Digestia și enzimele. Digestia proteinelor, grăsimilor, carbohidraților

ÎN dieta umană Există doar trei surse principale de carbohidrați: (1) zaharoza, care este o dizaharidă și este cunoscută în mod obișnuit ca zahăr din trestie; (2) lactoza, care este o dizaharidă a laptelui; (3) amidonul este o polizaharidă prezentă în aproape toate alimente vegetale, în special la cartofi și tipuri variate cereale. Alți carbohidrați care sunt digerabili în cantități mici sunt amiloza, glicogenul, alcoolul, acidul lactic, acidul piruvic, pectinele, dextrinele și, în cantități mici, derivații carbohidraților din carne.

Alimente contine si cantitati mari de celuloza, care este un carbohidrat. Cu toate acestea, în tractul digestiv uman nu există nicio enzimă care să poată descompune celuloza, astfel încât celuloza nu este considerată un produs alimentar adecvat consumului uman.

Digestia carbohidraților V cavitatea bucală si stomacul. Când alimentele sunt mestecate, se amestecă cu saliva, care conține enzima digestivă ptialină (amilaza), secretată în principal glandele parotide. Această enzimă hidrolizează amidonul în maltoză dizaharidă și în alți polimeri mici de glucoză care conțin 3 până la 9 molecule de glucoză. Cu toate acestea, alimentele sunt localizate în cavitatea bucală un timp scurt, și probabil nu mai mult de 5% din amidon este hidrolizat înainte de înghițire.

Cu toate acestea, digestia amidonului uneori continuă în corp și fundul stomacului încă 1 oră până când alimentele începe să se amestece cu secrețiile gastrice. Apoi, activitatea amilazei salivare este blocată de acidul clorhidric al secreției gastrice, deoarece amilaza ca enzimă este, în principiu, inactivă atunci când pH-ul mediului scade sub 4,0. În ciuda acestui fapt, în medie, până la 30-40% din amidon este hidrolizat în maltoză înainte de mâncare, iar saliva însoțitoare este complet amestecată cu secrețiile gastrice.

Digestia carbohidraților în intestinul subtire . Digestia prin amilaza pancreatică. Secreția pancreasului, ca și saliva, conține o cantitate mare de amilază, adică. este aproape complet similar în funcțiile sale cu amilaza salivară, dar este de câteva ori mai eficient. Astfel, nu mai mult de 15-30 de minute după îndepărtarea chimului va intra în stomacîn duoden și se amestecă cu sucul pancreatic, practic toți carbohidrații sunt digerați.

Ca urmare, înainte carbohidrați va merge dincolo duoden sau jejunul superior, acestea sunt aproape complet transformate în maltoză și/sau alți polimeri foarte mici de glucoză.

Hidroliza dizaharidelorși mici polimeri ai glucozei în monozaharide de către enzimele epiteliului intestinal. Enterocitele care căptușesc vilozitățile intestinului subțire conțin patru enzime (lactază, zaharază, maltaziu și dextrinază) capabile să descompună dizaharidele lactoza, zaharoza și maltoza, precum și alți polimeri mici de glucoză, în monozaharidele lor finale. Aceste enzime sunt localizate în microvilozitățile marginii periei care acoperă enterocitele, astfel încât dizaharidele sunt digerate imediat ce intră în contact cu aceste enterocite.

Lactoză se împarte într-o moleculă de galactoză și o moleculă de glucoză. Zaharoza este descompusă într-o moleculă de fructoză și o moleculă de glucoză. Maltoza și alți polimeri mici de glucoză sunt descompuse în numeroase molecule de glucoză. Astfel, produsele finale ale digestiei carbohidraților sunt monozaharidele. Toate se dizolvă în apă și sunt absorbite instantaneu în fluxul sanguin portal.

In normal alimente, în care dintre toți carbohidrații este cel mai mare amidon, mai mult de 80% din produsul final al digestiei carbohidraților este glucoza, iar galactoza și fructoza sunt rareori mai mari de 10%.

Toate alimentele sunt compuse în principal din proteine, carbohidrați și lipide. În timpul procesului de digestie în tractul gastro-intestinal al mamiferelor, cele trei componente principale ale alimentelor: carbohidrații, grăsimile și proteinele suferă hidroliză enzimatică, descompunându-se în blocurile constitutive din care sunt formate. Acest proces este necesar pentru reciclare Produse alimentare, deoarece celulele care căptușesc intestinele sunt capabile să absoarbă doar molecule relativ mici în fluxul sanguin. Absorbția polizaharidelor și chiar a dizaharidelor devine posibilă numai după hidroliza lor completă de către enzimele digestive la monozaharide. De asemenea, proteinele și lipidele trebuie să fie, de asemenea, hidrolizate în blocurile de construcție din care sunt construite.

Procesul de digestie începe în gură și stomac, în timp ce etapele finale ale digestiei tuturor componentelor principale ale alimentelor și absorbția blocurilor lor structurale constitutive în sânge au loc în intestinul subțire. Din punct de vedere anatomic, intestinul subțire este bine potrivit pentru a îndeplini această funcție, deoarece are foarte suprafata mare suprafata prin care are loc aspiratia. Intestinul subțire se caracterizează nu numai prin lungimea mare (≈ 4,5 m), ci și prin prezența suprafata interioara multe pliuri cu un număr mare de proiecții asemănătoare degetelor numite vilozități. Fiecare scame este acoperită celule epiteliale, purtând numeroase microvilozități. Vilozitățile creează o suprafață imensă prin care produsele de digestie sunt transportate rapid în celulele epiteliale și din acestea în capilarele sistemului circulator și în vase limfatice situat în peretele intestinal. Suprafața intestinului subțire uman este ≈ 180 m2, adică doar puțin mai mică decât suprafața de joc a unui teren de tenis.

