Procese de digestie: digestia grăsimilor, carbohidraților, proteinelor. Biochimia nutriției și digestiei

Unii cred că carbohidrații, grăsimile și proteinele sunt întotdeauna complet absorbite de organism. Mulți oameni cred că absolut toate caloriile prezente în farfuria lor (și, bineînțeles, calculate) vor intra în sânge și își vor lăsa amprenta asupra corpului nostru. De fapt, totul este diferit. Să ne uităm la absorbția fiecăruia dintre macronutrienți separat.

digestie (asimilare)- Aceasta este o combinație de procese mecanice și biochimice, datorită cărora alimentele absorbite de o persoană sunt transformate în substanțe necesare funcționării organismului.

Procesul de digestie începe de obicei deja în gură, după care alimentele mestecate intră în stomac, unde sunt supuse diferitelor tratamente biochimice (în principal proteinele sunt procesate în această etapă). Procesul continuă în intestinul subțire, unde, sub influența diferitelor enzime alimentare, carbohidrații sunt transformați în glucoză, lipidele sunt descompuse în acizi grași și monogliceride, iar proteinele în aminoacizi. Toate aceste substanțe, fiind absorbite prin pereții intestinului, intră în fluxul sanguin și sunt transportate în tot organismul.

Absorbția macronutrienților nu durează ore întregi și nu se întinde pe toți cei 6,5 metri ai intestinului subțire. Asimilarea carbohidraților și lipidelor cu 80%, iar proteinele cu 50% se realizează în primii 70 de centimetri ai intestinului subțire.

Digestia carbohidraților

Asimilarea diferitelor tipuri carbohidrați apare în moduri diferite, deoarece au o structură chimică diferită și, în consecință, o rată diferită de asimilare. Sub acțiunea diferitelor enzime, carbohidrații complecși se descompun în zaharuri simple și mai puțin complexe, care au mai multe tipuri.

Indicele glicemic (GI) este un sistem de clasificare a potențialului glicemic al carbohidraților din diverse alimente. De fapt, acest sistem analizează modul în care un anumit produs afectează nivelul de glucoză din sânge.

Vizual, dacă mâncăm 50 g zahăr (50% glucoză / 50% fructoză) (vezi poza de mai jos) și 50 g glucoză și verificăm nivelul glucozei din sânge după 2 ore, atunci IG al zahărului va fi mai mic decât cea a glucozei pure, deoarece cantitatea sa în zahăr este mai mică.

Dar dacă mâncăm o cantitate egală de glucoză, de exemplu, 50 g de glucoză și 50 g de amidon? Amidonul este un lanț lung format dintr-un număr mare de unități de glucoză, dar pentru ca aceste „unități” să fie detectate în sânge, lanțul trebuie procesat: fiecare compus trebuie descompus și eliberat în sânge unul câte unul. . Prin urmare, IG al amidonului este mai scăzut, deoarece nivelul de glucoză din sânge după consumul de amidon va fi mai scăzut decât după glucoză. Imaginează-ți dacă arunci o lingură de zahăr sau un cub de zahăr rafinat în ceai, ce se va dizolva mai repede?

Răspunsul glicemic la alimente:

• stânga - asimilarea lentă a produselor amidonoase cu IG scăzut;


• dreapta - absorbția rapidă a glucozei cu o scădere bruscă a nivelului de glucoză din sânge ca urmare a eliberării rapide a insulinei în sânge.

GI este o valoare relativă și este măsurată în raport cu efectul glucozei asupra glicemiei. Cele de mai sus sunt un exemplu de răspuns glicemic la glucoză pură și amidon ingerat. În același mod experimental, IG a fost măsurat pentru mai mult de o mie de alimente.

Când vedem cifra „10” lângă varză, înseamnă că puterea efectului acesteia asupra glicemiei va fi egală cu 10% din ceea ce ar fi afectat glucoza, o pară are 50% etc.

Ne putem influența nivelul de glucoză alegând alimente care nu au doar IG scăzut, ci și carbohidrați, ceea ce se numește încărcătură glicemică (GL).

GL ține cont atât de IG al produsului, cât și de cantitatea de glucoză care intră în sânge atunci când este consumată. Deci, nu este neobișnuit ca alimentele cu IG ridicat să aibă un GL scăzut. Din tabel se poate observa că nu are sens să se uite doar la un parametru - este necesar să se ia în considerare imaginea într-o manieră cuprinzătoare.

(1) Deși hrișca și laptele condensat au aproape același conținut de carbohidrați, aceste produse au IG diferit, deoarece tipul de carbohidrați pe care îi conțin este diferit. Prin urmare, dacă hrișca duce la o eliberare treptată a carbohidraților în sânge, atunci laptele condensat va provoca un salt brusc. (2) În ciuda IG identic al mangoului și al laptelui condensat, efectul acestora asupra nivelului de glucoză din sânge va fi diferit, de data aceasta nu pentru că tipul de carbohidrați este diferit, ci pentru că cantitatea acestor carbohidrați este semnificativ diferită.

Indicele glicemic al alimentelor și pierderea în greutate

Să începem simplu: există o cantitate imensă de cercetări științifice și medicale care indică faptul că alimentele cu IG scăzut au un efect pozitiv asupra pierderii în greutate. Există multe mecanisme biochimice implicate în acest lucru, dar le vom numi pe cele mai relevante pentru noi:

1. Alimentele cu IG scăzut te fac să te simți mai satul decât alimentele cu IG ridicat.


2. După consumul de alimente cu IG ridicat, nivelul de insulină crește, ceea ce stimulează absorbția glucozei și lipidelor în mușchi, celule adipoase și ficat, stopând simultan descompunerea grăsimilor. Ca urmare, nivelul de glucoză și acizi grași din sânge scade și asta stimulează foamea și o nouă masă.


