Блог

Что всасывается в тонком кишечнике


Всасывание в тонком кишечнике

Всасывание — это процесс транспорта компонентов пищи из полости желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма, его кровь и лимфу.

Всасывание воды, электролитов, продуктов гидролиза питательных веществ осуществляется в основном в тонкой кишке, а также в подвздошной кишке и толстом кишечнике. Первостепенная роль в осуществлении этих процессов принадлежит клеткам кишечного эпителия — энтероцитам.

В зависимости от интенсивности пищеварения в процесс всасывания в тонкой кишке может включаться большее или меньшее число эпителиоцитов. Наиболее активно участвуют в процессах всасывания эпителиоциты верхней и средней части ворсинок. В среднем каждая эпителиальная всасывающая клетка обеспечивает жизнедеятельность 10 3-105 клеток организма. При длительном голодании активная всасывающая деятельность энтероцитов продолжается. В это время они абсорбируют эндогенные вещества из просвета кишки.

Различают два основных пути транспорта веществ в эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника — через клетку (трансцеллюлярный) и через плотный контакт по межклеточным пространствам (парацеллюлярный). Посредством последнего переносится очень небольшое количество веществ, но наличие этого способа транспорта объясняет проникновение из полости кишечника во внутреннюю среду некоторых макромолекул (антител, аллергенов и т. д.) и даже бактерий.

Основным способом переноса веществ принято считать трансцеллюлярный. Он, в свою очередь, может осуществляться посредством двух основных механизмов — трансмембранного переноса и эндоцитоза. Эндоцитоз (пиноцитоз) — это транспорт с помощью образования эндоцитозных (пиноцитозных) инвагинаций апикальной мембраны между основаниями микроворсинок энтероцита. В результате этого процесса в цитоплазме энтероцита образуются многочисленные эндоцитозные везикулы — пузырьки, содержащие те или иные вещества. В процессе образования эндоцитозных везикул важная роль принадлежит цитоскелету микроворсинок и апикальной части эпителиальных кишечных клеток. Следует отметить, что параллельно с образованием эндоцитозных пузырьков в полость кишечника отделяются замкнутые фрагменты микроворсинок. Эти окаймленные везикулы несут на своей поверхности встроенные в мембрану ферменты и таким образом участвуют в процессах гидролиза питательных веществ.

В настоящее время основным транспортным механизмом у взрослых животных считается трансмембранный перенос. Трансмембранный перенос может осуществляться с помощью пассивного и активного транспорта. Пассивный транспорт осуществляется по градиенту концентрации и не требует затрат энергии (диффузия, осмос и фильтрация). Активный транспорт — это пе

Абсорбция в тонком кишечнике

Абсорбция в тонком кишечнике: общие механизмы

Практически все питательные вещества из рациона всасываются в кровь через слизистую оболочку тонкой кишки. Кроме того, кишечник поглощает воду и электролиты, тем самым играя важную роль в поддержании водного баланса организма и кислотно-щелочного баланса.

Вероятно, будет справедливо сказать, что самый важный процесс, который происходит в тонком кишечнике, чтобы сделать возможным такое всасывание, - это установление электрохимического градиента натрия через границу эпителиальных клеток в просвете. Это очень важная концепция и довольно интересная. Кроме того, как мы увидим, понимание этого процесса, несомненно, привело к спасению миллионов жизней.

Чтобы оставаться жизнеспособными, все клетки должны поддерживать низкую внутриклеточную концентрацию натрия. Энтероциты в тонкой кишке поглощают большое количество ионов натрия из просвета как за счет совместного транспорта с органическими питательными веществами, так и за счет обмена с протонами. В поляризованных эпителиальных клетках, таких как энтероциты, низкий уровень внутриклеточного натрия поддерживается большим количеством АТФаз Na + / K + - так называемых натриевых насосов - встроенных в базолатеральную мембрану.Эти насосы выводят 3 иона натрия из клетки в обмен на 2 иона калия, тем самым устанавливая градиент заряда и концентрации натрия через базолатеральную мембрану.

У крыс, как у модели всех млекопитающих, имеется около 150000 натриевых насосов на энтероцит тонкого кишечника, которые в совокупности позволяют каждой клетке транспортировать около 4,5 миллиардов ионов натрия из каждой клетки в минуту (J Membr Biol 53: 119-128, 1980 ). Довольно внушительный! Этот поток и накопление натрия в конечном итоге отвечает за абсорбцию воды, аминокислот и углеводов.

