В тонком отделе кишечника осуществляется транспорт (всасывание) в кровь и лимфу основной массы переварившихся пищевых веществ. В переходе веществ в кровь и лимфу важную роль играют сокращения ворсинок, а также моторика стенок тонкой кишки.
Всасывание - активный процесс, требующий затрат энергии; зачастую он происходит против градиента концентрации, т.е. когда уровень пищевых веществ в крови выше, чем кишечном соке.
Основными продуктами гидролиза белков являются аминокислоты. Их всасывание в кишечнике, также как и транспорт через другие клеточные мембраны, осуществляется с помощью специальных транспортных систем для аминокислот. Наиболее универсальной является система Na + , K + - АТфаза (натриевый насос). При транспорте аминокислот через мембрану кишечного эпителия ионы Na + входят с ними внутрь клетки. Натрий вновь «откачивается» из клетки Na + , K + - АТфазой, а аминокислоты остаются внутри клетки. В кишечнике возможно всасывание небольших количеств дипептидов и негидролизованных белков.
Часть аминокислот и продукты гидролиза нуклеотидов всасываются путём диффузии.
Углеводы транспортируются в кровь, главным образом, в виде глюкозы (в слабощелочной среде кишечного сока фруктоза частично превращается в глюкозу). Наиболее быстро всасывается галактоза, затем глюкоза.
Всасывание глюкозы происходит как путём активного транспорта (натриевого насоса), так и путём диффузии.
Продукты переваривания липидов всасываются по-разному. Глицерин, фосфорная кислота, холин и другие растворимые компоненты всасываются путём диффузии. Таким же путём могут всасываться и короткоцепочные (до 10-12 углеродных атомов) жирные кислоты.
Длинноцепочные (более 14 углеродных атомов) жирные кислоты, холестерин и жирорастворимые витамины всасываются через стенку тонкого кишечника при участии желчных кислот, с которыми они образуют комплексы. Эти комплексы называют холеиновыми кислотами. Внутри стенки кишечника холеиновый комплекс распадается, а желчные кислоты уходят в кровь портальной вены и в печень. Из печени они вновь возвращаются с желчью в кишечник.
Большинство освободившихся жирных кислот, прежде чем поступить в лимфу, в кишечной стенке синтезируются в липиды, специфичные для организма человека (жиры, фосфолипиды, холестерин). Они образуют жировые капельки - хиломикроны, которые всасываются в основном в лимфу, откуда попадают в кровь, которая становится мутной. В крови хиломикроны расщепляются липопротеиназой и плазма крови просветляется.
Водорастворимые витамины всасываются из тонкого кишечника в кровь путём диффузии, где образуют комплексы с соответствующими белками и в таком виде транспортируются к различным тканям.
Во всасывании воды и минеральных веществ значительную роль играет их активный транспорт через мембраны кишечной стенки. Здесь за день в среднем проходит 8-9 л воды. Основными источниками её являются пищеварительные соки вышерасположенных отделов пищеварительной системы, лишь около 1,5 л воды поступает извне. Это важный путь сохранения водного баланса в организме. Для всасывания кальция и магния необходимы желчные кислоты. Железо усваивается в виде вдухвалентного иона.
Регуляция функции тонкого кишечника осуществляется ЦНС. Стимуляторами функции тонких кишок являются соки желудка и двенадцатиперстной кишки.
Двигательную и секреторную активность тонких кишок усиливают плотные куски пищи, в основном баластные вещества (клетчатка и др.), причём относительно грубые частицы эффективнее, чем тонко измельчённые (тренировка мышц кишечника).
В тонком кишечнике, помимо пищеварительной, осуществляется регуляторная и гомеостатическая функции; в условиях недостаточного поступления пластического материала извне тонкий кишечник участвует в обеспечении внутренней среды необходимыми веществами. Источником незаменимых аминокислот служат белки пищеварительных соков и слущившихся клеток. В этом отделе пищеварительного тракта происходит также синтез фосфолипидов, образование ретинола (витамина А из каротинов) и некоторых других важных для организма биологически активных веществ, а также обезвреживание некоторых токсических веществ.
После завершения процесса пищеварения веществ в тонком кишечнике, их избирательного транспорта в кровь и лимфу вся не переварившаяся и не всосавшаяся масса поступает в толстый кишечник.
Китайские мудрецы говорили, что если у человека здоров кишечник, то он сможет преодолеть любую болезнь. Вникая в работу этого органа, не перестаешь удивляться тому, как сложно он устроен, сколько степеней защиты в нем заложено. И как легко, зная основные принципы его работы, помогать кишечнику сохранять наше здоровье. Надеюсь, что эта статья, написанная на основе последних медицинских исследований российских и зарубежных ученых, поможет вам понять, как устроен тонкий кишечник, и какие функции он выполняет.