3. Alimentele cu IG diferite afectează descompunerea grăsimilor în moduri diferite în timpul odihnei și în timpul antrenamentului sportiv. Glucoza din alimentele cu IG scăzut nu este depozitată la fel de activ în glicogen, dar în timpul antrenamentului, glicogenul nu este ars la fel de activ, ceea ce indică o utilizare crescută a grăsimilor în acest scop.

De ce mâncăm grâu, dar nu făină de grâu?

• Cu cât produsul este măcinat mai fin (se referă în principal la cereale), cu atât IG al produsului este mai mare.

Diferențele dintre făina de grâu (GI 85) și boabele de grâu (GI 15) se încadrează în ambele criterii. Aceasta înseamnă că procesul de separare a amidonului din cereale este mai lung și glucoza rezultată intră în sânge mai lent decât din făină, oferind astfel organismului energia necesară pentru o perioadă mai lungă de timp.

• Cu cât un aliment conține mai multe fibre, cu atât este mai mic IG.


• Cantitatea de carbohidrați dintr-un produs nu este mai puțin importantă decât IG.

Sfecla roșie este o legumă cu un conținut mai mare de fibre decât făina. Deși are un indice glicemic ridicat, are un conținut scăzut de carbohidrați, adică o încărcătură glicemică mai mică. În acest caz, în ciuda faptului că are același IG ca cel al unui produs din cereale, cantitatea de glucoză care intră în sânge va fi mult mai mică.

• IG al legumelor și fructelor crude este mai mic decât al celor gătite.

Această regulă se aplică nu numai morcovilor, ci și tuturor legumelor cu un conținut ridicat de amidon, cum ar fi cartofii dulci, cartofii, sfecla, etc. În timpul procesului de gătire, o parte semnificativă a amidonului este transformată în maltoză (dizaharidă), care se absoarbe foarte repede.

Prin urmare, este mai bine să nu fierbeți nici măcar legumele fierte, ci să vă asigurați că rămân întregi și ferme. Cu toate acestea, dacă aveți boli precum gastrită sau ulcer gastric, este totuși mai bine să mâncați legume fierte.

• Combinația de proteine ​​cu carbohidrați reduce porțiunea GI.

Proteinele, pe de o parte, încetinesc absorbția zaharurilor simple în sânge, pe de altă parte, însăși prezența carbohidraților contribuie la cea mai bună digestibilitate a proteinelor. În plus, legumele conțin și fibre sănătoase.

Produsele naturale, spre deosebire de suc, conțin fibre și astfel scad IG. Mai mult, este de dorit să mănânci fructe și legume cu coajă, nu numai pentru că coaja este o fibră, ci și pentru că majoritatea vitaminelor se învecinează direct cu coaja.

Digestia proteinelor

Procesul de digestie proteine necesită o aciditate crescută în stomac. Sucul gastric cu aciditate ridicată este necesar pentru activarea enzimelor responsabile de descompunerea proteinelor în peptide, precum și pentru descompunerea primară a proteinelor alimentare în stomac. Din stomac, peptidele și aminoacizii intră în intestinul subțire, unde unele dintre ele sunt absorbite prin pereții intestinali în sânge, iar altele sunt descompuse în aminoacizi individuali.

Pentru a optimiza acest proces, este necesară neutralizarea acidității soluției gastrice, iar pancreasul este responsabil pentru aceasta, precum și bila produsă de ficat și necesară pentru absorbția acizilor grași.
Proteinele din alimente sunt împărțite în două categorii: complete și incomplete.

Proteine ​​complete- acestea sunt proteine ​​care contin toti aminoacizii necesari (esentiali) organismului nostru. Sursa acestor proteine ​​sunt în principal proteinele animale, adică carnea, produsele lactate, peștele și ouăle. Există și surse vegetale de proteine ​​complete: soia și quinoa.

Proteine ​​incomplete conțin doar o parte din aminoacizii esențiali. Se crede că leguminoasele și cerealele conțin proteine ​​incomplete de la sine, dar combinarea lor ne permite să obținem toți aminoacizii esențiali.

În multe bucătării naționale, combinațiile potrivite, care conduc la un consum deplin de proteine, au apărut în mod natural. Deci, în Orientul Mijlociu, pita cu hummus sau falafel (grâu cu năut) sau orezul cu linte este obișnuit, în Mexic și America de Sud orezul este adesea combinat cu fasole sau porumb.

Unul dintre parametrii care determină calitatea unei proteine ​​este prezența aminoacizilor esențiali. În conformitate cu acest parametru, există un sistem de indexare a produselor.

De exemplu, aminoacidul lizina se găsește în cantități mici în cereale și, prin urmare, primesc un scor scăzut (fulgi - 59; grâu integral - 42), în timp ce leguminoasele conțin cantități mici de metionină și cisteină esențială (naut - 78; fasole - 74; leguminoase - 70). Proteinele animale și soia sunt foarte apreciate pe această scară, deoarece conțin proporțiile necesare din toți aminoacizii esențiali (cazeina (lapte) - 100; albuș de ou - 100; proteina din soia - 100; carne de vită - 92).

În plus, este necesar să se țină cont compozitia proteinelor, digestibilitatea lor din acest produs, precum și valoarea nutritivă a întregului produs (prezența vitaminelor, grăsimilor, mineralelor și caloriilor). De exemplu, un hamburger va conține multe proteine, dar și mulți acizi grași saturați, respectiv, valoarea sa nutritivă va fi mai mică decât cea a unui piept de pui.

