Процеси травлення: травлення жирів, вуглеводів, білків. Біохімія харчування та травлення

Деякі вважають, що вуглеводи, жири та білки завжди повністю засвоюються організмом. Багато хто думає, що абсолютно всі присутні на їх тарілці (і, звичайно, підраховані) калорії надійдуть у кров і залишать свій слід у нашому організмі. Насправді все інакше. Давайте розглянемо засвоєння кожного з макронутрієнтів окремо.

Перетравлення (засвоєння)- це сукупність механічних і біохімічних процесів, завдяки яким їжа, що поглинається людиною, перетворюється на речовини, необхідні для функціонування організму.

Процес перетравлення зазвичай починається вже у роті, після чого пережована їжа потрапляє у шлунок, де піддається різним біохімічним обробкам (переважно цьому етапі обробляється білок). Продовжується процес у тонкому кишечнику, де під впливом різних харчових ферментів відбувається перетворення вуглеводів у глюкозу, розщеплення ліпідів на жирні кислоти та моногліцериди, а білків – на амінокислоти. Всі ці речовини, всмоктуючи через стінки кишечника, потрапляють у кров і розносяться по всьому організмі.

Всмоктування макронутрієнтів не триває годинами і не розтягується на 6,5 метрів. тонкої кишки. Засвоєння вуглеводів та ліпідів на 80%, а білків – на 50% здійснюється протягом перших 70 сантиметрів тонкого кишечника.

Засвоєння вуглеводів

Засвоєння різних типів вуглеводіввідбувається по-різному, тому що вони мають різну хімічну структуру, а отже, різну швидкістьзасвоєння. Під дією різних ферментів складні вуглеводи розщеплюються на прості та менш складні цукру, які мають кілька типів.

Глікемічний індекс (ГІ)- це система класифікації глікемічного потенціалу вуглеводів у різних продуктах. По суті, ця система розглядає, як той чи інший продукт впливає на рівень глюкози у крові.

Наочно: якщо ми з'їмо 50 г цукру (50% глюкоза/ 50% фруктоза) (див. картинку нижче) і 50 г глюкози і перевіримо через 2 години рівень глюкози в крові, то ГІ цукру буде менше, ніж у чистої глюкози, оскільки її кількість у цукрі нижча.

А якщо ми з'їмо рівну кількість глюкози, наприклад, 50 г глюкози та 50 г крохмалю? Крохмаль - це довгий ланцюжок, що складається з великої кількості одиниць глюкози, але для того, щоб ці "одиниці" можна було виявити в крові, ланцюжок треба переробити: розщепити кожне з'єднання і по одному відпустити в кров. Тому у крохмалю ГІ нижчий, тому що рівень глюкози в крові після з'їденого крохмалю буде нижчим, ніж після глюкози. Уявіть, якщо в чай ​​кинути ложку цукру чи кубик рафінаду, що розчиниться швидше?

Глікемічна реакція на продукти:

• ліва - повільне засвоєння крохмальних продуктів із низьким ГІ;


• права - швидке засвоювання глюкози з різким падіннямрівня глюкози в крові як наслідок швидкого викиду інсуліну в кров.

ГІ - це відносна величина, та вимірюється вона щодо впливу глюкози на глікемію. Вище наведено приклад глікемічної реакції на чисту з'їдену глюкозу і на крохмаль. Так само експериментальним чином ГІ було виміряно понад тисячу продуктів харчування.

Коли ми бачимо цифру "10" поряд з капустою, це означає, що сила її впливу на глікемію дорівнюватиме 10% від того, як вплинула б глюкоза, у груші 50% і т.д.

Ми можемо вплинути на рівень глюкози, вибираючи продукти не тільки з низьким ГІ, але і з низьким вмістом вуглеводів, що називається глікемічним навантаженням (ГН).

ГН враховує і ГІ продукту, і кількість глюкози, яка надійде до крові за його вживання. Так, часто у продуктів з високим ГІ буде невелика ГН. З таблиці видно, що дивитися тільки на якийсь один параметр немає сенсу - необхідно комплексно розглядати картину.

(1) Хоча в гречці та в згущеному молоці вміст вуглеводів практично однаковий, у цих продуктів різний ГІ, тому що вид вуглеводів у них різний. Тому якщо гречка призведе до поступового вивільнення вуглеводів у кров, то згущене молоко викличе. різкий стрибок. (2) Незважаючи на ідентичний ГІ у манго і згущеного молока, їх вплив на рівень глюкози в крові буде різним, цього разу не тому, що різний вид вуглеводів, а тому що кількість цих вуглеводів значно відрізняється.

Глікемічний індекс продуктів та схуднення

Почнемо з простого: є велика кількістьнаукових та медичних дослідженьякі вказують на те, що продукти з низьким ГІ позитивно впливають на зниження ваги. Біохімічних механізмів, які у цьому беруть участь, безліч, але назвемо найактуальніші нам:

1. Продукти з низьким ГІ викликають більше почуття ситості, ніж продукти з високим ГІ.


2. Після вживання продуктів з високим ГІ піднімається рівень інсуліну, який стимулює всмоктування глюкози та ліпідів у м'язи, жирові клітиниі печінку, паралельно зупиняючи розщеплення жирів. Як наслідок, рівень глюкози та жирних кислот у крові падає, і це стимулює голод та новий прийом їжі.


3. Продукти з різними ГІ по-різному впливають на розщеплення жирів під час відпочинку та під час відпочинку спортивних тренувань. Глюкоза з продуктів з низьким ГІ не так активно відкладається в глікоген, зате під час тренувань глікоген не так активно спалюється, що вказує на підвищене використанняжирів для цього.

Чому ми їмо пшеницю, але не їмо пшеничне борошно?

• Чим продукт більш подрібнений (в основному відноситься до зернових), тим вище за ГІ продукту.

