Пищеварение в 12 перстной кишке, тонком и толстом

Пищеварение в 12 перстной кишке, тонком и толстом кишечнике. Механизмы всасывания. к. м. н. Сорокин О. В.

План лекции: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Роль 12 п. к. в процессе пищеварения Состав и свойства поджелудочного сока. Рефлекторная и гуморальная регуляция панкреатической секреции, фазы. Состав и свойства желчи. Рефлекторная и гуморальная регуляция желчеобразования и желчевыделения. Состав и свойства кишечного сока. Виды гидролиза нутриентов. Пищеварение в толстом кишечнике. Механизмы всасывания воды, солей и продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов.

Итог обработки пищи в желудке l l Перемешивание Денатурация белков пищи соляной кислотой Начальный гидролиз белков пепсинами до олигопептидов Эвакуация кислого химуса в 12 -перстную кишку

Условия работы пищеварительных ферментов Участок пищеварительной Температура системы Ротовая полость ~ 36 37 С Желудок ~ 37 С Кишечник ~ 38 С Кислотность среды Слабо щелочная (р. Н 5, 8 – 7, 8) Кислая (р. Н 1, 5 – 3, 5) Щелочная (р. Н 7, 2 – 8, 0)

1. Анатомо топографические особенности строения 12 п. к.

2. Состав и свойства панкреатического секрета (поджелудочного сока) l Количество сока – 1. 5 -2 литра Реакция слабощелочная – 7. 5 до 8. 8 l Гидрокарбонаты: нейтрализация кислого l химуса, поступающего из желудка l Ферменты – расщепляют ВСЕ питательные вещества

Биологически активные вещества, выделяемые «pancreas»

Протеолитические ферменты (эндопептидазы расщепляют внутренние пептидные связи белков, образуя низкомолекулярные пептиды) l l l Трипсин(оген) I, III Химотрипсин(оген) А, В, С (Про)карбоксипептидаза А 1, А 2, В 1, В 2 (Про)эластаза 1, 2 Энтерокиназа (энтеропептидаза) – активирует трипсиноген Ингибитор трипсина

Неактивные ферменты (зимогены) и механизмы их активации Duodenum

Липолитические ферменты (расщепляют жиры – триглицериды, до моноглицеридов и жирных кислот) l Липаза (Про)фосфолипаза А 1, А 2 Неспецифическая эстераза l Колипаза 1, 2 (снижает оптимум р. Н работы l l липазы с 9 до 6 -7)

Другие ферменты l Амилолитические – а-Амилаза (расщепляет полисахариды) l Нуклеазы – Рибонуклеаза, Дезоксирибонуклеаза (расщепляют производные нуклеиновых кислот)

3. Нервная регуляция секреции поджелудочной железы l Блуждающий нерв: вызывает выделение поджелудочного сока, богатого ферментами (посредством медиатора ацетилхолина, действующего на М 1 – холинорецепторы панкреацитов) l Симпатические волокна: прямо тормозят панкреатическую секрецию (через b-адренорецепторы) + косвенно через сужение кровеносных сосудов (а-адренорецепторы), при этом усиливают синтез ферментов. l Пептидэргическая иннервация: стимулируют (GRP – гастрин релизинг пептид, VIP), тормозят (энкефалин, PYY) l Болевые раздражения, сон, напряжённая физическая и умственная работа: тормозят панкреатическую секрецию

Гуморальная регуляция панкреатической секреции l Гормоны, усиливающие секрецию гидрокарбонатов: секретин, ВИП, нейротензин, гастринрелизинг-пептид. l l Гормоны, тормозящие секрецию гидрокарбонатов: вещество П, соматостатин, простогландины, пептид YY, кальцитонин, глюкагон Гормоны, усиливающие секрецию панкреатических ферментов: холецистокинин (панкреозимин), гастринрелизинг-пептид, инсулин l Гормоны, тормозящие секрецию панкреатических ферментов: глюкагон, соматостатин, вещество П, энкефалин, кальцитонин

Стимуляция панкреатической секреции секретином l l Выделяют дуоденальные S-клетки Стимулирует выделение кислый химус (при p. H < 4, 5) Действуют на клетки протоков железы Выделяемый секрет имеет высокую концентрацию гидрокарбонатов и низкую концентрацию ферментов

Стимуляция панкреатической секреции и выделения желчи холецистокинином (панкреозимином)

Фазы панкреатической секреции Первая (мозговая) фаза l l Условнорефлекторные раздражители (вид, запах пищи) Безусловно-рефлекторные раздражители (воздействие пищи на рецепторы слизистой полости рта, жевание, глотание) l l l Связана с стимулирующим действием блуждающего нерва 15% объёма секреции, 25% - количества ферментов Секреция вариабельна и зависит от аппетита и вида пищи

