Tanulási Célok
a végén ez a rész, akkor képes lesz arra, hogy:
- Azonosítani a helyszínt, elsődleges váladék részt vesz a kémiai emésztést, a szénhidrátok, fehérjék, lipidek, pedig nukleinsav
- Hasonlítsd össze felszívódását a hidrofil, valamint hidrofób tápanyagok
tanultam, a folyamat mechanikus emésztés viszonylag egyszerű., Ez magában foglalja az élelmiszer fizikai lebontását, de nem változtatja meg kémiai összetételét. A kémiai emésztés viszont egy összetett folyamat, amely csökkenti az ételt kémiai építőelemeibe, amelyeket ezután felszívnak a test sejtjeinek táplálására. Ebben a részben, akkor nézd meg jobban a folyamatok kémiai emésztés, felszívódás.
1.ábra. Az emésztés a szájban kezdődik, és folytatódik, ahogy az élelmiszer áthalad a vékonybélben. A legtöbb felszívódás a vékonybélben történik.,
Kémiai Emésztés
Nagy élelmiszer-molekulák (például a fehérjék, lipidek, nukleinsav, valamint keményítők) kell bontani alegységek, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy szívódik fel a bélés a gyomromat. Ezt enzimekkel hidrolízissel érik el. A kémiai emésztésben részt vevő számos enzimet az 1. táblázat foglalja össze.
1.táblázat.,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., |
szénhidrát emésztés
Az átlagos amerikai étrend körülbelül 50 százalékos szénhidrát, amelyet az egyszerű cukrokat (monoszacharidokat és diszacharidokat) és / vagy komplex cukrokat (poliszacharidokat) tartalmazó monomerek száma szerint lehet besorolni. A glükóz, a galaktóz és a fruktóz az a három monoszacharid, amelyet gyakran fogyasztanak és könnyen felszívódnak., Az emésztőrendszer is képes lebontani a diszacharid szacharóz (rendszeres asztali cukor: glükóz + fruktóz), laktóz (tejcukor: glükóz + galaktóz), és maltóz (gabonacukor: glükóz + glükóz), valamint a poliszacharidok glikogén és keményítő (láncok monoszacharidok). A tested nem termel enzimeket, amelyek lebontják a legtöbb rostos poliszacharidot, például a cellulózt. Míg az emészthetetlen poliszacharidok nem nyújtanak tápértéket, étrendi rostot biztosítanak, amely segít az élelmiszernek az étkezési csatornán keresztül történő meghajtásában.,
a keményítők kémiai emésztése a szájban kezdődik, és a fentieket felülvizsgálták.
a vékonybélben a hasnyálmirigy-amiláz a keményítő és a szénhidrát emésztés “nehéz emelését” végzi (2.ábra). Miután az amilázok lebontják a keményítőt kisebb fragmensekre, az α-dextrináz kefe határ enzim elkezd dolgozni az α-dextrinen, egyszerre egy glükózegységet lebontva. Három brush határ enzim hidrolizálja a szacharózt, a laktózt és a maltózt monoszacharidokká., A szukráz a szacharózt egy fruktóz molekulára és egy glükóz molekulára osztja; a maltáz a maltózt és a maltotriózt két, illetve három glükózmolekulára bontja, a laktáz pedig a laktózt egy glükózmolekulára és egy galaktóz molekulára bontja. Az elégtelen laktáz laktóz intoleranciához vezethet.
2.ábra. A szénhidrátokat monomerjeikre bontják egy sor lépésben.
fehérje emésztés
a fehérjék peptidkötésekkel összekapcsolt aminosavakból álló polimerek, amelyek hosszú láncokat alkotnak., Az emésztés csökkenti őket alkotó aminosavakká. Általában a teljes kalóriabevitel körülbelül 15-20% – át fogyasztja fehérjeként.
a fehérje emésztése a gyomorban kezdődik, ahol a HCl és a pepszin a fehérjéket kisebb polipeptidekké bontja, amelyek ezután a vékonybélbe jutnak. A vékonybélben a kémiai emésztést hasnyálmirigy enzimek folytatják, beleértve a kimotripszint és a tripszint, amelyek mindegyike az aminosavszekvenciák specifikus kötéseire hat., Ugyanakkor az ecset határának sejtjei olyan enzimeket választanak ki, mint az aminopeptidáz és a dipeptidáz, amelyek tovább lebontják a peptidláncokat. Ez olyan molekulákat eredményez, amelyek elég kicsiek ahhoz, hogy belépjenek a véráramba.
