Аминокислоты из белка в желудке

Всасывание питательных веществ

Всасывание питательных веществ (усвоение, абсорбция, поглощение) — это конечная цель процесса пищеварения, транспорт компонентов питания – углеводов, жиров, белков, витаминов, минеральных веществ — из ЖКТ во внутреннюю среду организма (совокупность биологических жидкостей) — лимфу и кровь. Вещества всасываются в кровь, разносятся по организму и участвуют в метаболизме.

Содержание:

1. Процесс всасывания в органах ЖКТ:

4. Процесс всасывания различных питательных веществ:

Большие и полые органы желудочно-кишечного тракта представляют собой мышечные органы. Волнообразное сокращение стенок способствует перемещению пищи и жидкости, позволяет смешивать содержимое в каждом органе. Такое движение называют перистальтикой.

Организм поглощает два типа нутриентов: макроэлементы (углеводы, белки, жиры) – основные источники энергии и микроэлементы (витамины, минеральные вещества и пр.), косвенно влияющие на доступную энергию, выступающие как катализаторы. Для усвоения некоторые из нутриентов нужно расщепить на более мелкие элементы.

Всасывание питательных веществ происходит в основном в верхних двух отделах тонкого кишечника: двенадцатиперстной и тощей кишке. Однако усвоение нутриентов, как и пищеварение, начинается в полости рта и завершается в толстой кишке, т.е. всасывание питательных веществ в кровь происходит во всех отделах ЖКТ.

Всасывание в полости рта

В составе слюны есть ферменты, которые расщепляют углеводы до глюкозы. Первый – птиалин или амилаза, производящий расщепление крахмала (полисахарида – самого сложного типа соединений) до мальтозы (дисахарида, состоящего из двух остатков моносахаридов). Второй фермент носит название мальтаза и должен расщеплять дисахариды до глюкозы. Но в связи с коротким периодом пребывания пищи в полости рта — 15 – 20 с, крахмал полностью не распадается до глюкозы, по этой причине здесь моносахариды только начинают всасываться. Свое пищеварительное действие слюна в большей степени проявляет в желудке.

Всасывание питательных веществ в желудке

Процесс переваривания усиливается посредством действия соляной кислоты и ферментов – протеазы (разрушает белок), липазы (расщепляет жиры) и амилазы (расщепляет углеводы).

Некоторые типы нутриентов требуют больше времени для переработки, чем другие. Например, жир и белок дольше перевариваются, по сравнению с углеводами, т.к. позже выделяются ферменты.

Несмотря на то, что желудок – очаг пищеварительной деятельности, абсорбируется в нем малое число нутриентов. В желудке может всасываться:

  • некоторое количество аминокислот;
  • частично глюкоза;
  • больший объем воды и растворенных минеральных веществ (меди, фторида, йодида, молибдена);
  • хорошо всасывается алкоголь.

Всасывание в тонком кишечнике

Следующая остановка – тонкая кишка – место, где поглощаются практически все нутриенты. Это объясняется во многом ее строением, поскольку орган хорошо адаптирован к всасывающей функции. Абсорбция питательных веществ как процесс зависит от величины по­верхности, на которой осуществляется.

Внутренняя поверхность кишки — порядка 0,65-0,70 м2, при этом ворсинки высотой 0,1-1,5 мм увеличивают ее объем. Один квадратный сантиметр содержит 2 000-3 000 ворсинок, благодаря чему фактическая площадь возрастает до 4-5 м2, в два — три раза превышая поверхность тела человека.

Кроме того, ворсинки имеют пальцеобразные выросты — микроворсинки. Они еще преумножают всасывающую поверхность тонкого кишечника. Между микроворсинками располагается значительное количество ферментов, участвующих в пристеночном пищеварении.

Такой вид расщепления нутриентов — очень эффективен для организма, в особенности для течения процессов всасывания. Это объясняется следующим положением вещей. Кишечник содержит значительное количество микроорганизмов. Если бы процессы расщепления нутриентов осуществлялись только в просвете кишки, микроорганизмы использовали бы большую часть продуктов расщепления, и в кровь всасывалось бы меньшее их количество. Микроорганизмы из-за размера не способны попасть в промежуток между микроворсинками, к месту действия ферментов, где производится пристеночное пищеварение.

Рассмотрим подробнее, как происходит всасывание питательных веществ в тонкой кишке.

Перемещение нутриентов через стенку кишечника

Существует два основных способа, посредством которых нутриенты пересекают стенку тонкой кишки и проникают в кровоток: пассивная диффузия и активный транспорт.

Пассивная диффузия не требует непосредственных затрат энергии. Специалисты сравнивают процесс диффузии с пропусканием жидкости через марлю, когда нутриенты перемещаются из области высокой концентрации (полости кишечника) в область с низкой концентрацией (кровоток). Выделяют также облегченную диффузию – здесь движение осуществляется с помощью белка-переносчика – молекулы, которая встраивается в мембрану, пронизывает ее и формирует каналы.

Активный транспорт означает, что нутриенту необходим хелпер или молекула-носитель, чтобы выбраться через стенку кишечника в кровоток. Кроме того, перенос происходит не по градиенту концентрации вещества (градиент характеризирует направление изменения концентрации вещества в среде), а против (из области с низкой концентрацией в высокую), требуя свободной энергии организма.

Ощущение усталости или отсутствия сил после употребления большого количества еды отчасти объясняется тем, что организм должен работать, чтобы усвоить питательные вещества. Объем энергии, необходимый для транспортировки нутриентов, зависит от нутриента и его размера.

  • Активный транспорт нужен для следующих компонентов питания: глюкозы, галактозы, аминокислот, кальция, железа, аскорбиновой кислоты, тиамина, фолацина, холевых кислот и частично натрия.
  • Способ диффузии используется большинством нутриентов.

Характеристика транспортировки ряда компонентов питания:

  • Глюкоза абсорбируется в среднем отделе тонкого кишечника при помощи натрий-зависимого транспортера глюкозы SGLT1 (S = натрий, GL = глюкоза, T = транспорт) только вместе с натрием. Галактоза поглощается тем же механизмом.
  • Всасывание фруктозы зависит от количества белка-переносчика GLUT5 в тонкой кишечной стенке. Здоровые люди способны усваивать до 50 грамм фруктозы за один раз, но с низким содержанием GLUT-5 — всего от 0 до 20 грамм.
  • Аминокислоты абсорбируются в тонком кишечнике посредством переносчиков аминокислот и натрия по тому же механизму, что и глюкоза.
  • Натрий поглощается в тонкой и толстой кишке с помощью различных механизмов, таких как совместный перенос с глюкозой или аминокислотами. Транспортировка хлора в основном сопровождается транспортировкой натрия.
  • Железо из продуктов животного происхождения – гемовое — усваивается лучше, чем железо негемовое из растительных источников. Всасывание минерального вещества увеличивается, когда его запасы в организме низки (например, после кровотечения или менструации) и уменьшается, если — высоки.
  • Абсорбция кальция в тонком кишечнике зависит от витамина D и стимулируется паратгормоном (ПТГ), который возрастает, когда падает уровень кальция в крови. Поглощение кальция также стимулируется беременностью, гормоном роста и инсулином, и подавляется тироксином и кортизолом. В общем всего около 30% кальция усваивается из рациона.

Интересный факт: при всасывании питательных веществ в кишечнике человека ряд нутриентов усваивается легче, нежели другие. Это зависит от вида поступаемой пищи и относительной потребности в этом нутриенте. Чем меньше количество его в организме, тем легче поглощается.

Не стоит излишне беспокоиться об избыточном потреблении питательных веществ. Организм постоянно стремится к гомеостазу – саморегуляции, направленной на поддержание равновесия. При дефиците он всасывает больше, чем требуется. Как только баланс достигается, усвоение уменьшается для поддержания соответствующего уровня.

Тонкий кишечник имеет несколько отделов:

  • начальный – под названием двенадцатиперстная кишка;
  • средний – тощая кишка;
  • нижний – подвздошная кишка.

Питательные вещества, которые могут всасываться в двенадцатиперстной кишке:

  • Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), в меньшей степени — аминокислоты и жирные кислоты.
  • Минералы: медь, магний, фосфор, селен, кальций.
  • Витамины: ретинол, тиамин, рибофлавин, В3, В7, В9, Д, Е и К.

После хирургического удаления двенадцатиперстной кишки может развиться мальабсорбция (недостаточность всасывания) железа и кальция.

Нутриенты, которые могут усваиваться в тощей кишке:

  • Липиды (жиры, холестерин).
  • Моносахариды: фруктоза, глюкоза, галактоза.
  • Аминокислоты и короткие пептиды.
  • Витамины A, B1 (тиамин), B2 (рибофлавин), B3 (ниацин), B5 (пантотеновая кислота), B6 (пиридоксин), B7 (биотин), B9 (фолат), D, E и K.
  • Минеральные вещества: кальций, хром, железо, магний, марганец, молибден, фосфор, калий, цинк.

Около 90% нутриентов усваивается в первых 100-150 сантиметрах тощей кишки – это ответ на вопрос — где происходит всасывание питательных веществ в основном. Если ее поражает тяжелая болезнь или проводится хирургическое удаление, при этом подвздошная кишка остается неповрежденной, мальабсорбция не развивается.

Питательные вещества, которые могут усваиваться в подвздошной кишке:

  • Здесь поглощается основной объем воды.
  • Витамины: B9, B12, C, кальциферол, K.
  • Минералы: магний, калий.

Усваиваемые макроэлементы полностью поглощаются в тонком кишечнике, поэтому у человека с хорошим здоровьем ни один из них не должен появляться в стуле.

Ежедневно в тонкий кишечник проникает около 10 литров воды: примерно 2 литра из рациона, а остальное — из слюны, желчи, соков поджелудочной железы и кишечника. Из этого 9 литров поглощаются в тонкой кишке и только около 1 литра перемещается в толстую, где часть абсорбируется и около 150 мл выводится со стулом.

Всасывание в толстой кишке

В нижней части кишечника могут усваиваться следующие питательные вещества:

  • Вода.
  • Минералы: кальций, натрий, хлорид, калий.
  • Короткоцепочные жирные кислоты (ацетат, пропионат и бутират), которые образуются в ходе ферментации неперевариваемых углеводов (клетчатки) и некоторых аминокислот полезными бактериями кишечника.
  • Витамины, которые производятся симбиотическими бактериями: витамин B1 (тиамин), витамин B2 (рибофлавин), витамин B7 (биотин), витамин B9 (фолат), витамин K.

Растворимые пищевые волокна (пектин, камедь, лигнин), полиолы (сорбит, ксилит и т.д.) ферментируются кишечными бактериями, а их продукты распада поглощаются в толстой кишке.

Хирургическое удаление нижней части кишечника может влиять лишь на поглощение воды.

Механизмы всасывания

Каким образом происходит процесс всасывания? Различные вещества поглощаются с помощью разных механизмов.

  • Законы диффузии. Соли, небольшие молекулы органических веществ, определенное количество воды попадают в кровь по этим законам. Диффузия предполагает самопроизвольное перемещение вещества в растворе, приводя к равновесию его концентрации в объеме.
  • Законы фильтрации. Сокращение гладкой мускулатуры кишечника повышает давление, это запускает проникновение некоторых веществ в кровь по законам фильтрации.
  • Осмос – это перемещение молекул вещества через полупроницаемую мембрану, которая пропускает их только в одном направлении. Повышение осмотического давления крови ускоряет всасывание воды.
  • Большие энергетические затраты. Некоторые питательные вещества требуют для процесса усвоения значительных затрат энергии, среди них – глюкоза, ряд аминокислот, жирные кислоты, ионы натрия. В процессе опытов при помощи специальных ядов нарушали или прекращали энергетический обмен в слизистой оболочке тонкого кишечника, в результате процесс всасывания ионов натрия, глюкозы прерывался.

Всасывание питательных веществ требует усиления клеточного дыхания слизистой оболочки тонкой кишки. Это указывает на необходимость нормальной жизнедеятельности эпителиальных клеток кишечника.

Сокращения ворсинок также содействуют усвоению. Снаружи каждую ворсинку покрывает кишечный эпителий, внутри нее располагаются нервы, лимфатические и кровеносные сосуды. Гладкие мышцы внутри стенок ворсинок, сокращаясь, выталкивают содержимое капилляра и лимфососуда ворсинки в более крупные артерии. В промежуток расслабления мышц мелкие сосуды ворсинок забирают раствор из полости тонкой кишки. Так, ворсинка функционирует как своеобразный насос.

В течение суток всасывается примерно 10 л жидкости, из них приблизительно 8 л — пищеварительные соки. Поглощение питательных веществ осуществляется главным образом клетками кишечного эпителия.

Как регулируется всасывание питательных веществ?

Увлекательная особенность пищеварительной системы — наличие собственных регуляторов.

Основные гормоны, контролирующие функции ЖКТ, продуцируются и высвобождаются клетками слизистой оболочки желудка и тонкого кишечника.

  • Гастрин побуждает желудок вырабатывать соляную кислоту для переваривания некоторых продуктов. Также это необходимо для нормального роста слизистой желудка и кишечника.
  • Секретин стимулирует поджелудочную железу продуцировать пищеварительный сок, богатый бикарбонатом; печень — синтезировать желчь; желудок — производить пепсин — фермент, который переваривает белок.
  • Холецистокинин способствует росту поджелудочной железы и побуждает ее вырабатывать ферменты панкреатического сока, что приводит к высвобождению содержимого желчного пузыря.

2 типа нейромедиаторов помогают контролировать работу пищеварительной системы. Внешнее воздействие на органы ЖКТ оказывает головной или спинной мозг. Синтезируются химические вещества – ацетилхолин и адреналин.

  • Ацетилхолин заставляет мышцы органов пищеварения сживаться с большей силой и продвигать пищу через желудочно-кишечный тракт. Помимо этого, побуждает желудок и поджелудочную железу вырабатывать больше пищеварительных соков.
  • Адреналин расслабляет мышцы органов и уменьшает к ним приток крови.

Однако важнее внутренние нервы, образующие плотную сеть в стенках пищевода, желудка, кишечника. Они активизируются, когда стенки органов растягиваются под действием пищи. Внутренние нервы вырабатывают много различных веществ, которые ускоряют или замедляют движение пищи и производство соков органами пищеварения.

Задействована и гуморальная регуляция: витамин А усиливает всасывание жиров, витамин В — углеводов. Соляная кислота, аминокислоты, желчные кислоты интенсифицируют движение ворсинок, избыток угольной кислоты – замедляет его.

Процесс всасывания углеводов

В среднем взрослый человек потребляет ежедневно 200-300 грамм углеводов. Некоторые из наиболее распространенных продуктов содержат в основном данный нутриент:

  • хлеб;
  • картофель;
  • выпечка;
  • конфеты;
  • рис;
  • макароны;
  • фрукты и овощи.

В составе многих из них – крахмал, перевариваемый организмом, и балластные вещества (клетчатка), которые лишь частично расщепляются, а остатки выводятся из организма.

Ферменты в составе слюны, панкреатического сока и соков тонкой кишки разделяют перевариваемые углеводы на простые составляющие – моносахариды, которые всасываются в кровь (фруктоза, глюкоза, в период лактации – галактоза).

  • Крахмал усваивается в два этапа: сначала энзимы в слюне и в панкреатическом соке расщепляют его (полисахарид) на мальтозу (дисахарид); затем фермент – мальтаза – в слизистой тонкой кишки расщепляет мальтозу до глюкозы (моносахарида), которая может всасываться в кровь. Глюкоза перемещается по кровотоку в печень, где хранится или используется для обеспечения энергии организму.
  • Другой дисахараид – сахарозу – энзим в слизистой тонкой кишки разделяет на глюкозу и фруктозу, абсорбируемую из полости кишечника в кровь.
  • Молоко содержит еще один вид углеводов – лактозу, расщепляемую ферментом лактазой — на галактозу и глюкозу – поглощаемые из полости кишечника.

Разные моносахариды располагают различной скоростью усвоения. Наибольшую скорость имеют глюкоза и галактоза, но их транспорт замедляется или блокируется, если отсутствуют соли натрия в кишечном соке. Они усиливают этот процесс, увеличивая скорость более, чем в 100 раз. Кроме того, интенсивнее всасывание углеводов проходит в верхнем отделе кишечника.

Достаточно медленно углеводы усваиваются в толстой кишке. Однако эту возможность применяют в лечебной практике в ходе искусственного питания пациента (питательные клизмы).

Процесс всасывания белков

В составе мяса, яиц, бобов морепродуктов, тофу и пр. — молекулы белка, которые нужно переваривать с помощью ферментов, прежде чем их можно будет использовать для создания и восстановления тканей тела.

Энзимы в желудочном соке начинают процесс пищеварения: пепсин способствует расщеплению белков на пептиды. Завершается процесс в тонкой кишке. Здесь ферменты из панкреатического сока и слизистой кишечника разделяют белок на аминокислоты, которые абсорбируются в кровь и переносятся ко всем частям тела.

Процесс усвоения белков осуществляется в виде растворов воды и аминокислот капиллярами ворсинок. 90% конечных продуктов данного нутриента всасывается в тонком кишечнике и 10% — в толстой кишке.

Процесс всасывания жиров

Молекулы жира – главный источник энергии для организма. Первый шаг при переваривании жиров, таких как масло – растворение его в водянистом содержимом кишечной полости посредством желчных кислот, производимых печенью. Они позволяют ферментам расщеплять жир на составляющие. Глицерин (1 составл.) в процессе всасывания без труда проходит сквозь эпителий слизистой кишечника.

Жирные кислоты (2 составл.) и холестерин (3 составл.) объединяются с холевыми кислотами (жёлчными), последние помогают им переместиться в клетки слизистой оболочки. В них составляющие создают вновь целое — жирные кислоты объединяются с глицерином, образуя жир, который свойственен человеческому организму. Большая часть этих молекул перемещается в лимфососуды вблизи кишечника. По ним преобразованный жир переносится в кровеносные сосуды грудной клетки, а оттуда кровь перемещает его в разные сегменты тела.

Продукты расщепления свиного жира и сливочного масла среди других жиров всасываются значительно легче.

Процесс всасывания воды и солей

Абсорбция начинается в желудке, но значительно более усиленно она протекает в кишечнике.

Основной объем содержимого, поглощенного из полости тонкого кишечника – вода с растворенными в ней солями. Она поступают из пищи, жидкости и соков, выделяемых многими железами пищеварительной системы. У здорового взрослого человека более 4,5 литров воды, содержащих свыше 28 грамм соли, всасывается из кишечника в кровь каждые 24 часа, за 25 минут абсорбируется 1 литр. Скорость усвоения минеральных солей зависит от их концентрации в растворе. Абсорбция воды осуществляется по законам осмоса.

Внешние факторы, влияющие на всасывание питательных веществ

В дополнении в нутриционному статусу организма (пищевому состоянию) существуют другие факторы, влияющие на процесс усвоения нутриентов. Вот несколько ключевых переменных.

1. Стресс

У многих людей есть проблемы с пищеварением, такие как диспепсия (нарушение работы ЖКТ) и изжога, и во многом это связано со стрессом. Это побочные продукты биохимического ответа организма на стресс. Поскольку такая реакция нервной системы не способствует пищеварению, она отрицательно влияет и на абсорбцию. Многие люди принимают антациды, чтобы уменьшить симптомы, но данные препараты также способны снизить всасывание некоторых питательных веществ, поэтому их прием может быть контрпродуктивным. Лучший план – изменить свое отношение к обстоятельствам, на которые человек не способен повлиять. Это может облегчить диспепсию и изжогу и, таким образом, восстановить нормальную абсорбцию.

Стресс также способствует:

  • дисбалансу кишечных бактерий – росту патогенных;
  • развитию хронического воспаления;
  • увеличению болевого синдрома.

Снять стресс помогают достаточно простые меры:

  • прогулки;
  • йога;
  • медитация;
  • травяные чаи;
  • теплая ванна;
  • ведение дневника, где можно выплеснуть свои эмоции;
  • достаточный для организма сон и т.д.

2. Лекарства

Взаимодействие препаратов с питательными веществами может работать в обоих направлениях. Например, кортикостероиды, часто назначаемые для уменьшения воспалительного процесса после спортивных травм, снижают всасывание кальция и витамина D. С другой стороны, грейпфрут и грейпфрутовый сок могут усиливать поглощение некоторых фармацевтических препаратов, таких как тегретол (противоэпилептическое средство) и зокор (используемый для лечения высокого уровня холестерина), что может привести к передозировке. Любое лекарственное средство способно повлиять на поглощение нутриентов.

Важно – изучать инструкции и правильно взаимодействовать с врачами.

3. Алкоголь

Даже когда потребление питательных веществ приближается к рекомендуемому ежедневному количеству, прием алкоголя может вызвать дефицит.

Спиртное повреждает слизистую оболочку желудка и тонкого кишечника, изменяя или уменьшая абсорбцию витаминов и минеральных веществ.

Также согласно данным доклада от 1993 года Национального института по вопросам злоупотребления алкоголем и алкоголизма, спиртное препятствует расщеплению питательных веществ путем уменьшения секреции пищеварительных ферментов.

Рекомендация – свести употребление алкоголя до минимума.

3. Кофеин

Не обязательно отказываться от утреннего кофе для того, чтобы усвоились питательные вещества, но подождите не менее часа между потреблением кофеина и приемом пищи или биодобавок. Железо – один из нутриентов, на который особенно сильно влияет кофеин, способный снизить поглощение минерального вещества до 80%.

Стоит подумать, как заменить кофе, чай на аналоги, не содержащие данный психостимулятор. Также можно смягчить влияние кофеина на усвоение, просто добавив пару столовых ложек молока или сливок к кофе или чаю.

4. Физическая нагрузка

Интенсивные упражнения способствуют здоровью тела и души, но жесткая и несвоевременная тренировка может повлиять на эффективность всасывания нутриентов. В целом физическая нагрузка улучшает моторику кишечника, содействуя его здоровью. Но при агрессивной и несвоевременной тренировке кровь и питательные вещества организм направляет к работающим мышцам, отвлекая внимание от процесса переваривания и поглощения пищи. По этой причине важно подождать пару часов между потреблением еды и переходом к упражнениям. Если организму не дают времени для правильного усвоения нутриентов, человек не сможет получить ожидаемого эффекта от тренировки. Макро- и микроэлементы задействованы в метаболизме для получения энергии, дефицит любого из питательных веществ означает в итоге меньший уровень энергии.

Как улучшить всасывание питательных веществ – дополнительные рекомендации

Организм человека может усваивать от 10 до 90 % нутриентов из пищи. Изучите следующие советы и примените, если они являются подходящими для вас.

1. Восстановить поврежденный пищеварительный тракт

Почти 90 % питательных веществ усваивается в тонком кишечнике. Если человек страдает синдромом раздраженного кишечника или иным типом желудочно-кишечного расстройства, нутриенты будут плохо усваиваться. Выход – лечение + прием пробиотиков – живых микроорганизмов и/или их метаболитов, оздоравливающих пищеварительный тракт и исцеляющих кишечник. Также пробиотики могут улучшить почти каждую функцию организма.

Другие биодобавки для лечения поврежденного ЖКТ включают коллаген и пищеварительные ферменты.

2. Соки

В отличие от сырых фруктов и овощей свежий сок уже переработан, что облегчает процесс переваривания.

3. Правильное сочетание пищи

Организм может усвоить некоторые нутриенты только в комплексе с другими, поэтому их следует объединять. К примеру, жирорастворимые витамины A, D, E и K нужно комбинировать с жирной пищей.

Доказано исследованиями, что масло авокадо и кокосовое масло улучшают поглощение питательных веществ.

4. Пережёвывание

Процесс пищеварения начинается в тот момент, когда человек приступает к пережевыванию пищи. Слюна содержит ферменты, которые помогают разрушать еду, что облегчает переваривание. По мнению исследователей, этот процесс улучшает всасывания. Если человек быстро есть, то, вероятнее всего, он не жует должным образом. Рекомендации:

  • Откусывать пищу маленькими кусочками.
  • Не торопиться и жевать медленно.
  • Пережевывать, пока пища не потеряет текстуру.
  • Не класть больше еды или жидкости в рот, пока не проглочена предыдущая порция.

Конкуренция питательных веществ при всасывании

Правда в том, что некоторые нутриенты занимают главенствующую позицию в процессе усвоения. Например, кальций препятствует всасыванию железа. Также могут конкурировать медь и цинк, цинк и железо. Но не стоит зацикливаться на анализе взаимодействия питательных веществ. Природа «упаковала» их вместе, нужно ли человеку отделять нутриенты? Бывают случаи, когда требуется дополнительный прием минерального вещества или витамина:

  • к примеру, врач может рекомендовать биодобавки с железом для коррекции анемии;
  • женщинам-спортсменкам и пожилым людям часто нужен дополнительный кальций;
  • доктора рекомендуют при планировании беременности принимать женщинам фолиевую кислоту.

Однако прием высоких доз отдельных витаминов или минеральных веществ без медицинской причины приводит к нарушению баланса в питании и повышает вероятность конкуренции нутриентов. Это важно знать, чтобы избегать случаев злоупотребления.