Proteinele din surse diferite și chiar proteine ​​diferite din aceeași sursă (cazeina și proteinele din zer) sunt utilizate de organism în rate diferite.

Nutrienții din alimente nu sunt 100% digerabili. Gradul de absorbție a acestora poate varia semnificativ în funcție de compoziția fizico-chimică a produsului în sine și a produselor absorbite concomitent cu acesta, de caracteristicile organismului și de compoziția microflorei intestinale.

Scopul principal pentru o detoxifiere este să ieși din zona ta de confort și să încerci noi sisteme nutriționale.

Mai mult decât atât, de foarte multe ori, precum „prăjiturile pentru ceai”, consumul de carne și produse lactate este un obicei. Nu am avut niciodată ocazia să le explorăm importanța în dieta noastră și să înțelegem cât de mult avem nevoie de ele.

Pe lângă cele de mai sus, majoritatea organizațiilor de nutriție recomandă ca o dietă sănătoasă să se bazeze pe o cantitate mare de alimente vegetale. Acest pas din zona ta de confort te va duce într-o călătorie pentru a găsi noi arome și rețete și pentru a-ți diversifica ulterior dieta zilnică.

În special, rezultatele cercetării indică un risc crescut de boli cardiovasculare, osteoporoză, boli de rinichi, obezitate și diabet.

În același timp, dietele sărace în carbohidrați, dar bogate în proteine, bazate pe surse vegetale de proteine ​​duc la scăderea concentrației de acizi grași din sânge și la scăderea riscului de boli de inimă.

Dar chiar și cu o mare dorință de a ne descărca corpul, nu trebuie să uităm de caracteristicile fiecăruia dintre noi. O astfel de schimbare relativ bruscă a dietei poate provoca disconfort sau efecte secundare precum balonare (datorită cantității mari de proteine ​​vegetale și caracteristicilor microflorei intestinale), slăbiciune, amețeli. Aceste simptome pot indica faptul că o dietă atât de strictă nu este pe deplin potrivită pentru tine.

Atunci când o persoană consumă o cantitate mare de proteine, mai ales în combinație cu o cantitate mică de carbohidrați, are loc descompunerea grăsimilor, timp în care se formează substanțe numite cetone. Cetonele pot avea un efect negativ asupra rinichilor, care secretă acid pentru a-l neutraliza.

Există afirmații conform cărora oasele scheletice secretă calciu pentru a restabili echilibrul acido-bazic și, prin urmare, leșierea crescută a calciului este asociată cu un aport ridicat de proteine ​​animale. De asemenea, o dietă cu proteine ​​duce la deshidratare și slăbiciune, dureri de cap, amețeli și respirație urât mirositoare.

Digestia grăsimilor

Grăsimea, care intră în organism, trece prin stomac aproape intactă și intră în intestinul subțire, unde există un număr mare de enzime care procesează grăsimile în acizi grași. Aceste enzime se numesc lipaze. Ele funcționează în prezența apei, dar acest lucru este problematic pentru procesarea grăsimilor, deoarece grăsimile nu se dizolvă în apă.

Pentru a putea recicla grăsimi corpul nostru produce bilă. Bila descompune grăsimile de grăsime și permite enzimelor de pe suprafața intestinului subțire să descompună trigliceridele în glicerol și acizi grași.

Se numesc transportori pentru acizii grași din organism lipoproteinele. Acestea sunt proteine ​​speciale capabile să împacheteze și să transporte acizi grași și colesterol prin sistemul circulator. Mai mult, acizii grași sunt ambalați în celulele adipoase într-o formă destul de compactă, deoarece apa nu este necesară pentru asamblarea lor (spre deosebire de polizaharide și proteine).

Proporția de absorbție a acizilor grași depinde de ce poziție ocupă față de glicerol. Este important de știut că numai acei acizi grași care ocupă poziția P2 sunt bine absorbiți. Acest lucru se datorează faptului că lipazele au un grad diferit de efect asupra acizilor grași, în funcție de localizarea acestora din urmă.

Nu toți acizii grași dietetici sunt absorbiți complet în organism, așa cum cred în mod eronat mulți nutriționiști. Acestea pot să nu fie parțial sau complet absorbite în intestinul subțire și să fie excretate din organism.

De exemplu, în unt, 80% dintre acizii grași (saturați) sunt în poziția P2, adică sunt complet absorbibili. Același lucru este valabil și pentru grăsimile care alcătuiesc laptele și toate produsele lactate nefermentate.

Acizii grași prezenți în brânzeturile mature (în special brânzeturile cu maturare lungă), deși saturați, sunt încă în pozițiile P1 și P3, făcându-i mai puțin absorbibili.

În plus, majoritatea brânzeturilor (în special cele tari) sunt bogate în calciu. Calciul se combină cu acizii grași, formând „săpunuri” care nu sunt absorbite și sunt excretate din organism. Învechirea brânzei contribuie la trecerea acizilor grași incluși în ea către pozițiile P1 și P3, ceea ce indică o absorbție slabă a acestora.

Un aport ridicat de grăsimi saturate a fost, de asemenea, corelat cu anumite tipuri de cancer, inclusiv cancerul de colon și accidentul vascular cerebral.

Absorbția acizilor grași este influențată de originea și compoziția chimică a acestora:

- Acizi grași saturați(carne, untură, homar, creveți, gălbenuș de ou, smântână, lapte și produse lactate, brânză, ciocolată, untură, shortening de legume, palmier, nucă de cocos și unt) și grăsimi trans(margarină hidrogenată, maioneză) tind să fie depozitate în depozite de grăsimi și nu ars imediat în procesul de metabolism energetic.