Відмінності між пшеничним борошном(ГІ 85) та зерном пшениці (ГІ 15) потрапляють під обидва ці критерії. Це означає, що процес розщеплення крохмалю із зерна більш тривалий і глюкоза, що утворюється, надходить у кров повільніше, ніж з борошна, тим самим довше забезпечуючи організм необхідною енергією.

• Чим більше у продукті міститься клітковини, тим нижче його ГІ.


• Кількість вуглеводів у продукті не менш важлива, ніж ГІ.

Буряк - це овоч з більш високим змістомклітковини, ніж борошно. Незважаючи на те, що у неї високий глікемічний індекс, у неї низький зміствуглеводів, тобто нижча глікемічна навантаження. У даному випадку незважаючи на те, що ГІ у неї така сама, як і у зернового продукту, кількість глюкози, що надійшла в кров, буде набагато меншою.

• ГІ сирих овочівта фруктів нижче, ніж варених.

Це правило стосується не тільки моркви, а й усіх овочів з високим вмістом крохмалю, таких як батат, картопля, буряк і т. д. У процесі теплової обробки істотна частина крохмалю перетворюється на мальтозу (дисахарид), який дуже швидко засвоюється.

Отже, навіть варені овочікраще не розварювати, а стежити, щоб вони залишалися цілими та твердими. Однак, якщо у вас такі захворювання, як гастрит або виразка шлунка, все ж таки краще вживати в їжу овочі в приготовленому вигляді.

• Поєднання білків із вуглеводами знижує ГІ порції.

Білки, з одного боку, уповільнюють всмоктування простих цукрів у кров, з іншого боку, сама присутність вуглеводів сприяє найкращій засвоюваності білків. Крім того, овочі також містять корисну для організму клітковину.

Натуральні продукти, на відміну соків, містять клітковину і цим знижують ГІ. Більше того, бажано їсти фрукти та овочі зі шкіркою не тільки тому, що шкірка - це клітковина, але й тому, що більшість вітамінів прилягає безпосередньо до шкірки.

Засвоєння білків

Процес перетравлення білківвимагає підвищеної кислотності у шлунку. Шлунковий сік з підвищеною кислотністюнеобхідний активізації ферментів, відповідальних за розщеплення білків на пептиди, і навіть за первинне розформування харчових білків у шлунку. Зі шлунка пептиди та амінокислоти потрапляють у тонку кишку, де частина з них всмоктується через стінки кишечника в кров, а частина розщеплюється далі на окремі амінокислоти.

Для оптимізації цього процесу потрібно нейтралізувати кислотність шлункового розчину, і за це відповідає підшлункова залоза, а також жовч, що виробляється печінкою та необхідна для абсорбції жирних кислот.
Білки з їжі поділяються на дві категорії: повноцінні та неповноцінні.

Повноцінні білки– це білки, які містять усі необхідні (незамінні) для нашого організму амінокислоти. Джерелом цих білків в основному є тваринні білки, тобто м'ясо, молочні продукти, риба та яйця. Є також рослинні джерела повноцінного білка: соя та кіноа.

Неповноцінні білкимістять лише частину незамінних амінокислот. Вважається, що бобові та злакові власними силами містять неповноцінні білки, проте їх поєднання дозволяє нам отримати всі незамінні амінокислоти.

У багатьох національних кухнях правильні поєднання, що призводять до повноцінного споживання білків, виникли природним шляхом. Так, на Близькому Сході поширена піта з хумусом або фалафелем (пшениця з нутом) або рис із сочевицею, в Мексиці та Південній Америцінерідко поєднують рис із квасолею чи кукурудзою.

Одним із параметрів, що визначають якість білка, є наявність незамінних амінокислот. Відповідно до цього параметра існує система індексації продуктів.

Так, наприклад, амінокислота лізин знаходиться в малих кількостях у злаках, і тому вони отримують низьку оцінку(Пластівці - 59; цільна пшениця - 42), а в бобових міститься не велика кількістьнезамінних метіоніну та цистеїну (нут - 78; квасоля - 74; бобові - 70). Тварини і соя отримують високу оцінку за цією шкалою, оскільки містять необхідні пропорції всіх незамінних амінокислот (казеїн (молоко) - 100; яєчний білок- 100; соєвий білок – 100; яловичина – 92).

Крім того, необхідно враховувати білковий склад, їх засвоюваність з даного продукту, а також харчову цінність всього продукту (наявність вітамінів, жирів, мінералів та калорійність). Наприклад, гамбургер міститиме багато білка, але також багато насичених жирних кислот, відповідно, його харчова цінність буде нижчою, ніж у курячої грудки.

Білки з різних джерел і навіть різні білкиз одного джерела (казеїн та білок із молочної сироватки) утилізуються організмом з різною швидкістю.

Поживні речовини, що надходять з їжею, не мають стовідсоткової засвоюваності.Ступінь їх всмоктування може істотно змінюватися в залежності від фізико-хімічного складу самого продукту та продуктів, що поглинаються одночасно з ним, особливостей організму і складу кишкової мікрофлори.

Основна мета для детоксу - вийти із зони комфорту та спробувати нові системи харчування.

Більше того, дуже часто, як і "печінка до чаю", вживання м'яса та молочних продуктів – це звичка. У нас ніколи не було можливості дослідити їхню важливість для нас у раціоні та зрозуміти, наскільки вони нам потрібні.

Крім вище сказаного, більшість дієтологічних організацій рекомендує, щоб в основу здорового раціонулягала велика кількість рослинної їжі. Цей вихід із зони комфорту відправить вас на пошук нових смаків та рецептів та урізноманітнить ваш повсякденний раціон після.

Зокрема, результати досліджень вказують на підвищений ризик. серцево-судинних захворювань, остеопорозу, захворювань нирок, ожиріння та діабету

При цьому низьковуглеводні, але високопротеїнові дієти, засновані на рослинних джерелах білка, ведуть до зниження концентрації жирних кислот у крові та до зниження ризику серцевих захворювань.

