Anatomia ja Fysiologia II

Kun olet oppinut prosessi mekaaninen ruoansulatus on suhteellisen yksinkertainen., Siihen liittyy ruoan fyysinen hajoaminen, mutta se ei muuta sen kemiallista rakennetta. Kemiallinen ruoansulatus, toisaalta, on monimutkainen prosessi, joka vähentää elintarvikkeiden osaksi sen kemiallisia rakennuspalikoita, jotka sitten imeytyvät ravitsevat kehon soluihin. Tässä osassa tarkastellaan tarkemmin kemiallisen ruuansulatuksen ja imeytymisen prosesseja.

Kemiallinen Ruoansulatus

Suuri elintarvikkeiden molekyylejä (esimerkiksi proteiinit, lipidit, nukleiinihapot, ja tärkkelykset) jaotellaan alayksiköstä, jotka ovat tarpeeksi pieniä imeytyä limakalvon ruoansulatuskanavan rauhasten. Tämä tapahtuu entsyymeillä hydrolyysin avulla. Taulukossa 1 on yhteenveto kemialliseen ruoansulatukseen osallistuvista monista entsyymeistä.

Taulukko 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.,

Hiilihydraatti Ruoansulatusta

keskimääräinen Amerikkalainen ruokavalio on noin 50 prosenttia hiilihydraatteja, jotka voidaan luokitella sen mukaan, montako monomeerit ne sisältävät yksinkertaisia sokereita (monosakkarideja ja disakkarideja) ja/tai monimutkaisia sokereita (polysakkaridit). Glukoosi, galaktoosi ja fruktoosi ovat kolme monosakkaridia, jotka yleisesti kulutetaan ja imeytyvät helposti., Ruoansulatuskanavan on myös mahdollisuus murtaa disakkaridi sakkaroosi (tavallinen pöytä sokeria: glukoosi + fruktoosi), laktoosi (maitosokeri: glukoosi + galaktoosi -) ja maltoosi (viljan sokeria: glukoosi + glukoosi), ja polysakkaridit glykogeeni ja tärkkelys (ketjut monosakkarideja). Elimistösi ei tuota entsyymejä, jotka voivat hajottaa useimmat kuituiset polysakkaridit, kuten selluloosan. Kun sulamaton polysakkaridit eivät tarjoa mitään ravintoarvoa, ne tarjoavat kuitua, joka auttaa kuljettamaan elintarvikkeiden kautta ruoansulatuskanavan rauhasten.,

tärkkelyksen kemiallinen pilkkoutuminen alkaa suusta ja sitä on tarkasteltu yllä.

ohutsuolessa, haiman amylaasi tekee raskasta työtä tärkkelyksen ja hiilihydraattien ruoansulatus (Kuva 2). Kun amylaasit hajottavat tärkkelystä pienemmiksi palasia, harja raja-entsyymi α-dextrinase alkaa työstää α-dekstriini, katkaisemista yhdestä glukoosi yksikkö kerrallaan. Kolme harjanrajaentsyymiä hydrolysoi sakkaroosin, laktoosin ja maltoosin monosakkarideiksi., Sakkaroosi jakaa sakkaroosia osaksi yhden molekyylin fruktoosi ja yhden molekyylin glukoosi; maltaasi pilkkoo maltoosia ja maltotriose kahteen ja kolme glukoosia molekyylejä, vastaavasti; ja laktaasi hajottaa laktoosin osaksi yhden molekyylin glukoosi ja yhden molekyylin galaktoosia. Riittämätön laktaasi voi johtaa laktoosi-intoleranssiin.

proteiinien pilkkoutuminen

proteiinit ovat peptidisidoksilla yhdistetyistä aminohapoista koostuvia polymeerejä, jotka muodostavat pitkiä ketjuja., Ruoansulatus pelkistää ne ainesosiksi aminohapoiksi. Syöt yleensä noin 15-20 prosenttia kokonaiskalorimäärästäsi proteiinina.

ruoansulatusta proteiinia alkaa mahalaukussa, jossa HCl-ja pepsiiniä tauko proteiineja pienempiin polypeptidien, joka sitten matkustaa ohutsuolessa. Kemiallinen ruoansulatus ohutsuolessa on edelleen haiman entsyymejä, mukaan lukien kymotrypsiini ja trypsiini, joista jokainen teko erityisiä joukkovelkakirjoja aminohappo-sekvenssit., Samaan aikaan, solujen harja raja erittävät entsyymejä, kuten aminopeptidase ja dipeptidaasi, jotka edelleen hajoavat peptidi ketjut. Tällöin molekyylit ovat niin pieniä, että ne pääsevät verenkiertoon.