Microvilozitățile conțin mănunchiuri de microfilamente de actină conectate la bazele microvilozităților la o rețea de filamente de miozină. Acest sistem de fire oferă vibrații sub formă de undă ale microvilozităților, datorită cărora amestecarea locală și aspirație mai bună nutrienți digerați.

Absorbția proteinelor

Proteinele alimentare sunt descompuse de enzimele din tractul gastrointestinal în aminoacizii lor constitutivi (Fig. 1.1). Proteinele care intră în stomac stimulează eliberarea hormonului gastrină, care la rândul său provoacă secreția de acid clorhidric celulele parietale ale glandelor mucoasei gastrice, precum și celulele principale pepsinogenului. Sucul gastric are un pH de 1,5 până la 2,5. Datorită acestei acidități, acționează ca un antiseptic, ucigând majoritatea bacteriilor și a altor celule. În plus, în condiții de pH scăzut al sucului gastric, proteinele globulare suferă denaturare, moleculele lor se desfășoară și, ca urmare, legăturile peptidice interne ale lanțurilor polipeptidice devin mai accesibile hidrolizei enzimatice. Pepsinogenul, care este un precursor de enzimă inactiv sau zimogen, este transformat în pepsină activă în sucul gastric ca urmare a acțiunii enzimatice a pepsinei în sine, adică. prin autocataliză. În timpul acestui proces, 42 sunt scindate de la capătul N-terminal al lanțului polipeptidic pepsinogen

	Activitate
(K.F. 3.4.4.1)	Tyr, Phe, Tgr, Leu, Glu, Gln
(K.F. 3.4.4.4)	Atacă legăturile peptidice formate din: Lys, Arg
Chimotripsină (K.F. 3.4.4.5)	Atacă legăturile peptidice formate din: Tyr, Phe, Tr p
Carboxipeptidaza (K.F. 3.4.2.1)	Scindarea secvenţială a resturilor C-terminale
Aminopeptidaza (K.F. 3.4.1.1)	Scindarea secvenţială a resturilor N-terminale

Orez. 1.1. – Digestia proteinelor: 1 – enzime proteolitice

reziduuri de aminoacizi sub forma unui amestec de peptide scurte. Restul moleculei de pepsinogen care rămâne intactă este pepsină activă enzimatic (EC 3.4.4.1). În stomac, pepsina hidrolizează acele legături peptidice în proteine ​​care sunt formate din aminoacizi aromatici: tirozină, fenilalanină și triptofan, precum și o serie de altele; Ca rezultat, se formează un amestec de peptide mai scurte din lanțuri polipeptidice lungi.

De îndată ce conținutul acid al stomacului intră în intestinul subțire, sub influența pH-ului scăzut, începe secreția hormonului secretin, care intră în sânge. Acest hormon, la rândul său, stimulează eliberarea de bicarbonat din pancreas în intestinul subțire, ceea ce duce la neutralizarea HC1 din sucul gastric. Ca urmare, pH-ul crește brusc de la 1,5–2,5 la ≈ 7. În intestinul subțire, digestia proteinelor continuă. Intrarea aminoacizilor în duoden determină eliberarea hormonului colecistochinină, care stimulează secreția mai multor enzime pancreatice cu un pH optim de aproximativ 7. Trei dintre ele: tripsina (EC 3.4.4.4), chimotropsină (EC 3.4.4.5). ) și carboxipeptidaza (C.F. 3.4.2.1) - sunt produse de celulele exocrine ale pancreasului sub formă de zimogeni inactivi enzimatic: tripsinogen, chimotripsinogen și, respectiv, procarboxipeptidază. Datorită sintezei enzimelor proteolitice sub formă de precursori inactivi, celulele exocrine nu sunt distruse de aceste enzime. Odată ajuns în intestinul subțire, tripsinogenul, sub acțiunea enterokinazei, o enzimă proteolitică specializată secretată de celulele epiteliale intestinale, este transformat în forma sa activă - tripsina. Tripsina liberă, așa cum se formează, participă, de asemenea, la conversia catalitică a tripsinogenului în tripsină. Formarea tripsinei libere se datorează clivajului unei hexapeptide de la capătul N-terminal al lanțului polipeptidic tripsinogen.

Centrul activ al tripsinei este format din trei resturi de aminoacizi: serină-195 (se acceptă că numerotarea resturilor de aminoacizi din tripsină corespunde pozițiilor acestora în proenzimă), histidină-57 și acid aspartic-102. Locul de sorbție conține gruparea carboxil a acidului aspartic-189, care determină specificitatea tripsinei pentru substraturile încărcate pozitiv. Mecanismul hidrolizei catalitice include etapa de sorbție a substratului, clivajul legăturii peptidice pentru a forma o enzimă acil și transferul grupării acil la un acceptor nucleofil. Tripsina hidrolizează legăturile peptidice formate cu participarea grupărilor carbonil ale lizinei și argininei.