- Acizi grași mononesaturați(păsări de curte, măsline, avocado, caju, arahide, uleiuri de arahide și măsline) sunt utilizate în principal imediat după absorbție. În plus, ajută la scăderea glicemiei, ceea ce reduce producția de insulină și limitează astfel formarea rezervelor de grăsime.

- Acizi grași polinesaturați, în special Omega-3 (uleiuri de pește, floarea soarelui, in, rapiță, porumb, bumbac, șofrăn și soia), se consumă întotdeauna imediat după absorbție, în special, prin creșterea termogenezei alimentare - consumul de energie al organismului pentru digerarea alimentelor. În plus, stimulează lipoliza (descompunerea și arderea grăsimilor corporale), contribuind astfel la pierderea în greutate.

În ultimii ani, au existat o serie de studii epidemiologice și studii clinice care contestă ipoteza că produsele lactate cu conținut scăzut de grăsimi sunt mai sănătoase decât cele bogate în grăsimi. Nu doar reabilita grăsimile din lactate, ei găsesc din ce în ce mai mult legătura dintre produsele lactate sănătoase și o sănătate mai bună.

Un studiu recent a arătat că la femei, apariția bolilor cardiovasculare depinde în totalitate de tipul de produse lactate consumate. Consumul de brânză a fost invers asociat cu riscul de atac de cord, în timp ce untul răspândit pe pâine a crescut riscul. Un alt studiu a arătat că nici produsele lactate cu conținut scăzut de grăsimi și nici produsele lactate integrale nu sunt asociate cu bolile cardiovasculare.

Cu toate acestea, produsele lactate integrale protejează împotriva bolilor cardiovasculare. Grăsimea din lapte conține peste 400 de „tipuri” de acizi grași, ceea ce o face cea mai complexă grăsime naturală. Nu toate aceste specii au fost studiate, dar există dovezi că cel puțin câteva dintre ele au efecte benefice.

Literatură:

1. Mann (2007) Actualizare științifică FAO/OMS privind carbohidrații în nutriția umană: concluzii. Jurnalul European de Nutriție Clinică 61 (Suppl 1), S132-S137
2. FAO/OMS. (1998). Carbohidrații în alimentația umană. Raportul unei consultări mixte de experți FAO/OMS (Roma, 14-18 aprilie 1997). Documentul FAO privind alimentația și nutriția 66
3. Holt, S. H., & Brand Miller, J. (1994). Dimensiunea particulelor, sațietatea și răspunsul glicemic. Jurnalul European de Nutriție Clinică, 48(7), 496-502.
4. Jenkins DJ (1987) Alimente cu amidon și fibre: rata redusă de digestie și metabolismul carbohidraților îmbunătățitScand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Proteinele dietetice lente și rapide modulează în mod diferit acumularea de proteine ​​​​postprandială. Proc Natl Acad Sci U S A. 94(26):14930-5.
6. Jenkins DJ (2009) Efectul unei diete cu conținut scăzut de carbohidrați („Eco-Atkins”) pe bază de plante asupra greutății corporale și a concentrațiilor de lipide din sânge la subiecții hiperlipidemici. Arch Intern Med. 169(11):1046-54.
7. Halton, T.L., et al., Scorul dietei cu conținut scăzut de carbohidrați și riscul de boală coronariană la femei. N Engl J Med, 2006. 355 (19): p. 1991-2002.
8. Levine ME (2014) Aportul scăzut de proteine ​​este asociat cu o reducere majoră a IGF-1, a cancerului și a mortalității generale la populația de 65 de ani și mai puțin, dar nu mai în vârstă. Cell Metabolism 19, 407-417.
9. Popkin, BM (2012) Tranziția globală a nutriției și pandemia de obezitate în țările în curs de dezvoltare. Recenzii de nutriție 70 (1): pp. 3-21.
10.

Digestia în stomac este procesul prin care alimentele pe care le ingerăm își schimbă forma într-una pe care corpul nostru o poate absorbi. După anumite fenomene și procese fizice, precum și reacții chimice, care sunt facilitate de sucurile digestive, nutrienții sunt modificați pentru ca organismul să le poată absorbi cu ușurință și apoi să le folosească în metabolism. Digestia alimentelor poate avea loc în timp ce se deplasează prin organele tractului gastrointestinal.

Oamenii de știință consideră că doar trei clase principale de compuși chimici sunt componentele principale ale unei alimentații adecvate și sănătoase: proteinele, carbohidrații (și zahărul) și grăsimile, și anume lipidele. Să le luăm în considerare mai detaliat.

Carbohidrați

Aceste substanțe sunt prezente sub formă de amidon în alimentele vegetale. Digestia în stomac și intestine contribuie la procesul de transformare a carbohidraților în glucoză și, la rândul său, este stocat sub formă de glicogen, adică un polimer, și apoi folosit de organism. O singură moleculă de amidon este considerată a fi un polimer foarte mare care se formează din multe molecule de glucoză. Trebuie remarcat faptul că amidonul crud se formează în granule. Acestea trebuie distruse pentru a permite transformarea substanței în glucoză. Este gătitul 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 cu adevărat digerate.

Veverițe

Sunt reprezentați de diferiți polimeri care sunt formați din douăzeci de tipuri diferite de 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 digestiei și digestiei, sunt transformați în acizi grași și glicerol.

procese fizice

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

reacții chimice

Digestia în stomac este de neimaginat fără reacții chimice din corpul 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 în organism. Acest proces se desfășoară destul de rapid datorită acțiunii enzimelor care sunt conținute în stomac, precum și a altor sucuri digestive.

