2 курс / Нормальная физиология / Основы_физиологии_человека_Агаджанян_Н_А_и_др_

калий, а такж е лекарственные препараты (эфирные масла, вали­ дол, нитроглицерин и др.) всасываются в ротовой полости и очень быстро попадают в кровеносную систему, минуя кишечник и пе­ чень. Это находит применение как способ введения лекарствен­ ных веществ.

В желудке всасываются некоторые аминокислоты, немного глюкозы, воды с растворенными в ней минеральными солями и довольно существенно всасывание алкоголя.

Основное всасывание продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов происходит в тонком кишечнике. Белки всасываются в виде аминокислот, углеводы — в виде моносахаридов, жиры — в виде глицерина и жирных кислот. Всасыванию нерастворимых в воде жирных кислот помогают водорастворимые соли желчных кислот.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке незначи­ тельно, там всасывается много воды, что необходимо для форми­ рования кала, в небольшом количестве глюкоза, аминокислоты, хлориды, минеральные соли, жирные кислоты и ж ирораствори­ мые витамины A, D, Е, К. Вещества из прямой кишки всасывают­ ся так же, как и из ротовой полости, т.е. непосредственно в кровь, минуя портальную кровеносную систему. На этом основано дей­ ствие так называемых питательных клизм.

Что касается других отделов желудочно-кишечного тракта (желудка, тонкого и толстого кишечника), то всосавшиеся в них вещества вначале поступают по портальным венам в печень, а за­ тем в общий кровоток. Лимфоотток от кишечника осуществляет­ ся по кишечным лимфатическим сосудам в млечную цистерну. Наличие клапанов в лимфатических сосудах препятствует воз­ врату лимфы в сосуды, которая по грудному протоку поступает в верхнюю полую вену.

Всасывание зависит от величины всасывательной поверхнос­ ти. Особенно она велика в тонкой киш ке и создается за счет скла­ док, ворсинок и микроворсинок. Так, на 1 мм2 слизистой оболоч­ ки кишки приходится 30 —40 ворсинок, а на каждый энтероцит — 1700 —4000 микроворсинок. Каждая ворсинка — это микроорган, содержащий мышечные сократительные элементы, кровеносный и лимфатический микрососуды и нервное окончание. М икровор­ синки покрыты слоем гликокаликса, состоящего из мукополиса­ харидных нитей, связанных между собой кальциевыми мостика­ ми, и образующего слой толщиной 0,1 мкм. Это молекулярное си­ то или сеть, которая благодаря отрицательному заряду и гидрофильности пропускает к мембране микроворсинок низкомолеку­ лярные вещества и препятствует переходу через нее высокомоле­ кулярных веществ и ксенобиотиков. Гликокаликс вместе с по­ крывающей кишечный эпителий слизью адсорбирует из полости кишки гидролитические ферменты, необходимые для полостного

гидролиза питательных веществ, которые затем транспортирую т­ ся на мембрану микроворсинок.

Большую роль во всасывании играют сокращ ения ворсинок, которые натощак сокращ аются слабо, а при наличии в киш ке хи­ муса — до б сокращ ений в 1 минуту. В регуляции сокращ ения ворсинок принимает участие интрамуральная нервная система (подслизистое, мейснеровское сплетение).

Экстрактивные вещества пищи, глюкоза, пептиды, некото­ рые аминокислоты усиливают сокращ ения ворсинок. Кислое со­ держимое желудка способствует образованию в тонкой кишке специального гормона — вилликинина, стимулирующего через кровоток сокращ ения ворсинок.

М е х а н и з м ы в с а с ы в а н и я

Для всасывания микромолекул — продуктов гидролиза пита­ тельных веществ, электролитов, лекарственных препаратов ис­ пользуются несколько видов транспортных механизмов.

1.Пассивный транспорт, включающий в себя диффузию, фильтрацию и осмос.

2.Облегченная диффузия.

3.Активный транспорт.