Всасывание питательных веществ из биодобавок

По большей части витаминно-минеральные комплексы усваиваются в организме также, как и обычная пища. Тем не менее, стоит обратить внимание на следующие моменты.

  • Биодоступность. Термин означает, насколько эффективно таблетка или капсула после приема расщепляется в организме. Независимо от того, насколько это качественный продукт, если он не усваивается, организм не сможет его использовать.
  • Хелатирование – обертывание нутриента аминокислотами. Этот процесс повышает биодоступность минеральных веществ. Однако для достижения эффективности нужно, чтобы хелатирование было правильно выполнено, в противном случае оно уменьшает или даже блокирует всасывание нутриентов.
  • Дозировка. Как правило, эффективность усвоения уменьшается по мере увеличения количества витамина или минерального вещества. Поэтому если назначаются высокие дозы, врачи рекомендуют делить их на части в течение дня.
  • Принимать БАД с пищей. Ряд специалистов утверждает, что в некоторых случаях чем дольше нутриенты пребывают внутри организма, тем выше скорость всасывания.

Источник статьи: http://properdiet.ru/fiziologija_pishhevarenija/vsasyvanie_pitatelnykh_veshhestv/

Переваривание и всасывание аминокислот

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: переваривание и всасывание аминокислот с профессиональным описанием и объяснением.

Всасывание аминокислот

Всасывание аминокислот в кишечнике

Всасывание L-аминокислот (но не D-) — это активный процесс, в результате которого аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь.

Известно пять специфических транспортных систем, каждая из которых функционирует для переноса определённой группы близких по строению аминокислот:

1) нейтральных, короткой боковой цепью (аланин, серии, треонин);

2) нейтральных, с длинной или разветвлённой боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин);

3) с катионными радикалами (лизин, аргинин);

4) с анионными радикалами (глутаминовая и аспарагиновая кислоты);

5) иминокислот (пролин, оксипролин).

Механизм переноса аминокислот в эпителиальные клетки кишечника

Существуют 2 основных механизма переноса аминокислот: 1) симпорт с натрием и 2) γ-глутамильный цикл.

1. Симпорт аминокислот с Na+.

Симпортом с Nа+ переносятся аминокислоты из первой и пятой группы, а также метионин.

L-аминокислота поступает в энтероцит путём симпорта с ионом Na+. Далее специфическая транслоказа переносит аминокислоту через мембрану в кровь. Обмен ионов натрия между клетками осуществляется путём первично-активного транспорта с помощью Na+,К+-АТФ-азы. Таким образом, для такого переноса аминокислот используется энергия электрохимического потенциала ионов натрия, запасённая им в процессе выдворения его из клетки натрий-калиевым насосом (Na+,К+-АТФ-азой) против градиента концентрации. Энтероциты в этом используют тот же механизм, что и нейроны при формировании потенциала покоя.

Более изощрённый по сравнению с симпортом γ-глутамильный цикл переносит некоторые нейтральные аминокислоты (фенилаланин, лейцин) и аминокислоты с катионными радикалами (лизин) в кишечнике, почках и, по-видимому, мозге.

В этой системе участвуют 6 ферментов, один из которых находится в клеточной мембране, а остальные — в цитозоле. Мембранно-связанный фермент γ-глутамилтрансфераза (гликопротеин) катализирует перенос γ-глутамильной группы от глутатиона на транспортируемую аминокислоту и последующий перенос комплекса в клетку. Аминокислота отщепляется от у-глутамильного остатка под действием фермента у-глутамилциклотрансферазы.

Дипептид цистеинилглицин расщепляется под действием пептидазы на 2 аминокислоты — цистеин и глицин. В результате этих 3-х реакций происходит перенос одной молекулы аминокислоты в клетку (или внутриклеточную структуру). Следующие 3 реакции обеспечивают регенерацию глутатиона, благодаря чему цикл повторяется многократно. Для транспорта в клетку одной молекулы аминокислоты с участием у-глутамильного цикла затрачиваются 3 молекулы АТФ. Важно отметить эти заметные потери энергии, затраченной на всасывание аминокислот при белковом питании.

Поступление аминокислот в организм осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток. Максимальная концентрация аминокислот в крови достигается через 30—50 мин после приёма белковой пищи (углеводы и жиры замедляют всасывание аминокислот). Аминокислоты при всасывании конкурируют друг с другом за специфические участки связывания. Например, всасывание лейцина (если концентрация его достаточно высока) уменьшает всасывание изолейцина и валина.

Переваривание белков в различных отделах желудочно-кишечного тракта. Ферменты, участвующие в этом процессе. Всасывание белков, его механизм. Система переноса аминокислот.

Белки имеют особое значение для организма. Они обладают двумя функциями :

1. Пластическая – входят в состав всех веществ,

2. Энергетическая – 1 г белка дает 4,0 ккал (16,7 кДж), 1 ккал = 4,1185 кДж.

Нормы суточного потребления отличаются в разных странах : 1-1,5 г/кг в России, 0,5-0,8 г/кг – США. Для детей – от 1 до 4 лет – 4 г/кг, так как ребенок растет.

Организм получает белок из двух источников :

· Экзогенный белок – белок пищи – 75-120 г/сутки

· Эндогенный белок – секреторные белки, белки кишечного эпителия – 30 – 40 г/сутки.

Эти источники обеспечивают поступление белка в пищеварительный тракт, где будет происходит его расщепление до аминокислот. Распад аминокислот происходит в печени – дезаминирование, трансаминирование, когда аминокислота теряет группу и превращается в аммиак, аммоний или мочевину, и эти продукты подлежат выведению из организма.

Особенностью белка является то, что он построен из 20 аминокислот. Аминокислоты могут быть заменимыми и незаменимыми(не могут синтезироваться в организма – триптофан, лизин, лейцин, валин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, гистидин и аргинин). Полноценные белки – содержат незаменимые аминокислоты. Неполноценные белки – содержат не все незаменимые аминокислоты.

Биологическая ценность белка – под ней понимается то количество белка, специфическое для данного организма, которое образуется из 100 г поступившего белка с пищей. Молоко – 100, кукуруза – 30, пшеничного хлеба — 40.

Аминокислоты, которые образуются в кишечнике в ходе расщепления белка подвергаются процессам всасывания, причем для аминокислот существуют специфические натрий зависимые переносчики. Такой комплекс проходит через мембрану. Аминокислоты поступят в кровь, а натрий будет в натрий – калиевой АТФазе (насоса), который поддерживает градиент для натрия. Такой транспорт называется вторично активным. L-изомеры аминокислот проникают легче, чем D. На транспорт аминокислот влияет строение молекулы. Легко проходит аргинин, метионин, лейцин. Фенилаланин проникает медленней. Очень плохо всасывается аланин и серин. Одни аминокислоты могут способствовать прохождению других. Например глицин и метионин облегчают поход друг другу.

Распад осуществляется в печени. Основной путь распада – дезаминирование, в ходе которого образуются без азотистый остаток и образуется азотистые соединения. Без азотистые осадки могут превращаться в углеводы и жиры и затем использовать в ходе получения энергии. Азотистые соединения удаляются с мочой. Второй путь — это трансаминирование. Идет с участием трансаминаз. При повреждении клеток трансаминазы могут проходить в плазму крови. При гепатитах, инфарктах увеличивается содержание трансаминаз в крови. Это диагностический признак.

Метод азотистого баланса.

Отложить азот про запас не возможно. В крови запас аминокислот составляет 35-65мг %. Существует понятие минимума (1 г на 1кг веса). Азот в белке содержится в строго определенных соотношения — 1 г азота содержится в 6,25 г белка. Для определения азотистого баланса нужно знать поступление белка с пищей. Часть белка пройдет через ЖКТ транзитом. Нужно определить азот кала. По разнице азота пищи и азота кала, мы определим азот усвоенного белка, т.е. тот, который поступил в кровь и пошел в реакции обмена. Распавшийся белок оценивается по азоту мочи. Азотистый баланс оценивается между усвоенным и распавшимся :

Состояние азотистого баланса:

l А-B=C – азотистое равновесие, у здорового взрослого человека с достаточным потреблением белка с пищей. Чтобы поддержать надо употреблять 1 г белка на кг веса. Но это равновесие может быть не устойчиво – стресс, физическая работа, тяжелые заболевания.

l Белковый оптимум – 1,5 кг тела. Из этого нужно строить свой рацион

l А-B>C – положительный азотистый баланс. Это состояние характерно у растущего организма. Задержка белка в организме, и он расходуется на процессы роста. Это может быть состояние при тренировках – нарастание массы мышц. Процесс восстановления организма после заболевания, при беременности.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-KИШЕЧНОМ ТРАКТЕ

Особая роль белков в питании

В отличие от углеводов и жиров, белки являются незаменимым компонентом пищи. Пищевые белки — это главный источник азота для организма.