Alimentele care intră în corpul uman nu pot fi asimilate și utilizate în scopuri plastice și pentru formarea energiei vitale, deoarece starea sa fizică și compoziția chimică sunt foarte complexe. Pentru a transforma alimentele într-o stare ușor de digerat de către organism, o persoană are organe speciale care efectuează digestia.

Digestia este un set de procese care asigură schimbarea fizică și descompunerea chimică a nutrienților în compuși constituenți simpli solubili în apă, care pot fi absorbiți cu ușurință în fluxul sanguin și participă la funcțiile vitale ale corpului uman.

Aparatul digestiv uman este format din următoarele organe: cavitatea bucală (orificiul bucal, limba, dinții, mușchii masticatori, glande salivare, glandele mucoasei bucale), faringe, esofag, stomac, duoden, pancreas, ficat, intestin subțire, intestin gros. cu rectul. Esofagul, stomacul, intestinele constau din trei membrane: interne - mucoase, în care sunt situate glande care secretă mucus, iar într-un număr de organe - sucuri digestive; mijlociu - muscular, asigurand prin reducerea miscarii alimentelor; extern - seros, acționând ca un strat tegumentar.

Aproximativ 7 litri de sucuri digestive sunt secretate într-o persoană în timpul zilei, care includ: apă, care subțiază suspensia alimentară, mucus, care contribuie la o mai bună mișcare a alimentelor, săruri și enzime-catalizatori ai proceselor biochimice care descompun substanțele alimentare în compuși constituenți simpli. În funcție de acțiunea asupra anumitor substanțe, enzimele se împart în proteaze care descompun proteinele (proteine), amilaza, descompune carbohidrații și lipaze, descompune grăsimile (lipide). Fiecare enzimă este activă numai într-un anumit mediu (acid, alcalin sau neutru). Ca urmare a clivajului, aminoacizii sunt obținuți din proteine, glicerol și acizi grași din grăsimi, iar glucoza în principal din carbohidrați. Apa, sărurile minerale, vitaminele conținute în alimente, nu suferă modificări în 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 - chimice.

Salivă- suc digestiv al unei reactii usor alcaline, produs de trei perechi de glande salivare (parotide, sublinguale, submandibulare) si care patrunde in cavitatea bucala prin canale. În plus, saliva este secretată de glandele salivare ale buzelor, obrajilor și limbii. În doar o zi se produce aproximativ 1 litru de salivă de consistență diferită: se secretă saliva groasă pentru digestia alimentelor lichide, lichidă - pentru alimentele uscate. Saliva conține enzime amilază(ptialina), care descompune amidonul în maltoză, o enzimă maltaza care descompune maltoza în glucoză și enzima lizozimă cu activitate antimicrobiană.

Alimentele rămân în cavitatea bucală pentru un timp relativ scurt (10-25 s). Digestia în gură se reduce în principal la formarea unui bolus alimentar pregătit pentru înghițire. Efectul chimic al salivei asupra substanțelor alimentare din cavitatea bucală este neglijabil din cauza șederii scurte a alimentelor. Acțiunea sa continuă în stomac până când bolusul alimentar este complet saturat cu suc gastric acid. Cu toate acestea, procesarea alimentelor în gură este de mare importanță pentru cursul ulterioar al procesului digestiv, deoarece actul de a mânca este un stimul puternic reflex pentru activitatea tuturor organelor digestive. Cu ajutorul miscarilor coordonate ale limbii si obrajilor, bolusul alimentar se deplaseaza catre faringe, unde are loc actul de inghitire. Din cavitatea bucală, 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 secunde, in functie de consistenta alimentelor.

Digestia în stomac. Stomac- cea mai largă parte a tubului digestiv. Este un organ gol, format dintr-o intrare, fund, corp și ieșire. 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 internă 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 patrund in stomac odata cu alimentele. Compoziția sucului gastric include enzime: pepsină,chimozina(extract de cheag), lipaza. Enzima pepsina descompune proteinele alimentare în substanțe mai simple (peptone și albumoze), care sunt digerate în continuare în intestinul subțire. Chimozina se găsește în sucul gastric al sugarilor, coagulând proteinele din lapte în ventricul. 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 compoziția, volumul, consistența și metoda de prelucrare. Alimentele grase și dense rămân în stomac mai mult decât alimentele lichide care conțin carbohidrați.

Mecanismul de secreție a sucului gastric este un proces complex format din două faze. Prima faza a secretiei gastrice este un proces reflex conditionat si neconditionat, in functie de aspect, miros si conditii de alimentatie. Marele om de știință-fiziolog rus IP Pavlov a numit acest suc gastric „apetisant” sau „aprindere”, de care depinde cursul ulterior al digestiei. A doua fază a secreției gastrice este asociată cu stimulenții chimici ai alimentelor și se numește neurochimic. Mecanismul de secreție a sucului gastric depinde și de acțiunea unor hormoni specifici organelor digestive. Absorbția parțială a apei și a sărurilor minerale în sânge are loc în stomac.

După digestia în stomac, mărunțișul alimentar în porții mici intră în secțiunea inițială a intestinului subțire - duodenul, unde masa alimentară este afectată în mod activ de sucurile digestive ale pancreasului, ficatului și membranei mucoase a intestinului însuși.

Pancreas- organul digestiv, este format din celule care formeaza lobuli care au canale excretoare care fac legatura cu un duct comun. 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 glicogonul, care reglează nivelul zahărului din sânge.

suc digestiv pancreasul este un lichid transparent incolor cu reacție alcalină. Este format din enzime: tripsina, chimotripsina, lipaza, amilaza, maltaza. Tripsină și chimotripsină descompune proteinele, peptonele, albumozele din stomac la polipeptide. Lipaza Cu ajutorul bilei, descompune grăsimile din alimente în glicerol și acizi grași. Amilaza si maltaza descompune amidonul în glucoză. În plus, există celule speciale în pancreas (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 închis, reacție ușor alcalină, activează lipaza enzimatică a sucului pancreatic și intestinal, emulsionează grăsimile, favorizează absorbția acizilor grași, îmbunătățește mișcarea (peristalzia) intestinului, suprimă procesele putrefactive din intestin.

Bila din canalele hepatice intră vezica biliara pungă în formă de pară cu pereți subțiri cu un volum de 60 ml. În timpul digestiei, 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 digestiei.

Digestia în intestinul subtire

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

suc intestinal este un lichid tulbure al unei reacții alcaline, care include mucus și enzime: polipeptidazăși dipeptidaza, scindarea (hidrolizarea) polipeptidelor în aminoacizi; lipaza, împărțirea grăsimilor în glicerol și acizi grași; amilazăși maltaza care digeră amidonul și maltoza în glucoză; zaharază, împărțirea zaharozei în glucoză și fructoză; lactază care descompune lactoza în glucoză și galactoză.

Principalul agent cauzator al activității secrete a intestinelor sunt substanțele chimice conținute în alimente, bilă și sucul pancreatic.

În intestinul subțire, se amestecă teresul alimentar (chim), distribuit într-un strat subțire de-a lungul peretelui, unde are loc procesul final de digestie - absorbția produselor de descompunere a nutrienților, precum și a vitaminelor, mineralelor și apei în intestin. sangele. Aici, soluțiile apoase de nutrienți formate în timpul digestiei pătrund prin membrana mucoasă a tractului gastrointestinal în sânge și vasele limfatice.

În pereții intestinului subțire există organe speciale de absorbție - vilozități, dintre care există 18-40 de bucăți. la 1 mm2. Nutrienții sunt absorbiți prin stratul de suprafață al vilozităților. Aminoacizii, glucoza, apa, mineralele, vitaminele, solubile in apa, intra in sange. Glicerina și acizii grași din pereții vilozităților formează picături de grăsime caracteristice corpului uman, care pătrund în limfă și apoi în sânge. În plus, sângele prin vena portă intră în ficat, unde, după ce a fost curățat de substanțele toxice ale digestiei, furnizează substanțe nutritive tuturor țesuturilor și organelor.

Rolul intestinului gros în procesul de digestie.

LA colon resturi alimentare nedigerate. O cantitate mică 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 carbohidrați reziduali, descompunere 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 organism. sânge si apoi detoxificat in ficat.

Compoziția bacteriilor din intestinul gros depinde de compoziția alimentelor primite. Astfel, alimentele lactate și vegetale creează condiții favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor lactice, iar alimentele bogate în proteine ​​contribuie la dezvoltarea microbilor putrefactiv. În intestinul gros, masa principală de apă este absorbită în sânge, drept urmare conținutul intestinului se îngroașă și se deplasează la ieșire. Îndepărtarea fecalelor din corp se realizează prin rect și se numește defecare.

10.3.1. Locul principal al digestiei lipidelor este intestinul subțire superior. Următoarele condiții sunt necesare pentru digestia lipidelor:

• prezența enzimelor lipolitice;
• condiții pentru emulsionarea lipidelor;
• valori optime ale pH-ului mediului (în intervalul 5,5 - 7,5).

10.3.2. Diferite enzime sunt implicate în descompunerea lipidelor. Grăsimile alimentare la un adult sunt descompuse în principal de lipaza pancreatică; lipaza se găsește și în sucul intestinal, în salivă; la sugari, lipaza este activă în stomac. Lipazele aparțin clasei hidrolazelor, ele hidrolizează legăturile esterice -O-CO- cu formarea de acizi grași liberi, diacilgliceroli, monoacilgliceroli, glicerol (Figura 10.3).

Figura 10.3. Diagrama hidrolizei grăsimilor.

Glicerofosfolipidele ingerate cu alimente sunt expuse la hidrolaze specifice - fosfolipaze, care scindează legăturile esterice dintre componentele fosfolipidelor. Specificitatea acțiunii fosfolipazelor este prezentată în Figura 10.4.

Figura 10.4. Specificitatea acțiunii enzimelor care descompun fosfolipidele.

Produsele hidrolizei fosfolipidelor sunt acizi grași, glicerol, fosfat anorganic, baze azotate (colină, etanolamină, serină).

Esterii de colesterol din dietă sunt hidrolizați de colesterol esteraza pancreatică pentru a forma colesterol și acizi grași.

10.3.3. Înțelegeți caracteristicile structurale ale acizilor biliari și rolul lor în digestia grăsimilor. Acizii biliari sunt produsul final al metabolismului colesterolului și sunt produși în ficat. Acestea includ: acizii colic (3,7,12-trioxicolanic), chenodeoxicolanic (3,7-dioxicolanic) și deoxicolic (3,12-dioxicolanic) (Figura 10.5, a). Primii doi sunt acizi biliari primari (formați direct în hepatocite), deoxicolici - secundari (deoarece se formează din acizi biliari primari sub influența microflorei intestinale).

În bilă, acești acizi sunt prezenți într-o formă conjugată, adică. sub formă de compuși cu glicină H2N-CH2-COOH sau taurină H2N-CH2 -CH2 -SO3H(Figura 10.5, b).

Figura 10.5. Structura acizilor biliari neconjugați (a) și conjugați (b).