Molecula de chimotripsinogen este un singur lanț polipeptidic cu mai multe legături disulfurice intracatene. Odată ajuns în intestinul subțire, chimotripsinogenul este transformat în chimotripsină prin acțiunea tripsinei, care rupe lanțul polipeptidic lung al chimotripsinogenului în două locuri, tăind dipeptidele. Cele trei fragmente formate din lanțul original de chimotripsinogen sunt, totuși, ținute împreună prin legături disulfurice încrucișate. Chimotripsina hidrolizează legăturile peptidice formate din reziduuri de fenilalanină, tirozină și triptofan. În consecință, tripsina și chimotripsina descompun polipeptidele formate în stomac sub acțiunea pepsinei în peptide mai mici. Această etapă a digestiei proteinelor are loc cu foarte Eficiență ridicată, deoarece pepsina, tripsina și chimotripsina prezintă specificități diferite în hidroliza lanțurilor polipeptidice în ceea ce privește legăturile peptidice formate din diferiți aminoacizi.

Degradarea peptidelor scurte în intestinul subțire este efectuată de alte peptidaze. Acestea includ în principal carboxipeptidaza, o enzimă care conține zinc sintetizată în pancreas sub formă de procarboxipeptidază zimogen inactiv. Centrul activ al carboxipeptidazei are forma unui buzunar, în cavitatea căruia se află un atom de Zn. Situl activ include, de asemenea, reziduuri de acid glutamic, tirozină și arginină. Funcția acestuia din urmă în mecanismul de cataliză este legarea grupării carboxil C-terminale. Carboxipeptidaza scindează secvenţial resturile C-terminale din peptide.

Intestinul subțire secretă, de asemenea, aminopeptidază (EC 3.4.1.1), care scindează reziduurile N-terminale din peptidele scurte una după alta.

Ca rezultat al acțiunii secvențiale a acestor enzime proteolitice și peptidaze, proteinele digerate sunt în cele din urmă transformate într-un amestec de aminoacizi liberi, care sunt apoi transportați prin celulele epiteliale care căptușesc intestinul subțire. Aminoacizii liberi pătrund în capilarele vilozităților și sunt transportați de sânge către ficat.

În tractul gastrointestinal uman, nu toate proteinele sunt digerate în întregime. Majoritatea proteinelor animale sunt aproape complet hidrolizate în aminoacizi, dar unele proteine ​​fibrilare, cum ar fi keratina, sunt doar parțial digerate. Multe proteine ​​din alimentele vegetale, în special proteinele din boabele de cereale, sunt incomplet defalcate din cauza faptului că partea proteică a semințelor și cerealelor este acoperită cu o coajă de celuloză nedigerabilă (coaja).

Cunoscut boala rara steatoree (diaree persistentă), în care enzimele intestinale sunt incapabile să digere anumite proteine ​​din cereale solubile în apă, în special gliadina, care dăunează celulelor epiteliale intestinale. Produsele din cereale sunt excluse din alimentația acestor pacienți. O altă boală asociată cu activitatea anormală a enzimelor proteolitice tractului digestiv, este pancreatita acută. În această boală, cauzată de o încălcare a procesului de secreție a sucului pancreatic în intestin, precursorii enzimelor proteolitice (zimogeni) sunt transformați în cataliticul corespunzător. forme active prea devreme, în timp ce încă în interiorul celulelor pancreatice.

Ca urmare, aceste enzime puternice atacă țesutul glandei în sine, provocând distrugerea profundă și foarte dureroasă a organului, ceea ce poate duce la rezultat fatal. În mod normal, zimogenii secretați de pancreas nu sunt activați până nu ajung în intestinul subțire. Pancreasul se protejează de autodigestia într-un alt mod: sintetizează o proteină specială - un inhibitor specific de tripsină. Deoarece tripsina liberă activează nu numai tripsinogenul și chimotripsinogenul, ci și zimogenii celorlalți doi enzime digestive: procarboxipeptidaza si proelastaza, inhibitorul de tripsina previne cu succes formarea prematura a enzimelor proteolitice libere in celulele pancreatice.

Absorbția carbohidraților

La om, carbohidrații sunt digerați în principal de polizaharide: amidon și celuloză conținute în alimentele vegetale. Amidonul este complet descompus de enzime tract gastrointestinal la blocurile lor structurale constitutive și anume libere D-glucoza (Fig. 1.2). Acest proces incepe in gura in timpul mestecatului datorita actiunii enzimei amilaze secretate de glandele salivare. Amilaza salivară hidrolizează multe dintre legăturile α-(1→4)-glicozidice din amidon și glicogen. Aceasta produce un amestec format din maltoză, glucoză și oligozaharide.

Se formează digestia amidonului și a altor polizaharide digerabile D-glucoza continua si se completeaza in intestinul subtire, in principal sub actiunea amilazei pancreatice, care se sintetizeaza in pancreas si patrunde prin canalul pancreatic in secțiunea superioară intestinul subtire. Această secțiune a intestinului subțire cu cea mai mare activitate digestivă se numește duoden.

Celuloza la majoritatea mamiferelor nu este supusă hidrolizei enzimatice și nu este utilizată din cauza lipsei de enzime capabile să scindeze legăturile β-(1→4) dintre reziduurile succesive. D-glucoza in celuloza. În același timp, celuloza nedigerată din alimente vegetale creează masa (numită uneori „fibre” sau „furaje”) care contribuie la motilitatea intestinală normală. La rumegătoare, celuloza este digerată, dar nu direct, ci sub influența bacteriilor localizate în rumenul lor (stomac). Aceste bacterii hidrolizează celuloza la D-glucoza se fermenta in continuare D-glucoza la lactat, acetat si propionat, care sunt absorbite si patrund in sange. Lactatul și propionatul sunt apoi transformate în zahăr din sânge în ficatul rumegătoarelor.

Hidroliza dizaharidelor este catalizată de enzimele situate în marginea exterioară a celulelor epiteliale care căptușesc intestinul subțire. Zaharoza sau zahărul din trestie de zahăr se hidrolizează pentru a se forma D-glucoza si D-fructoza sub actiunea zaharazei, numita si invertaza (EC 3.2.1.26); lactoza este hidrolizată la D-glucoza si D-galactoza sub actiunea lactaza, numita si β-galactozidaza (EC 3.2.1.23); în urma hidrolizei maltozei sub acţiunea maltazei se formează două molecule D-glucoză. Mulți reprezentanți ai raselor asiatice și africane la vârsta adultă se caracterizează prin intoleranță la lactoză, din cauza dispariției activității lactază în intestinul lor subțire, care era prezent în piept și copilărie. La persoanele cu intoleranță la lactoză, acest zahăr rămâne în intestine într-o formă nedigerată și o parte din el este fermentată de microorganisme. Acest lucru provoacă diaree și formarea de gaze în intestine.

Orez. 1.2. – Digestia carbohidraților: 1 și 2 – enzime amilolitice; 3 – zaharază (K.F. 3.2.1.26); 4 – lactază (EC 3.2.1.23)

În celulele epiteliale care căptușesc intestinul subțire, D-fructoză, D-ralactoza si D-manoza este parțial transformată în D-glucoză. Amestecul tuturor acestor hexoze simple este preluat de celulele epiteliale care căptușește intestinul subțire și transportat de sânge către ficat.

Digestia grăsimilor

Digestia triacilglicerolilor (grăsimi neutre) începe în intestinul subțire, unde prolipaza zimogenului ajunge din pancreas. Aici, prolipaza este convertită în lipază activă (EC 3.1.1.3), care, în prezența acizilor biliari și a unei proteine ​​speciale numită colipază, se atașează la picăturile de triacilglicerol și catalizează scindarea hidrolitică a unuia sau ambelor reziduuri extreme de acizi grași pentru a forma o amestec de acizi grași liberi sub forma sărurilor lor Na + - sau K + - (săpunuri) și 2-monoacilgliceroli. O cantitate mică de triacilgliceroli rămâne nehidrolizată (Fig. 1.3).

Acid gras

Orez. – 1.3. Digestia lipidelor: 1 – lipaza (EC 3.1.1.3), acizi biliari,Na+

Săpunurile rezultate și acilglicerolii nerezolvați sunt emulsionați în picături mici prin peristaltism (mișcări de amestecare ale intestinelor), precum și prin influența sărurilor biliare și a monoacilglicerolilor, care sunt compuși amfipatici și, prin urmare, funcționează ca detergenți. Acizii grași și monoacilglicerolii din aceste picături sunt absorbiți de celulele intestinale, unde triacilglicerolii sunt sintetizați în principal din ele. În continuare, triacilglicerolii pătrund nu în capilarele sanguine, ci în vasele limfatice mici ale vilozităților intestinale - lactate (cunoscute altfel sub denumirea de vase lactice sau chiloase). Curgând din intestinele subtire limfa numită chyle (sevă lăptoasă), după digestie alimente grase seamănă cu laptele, datorită abundenței de chilomicroni suspendați în el - picături mici de triacilgliceroli emulsionați cu un diametru de aproximativ 1 micron. Chilomicronii au o înveliș hidrofilă format din folipide și o proteină specială care menține chilomicronii în suspensie. Trec chilomicronii ductul toracic V vena subclavie. După consumul de alimente grase, chiar și plasma sanguină devine opalescentă din cauza concentrației mari de chilomicroni din ea, dar această opalescență dispare după 1-2 ore, deoarece triacilglicerolii sunt excretați din sânge, pătrunzând în principal în țesutul adipos.

Emulsionarea și digestia lipidelor din intestinul subțire sunt facilitate de sărurile biliare. Sărurile biliare umane sunt în principal glicocolatul de sodiu și taurocolatul de sodiu, ambele fiind derivați ai acidului colic, care este cantitativ predominant dintre cei patru acizi biliari majori prezenți în corpul uman. Sărurile biliare sunt emulgatori puternici; vin din ficat în bilă, care se varsă în partea superioară a intestinului subțire. După finalizarea absorbției acizilor grași și monoacilglicerolilor din picăturile de grăsime emulsionate din partea inferioară a intestinului subțire, sărurile biliare care au contribuit la acest proces sunt de asemenea reabsorbite. Ele revin la ficat și sunt refolosite. Astfel, acizii biliari circulă constant între ficat și intestinul subțire.

Acizii biliari joacă exclusiv rol importantîn absorbția nu numai a triacilglicerolilor, ci și a tuturor componentelor alimentare solubile în grăsimi. Dacă se formează sau se secretă acizi biliari în cantități insuficiente, ca și în cazul unei serii de boli, grăsimile nedigerate și neabsorbite apar în fecale. Acest lucru afectează absorbția vitamine liposolubile Pot apărea deficiențe nutriționale A, D, E și K și vitamina A.

Nutrienții descompusi care intră în sânge sunt transportați la ficat. În celulele hepatice - hepatocite - glucoză, aminoacizi și liber acid gras sunt incluse în procesele metabolice ale organismului.

Astfel, procesul de asimilare a produselor alimentare la mamifere se desfășoară în tractul gastrointestinal și se bazează pe hidroliza acidului enzimatic:

polizaharide (amidon și celuloză) până la di- și monozaharide,

proteine ​​la aminoacizi,

· lipidele la acizi grași, urmate de absorbția de către celulele intestinului subțire în sânge, intrarea în fluxul sanguin în ficat și includerea în procesele metabolice corp.



Alimentele care intră în corpul uman nu pot fi digerate și folosite în scopuri plastice și educaționale energie vitală, de când ea stare fizicăȘi compoziție chimică foarte complex. Pentru a transforma alimentele într-o stare ușor de digerat de către organism, oamenii au organe speciale care realizează digestia.

Digestia este un set de procese care furnizează schimbare fizicași degradarea chimică nutriențiîn compuși simpli solubili în apă care pot fi absorbiți cu ușurință în sânge și pot participa la vital funcții importante corpul uman.

Aparatul digestiv uman este format din următoarele organe: cavitatea bucală (orificiu bucal, limbă, dinți, muschii masticatori, glandele salivare, glande ale mucoasei bucale), faringe, esofag, stomac, duoden, pancreas, ficat, intestin subtire, intestin gros cu rect. Esofagul, stomacul și intestinele constau din trei membrane: membrana interioară, care conține glande care secretă mucus și, într-un număr de organe, sucuri digestive; mijloc - mușchi, care asigură mișcarea alimentelor prin contracție; exterior - seros, acționând ca un strat de acoperire.

În timpul zilei, o persoană secretă aproximativ 7 litri de sucuri digestive, care includ: apă, care subțiază terciul alimentar, mucusul, care favorizează o mai bună mișcare a alimentelor, sărurile și catalizatorii enzimatici. procese biochimice, descompunând substanțele alimentare în compuși simpli. În funcție de efectul asupra anumitor substanțe, enzimele se împart în proteaze, descompunerea proteinelor (proteinelor), amilaza, descompunerea carbohidraților și lipaze, descompunerea grăsimilor (lipidelor). Fiecare enzimă este activă numai într-un anumit mediu (acid, alcalin sau neutru). Ca urmare a defalcării, aminoacizii sunt obținuți din proteine, glicerolul și acizii grași sunt obținuți din grăsimi, iar glucoza este obținută în principal din carbohidrați. Apă saruri minerale, vitaminele continute de alimente nu sufera modificari in timpul digestiei.

Digestia în gură

Cavitatea bucală- Aceasta este secțiunea inițială anterioară a aparatului digestiv. Cu ajutorul dinților, mușchilor limbii și obrajilor, alimentele suferă o prelucrare mecanică inițială, iar cu ajutorul salivei - prelucrare chimică.

Salivă- sucul digestiv este slab reacție alcalină, produsă de trei perechi de glande salivare (parotidă, sublinguală, submandibulară) și care intră în cavitatea bucală prin canale. În plus, saliva este secretată glandele salivare buzele, obrajii și limba. În doar o zi se produce aproximativ 1 litru de salivă de consistențe diferite: salivă groasă este secretată pentru digerarea alimentelor lichide, saliva lichidă este secretată pentru mâncarea uscată. Saliva conține enzime amilază(ptialin), care descompune amidonul în maltoză, o enzimă maltaza, care descompune maltoza în glucoză și o enzimă lizozoum, care are efect antimicrobian.

Alimentele rămân în cavitatea bucală pentru un timp relativ scurt (10-25 s). Digestia în gură se reduce în principal la formare bolus alimentar pregătit pentru înghițire. Efectul chimic al salivei asupra substanțelor alimentare din cavitatea bucală este neglijabil din cauza reședinței scurte a alimentelor. Acțiunea sa continuă în stomac până când bolusul alimentar este complet saturat cu acru suc gastric. Cu toate acestea, procesarea alimentelor în gură este de mare importanță pentru progresul ulterioar al procesului digestiv, deoarece actul de a mânca este un puternic stimulator reflex al activității tuturor organelor digestive. Bolusul alimentar, cu ajutorul mișcărilor coordonate ale limbii și obrajilor, se deplasează spre faringe, unde are loc actul de deglutiție. Din gură, alimentele intră în esofag.

Esofag- un tub muscular de 25-30 cm lungime, prin care, din cauza contractiei musculare, bolusul alimentar se deplaseaza in stomac in 1-9 s, in functie de consistenta alimentelor.

Digestia în stomac. Stomac- cea mai largă parte a tubului digestiv. El este organ gol, format dintr-o admisie, un fund, un corp si o iesire. Orificiile de intrare și de evacuare sunt închise cu o rolă musculară (pulpă). Volumul stomacului unui adult este de aproximativ 2 litri, dar poate crește până la 5 litri. Membrana mucoasă interioară a stomacului este pliată, ceea ce îi mărește suprafața. În grosimea membranei mucoase există până la 25.000.000 de glande care produc suc gastric și mucus.

Suc gastric este un lichid acid incolor care contine 0,4-0,5% acid clorhidric, care activeaza enzimele sucului gastric si are efect bactericid asupra microbilor care intră în stomac cu alimente. Compoziția sucului gastric include enzime: pepsină,chimozina(extract de cheag), lipaza. Enzima pepsina descompune proteinele alimentare în mai multe substanțe simple(peptone și albumoze), care sunt supuse digestiei ulterioare în intestinul subțire. Chimozina se găsește în sucul gastric sugari, coagulând proteinele din lapte în ventriculii lor. Lipaza sucului gastric descompune numai grăsimile emulsionate (lapte, maioneză) în glicerol și acizi grași.