Диффузия основана на градиенте концентрации вещ еств в полости кишечника, в крови или лимфе. Путем диффузии через слизистую оболочку кишечника переносятся вода, аскорбиновая кислота, пиридоксин, рибофлавин и многие лекарственные пре­ параты.

Фильтрация основана на градиенте гидростатического давле­ ния. Так, повышение внутрикишечного давления до 8 —10 мм рт.ст. увеличивает в 2 раза скорость всасывания из тонкой кишки раствора поваренной соли. Способствует всасыванию увеличе­ ние моторики кишечника.

Переходу веществ через полупроницаемую мембрану энте­ роцитов помогают осмотические силы. Если в желудочно-кишеч­ ный тракт ввести гипертонический раствор какой-либо соли (по­ варенной, английской и т.д.), то по законам осмоса жидкость из крови и окружаю щ их тканей, т.е. из изотонической среды, будет всасываться в сторону гипертонического раствора, т.е. в киш еч­ ник, и оказывать очищающее действие. На этом основано дейст­ вие солевых слабительных. По осмотическому градиенту всасы­ ваются вода, электролиты.

Облегченная диффузия осуществляется такж е по градиенту концентрации веществ, но с помощью особых мембранных пере­ носчиков, без затраты энергии и быстрее, чем простая диф ф у­ зия. Так, с помощью облегченной диффузии переносится ф рук­ тоза.

Активный транспорт осуществляется против электрохими­

ческого градиента даже при низкой концентрации этого вещ ест­ ва в просвете кишечника, при участии переносчика и требует за ­ траты энергии. В качестве переносчика — транспортера чаще всего используется N a+, с помощью которого всасываются такие вещества, как глюкоза, галактоза, свободные аминокислоты, соли желчных кислот, билирубин, некоторые ди- и трипептиды.

Путем активного транспорта всасываются такж е витамин В|2, ионы кальция. Активный транспорт крайне специфичен и может угнетаться веществами, имеющими химическое сходство с субст­ ратом.

Тормозится активный транспорт при низкой температуре и недостатке кислорода. На процесс всасывания влияет pH среды. Оптимальная pH для всасывания — нейтральная.

М ногие вещества могут всасываться при участии как актив­ ного, так и пассивного транспорта. Все зависит от концентрации вещества. При низкой концентрации преобладает активный транспорт, а при высокой — пассивный.

Некоторые высокомолекулярные вещества транспортирую т­ ся путем эндоцитоза (пиноцитоза и фагоцитоза). Этот механизм заключается в том, что мембрана энтероцита окружает всасывае­ мое вещество с образованием пузырька, который погружается в цитоплазму, а затем переходит к базальной поверхности клетки, где заключенное в пузырек вещество выбрасывается из энтеро­ цита. Этот вид транспорта имеет значение при переносе у ново­ рожденного белков, иммуноглобулинов, витаминов, ферментов грудного молока.

Некоторые вещества, например, вода, электролиты, антитела, аллергены могут проходить через межклеточные пространства. Такой вид транспорта называется персорбцией.

Всасывание белков

Белки под действием пептидаз — ферментов желудочного, кишечного и панкреатического соков расщепляются до олигопеп­ тидов, а затем аминокислот и всасываются в кровь. В двенадцати­ перстной кишке всасывается 50 —60% белков пищи и 30% — по мере прохождения химуса до подвздошной кишки, т.е. основная масса белков всасывается в тонком кишечнике (80 —90%) и толь­ ко 10% — в толстом под действием бактерий. У новорожденных цельные белки матери (глобулины) поступают из кишечника пря­ мо в кровь ребенка, где они и были обнаружены. Предполагается, что именно это обстоятельство обеспечивает иммунитет ребенка сразу после рождения.