15.1.4. Acizii biliari au amfifil proprietăți: grupările hidroxil și lanțul lateral sunt hidrofile, structura ciclică este hidrofobă. Aceste proprietăți determină participarea acizilor biliari la digestia lipidelor:

1) acizii biliari sunt capabili emulsiona grăsimile, moleculele lor cu partea lor nepolară sunt adsorbite pe suprafața picăturilor de grăsime, în același timp, grupele hidrofile interacționează cu mediul acvatic înconjurător. Ca urmare, tensiunea superficială la interfața dintre faza lipidă și cea apoasă scade, drept urmare picăturile mari de grăsime sunt rupte în altele mai mici;

2) acizii biliari, împreună cu colipaza biliară, sunt implicați în activarea lipazei pancreatice, deplasându-și pH-ul optim către partea acidă;

3) acizii biliari formează complexe solubile în apă cu produși hidrofobi ai digestiei grăsimilor, ceea ce contribuie la aspiraţieîn peretele intestinului subțire.

Acizii biliari, care pătrund în enterocite împreună cu produsele de hidroliză în timpul absorbției, intră în ficat prin sistemul portal. Acești acizi pot fi resecretați în bilă în intestin și pot participa la procesele de digestie și absorbție. Astfel de circulatia enterohepatica acizii biliari pot fi administrați de până la 10 sau mai multe ori pe zi.

15.1.5. Caracteristicile absorbției produselor de hidroliză a grăsimilor în intestin sunt prezentate în Figura 10.6. În procesul de digestie a triacilglicerolilor alimentari, aproximativ 1/3 dintre aceștia sunt complet scindați în glicerol și acizi grași liberi, aproximativ 2/3 sunt parțial hidrolizați pentru a forma mono- și diacilgliceroli, o mică parte nu este deloc scindată. Glicerolul și acizii grași liberi cu o lungime a lanțului de până la 12 atomi de carbon sunt solubili în apă și pătrund în enterocite și de acolo prin vena portă până la ficat. Acizii grași mai lungi și monoacilglicerolii sunt absorbiți cu participarea acizilor biliari conjugați, care formează micelii. Grăsimile nedigerate par a fi absorbite de celulele mucoasei intestinale prin pinocitoză. Colesterolul insolubil în apă, ca și acizii grași, este absorbit în intestin în prezența acizilor biliari.

Figura 10.6. Digestia și absorbția acilglicerolilor și acizilor grași.

Digestia proteinelor

Enzimele proteolitice implicate în digestia proteinelor și peptidelor sunt sintetizate și eliberate în cavitatea tractului digestiv sub formă de proenzime sau zimogeni. Zimogenii sunt inactivi și nu își pot digera propriile proteine ​​celulare. Enzimele proteolitice sunt activate în lumenul intestinal, unde acţionează asupra proteinelor alimentare.

În sucul gastric uman, există două enzime proteolitice - pepsină și gastrixină, care sunt foarte asemănătoare ca structură, ceea ce indică formarea lor dintr-un precursor comun.

Pepsină Se formează sub forma unei proenzime - pepsinogen - în celulele principale ale mucoasei gastrice. Au fost izolați mai mulți pepsinogeni similari structural, din care se formează mai multe varietăți de pepsină: pepsină I, II (IIa, IIb), III. Pepsinogenii sunt activați cu ajutorul acidului clorhidric secretat de celulele parietale ale stomacului și autocatalitic, adică cu ajutorul moleculelor de pepsină formate.

Pepsinogenul are o greutate moleculară de 40 000. Lanțul său polipeptidic include pepsină (greutate moleculară 34 000); un fragment al lanțului polipeptidic, care este un inhibitor de pepsină (greutate mol. 3100) și o polipeptidă reziduală (structurală). Inhibitorul de pepsină are proprietăți puternic bazice, deoarece constă din 8 resturi de lizină și 4 resturi de arginină. Activarea constă în scindarea a 42 de resturi de aminoacizi de la capătul N-terminal al pepsinogenului; polipeptida reziduală este scindată mai întâi, urmată de inhibitorul de pepsină.

Pepsina aparține carboxiproteinazelor care conțin reziduuri de aminoacizi dicarboxilici în centrul activ cu un pH optim de 1,5-2,5.

Substratul pepsinei sunt proteinele - fie native, fie denaturate. Acestea din urmă sunt mai ușor de hidrolizat. Proteinele alimentare sunt denaturate prin gătit sau prin acțiunea acidului clorhidric. Trebuie remarcat următoarele funcțiile biologice ale acidului clorhidric:

1. activarea pepsinogenului;
2. crearea unui pH optim pentru acțiunea pepsinei și a gastrixinei în sucul gastric;
3. denaturarea proteinelor alimentare;
4. acțiune antimicrobiană.

Din efectul denaturant al acidului clorhidric si actiunea digestiva a pepsinei, proteinele proprii ale peretilor stomacului sunt protejate de un secret mucos ce contine glicoproteine.

Pepsina, fiind o endopeptidază, scindează rapid legăturile peptidice interne din proteinele formate din grupări carboxil ale aminoacizilor aromatici - fenilalanină, tirozină și triptofan. Enzima hidrolizează lent legăturile peptidice dintre leucină și aminoacizii dicarboxilici de tipul: în lanțul polipeptidic.

Gastrixină aproape de pepsină în greutate moleculară (31.500). pH-ul său optim este de aproximativ 3,5. Gastrixina hidrolizează legăturile peptidice formate din aminoacizi dicarboxilici. Raportul pepsină/gastrixină din sucul gastric este de 4:1. Cu ulcer peptic, raportul se modifică în favoarea gastrixinei.

