Лекція №3. Механізми перетворення поживних речовин у травному тракті
Основні питання:
Харчування та процеси травлення.
Структура перетравлювальної системи людини.
Основні етапи перетравлювання і всмоктування макронутрієнтів у шлунково-кишковому тракті.
Харчування – початковий етап асиміляції харчових речовин, який полягає у перетворенні вихідних харчових структур складного хімічного складу в компоненти, позбавлені видової специфічності, легко засвоювані організмом.
Харчування представляє собою сукупність процесів, пов’язаних з розщепленням харчових речовин на прості розчинні сполуки, що здатні легко всмоктуватися та засвоюватися організмом.
Травлення – це фізична та хімічна обробка їжі, яка надійшла в організм, і всмоктування одержаних продуктів у внутрішньому середовищі.
Асиміляція харчових речовин здійснюється за трьох ланцюгової схеми, що базується на різних типах травлення:
Полосне → мембранне (пристінне) → внутрішньоклітинне (всмоктування)
Полосне травлення відбувається в ротовій, шлунковій, кишковій порожнинах, відокремлених від секреторних клітин (слинні залози, шлункові залози), які синтезують травні ферменти. Цей вид травлення забезпечує інтенсивний початок травлення.
Мембранне (пристінне) травлення відбувається за допомогою ферментів, локалізованих на спеціальних структурах вільної поверхні клітин (мікро ворсинках) в тонкому кишечнику. Забезпечує проміжні та заключні стадії гідролізу харчових речовин, а також спряження кінцевих етапів перетравлювання і початкових етапів всмоктування.
Процеси травлення, які поєднують механічні, фізико-хімічні та хімічні зміни харчових речовин, здійснюються у людини спеціальними, пов’язаними між собою органами, сукупність яких утворює перетравлювальну систему (апарат).
Перетравлю вальний апарат людини складається з:
перетравлювальний канал (шлунково-кишковий тракт) довжиною 8 – 12м, в який послідовно входять: ротова порожнина, глотка, стравохід, шлунок, дванадцятипала кишка, тонкий и товстий кишечник з прямою кишкою;
основні залози – слинні залози, печінка, підшлункова залоза.
Функції шлунково-кишкового тракту:
перетравлювальна;
екскреторна;
регуляторна.
Перетравлювальна функція шлунково-кишкового тракту поєднує чотири процеси:
процес моторики;
процес секреції;
процес гідролізу;
процес всмоктування.
Основні перетравлювальні процеси
Фізичні та фізико-хімічні зміни їжі полягають в її подрібненні, перемішуванні, набуханні, частковому розчиненні, утворенні суспензій і емульсій. Хімічні зміни пов’язані з рядом послідовних стадій розщеплення основних нутрієнтів.
Процес руйнування (деполімеризація) природних полімерів здійснюється в організмі шляхом ферментативного гідролізу за допомогою травних (гідролітичних) ферментів – гідролаз. Деполімеризуються білки, жири, вуглеводи за участю ферментів трьох груп гідролаз: протеази, ліпази, амілази. Ферменти утворюються в спеціальних секреторних клітинах травних залоз і надходять всередину травного тракту разом зі слиною та травними соками – шлунковим, підшлунковим і кишковим, об’єм секреції у людини за добу складає приблизно 7 літрів.
Процес утворення та виділення спеціальними залозами організму особливо активних речовин (секретів) називається секрецією. Поряд з ферментами до складу травних соків входять вода, різні солі, а також слиз, що сприяє покращенню руху їжі.
Основні відділи травного каналу (стравохід, шлунок, кишечник) мають три оболонки:
внутрішню слизову (розміщені залози, що виділяють слиз, а в окремих органах –травні соки);
середню м’язову, скорочення якої забезпечує проходження харчового кому вздовж травного каналу);
зовнішню (серозну), яка виконує роль покривного шару.
Основні етапи перетравлювання і всмоктування макронутрієнтів у шлунково-кишковому тракті:
Ротова порожнина, рН = 7 (перетравлювання крохмалю під дією амілази слини).
У ротовій порожнині основними процесами переробки їжі є подрібнення, змочування слиною та набухання. В результаті проходження цих процесів з їжі формується харчовий ком. Тривалість переробки їжі в порожнині роту 15–25с. Під дією слини відбуваються хімічні процеси гідролізу вуглеводів (суміш олігосахаридів).
Стравохід (переміщення харчового кому).
Шлунок, рН 1 – 3 (перетравлювання білків під дією пепсину).
Харчовий ком з кореня язика через глотку і стравохід потрапляє у шлунок (полий орган об’ємом близько 2л з складчастою внутрішньою поверхнею, що виробляє слиз і шлунковий сік).
У шлунку травлення триває протягом 3,5 – 10,0 годин. Відбувається подальше змочування і набухання харчового кому, проникнення в нього шлункового соку, згортання білків, скисання молока. Поряд з фізико-хімічними змінами, починаються хімічні процеси, в яких беруть участь ферменти шлункового соку.
Чистий шлунковий сік (об’єм 1,5 – 2,5 л/добу) – безбарвна прозора рідина, що містить соляну кислоту в концентрації 0,4 – 0,5 % (рН 1 – 3).
Функції соляної кислоти пов’язані:
з процесами денатурації та руйнування білків. Процеси денатурації білків полегшують дію протеаз;
створення оптимуму рН для пепсиногенів;
знешкодженням росту патогенних бактерій;
регуляції моторики, стимуляції секреції ентерокінази.
У шлунку наявні три групи ферментів:
ферменти слини – амілази (діють перші 30 – 40с – до появи кислої реакції середовища);
ферменти шлункового соку – протеази (пепсин, гастріксин, желатиназа), які розщеплюють білки до поліпептидів і желатину;
ліпази, що розщеплюють жири.
Приблизно 10% пептидних зв’язків в білках розщеплюються у шлунку, в результаті утворюються розчинні у воді. Тривалість і активність дії ліпаз незначна, так як вони діють тільки на емульговані жири в слабко лужному середовищі, утворюються неповні гліцериди.
Жовчний міхур (накопичення солей жовчних кислот).
Підшлункова залоза (утворення протеолітичних ферментів амілази, ліпази, а також НСО3-).
Дванадцятипала кишка, рН = 7 ‑ 8 (завершення основного перетравлення в результаті сукупної дії ферментів, що виділяються підшлунковою залозою та епітелієм тонкого кишечнику).
З шлунку харчова маса рідкої або напіврідкої консистенції, надходить в тонкий кишечник (загальна довжина 5-6м), верхня частина якого називається дванадцятипалою кишкою, де процеси ферментативного гідролізу відбуваються найбільш інтенсивно.
У дванадцятипалій кишці їжа підлягає дії трьох видів травних соків: