Всасывание аминокислот
Полноценное всасывание протеинов возможно только после их предварительного гидролиза до аминокислот. Этот процесс запускается еще в желудке, где соляная кислота (HCl) вызывает денатурацию белковых молекул, а ферменты пепсины начинают их расщепление.
Клетки кишечного эпителия (энтероциты) имеют выраженную полярность, поэтому механизмы транспорта на разных полюсах клетки отличаются:
- Апикальная мембрана (обращена в просвет кишки): перенос аминокислот внутрь энтероцита осуществляется путем активного транспорта. Этот процесс требует обязательного участия специфических молекул-переносчиков (известно 5 видов) и затрат энергии АТФ.
- Базальная мембрана (обращена к кровеносным сосудам): выход аминокислот из клетки в кровь происходит по механизму облегченной диффузии.
Интенсивность процесса непостоянна. Она выше у молодых организмов и напрямую зависит от текущего уровня белкового обмена в теле, концентрации свободных аминокислот в циркулирующей крови, а также от нервных и гуморальных сигналов.
Всасывание углеводов
Кишечный эпителий пропускает углеводы только в виде моносахаридов. При этом скорость их усвоения различается: гексозы (глюкоза и галактоза) преодолевают мембранный барьер значительно быстрее, чем пентозы.
Для глюкозы и галактозы на апикальной мембране работает механизм вторично-активного симпорта с ионами Na⁺. Это совместный транспорт, благодаря которому глюкоза активно накапливается внутри эпителиоцита. Покидает клетку она уже через базальные и латеральные мембраны с помощью пассивного транспорта, двигаясь в межклеточную жидкость и кровь по градиенту концентрации.
Регуляция всасывания глюкозы:
- Усиливают: парасимпатическая нервная система, некоторые аминокислоты, а также гормоны (инсулин, тироксин, глюкокортикоиды).
- Тормозят: гистамин (оказывает незначительный эффект). Значительное и сильное торможение вызывают гормон соматостатин, активация симпатического отдела нервной системы и ингибиторы тканевого дыхания.
Физиология всасывания жиров: полостной и клеточный этапы
В среднем человек потребляет 60–100 г жиров в сутки. Главная сложность их усвоения заключается в том, что липиды гидрофобны, а все метаболические процессы ЖКТ идут в водной среде. Процесс разделен на три последовательные фазы.
Полостной этап (в просвете кишки) Пищевые жиры (триглицериды) под действием ферментов липаз расщепляются на свободные жирные кислоты (СЖК) и моноглицериды (МГ). Чтобы эти гидрофобные продукты не слипались, соли желчных кислот эмульгируют их, формируя мицеллы. Мицелла — это транспортная частица, покрытая снаружи фосфолипидами (гидрофильная часть), а внутри содержащая СЖК, МГ, производные холестерина и жирорастворимые витамины. Мицеллы доставляют липиды через пристеночный слой слизи прямо к щеточной каемке энтероцитов.
Внутриклеточный этап (в энтероците) При контакте с апикальной мембраной микроворсинок мицелла распадается. Липидные компоненты путем диффузии проникают внутрь клетки. Желчные кислоты остаются в просвете кишки, чтобы позже всосаться в подвздошной кишке с помощью активного транспорта. Внутри энтероцита, в гладком эндоплазматическом ретикулуме, происходит ресинтез триглицеридов (МГ $\rightarrow$ ДГ $\rightarrow$ ТГ). Далее к ним присоединяются фосфолипиды, холестерин и липопротеины, формируя мельчайшую жировую частицу в белковой оболочке — хиломикрон.
Транспорт липидов в циркуляцию
Сформированные хиломикроны упаковываются в везикулы и выводятся через базолатеральную мембрану посредством экзоцитоза. Из-за крупных размеров хиломикроны не способны протиснуться в кровеносные капилляры. Они проникают в центральный лимфатический сосуд ворсинки (этому процессу механически помогают сокращения самих ворсинок).
Основная масса экзогенных липидов транспортируется лимфой. Вскоре после еды лимфа становится похожа на молоко, за что ее называют «млечным соком». Через грудной проток хиломикроны попадают в системный кровоток, минуя печень. Альтернативный путь: короткоцепочечные жирные кислоты могут всасываться напрямую в кровеносный капилляр, минуя стадию упаковки в хиломикрон. По воротной вене они отправляются прямо в печень в связи с белком альбумином.
Регуляция: парасимпатическая система, секретин, холецистокинин-панкреозимин, а также гормоны гипофиза, щитовидной железы и коры надпочечников стимулируют всасывание жиров. Симпатическая нервная система, напротив, его замедляет.
Чтобы легко запомнить распределение путей всасывания жиров: «Крупные — в лимфу, мелкие — в кровь». Ресинтезированные хиломикроны слишком огромны для капилляров и уходят в млечный лимфатический сосуд, а короткоцепочечные жирные кислоты проскальзывают напрямую в кровеносное русло.
Вопросы с занятий и экзамена
В какой форме всасываются углеводы в тонком кишечнике?
Углеводы могут проникать в энтероциты исключительно в форме моносахаридов (например, глюкозы, галактозы или фруктозы).
Что происходит с желчными кислотами после разрушения мицеллы?
Они не проникают в энтероцит вместе с жирами, а остаются в полости кишечника. Позже они подвергаются реабсорбции в подвздошной кишке с помощью механизмов активного транспорта.
Какой механизм обеспечивает выход аминокислот из энтероцита в кровь?
Транспорт аминокислот через базальную мембрану клетки в кровеносное русло осуществляется по механизму облегченной диффузии.
Какая часть вегетативной нервной системы стимулирует всасывание нутриентов?
Парасимпатическая нервная система усиливает всасывание как глюкозы, так и продуктов гидролиза жиров, тогда как симпатическая система оказывает тормозящее действие.
Что ещё разобрать по теме
- Виды переносчиков аминокислот на апикальной мембране
- Молекулярный механизм симпорта глюкозы и ионов натрия
- Биохимические этапы ресинтеза триглицеридов в эндоплазматическом ретикулуме
- Структура хиломикронов и функции аполипопротеинов
- Механизмы действия соматостатина на транспортные системы энтероцитов
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Всасывание белков, жиров и углеводов» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Пищеварение»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.