Разграждане и резорбция на белтъци, масти и въглехидрати

Приетата през устата храна се подлага на механично раздробяване и химично разграждане. В храносмилателните сокове се намират ензимни системни, които катаболизират последователно поетите в организма хранителни вещества (белтъци, масти, въглехидрати). След това разграждане хранителните вещества стават годни за всмукване (резорбция) основно през тънкочревната стена. Това са процесите на разграждане и резорбция на белтъците, мастите и въглехидратите.

Ензимни системи

Ензимните системи, които участват в храносмилането, могат да бъдат класифицирани в три групи според действието, което оказват върху различните хранителни вещества. Основните три групи са:

• протеолитични ензими (протеази) – те разграждат белтъците до аминокиселини. В зависимост от това дали отцепват крайни групи или не, се разделят на ендопептидази и екзопептидази.;
• липолитични ензими (липази) – те разграждат мастите до висши мастни киселини и глицерол;
• амилолитични ензими (карбоанхидрази и въглехидрази) – те катаболизират въглехидратите или полизахаридите до глюкоза, която всъщност представлява монозахарид.

Всички ензими се отделят в неактивна форма, но когато попаднат в храносмилателния тракт се активират по различен начин в зависимост от условията на средата. Някои от ензимите се активират специфично от други ензими, както например се случва с ентерокиназата, докато други се активират от рН на средата, температура, жлъчните киселини, соли и др. Съществуват и ензими, чиято активация се осъществява автокаталитично на принципа на положителната обратна връзка. Оптималното действие на всеки един ензим се проявява при определени температура, диапазон на рН.

Видът на ензимите, намиращи се в храносмилателните сокове, зависи от вида на приеманата храна. Особено важно е той може да променя. Така при продължително приемане на еднотипна храна, ензимният състав се променя. При провеждането на диета без масти, липазата в панкреатичния сок намалява значително. Когато след продължително приемане на еднообразна храна рязко се премине на разнообразна, могат да настъпят разстройства в храносмилането. Това се случва при новородените деца, чиято храносмилателна система в първите 6-8 месеца е приспособена към майчината кърма и ако през този период се премине изведнъж на обща храна могат да настъпят особено тежки нарушения в детския организъм. С цел да се избегнат подобни усложнения захранването на детето се прави постепенно с определена последователност с даването на различни храни.

Ензимните системи оказват действието си върху хранителните вещества последователно в различните отдели на стомашно-чревния тракт, като ги разграждат постепенно. Само така хранителните вещества стигат тънкото черво във форми, които са удобни за резорбция. За белтъците тези форми са аминокиселините, за въглехидратите - монозахаридите, а за мастите - глицеролът и мастните киселини. Под тези форми те се всмукват и отнасят до клетките, където покриват енергийните и пластичните нужди на организма.

Хидролизата е в основата на химичната същност на процесите разграждане и резорбция на белтъците, мастите и въглехидратите в хода на храносмилането, който е характерен и за трите вида хранителни вещества. Всички храносмилателни ензими са протеини. Смилателното действие на ензимите, отделени в по-горните отдели на гастроинтестиналния тракт (ГИТ) продължава в незначителна степен в дебелото черво. В него нормално се намират бактерии, под чието влияние се осъществява разграждането на целулоза, въглехидрати и белтъци, тъй като в него практически липсва собствена ензимна активност. Под действието на ензимите, поетите хранителни вещества се разграждат до форми, годни за усвояването им от организма. След като се всмучат през стената на стомашно-чревния тракт, чрез кръвта и лимфата биват пренасяни до всички клетки.

Резорбция

В лигавицата на цялата храносмилателна система се извършва резорбция, но в различна степен за отделните храносмилателни органи. Без практическо значение за организма е резорбцията, която се извършва в устната кухина. Това се има предвид при използването на някои лекарствени вещества (например нитроглицерин), под езика резорбцията е най-силно изразена.

В стомаха резорбцията също не е много силно изразена. В него се всмукват малки количества вода, лекарства, алкохол, натриеви и калциеви соли и други. В пилорната част - аминокиселини, пептони, пептози, полипептиди, екстрактни вещества и други.

В проксималната част на тънкото черво се извършва основната част от резорбцията на ГИТ. Това е причината при премахването на 50 % от червата последиците са фатални, поради намаляването на резорбтивната им площ. В тази част от храносмилателния тракт, хранителните вещества вече са под формата на съставящите ги аминокиселини, монозахариди, глицерол и мастни киселини. В този химус се съдържат витамини, вода, соли, както и несмлени части от храната, като еластични мускулни влакна, целулоза, скорбелни зрънца, неутрални масти. Изброените съставки се увеличават при намалено усвояване на хранителните вещества.

За нормално се приема, че около 10 % от поетите хранителни вещества остават неизползвани. Този факт се има предвид при изчисляване на хранителните дажби с цел да се осигури оптимумът на енергийните и пластичните нужди на организма.

Денонощното количество на течностите, което подлежи на резорбция е около 9 литра. То е съставено от течностите, които са приети с храната възлизащи на 1,5 литра, както и всички секретирани храносмилателни сокове, чието количество се равнява на 7,5 литра. От тези 9 литра в тънкото черво се резорбират между 8 и 8,5 литра, докато останалите 0,5-1 литра преминават през илео-цекалната клапа в колона, където допълнително се всмуква.

Функционална анатомия на лигавицата на тънкото черво

Функцията, която изпълнява лигавицата на тънкото черво е диференцирана и специализирана. На повърхността й се намират множество нагъвания - valvulae conniventes или гънки на Керкринг, увеличаващи резорбтивната й повърхност около три пъти. Нагъванията на лигавицата са разположени циркулярно и се простират почти по цялото протежение на червата. В дванадесетопръстника и йеюнума са особено добре развити (с изпъкване до 8 mm в лумена). По цялото протежение на тънкото черво се намират власинки - villi intestinales, които в лумена изпъкват около 1 mm. Броят им варира между 20 и 40 на 1 mm² , като в дисталната част са по-малко, а в проксималната повече. Благодарение на тях резорбтивната повърхност се увеличава около 10 пъти. Във всяка чревна власинка се намира централен лимфен съд. Освен това във всяка една от тях има входящ и изходящ кръвоносен съд, които оформят съответно резорбтивно кръвно пространство, а наличието на артерио-венозни анастомози осигурява къс път на кръвта непосредствено от входящия към низходящия съд. По време на храносмилане тези анастомози се затварят с цел на власинката да се осигури богато кръвоснабдяванен за резорбтивна дейност.

За оптималното протичане на процесите на разграждане и резорбция на белтъците, мастите и въглехидратите, имат значение движенията на чревните власинки. По своята дължина те извършват движения с честота 5-6 min^-1. Характерното за тези движения е, че отпускането е бързо, а свиването - бавно, както и това че играят важна роля за резорбцията. Оптимални условия за навлизането на хранителни вещества във вътрешната течна среда на организма се създават с „изцеждането" на всяка обогатена лимфна или кръвна порция. Plexus submucosus Meissneri обуславя движенията на чревните власинки. Под влияние на n. vagus те се засилват, докато под влияние на симпатиковите нерви се задържат. Хормонът виликинин играе съществена роля за техните движения. Той се образува в лигавицата на горните отдели на тънкото черво под влияние на солната киселина. Върху движението на власинките активиращо действие имат хистаминът, жлъчните киселини, пептоните.

В частта си, с която са обърнати към лумена (апикалната им част) епителнителните клетки на чревната лигавица имат четковидна повърхност. Последната е изградена от голям брой (около 600) микровили с дължина 1 µm и диаметър 0,1 µm. По този начин микровилите увеличават повърхността на тънкото черво още 20 пъти. В резултат гънките на Керкринг, власинките и микровилите увеличават резорбтивната площ около 600 пъти - 250 m² общо за тънкото черво.

Четковидната повърхност е богата на ензими. Тя е покрита с аморфен слой, наречен гликокаликс, изграден от неутрални и аминозахари. До гликокаликса и четковидната повърхност се намира непрекъснат воден слой с дебелина 100-400 µm, подобен на този при други биологични мембрани. През този слой посредством дифузия преминават разтворените вещества, за да достигнат клетките на лигавицата. Реакциите на лигавицата са такива, като че тя съдържа пори с диаметър около 0,75 nm, на колона - 0,25 nm и на илеума - 0,35 nm.

Множество митохондрии са разположени в близост до четковидната гранична повърхност на епителните клетки. Тези митохондрии ги захранват с енергията, която е необходима за осъществяването на активния транспорт. В процеса на резорбция на тънкото черво участват дифузията, осмозата и активните транспортни механизми, които са свързани с наличието на специални ензимни системи, подобно на други биологични мембрани.

Разграждане и резорбция на въглехидрати

С храната въглехидратите се приемат под формата на моно-, ди- и полизахариди. Разграждането им започва още в устната кухина от птиалинът (алфа-амилаза). След като попаднат в стомаха действието на тези ензими продължава за около 1 час. В следващите отдели на стомашно-чревния тракт въглехидратите продължават да се разграждат от карбоанхидразите на панкреатичния сок, които притежават висока амилолитична активност. Получават се олигозарахиди, които посредством хидролиза се превръщат в монозахариди. Хидролизата се катализира от малтаза, лактаза, захараза. Целулозата е единственият полизахарид, който се разгражда в дебелото черво под действието на микроорганизми. Скорбялата също се разгражда до малтоза под действието на бактерии. 

След разграждането започва резобцията на въглехидратите. Пентозите и хексозите се резорбират през стената на дванадесетопръстника и илеума. Те се транспортират посредством пасивен или активен транспорт. От клетките на лигавицата въглехидратите преминават във v. portae.

Разграждане и резорбция на белтъци

Разграждането на поетите с храната белтъци започва в стомаха. Основните ензими, които се намират в него за пепсините. Те се произвеждат под формата на неактивни прeкурсори, които се активират от солната киселина. Белтъчното смилане продължава в тънкото черво. То се осъществява под действието на протеолитичните ензими, които се намират в панкреатичния сок. Разграждането на белтъците до аминокиселини може да се осъществи в чревния лумен, в цитоплазмата на епителните клетки и не четковидната граница. Освен в тънкото и в дебелото черво се извършва смилане на белтъците под действието на микрофлората.

Резорбцията на белтъци се осъществява главно в тънкото черво. Транспортните система са няколко групи – за основни аминокиселини, за неутрални аминокиселини и за пролин, хидроксипролин и други съставки. Резорбцията на аминокиселините е свързана с транспорта на натриеви катиони.

Разграждане и резорбция на масти

Разграждането на приетите с храната масти започва в стомаха под действието на стомашната липаза. След това този процес се продължава под действието на панкреатичната липаза, която е най-силният липолитичен ензим. Това се последва от емулгиране на мастите от жлъчните соли. Образуват се мицели, които разтрарят допълнително мастите и улесняват транспорта до клетките на чревната лигавица.

В резултат на процесите на смилане на мастите се получават мастни киселини, моноглицериди и холестерол. Те се резорбират. Мастните киселини, които съдържат повече от 10-12 атома преминават директно в порталното кръвообращение. Тези, които съдържат повече от 12 въглеродни атома, подлежат на реестерификация в клетките на чревната лигавица.

Съдържанието на храносмилателните сокове и функционалната структура на органите на храносмилателната система осигуряват разграждането и резорбцията на хранителните вещества.