lipidien pilkkoutuminen

terveellinen ruokavalio rajoittaa lipidien saannin 35 prosenttiin kokonaiskalorimäärästä. Yleisimpiä ruokavalion lipidejä ovat triglyseridit, jotka koostuvat kolmeen rasvahappoketjuun sitoutuneesta glyserolimolekyylistä. Myös pieniä määriä ruokavalion kolesterolia ja fosfolipidejä kulutetaan.

kolme lipaasit vastuussa ruoansulatusta rasva on monikielinen lipaasi, maha lipaasi ja haiman lipaasi. Koska haima on kuitenkin ainoa lipaasin aiheuttaja, käytännössä kaikki lipidien pilkkoutuminen tapahtuu ohutsuolessa., Haiman lipaasi pilkkoo jokaisen triglyseridin kahdeksi vapaaksi rasvahapoksi ja monoglyseridiksi. Rasvahappoja ovat sekä lyhytketjuiset (alle 10-12 hiilihappoa) että pitkäketjuiset rasvahapot.

nukleiinihappojen pilkkoutuminen

nukleiinihappojen DNA ja RNA löytyvät useimmista syömistäsi elintarvikkeista. Kaksi tyyppisiä haiman nuclease ovat vastuussa niiden ruoansulatusta: deoxyribonuclease, joka sulattaa DNA, ja ribonuclease, joka sulattaa RNA., Nukleotidit tuotettu tämän ruoansulatusta eritellään kaksi suoliston harjalla raja-entsyymejä (nucleosidase ja fosfataasi) osaksi pentoses, fosfaatit, ja typpipitoiset emäkset, joka voi imeytyä alimentary canal wall. Suuret ruokamolekyylit, jotka on jaoteltava alayksiköiksi, on koottu taulukossa 2.

Taulukko 2.,		Hiilihydraatit	Monosakkaridit: glukoosi, galaktoosi ja fruktoosi
Proteiinit	Yhden aminohappoja, dipeptidit, ja tripeptides
Triglyseridit	Monoacylglycerides, glyseroli, ja vapaita rasvahappoja
nukleiinihapot	Pentoo sokereita, fosfaatit, ja typpipitoiset emäkset

Imeytyminen

mekaaninen ja ruoansulatus on yksi tavoite: muuntaa ruoka molekyyleiksi tarpeeksi pieni imeytyä epiteelisoluihin suoliston villi., Imukyky ruoansulatuskanava on lähes loputon. Jokainen päivä, ruoansulatuskanava käsittelee jopa 10 litraa ruokaa, nesteitä, ja GI eritteiden, vielä vähemmän kuin yksi litra tulee paksusuoleen. Lähes kaikki nauttivat ruokaa, 80 prosenttia elektrolyyteistä ja 90 prosenttia vedestä imeytyy ohutsuoleen. Vaikka koko ohutsuoli osallistuu veden ja lipidien imeytymiseen, suurin osa hiilihydraattien ja proteiinien imeytymisestä tapahtuu jejunumissa. Erityisesti sappisuolat ja B12-vitamiini imeytyvät terminaaliseen ileumiin., Kun ruokasulan kulkee sykkyräsuoli paksusuoleen, se on lähinnä huonosti sulavaa ruokaa jäämiä (pääasiassa kasvi kuidut, kuten selluloosa), vettä, ja miljoonia bakteereita.