Corpul uman secretă 1,5-2,5 litri de suc gastric pe zi, în funcție de cantitatea și compoziția alimentelor. Alimentele din stomac sunt digerate de la 3 la 10 ore, în funcție de compoziție, volum, consistență și metoda de prelucrare. Alimentele grase și dense rămân în stomac mai mult decât alimentele lichide care conțin carbohidrați.

Mecanismul secretiei sucului gastric este proces dificil, constând din două faze. Prima fază a secreției gastrice este condiționată și necondiționată proces reflex, în funcție de aspect, miros și condiții de alimentație. Marele om de știință-fiziolog rus I.P. Pavlov a numit acest suc gastric „apetisant” sau „incendiar”, de care depinde cursul ulterior al digestiei. A doua fază a secreției gastrice este asociată cu agenții patogeni chimici ai alimentelor și se numește neurochimic. De acțiune depinde și mecanismul de secreție a sucului gastric hormoni specifici organele digestive. În stomac are loc absorbția parțială a apei și a sărurilor minerale în sânge.

După digestia în stomac, pulpa alimentară intră în porțiuni mici în secțiunea inițială a intestinului subțire - duodenul, unde masa alimentară este expusă în mod activ la sucurile digestive ale pancreasului, ficatului și membranei mucoase a intestinului însuși.

Pancreas - organ digestiv, este format din celule care formează lobuli care au canalele excretoare, conectându-se într-o conductă comună. Prin acest canal, sucul digestiv al pancreasului intră în duoden (până la 0,8 litri pe zi). Glanda produce enzime digestive, bicarbonat de sodiu, care neutralizează acidul (clorhidric) din stomac, și hormoni, inclusiv insulina și glicagonul, care reglează nivelul zahărului din sânge.

Sucul digestiv pancreasul este incolor lichid limpede reacție alcalină. Contine enzime: tripsina, chimotripsina, lipaza, amilaza, maltaza. Tripsina și chimotripsina descompune proteinele, peptonele, albumozele care vin din stomac în polipeptide. lipaza Cu ajutorul bilei, descompune grăsimile alimentare în glicerol și acizi grași. Amilaza si maltaza descompune amidonul în glucoză. În plus, pancreasul are celule speciale (insulite Langerhans) care produc hormon insulina intrând în sânge. Acest hormon reglează metabolismul carbohidraților, favorizând absorbția zahărului de către organism. În absența insulinei, apare diabetul zaharat.

Ficat- o glandă mare cu greutatea de până la 1,5-2 kg, formată din celule care produc bilă până la 1 litru pe zi. Bilă- lichid de la galben deschis la verde inchis, reacție ușor alcalină, activează lipaza enzimatică a sucului pancreatic și intestinal, emulsionează grăsimile, favorizează absorbția acizilor grași, îmbunătățește mișcarea intestinală (peristalzia), suprimă procesele putrefactive din intestine.

Bila din canalele hepatice intră în vezica biliara pungă în formă de pară cu pereți subțiri cu un volum de 60 ml. În timpul procesului de digestie, bila curge din vezica biliară prin canal în duoden. Pe lângă procesul de digestie, ficatul este implicat în metabolism și hematopoieza, reținerea și neutralizarea substanțelor toxice care intră în sânge în timpul procesului de digestie.

Digestia în intestinul subtire

Lungimea intestinului subțire este de 5-6 m. Procesul de digestie este finalizat în el datorită sucului pancreatic, bilei și suc intestinal, secretat de glandele mucoasei intestinale (până la 2 litri pe zi).

Sucul intestinal este un lichid tulbure al unei reacții alcaline, care conține mucus și enzime: polipeptidazeȘi dipeptidazele, descompunerea (hidrolizarea) polipeptidelor în aminoacizi; lipaza, care descompune grăsimile în glicerol și acizi grași; amilazăȘi maltaza, digerând amidonul și maltoza în glucoză; zaharază, descompunerea zaharozei în glucoză și fructoză; lactază, care descompune lactoza în glucoză și galactoză.

Agentul cauzal principal al activității secrete a intestinelor este substanțe chimice conținute în alimente, bilă și sucul pancreatic.

În intestinul subțire, se amestecă și se distribuie țesuturile alimentare (chimul). strat subțire de-a lungul peretelui unde se întâmplă proces final digestia - absorbția produselor de digestie a nutrienților, precum și a vitaminelor, mineralelor, apei în sânge. Aici solutii apoase nutrienții formați în timpul procesului de digestie pătrund prin membrana mucoasă a tractului gastrointestinal în vasele de sânge și limfatice.

În pereții intestinului subțire există organe speciale de absorbție - vilozități, dintre care există 18-40 de bucăți. cu 1 mm2. Nutrienți absorbit prin Strat de suprafață vilozități. Aminoacizi, glucoză, apă, minerale, vitaminele solubile în apă intră în sânge. Glicerolul și acizii grași din pereții vilozităților formează picături de grăsime caracteristice la corpul uman, care patrund in limfa si apoi in sange. Mai mult sânge vena portă intră în ficat, unde, curățându-se de substanțele digestive toxice, furnizează toate țesuturile și organele cu substanțe nutritive.

Rolul intestinului gros în procesul digestiv.