3.ábra. A fehérje emésztése a gyomorban kezdődik, a vékonybélben fejeződik be.
4.ábra. A fehérjéket egymás után lebontják aminosavkomponenseikre.,
Lipid emésztés
az egészséges táplálkozás a lipidbevitelt a teljes kalóriabevitel 35 százalékára korlátozza. A leggyakoribb diétás lipidek a trigliceridek, amelyek három zsírsavlánchoz kötött glicerin molekulából állnak. Kis mennyiségű diétás koleszterint és foszfolipideket is fogyasztanak.
a lipid emésztésért felelős három lipáz a nyelvi lipáz, a gyomor-lipáz és a hasnyálmirigy-lipáz. Mivel azonban a hasnyálmirigy a lipáz egyetlen következményes forrása, gyakorlatilag minden lipid emésztés a vékonybélben történik., A hasnyálmirigy lipáz lebontja az egyes triglicerideket két szabad zsírsavra és egy monoglikeridre. A zsírsavak közé tartoznak mind a rövid láncú (kevesebb, mint 10-12 szén), mind a hosszú láncú zsírsavak.
nukleinsav emésztés
a nukleinsavak DNS és RNS találhatók a legtöbb ételben, amit eszel. Emésztésükért kétféle hasnyálmirigy-nukleáz felelős: a DNS-t emésztő dezoxiribonukleáz,valamint az RNS-t emésztő ribonukleáz., Az emésztés során keletkező nukleotidokat további két bélkefe határenzim (nukleozidáz és foszfatáz) bontja le pentózokra, foszfátokra és nitrogénbázisokra, amelyek a tápcsatorna falán keresztül felszívódhatnak. A nagy élelmiszer-molekulákat, amelyeket alegységekre kell bontani, a 2. táblázat foglalja össze.
2.táblázat., | Szénhidrátok | i. monoszacharidok: glükóz, galaktóz, valamint fruktóz | |
---|---|---|---|
Fehérjék | Egyetlen aminosav, dipeptides, valamint tripeptides | ||
Trigliceridek | Monoacylglycerides, glicerin, szabad zsírsavak | ||
Nukleinsav | Pentose cukorral, foszfátok, valamint a nitrogéntartalmú bázisok |
Felszívódás
A mechanikus, emésztési folyamatok egy célom van: átalakítani táplálék molekulák elég kicsi ahhoz, hogy szívódik fel a hámsejtek a bél bélbolyhok., A táplálékcsatorna abszorpciós kapacitása szinte végtelen. Minden nap a tápcsatorna legfeljebb 10 liter ételt, folyadékot, GI-váladékot dolgoz fel, de kevesebb, mint egy liter belép a vastagbélbe. Szinte minden elfogyasztott étel, az elektrolitok 80 százaléka, a víz 90 százaléka felszívódik a vékonybélben. Bár a teljes vékonybél részt vesz a víz és a lipidek felszívódásában, a legtöbb szénhidrát és fehérje felszívódása a jejunumban történik. Különösen az epesók és a B12-vitamin szívódik fel a terminális ileumban., Mire a chyme átjut az ileumból a vastagbélbe, lényegében emészthetetlen élelmiszer-maradék (főleg növényi rostok, mint a cellulóz), néhány víz, és több millió baktérium.
5.ábra. Az abszorpció összetett folyamat, amelyben az emésztett élelmiszerekből származó tápanyagokat betakarítják.