Кишечник является самым длинным органом пищеварительной системы и состоит из двух отделов. Тонкий кишечник, или тонкая кишка, образует большое количество петель и переходит в толстую кишку. Длина тонкого кишечника человека составляет приблизительно 2,6 метров и представляет собой длинную суживающуюся трубку. Ее диаметр уменьшается от 3-4 см в начале до 2-2,5 см в конце.
В месте соединения тонкой и толстой кишок находится илеоцекальный клапан с мышечным сфинктером. Он закрывает выход из тонкой кишки и препятствует попаданию содержимого толстой кишки в тонкую. Из 4-5 кг пищевой кашицы, проходящей через тонкую кишку, образуется 200 грамм каловых масс.
Анатомия тонкой кишки имеет ряд особенностей в соответствии с выполняемыми функциями. Так внутренняя поверхность состоит из множества складок полукруглой
формы. Благодаря этому ее всасывательная поверхность увеличивается в 3 раза.
В верхнем отделе тонкой кишки складки более высокие и расположены тесно друг к другу, по мере удаления от желудка высота их уменьшается. Они могут полностью
отсутствовать в области перехода в толстую кишку.
В тонкой кишке выделяют 3 отдела:
Начальным отделом тонкого кишечника является двенадцатиперстная кишка.
В ней различают верхнюю, нисходящую, горизонтальную и восходящую части. Тонкая и подвздошная кишки не имеют между собой четкой границы.
Начало и конец тонкой кишки прикреплены к задней стенке брюшной полости. На
всем остальном протяжении она фиксируется брыжейкой. Брыжейка тонкой кишки представляет собой часть брюшины, в которой проходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервы, и которая обеспечивает подвижность кишечника.
Кровоснабжение
Брюшная часть аорты делится на 3 ветви, две брыжеечные артерии и чревный ствол, через которые осуществляется кровоснабжение желудочно-кишечного тракта и органов брюшной полости. Концы брыжеечных артерий по мере удаления от брыжеечного края кишки сужаются. Поэтому кровоснабжение свободного края тонкой кишки значительно хуже, чем брыжеечного.
Венозные капилляры кишечных ворсинок объединяются в венулы, затем в мелкие вены и в верхнюю и нижнюю брыжеечные вены, которые попадают в воротную вену. Венозная кровь сначала поступает через воротную вену в печень и только потом в нижнюю полую вену.
Лимфатические сосуды тонкой кишки начинаются в ворсинках слизистой оболочки, по выходе из стенки тонкой кишки они входят в брыжейку. В зоне брыжейки они образуют транспортные сосуды, которые способны к сокращению и перекачиванию лимфы. Сосуды содержат белую жидкость похожую на молоко. Поэтому их называют млечными. В корне брыжейки находятся центральные лимфатические узлы.
Часть лимфатических сосудов может впадать в грудной поток, минуя лимфатические узлы. Этим объясняется возможность быстрого распространения токсинов и микробов лимфатическим путем.
Слизистая оболочка тонкого кишечника выстлана однослойным призматическим эпителием.
Обновление эпителия происходит в разных отделах тонкой кишки в течение 3-6 дней.
Полость тонкой кишки выстлана ворсинками и микроворсинами. Микроворсинки образуют так называемую щеточную каемку, которая обеспечивает защитную функцию тонкой кишки. Она как сито отсеивает высокомолекулярные токсичные вещества и не позволяет им проникнуть в систему кровоснабжения и в лимфатическую систему.
Через эпителий тонкого кишечника осуществляется всасывание питательных веществ. Через кровеносные капилляры, расположенные в центрах ворсинок, происходит всасывание воды, углеводов и аминокислот. Жиры всасываются лимфатическими капиллярами.
В тонком кишечнике происходит и образование слизи, выстилающей полость кишечника. Доказано, что слизь выполняет защитную функцию и способствует регуляции микрофлоры кишечника.
Тонкий кишечник выполняет такие наиболее важные для организма функции, как
Именно в тонком кишечнике наиболее интенсивно протекают процессы переваривания пищи. У человека процесс пищеварения практически заканчивается тонком кишечнике. В ответ на механические и химические раздражения кишечные железы выделяют до 2,5 литров кишечного сока в сутки. Кишечный сок выделяется только в тех участках кишки, в которых находится пищевой ком. В его состав входят 22 пищеварительных фермента. Среда в тонком кишечнике близка к нейтральной.
Испуг, гневные эмоции, страх и сильная боль могут затормозить работу пищеварительных желез.
Редкие заболевания - , эозинофильный энтерит, общая вариабельная гипогаммаглобулинемия, лимфангиэктазия, туберкулез, амилоидоз, мальротация, эндокринные энтеропатии, карциноид, мезентериальная ишемия, лимфома.
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.
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.
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.
