Тонкий кишечник

Тонкий кишечник

Тонкий кишечник принято разделять на двенадцатиперстную, тощую и тонкую кишки.

Академик А. М. Уголев назвал двенадцатиперстную кишку «гипоталамо-гипофизарной системой брюшной полости». В ней продуцируются следующие факторы, которые регулируют энергообмен организма и аппетит.

1. Переход от желудочного пищеварения к кишечному. Вне пищеварительного периода содержание двенадцатиперстной кишки имеет слабощелочную реакцию.

2. В полость двенадцатиперстной кишки открывается несколько важных пищеварительных протоков от печени и поджелудочной железы и свои собственные бруннеровские и либеркюновы железы, расположенные в толще слизистой оболочки.

3. Три основных типа пищеварения: полостное, мембранное и внутриклеточное под действием секретов поджелудочной железы, желчи и собственных соков.

4. Всасывание питательных веществ и выделение из крови некоторых ненужных.

5. Выработка кишечных гормонов и биологически активных веществ, оказывающих как пищеварительные, так и непищеварительные эффекты. Например, в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки образуются гормоны: секретин возбуждает секрецию поджелудочной железы и желчи; холецистокинин стимулирует моторику желчного пузыря, открывает желчный проток; вилликинин возбуждает моторику ворсинок тонкого кишечника и т. д.

Тощая и тонкая кишки имеют длину около 6 м. Железы выделяют до 2 л сока в сутки. Общая поверхность внутренней оболочки кишечника с учетом ворсинок – около 5 м², что примерно в три раза больше наружной поверхности тела. Вот почему здесь происходят процессы, требующие большого количества свободной энергии, то есть связанные с ассимиляцией (усвоением) пищи – полостное и мембранное пищеварение, а также всасывание.

Тонкий кишечник – важнейший орган внутренней секреции. В нем обнаружено 7 типов различных эндокринных клеток, каждая из которых продуцирует определенный гормон.

Стенки тонкого кишечника имеют сложное строение. Клетки слизистой имеют до 4000 выростов – микроворсинок, которые образуют довольно плотную «щетку». На 1 мм² поверхности кишечного эпителия их около 50-200 миллионов! Подобная структура – ее называют щеточной каймой – не только резко увеличивает всасывающую поверхность кишечных клеток (в 20–60 раз), но и определяет многие функциональные особенности протекающих на ней процессов.

В свою очередь поверхность микроворсинок покрыта гликокаликсом. Он состоит из многочисленных тонких извилистых нитей, образующих дополнительный предмембранный слой, который заполняет поры между микроворсинками. Эти нити являются продуктом деятельности кишечных клеток (энтероцитов) и «растут» из мембран микроворсинок. Диаметр нитей составляет 0,025-0,05 мкм, а толщина слоя по внешней поверхности кишечных клеток – примерно 0,1–0,5 мкм.

Гликокаликс с микроворсинками играет роль пористого катализатора, его значение состоит в том, что он увеличивает активную поверхность. Кроме того, микроворсинки участвуют в переносе веществ в процессе работы катализатора в тех случаях, когда поры имеют приблизительно те же размеры, что и молекулы. К тому же микроворсинки способны сокращаться и расслабляться в ритме 6 раз в минуту, что увеличивает скорость как пищеварения, так и всасывания. Гликокаликс характеризуется значительной водной проницательностью (гидрофильностью), придает процессам переноса направленный (векторный) и отборочный (селективный) характер, а еще снижает поток антигенов и токсинов во внутреннюю среду организма.

Пищеварение в тонком кишечнике. Процесс пищеварения в тонком кишечнике сложен и легко нарушим. С помощью полостного пищеварения осуществляются главным образом начальные стадии гидролиза белков, жиров, углеводов и других нутриентов (пищевых веществ). В щеточной кайме протекает гидролиз молекул (мономеров). На мембране микроворсинок идут заключительные стадии гидролиза с последующим всасыванием.

Каковы же особенности этого пищеварения?

1. Высокая свободная энергия появляется на границе сред вода – воздух, масло – вода и т. д. Благодаря большой поверхности тонкого кишечника здесь происходят мощнейшие процессы, поэтому требуется большое количество свободной энергии.

Состояние, в котором находится вещество (пищевая масса), на границе фаз (около щеточной каймы в порах гликокаликса) отличается от состояния этого вещества в объеме (в полости кишки) по многим признакам, в частности по уровню энергии. Как правило, поверхностные молекулы пищи обладают большей энергией, чем в глубине фазы.

2. Органические вещества (пища) уменьшают поверхностное натяжение и, следовательно, собираются на границе фаз. Создаются благоприятные условия для перехода пищевых веществ из середины химуса (пищевой массы) на поверхность кишечника (кишечной клетки), то есть от полостного к мембранному пищеварению.

3. Избирательное разделение положительно и отрицательно заряженных пищевых веществ на границе фаз приводит к возникновению значительного фазового потенциала, при этом молекулы на границе поверхности в большинстве находятся в ориентированном состоянии, а в глубине – в хаотическом.

4. Ферментативные системы, которые обеспечивают пристеночное пищеварение, включены в состав мембран клеток в виде упорядоченных в пространстве систем. Отсюда ориентированные нужным образом молекулы мономеров пищи благодаря наличию фазового потенциала направляются на активный центр ферментов.

5. На заключительной стадии пищеварения, когда образуются мономеры, доступные бактериям, населяющим полость кишки, оно происходит в ультраструктурах щеточной каймы. Бактерии туда не проникают: их размер – несколько микрон, а размер щеточной каймы гораздо меньше – 100–200 ангстрем. Щеточная кайма выполняет функции своеобразного бактериального фильтра. Таким образом, заключительные этапы гидролиза и начальные этапы всасывания происходят в стерильных условиях.

6. Интенсивность мембранного пищеварения изменяется в широких пределах и зависит от скорости движения жидкости (химуса) относительно поверхности слизистой тонкого кишечника. Поэтому нормальная моторика кишечника играет чрезвычайную роль в поддержании высокой скорости пристеночного пищеварения. Если даже ферментативный слой и сохранен, то слабость перемешивающих движений тонкой кишки или слишком быстрое прохождение пищи через нее уменьшает пристеночное пищеварение.

Вышеуказанные механизмы способствуют тому, что с помощью полостного пищеварения осуществляются главным образом начальные стадии расщепления белков, жиров, углеводов и других пищевых веществ. В щеточной кайме протекает расщепление молекул (мономеров), то есть промежуточный этап. На мембране микроворсинок идут заключительные стадии расщепления с последующим всасыванием.

Чтобы пища в тонкой кишке перерабатывалась эффективно, количество пищевой массы должно быть хорошо сбалансировано со временем ее движения вдоль всей кишки. В связи с этим пищеварительные процессы и всасывание питательных веществ распределены на всем протяжении тонкой кишки неравномерно, соответственно расположены и ферменты, перерабатывающие те или иные компоненты пищи. Так, жир, находящийся в пище, значительно влияет на всасывание и усвоение пищевых веществ в тонком кишечнике.