a felszívódás öt mechanizmuson keresztül történhet: (1) aktív transzport, (2) passzív diffúzió, (3) megkönnyített diffúzió, (4) Co-transport (vagy másodlagos aktív transzport) és (5) endocitózis., Amint azt a 3. fejezetből felidézi, az aktív transzport egy anyagnak a sejtmembránon keresztüli mozgására utal, amely az alacsonyabb koncentrációjú területről a magasabb koncentrációjú területre (a koncentráció gradienséig) halad. Az ilyen típusú szállításban a sejtmembránon belüli fehérjék “szivattyúként” működnek, celluláris energiát (ATP) használva az anyag mozgatásához., A passzív diffúzió az anyagok magasabb koncentrációjú területről alacsonyabb koncentrációjú területre történő mozgására utal, míg a megkönnyített diffúzió az anyagok magasabb területről alacsonyabb koncentrációjú területre történő mozgását jelenti a sejtmembránban lévő hordozófehérje felhasználásával. A co-transport az egyik molekula mozgását használja a membránon keresztül a magasabbról az alacsonyabb koncentrációra, hogy a másik mozgását alacsonyról magasabbra mozgassa. Végül az endocitózis olyan szállítási folyamat, amelyben a sejtmembrán elnyeli az anyagot. Energiát igényel, általában ATP formájában.,
mivel a sejt plazmamembránja hidrofób foszfolipidekből áll, a vízben oldódó tápanyagoknak a membránba ágyazott transzportmolekulákat kell használniuk a sejtekbe való belépéshez. Ezenkívül az anyagok nem tudnak átjutni a bélnyálkahártya epiteliális sejtjei között, mivel ezeket a sejteket szoros csomópontok kötik össze. Így az anyagok csak akkor léphetnek be a vér kapillárisaiba, ha áthaladnak az epiteliális sejtek apikális felületein, valamint az intersticiális folyadékba. A vízben oldódó tápanyagok bejutnak a villi kapilláris vérébe, és a máj portális vénáján keresztül jutnak a májba.,
a vízben oldódó tápanyagokkal ellentétben a lipidoldható tápanyagok diffundálhatnak a plazmamembránon keresztül. Miután beléptek a sejtbe, a sejt alján keresztül történő szállításra csomagolják őket, majd belépnek a nyirokerek által a szisztémás keringésbe a mellkasi csatornán keresztül szállítandó villi lakteáljaiba. A legtöbb tápanyag felszívódása a bélbolyhok nyálkahártyáján keresztül az ATP által táplált aktív szállítást igényli. Az egyes élelmiszer-kategóriák felszívódásának módjait a 3. táblázat foglalja össze.,
3.táblázat.,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., A vékonybél nagyon hatékony ebben, felszívja a monoszacharidokat, becslések szerint 120 gramm / óra sebességgel. Minden normálisan emésztett étkezési szénhidrát felszívódik; az emészthetetlen rostok megszűnnek a székletben. A glükóz és a galaktóz monoszacharidokat a hámsejtekbe közös fehérjehordozók szállítják másodlagos aktív transzporton keresztül (azaz nátriumionokkal történő együttszállítás). A monoszacharidok ezeket a sejteket könnyített diffúzióval hagyják el, és intercelluláris klefteken keresztül jutnak be a kapillárisokba., A monoszacharid fruktóz (amely gyümölcsben van) felszívódik és csak a diffúzió elősegítésével szállítható. A monoszacharidok közvetlenül a diszacharidok lebontása után kombinálódnak a transzportfehérjékkel.
Fehérje Felszívódását
Aktív transzport mechanizmusok, elsősorban a duodenum, valamint éhbél, felszívja a legtöbb fehérjében, mint a bomlástermékeket, aminosavak. Szinte minden (95-98 százalék) fehérjét emésztünk és szívunk fel a vékonybélben. Az aminosavat szállító hordozó típusa változik. A legtöbb hordozó kapcsolódik a nátrium aktív szállításához., Két aminosav (dipeptidek) vagy három aminosav (tripeptidek) rövid láncát is aktívan szállítják. Azonban, miután beléptek az abszorpciós hámsejtekbe, lebontják aminosavaikba, mielőtt elhagyják a sejtet, és diffúzió útján bejutnak a kapilláris vérbe.
Lipid felszívódás
a lipidek körülbelül 95% – a felszívódik a vékonybélben. Az epesók nemcsak felgyorsítják a lipid emésztést, hanem elengedhetetlenek a lipid emésztés végtermékeinek felszívódásához is., A rövidláncú zsírsavak viszonylag vízben oldódnak, és közvetlenül bejuthatnak az abszorpciós sejtekbe (enterocitákba). Annak ellenére, hogy hidrofób, a kis méret a rövid láncú zsírsavak lehetővé teszi számukra, hogy felszívódik enterociták keresztül egyszerű diffúzió, majd ugyanazt az utat, mint a monoszacharidok és aminosavak a vér kapilláris egy villus.
a nagy és hidrofób hosszú láncú zsírsavak és monoacil-gliceridek nem olyan könnyen szuszpendálódnak a vizes bélrendszerben., Azonban, epe-sók, valamint a lecitin probléma megoldásához által mellékelve őket egy micella, ami egy pici gömb polar (hidrofil) ér véget, szemben a vizes környezet hidrofób írás lett, hogy a belső, ami egy befogadó környezet a hosszú láncú zsírsavak. A mag tartalmaz koleszterint és zsírban oldódó vitaminokat is. Micellák nélkül a lipidek a chyme felszínén ülnének, és soha nem érintkeznének a hámsejtek abszorpciós felületével. A micellák könnyen összenyomódhatnak a mikrovillák között, és nagyon közel kerülhetnek a luminális sejt felületéhez., Ezen a ponton a lipid anyagok kilépnek a micellából, és egyszerű diffúzióval szívódnak fel.
az epiteliális sejtekbe belépő szabad zsírsavak és monoacil-gliceridek trigliceridekké alakulnak át. A triglicerideket foszfolipidekkel és koleszterinnel keverik, és fehérjebőrrel veszik körül. Ez az új komplex, amelyet chylomicronnak neveznek, vízben oldódó lipoprotein. Miután a Golgi készülék feldolgozta, a chylomicronokat felszabadítják a sejtből. Túl nagy ahhoz, hogy áthaladjon a vérkapillárisok alagsori membránjain, a chylomicrons ehelyett belép a lacteals nagy pórusaiba., A lacteals összegyűlik, hogy kialakuljon a nyirokerek. A chylomicronokat a nyirokrendszerbe szállítják, majd a mellkasi csatornán keresztül ürülnek a keringési rendszer szubklavia vénájába. A véráramba jutás után a lipoprotein lipáz enzim a klomikron trigliceridjeit szabad zsírsavakká és glicerinné bontja. Ezek a bomlástermékek ezután átjutnak a kapilláris falakon, amelyeket a sejtek energiára használnak, vagy zsírszövetben zsírként tárolják., A májsejtek a fennmaradó chylomicron maradványokat fehérjékkel kombinálják, lipoproteineket képezve, amelyek koleszterint szállítanak a vérben.
6.ábra. Az aminosavakkal és az egyszerű cukrokkal ellentétben a lipidek átalakulnak, mivel az epiteliális sejteken keresztül szívódnak fel.
nukleinsav-felszívódás
a nukleinsav—emésztés termékei—pentózcukor, nitrogénbázis és foszfátionok-a villus epitéliumon keresztül hordozók szállítják aktív transzport útján. Ezek a termékek ezután belépnek a véráramba.,
ásványi felszívódás
a vékonybél által felszívódó elektrolitok mind a GI-váladékból, mind az elfogyasztott élelmiszerekből származnak. Mivel az elektrolitok vízben ionokká disszociálódnak, a legtöbb aktív szállítással felszívódik az egész vékonybélben. Az abszorpció során a co-transport mechanizmusok a nátriumionok felhalmozódását eredményezik a sejtekben, míg az anti-port mechanizmusok csökkentik a sejtek kálium-ion koncentrációját. A sejtmembránon átívelő nátrium-kálium-gradiens helyreállításához az ATP-t igénylő nátrium-kálium-szivattyú nátriumot és káliumot pumpál.,
általában a bélbe belépő összes ásványi anyag felszívódik, függetlenül attól, hogy szüksége van-e rájuk vagy sem. A vas és a kalcium kivétel; a nyombélben olyan mennyiségben szívódnak fel, amely megfelel a szervezet jelenlegi követelményeinek, az alábbiak szerint:
vas-a hemoglobin előállításához szükséges Ionos vas aktív transzport útján szívódik fel a nyálkahártya sejtjeibe. A nyálkahártya sejtjein belül az ionos vas kötődik a ferritin fehérjéhez, vas-ferritin komplexeket hozva létre, amelyek szükség esetén vasat tárolnak. Amikor a testnek elegendő vas van, a tárolt vas nagy része elvész, amikor az elhasználódott hámsejtek leesnek., Amikor a szervezetnek szüksége van a vasra, mert például az akut vagy krónikus vérzés során elveszik, fokozott a vas felvétele a bélből, valamint a vas gyorsított felszabadulása a véráramba. Mivel a nők jelentős vasveszteséget tapasztalnak a menstruáció során, körülbelül négyszer annyi vas transzportfehérje van a bél epiteliális sejtjeiben, mint a férfiak.
Az ionos kalcium kalciumszintje határozza meg az étkezési kalcium felszívódását., Amikor a vér ionos kalcium csepp, parathormon (PTH) kiválasztódik a mirigy serkenti a kiadás a kalcium-ionok a csont mátrixok, valamint növeli a visszaszívás a kalcium, a vesék által. A PTH szabályozza a D-vitamin aktiválódását a vesében is, ami megkönnyíti a bél kalcium-ion felszívódását.
Vitaminabszorpció
a vékonybél elnyeli az élelmiszerekben és kiegészítőkben természetesen előforduló vitaminokat. A zsírban oldódó vitaminok (A, D, E és K) a micellákban lévő diétás lipidekkel együtt egyszerű diffúzió útján szívódnak fel., Ezért javasoljuk, hogy enni néhány zsíros ételeket, amikor zsírban oldódó vitamin-kiegészítőket szed. A legtöbb vízben oldódó vitamin (beleértve a legtöbb B-vitamint és C-vitamint) szintén egyszerű diffúzióval szívódik fel. Kivétel a B12-vitamin, amely nagyon nagy molekula. A gyomorban kiválasztódó Intrinsic faktor kötődik a B12-vitaminhoz, megakadályozza az emésztést, és olyan komplexet hoz létre, amely a terminális ileum nyálkahártya receptoraihoz kötődik, ahol endocitózissal veszik fel.
vízfelvétel
naponta körülbelül kilenc liter folyadék kerül a vékonybélbe. Körülbelül 2.,3 litert fogyasztanak élelmiszerekben és italokban, a többi pedig GI-váladékból származik. A víz körülbelül 90% – a felszívódik a vékonybélben. A víz felszívódását a víz koncentrációs gradiense hajtja: a víz koncentrációja magasabb a chyme-ban, mint az epiteliális sejtekben. Így a víz a koncentráció gradiensét a chyme-ből sejtekké alakítja. Mint korábban említettük, a fennmaradó víz nagy része ezután felszívódik a vastagbélben.
fejezet áttekintés
a vékonybél a legtöbb kémiai emésztés és szinte minden felszívódás helyszíne., A kémiai emésztés lebontja a nagy élelmiszermolekulákat kémiai építőelemeikbe, amelyek ezután felszívódhatnak a bélfalon keresztül az általános keringésbe. Bélkefe határ enzimek és hasnyálmirigy enzimek felelősek a legtöbb kémiai emésztést. A zsír lebontása epét is igényel.
a legtöbb tápanyagot az enterociták apikális felületén transzportmechanizmusok szívják fel. Kivételek közé tartoznak a lipidek, a zsírban oldódó vitaminok, valamint a legtöbb vízben oldódó vitamin., Az epesók és a lecitin segítségével az étkezési zsírokat emulgeálják, hogy micellákat képezzenek, amelyek a zsírrészecskéket az enterociták felületére hordozhatják. Ott a micellák felszabadítják zsírjaikat, hogy diffundáljanak a sejtmembránon. A zsírokat ezután trigliceridekké alakítják át, majd más lipidekkel és fehérjékkel összekeverik a klomikronokba, amelyek átjuthatnak a lakteálokba. Más abszorbeált monomerek a villus vérkapillárisaiból a máj portál vénájába, majd a májba utaznak.,
Self Check
válaszoljon az alábbi kérdésre, hogy milyen jól érti az előző szakaszban tárgyalt témákat.
kritikus gondolkodási kérdések
- magyarázza el az epesók és a lecitin szerepét a lipidek (zsírok) emulgeálásában.
- hogyan szívódik fel a B12-vitamin?,