Впервые М.Рубнер определил, что 75% азота в организме находится в составе белков, и составил азотистый баланс (определил, сколько азота человек теряет за сутки и сколько азота прибавляется).

У взрослого здорового человека наблюдается азотистое равновесие — «нулевой азотистый баланс»(суточное количество выведенного из организма азота соответствует количеству усвоенного).

Положительный азотистый баланс (суточное количество выведенного из организма азота меньше, чем количество усвоенного). Наблюдается только в растущем организме или при восстановлении белковых структур (например, в периоде выздоровления при тяжелых заболеваниях или при наращивании мышечной массы).

Отрицательный азотистый баланс (суточное количество выведенного из организма азота выше, чем количество усвоенного). Наблюдается при белковой недостаточности в организме. Причины: недостаточное количество белков в пище; заболевания, сопровождающиеся повышенным разрушением белков.

Отсутствие в пищевых белках незаменимых аминокислот (даже одной) нарушает синтез белков, поскольку в состав практически всех белков входит полный набор аминокислот.Полноценность белкового питаниязависит от аминокислотного состава белков и определяется наличием незаменимых аминокислот. Суточная потребность в каждой незаменимой аминокислоте — 1-1.5 гр., а всего организму необходимо 6-9 граммов незаменимых аминокислот в сутки.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-KИШЕЧНОМ ТРАКТЕ

Каждые сутки в организм человека всасывается примерно 100 граммов аминокислот, которые поступают в кровь. Еще 400 граммов аминокислот поступает ежесуточно в кровь в результате распада собственных белков тела. Все эти 500 г аминокислот представляют собой метаболический пул аминокислот.

Припереваривании происходит гидролиз пищевых белков до свободных аминокислот. Процесс переваривания начинаетсяв желудке и продолжается в тонкойкишке под действием протеолитических ферментов, которые называются протеиназами или пептидазами. Существует много разных протеиназ. Они имеются не только в желудочно-кишечном тракте, но и в клетках.

Пути использования аминокислот изображены на рис. 1

Ферменты, участвующие в переваривании белков, обладают относительной субстратной специфичностью, которая обусловлена тем, что пептидазы быстрее гидролизуют пептидные связи между определенными аминокислотами, что позволяет за более короткое время расщепить белковую молекулу.

В зависимости от места расположения в пептиде гидролизуемой связи всепептидазы делятся на:эндопептидазы, которые действуют на пептидные связи, удаленные от концов пептидной цепи (пепсин, трипсин, химотрипсин, эластаза); экзопептидазы, которые действуют на пептидные связи, образованные N- и С-концевыми аминокислотами (аминопептидаза, карбоксипептидазы А и В).

Желудочные и панкреатические пептидазы вырабатываются в неактивной форме (проферменты), секретируются к месту действия, где активируются путем частичного протеолиза (отщепление пептида различной длины с N-конца молекулы про­фермента).

Место синтеза проферментов (слизистая оболочка желудка, поджелудочная железа) иместо их активации (полость желудка, тонкой кишки)про­странственно разделены. Такоймеханизм образова­ния активных ферментов необходим для защиты сек­реторных клеток желудка и поджелудочной железы от самопереваривания.

Это фермент желудочного сока. Синтезируется в клетках слизистой оболочки желудка в форме неактивного предшественника — пепсиногена. Превращение неактивного пепсиногена в активный пепсин происходит в полости желудка. При активации отщепляется пептид, закрывающий активный центр фермента. Активация пепсина происходит под действием двух факторов: а) соляной кислоты (HCl); б) уже образовавшегося активного пепсина — это называется аутокатализом.

Пепсин является карбоксильной протеиназой и катализирует гидролиз связей, образованных аминокислотами фенилаланином или тирозином, а также связь Лей-Глу. pH-оптимум пепсина равен 1.0-2.0 рН, что соответствует рН желудочного сока.

В желудочном соке грудных детей переваривание белков осуществляет фермент РЕННИН, который расщепляет белок молока казеин. Реннин похож по строению на пепсин, но его рН-оптимум соответствует рН среды желудка грудного ребенка (рН=4.5). Реннин отличается от пепсина также механизмом и специфичностью действия.

Синтезируется в поджелудочной железе в форме неактивного предшественника — химотрипсиногена. Активируется химотрипсин активным трипсином и путем аутокатализа. Разрушает связи, образованные карбоксильной группой тирозина, фенилаланина или триптофана, либо крупными гидрофобными радикалами лейцина, изолейцина и валина.

Синтезируется в поджелудочной железе в форме неактивного предшественника — трипсиногена. Активируется в полости кишечника ферментом энтеропептидазой при участии ионов кальция, а также способен к аутокатализу. Гидролизует связи, образованные аргинином и лизином.

Синтезируется в поджелудочной железе в виде неактивного предшественника — проэластазы. Активируется в полости кишечника трипсином. Гидролизует пептидные связи, образованные глицином, аланином и серином.

Под действием этих протеиназ полипептидная цепь белка расщепляется на крупные фрагменты. Затем на эти крупные фрагменты действуют ЭКЗОПЕПТИДАЗЫ, каждая из которых отщепляет одну аминокислоту от концов полипептидной цепи.

Синтезируются в поджелудочной железе. Активируются трипсином в кишечнике. Являются металлопротеинами. Гидролизуют пептидные связи на С-конце молекулы белка. Бывают 2-х видов: карбоксипептидаза А и карбоксипептидаза В. Карбоксипептидаза А отщепляет аминокислоты с ароматическими (циклическими) радикалами, а карбоксипептидаза В отщепляет лизин и аргинин.

Синтезируются в слизистой оболочке кишечника. Гидролизуют пептидные связи на N-конце молекулы белка. Существуют 2 таких фермента: аланинаминопептидаза и лейцинаминопептидаза. Аланинаминопептидаза отщепляет только аланин, а лейцинаминопептидаза — любые N-концевые аминокислоты.

Всасывание аминокислот

Переваривание белков в желудке происходит при превращении в кислой сре­де пепсиногена в пепсин (оптимальный рН 1—3). Пепсин расщепляет связи между ароматическими аминокислотами, соседствующими с карбоксильными аминокис­лотами. Пепсин инактивируется в щелочной среде. Этот этап переваривания бел­ков отсутствует у больных после гастрэктомии, а также у тех, кто длительное вре­мя принимал ингибиторы Н + ,К + -АТФазы, например омепразол. Расщепление пеп­тидов пепсином прекращается после поступления химуса в тонкую кишку.

В тонкой кишке полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению про­теазами, имеющимися в соке поджелудочной железы и на поверхности микровор­синок энтероцитов. Основное расщепление пептидов происходит панкреатически­ми ферментами: трипсином, химотрипсином, эластазой и карбоксипептидазами А

Рис.6-14. Секреция хлора в тонкой кишке. (По: Yamada Т., А1-pers D. H.,0wyang С., Powell D. W„ Silver-stein F. E., eds. Text­book of Gastroenterology, 2nd ed. Phila­delphia: J. B. Lippincott, 1995; 1:339.)

Рис.6-15. Переваривание белка в просвете кишки панкреатическими протеазами. (Но: Yamada Т.. Аlpers D. H., Owyang С., Powell D. W., Silverstein F. E., cds. Textbook of Gastroenterology, 2nd ed. Phila­delphia:.;. B. Lippincott, 1995; 1: 457.)

ный (транспортирующий фенилаланин, метионин), и имино-транспортер (пере­носящий пролин, гидроксипролин). Описаны наследственные нарушения функ­ций отдельных переносчиков аминокислот, приводящие к специфическим дефи­цитам аминокислот.

Всасывание углеводов

В кишечнике расщепляются и всасываются только те углеводы, на которые действуют специальные ферменты. Неперевариваемые углеводы, или пищевые волокна, не могут быть катаболизированы, поскольку для этого нет специальных ферментов. Однако возможен их катаболизм бактериями толстой кишки, что мо­жет вызывать образование газов. Углеводы пищи состоят из дисахаридов: сахаро­зы (обычный сахар) и лактозы (молочный сахар); моносахаридов: глюкозы и фрук­тозы; и растительных крахмалов: амилозы (длинных полимерных цепочек, состоя­щих из молекул глюкозы, соединенных al,4 связями) и амилопектина (другого полимера глюкозы, молекулы которой соединены a 1,4 и a 1,6 связями). Еще один углевод пищи — гликоген, является полимером глюкозы, молекулы которой со­единены a 1,4 связями.