Аминокислоты всасываются с различной скоростью: быстрее всего всасываются аргинин, метионин, лецитин, медленнее — цистеин, фенилаланин, тирозин, а еще медленнее — аланин, серин, глютаминовая кислота. Некоторые иммуноглобулины всасыва­

268 Глава 9. Пищеварение

ются путем пиноцитоза. Основной вид всасывания белка — с по­ мощью активного транспорта, т.е. с тратой энергии ф осф оросо­ держащ их макроэргов и с участием переносчиков. Различают че­ тыре системы переноса аминокислот: 1) система переноса нейт­ ральных аминокислот (валина, фенилаланина, аланина), 2) систе­ ма переноса основных аминокислот (аргинина, цистеина, лизина, орнитина, 3) система переноса иминокислот (пролина), 4) система переноса бикарбоновых аминокислот (глутаминовой и аспараги­ на). К дополнительной группе относится система для глицина. На­ трий такж е принимает участие во всасывании белка.

Различные аминокислоты одной группы ингибируют перенос друг друга, конкурируя за один и тот ж е переносчик (конкурент­ ное ингибирование).

Аминокислоты могут освобождаться из энтероцита такж е с помощью диффузии и облегченной диффузии, но эти два вида транспорта не являются для них основными.

Возраст влияет на всасывание белка. Оно более интенсивно в молодом возрасте.

Уровень белкового обмена, содержание аминокислот в крови, нервные и гуморальные факторы влияют на всасывание белков.

В с а с ы в а н и е у г л е в о д о в

Углеводы всасываются в киш ечнике только в виде моносаха­ ридов. Наиболее интенсивно всасываются глюкоза и галактоза (гексозы), пентозы всасываются медленнее.

Если употребляется пища, богатая углеводами, то их концент­ рация в просвете кишечника увеличивается и они всасываются путем пассивного транспорта. Но основной путь всасывания глю­ козы и галактозы — активный транспорт, сопряженный с перено­ сом натрия. Без натрия эти моносахариды всасываются в 100 раз медленнее, а против градиента концентрации транспорт глюкозы полностью прекращается.

Процесс всасывания глюкозы происходит следующим обра­ зом. Аккумулируясь на наружной стороне мембраны энтероцита, обращ енной в полость кишечника, глюкоза в присутствии натрия связывается с переносчиком, который по электрохимическому градиенту для натрия диффундирует к внутренней стороне мемб­ раны. В цитоплазме он высвобождает натрий и глюкозу. Затем пе­ реносчик и натрий транспортируются снова к наружной стороне мембраны энтероцита, а накопившаяся в цитозоле глюкоза удаля­ ется из клетки в сосуд по градиенту концентрации. Концентрация натрия поддерживается за счет работы энергозависимого на- трий-калиевого насоса.

Всасывание углеводов регулируется нейрогуморальными факторами. Парасимпатическая нервная система стимулирует, а симпатическая — тормозит всасывание углеводов.

Спинной мозг, ствол мозга, подкорковые структуры и кора больших полушарий такж е могут влиять на всасывание углево­ дов.

Гормоны коры надпочечников, гипофиза, щитовидной ж еле­ зы, серотонин, ацетилхолин усиливают всасывание, а гистамин и особенно соматостатин — замедляют.

Вс а с ы в а н и е ж и р о в

Жиры после их гидролиза под действием липазы на глицерин

ижирные кислоты всасываются наиболее активно в двенадцати­ перстной кишке и проксимальном отделе тощей кишки. Ж ирны е кислоты плохо растворимы в воде, но их делают водорастворимы­ ми соли желчных кислот.

На поверхности мембраны энтероцита образуется мицелла, в состав которой входят жирная кислота с длинными цепями, желч­ ная кислота и глицерин. Затем мицелла проходит в мембрану эн­ тероцита без траты энергии. Внутри мембраны жирные кислоты захватываются специальным транспортным белком. В цитозоле энтероцита глицерин и жирные кислоты снова превращаются в триглицериды, холестерин и фосфолипиды. Все три образовав­ шиеся вещества, заключенные в тонкую липопротеиновую обо­

пройдя через базолатеральную мембрану клетки, попадают в межклеточное пространство, а затем в лимфатические сосуды.