Помимо только что обсужденного электрохимического градиента натрия, для понимания абсорбции в тонком кишечнике требуется несколько других концепций. Кроме того, все диетические источники белка, углеводов и жиров должны пройти последние стадии химического переваривания непосредственно перед абсорбцией, например, аминокислот, глюкозы и жирных кислот.

Здесь проще всего говорить отдельно о поглощении каждой из основных групп пищевых продуктов, признавая, что все эти процессы происходят одновременно.

  • Вода и электролиты
  • Углеводы после переваривания до моносахаридов
  • Белки после расщепления до малых пептидов и аминокислот
  • Нейтральный жир после переваривания до моноглицеридов и свободных жирных кислот

Обновлено в мае 2019 г. Присылайте комментарии по адресу [email protected]

.

Поглощение липидов

Поглощение липидов

Основная часть пищевых липидов - это нейтральный жир или триглицерид, состоящий из глицериновой основы, каждый углерод которой связан с жирной кислотой. Пищевые продукты обычно также содержат фосфолипиды, стерины, такие как холестерин, и многие второстепенные липиды, включая жирорастворимые витамины. Наконец, содержимое тонкого кишечника содержит липиды отшелушившихся эпителиальных клеток и значительный холестерин, поступающий с желчью.

Для абсорбции триглицерида должны происходить два процесса:

  • Большие агрегаты пищевых триглицеридов, которые практически нерастворимы в водной среде, необходимо физически расщеплять и удерживать во взвешенном состоянии - процесс, называемый эмульгированием.
  • Молекулы триглицеридов должны ферментативно перевариваться с образованием моноглицеридов и жирных кислот, которые могут эффективно диффундировать или транспортироваться в энтероцит

Ключевыми участниками этих двух преобразований являются желчных кислот и панкреатическая липаза , обе из которых смешаны с химусом и действуют в просвете тонкой кишки. Желчные кислоты также необходимы для солюбилизации других липидов, включая холестерин.

Эмульгирование, гидролиз и образование мицелл

Желчные кислоты играют свою первую важную роль в ассимиляции липидов, способствуя эмульгированию.Как производные холестерина, желчные кислоты имеют как гидрофильные, так и гидрофобные домены (т.е. они являются амфипатическими). При воздействии большого агрегата триглицерида гидрофобные части желчных кислот интеркалируются в липид, а гидрофильные домены остаются на поверхности. Такое покрытие желчными кислотами способствует разрушению крупных агрегатов или капель на более мелкие и мелкие капли.

Гидролиз триглицерида до моноглицерида и свободных жирных кислот осуществляется преимущественно липазой поджелудочной железы.Активность этого фермента заключается в урезании жирных кислот в положениях 1 и 3 триглицерида, в результате чего остаются две свободные жирные кислоты и 2-моноглицерид. Лекарство орлистат (ксеникал), которое продвигается для лечения ожирения, действует путем ингибирования липазы поджелудочной железы, тем самым уменьшая переваривание и всасывание жира в тонком кишечнике.

Липаза - это водорастворимый фермент, и, проявив немного воображения, легко понять, почему эмульгирование является необходимой прелюдией к его эффективной активности.Вскоре после еды липаза присутствует в тонком кишечнике в довольно больших количествах, но может действовать только на поверхности капель триглиеридов. Для данного объема липида, чем меньше размер капель, тем больше площадь поверхности, а это означает, что большее количество молекул липазы может работать.

Поскольку моноглицериды и жирные кислоты высвобождаются под действием липазы, они сохраняют свою связь с желчными кислотами и образуют комплексы с другими липидами с образованием структур, называемых мицеллами .Мицеллы представляют собой небольшие агрегаты (4-8 нм в диаметре) смешанных липидов и желчных кислот, взвешенных в пищеварительном тракте. Когда пища перемешивается, мицеллы сталкиваются с щеточной каймой энтероцитов тонкого кишечника, и липиды, включая моноглицериды и жирные кислоты, захватываются эпителиальными клетками.

Поглощение и перенос в кровь

Основные продукты переваривания липидов - жирные кислоты и 2-моноглицериды - проникают в энтероцит путем простой диффузии через плазматическую мембрану.Значительная часть жирных кислот также поступает в энтероцит через специфический белок-переносчик жирных кислот в мембране.

