Механизмы всасывания. Виды всасывания. Виды транспорта веществ через мембрану. Особенности всасывания углеводов, белков, жиров.

 

· Механизмы всасывания.

Облегчённая диффузия – это диффузия веществ с участием переносчиков, но без затраты АТФ.
Кроме этих механизмов всасывание может протекать при участии пиноцитоза.

Для первично активного транспорта энергия извлекается непосредственно при расщеплении аденозинтрифосфата или некоторых других высокоэнергетических фосфатных соединений. Вторично активный транспорт обеспечивается вторичной энергией, накопленной в форме разности концентраций побочных веществ, молекул или ионов, по обе стороны клеточной мембраны, созданной первоначально первично активным транспортом.

· Виды всасывания и виды транспорта веществ через мембрану

Всасывание – это процесс перехода веществ из наружной или внутренней среды через слой клеток в кровь или лимфу.
Всасывание бывает (рис.44):
1) трансмембранное;
2) трансцеллюлярное;
3) парацеллюлярное.
Все мембраны обладают избирательной проницаемостью. Если вещества поступают из кишечника в кровь или лимфу, то это всасывание вещества. Если вещества выходят из крови, при участии эпителиоцитов кишечника, то это называется экскрецией.

Рис.44. Виды всасывания.

 

· Всасывание углеводов

Всасывание углеводов. Углеводы всасываются в виде моносахаров, небольшая часть всасывается в виде дисахаров, а крупные углеводные молекулы почти не всасываются.
1. Небольшое количество углеводов всасывается в результате простой диффузии растворенных в воде молекул через поры в слизистой кишечника.
2. Транспорт моносахоридов избирательный, т.е. одни моносахара хорошо всасываются, а другие нет. Если скорость всасывания глюкозы принять за 1, то скорость всасывания других веществ будет следующей:
• галактоза – 1,1;
• фруктоза – 0,4;
• маноза – 0,2;
• ксилоза – 0,15;
• арабиноза – 0,1.
Механизм всасывания глюкозы и галактозы. Транспорт глюкозы и галактозы прекращается, когда блокируется активный транспорт натрия. Это связано с тем, что глюкоза (галактоза) и Nа⁺ связывается с одним и тем же белком переносчиком. Благодаря тому, что концентрация Nа⁺ внутри клеток низкая, а снаружи клетки высокая, натрий поступает внутрь клетки по градиенту концентрации. Энергия градиента концентрации этих ионов используется для переноса глюкозы и галактозы внутрь энтероцита. В свою очередь градиент концентрации ионов Nа⁺ создаётся благодаря работе Nа⁺- К⁺ насоса, расположенного в латеральной мембране энтероцита. Такой механизм называется вторично-активным транспортом.
Механизм всасывания фруктозы. Фруктоза в большей степени всасывается посредством облегченной диффузии, чем вторично-активного транспорта. Затем внутри эпителиоцита фруктоза частично превращается в глюкозу, а остальная часть фруктозы фосфорилируется и затем превращается в глюкозу и после этого поступает в кровь.
Максимальная скорость всасывания глюкозы в кишечнике 120 г/час.

· Всасывание белков

Белки всасываются в виде аминокислот, однако, часть белков может всасываться в виде дипептидов и трипептидов, и в энтероците расщепляться до аминокислот (при помощи цитозольных пептидов), которые через базальную мембрану попадают в кровь.
Основной механизм всасывания аминокислот – это зависимый от Nа⁺ вторично-активный транспорт. Большинство пептидов и аминокислот специфически связываются со специфическим транспортным белком, к которому также присоединяются ионы Nа⁺. Транспортные белки еще не выделены. Известно, что существует несколько систем аминокислотного транспорта:
• для нейтральных аминокислот (аргинин, лизин, цистеин, орнитин);
• для дикарбоновых аминокислот (глютаминова и аспарагиновая кислоты);
• для иминокислот;
• для глицина, пролина, гидроксипролина.
Благодаря наличию специальных транспортеров наблюдается феномен их насыщения, т.е. при некотором увеличении концентрации аминокислот увеличивается скорость их всасывания, однако, дальнейшее увеличение их концентрации не влияет на скорость всасывания.
Некоторые аминокислоты не требуют присутствия Nа⁺ для их всасывания. Они всасываются по механизму облегченной диффузии.
Аминокислоты быстро всасываются в 12-перстной кишке, тощей кишке и медленнее всасываются в подвздошной кишке.
Приблизительно 50% всосавшихся аминокислот получены при расщеплении белка пищи, 25% – от десквамированного эпителия и только 2-5% белков ускользает от переваривания в тонком кишечнике. Некоторые из белков попадают в толстый кишечник и там окончательно перевариваются под влиянием бактерий.
У новорожденных детей возможно всасывание непереваренных белков. Так всасываются антитела из материнского молока. Эти антитела вносят вклад в пассивный иммунитет ребенка. Всасывание крупных молекул происходит при помощи эндоцитоза и последующего экзоцитоза. Благодаря этой особенности у новорожденных детей часто возможно развитие аллергических реакций.