Помимо хиломикронов в энтероцитах образуются липопротеины очень низкой плотности, которые такж е попадают в лим­ фатические сосуды. Так как жиры в основном всасываются в лимфу, то через несколько часов после приема пищи от всасыва­ ния ж ира лимфа приобретает белый цвет, напоминая молоко (млечный сок).

Всасывание липидов регулируется центральной нервной сис­ темой. Парасимпатическая нервная система усиливает, а симпа­ тическая нервная система тормозит всасывание липидов. Стиму­ лируют всасывание гормоны коры надпочечников, гипофиза и щитовидной железы, а такж е гормоны APUD-системы — секре­ тин и ХЦК-ПЗ.

В с а с ы в а н и е в и т а м и н о в

Водорастворимые витамины всасываются в дистальном отде­ ле тощей кишки и проксимальном отделе подвздошной кишки.

Всасывание жирорастворимых витаминов A, D, Е, К происхо­ дит в средней части тощей кишки и целиком зависит от всасыва­ ния жиров, нарушение которого препятствует транспорту вита­ минов из киш ечника в лимфу и кровь. Витамин А образует эфиры с жирными кислотами и поступает в лимфу в составе хиломикро-

нов. Для всасывания жирорастворимых витаминов важно нали­ чие желчных кислот.

Витамин С и рибофлавин переносятся путем диффузии. Ви­ тамин В12 в комплексе с внутренним фактором Касла всасывается в подвздошной кишке.

Всасывание воды и электролитов

В пищеварительный тракт за сутки с пищей и питьем поступа­ ет 2,0 —2,5 л воды, остальные 6 - 7 л воды выделяются в составе слюны, желудочного, панкреатического и кишечного соков. Таким образом, в полость желудочно-кишечного тракта за сутки поступа­ ет до 9,5 л воды. Незначительная часть воды всасывается в желуд­ ке, а большая часть — в тонком и особенно в толстом кишечнике.

Вода всасывается в основном пассивно за счет осмотического градиента, создаваемого активным транспортом натрия между просветом кишечника и межклеточным пространством. Все ф ак ­ торы, влияющие на транспорт N a+, изменяют и всасывание воды. Так, блокатор натриевого насоса оубаин подавляет всасывание воды.

В результате поступления N a+ из полости кишечника в м еж ­ клеточную жидкость последняя становится гипертонической и притягивает к себе воду из просвета кишечника. Ток воды создает в межклеточном пространстве градиент гидростатического давле­ ния, являющийся движущей силой передвижения воды и раство­ ренных в ней веществ в сторону капилляров, базальная мембрана которых обладает большой проницаемостью. Кроме того, вода всасывается через межэпителиальные щели путем персорбции.

Всасывание воды связано такж е с транспортом аминокислот и сахаров, поэтому если подавить всасывание сахаров флорицином, то замедляется и всасывание воды. Оптимальный pH для вса­ сывания воды — 6,8. Наркоз (эфир, хлороформ) и ваготомия тор­ мозят всасывание воды, которое зависит такж е от степени гидра­ тации тканей. Об участии коры больших полушарий в механиз­ мах всасывания воды свидетельствует условно-рефлекторное из­ менение ее всасывания. АКТГ усиливает всасывание воды и хло­ ридов, тироксин стимулирует всасывание воды. Некоторые гаст­ роинтестинальные гормоны (гастрин, секретин, ХЦК-ПЗ, ВИП, бомбезин, серотонин) тормозят всасывание воды.

Всасывание нат рия осущ ествляется различными путями: пассивно по градиенту концентрации, активно за счет работы на­ триевых и натрий-калиевых насосов, а такж е путем персорбции через межклеточные щели. За одни сутки в желудочно-кишечном тракте всасывается более 1 моля натрия хлорида. Основное вса­ сывание N a+ происходит в подвздошной и толстой кишке. От вса­ сывания N a+ зависит транспорт аминокислот, глюкозы и других веществ.

Всасывание N a+ регулируется минералокортикоидами и гор­ монами задней доли гипофиза, которые усиливают всасывание натрия. Угнетают этот процесс гастрин, секретин, ХЦК-ПЗ. Вса­ сывание К+ осуществляется в тонком и толстом киш ечнике за счет активного и пассивного транспорта по электрохимическому градиенту. Транспорт калия сопряжен с транспортом натрия.