Але навіть за великого бажання розвантажити наш організм не варто забувати про особливості кожного з нас. Така відносно різка зміна раціону може викликати дискомфорт або побічні ефекти, такі як здуття (наслідок великої кількості рослинного білка та особливості мікрофлори кишечника), слабкість, запаморочення. Ці симптоми, можливо, вказують на те, що такий суворий раціон не повністю вам підходить.

Коли людина вживає велику кількість білка, особливо в сукупності з низькою кількістю вуглеводів, відбувається розщеплення жирів, під час якого виникають речовини під назвою кетони. Кетони можуть мати негативний впливна нирки, що виділяють кислоту для його нейтралізації.

Є твердження, що для відновлення кислотно-лужного балансукістки скелета виділяють кальцій і тому підвищене вимивання кальцію асоціюється з високим споживанням тваринного білка. Також білкова дієта веде до зневоднення та слабкості, головного болю, запаморочення, поганого запаху з рота.

Засвоєння жирів

Жир, потрапляючи в організм, проходить через шлунок майже незайманим і потрапляє в тонку кишку, де є велика кількість ферментів, які переробляють жири на жирні кислоти. Ці ферменти називаються ліпази. Вони функціонують у присутності води, але для переробки жирів це проблематично, тому що жири не розчиняються у воді.

Для того, щоб мати можливість утилізувати жири, наш організм виробляє жовч. Жовч роз'єднує грудки жиру і дозволяє ферментам, що знаходяться на поверхні тонкої кишки, розщепити тригліцериди на гліцерол та жирні кислоти.

Транспортери для жирних кислот в організмі називаються ліпопротеїни. Це спеціальні білки, здатні упаковувати та транспортувати жирні кислоти та холестерин за кровоносною системою. Далі жирні кислоти упаковуються в жирових клітинах досить компактному вигляді, тому що для їх комплектації (на відміну від полісахаридів і білків) не потрібна вода .

Частка всмоктування жирної кислоти залежить від цього, яку позицію вона посідає щодо гліцерину. Важливо знати, що ті жирні кислоти, які займають позицію Р2, добре всмоктуються. Це пов'язано з тим, що ліпази мають різний ступіньна жирні кислоти залежно від розташування останніх.

Не всі жирні кислоти, що надійшли з їжею, повністю всмоктуються в організмі, як помилково вважають багато дієтологів. Вони можуть частково або повністю не засвоїтись у тонкому кишечнику та бути виведені з організму.

Наприклад, у вершковому маслі 80% жирних кислот (насичених) перебувають у позиції Р2, тобто вони повністю всмоктуються. Це відноситься до жирів, що входять до складу молока і всіх не проходять процес ферментації молочних продуктів.

Жирні кислоти, присутні у зрілих сирах (особливо сирах тривалої витримки), хоч і є насиченими, знаходяться все ж таки в позиціях Р1 і Р3, що робить їх менш абсорбованими.

Крім того, здебільшого сири (особливо тверді) багаті на кальцій. Кальцій з'єднується з жирними кислотами, утворюючи мила, які не всмоктуються і виводяться з організму. Дозрівання сиру сприяє переходу жирних кислот, що входять до нього, в положення P1 і P3, що свідчить про слабку їх всмоктування.

Високе споживання насичених жирів також корелює з деякими типами раку, включаючи рак товстої кишки та інсультом.

На засвоєння жирних кислот впливає їх походження та хімічний склад:

- Насичені жирні кислоти(м'ясо, сало, омари, креветки, яєчний жовток, вершки, молоко та молочні продукти, сир, шоколад, топлений жир, рослинний шортенінг, пальмове, кокосове та вершкове масло), а також транс-жири(Гідрогенізований маргарин, майонез) мають тенденцію відкладатися в жирові запаси, а не відразу спалюватися в процесі енергетичного обміну.

- Мононенасичені жирні кислоти(м'ясо птиці, оливки, авокадо, кешью, арахіс, арахісове та оливкова олія) переважно використовуються безпосередньо після всмоктування. Крім того, вони сприяють зниженню глікемії, що зменшує вироблення інсуліну і тим самим обмежує формування жирових запасів.

- Поліненасичені жирні кислоти, особливо Омега-3 (риба, соняшникова, лляна, рапсова, кукурудзяна, бавовняна, сафлорова та соєва олії), завжди витрачаються безпосередньо після всмоктування, зокрема, за рахунок підвищення харчового термогенезу - енерговитрат організму на перетравлення їжі. Крім того, вони стимулюють ліполіз (розщеплення та спалювання жирових відкладень), сприяючи тим самим схуднення.

У Останніми рокамиспостерігається ціла низка епідеміологічних досліджень та клінічних випробувань, які ставлять під сумнів припущення, що знежирені молочні продукти здоровіші, ніж повноцінні. Вони не просто реабілітують молочні жири, вони все частіше знаходять зв'язок між повноцінними молочними продуктами та покращенням здоров'я.

Недавнє дослідження показало, що у жінок поява серцево-судинних захворювань повністю залежить від типу молочних продуктів, що споживаються. Споживання сиру було обернено пропорційно пов'язане з ризиком серцевого нападу, в той час як олія, намазане на хліб, підвищує ризик. Інше дослідження показало, що ні знежирені, ні повні жиру молочні продукти не пов'язані із серцево-судинними захворюваннями.

Тим не менш, цілісні кисломолочні продуктизахищають від серцево-судинних захворювань. Молочний жир містить понад 400 "видів" жирних кислот, що робить його найскладнішим природним жиром. Не всі з цих видів були вивчені, але є докази того, що принаймні кілька з них мають сприятливий вплив.