Липиды переносятся из энтероцитов в кровь по механизму, явно отличному от того, который мы наблюдали для моносахаридов и аминокислот.

Попав внутрь энтероцита, жирные кислоты и моноглицериды переносятся в эндоплазматический ретикулум, где они используются для синтеза триглиеридов. Начиная с эндоплазматического ретикулума и заканчивая Гольджи, триглицериды упаковываются с холестерином, липопротеинами и другими липидами в частицы, называемые хиломикрон . Помните, где это происходит - в абсорбирующем энтероците тонкой кишки.

Хиломикроны вытесняются из Гольджи в экзоцитотические везикулы, которые транспортируются в базолатеральную часть энтероцита. Везикулы сливаются с плазматической мембраной и подвергаются экзоцитозу, сбрасывая хиломикроны в пространство вне клеток.

Поскольку хиломикроны являются частицами, практически все этапы на этом пути можно визуализировать с помощью электронного микроскопа, как демонстрирует монтаж изображений ниже.

Транспортировка липидов в кровоток также отличается от того, что происходит с сахарами и аминокислотами. Вместо того, чтобы абсорбироваться непосредственно в капиллярную кровь, хиломикроны сначала транспортируются в лимфатический сосуд, который проникает в каждую ворсинку, называемую центральным млечным сосудом . До недавнего времени было непонятно, как большие хиломикроны попадают в млечные железы. Оказывается, есть участки молочной железы, в которых эндотелиальные клетки удерживаются вместе с помощью специализированных «кнопочных соединений», которые намного более проницаемы для хиломикронов, чем нормальные клеточные соединения.Лимфа, богатая хиломикроном, затем стекает в лимфатическую систему, которая быстро поступает в кровь. Хиломикроны, передающиеся с кровью, быстро разбираются, и составляющие их липиды используются по всему телу.

Когда абсорбируется большое количество хиломикронов, лимфа, оттекающая из тонкой кишки, выглядит молочно-белой, а лимфатические сосуды хорошо видны. На изображении ниже брюшного содержимого койота тонкие белые линии (стрелки) представляют собой лимфатические сосуды кишечника, заполненные хиломикронами.Эта лимфа проходит через мезентериальные лимфатические узлы (ЛУ), а затем в более крупные лимфатические узлы.

Другой важный липид, который всасывается в тонком кишечнике, - это холестерин. Гомеостатический холестерин является результатом баланса синтеза холестерина, абсорбции пищевого холестерина и выведения холестерина путем выведения с желчью. Много лет назад было показано, что холестерин, но не растительные стерины, легко всасывается в кишечнике. Совсем недавно был идентифицирован специфический транспортный белок (NPC1L1), который переносит холестерин из просвета кишечника в энтероцит.Оттуда большая часть холестерина этерифицируется, включается в хиломикроны и перемещается в кровь с помощью механизмов, описанных выше.

Если вы хотите подтвердить для себя хотя бы некоторые из процессов, описанных выше, вам следует провести следующий эксперимент:

  • Съешьте чашку жирных сливок или мешок фаст-фуда картофеля фри.
  • Сделайте что-нибудь продуктивное, например, учебу в течение 30 минут.
  • Возьмите образец крови у себя (достаточно капиллярной трубки) - используйте антикоагулянт, чтобы предотвратить свертывание.
  • Центрифугируйте образец крови для разделения клеток и плазмы.

Когда вы исследуете свою плазму, она будет выглядеть отчетливо молочной из-за присутствия миллиардов светоотражающих хиломикронов (состояние называется липемия ). Если вам нужен дополнительный балл, продолжайте забор крови каждые 15 минут, пока ваша плазма не очистится, а затем нанесите результаты на миллиметровую бумагу. В качестве альтернативы вы можете просто изучить изображение справа, чтобы увидеть, как выглядит сыворотка собаки после нескольких часов голодания по сравнению с липемической сывороткой, собранной вскоре после приема пищи для щенков.

Обновлено в мае 2019 г. Присылайте комментарии по адресу [email protected]

. .

Как работает тонкий кишечник

Тонкая кишка, несмотря на свое название, является самой длинной частью желудочно-кишечного тракта. Он работает с другими органами пищеварительной системы для дальнейшего переваривания пищи после того, как она покидает желудок, и для поглощения питательных веществ. Вся пищеварительная система работает вместе, превращая съеденную пищу в энергию.