Энтероцит не способен транспортировать углеводы размером больше, чем мо­носахарид. Поэтому большая часть углеводов должна расщепляться перед всасы­ванием. Амилазы слюны и поджелудочной железы гидролизуют преимущественно a1,4 связи глюкоза—глюкоза, но связи a1,6 и концевые связи a1,4 не расщепляют­ся амилазой. Когда начинается переваривание пищи, амилаза слюны расщепляет a1,4-соединений амилозы и амилопектина, образуя a1,6-ветви a1,4-соединений по­лимеров глюкозы (так называемые концевые a-декстраны) (рис. 6-16). Кроме того, под действием амилазы слюны образуются ди- и триполимеры глюкозы, называе­мые соответственно мальтозой и мальтотриозой. Амилаза слюны инактивируется

Рис.6-16. Переваривание и всасывание углеводов. (По: Kclley W. N., ed. Textbook of Internal Medicine, 2nd ed. Philadelphia:>. B. Lippincott, 1992:407.)

в желудке, т. к. оптимальный рН для ее активности составляет 6.7. Панкреатичес­кая амилаза продолжает гидролиз углеводов до мальтозы, мальтотриозы и конце­вых a-декстранов в просвете тонкой кишки. Микроворсинки энтероцитов содер­жат ферменты, катаболизирующие олигосахариды и дисахариды до моносахари­дов для их абсорбции. Глюкоамилаза или концевая a-декстраназа расщепляет а 1,4 связи на нерасщепленных концах олигосахаридов, которые образовались при рас­щеплении амилопектина амилазой. В результате этого образуются тетрасахариды с а1,6 связями, которые наиболее легко расщепляются. Сахаразно-изомальтазный комплекс имеет два каталитических участка: один с сахаразной активностью, а дру­гой — с изомальтазной. Изомальтазный участок расщепляет а 1,4 связи и перево­дит тетрасахариды в мальтотриозу. Изомальтаза и сахараза отщепляют глюкозу от нередуцированных концов мальтозы, мальтотриозы и концевых а-декстранов; од­нако изомальтаза не может расщеплять сахарозу. Сахараза расщепляет дисахарид сахарозу до фруктозы и глюкозы. Кроме того, на микроворсинках энтероцитов так­же имеется лактаза, которая расщепляет лактозу до галактозы и глюкозы.

После образования моносахаридов начинается их абсорбция. Глюкоза и галак­тоза транспортируются в энтероцит вместе с Na + через Na + /глюкоза-транспортер; всасывание глюкозы значительно возрастает в присутствии натрия и нарушается в его отсутствие. Фруктоза, по-видимому, поступает в клетку через апикальный уча­сток мембраны путем диффузии. Галактоза и глюкоза выходят через базолатераль­ный участок мембраны с помощью переносчиков; механизм выхода фруктозы из энтероцитов менее изучен. Моносахариды поступают через капиллярное сплете­ние ворсинок в воротную вену.

Всасывание жиров

Жиры в пище состоят в основном из триглицеридов, фосфолипидов (лецити­на) и холестерина (в виде эфиров) (рис. 6-17). Для полноценного переваривания и всасывания жиров необходимо сочетание нескольких факторов: нормальная рабо­та печени и желчевыводящих путей, наличие панкреатических ферментов и ще­лочного рН, нормальное состояние энтероцитов, лимфатической системы кишеч­ника и функциональной кишечно-печеночной циркуляции. Нарушение любого из этих компонентов приводит к нарушению всасывания жиров и стеаторее.

В основном переваривание жиров происходит в тонкой кишке. Однако началь­ный процесс липолиза может проходить в желудке под действием желудочной ли­пазы, вырабатываемой в дне желудка, при оптимальном значении рН 4—5. Липаза желудка расщепляет триглицериды до жирных кислот и диглицеридов. Она устой­чива к воздействию пепсина, однако разрушается под действием протеаз поджелу­дочной железы в щелочной среде двенадцатиперстной кишки, ее активность сни­жается только под действием солей желчных кислот. Желудочная липаза имеет небольшое значение по сравнению с панкреатической липазой, хотя обладает не­которой активностью, особенно в антральном отделе, где при механическом пере­мешивании химуса образуются мельчайшие жировые капли, что повышает пло­щадь поверхности для переваривания жиров.

После попадания химуса в двенадцатиперстную кишку происходит дальней­ший липолиз, включающий несколько последовательных стадий. Сначала тригли­цериды, холестерин, фосфолипиды и продукты расщепления липидов желудочной липазой сливаются в мицеллы под действием желчных кислот; мицеллы стабили­зируются фосфолипидами и моноглицеридами в щелочной среде. Затем колипаза, секретируемая поджелудочной железой, воздействует на мицеллы и служит точ­кой приложения действия панкреатической липазы. В отсутствие колипазы панк

Рис. 6-17. Структуры липидов. (R = алкильпые цепи разной длины)

реатическая липаза обладает слабой липолитической активностью. Связывание колипазы с мицеллой улучшается в результате воздействия панкреатической фос­фолипазы А2 (ФЛА2) на лецитин мицелл. В свою очередь, для активации ФЛА2 и образования лизолецитина и жирных кислот необходимо наличие солей желчных кислот и кальция. После гидролиза лецитина триглицериды мицелл становятся доступными для переваривания. Затем панкреатическая липаза прикрепляется к соединению колипаза—мицелла (рис. 6-18) и гидролизует 1 и 3-связи триглицери­дов, образуя 2-моноглицерид и жирную кислоту. Оптимальный рН для панкреати­ческой липазы составляет 6.0—6.5. Другой фермент — панкреатическая эстераза — гидролизует связи холестерина и жирорастворимых витаминов с эфирами жирной кислоты. Основными продуктами расщепления липидов под действием панкреа­тической липазы (ФЛА2) и эстеразы являются жирные кислоты, 2-моноглицериды, лизолецитин и холестерин (неэтерифицированный). Скорость поступления гидрофобных веществ в микроворсинки зависит от их солюбилизации в мицеллах в просвете кишки.

Жирные кислоты, холестерин и моноглицериды поступают в энтероциты из мицелл путем пассивной диффузии (рис. 6-19); хотя жирные кислоты с длинной цепью могут переноситься и с помощью поверхностного связывающего протеина. Поскольку эти компоненты жирорастворимы и гораздо мельче, чем непереварен

Рис.6-18. Взаимодействие панкреатической липазы и комплекса колнпаза-мицелла для гидролиза три­глицеридов. (По: Sleisenger M. II., FordtranJ. S.,eds. Gastrointestinal Disease, 5th ed. Philadelphia: W. B. Saunders, 1993; 1:984.)

ные триглицериды и эфиры холестерина, они легко проходят через мембрану энте­роцита. В клетке жирные кислоты с длинной цепью и холестерин переносятся свя­зывающими протеинами в гидрофильной цитоплазме к эндоплазматическому ре­тикулуму (ЭР). Холестерин и жирорастворимые витамины переносятся стерольным белком-переносчиком к гладкому ЭР, где холестерин реэтерифицируется ацил-КоА-холестеринацилтрансферазой. Жирные кислоты с длинной цепью транспор­тируются через цитоплазму специальным белком, степень их поступления в шеро­ховатый эндоплазматический ретикулум зависит от количества жиров в пище. При голодании (мало жиров) жирные кислоты соединяются с глицерин-3-фосфатом, образовавшимся при метаболизме глюкозы, для ресинтеза триглицеридов в шеро­ховатом цитоплазматическом ретикулуме. При добавлении жиров в диету синте-

Рис. 6-19. Транспорт липидов в энтероците. (По: Isselbacher К. J. Biochemical reports of lipid malabsorption. Fed. Proc. 26: 1420, 1967;Johnson L. R., ed. Physiology of Gastrointestinal Tract, 2nd cd. New York: Raven Press, 1987: 1530.)

тический процесс переключается в гладкий ЭР, где образуются триглицериды из 2-моноглицеридов и жирных кислот. Лизолецитин, являющийся водорастворимым продуктом действия ФЛАз, может при наличии большого количества жиров пре­образовываться в лецитин, взаимодействуя с жирными кислотами. При голодании лизоцетин, как и жирные кислоты, соединяется с глицерин-3-фосфатом с образо­ванием конечной формы лецитина.

Переваривание белков: активация протеиназ, гидролиз пищевых белков, всасывание свободных аминокислот в кишечнике. Гниение белков в кишечнике.