Література:

1. Mann (2007) FAO/WHO Scientific Update on carbohydrates in human nutrition: conclusions. European Journal of Clinical Nutrition 61 (Suppl 1), S132-S137
2. FAO/WHO. (1998). Carbohydrates in human nutrition. Report of Joint FAO/WHO Expert Consultation (Rome, 14-18 April 1997). FAO Food and Nutrition Paper 66
3. Holt, S. H., & Brand Miller, J. (1994). Particle size, satiety і glycaemic response. European Journal of Clinical Nutrition, 48 (7), 496-502.
4. Jenkins DJ (1987) Starchy foods and fiber: знижений ритм digestion і несприятливий карбоhydrate metabolismScand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proc Natl Acad Sci US A. 94 (26):14930-5.
6. Jenkins DJ (2009) Дія на тілі глибоких і пухливих концентрацій в hyperlipidemic subjects. Arch Intern Med. 169 (11): 1046-54.
7. Halton, T.L., et al., Low-carbohydrate-diet score and risk of coronary heart disease in women. N Engl J Med, 2006. 355 (19): p. 1991–2002.
8. Levine ME (2014) Low protein intake is asocied with a major reduction in IGF-1, cancer, and overall mortality in the 65 and younger but not oldder population. Cell Metabolism 19, 407-417.
9. Popkin, BM (2012) Global nutrition transition and pandemic of obesity in developing countries. Nutrition reviews 70 (1): pp. 3-21.
10.

Травлення в шлунку - процес, в результаті якого їжа, яку ми поглинаємо, змінює свою форму на таку, яку наш організм здатний засвоїти. Після певних фізичних явищта процесів, а також хімічних реакцій, Яким сприяють травні соки, поживні речовини змінюються те щоб організм зміг безперешкодно всмоктувати їх і далі використовувати під час обміну речовин. Перетравлення їжі може відбуватися в той час, як вона переміщається органами шлунково-кишковий тракт.

Основними компонентами правильного та здорового раціону харчування вчені вважають лише три основні класи хімічних сполук: білки, вуглеводи (також цукор) та жири, а саме ліпіди. Розглянемо їх докладніше.

Вуглеводи

Ці речовини присутні у вигляді крохмалю в рослинної їжі. Травлення в шлунку та кишечнику сприяє процесу перетворення вуглеводів на глюкозу, а вона, у свою чергу, запасається у вигляді глікогену, тобто полімеру, і далі використовується організмом. Окрема молекула крохмалю вважається дуже великим полімером, який утворюється з багатьох молекул глюкози. Варто зазначити, що крохмаль у сирому вигляді сформований у гранулах. Вони повинні бути зруйновані для того, щоб надати можливість цій речовині перетворитися на глюкозу. Саме приготування їжі і сприяє руйнуванню гранул крохмалю, що міститься в ній.

Необхідно також знати про те, що частина харчових продуктівмістить вуглеводи в особливій формі дисахаридів. Це прості цукру, лактоза, а також сахароза, тростинний цукор. Травлення в шлунку перетворює ці речовини на ще більш прості сполуки – моносахариди, які не потребують перетравлення.

Білки

Вони представлені різними полімерами, які утворюються із двадцяти різних видів амінокислот. Після перетравлення формуються вільні амінокислоти як кінцеві продукти. Проміжними продуктами перетравлення білкової їжі є поліпептиди, пептони та дипептиди.

Жири

Це досить прості сполуки, які в результаті процесів травлення та перетравлення перетворюються на жирні кислоти та гліцерин.

Фізичні процеси

Де знаходиться шлунок, ми всі знаємо, а ось які фізичні процесипротікають у нашому організмі – не завжди. Основою травлення вважається подрібнення їжі, яке відбувається при її пережовуванні та при ритмічних скороченнях кишечника та шлунка. Такі дії допомагають їжі подрібнитися і ретельно перемішати всі її частинки з травними соками, які виділяються в кишечнику, шлунку і в роті. Більше того, скорочення стінок травного трактузабезпечують постійне просування їжі з його відділів. Всі ці рухи постійно регулюються та контролюються нервовою системою.

Хімічні реакції

Травлення у шлунку неможливо уявити без хімічних реакцій усередині нашого організму. Їх основою є розпад вуглеводів, жирів та білків, а саме – гідроліз, який здійснюється певним набором ферментів. Поживні речовини розщеплюються під час гідролізу на дрібні частки, які засвоюються в організмі. Цей процес здійснюється досить швидко через вплив ферментів, які містяться в шлунковому, а також інших травних соках.

Їжа, що надходить в організм людини, не може бути засвоєна і використана для пластичних цілей та утворення життєвої енергії, оскільки її фізичний станта хімічний склад дуже складні. Для перетворення їжі на легкозасвоюване організмом стан у людини є спеціальні органи, що здійснюють травлення.

Травлення - сукупність процесів, які забезпечують фізична змінаі хімічне розщеплення харчових речовин на прості складові водорозчинні сполуки, здатні легко всмоктуватись у кров та брати участь у життєво важливих функціяхорганізм людини.

Травний апарат людини складається з наступних органів: ротова порожнина (ротовий отвір, язик, зуби, жувальні м'язи, слинні залози, залози слизової оболонки порожнини рота), глотка, стравохід, шлунок, дванадцятиперстна кишка, підшлункова залоза, печінка, тонкий кишечник, товстий кишковик з прямою кишкою. Стравохід, шлунок, кишечник складаються з трьох оболонок: внутрішньої - слизової оболонки, в якій розташовані залози, що виділяють слиз, а в ряді органів - і травні соки; середньої - м'язової, що забезпечує шляхом скорочення пересування їжі; зовнішньої - серозної, виконує роль покривного шару.