ÎN colon sosesc resturi alimentare nedigerate. Un număr mic de glande ale intestinului gros secretă suc digestiv inactiv, care continuă parțial digestia nutrienților. Intestinul gros conține un număr mare de bacterii care provoacă fermentaţie reziduuri de carbohidrați, putrezind reziduuri proteice și descompunerea parțială a fibrelor. În acest caz, se formează o serie de substanțe toxice dăunătoare organismului (indol, skatol, fenol, crezol), care sunt absorbite în sângeși apoi sunt neutralizate în ficat.

Compoziția bacteriilor din intestinul gros depinde de compoziția alimentelor primite. Astfel, alimentele lactate-vegetale creează conditii favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor lactice și a alimentelor, bogat in proteine, promovează dezvoltarea microbilor putrefactiv. În intestinul gros, cea mai mare parte a apei este absorbită în sânge, drept urmare conținutul intestinal devine mai dens și se deplasează spre ieșire. Îndepărtarea fecale din corp se efectuează prin rect și se numește defecare.

Orice organism viu se hrănește cu alimente organice, care sunt distruse în sistem digestivși participă la metabolismul celular. Și pentru o substanță precum proteina, digestia înseamnă descompunerea completă în monomerii ei constitutivi. Aceasta înseamnă că sarcina principală a sistemului digestiv este distrugerea structurii secundare, terțiare sau de domeniu a moleculei și apoi scindarea aminoacizilor. Se va despărți mai târziu sistem circulator prin celulele corpului, unde vor fi sintetizate noi molecule de proteine ​​necesare vieții.

Defalcarea proteinelor enzimatice

Proteina este o macromoleculă complexă, un exemplu de biopolimer format din mulți aminoacizi. Și unele molecule de proteine ​​constau nu numai din reziduuri de aminoacizi, ci și din structuri de carbohidrați sau lipide. Proteinele enzimatice sau de transport pot conține chiar și un ion metalic. Cel mai adesea, alimentele conțin molecule de proteine ​​care se găsesc în carnea de animale. Sunt, de asemenea, molecule fibrilare complexe cu un lanț lung de aminoacizi.

Pentru a descompune proteinele, sistemul digestiv are un set de enzime de proteoliză. Acestea sunt pepsina, tripsina, chemotripsina, elastaza, gastrixina, chimozina. Digestia finală a proteinelor are loc în intestinul subțire sub acțiunea hidrolazelor și dipeptidazelor peptidice. Acesta este un grup de enzime care distrug legătura peptidică a aminoacizilor strict specifici. Aceasta înseamnă că o enzimă este necesară pentru a rupe legătura peptidică dintre resturile de aminoacizi serină, iar o altă enzimă este necesară pentru a rupe legătura formată de treonină.

Enzimele de digestie a proteinelor sunt împărțite în tipuri în funcție de structura centrului lor activ. Acestea sunt serină, treonină, aspartil, glutamină și cisteină proteaze. În structura centrului lor activ conțin un aminoacid specific, de la care își iau numele.

Ce se întâmplă cu proteinele din stomac?

Mulți oameni se înșală când spun că stomacul este principalul organ al digestiei. Aceasta este o concepție greșită comună, deoarece digestia alimentelor este parțial observată în cavitatea bucală, unde o mică parte din carbohidrați este distrusă. Aici are loc absorbția lor parțială. Dar principalele procese de digestie au loc în intestinul subțire. Mai mult, în ciuda prezenței pepsinei, chimozinei, gastriczinei și acidului clorhidric, digestia proteinelor nu are loc în stomac. Aceste substanțe, sub influența acidului proteolitic și clorhidric, se denaturează, adică își pierd structura spațială specială. De asemenea, sub influența chimozinei, proteinele din lapte se coagulează.

Dacă exprimăm procesul de digestie a proteinelor ca procent, atunci aproximativ 10% din distrugerea fiecărei molecule de proteine ​​are loc în stomac. Aceasta înseamnă că în stomac nici un singur aminoacid nu este separat de macromoleculă și absorbit în sânge. Proteina pur și simplu se umflă și se denaturează pentru a crește numărul de locuri disponibile pentru ca enzimele proteolitice să funcționeze în duoden. Aceasta înseamnă că, sub influența pepsinei, molecula proteică crește în volum, expunând mai multe legături peptidice, de care sunt apoi atașate enzimele proteolitice ale sucului pancreatic.

Digestia proteinelor în duoden

După stomac, alimentele prelucrate și zdrobite cu grijă, amestecate cu suc gastric și pregătite pentru etapele ulterioare ale digestiei, intră în duoden. Aceasta este o secțiune a tractului digestiv situat chiar la începutul intestinului subțire. Aici are loc descompunerea ulterioară a moleculelor sub acțiunea enzimelor pancreatice. Este mai agresiv și mai mult substanțe active, capabil să rupă un lanț polipeptidic lung.

Sub influența tripsinei, elastazei, chimotripsinei, carboxipeptidazelor A și B, molecula proteică este împărțită în multe lanțuri mai mici. De fapt, după trecerea prin duoden, începe digestia proteinelor în intestin. Și dacă sunt exprimate în procente, atunci după procesarea bolusului alimentar, proteinele sunt digerate cu aproximativ 30-35%. „Dezasamblarea” lor completă la monomerii lor constituenți va fi efectuată în intestinul subțire.