Активация протеиназ: В поджелудочной железе синтезируются проферменты ряда протеаз: трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В. В кишечнике они путём частичного протеолиза превращаются в активные ферменты трипсин, химотрипсин, эластазу и карбок-сипептидазы А и В. Активация трипсиногена происходит под действием фермента эпителия кишечника энтеропептидазы. Этот фермент отщепляет с N-конца молекулы трипсиногена гексапептид Вал-(Асп)4-Лиз. Изменение конформации оставшейся части полипептидной цепи приводит к формированию активного центра, и образуется активный трипсин. Образовавшийся трипсин активирует химотрипсиноген, из которого получается несколько активных ферментов. Под действием трипсина расщепляется пептидная связь между 15-й и 16-й аминокислотами, в результате чего образуется активный π-химотрипсин, δ-химотрипсина, α-химотрипсина. Остальные проферменты панкреатических протеаз (проэластаза и прокарбоксипептидазы А и В) также активируются трипсином путём частичного протеолиза. В результате образуются активные ферменты — эластаза и карбокси-пептидазы А и В.

Последний этап переваривания — гидролиз небольших пептидов, происходит под действием ферментов аминопептидаз и дипептидаз, которые синтезируются клетками тонкого кишечника в активной форме. Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи. Наиболее известна лейцинаминопептидаза — Zn2+- или Мn2+-содержащий фермент, несмотря на название, обладающий широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам. Дипептидазы расщепляют дипептиды на аминокислоты, но не действуют на трипептиды. В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство пищевых белков расщепляется до свободных аминокислот.

Всасывание свободных аминокислот в кишечнике. В полости желудка и кишечника протеазы не контактируют с белками клеток, поскольку слизистая оболочка покрыта слоем слизи, а каждая клетка содержит на наружной поверхности плазматической мембраны полисахариды, которые не расщепляются протеазами и тем самым защищают клетку от их действия. Аминокислоты, образовавшиеся при переваривании белков, быстро всасываются в кишечнике. Транспорт их осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток.

Гниение белков в толстом кишечнике и обезвреживание продуктов гниения в печени.

Помимо переваривания, которое происходит под действием ферментов ЖКТ, нерасщепленные белки подвергаются действию ферментов микрофлоры толстого кишечника, подвергаясь гниению. Гниение белков – это более глубокое расщепление белков, при котором изменения происходят и с аминокислотами. Т.о., между перевариванием и гниением существуют следующие различия – 1) переваривание идет под действием собственных ферментов ЖКТ, а гниение под действием ферментов микрофлоры толстого кишечника; 2) переваривание идет до аминокислот, а гниение затрагивает и сами аминокислоты; 3) при переваривании образуется смесь аминокислот, которая всасывается, а при гниении образуются амины и другие продукты, которые выводятся из организма. Разрушение аминокислот при гниении может идти 2 путями: 1) декарбоксилирование; 2) окисление боковой цепи. При декарбоксилировании аминокислот образуются соответствующие амины. В толстом кишечнике обычно декарбоксилируются диаминомонокарбоновые аминокислоты, например, при декарбоксилировании орнитина образуется путресцин, при декарбоксилировании лизина образуется кадаверин.

Второй путь гниения – окисление боковой цепи аминокислот. По этому пути гниют в основном циклические аминокислоты – тирозин и триптофан. Так, при окислении боковой цепи тир образуются крезол и фенол, при окислении боковой цепи три образуются индол и скатол. Эти соединения называют кишечными ядами. Они поступают в воротную вену и в печени подвергаются обезвреживанию путем конъюгации с серной или глюкуроновой кислотами. Индол и скатол предварительно окисляются в печени с образованием индоксила и скатоксила. При этом образуются парные эфиросерные и эфироглюкуроновые кислоты, которые выводятся с мочой.

В крови и моче можно определить содержание животного индикана – калиевой или натриевой соли индоксилсерной кислоты. В норме этот показатель равен 0,04 г/сут. Увеличение данного параметра наблюдается при усилении гнилостных процессов в кишечнике при кишечной непроходимости, распаде опухоли кишечника, можно также проверить обезвреживающую функцию печени .

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Переваривание и всасывание аминокислот

Белки поступают в организм с пищей, суточная потребность в них составляет 1,5 — 2 г на 1 кг массы тела. При расчете суточной потребности необходимо учитывать возраст, пол, физическую нагрузку человека и качественный (аминокислотный) состав белков.

1.6.1. Переваривание и всасывание белков

Переваривание белков осуществляется протеолитическими ферментами желудочного, поджелудочного и кишечного соков, причем ферменты желудочного и поджелудочного соков вырабатываются в неактивной форме (в виде проферментов) и активируются непосредственно в полости желудочно — кишечного тракта. Это предупреждает нежелательное воздействие данных ферментов на белки клеток пищеварительных желез, где происходит их образование.

Под действием протеолитических ферментов в молекулах пищевых белков расщепляются пептидные связи, т. е. протекает гидролиз (протеолиз).

Начинается переваривание белков в желудке под действием желудочного сока, в состав которого входит 99 % воды, соляная кислота (НС I ) и фермент — пепсин. Выделение желудочного сока регулируется центральной нервной системой (ЦНС) — вид, запах пищи влияет на образование и состав желудочного сока. Неактивный фермент пепсиноген под действием НСI переходит в активную форму — пепсин, который расщепляет белки на более простые полипептиды — алъбумозы и пептоны. В желудке легко расщепляются белки мышц — миозин, актин, труднее — коллаген, эластин; почти не переваривается кератин.

Процесс переваривания альбумоз и пептонов продолжается в кишечнике. При рН = 7 — 8 начинают работать другие протеолитические ферменты — трипсин, химотрипсин, пептидазы. Полипептиды под действием карбокси- и аминопептидаз гидролизуются до дипептидов, завершают работу дипептидазы, катализирующие процесс образования аминокислот из дипептидов.

Конечный результат действия протеолитических ферментов желудка и кишечника — расщепление практически всей массы пищевых белков до аминокислот.

В сутки из белков пищи образуется примерно 100 г аминокислот. Всасывание аминокислот происходит главным образом в кишечнике, это активный процесс с потреблением энергии.

Переваривание и всасывание макронутриентов

Переваривание и всасывание белков

Белки – это состоящие из аминокислот макромолекулы. Во рту переваривания белков не происходит. Содержащаяся в желудке соляная кислота коагулирует пищевые белки. Это значит, что крупные молекулы пищевых белков разворачиваются и образующийся в желудке фермент пепсин может начинать частичное переваривание (гидролиз) белков.

Ферменты, необходимые для окончательного переваривания белков, выбрасываются поджелудочной железой в верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку. Работающий в желудке пепсин вместе с работающими в двенадцатиперстной кишке трипсином и другими ферментами расщепляют большинство пищевых белков до аминокислот. Образуется также небольшое количество коротких пептидов, которые расщепляются до аминокислот под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из белков или присутствовавших в пище свободных аминокислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит задействование аминокислот.

Переваривание и всасывание липидов

Жиры (триглицериды – состоят из трех жирных кислот и глицерола) составляют 95–98 % пищевых липидов. Основными присутствующими в пище липидами как раз и являются жиры. Существенного расщепления жиров во рту не происходит. Тем не менее, во рту присутствует образующийся под языком фермент липаза, который расщепляет небольшие количества жиров.

В желудке присутствует фермент желудочная липаза. Он обладает несильным действием, но поскольку он относительно стоек к воздействию кислоты, то в желудке происходит умеренное расщепление некоторого количества триглицеридов.

Триглицериды должны быть сначала преобразованы в верхнем отделе тонкой кишки – в двенадцатиперстной кишке – в тонкую эмульсию, и только затем соответствующие ферменты (липазы) смогут расщепить их на глицерол и жирные кислоты.

Чрезвычайно большую роль в образовании эмульсии играют желчные соки и их соли. Молочные белки (казеины) – тоже очень хорошие тонкие эмульгаторы пищи. Образованию тонкой эмульсии способствует также то, что выбрасываемые поджелудочной железой бикарбонаты реагируют с поступающей из желудка кислотной пищевой массой, в результате чего образуются необходимые для пищеварения газы, основательно перемешивающие эту пищевую массу. Перистальтика стенок кишечника также помогает перемешивать его содержимое.

Из поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает главный фермент процесса переваривания жиров – панкреатическая липаза. Он вместе с другими ферментами расщепляет пищевые липиды на простые соединения (триглицериды, глицерол, свободные жирные кислоты), а фосфолипиды – на их первичные компоненты.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в среднем отделе тонкой кишки происходит всасывание образовавшихся из пищевых жиров глицерола и жирных кислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему.