У людини протягом доби виділяється близько 7 л травних соків, до складу яких входять: вода, що розріджує харчову кашку, слиз, що сприяє кращому пересуванню їжі, солі та ферменти-каталізатори біохімічних процесів, що розщеплюють харчові речовини на прості складові з'єднання. Залежно від дії на ті чи інші речовини ферменти поділяються на протеази, що розщеплюють білки (протеїни), амілази,розщеплюючі вуглеводи, та ліпази,розщеплюючі жири (ліпіди). Кожен фермент активний лише у певному середовищі (кислому, або лужному, або нейтральному). В результаті розщеплення з білків виходять амінокислоти, жирів - гліцерин і жирні кислоти, з вуглеводів в основному - глюкоза. Вода мінеральні солі, вітаміни, що містяться в їжі, у процесі травлення не зазнають змін.

Травлення в ротової порожнини

Ротова порожнина- Це передній початковий відділ травного апарату. За допомогою зубів, язика та м'язів щік їжа піддається початковій механічній переробці, а за допомогою слини – хімічної.

Слина - травний сікслабо лужної реакції, що виробляється трьома парами слинних залоз (навколовушними, під'язичними, підщелепними) і вступає в ротову порожнину по протоках. Крім того, слина виділяється слинними залозамигуб, щік та язика. Усього за добу виробляється близько 1 л слини різної консистенції: густа слина виділяється для травлення рідкої їжі, рідка - для сухої їжі. У слині містяться ферменти амілаза(Птіалін), який розщеплює крохмаль до мальтози, фермент мальтаза,розщеплює мальтозу до глюкози, та фермент лізоцuм, що має антимікробну дію.

Їжа в ротовій порожнині знаходиться порівняно короткий час(10-25 с). Травлення в роті зводиться в основному до утворення харчової грудки, підготовленої до ковтання. Хімічна дія слини на харчові речовини в ротовій порожнині мізерна через нетривале перебування їжі. Дія її триває в шлунку до повного просочування харчової грудки кислим шлунковим соком. Однак обробка їжі в роті має велике значення для подальшого процесу травного процесу, так як акт їжі це потужний рефлекторний збудник діяльності всіх травних органів. Харчова грудка за допомогою координованих рухів мови та щік просувається до ковтки, де відбувається акт ковтання. З ротової порожнини їжа надходить у стравохід.

Харчівник- м'язова трубка довжиною 25-30 см, за якою завдяки скороченню мускулатури харчова грудкапересувається до шлунка за 1-9 с. залежно від консистенції їжі.

Травлення у шлунку. Шлунок- Найширша частина травного тракту. Він є порожнистий орган, Що складається з входу, дна, тіла та виходу. Вхідний та вихідний отвори закриваються м'язовим валиком (жомом). Об'єм шлунка дорослої людини становить близько 2 л, але може збільшуватися до 5 л. Внутрішня слизова оболонка шлунка зібрана у складки, що підвищує її поверхню. У товщі слизової оболонки розміщено до 25000000 залоз, що виробляють шлунковий сік та слиз.

Шлунковий сікє безбарвною рідиною кислої реакції, що містить 0,4-0,5% соляної кислоти, яка активізує ферменти шлункового сокуі надає бактерицидний впливна мікроби, що потрапляють у шлунок із їжею. До складу шлункового соку входять ферменти: пепсин,хімозин(сичужний фермент), ліпаза. Фермент пепсин розщеплює білки їжі на більш прості речовини(пептони та альбумози), які піддаються подальшому перетравленню в тонкому кишечнику. Хімозин міститься у шлунковому соку немовлят, згортаючи у них у шлуночку білок молока. Ліпаза шлункового соку розщеплює лише емульговані жири (молоку, майонезу) до гліцерину та жирних кислот.

Людський організм виділяє шлункового соку 1,5-2,5 л на добу в залежності від кількості та складу їжі. Їжа в шлунку перетравлюється від 3 до 10 год залежно від складу, обсягу, консистенції та способу її обробки. Їжа жирна, щільна знаходиться в шлунку довше, ніж рідка, що містить вуглеводи.

Механізм секреції шлункового соку - це складний процес, що складається із двох фаз. Перша фаза шлункової секреції є умовним і безумовним. рефлекторний процес, що залежить від зовнішнього вигляду, запаху та умов прийому їжі. Цей шлунковий сік великий російський учений-фізіолог І. П. Павлов назвав «апетитним» чи «запальним», від якого залежить подальший перебіг травлення. Друга фаза шлункової секреції пов'язана з хімічними збудниками їжі та називається нервово-хімічною. Механізм секреції шлункового соку залежить також від дії специфічних гормоніворганів травлення. У шлунку відбувається часткове всмоктування у кров води та мінеральних солей.

Після перетравлення в шлунку харчова кашка невеликими порціями надходить у початковий відділ тонкого кишечника - дванадцятипалу кишку, де харчова маса піддається активному впливу травних соків підшлункової залози, печінки та слизової оболонки самої кишки.

Підшлункова залоза - травний орган, складається з клітин, що утворюють часточки, які мають вивідні протоки, що з'єднуються в загальна протока. По цій протоці травний сік підшлункової залози надходить у дванадцятипалу кишку(До 0,8 л на добу). Заліза виробляє травні ферменти, бікарбонат натрію, який нейтралізує шлункову (соляну) кислоту, а також гормони, включаючи інсулін та глікагон, що регулюють рівень цукру в крові.

Травний сікПідшлункова залоза являє собою безбарвну прозору рідину лужної реакції. До його складу входять ферменти: трипсин, хімотрипсин, ліпаза, амілаза, мальтаза. Трипсин та хімотрипсинрозщеплюють білки, пептони, альбумози, що надійшли із шлунка, до поліпептидів. Ліпазаза допомогою жовчі розщеплює жири їжі до гліцерину та жирних кислот. Амілаза та мальтазарозщеплюють крохмаль до глюкози. Крім того, у підшлунковій залозі є спеціальні клітини (острівці Лангерганса), що виробляють гормон інсулін, що надходить у кров. Цей гормон регулює вуглеводний обмін, сприяючи засвоєнню цукру організмом. За відсутності інсуліну виникає захворювання на цукровий діабет.

