Anatomie a Fyziologie II

Jak jste se naučili, proces mechanické trávení je poměrně jednoduché., Zahrnuje fyzické zhroucení jídla, ale nemění jeho chemický make-up. Chemické trávení, na druhou stranu, je složitý proces, který snižuje potravin do jeho chemické stavební kameny, které jsou pak vstřebává, vyživují buňky těla. V této části se podrobněji podíváte na procesy chemického trávení a absorpce.

Chemické Trávení

Velké potravinové molekuly (např. proteiny, lipidy, nukleové kyseliny a škroby), musí být rozděleny do podjednotek, které jsou dostatečně malé, aby se vstřebává do sliznice trávicí trubice. Toho je dosaženo enzymy hydrolýzou. Mnoho enzymů podílejících se na chemickém trávení je shrnuto v tabulce 1.

Tabulka 1.,ic enzymes					Pancreatic amylase	Pancreatic acinar cells	Polysaccharides (starches)	α-Dextrins, disaccharides (maltose), trisaccharides (maltotriose)
Pancreatic enzymes	Pancreatic lipase	Pancreatic acinar cells	Triglycerides that have been emulsified by bile salts	Fatty acids and monoacylglycerides
Pancreatic enzymes	Trypsin*	Pancreatic acinar cells	Proteins	Peptides
*These enzymes have been activated by other substances.,

Trávení Sacharidů

průměrná Americká strava je o 50 procent sacharidů, které mohou být klasifikovány podle počtu monomerů, které obsahují jednoduché cukry (monosacharidy a disacharidy) a/nebo složité cukry (polysacharidy). Glukóza, galaktóza a fruktóza jsou tři monosacharidy, které se běžně konzumují a jsou snadno absorbovány., Váš trávicí systém je také schopen prolomit disacharid sacharóza (pravidelné stolní cukr: glukóza + fruktóza), laktóza (mléčný cukr: glukóza + galaktóza) a maltóza (obilí, cukr: glukóza + glukóza), a polysacharidy glykogen a škrob (řetězce monosacharidů). Vaše těla neprodukují enzymy, které mohou rozbít většinu vláknitých polysacharidů, jako je celulóza. Zatímco nestravitelné polysacharidy neposkytují žádnou nutriční hodnotu, poskytují dietní vlákninu, která pomáhá pohánět jídlo prostřednictvím trávicího kanálu.,

chemické trávení škrobů začíná v ústech a bylo přezkoumáno výše.

v tenkém střevě provádí pankreatická amyláza „těžké zvedání“ pro trávení škrobu a sacharidů (Obrázek 2). Po amylázy štěpí škrob na menší fragmenty, štětec hranice enzymu α-dextrinase začne pracovat na α-dextrin, přerušila jedné glukosové jednotce. Tři hraniční enzymy kartáč hydrolyzují sacharózu, laktózu a maltózu na monosacharidy., Sacharázy rozdělí sacharózu na jedné molekuly fruktózy a jedné molekuly glukózy; maltáza štěpí maltózu a maltotriose do dvou a tří molekul glukózy, respektive, a laktáza štěpí laktózu na jedné molekuly glukózy a jedné molekuly galaktózy. Nedostatečná laktáza může vést k intoleranci laktózy.

Bílkovin

Proteiny jsou polymery složené z aminokyselin, spojených peptidovou dluhopisy tvořit dlouhé řetězce., Trávení je snižuje na jejich aminokyseliny. Obvykle konzumujete asi 15 až 20 procent celkového příjmu kalorií jako bílkoviny.

trávení bílkovin začíná v žaludku, kde je HCl a pepsin rozbít bílkoviny na menší polypeptidy, které pak putují do tenkého střeva. Chemické trávení v tenkém střevě pokračuje pankreatickými enzymy, včetně chymotrypsinu a trypsinu, z nichž každá působí na specifické vazby v aminokyselinových sekvencích., Současně buňky okraje kartáče vylučují enzymy, jako je aminopeptidáza a dipeptidáza, které dále rozkládají peptidové řetězce. To má za následek molekuly dostatečně malé, aby vstoupily do krevního řečiště.

trávení lipidů

zdravá strava omezuje příjem lipidů na 35 procent celkového příjmu kalorií. Nejčastějšími dietními lipidy jsou triglyceridy, které jsou tvořeny molekulou glycerolu vázanou na tři řetězce mastných kyselin. Malé množství dietního cholesterolu a fosfolipidů se také konzumuje.

tři lipázy zodpovědné za trávení lipidů jsou lingvální lipáza, žaludeční lipáza a pankreatická lipáza. Nicméně, protože pankreas je jediným následným zdrojem lipázy, prakticky veškeré trávení lipidů se vyskytuje v tenkém střevě., Pankreatická lipáza rozkládá každý triglycerid na dvě volné mastné kyseliny a monoglycerid. Mastné kyseliny zahrnují jak krátké řetězce (méně než 10 až 12 uhlíků), tak mastné kyseliny s dlouhým řetězcem.