Prezența în stomac a două proteinaze, dintre care pepsina acționează într-un mediu puternic acid, și gastrixină într-un mediu acid, permite organismului să se adapteze mai ușor la caracteristicile nutriției. De exemplu, o dietă cu lapte vegetal neutralizează parțial mediul acid al sucului gastric, iar pH-ul favorizează acțiunea digestivă a gastrixinei mai degrabă decât a pepsinei. Acesta din urmă desprinde legăturile din proteinele alimentare.

Pepsina și gastrixina hidrolizează proteinele într-un amestec de polipeptide (numite și albumoze și peptone). Profunzimea digestiei proteinelor din stomac depinde de durata prezenței alimentelor în acesta. De obicei, aceasta este o perioadă scurtă, astfel încât cea mai mare parte a proteinelor este descompusă în intestine.

Enzime proteolitice ale intestinului. Enzimele proteolitice intră în intestin din pancreas sub formă de proenzime: tripsinogen, chimotripsinogen, procarboxipeptidaze A și B, proelastaza. Activarea acestor enzime are loc prin proteoliza parțială a lanțului lor polipeptidic, adică fragmentul care maschează centrul activ al proteinazelor. Procesul cheie de activare a tuturor proenzimelor este formarea tripsinei (Fig. 1).

Tripsinogenul provenit din pancreas este activat de enterokinaza sau enteropeptidaza, care este produsa de mucoasa intestinala. Enteropeptidaza este, de asemenea, secretată ca un precursor kinazogen, care este activat de proteaza biliară. Enteropeptidaza activată transformă rapid tripsinogenul în tripsină, tripsina efectuează autocataliză lentă și activează rapid toți ceilalți precursori inactivi ai proteazelor sucului pancreatic.

Mecanismul de activare a tripsinogenului este hidroliza unei legături peptidice, ducând la eliberarea unei hexapeptide N-terminale, numită inhibitor de tripsină. În plus, tripsina, ruperea legăturilor peptidice în alte proenzime, determină formarea de enzime active. În acest caz, se formează trei tipuri de chimotripsină, carboxipeptidaza A și B și elastază.

Proteinazele intestinale hidrolizează legăturile peptidice ale proteinelor alimentare și polipeptidelor formate după acțiunea enzimelor gastrice pentru a elibera aminoacizi. Tripsina, chimotripsinele, elastaza, fiind endopeptidaze, contribuie la ruperea legăturilor peptidice interne, zdrobind proteinele și polipeptidele în fragmente mai mici.

• Tripsina hidrolizează legăturile peptidice formate în principal din grupările carboxil ale lizinei și argininei; este mai puțin activă în raport cu legăturile peptidice formate de izoleucină.
• Chimotripsinele sunt cele mai active în raport cu legăturile peptidice, la formarea cărora participă tirozina, fenilalanina și triptofanul. Prin specificitatea acțiunii, chimotripsina este similară cu pepsina.
• Elastaza hidrolizează acele legături peptidice din polipeptidele în care se află prolina.
• Carboxipeptidaza A este o enzimă care conține zinc. Acesta scindează aminoacizii aromatici și alifatici C-terminal din polipeptide, în timp ce carboxipeptidaza B scindează numai reziduurile de lizină și arginină C-terminale.

Enzimele care hidrolizează peptidele se găsesc și în mucoasa intestinală și, deși pot fi secretate în lumen, funcționează predominant intracelular. Prin urmare, hidroliza peptidelor mici are loc după ce acestea intră în celule. Printre aceste enzime se numără leucina aminopeptidaza, care este activată de zinc sau mangan, precum și de cisteină și eliberează aminoacizi N-terminali, precum și dipeptidaze, care hidrolizează dipeptidele în doi aminoacizi. Dipeptidazele sunt activate de ionii de cobalt, mangan și cisteină.

O varietate de enzime proteolitice duce la descompunerea completă a proteinelor în aminoacizi liberi, chiar dacă proteinele nu au fost expuse anterior la pepsină din stomac. Prin urmare, pacienții după o intervenție chirurgicală pentru îndepărtarea parțială sau completă a stomacului își păstrează capacitatea de a absorbi proteinele alimentare.

Mecanismul de digestie a proteinelor complexe

Partea proteică a proteinelor complexe este digerată în același mod ca și proteinele simple. Grupările lor protetice sunt hidrolizate în funcție de structură. Componentele glucide și lipidice, după scindarea lor din partea proteică, sunt hidrolizate de enzimele amilolitice și lipolitice. Grupul porfirinei de cromoproteine ​​nu este scindat.

Interesant este procesul de scindare a nucleoproteinelor, care sunt bogate în unele alimente. Componenta nucleică este separată de proteină în mediul acid al stomacului. În intestin, polinucleotidele sunt hidrolizate de nucleazele intestinale și pancreatice.

ARN-ul si ADN-ul sunt hidrolizate de enzimele pancreatice - ribonucleaza (RNaza) si dezoxiribonucleaza (DNaza). RNaza pancreatică are un pH optim de aproximativ 7,5. El scindează legăturile internucleotide interne din ARN. Acest lucru are ca rezultat fragmente de polinucleotide mai scurte și 2,3-nucleotide ciclice. Legăturile fosfodiester ciclice sunt hidrolizate de aceeași RNază sau fosfodiesterază intestinală. ADNza pancreatică hidrolizează legăturile internucleotide din ADN-ul alimentar.

Produse de hidroliză polinucleotidică - mononucleotidele sunt expuse acțiunii enzimelor peretelui intestinal: nucleotidaza și nucleozidaza:

Aceste enzime au specificitate relativă de grup și hidrolizează atât ribonucleotidele și ribonucleozidele, cât și dezoxiribonucleotidele și dezoxiribonucleozidele. Nucleozidele, bazele azotate, riboza sau deoxiriboza, H3PO4 sunt absorbite.