Печінка- велика залоза масою до 1,5-2 кг, що складається з клітин, що виробляють жовч до 1 л на добу. Жовч- Рідина від світло-жовтого до темно-зеленого кольору, слаболужної реакції, активізує фермент ліпазу підшлункового та кишкового соку, емульгує жири, сприяє всмоктуванню жирних кислот, посилює рух (перистальтику) кишечника, пригнічує гнильні процеси у кишечнику.

Жовч з печінкових проток надходить у жовчний міхур тонкостінний грушоподібний мішок об'ємом 60 мл. У процесі травлення жовч із жовчного міхура по протоці витікає у дванадцятипалу кишку. Крім процесу травлення печінка бере участь в обміні речовин та кровотворенні, затримуванні та знешкодженні отруйних речовин, що надійшли в кров у процесі травлення.

Травлення в тонкому кишечнику

Довжина тонкого кишечника становить 5-6 м. У ньому завершується процес травлення завдяки соку підшлункової залози, жовчі та кишкового соку, що виділяється залозами слизової оболонки кишечника (до 2 л на добу).

Кишковий сікявляє собою каламутну рідину лужної реакції, до складу якої входять слиз і ферменти: поліпептидазиі дипептидази, що розщеплюють (гідролізують) поліпептиди до амінокислот; ліпаза, що розщеплює жири до гліцерину та жирних кислот; амілазаі мальтаза, що перетравлюють крохмаль і мальтозу до глюкози; сахараза, що розщеплює сахарозу до глюкози та фруктози; лактаза, що розщеплює лактозу до глюкози та галактози.

Основним збудником секретної діяльності кишечника є хімічні речовини, що містяться в їжі, жовч і сік підшлункової залози.

У тонкому кишечнику харчова кашка (хімус) перемішується, розподіляється тонким шаром по стінці, де відбувається заключний процестравлення – всмоктування продуктів розщеплення харчових речовин, а також вітамінів, мінеральних речовин, води у кров. Тут водні розчинипоживних речовин, що утворилися в процесі травлення, через слизову оболонку шлунково-кишкового тракту проникають у кровоносні та лімфатичні судини.

У стінках тонкого кишечника є спеціальні органи всмоктування – ворсинки, яких налічується 18-40 прим. на 1 мм2. Поживні речовини всмоктуються через поверхневий шар ворсинок. Амінокислоти, глюкоза, вода, мінеральні речовини, вітаміни, розчинні у питній воді, надходять у кров. Гліцерин і жирні кислоти в стінках ворсинок утворюють крапельки жиру, властиві людському організму, які проникають у лімфу, а потім у кров. Далі кров по воротній вені надходить у печінку, де очистившись від отруйних речовин травлення, постачає поживними речовинами всі тканини та органи.

Роль товстого кишечника у процесі травлення.

У товста кишка надходять неперетравлені залишки їжі. Незначна кількість залоз товстого кишечника виділяє малоактивний травний сік, який частково продовжує перетравлення харчових речовин. У товстих кишках міститься велика кількість бактерій, що викликають бродіннязалишків вуглеводів, гниттязалишків білка та часткове розщеплення клітковини. При цьому утворюється ряд шкідливих для організму отруйних речовин (індол, скатол, фенол, крезол), які всмоктуються в кров, а потім знешкоджуються в печінці.

Склад бактерій товстого кишечника залежить від складу їжі, що надходить. Так, молочно-рослинна їжа створює сприятливі умовидля розвитку молочнокислих бактерій, а їжа, багата білкомсприяє розвитку гнильних мікробів. У товстих кишках відбувається всмоктування в кров основної маси води, у результаті вміст кишечника ущільнюється і переміщається до виходу. Вилучення калових масз організму здійснюється через пряму кишку і називається дефекацією.

10.3.1. Основним місцем перетравлення ліпідів є верхній відділтонкого кишківника. Для перетравлення ліпідів необхідні такі умови:

• наявність ліполітичних ферментів;
• умови емульгування ліпідів;
• оптимальні значення рН середовища (не більше 5,5 – 7,5).

10.3.2. У розщепленні ліпідів беруть участь різні ферменти. Харчові жири у дорослої людини розщеплюються переважно панкреатичною ліпазою; виявляється також ліпаза в кишковому соку, у слині, у грудних дітей активна ліпаза у шлунку. Ліпази відносяться до класу гідролаз, вони гідролізують складноефірні зв'язки -О-ЗІ-з утворенням вільних жирних кислот, діацилгліцеролів, моноацилгліцеролів, гліцеролу (рис. 10.3).

Малюнок 10.3.Схема гідролізу жирів.

Гліцерофосфоліпіди, що надходять з їжею, піддаються впливу специфічних гідролаз – фосфоліпаз, що розщеплюють складноефірні зв'язки між компонентами фосфоліпідів. Специфічність дії фосфоліпазу показано на малюнку 10.4.

Малюнок 10.4.Специфіка дії ферментів, що розщеплюють фосфоліпіди.

Продуктами гідролізу фосфоліпідів є жирні кислоти, гліцерол, неорганічний фосфат, азотисті основи (холін, етаноламін, серин).

Харчові ефіри холестеролу гідролізуються панкреатичною холестеролестеразою з утворенням холестеролу та жирних кислот.

10.3.3. Уясніть особливості структури жовчних кислот та їх роль у перетравленні жирів. Жовчні кислоти – кінцевий продукт обміну холестеролу, що утворюються в печінці. До них відносяться: холева (3,7,12-триоксихоланова), хенодезоксихолева (3,7-діоксихоланова) та дезоксихолева (3, 12-діоксихоланова) кислоти (рисунок 10.5, а). Дві перші є первинними жовчними кислотами (утворюються безпосередньо в гепатоцитах), дезоксихолева – вторинною (оскільки утворюється з первинних жовчних кислот під впливом мікрофлори кишечника).