Переваривание и всасывание крахмала

С точки зрения переваривания сложных углеводов наиболее важным является расщепление именно крахмала.

Из всех пищевых углеводов только крахмал начинает перевариваться во рту. Это осуществляется за счет содержащегося в слюне фермента амилазы. Под его воздействием часть крахмала расщепляется на более мелкие составляющие. Если долго пережевывать богатую крахмалом пищу (а это очень полезно), то небольшая часть крахмала будет расщеплена до гликозина (так при долгом жевании хлеба он становится сладким). Прочие содержащиеся в пище углеводы (например, сахароза и лактоза) во рту не расщепляются.

Поскольку в желудке из-за соляной кислоты среда сильно кислотная, дальнейшего переваривания углеводов там практически не происходит. Соляная кислота нужна в первую очередь для превращения расщепляющего белки фермента пепсиногена в пепсин и высвобождения многих гормонов, обеспечивающих работу желудочного сока. Соляная кислота также истребляет бактерии.

Из поджелудочной железы в верхний отдел тонкой кишки, двенадцатиперстную кишку, выбрасывается панкреатическая амилаза. Это самый важный фермент для переваривания углеводов, который расщепляет основную часть крахмала. Панкреатическая амилаза вместе с собственными ферментами тонкой кишки доводит до конца процесс расщепления крахмала до глюкозы. Под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки (сахаразы, лактазы и других) происходит расщепление на компоненты также и сахарозы и лактозы.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из сложных углеводов или присутствовавших в пище свободных глюкозы и фруктозы, которые всасываются напрямую в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит их использование.

Микроорганизмы, обитающие в толстой кишке, расщепляют клетчатку, которую пищеварительные ферменты расщепить не в состоянии. В ходе этого процесса образуются короткие жирные кислоты, которые всасываются в кровь и которые организм может использовать для получения энергии, а также активизации перистальтики. Микрофлора толстой кишки помогает расщепить значительную часть целлюлозы, в результате чего также образуются короткие жирные кислоты. Значительная часть этих жирных кислот всасывается в клетки слизистой оболочки толстой кишки, в которых их расщепление покрывает часть энергетической потребности данных клеток.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-KИШЕЧНОМ ТРАКТЕ. Особая роль белков в питании

Особая роль белков в питании

В отличие от углеводов и жиров, белки являются незаменимым компонентом пищи. Пищевые белки — это главный источник азота для организма.

Впервые М.Рубнер определил, что 75% азота в организме находится в составе белков, и составил азотистый баланс (определил, сколько азота человек теряет за сутки и сколько азота прибавляется).

У взрослого здорового человека наблюдается азотистое равновесие — «нулевой азотистый баланс»(суточное количество выведенного из организма азота соответствует количеству усвоенного).

Положительный азотистый баланс (суточное количество выведенного из организма азота меньше, чем количество усвоенного). Наблюдается только в растущем организме или при восстановлении белковых структур (например, в периоде выздоровления при тяжелых заболеваниях или при наращивании мышечной массы).

Отрицательный азотистый баланс (суточное количество выведенного из организма азота выше, чем количество усвоенного). Наблюдается при белковой недостаточности в организме. Причины: недостаточное количество белков в пище; заболевания, сопровождающиеся повышенным разрушением белков.

Отсутствие в пищевых белках незаменимых аминокислот (даже одной) нарушает синтез белков, поскольку в состав практически всех белков входит полный набор аминокислот.Полноценность белкового питаниязависит от аминокислотного состава белков и определяется наличием незаменимых аминокислот. Суточная потребность в каждой незаменимой аминокислоте — 1-1.5 гр., а всего организму необходимо 6-9 граммов незаменимых аминокислот в сутки.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-KИШЕЧНОМ ТРАКТЕ

Каждые сутки в организм человека всасывается примерно 100 граммов аминокислот, которые поступают в кровь. Еще 400 граммов аминокислот поступает ежесуточно в кровь в результате распада собственных белков тела. Все эти 500 г аминокислот представляют собой метаболический пул аминокислот.

Припереваривании происходит гидролиз пищевых белков до свободных аминокислот. Процесс переваривания начинаетсяв желудке и продолжается в тонкойкишке под действием протеолитических ферментов, которые называются протеиназами или пептидазами. Существует много разных протеиназ. Они имеются не только в желудочно-кишечном тракте, но и в клетках.

Пути использования аминокислот изображены на рис. 1

Ферменты, участвующие в переваривании белков, обладают относительной субстратной специфичностью, которая обусловлена тем, что пептидазы быстрее гидролизуют пептидные связи между определенными аминокислотами, что позволяет за более короткое время расщепить белковую молекулу.

В зависимости от места расположения в пептиде гидролизуемой связи всепептидазы делятся на:эндопептидазы, которые действуют на пептидные связи, удаленные от концов пептидной цепи (пепсин, трипсин, химотрипсин, эластаза); экзопептидазы, которые действуют на пептидные связи, образованные N- и С-концевыми аминокислотами (аминопептидаза, карбоксипептидазы А и В).

Желудочные и панкреатические пептидазы вырабатываются в неактивной форме (проферменты), секретируются к месту действия, где активируются путем частичного протеолиза (отщепление пептида различной длины с N-конца молекулы про­фермента).

Место синтеза проферментов (слизистая оболочка желудка, поджелудочная железа) иместо их активации (полость желудка, тонкой кишки)про­странственно разделены. Такоймеханизм образова­ния активных ферментов необходим для защиты сек­реторных клеток желудка и поджелудочной железы от самопереваривания.

Это фермент желудочного сока. Синтезируется в клетках слизистой оболочки желудка в форме неактивного предшественника — пепсиногена. Превращение неактивного пепсиногена в активный пепсин происходит в полости желудка. При активации отщепляется пептид, закрывающий активный центр фермента. Активация пепсина происходит под действием двух факторов: а) соляной кислоты (HCl); б) уже образовавшегося активного пепсина — это называется аутокатализом.

Пепсин является карбоксильной протеиназой и катализирует гидролиз связей, образованных аминокислотами фенилаланином или тирозином, а также связь Лей-Глу. pH-оптимум пепсина равен 1.0-2.0 рН, что соответствует рН желудочного сока.

В желудочном соке грудных детей переваривание белков осуществляет фермент РЕННИН, который расщепляет белок молока казеин. Реннин похож по строению на пепсин, но его рН-оптимум соответствует рН среды желудка грудного ребенка (рН=4.5). Реннин отличается от пепсина также механизмом и специфичностью действия.

Синтезируется в поджелудочной железе в форме неактивного предшественника — химотрипсиногена. Активируется химотрипсин активным трипсином и путем аутокатализа. Разрушает связи, образованные карбоксильной группой тирозина, фенилаланина или триптофана, либо крупными гидрофобными радикалами лейцина, изолейцина и валина.

Синтезируется в поджелудочной железе в форме неактивного предшественника — трипсиногена. Активируется в полости кишечника ферментом энтеропептидазой при участии ионов кальция, а также способен к аутокатализу. Гидролизует связи, образованные аргинином и лизином.

Синтезируется в поджелудочной железе в виде неактивного предшественника — проэластазы. Активируется в полости кишечника трипсином. Гидролизует пептидные связи, образованные глицином, аланином и серином.

Под действием этих протеиназ полипептидная цепь белка расщепляется на крупные фрагменты. Затем на эти крупные фрагменты действуют ЭКЗОПЕПТИДАЗЫ, каждая из которых отщепляет одну аминокислоту от концов полипептидной цепи.

Синтезируются в поджелудочной железе. Активируются трипсином в кишечнике. Являются металлопротеинами. Гидролизуют пептидные связи на С-конце молекулы белка. Бывают 2-х видов: карбоксипептидаза А и карбоксипептидаза В. Карбоксипептидаза А отщепляет аминокислоты с ароматическими (циклическими) радикалами, а карбоксипептидаза В отщепляет лизин и аргинин.

Синтезируются в слизистой оболочке кишечника. Гидролизуют пептидные связи на N-конце молекулы белка. Существуют 2 таких фермента: аланинаминопептидаза и лейцинаминопептидаза. Аланинаминопептидаза отщепляет только аланин, а лейцинаминопептидаза — любые N-концевые аминокислоты.

Источник статьи: http://aikido-damo.ru/perevarivanie-i-vsasyvanie-aminokislot/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
С болезнью на ТЫ