, который в кишечнике превращается в трипсин. Все вместе эти ферменты продолжают расщепление белков, сахаров и жиров на простые вещества.

Переваривание белков, жиров и углеводов

Некоторые белки распадаются в желудке на пептиды (небольшие цепочки аминокислот, из которых состоят белки). В тонком кишечнике энтеропептидаза активирует панкреатический трипсин. С помощью этого фермента как белки, так и пептиды расщепляются на аминокислоты. В расщеплении пептидов участвует также эрепсин.

Переваривание жиров происходит с помощью солей, находящихся в желчи. Она вырабатывается печенью и скапливается в желчном пузыре. В двенадцатиперстную кишку желчь попадает через желчный проток. Желчные соли превращают жиры в эмульсию. Это увеличивает поверхцость, на которую может действовать липаза, которая расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин.

Крахмал, который не вступил в реакцию с ферментами слюны, преобразуется в мальтозу под воздействием фермента амилазы. Далее мальтоза под воздействием малътазы превращается в глюкозу. Сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу под воздействием сахаразы.

Как всасываются питательные вещества

Слизистая оболочка тощей и подвздошной кишки является основной поверхностью для всасывания продуктов пищеварения. Общий объем жидкости, которая абсорбируется каждый день кишечником, может достигать 9 л. Около 7,5 л из них всасывается тонким кишечником.

Внутренняя поверхность тощей и подвздошной кишки покрыта маленькими пальцеподобными выступами - ворсинками, которые выступают примерно на 1 мм внутрь кишечника. Задачей этих ворсинок является увеличение площади поверхности, на которой могут впитываться питательные вещества.

Стенки каждой ворсинки образованы длинными эпителиальными клетками. Внутри ворсинок располагается сеть небольших капилляров и одиночный млечный сосуд - трубка, соединяющаяся с лимфатической системой организма.

Эпителиальные клетки абсорбируют продукты пищеварения и литры воды, перенося аминокислоты и сахара в кровь. Жирные кислоты и глицерин преобразуются эпителиальными клетками в жиры, которые в виде беловатой эмульсии направляются в млечные сосуды.

Всасывание происходит сравнительно медленно, и поэтому оно осуществимо в достаточной мере лишь при наличии большой поверхности cлизистой оболочки, на которой происходит соприкосновение с расщепленными веществами пищи.

В желудке всасывание происходит лишь в незначительной степени. Здесь очень медленно всасываются минеральные соли, моносахариды, алкоголь и вода.

Сравнительно невелико количество всасывающихся веществ также и в полости двенадцатиперстной кишки, где переваривается, как показали опыты Е. С. Лондона, около 53-63% углеводов и белков и небольшое количество жира. Если учесть переваривание в желудке, то в двенадцатиперстной кишке оказываются расщепленными свыше ⅔ белков и углеводов пищи. Всасывание же в двенадцатиперстной кишке колеблется в пределелах 5-8% поступившей пищи, что имеет небольшое физиологическое значение, в частности по отношению к белкам, так как их больше выводится с пищеварительными соками и поступает в полость кишки, чем за то же время всасывается.

Наиболее интенсивно всасывание в тонком кишечнике , где очень велика всасывающая поверхность. Площадь ее благодаря наличию большого числа складок и выпячиваний слизистой оболочки - ворсинок - во много раз превышает наружную поверхность тела.

Мембрана, через которую происходит всасывание, образована так иназываемым каемчатым эпителием. Каемчатые клетки имеют форму вытянутых цилиндров, диаметр которых около 8 мк, а высота около 25 мк. На обращенной в сторону просвета кишки поверхности этих клеток под обычным световым микроскопом видна узкая кайма толщиной 1-3 мк, из-за которой клетки и получили свое название.

Электронный микроскоп позволил увидеть структуру этой каймы. Оказалось, что она образована тончайшими нитевидными отростками - микроворсинками (рис. 91 ). На поверхности одной клетки имеется 31500/3000 микроворсинок, внутри которых проходят микроканальцы. Высота каждой микроворсинки 1-3 мк, а диаметр около 0.08 мк. Их наличие увеличивает всасывательную поверхность слизистой оболочки кишечника настолько, достигает очень большой величины - до 500 м2. На этой же поверхности происходят и процессы . Рис. 91. Микроворсинки каемчатого эпителия тонкой кишки обезьяны. Увеличение с помощью электронного микроскопа в 66 000 раз (по Н. М. Шестопаловой). 1 - микроворсинки; 2 - микроканальцы .

В опытах с удалением всей тонкой кишки ниже двенадцатиперстной животные довольно скоро погибают, так как поступления веществ из кишечника в кровь не происходит.

Если в эксперименте на животном повредить или отравить слизистую оболочку кишечной петли (для этого пользуются фтористым натрием) и этим вызвать в той или иной степени нарушение жизнеспособности кишечного эпителия, то всасывание в этой петле резко нарушается. Подобные опыты показали, что всасывание связано с нормальной физиологической функцией эпителия слизистой оболочки.