У жовчі ці кислоти є у кон'югованій формі, тобто. у вигляді сполук з гліцином Н2N-СН2 -СООНабо таурином Н2N-СН2 -СН2 -SO3 H(Малюнок 10.5, б).

Малюнок 10.5.Будова некон'югованих (а) та кон'югованих (б) жовчних кислот.

15.1.4. Жовчні кислоти мають амфіфільнимивластивостями: гідроксильні групи та бічний ланцюг гідрофільні, циклічна структура гідрофобна. Ці властивості обумовлюють участь жовчних кислот у перетравленні ліпідів:

1) жовчні кислоти здатні емульгуватижири, їх молекули своєю неполярною частиною адсорбуються на поверхні жирових крапель, водночас гідрофільні групи вступають у взаємодію Космосу з навколишнім водним середовищем. В результаті знижується поверхневий натяг на межі розділу ліпідної та водної фаз, внаслідок чого великі жирові краплі розбиваються на дрібніші;

2) жовчні кислоти поряд з коліпазою жовчі беруть участь у активування панкреатичної ліпази, Зсуваючи її оптимум рН в кислу сторону;

3) жовчні кислоти утворюють з гідрофобними продуктами перетравлення жирів водорозчинні комплекси, що сприяє їх всмоктуванняу стінку тонкого кишечника.

Жовчні кислоти, що проникають у процесі всмоктування разом із продуктами гідролізу в ентероцити, через портальну систему надходять у печінку. Ці кислоти можуть повторно секретуватися з жовчю в кишечник і брати участь у процесах перетравлення та всмоктування. Така ентеро-гепатична циркуляціяжовчних кислот може здійснюватися до 10 разів на добу.

15.1.5. Особливості всмоктування продуктів гідролізу жирів у кишечнику представлені малюнку 10.6. У процесі перетравлення харчових триацилгліцеролів близько 1/3 їх повністю розщеплюється до гліцеролу і вільних жирних кислот, приблизно 2/3 гідролізується частково з утворенням моно- і діацилгліцеролів, невелика частина зовсім не розщеплюється. Гліцерол і вільні жирні кислоти з довжиною ланцюга до 12 вуглецевих атомів розчиняються у воді і проникають в ентероцити, а звідти через ворітну венуу печінку. Більш довгі жирні кислоти та моноацилгліцероли всмоктуються за участю кон'югованих жовчних кислот, що формують міцели.Нерозщеплені жири, мабуть, можуть поглинатися клітинами слизової оболонки кишечнику шляхом піноцитозу. Нерозчинний у воді холестерол, подібно до жирних кислот, всмоктується в кишечнику в присутності жовчних кислот.

Малюнок 10.6.Перетравлення та всмоктування ацилгліцеролів та жирних кислот.

Перетравлення білків

Протеолітичні ферменти, що беруть участь у перетравленні білків і пептидів, синтезуються та виділяються в порожнину травного тракту у вигляді проферментів, або зимогенів. Зимогени неактивні і можуть перетравлювати власні білки клітин. Активуються протеолітичні ферменти у просвіті кишечника, де діють харчові білки.

У шлунковому соку людини є два протеолітичні ферменти - пепсин і гастриксин, які дуже близькі за будовою, що вказує на утворення їх із загального попередника.

Пепсинутворюється у вигляді проферменту – пепсиногену – у головних клітинах слизової шлунка. Виділено кілька близьких за будовою пепсиногенів, у тому числі утворюється кілька різновидів пепсину: пепсин I, II (IIa, IIb), III. Пепсиногени активуються за допомогою соляної кислоти, що виділяється клітинами обкладин шлунка, і аутокаталітично, тобто за допомогою утворених молекул пепсину.

Пепсиноген має молекулярну масу 40 000. Його поліпептидний ланцюг включає пепсин (мол. маса 34 000); фрагмент поліпептидного ланцюга, що є інгібітором пепсину (мол. маса 3100), та залишковий (структурний) поліпептид. Інгібітор пепсину має різко основні властивості, оскільки складається з 8 залишків лізину і 4 залишків аргініну. Активація полягає у відщепленні від N-кінця пепсиногену 42 амінокислотних залишків; спочатку відщеплюється залишковий поліпептид, а потім інгібітор пепсину.

Пепсин відноситься до карбоксипротеїназ, що містить залишки дикарбонових амінокислот в активному центрі з оптимумом pH 1,5-2,5.

Субстратом пепсину є білки або нативні, або денатуровані. Останні легше піддаються гідролізу. Денатурацію білків їжі забезпечує кулінарна обробка чи дія соляної кислоти. Слід зазначити такі біологічні функції соляної кислоти:

1. активація пепсиногену;
2. створення оптимуму pH для дії пепсину та гастриксину у шлунковому соку;
3. денатурація харчових білків;
4. антимікробну дію.

Від денатуруючого впливу соляної кислоти та перетравної дії пепсину власні білки стінок шлунка захищає слизовий секрет, що містить глікопротеїди.

Пепсин, будучи ендопептидазою, швидко розщеплює у білках внутрішні пептидні зв'язки, утворені карбоксильними групами ароматичних амінокислот – фенілаланіну, тирозину та триптофану. Повільніше гідролізує фермент пептидні зв'язки між лейцином та дикарбоновими амінокислотами типу: в поліпептидному ланцюзі.

Гастріксінблизький до пепсину за молекулярною масою (31500). Оптимум рН у нього близько 3,5. Гастриксин гідролізує пептидні зв'язки, що утворюються дикарбоновими амінокислотами. Співвідношення пепсин/гастріксин у шлунковому соку 4:1. При виразкової хворобиспіввідношення змінюється на користь гастриксину.