Фазы панкреатической секреции Вторая (желудочная) фаза l l l Начинается при поступлении пищи в желудок Секреция стимулируется и поддерживается путём ваго-вагального рефлекса с механорецепторов желудка и посредством гастрина 10% объёма секреции

Фазы панкреатической секреции Третья (кишечная) фаза l l При поступлении химуса в 12 п. к. 70 -80% общей секреции Обеспечивается ваго-вагальным дуоденопанкреотическим рефлексом, действием секретина и ХЦК Состоит из дуоденальной (основной), подвздошно-ободочной и циркуляторной периодов.

4. Состав желчи (не только секрет, но и экскрет) l желчные кислоты (хенодезоксихолевая и холевая (первичные), выделяются в виде солей таурохолевой (20%) и гликохолевой (80%) кислот). l l l l Желчные пигменты (билирубин) Холестерин, лицетин Вода и Ионы (Na, K, Ca, Cl, HCO 3) Слизь Продукты выделения желчи (метаболиты лекарств) р. Н 7, 8 – 8, 2 Суточное количество 1, 0 – 1, 8 л.

Строение дольки печени

Желчеобразование и его регуляция .

Синтез и рециркуляция ЖК l l l Синтез в печени из холестерола (0. 5 g/day) До секреции ЖК конъюгируются с глицином или таурином Секретируемые ЖК рециркулируют в системе кишечнопеченочная рециркуляция

Функции желчи: l l Эмульгирует жиры (увеличение поверхности гидролиза липазой) Растворяет продукты гидролиза жиров (обеспечивая их всасывание и ресинтез триглицеридов) l l Повышает активность кишечных и панкреатических ферментов Усиливают гидролиз и всасывание Б, У (фиксируя ферменты в сети гликокаликса) l l Обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов (А, D, Е), холестерина, солей Са. Обладает бактерицидным действием на гнилостную флору. Является стимулятором процессов желчеобразования, желчевыделения, моторной и секреторной деятельности тонкой кишки, апоптоза и пролиферации энтероцитов Экскретирует эндобиотики (продукты деградации) и ксенобиотики (лекарства)

Создание мицеллы жир Желчные кислоты холестерин фосфолипиды

Эмульгирование

Регуляция желчеобразования l l l Желчеобразование идёт непрерывно Усиливают: акт еды, желчь, парасимпатические медиаторы, секретин. Снижают: симпатические медиаторы

Стимуляторы желчевыделения – – – Первичные: желчные кислоты и их соли Вторичные: холецистокининпанкреозимин, гастрин, глюкагон Третичные: растительное масло, яичные желтки, молоко, мясо, хлеб, сульфат магния.

5. Строение стенки кишечника

Кишечная секреция l l l Бруннеровы железы (крипты слизистой 12 п. к) Либеркюновы железы (кишечные крипты) Бакаловидные клетки Клетки Панета Аргентафильные клетки (эндокринные функции)

Кишечный сок l l В жидкой части содержатся органические вещества - белки, полипептиды, аминокислоты, мочевина и неорганические вещества - хлориды, бикарбонаты, фосфаты натрия, кальция р. Н секрета - 7, 2 -7, 5. При интенсивной секреции р. Н достигает значения 8, 6. Плотная часть обладает большей ферментативной активностью, состоит из разрушенных энтероцитов, их ферментов и слизи, выделяемой бокаловидными клетками. За сутки у человека выделяется до 2, 5 литров кишечного сока.

Ферменты кишечного сока l l l Пептидазы или эрипсины (аминополипептидазы, дипептидазы и др. ) Липазы - липаза, фосфолипаза, холестеролэстераза Амилазы - -амилаза, лактаза, сахараза, мальтаза

Виды гидролиза питательных веществ l Полостное пищеварение (ферменты панкреатического и кишечного сока) l Пристеночное пищеварение (адсорбированные ферменты в сети гликокаликса) l Внутриклеточное пищеварение (при эндоцитоце) l l Ферменты ориентированы в одну сторону Ферменты высокоспецифичные Пищеварение в стерильной среде Гидролиз сопряжен с транспортом в клетку

Взаимоотношения внутриполостного и мембранного пищеварения (по А. М. Уголеву, 1982). А — схема последовательной деполимеризации пищевых субстратов в полости и на по верхности тонкой кишки; Б — фрагмент липопротеидной мембраны с адсорбированными и собственно кишечными ферментами; М — мембрана; MB — микроворсинки; АГ — апи кальный гликокаликс; ЛГ — латеральный гликокаликс; C 1, C 2, С 3 — субстраты; ПФ — панкреатические ферменты; ТСМ — транспортная система мембраны; РЦФ — регуляторные центры ферментов; КЦФ — каталитические центры ферментов: НФ — неферментные факторы.

Механизм пристеночного пищеварения

Роль гликокаликса l l Служит барьером, в котором ионный состав, р. Н, химические и физические характеристики отличаются от кишечной среды, Обеспечивают защиту клетки от механических и химических повреждений, Представляют собой молекулярное сито, через которое проникают только низкомолекулярные пищевые вещества и ионы, Содержит белки обеспечивающие избирательный перенос некоторых веществ (витаминов, железа)

6. Пищеварение в толстой кишке l l Ферменты бактерий расщепляют целлюлозу, пектина, на которые не действуют пищеварительные фермента. Наблюдается образование органических кислот, газов. В толстой кишке происходят концентрирование химуса путем всасывания воды, формирование каловых масс и удаление их из кишечника. Происходит всасывание электролитов, водорастворимых витаминов, жирных кислот, углеводов.

Микрофлора кишечника: облигатная (микроорганизмы, постоянно входящие в состав нормальной микрофлоры и играющие важную роль в метаболизме и противоинфекционной защите) - главная (бифидобактерии и бактероиды, составляющие около 90% всех микробов) - сопутствующая (лактобактерии, эшерихии - 10% от общего их числа) l факультативная (микроорганизмы, часто встречающиеся у здоровых людей, но являющиеся условно-патогенными, т. е. способными вызвать заболевания при снижении резистентности макроорганизма). - остаточная (энтеробактер, протеи, дрожжи, клостридии, стафилококки, грибы – менее 1%) l l l мукозная микрофлору (М-микрофлора) – связанная со слизистой оболочкой кишечника полостная микрофлору (П-микрофлору) – локализованную в полости кишки.

Нормальная микрофлора пищеварительного тракта Отдел ЖКТ в 1 мл Видовой состав Примечания Ротовая полость 107 - 1010 Лактобактерии, микрококки, стафилококк пидермальный, э нейсеррии, стрептококки, дифтероиды, бактероиды. За сутки поступает более 1 млрд микробов. Постоянство микрофлоры поддерживается бактерицидными свойствами слюны и антагонизмом между компонентами микрофлоры Желудок 102 - 107 Лактобактерии, ифидобактерии, б дрожжи и бактероиды Бедность микрофлоры обусловлена действием соляной кислоты 104 - 105 Лактобактерии, бифидобактерии, бактероиды, энтерококки (фекальный стрептококк), дрожжи, грибы Число микробов после приёма пищи умеренно увеличивается, в процессе пищеварения возвращается к исходному уровню. Энтеробактерии, трептококки, с стафилококки, лактобактерии, грибы, бактероиды, бифидофактерии, грамположительные кокки, клостридии, эубактерии Илеоцекальный клапан разграничивает микрофлору тонкого кишечника (щелочная реакция, малое число видов, незначительная инфицированность) и толстого кишечника (кислая реакция, в 10 -100 раз большее число видов, на 4 -5 порядков более высокая инфицированность) 12 п. к. и тощая кишка Подвздошная кишка Толстая кишка 102 - 108 (1 -5)1011 -(1 -5) 1012 Преобладают анаэробные виды (9099%) – бифидобактерии, лактобактерии. Бактероиды, вейонеллы, пептококки, клостридии. Аэробная и факультативно анаэробная микрофлора (1 -10%) кишечная палочка, Микрофлоре фекалий соответствует только микрофлора просвета толстой кишки

Роль микрофлоры кишечника l l l l l создаёт кислую среду (p. H среды толстой кишки до 5, 3 -5, 8), что препятствует размножению патогенной, гнилостной и газообразующей микрофлоры кишечника; способствует ферментативному перевариванию пищевых ингредиентов (бифидо- и лактобактерии, эубактерии, бактероиды усиливают гидролиз белков, омыляют жиры, сбраживают углеводы, растворяют клетчатку); выполняют витаминообразующую функцию (эшерихии, бифидо- и эубактерии участвуют в синтезе и всасывании витаминов К, группы В, фолиевой и никотиновой кислоты); участвуют в детоксицирующей функциях кишечника (бифидо- и лактобактерии уменьшают проницаемость сосудисто-тканевых барьеров для токсинов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, препятствуют проникновению бактерий во внутренние органы и кровь); повышает иммунологическую резистентность организма (бифидо и лактобактерии стимулируют функцию лимфоцитов, синтез иммуноглобулинов, интерферона, цитокинов, увеличивает уровень комплемента, активность лизоцима); способствует нормальному формированию кала, усиливая перистальтику кишечника; стимулирует синтез биологически активных веществ (гормоны), положительно влияющих на функцию желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, кроветворения; играет важную роль в конечных этапах метаболизма холестерина и желчных кислот. С помощью микрофлоры кишечника происходит гидролиз молекулы холестерина, с превращением последней в стерин копрастанол, который не всасывается. является важным звеном антиканцерогенной защиты.

Этиопатогенез дисбактериоза l l l Антибиотико-химиотерапия (приём и профессиональный длительный контакт с антибиотиками), применение глюкокортикоидов, цитостатиков. Острые и хронические заболевания желудочно-кишечного тракта инфекционной и неинфекционной природы. Изменение первичного рациона питания, злоупотребление сахарозой. Неправильное голодание. Тяжёлые заболевания, оперативные вмешательства, психический и физический стресс. Длительные пребывания человека в нехарактерных (экстремальных) для него условиях (спелеологические, высокогорные, арктические экспедиции и др. ) Иммунодефицитные состояния (при онкологических заболеваниях, ВИЧ-инфекции). Воздействие ионизирующей радиации. Анатомо-физиологические нарушения кишечника. Полигиповитаминозы. Желудочно-кишечное кровотечение. Паразитозы. Пищевая аллергия и ферментопатии (врождённые и приобретённые), непереносимость различных продуктов питания, в том числе цельного молока (лактазная недостаточность), злаков (глютеновая энтеропатия), грибов (трегалазная недостаточность).

7. Всасывание - это процесс переноса продуктов гидролиза пищевых веществ из полости желудочно кишечного тракта в кровь и лимфу - Продукты гидролиза l Белков: аминокислоты, ди- и трипептиды Углеводов: глюкоза, ди- и трисахариды Жиров: свободные жирные кислоты l l

Механизмы всасывания l Активный (энергозатратный транспорт против градиента концентрации с помощью переносчиков) l Сопряжённый транспорт (использование энергии электрохимического кградиента одного вещества для преноса другого) l Облегченная диффузия (участвуют Б-переносчики, но без затрат Е, идёт по градиенту концентрации) l l Пассивный транспорт – персорбция (диффузия, фильтрация и осмос). Эндоцитоз

Диффузия l l основана на градиенте концентрации веществ в полости кишечника, в крови или лимфе. путем диффузии через слизистую оболочку кишечника переносятся вода, аскорбиновая кислота, пиридоксин, рибофлавин и многие лекарственные препараты.

Фильтрация l l Основана на градиенте гидростатического давления. Так, повышение внутрикишечного давления до 810 мм рт. ст. увеличивает в 2 раза скорость всасывания из тонкой кишки раствора поваренной соли. Способствует всасыванию увеличение моторики кишечника

Осмос l l l Основана на градиенте осмотической концентрации и осмотического давления. Переходу веществ через полупроницаемую мембрану энтероцитов помогают осмотические силы. Если в желудочно-кишечный тракт ввести гипертонический раствор какой-либо соли (поваренной, английской и т. д. ), то по законам осмоса жидкость из крови и окружающих тканей, т. е. из изотонической среды, будет всасываться в сторону гипертонического раствора, т. е. в кишечник, и оказывать очищающее действие. На этом основано действие солевых слабительных. По осмотическому градиенту всасываются вода, электролиты.

Виды транспорта

Особенности парацеллюлярного транспорта

Всасывание воды Секреты: - слюна – 2 литра, - желудочный сок – 1, 5 литра, - желчь – 0, 5 литра, - панкреатический сок – 2 литра, - кишечный сок – около 2 литров, l Пища – около 2 литров, l Выводится с калом только 100 мл, остальное всасывается вслед за осмотически активными веществами (Na, Cl) l Наибольший объем всасывания происходит в тощей кишке, до 5000 мл. , в подвздошной - до 3000 мл. и в толстой - около 1000 мл. l

l Вода Проходит через кишечную стенку по осмотическому градиенту l Ионы Натрий, кальций, фосфаты проникают за счет активного транспорта

Транспортные белки мембраны

Гидролиз углеводов

Всасывание глюкозы

Трансэпителиальный транспорт глюкозы с использованием транспортных белков

Два Na+/один глюкоза симпортер

Гидролиз белков и всасывание аминокислот

Всасывание аминокислот

Гидролиз липидов

Образование мицелл

Перенос и ресинтез

Виды липопротеидов

Метасимпатическая нервная система