Пищеварительная система и обмен веществ: ферменты, этапы расщепления нутриентов
Строение ЖКТ, секреция и ферменты слюны, желудочного сока, поджелудочной железы и желчи печени, всасывание в ворсинках тонкого кишечника, пластический и энергетический обмен, витамины.
Пищеварение — механическое измельчение и химическое ферментативное расщепление макромолекул пищи (белков, жиров, углеводов) на мономеры, способные всасываться в кровь и лимфу.
Ротовая полость:
• Зубы (32 постоянных зуба у взрослого: 8 резцов, 4 клыка, 8 премоляров, 12 моляров) — измельчают пищу;
• Слюнные железы (околоушные, поднижнечелюстные, подъязычные) выделяют слабощелочную слюну (pH 7.4-7.8);
• Ферменты слюны:
1. Амилаза (птиалин) — начинает первичное расщепление крахмала до дисахарида мальтозы;
2. Мальтаза — расщепляет мальтозу до глюкозы;
3. Лизоцим — бактерицидный фермент, разрушающий клеточные стенки микроорганизмов;
4. Муцин — слизистый белок, склеивающий пищевой комок для легкого проглатывания.
Амилаза слюны
Лизоцим
Желудок — мешковидное мышечное расширение ЖКТ емкостью 1.5-3 л. В слизистой оболочке желудка залегают миллионы трубчатых желез трех типов:
• Главные клетки — вырабатывают профермент пепсиноген;
• Обкладочные (париетальные) клетки — секретируют концентрированную соляную кислоту (HCl, обеспечивая pH 1.5-2.0);
• Добавочные клетки — выделяют защитную слизь, предохраняющую эпителий желудка от самопереваривания.
Функции соляной кислоты:
1. Активирует неактивный пепсиноген, превращая его в активный протеолитический фермент пепсин;
2. Создает оптимальную кислую среду (pH 1.5-2.0) для действия пепсина;
3. Денатурирует белки пищи, облегчая их расщепление;
4. Обладает мощным бактерицидным действием, уничтожая патогенную микрофлору;
Пепсин расщепляет сложные полипептидные цепи белков на более короткие пептиды (альбумозы и пептоны).
Пепсин
Соляная кислота (HCl)
Двенадцатиперстная кишка — ключевой химический перекресток пищеварения, куда открываются протоки двух крупнейших желез:
• Поджелудочная железа выделяет щелочной панкреатический сок (pH 7.8-8.4), нейтрализующий кислый химус желудка. Ферменты панкреатического сока расщепляют ВСЕ классы нутриентов:
1. Трипсин и химотрипсин — дорасщепляют пептиды до аминокислот;
2. Панкреатическая липаза — расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты;
3. Панкреатическая амилаза и мальтаза — расщепляют полисахариды до моносахаридов (глюкозы);
4. Нуклеазы — расщепляют ДНК и РНК до нуклеотидов;
• Печень — главная метаболическая фабрика организма: непрерывно вырабатывает желчь, депонирующуюся в желчном пузыре. ЖЕЛЧЬ НЕ СОДЕРЖИТ ФЕРМЕНТОВ! Функции желчи: эмульгирует нерастворимые капли жира на микроскопические мицеллы, резко увеличивая площадь контакта для липазы, активирует панкреатическую липазу, стимулирует моторику кишечника и подавляет гнилостную флору.
Важнейшая ловушка ЕНТ: Ферменты желчи
Желчь НЕ СОДЕРЖИТ собственных пищеварительных ферментов! Её главная функция — ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЖИРОВ (дробление капель жира) и активация панкреатической липазы!
Тонкий кишечник (тощая и подвздошная кишки, длина 5-6 м) идеально приспособлен для полостного, пристеночного (мембранного) пищеварения и всасывания:
• Слизистая собрана в круговые складки, усеянные миллионами микроскопических пальцевидных выростов — кишечных ворсинок (до 3000 на 1 см²), покрытых щеточной каемкой микроворсинок. Это увеличивает площадь всасывания до 250-300 м²;
• Строение ворсинки:
1. Внутри проходит слепо заканчивающийся лимфатический капилляр (млечный синус) и сеть кровеносных капилляров;
2. Продукты расщепления углеводов (ГЛЮКОЗА) и белков (АМИНОКИСЛОТЫ) всасываются непосредственно В КРОВЬ капилляров ворсинки и направляются по воротной вене в печень для детоксикации и депонирования;
3. Продукты расщепления жиров (глицерин и жирные кислоты) в эпителии ворсинки ресинтезируются в специфические жиры организма человека и всасываются В ЛИМФУ.
Кишечная ворсинка
Воротная вена печени
Обмен веществ (метаболизм) состоит из взаимосвязанных процессов ассимиляции (синтез структур организма с затратой АТФ) и диссимиляции (окислительный распад нутриентов с выходом энергии):
• 1 г белков при окислении выделяет 17.2 кДж (4.1 ккал);
• 1 г углеводов выделяет 17.2 кДж (4.1 ккал) — главный экспресс-источник энергии;
• 1 г липидов (жиров) выделяет 38.9 кДж (9.3 ккал) — самый энергоемкий резерв.
Витамины — незаменимые низкомолекулярные органические регуляторы, входящие в состав активных центров коферментов:
• Водорастворимые: C (аскорбиновая кислота — дефицит вызывает цингу), B₁ (тиамин — дефицит вызывает болезнь бери-бери), B₁₂ (цианокобаламин — дефицит вызывает анемию);
• Жирорастворимые: A (ретинол — «куриная слепота» / гемералопия при гиповитаминозе), D (кальциферол — рахит у детей при дефиците солнца и Ca), E (токоферол), K (филлохинон — коагуляция крови).
- 1. Строение пищеварительного тракта и ферменты ротовой полости~5 мин
- 2. Пищеварение в желудке: соляная кислота, пепсин и барьерная роль~5 мин
- 3. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке: панкреатический сок и желчь печени~5 мин
- 4. Всасывание в тонком кишечнике: строение ворсинок и микроворсинок~5 мин
- 5. Энергетический баланс нутриентов и значение витаминов~5 мин