Тонкая кишка представляет собой длинную извилистую трубку, соединенную с желудком одним концом и толстой кишкой другим. По данным Центра заболеваний пищеварительной системы Медицинского университета Южной Каролины (MUSC), размер тонкой кишки не превышает размера среднего пальца (примерно 1 дюйм или 2 дюйма).5 сантиметров) и от 20 до 25 футов (от 6 до 7,6 метра) в длину у взрослого человека.

Внутреннее устройство

По данным Детской больницы Питтсбурга (UPMC), пища поступает в тонкий кишечник из желудка через верхнюю часть тонкой кишки, известную как двенадцатиперстная кишка. Этот отдел тонкой кишки составляет около одной пятой общей длины органа и принимает полутвердый осадок частично переваренной пищи из желудка. Желчь и ферменты печени, поджелудочной железы и желчного пузыря способствуют дальнейшему расщеплению пищи в двенадцатиперстной кишке.[11 удивительных фактов о пищеварительной системе]

Средний отдел, составляющий примерно две пятых длины тонкой кишки, называется тощей кишкой, а последний отдел - подвздошной кишкой. Основная функция обеих этих секций - поглощать питательные вещества в кровоток. И тощая, и подвздошная кишка покрыты множеством складок, которые увеличивают площадь поверхности тонкой кишки (около 2700 квадратных футов или 250 квадратных метров) для максимального усвоения питательных веществ. Эти складки содержат крошечные пальцеобразные клетки, известные как ворсинки, каждая из которых покрыта слоем микроворсинок (микроскопических волосоподобных структур), которые дополнительно увеличивают площадь поверхности, доступную для поглощения питательных веществ.

Когда переваренная пища покидает подвздошную кишку, более 95 процентов питательных веществ (таких как витамины, минералы, белки и углеводы) усваиваются организмом. По данным Центра заболеваний пищеварительной системы MUSC, то, что остается, попадает в толстую кишку.

Состояния и болезни

Тонкая кишка может стать болезненной или проблемной во многих отношениях. По данным Национальной медицинской библиотеки США (NLM), расстройства тонкого кишечника включают кровотечение, целиакию, болезнь Крона, инфекции, рак кишечника, непроходимость и непроходимость кишечника, синдром раздраженного кишечника, язвы, боль и избыточный бактериальный рост.

По данным клиники Кливленда, несколько факторов могут увеличить риск развития проблем с тонкой кишкой: диета с низким содержанием клетчатки, недостаток физических упражнений, стресс или изменения в распорядке дня, употребление большого количества молочных продуктов, сопротивление позыв к дефекации, прием определенных лекарств и беременность.

Диеты без глютена рекламируются как отличный способ улучшить здоровье тонкого кишечника. Однако это верно только для небольшого числа людей, страдающих глютеновой болезнью, иммунным расстройством, которое может привести к повреждению тонкой кишки, если человек ест глютен.По данным Национального института диабета, болезней органов пищеварения и почек, каждый 141 человек в США страдает глютеновой болезнью, хотя, по оценкам, многие страдают этим заболеванием, даже не осознавая этого.

По данным Американского онкологического общества (ACS), рак тонкого кишечника встречается очень редко, менее 1 из 10 случаев рака возникает в желудочно-кишечном тракте. В 2018 году у около 10470 человек был диагностирован какой-либо тип рака тонкой кишки, и около 1450 человек умерли от этого заболевания.

Согласно изданию Harvard Health Publishing, есть много способов помочь сохранить здоровье тонкого кишечника, а также остальных отделов желудочно-кишечного тракта. К ним относятся отказ от курения, ограничение алкоголя и кофеина, поддержание здорового веса, сбалансированное и здоровое питание, употребление достаточного количества воды, регулярные упражнения и снижение стресса.

Отделение гастроэнтерологии и гепатологии NYU Langone Health предполагает, что помимо принятия профилактических мер также важно регулярно проходить скрининг на желудочно-кишечные аномалии, особенно если в семейном анамнезе есть заболевания или рак желудочно-кишечного тракта.

Пробиотики и иногда стимуляторы кишечника также могут помочь сохранить здоровье тонкого кишечника. Но важно обсудить эти варианты со своим врачом, чтобы найти лучший вариант и избежать ненужных побочных эффектов.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья предназначена только для информационных целей и не предназначена для предоставления медицинских консультаций. Эта статья была обновлена ​​окт. . 16 , 2018 Автор: Live Science C автор, Рэйчел Росс.

.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec