Анатомия и физиология тонкого кишечника

Тонкий кишечник является местом всасывания подавляющего большинства питательных веществ в кровь. В процессе переноса химуса вдоль кишечника большие макромолекулы расщепляются на более мелкие составляющие, которые могут транспортироваться через слой эпителия. К моменту попадания в тонкий кишечник, пища превращается в жидкую массу (химус) посредством пережевывания в ротовой полости и измельчения в желудке. Оказавшись в кишечнике, эти макромолекулярные соединения подвергаются воздействию панкреатических ферментов и желчи, что позволяет расщепить соединения до молекул, пригодных к всасыванию. Последняя стадия пищеварения (всасывание) происходит на поверхности стенки тонкого кишечника.

Длина тонкого кишечника человека варьируется в пределах 2-6 м [13] в зависимости от возраста, пола, роста, веса и других факторов. Внешний радиус трубки кишечника изменяется от 5 см в верхних отделах до менее чем 2 см в нижних отделах.

Существует три отдела тонкого кишечника:

· двенадцатиперстная кишка: короткий отдел (примерно 5% от длины всей кишки), который является приемником комочков химуса из желудка; в ней происходит смешивание химуса с секретами из протоков поджелудочной железы и желчных протоков;

· тощая кишка составляет порядка 40%-50% от длины всего кишечника;

· подвздошная кишка имеет длину, составляющую 45-55% от общей длины кишечника.

Средняя площадь всасывающей поверхности тонкого кишечника порядка 200-250 м², что обуславливается наличием следующих анатомических особенностей в строении кишки:

· внутренняя поверхность кишечника разделена круговыми складками, которые не только увеличивают площадь поверхности, но и способствуют перемешиванию пищи, работая как перегородки;

· ворсинки слизистой оболочки являются маленькими выростами, простирающимися в полость кишечника, покрытыми эпителиальными клетками, как показано на рисунке (см. рисунок 4);

· в свою очередь, эпителиальные клетки покрыты, как щеточной каемкой, микроворсинками, что увеличивает площадь всасывающей поверхности каждой эпителиальной клетки (см. рисунок 4).

Рисунок 4. Строение ворсинок в тонком кишечнике. Взято из [27].

Всасывание в тонком кишечнике может происходить за счет самых разных механизмов: диффузии, диффузии через посредника, осмоса, активного транспорта.

Параметры модели

Все анатомические, физиологические и биохимические параметры, необходимые для математической формулировки модели, собраны в таблице (таблица 2).

Таблица 2. Параметры модели кишечного транспорта и всасывания

Название и обозначение параметра	Значение (человек)
Анатомо-физиологические параметры
Длина тонкого кишечника, L	285 см
Средний радиус кишечника, R 0	1.8 см
Средняя скорость течения в полости кишечника,	см/с
Объем плазмы крови,	3500 мл
Биохимические параметры (определяются процедурой идентификации для конкретного вещества)
Коэффициент эффективной диффузии в полости, D	см^2/с
Эффективная проницаемость эпителия, P	см/с
Скорость всасывания с поверхности, KA	см/с
Скорость распада в полости, KD	с^-1
Скорость распада в организме, KE	с^-1

Параметры, которые не подлежат определению с помощью установления соответствия модельной кривой и экспериментальных точек, взяты из [13], либо определены на основе данных, опубликованных в указанном источнике.