trávení nukleových kyselin

DNA a RNA nukleových kyselin se nacházejí ve většině potravin, které jíte. Za jejich trávení jsou zodpovědné dva typy pankreatické nukleázy: deoxyribonukleáza, která tráví DNA, a ribonukleáza, která tráví RNA., Nukleotidy produkován toto trávení se dále člení podle dvou střevní kartáč hranice enzymy (nucleosidase a fosfatázy) do pentoses, fosfáty a dusíkaté báze, které mohou být absorbovány prostřednictvím trávicí trubice stěna. Velké molekuly potravin, které musí být rozděleny do podjednotek, jsou shrnuty v tabulce 2.

Tabulka 2.,		Sacharidy	Monosacharidy: glukóza, galaktóza a fruktóza
Proteiny	Jeden aminokyselin, dipeptidů, a tripeptidy
Triglyceridy	Monoacylglycerides, glycerol, a volné mastné kyseliny
Nukleové kyseliny	Pentóza cukrů, fosfátů a dusíkatých bází

Absorpce

mechanické a trávicí procesy mají jeden cíl: převést jídlo do molekuly dostatečně malé, aby se vstřebává do epiteliálních buněk střevní klky., Absorpční kapacita trávicího kanálu je téměř nekonečná. Každý den alimentární kanál zpracovává až 10 litrů potravin, tekutin a sekrecí GI, přesto méně než jeden litr vstupuje do tlustého střeva. Téměř všechny požité potraviny, 80 procent elektrolytů a 90 procent vody jsou absorbovány v tenkém střevě. Přestože se celé tenké střevo podílí na absorpci vody a lipidů, většina absorpce sacharidů a bílkovin se vyskytuje v jejunu. Zejména žlučové soli a vitamín B12 jsou absorbovány v terminálním ileu., Když trávenina přechází z ilea do tlustého střeva, je v podstatě nestravitelné zbytky potravy (převážně rostlinných vláken, jako je celulóza), trochu vody, a miliony bakterií.

k Absorpci může dojít prostřednictvím pěti mechanismy: (1) aktivní transport, (2) pasivní difúze, (3) rozptylu, (4) spolupráce-doprava (nebo sekundárně aktivní transport), a (5) endocytóza., Jak si vzpomínáte z Kapitoly 3, aktivní transport se týká pohybu látky přes buněčné membrány se děje z oblasti o nižší koncentraci do oblasti o vyšší koncentraci (koncentrační gradient). U tohoto typu transportu působí proteiny v buněčné membráně jako „čerpadla“ pomocí buněčné energie (ATP) k pohybu látky., Pasivní difuze se týká pohybu látky z místa o vyšší koncentraci do oblasti o nižší koncentraci, při rozptylu se vztahuje k pohybu látek z oblasti vyšší do oblasti nižší koncentrace pomocí dopravce bílkovin v buněčné membráně. Co-doprava využívá pohyb jedné molekuly přes membránu z vyšší do nižší koncentrace energie pohybu další z nižší na vyšší. Nakonec je endocytóza transportním procesem, při kterém buněčná membrána pohltí materiál. Vyžaduje energii, obecně ve formě ATP.,

protože plazmatická membrána buňky je tvořena hydrofobními fosfolipidy, musí živiny rozpustné ve vodě používat transportní molekuly vložené do membrány pro vstup do buněk. Kromě toho látky nemohou procházet mezi epiteliálními buňkami střevní sliznice, protože tyto buňky jsou spojeny těsnými křižovatkami. Látky tak mohou vstupovat do krevních kapilár pouze průchodem apikálními povrchy epiteliálních buněk a do intersticiální tekutiny. Ve vodě rozpustné živiny vstupují do kapilární krve v klcích a cestují do jater prostřednictvím jaterní portální žíly.,

Na rozdíl od živin rozpustných ve vodě mohou živiny rozpustné v lipidech difundovat plazmatickou membránou. Jednou uvnitř buňky, jsou baleny pro přepravu přes základní buňky a poté zadejte lacteals klků být transportovány lymfatickými cévami do krevního oběhu přes hrudní potrubí. Absorpce většiny živin přes sliznici střevních klků vyžaduje aktivní transport poháněný ATP. Cesty absorpce pro každou kategorii potravin jsou shrnuty v tabulce 3.,

Tabulka 3.,ids					Simple diffusion	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein
Lipids	Glycerol	Simple diffusion	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein
Lipids	Nucleic acid digestion products	Active transport via membrane carriers	Capillary blood in villi	Liver via hepatic portal vein

Carbohydrate Absorption

All carbohydrates are absorbed in the form of monosaccharides., Tenké střevo je v tomto ohledu vysoce účinné a absorbuje monosacharidy odhadovanou rychlostí 120 gramů za hodinu. Všechny normálně trávené dietní sacharidy jsou absorbovány; nestravitelná vlákna jsou eliminována ve stolici. Monosacharidy glukóza a galaktóza jsou transportovány do epiteliálních buněk běžnými proteinovými nosiči prostřednictvím sekundárního aktivního transportu(tj. Monosacharidy opouštějí tyto buňky prostřednictvím usnadněné difúze a vstupují do kapilár prostřednictvím mezibuněčných štěpů., Monosacharidová fruktóza (která je v ovoci)je absorbována a transportována samotnou difúzí. Monosacharidy se kombinují s transportními bílkovinami ihned po rozpadu disacharidů.

absorpce bílkovin

aktivní transportní mechanismy, především v duodenu a jejunu, absorbují většinu proteinů jako jejich produkty rozkladu, aminokyseliny. Téměř všechny (95 až 98 procent) bílkoviny jsou tráveny a absorbovány v tenkém střevě. Typ nosiče, který transportuje aminokyselinu, se liší. Většina nosičů je spojena s aktivním transportem sodíku., Aktivní jsou také krátké řetězce dvou aminokyselin (dipeptidy) nebo tří aminokyselin (tripeptidy). Nicméně poté, co vstoupí do absorpčních epiteliálních buněk, jsou rozděleny na jejich aminokyseliny před opuštěním buňky a vstupem do kapilární krve difúzí.

absorpce lipidů

přibližně 95 procent lipidů je absorbováno v tenkém střevě. Žlučové soli nejen urychlují trávení lipidů, ale jsou také nezbytné pro absorpci konečných produktů trávení lipidů., Mastné kyseliny s krátkým řetězcem jsou relativně rozpustné ve vodě a mohou přímo vstoupit do absorpčních buněk (enterocytů). Přesto, že je hydrofobní, malá velikost, krátké řetězce mastných kyselin, umožňuje jim být absorbovány do enterocytů pomocí prosté difúze, a pak se stejnou cestou jako monosacharidy a aminokyseliny do krve kapilární a klků.

velké a hydrofobní mastné kyseliny s dlouhým řetězcem a monoacylglyceridy nejsou tak snadno suspendovány ve vodnaté střevní trávě., Nicméně, solí žlučových kyselin a lecitinu-li tento problém vyřešit tím, že uzavře je do micel, což je malá oblast s polární (hydrofilní) končí výhledem na vodní prostředí a hydrofobní ocásky obrátil se k interiéru, vytváří vhodné prostředí pro mastné kyseliny s dlouhým řetězcem. Jádro také obsahuje cholesterol a vitamíny rozpustné v tucích. Bez micel, lipidy by sedět na povrchu tráveniny a nikdy přijít do kontaktu s absorpční povrch epiteliálních buněk. Micely lze snadno zmáčknout mezi sliznicí a dostat se velmi blízko luminálním povrchu buněk., V tomto okamžiku lipidové látky opouštějí micelu a jsou absorbovány jednoduchou difúzí.

volné mastné kyseliny a monoacylglyceridy, které vstupují do epiteliálních buněk, jsou reinkorporovány na triglyceridy. Triglyceridy jsou smíchány s fosfolipidy a cholesterolem a obklopeny proteinovým pláštěm. Tento nový komplex, nazývaný chylomikron, je lipoprotein rozpustný ve vodě. Po zpracování Golgiho přístrojem se z buňky uvolňují chylomikrony. Příliš velký na to, aby prošel bazálními membránami krevních kapilár, chylomikrony místo toho vstupují do velkých pórů lakteálů., Laktealy se spojují a tvoří lymfatické cévy. Chylomikrony jsou transportovány v lymfatických cévách a vyprázdněny hrudním kanálem do podklíčkové žíly oběhového systému. Jednou v krevním řečišti enzym lipoproteinová lipáza rozkládá triglyceridy chylomikronů na volné mastné kyseliny a glycerol. Tyto produkty rozkladu pak procházejí kapilárními stěnami, které mají být použity pro energii buňkami nebo uloženy v tukové tkáni jako tuk., Jaterní buňky kombinují zbývající chylomikronové zbytky s bílkovinami a vytvářejí lipoproteiny, které transportují cholesterol v krvi.

Nukleové Kyseliny Vstřebávání

výrobky z nukleové kyseliny trávení—pentóza cukry, dusíkaté báze, a fosfátové ionty—jsou přepravovány prostřednictvím dopravce, po celé klků epitelu přes aktivní transport. Tyto produkty pak vstupují do krevního řečiště.,

Minerální Absorpce

elektrolyty absorbovány v tenkém střevě se z obou GI sekrety a požití potraviny. Vzhledem k tomu, že elektrolyty se disociují na ionty ve vodě, většina se absorbuje aktivním transportem po celém tenkém střevě. Během absorpce dochází k akumulaci iontů sodíku uvnitř buněk, zatímco mechanismy proti portům snižují koncentraci iontů draslíku uvnitř buněk. Pro obnovení gradientu sodíku a draslíku přes buněčnou membránu, sodno-draselné čerpadlo vyžadující ATP pumpuje sodík a draslík.,

obecně jsou všechny minerály, které vstupují do střeva, absorbovány, ať už je potřebujete nebo ne. Železo a vápník jsou výjimky; jsou vstřebává v dvanáctníku v množství, které splňují tělo je aktuální požadavky, a to následovně:

Železo—iontové železo nezbytné pro tvorbu hemoglobinu je absorbován do sliznice buňky prostřednictvím aktivního transportu. Jakmile je uvnitř slizničních buněk, iontové železo se váže na proteinový feritin a vytváří komplexy železa a feritinu, které ukládají železo, dokud není potřeba. Když má tělo dostatek železa, většina uloženého železa se ztratí, když se opotřebované epiteliální buňky odlupují., Když tělo potřebuje železo, protože se například ztrácí během akutního nebo chronického krvácení, dochází ke zvýšenému vychytávání železa ze střeva a zrychlenému uvolňování železa do krevního řečiště. Vzhledem k tomu, že ženy zaznamenávají významnou ztrátu železa během menstruace, mají ve svých střevních epiteliálních buňkách přibližně čtyřikrát tolik proteinů transportu železa jako muži.

vápník-hladiny iontového vápníku v krvi určují absorpci dietního vápníku., Když se v krvi iontové nedostatek vápníku, parathormonu (PTH) vylučovaný příštítných žláz stimuluje uvolňování iontů vápníku z kostní matice a zvyšuje reabsorpci vápníku v ledvinách. PTH také upravuje aktivaci vitaminu D v ledvinách, což pak usnadňuje absorpci iontů vápníku ve střevě.

absorpce vitaminu

tenké střevo absorbuje vitamíny, které se přirozeně vyskytují v potravinách a doplňcích. Vitamíny rozpustné v tucích (A, D, E A K) jsou absorbovány spolu s dietními lipidy v micelách jednoduchou difúzí., To je důvod, proč se doporučuje jíst některé mastné potraviny, když užíváte vitamínové doplňky rozpustné v tucích. Většina vitamínů rozpustných ve vodě (včetně většiny vitamínů B a vitamínu C) je také absorbována jednoduchou difúzí. Výjimkou je vitamin B12, což je velmi velká molekula. Vnitřní faktor vylučován v žaludku váže na vitamin B12, brání jeho trávení a vytváří komplex, který se váže na slizniční receptory v oblasti terminálního ilea, kde je vychytáván endocytóza.

absorpce vody

každý den vstupuje do tenkého střeva asi devět litrů tekutiny. Kolem 2.,3 litry jsou přijímány v potravinách a nápojích a zbytek je z GI sekrecí. Asi 90 procent této vody je absorbováno v tenkém střevě. Absorpce vody je poháněna koncentračním gradientem vody: koncentrace vody je vyšší v trávě než v epiteliálních buňkách. Voda se tak pohybuje po koncentračním gradientu z chymu do buněk. Jak již bylo uvedeno výše, velká část zbývající vody je pak absorbována v tlustém střevě.

přehled kapitol

tenké střevo je místem většiny chemického trávení a téměř veškeré absorpce., Chemické trávení rozbíjí velké molekuly potravin do svých chemických stavebních bloků, které pak mohou být absorbovány střevní stěnou a do celkového oběhu. Střevní kartáč hraniční enzymy a pankreatické enzymy jsou zodpovědné za většinu chemického trávení. Odbourávání tuku také vyžaduje žluč.

většina živin je absorbována transportními mechanismy na apikálním povrchu enterocytů. Výjimky zahrnují lipidy, vitamíny rozpustné v tucích a většinu vitamínů rozpustných ve vodě., Pomocí žlučových solí a lecitinu jsou dietní tuky emulgovány za vzniku micel, které mohou přenášet tukové částice na povrch enterocytů. Tam micely uvolňují své tuky, aby se rozptýlily přes buněčnou membránu. Tuky jsou pak znovu sestaveny na triglyceridy a smíchány s jinými lipidy a bílkovinami do chylomikronů, které mohou projít do lakteálů. Jiné absorbované monomery cestují z krevních kapilár ve vilu do jaterní portální žíly a poté do jater.,

Vlastní kontrola

odpovězte na níže uvedenou otázku, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům uvedeným v předchozí části.