Хлориды всасываются в желудке и подвздошной кишке по ти ­ пу активного и пассивного транспорта. Всасывание хлора связано с транспортом N a+, Са2+ и К + . Всасывание кальция происходит очень медленно с помощью специального переносчика — кальцийсвязывающего белка, синтез которого контролируется вита­ мином D3. Последний образуется в коже под влиянием ультрафи­ олетового облучения. Этот процесс активируется желчными кис­ лотами, некоторыми аминокислотами, натрием, антибиотика­ ми. Паратгормон, гормоны щитовидной железы, гипофиза и над­ почечников увеличивают всасывание кальция. Ж елезо всасывает­ ся в тонком киш ечнике путем активного транспорта. В энтероцитах содержится специальный переносчик железа, который транс­ портирует его внутрь клетки. Там он связывается со специфичес­ ким белком, который доставляет двухвалентное железо в кровь. В крови есть белок трансферритин, связывающ ий и доставляю ­ щий железо к месту его действия. Избыток железа вместе с ферритином поступает в просвет кишечника и выводится.

Всасывание лекарст венных препаратов

М еханизмы всасывания лекарственных препаратов из полос­ ти желудочно-кишечного тракта различны: прежде всего это диф ­ фузия, этим способом всасывается большинство лекарственных препаратов, затем фильтрация и пиноцитоз. Некоторые лекарст­ венные препараты всасываются путем активного транспорта. На процесс всасывания лекарств в желудке и киш ечнике влияет це­ лый ряд факторов. В первую очередь — это pH среды. Поэтому в желудке, где среда кислая, лучше всего всасываются лекарствакислоты, а лекарства-основания — в кишечнике. Кислая среда разруш ает некоторые лекарства, например бензилпенициллин. Другим субстратом, действующим на всасывание лекарств, явля­ ются ферменты желудочно-кишечного тракта, которые способ­ ны инактивировать ряд белковых и полипептидных веществ (кортикотропины, вазопрессин, инсулин и др.), а такж е некоторые гормоны (прогестерон, тестостерон, альдостерон). Соли желчных кислот, в свою очередь, могут ускорять всасывание лекарств или, наоборот, замедлять его при образовании нерастворимых соеди­ нений.

Моторика желудочно-кишечного тракта — один из ф акто­ ров, лимитирующих скорость и полноту всасывания лекарствен­ ных препаратов.

272 Глава 9. Пищеварение

Количество пищи, ее состав, интервал времени между едой и приемом лекарств влияют на всасывание лекарств. Так, всасыва­ ние тетрациклинов, ампициллина нарушается под действием мо­ лока, солей железа, при высоком содержании углеводов, белков и ж ира в пище.

Объем жидкости, принимаемой вместе с лекарствами, может вызвать или замедление, или ускорение всасывания.

П е ч е н ь

Печень — это железа внешней секреции, выделяющая свой секрет в двенадцатиперстную кишку. Свое название она получи­ ла от слова «печь», так как в печени самая высокая температура по сравнению с другими органами. Печень представляет собой сложнейшую «химическую лабораторию», в которой происходят процессы, связанные с образованием тепла. Печень принимает самое активное участие в пищеварении. Кроме пищеварительной печень выполняет целый ряд других важнейш их функций, кото­ рые будут рассмотрены ниже. Через нее проходят почти все ве­ щества, в том числе и лекарственные, которые так же, как и ток­ сические продукты, обезвреживаю тся.

Пищеварительная функция печени

Эту функцию можно разделить на секреторную, или желче­ отделение (холерез) и экскреторную, или желчевыделение (холекинез). Ж елчеотделение происходит непрерывно и желчь накап­ ливается в желчном пузыре, а желчевыделение — только во вре­ мя пищ еварения (через 3 —12 мин после начала приема пищи). При этом желчь сначала выделяется из желчного пузыря, а затем из печени в двенадцатиперстную кишку. Поэтому принято гово­ рить о печеночной и пузырной желчи.

За сутки отделяется 500 —1500 мл желчи. Она образуется в пе­ ченочных клетках — гепатоцитах, которые контактируют с кро­ веносными капиллярами. Из плазмы крови с помощью пассивно­ го и активного транспорта в гепатоцит выходит ряд веществ: вода, глюкоза, креатинин, электролиты и др. В гепатоците образуются желчные кислоты и желчные пигменты, затем все вещества из гепатоцита секретирую т в желчные капилляры. Далее желчь посту­ пает в желчные печеночные протоки. Последние впадают в об­ щий желчный проток, от которого отходит пузырный проток. Из общего желчного протока желчь попадает в двенадцатиперстную кишку.

Состав желчи

Печеночная желчь имеет золотисто-желтый цвет, пузыр­ ная — темно-коричневый; pH печеночной желчи — 7,3 —8,0, от­

носительная плотность — 1,008—1,015; pH пузырной желчи — 6,0 —7,0 за счет всасывания гидрокарбонатов, а относительная плотность — 1,026—1,048.

Ж елчь состоит из 98% воды и 2% сухого остатка, куда входят органические вещества: соли желчных кислот, желчные пигмен­ ты — билирубин и биливердин, холестерин, жирные кислоты, ле­ цитин, муцин, мочевина, мочевая кислота, витамины А, В, С; не­ значительное количество ферментов: амилаза, фосфатаза, протеаза, каталаза, оксидаза, а такж е аминокислоты и глюкокортикоиды; неорганические вещества: N a+, К + , Са2+, Fe + + , C l”, H C 0 3", S 0 4", Р 0 4“ . В желчном пузыре концентрация всех этих веществ в 5 —6 раз больше, чем в печеночной желчи.

Холестерин — 80% его образуется в печени, 10% — в тонком кишечнике, остальное — в коже. За сутки синтезируется около 1 г холестерина. Он принимает участие в образовании мицелл и хиломикронов и только 30% всасывается из кишечника в кровь. Если нарушается выведение холестерина (при заболевании пече­ ни или неправильной диете), то возникает гиперхолестеринемия, которая проявляется или в виде атеросклероза, или желчнока­ менной болезни.

Желчные кислоты синтезируются из холестерина. Взаимо­ действуя с аминокислотами глицином и таурином, образуют соли гликохолевой (80%) и таурохолевой кислот (20%). Они способству­ ют эмульгированию и лучшему всасыванию в кровь жирных кис­ лот и жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К). За счет гидрофиль­ ное™ и липофильности жирные кислоты способны образовывать мицеллы с жирными кислотами и эмульгировать последние.

Желчные пигменты — билирубин и биливердин придают ж ел­ чи специфическую желто-коричневую окраску. В печени, селе­ зенке и костном мозге происходит разруш ение эритроцитов и ге­ моглобина. Вначале из распавшегося гема образуется биливер­ дин, а затем билирубин. Далее вместе с белком в нерастворенной

вводе форме билирубин с кровью транспортируется в печень. Там, соединившись с глюкуроновой и серной кислотами, он обра­ зует водорастворимые конъюгаты, которые выделяются печеноч­ ными клетками в желчный проток и в двенадцатиперстную киш ­ ку, где от конъюгата под действием микрофлоры киш ечника от­ щепляется глюкуроновая кислота и образуется стеркобилин, придающий калу соответствующую окраску, а после всасывания

из кишечника в кровь, а затем в мочу — уробилин, окраш иваю ­ щий мочу в желтый цвет. При поражении клеток печени, напри­ мер, при инфекционном гепатите или закупорке желчных прото­ ков камнями или опухолью, в крови накапливаются желчные пиг­ менты, появляется желтая ркраска склер и кожи. В норме содер­ ж ание билирубина в крови составляет 0 ,2 —1,2 мг%, или 3,5—19 мкмоль/л (если больше 2 —3 мг%, возникает желтуха).