Imeytyminen voi esiintyä läpi viisi mekanismeja: (1) aktiivinen kuljetus (2) passiivinen diffuusio, (3) helpotetun diffuusion avulla, (4) yhteistyö-liikenne (tai sekundaarinen aktiivinen kuljetus), ja (5) endosytoosin., Kuten muistamme Luvusta 3, aktiivinen kuljetus viittaa liikkeen aineen kautta solun kalvo menee ala on pienempi pitoisuus alueelle, jonka pitoisuus on suurempi (jopa pitoisuus kaltevuus). Tällaisessa kuljetuksessa solukalvon sisällä olevat proteiinit toimivat ”pumppuina” käyttäen soluenergiaa (ATP) aineen siirtämiseen., Passiivinen diffuusio viittaa liikkeen aineita alueelta korkeamman pitoisuuden alueella, pienempi pitoisuus, kun taas helpotettu diffuusio viittaa liikkeen aineita pinta-ala on suurempi alueelle, pienempi pitoisuus käyttämällä harjoittaja proteiini solun kalvo. Co-liikenne käyttää liikkeen yksi molekyyli kalvon läpi korkeampi alemman pitoisuuden voima liikkeen toinen alemmalta korkeampi. Lopuksi endosytoosi on kuljetusprosessi, jossa solukalvo nielaisee materiaalia. Se vaatii energiaa, yleensä ATP: n muodossa.,

Koska solu on plasma-kalvo on hydrofobinen fosfolipidejä, vesiliukoisia ravinteita on käytettävä liikenne-molekyylejä upotettu kalvo syöttää soluihin. Lisäksi aineita voi kulkea välillä epiteelisolujen suolen limakalvon, koska nämä solut ovat sidottu yhteen tiukka liittymissä. Näin aineet voivat päästä veren kapillaareihin vain kulkemalla epiteelisolujen apikaalisten pintojen läpi ja interstitiaalinesteeseen. Vesiliukoisia ravinteita anna kapillaari veren villi ja kulkea maksan kautta maksan porttilaskimo.,

toisin kuin vesiliukoisia ravinteita, rasva-liukoisia ravinteita voi diffundoitua plasma-kalvo. Kun solun sisällä, ne on pakattu kuljetusta varten kautta pohja solu ja kirjoita sitten lacteals villi olevan kuljetetaan imusuonten systeemiseen verenkiertoon kautta rintakehä kanavaan. Useimpien ravintoaineiden imeytyminen suoliston villin limakalvon läpi vaatii ATP: n tankkaamaa aktiivista kuljetusta. Imeytymisreitit kunkin elintarvikeryhmän osalta on esitetty taulukossa 3.,

Taulukko 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., Ohutsuoli on tässä erittäin tehokas, absorboi monosakkarideja arviolta 120 grammaa tunnissa. Kaikki normaalisti sulavat ravinnon hiilihydraatit imeytyvät; sulamattomat kuidut eliminoituvat ulosteeseen. Monosakkaridit glukoosi ja galaktoosi kuljetetaan osaksi epiteelisolujen yhteisellä proteiinia harjoittajien kautta sekundaarinen aktiivinen kuljetus (joka on, co-liikenne-ja natrium-ionit). Monosakkaridit jättää näiden solujen kautta helpotettu diffuusio ja anna kapillaarien läpi solujen suulakihalkioita., Monosakkaridi fruktoosi (joka on hedelmässä) imeytyy ja kuljetetaan pelkällä diffuusiolla. Monosakkaridit yhdistyvät kuljetusproteiineihin heti disakkaridien hajottua.

Proteiinin Imeytyminen

Aktiivisia kuljetusmekanismeja, pääasiassa pohjukaissuoli ja ohutsuoli, imevät eniten proteiineja, koska niiden hajoamistuotteita, aminohappoja. Lähes kaikki (95-98 prosenttia) proteiini pilkkoutuu ja imeytyy ohutsuoleen. Aminohappoa kuljettavan kantaja-aineen tyyppi vaihtelee. Useimmat kantajat ovat yhteydessä natriumin aktiiviseen kuljetukseen., Myös kahden aminohapon (dipeptidien) tai kolmen aminohapon (tripeptidien) lyhyet ketjut kuljetetaan aktiivisesti. Kuitenkin, kun ne tulevat imukykyisiä epiteelisolujen, ne on jaoteltu niiden aminohappoja ennen lähtöä solu ja syöttämällä kapillaari veren kautta diffuusio.

lipidien imeytyminen

noin 95 prosenttia lipideistä imeytyy ohutsuoleen. Sappisuolat paitsi nopeuttavat lipidien pilkkoutumista, ne ovat myös välttämättömiä rasvamädätyksen lopputuotteiden imeytymiselle., Lyhytketjuiset rasvahapot ovat suhteellisen vesiliukoisia ja voivat tulla imukykyisiä solut (enterosyyttien) suoraan. Huolimatta siitä, että hydrofobinen, pieni koko lyhytketjuisten rasvahappojen avulla ne voivat imeytyä enterosyyttien kautta yksinkertainen diffuusio, ja sitten ottaa sama polku kuin monosakkaridit ja aminohapot verenkiertoon hiussuonten on nukkalisäkkeen.

suuri ja hydrofobinen pitkäketjuisia rasvahappoja ja monoacylglycerides eivät ole niin helposti keskeyttää, vetistä suoliston ruokasulan., Kuitenkin, sappi suolat ja lesitiiniä ratkaista tämän ongelman sulkemalla ne misellin, joka on pieni pallo, jossa polar (hydrofiilinen) päät päin vetistä ympäristöä ja hydrofobiset hännät kääntyi sisustus, luoda vastaanottavainen ympäristö pitkäketjuisia rasvahappoja. Ydin sisältää myös kolesterolia ja rasvaliukoisia vitamiineja. Ilman misellit, lipidien olisi istua pinnalla ruokasulan ja koskaan kosketuksiin imukykyisiä pintoja epiteelin soluja. Micelles voi helposti puristaa välillä microvilli ja päästä hyvin lähelle luminal solupinta., Tässä vaiheessa lipidiaineet poistuvat mikelistä ja imeytyvät yksinkertaisen diffuusion kautta.

epiteelisoluihin tulevat vapaat rasvahapot ja monoasyyliglyseridit palautuvat triglyserideiksi. Triglyseridit sekoitetaan fosfolipideihin ja kolesteroliin, ja niitä ympäröi proteiinikerros. Tämä uusi kompleksi, jota kutsutaan chylomikroniksi, on vesiliukoinen lipoproteiini. Kun Golgi-laite on käsitellyt sitä, solusta vapautuu kylomikroneja. Liian suuri läpi kellariin limakalvojen veren kapillaareja, kylomikronit sen sijaan tulevat suuret huokoset lacteals., Lakteaalit yhtyvät muodostaen imusuonia. Olevat chylomicrons kuljetetaan imusuonten ja tyhjä läpi rintakehä kanavaan subclavian laskimoon verenkiertoon. Verenkiertoon päästyään lipoproteiinilipaasi-entsyymi pilkkoo kylomikronien triglyseridit vapaiksi rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Nämä hajoamistuotteet sitten läpi kapillaari seinät voidaan käyttää energian solujen tai varastoidaan rasvakudokseen rasvaa., Maksasolut yhdistävät jäljellä olevat kylomikronijäänteet proteiineihin muodostaen lipoproteiineja, jotka kuljettavat kolesterolia veressä.

nukleiinihapon Imeytyminen

tuotteet nukleiinihapon ruoansulatusta—pentoo sokereita, typpipitoiset emäkset, ja fosfaatti-ionit kuljetetaan harjoittajien koko villus epiteelin kautta aktiivinen kuljetus. Nämä tuotteet tulevat sitten verenkiertoon.,

Mineraaliabsorptio

ohutsuoleen imeytyneet elektrolyytit ovat peräisin sekä ruuansulatuskanavan eritteistä että niellyistä elintarvikkeista. Koska elektrolyytit dissosioituvat ioneiksi veteen, useimmat ovat imeytyy aktiivisen kuljetuksen kautta koko ohutsuolen. Aikana imeytymistä, co-liikenne mekanismeja johtaa kertyminen natrium-ioneja solujen sisällä, kun taas anti-port mekanismeja vähentää kalium ioni pitoisuus solujen sisällä. Palauttaa natrium-kalium kaltevuus solukalvon läpi, natrium-kalium-pumppu vaatii ATP pumppaa natriumia ulos ja kaliumia sisään.,

yleensä kaikki suoleen tulevat mineraalit imeytyvät, tarvitsitpa niitä tai et. Rauta ja kalsium ovat poikkeuksia; he ovat imeytyy pohjukaissuolen määriä, jotka täyttävät kehon nykyiset vaatimukset, seuraavasti:

Rauta—ionic rautaa tarvitaan hemoglobiinin tuotantoa imeytyy limakalvoilta kautta aktiivinen kuljetus. Kun sisällä limakalvon solut, ioni-rauta sitoutuu proteiiniin ferritiini, luoda raudan ferritiini komplekseja, jotka tallentavat rauta kunnes sitä tarvitaan. Kun elimistössä on riittävästi rautaa, suurin osa varastoidusta raudasta katoaa, kun kuluneet epiteelisolut irtoavat., Kun keho tarvitsee rautaa, koska, esimerkiksi, se on menetetty aikana akuutti tai krooninen verenvuoto, on lisääntynyt raudan imeytyminen suolistosta ja kiihtyi vapauttaa rautaa verenkiertoon. Koska naiset kokevat kuukautisten aikana merkittävää raudan menetystä, heillä on noin neljä kertaa niin paljon raudan kuljetusproteiineja suolistossaan epiteelisoluissa kuin miehillä.

ionikalsiumin kalsiumpitoisuus veressä määrittää kalsiumin imeytymistä ravinnosta., Kun veren ioni-kalsium pudota, lisäkilpirauhashormonia (PTH) erittyy lisäkilpirauhasten stimuloi vapauttaa kalsium-ioneja luun matriisit ja lisää kalsium munuaisten kautta. PTH säätelee myös D-vitamiinin aktivoitumista munuaisissa, mikä helpottaa suoliston kalsiumioniabsorptiota.

Vitamiinin Imeytyminen

ohutsuolen imee vitamiineja, joita esiintyy luonnostaan elintarvikkeissa ja ravintolisissä. Rasvaliukoiset vitamiinit (A, D, E ja K) imeytyvät ravinnon lipidien mukana mikelleihin yksinkertaisen diffuusion kautta., Siksi sinun kannattaa syödä joitakin rasvaisia ruokia, kun otat rasvaliukoisia vitamiinilisiä. Myös useimmat vesiliukoiset vitamiinit (mukaan lukien useimmat B-vitamiinit ja C-vitamiini) imeytyvät yksinkertaiseen diffuusioon. Poikkeuksena on B12-vitamiini, joka on hyvin suuri molekyyli. Sisäinen tekijä erittyy mahalaukun sitoutuu B12-vitamiini, estää sen ruoansulatusta ja luoda monimutkaisia, joka sitoutuu limakalvon reseptoreihin terminaalin sykkyräsuoli, jossa se on ottanut endosytoosin.

Veden Imeytyminen

joka päivä, noin yhdeksän litraa nestettä kirjoita ohutsuolessa. Noin 2.,3 litraa nautitaan elintarvikkeissa ja juomissa, ja loppu on peräisin GI-eritteistä. Noin 90 prosenttia tästä vedestä imeytyy ohutsuoleen. Veden imeytyminen ohjaa pitoisuus kaltevuus veden: pitoisuus vedessä on suurempi ruokasulan kuin se on epiteelisolujen. Näin vesi siirtää konsentraatiogradienttinsa alas kymestä soluiksi. Kuten edellä todettiin, suuri osa jäljellä olevasta vedestä imeytyy tämän jälkeen paksusuoleen.

Chapter Review

ohutsuolessa tapahtuu eniten kemiallista ruoansulatusta ja lähes kaikki imeytyminen., Kemiallinen ruoansulatus taukoja suuri elintarvikkeiden molekyylejä alas heidän kemiallisia rakennuspalikoita, joista voi sitten imeytyä läpi suolen seinämän ja yleiseen liikkeeseen. Suoliston harjalla raja-entsyymien ja haiman entsyymit ovat vastuussa useimpien kemiallisten ruoansulatusta. Rasvan hajoaminen vaatii myös sappea.

useimmat ravintoaineet imeytyvät kuljetusmekanismien avulla enterosyyttien apikaalisella pinnalla. Poikkeuksia ovat lipidit, rasvaliukoiset vitamiinit ja useimmat vesiliukoiset vitamiinit., Sappisuolojen ja lesitiinin avulla ravintorasvat emulgoituvat muodostaen misellejä, jotka voivat kuljettaa rasvahiukkaset enterosyyttien pintaan. Siellä, misellit vapauttaa rasvat hajanainen solukalvon läpi. Rasvat kootaan uudelleen triglyserideiksi ja sekoitetaan muiden lipidien ja proteiinien kanssa kylomikroneiksi, jotka voivat siirtyä lakteaaleihin. Muita imeytyy monomeerit matkustaa veren kapillaareja villus, että maksan porttilaskimo ja sitten maksaan.,

Self Check

vastaa alla olevaan kysymykseen(s) nähdäksesi, kuinka hyvin ymmärrät edellisessä jaksossa käsiteltyjä aiheita.