Присутність у шлунку двох протеїназ, з яких пепсин діє у сильнокислому середовищі, а гастриксин у середньокислому, дозволяє організму легше пристосовуватися до особливостей харчування. Наприклад, рослинно-молочне харчування частково нейтралізує кисле середовище шлункового соку, і pH сприяє перетравлюванню не пепсину, а гастриксину. Останній розщеплює зв'язки у харчовому білку.

Пепсин і гастриксин гідролізують білки до суміші поліпептидів (називаються також альбумозами та пептонами). Глибина перетравлення білків у шлунку залежить від тривалості перебування у ньому їжі. Зазвичай це невеликий період, тому переважна більшість білків розщеплюється в кишечнику.

Протеолітичні ферменти кишечника.У кишечник протеолітичні ферменти надходять із підшлункової залози у вигляді проферментів: трипсиногену, хімотрипсиногену, прокарбоксипептидаз А та В, проеластази. Активування цих ферментів відбувається шляхом часткового протеолізу їхнього поліпептидного ланцюга, тобто того фрагмента, який маскує активний центр протеїназ. Ключовим процесомактивування всіх проферментів є утворення трипсину (рис. 1).

Трипсиноген, що надходить із підшлункової залози, активується за допомогою ентерокінази, або ентеропептидази, яка виробляється слизовою оболонкою кишечника. Ентеропептидаза також виділяється у вигляді попередника кіназогену, що активується протеазою жовчі. Активована ентеропептидаза швидко перетворює трипсиноген на трипсин, трипсин здійснює повільний аутокаталіз і швидко активує решту неактивних попередників протеаз панкреатичного соку.

Механізм активування трипсиногену полягає в гідролізі одного пептидного зв'язку, внаслідок чого звільняється N-кінцевий гексапептид, званий інгібітором трипсину. Далі трипсин, розриваючи пептидні зв'язки інших проферментах, викликає утворення активних ферментів. При цьому утворюються три різновиди хімотрипсину, карбоксипептидази А та В, еластазу.

Кишкові протеїнази гідролізують пептидні зв'язки харчових білків та поліпептидів, що утворилися після дії шлункових ферментів, до вільних амінокислот. Трипсин, хімотрипсини, еластаза, будучи ендопептидазами, сприяють розриву внутрішніх пептидних зв'язків, дроблячи білки та поліпептиди на дрібніші фрагменти.

• Трипсин гідролізує пептидні зв'язки, утворені головним чином карбоксильними групами лізину та аргініну, менш активний він щодо пептидних зв'язків, утворених ізолейцином.
• Хімотрипсини найбільш активні щодо пептидних зв'язків, у освіті яких бере участь тирозин, фенілаланін, триптофан. За специфічністю дії хімотрипсин нагадує пепсин.
• Еластаза гідролізує ті пептидні зв'язки у поліпептидах, де знаходиться пролін.
• Карбоксипептидаза А відноситься до цинквмісних ферментів. Вона відщеплює від поліпептидів С-кінцеві ароматичні та аліфатичні амінокислоти, а карбоксипептидаза В - тільки С-кінцеві залишки лізину та аргініну.

Ферменти, що гідролізують пептиди, є також і в слизовій оболонці кишечника, і хоча вони можуть секретуватися в просвіт, але функціонують переважно внутрішньоклітинно. Тому гідроліз невеликих пептидів відбувається після їх надходження до клітин. Серед цих ферментів лейцинамінопептидаза, яка активується цинком або марганцем, а також цистеїном, і вивільняє N-кінцеві амінокислоти, а також дипептидази, що гідролізують дипептиди на дві амінокислоти. Дипептидази активуються іонами кобальту, марганцю та цистеїном.

Різноманітність протеолітичних ферментів призводить до повного розщеплення білків до вільних амінокислот навіть у тому випадку, якщо білки попередньо не піддавалися дії пепсину у шлунку. Тому хворі після операції часткового чи повного видалення шлунка зберігають здатність засвоювати білки їжі.

Механізм перетравлення складних білків

Білкова частина складних білків перетравлюється так само, як і найпростіших білків. Простетичні групи їх гідролізують залежно від будови. Вуглеводний та ліпідний компоненти після відщеплення їх від білкової частини гідролізуються амілолітичними та ліполітичними ферментами. Порфириновая група хромопротеїдів не розщеплюється.

Цікавим є процес розщеплення нуклеопротеїдів, на які багаті деякі продукти харчування. Нуклеїновий компонент відокремлюється від білка у кислому середовищі шлунка. У кишечнику полінуклеотиди гідролізуються за допомогою нуклеазу кишечника і підшлункової залози.

РНК та ДНК гідролізуються під дією панкреатичних ферментів - рибонуклеази (РНКази) та дезоксирибонуклеази (ДНКази). Панкреатична РНКаза має рН оптимум близько 7,5. Вона розщеплює внутрішні міжнуклеотидні зв'язки РНК. При цьому утворюються більш короткі фрагменти полінуклеотиду та циклічні 2,3-нуклеотиди. Циклічні фосфодіефірні зв'язки гідролізуються тією ж РНКазою або кишковою фосфодіестеразою. Панкреатична ДНКаза гідролізує міжнуклеотидні зв'язки в ДНК, що надходить з їжею.

Продукти гідролізу полінуклеотидів - мононуклеотиди піддаються дії ферментів кишкової стінки: нуклеотидази та нуклеозидази:

Ці ферменти мають відносну групову специфічність і гідролізують як рибонуклеотиди і рибонуклеозиди, так і дезоксирибонуклеотиди і дезоксирибонуклеозиди. Всмоктуються нуклеозиди, азотисті основи, рибоза або дезоксирибозу, Н3РО4.