Rezultatele digestiei pancreatice a proteinelor

Digestia proteinelor în stomac și duoden este etapa pregătitoare, care este necesar pentru zdrobirea macromoleculelor. Dacă o proteină cu o lungime a lanțului de 1000 de aminoacizi intră în stomac, atunci la ieșirea din duoden vor exista, de exemplu, 100 de molecule cu câte 10 aminoacizi fiecare. Aceasta este o cifră ipotetică, deoarece endopeptidazele menționate mai sus nu împart molecula în secțiuni egale. Masa rezultată va conține molecule cu o lungime a lanțului de 20 de aminoacizi și 10 și 5. Aceasta înseamnă că procesul de fragmentare este haotic. Scopul său este de a simplifica activitatea exopeptidazelor în intestinul subțire cât mai mult posibil.

Digestia în intestinul subțire

Pentru orice proteină cu greutate moleculară mare, digestia este distrugerea sa completă a monomerilor care alcătuiesc structura primară. Și în intestinul subțire, sub acțiunea exopeptidazelor, se realizează descompunerea oligopeptidelor în aminoacizi individuali. Oligopeptidele sunt reziduurile menționate mai sus ale unei molecule mari de proteine, constând din cantitate mare aminoacizi. Divizarea lor este comparabilă în ceea ce privește costurile energetice cu cele ale sintezei. Prin urmare, digestia proteinelor și carbohidraților este un proces intensiv energetic, la fel ca și absorbția aminoacizilor rezultați de către celulele epiteliale.

Digestia parietala

Digestia în intestinul subțire se numește parietală, deoarece are loc pe vilozități - pliurile epiteliului intestinal, unde sunt concentrate enzimele exopeptidază. Se atașează de molecula oligopeptidică și hidrolizează legătura peptidică. Mai mult, pentru fiecare tip de aminoacid există propria sa enzimă. Adică, pentru a rupe legătura formată de alanină, este nevoie de enzima alanin aminopeptidază, glicină - glicină aminopeptidază, leucină - leucină aminopetidază.

Din acest motiv digestia proteinelor durează mult și necesită o mulțime de enzime digestive tipuri diferite. Pancreasul este responsabil pentru sinteza lor. Funcția sa este afectată la pacienții care abuzează de alcool. Dar normalizează deficitul de enzime prin luare preparate farmacologice, aproape imposibil.

Digestia în stomac este procesul prin care alimentele pe care le ingerăm își schimbă forma într-una pe care corpul nostru este capabil să o absoarbă. După sigur fenomene fiziceși procese, de asemenea reacții chimice, facilitat de sucurile digestive, nutrientii se schimba astfel incat organismul sa le poata absorbi cu usurinta si sa le foloseasca in continuare in metabolism. Digestia alimentelor poate avea loc pe măsură ce se deplasează prin tractul gastrointestinal.

Principalele componente ale corectă și dieta sanatoasa oamenii de știință din nutriție cred că există doar trei clase principale compuși chimici: proteine, carbohidrați (și zahăr) și grăsimi, și anume lipide. Să le aruncăm o privire mai atentă.

Carbohidrați

Aceste substanțe sunt prezente sub formă de amidon în alimentele vegetale. Digestia în stomac și intestine promovează procesul de transformare a carbohidraților în glucoză, care, la rândul său, este stocată sub formă de glicogen, adică un polimer, și este apoi folosită de organism. O singură moleculă de amidon este considerată un polimer foarte mare care se formează din multe molecule de glucoză. Este de remarcat faptul că amidonul crud se formează în granule. Ele trebuie distruse pentru a permite acestei substanțe să se transforme în glucoză. Gătitul este cel care contribuie la distrugerea granulelor de amidon conținute în ea.

De asemenea, trebuie să știți că unele alimente conțin carbohidrați într-o formă specială de dizaharide. Acestea sunt zaharuri simple, lactoză, precum și zaharoză, zahăr din trestie. Digestia în stomac transformă aceste substanțe în compuși și mai simpli - monozaharide, care nu trebuie în mod deosebit digerate.

Veverițe

Sunt reprezentați de diferiți polimeri, care sunt formați din douăzeci tipuri diferite aminoacizi. După digestie, aminoacizii liberi se formează ca produse finite. Produșii intermediari ai digestiei proteinelor sunt polipeptidele, peptonele și dipeptidele.

Grasimi

Aceștia sunt compuși destul de simpli care, ca urmare a proceselor de digestie și digestie, sunt transformați în acizi grași și glicerol.

Procese fizice

Știm cu toții unde este stomacul, dar care sunt procese fizice apar în corpul nostru - nu întotdeauna. Baza digestiei este măcinarea alimentelor, care are loc în timpul mestecării și contracțiilor ritmice ale intestinelor și stomacului. Astfel de influențe ajută alimentele să fie zdrobite și să se amestece bine cu toate particulele sale sucurile digestive, care sunt secretate în intestine, stomac și gură. Mai mult decât atât, contracțiile pereților tubului digestiv asigură mișcarea constantă a alimentelor prin secțiunile sale. Toate aceste mișcări sunt constant reglate și controlate de sistemul nervos.

Reacții chimice

Digestia în stomac este imposibil de imaginat fără reacții chimice în interiorul corpului nostru. Baza lor este descompunerea carbohidraților, grăsimilor și proteinelor, și anume hidroliza, care este efectuată de un anumit set de enzime. Substanțele nutritive sunt descompuse în timpul hidrolizei în particule mici care sunt absorbite de organism. Acest proces are loc destul de repede datorită acțiunii enzimelor conținute în sucuri gastrice și alte sucuri digestive.