· Всасывание жиров

Первая ступень переваривания жиров заключается в том, что жировые капли расщепляются на частицы маленького размера. Это называется эмульгированием жира и этот процесс протекает при участии желчных солей и фосфолипида лецитина.
Переваривание жира в кишечнике происходит при помощи панкреатической липазы. Большинство триглицеридов, содержащихся в продуктах питания, расщепляется на свободные жирные кислоты и моноглицериды и лишь небольшая часть остаётся в форме диглицеридов.
Формирование мицелл. Гидролиз триглицеридов – это регулируемый по принципу обратной связи процесс. Следовательно, накопление моноглицеридов и свободных жирных кислот вблизи перевариваемого жира блокирует дальнейшее переваривание жира. Удаление продуктов переваривания жира происходит следующим образом: желчные соли обладают высокой способностью образовывать мицеллы. Молекулы жирных кислот соединяются вместе и образуют маленькую жировую глобулу в середине мицеллы, а полярные части выступают наружу и позволяют мицелле быть растворимой в воде.
По мере образования в процессе пищеварения триглицеридов и жирных кислот, они растворяются в центральной жировой части мицеллы. Это приводит к быстрому удалению жирных кислот из места переваривания жира. Следовательно, процесс переваривания жира может протекать не ослабевая.
Мицеллы также действуют, как транспортная среда для жирных кислот и моноглицеридов. После переноса этих веществ в щёточную каёмку энтероцитов желчные соли вновь высвобождаютя назад в химус и вновь используются
Мицеллы имеют также большое значение во всасывании холестерина.
Всасывание жиров в кишечнике. В мицеллах моноглицериды и жирные кислоты переносятся на поверхность микроворсинок щёточной каёмки. В этой области жирные кислоты и моноглицериды проникают через мембрану энтероцитов в их цитоплазму. Оставшаяся желчнокислотная мицелла возвращается в химус и абсорбирует новые жирные кислоты и моноглицериды и снова подходит к эпителиальным клеткам. Следовательно, желчные кислоты выполняют роль переносчиков. При наличии достаточного количества желчных кислот 97% жира всасывается, если желчных кислот нет, то всасывается только 50-60% жира.
После проникновения путём диффузии жирных кислот и моноглицеридов внутрь эпителиальной клетки, они захватываются гладким эндоплазматическим ретикулумом и здесь вновь собираются в триглицериды. Однако, небольшая часть моноглицеридов при помощи эпителиальной липазы распадается на глицерин и жирную кислоту. Эти жирные кислоты поступают в эндоплазматический ретикулум, где они соединяются с глицерином, который синтезируется из альфа-глицерофосфата в энтероците.
Образование хиломикронов. После образования триглицеридов в эндоплазматическом ретикулуме, они склеиваются друг с другом, образуя глобулы. В эти глобулы проникает холестерин, всосавшиеся фосфолипиды и небольшое количество вновь синтезированного холестерина и фосфолипидов.. Небольшое количество бета-липопротеина, который также синтезируется эндоплазматическим ретикулумом, покрывает поверхность каждой глобулы. В таком виде глобулы путём экзоцитоза высвобождаются в пространство между клетками, после чего они проходят в лимфу. Эти частицы называют хиломикронами.
Всасывание жирных кислот в портальную кровь. Небольшое количество коротких жирных кислот всасывается прямо в кровь и не превращается в триглицериды. Это связано с тем, что короткие жирные кислоты неплохо растворяются в воде.

Выделение – определение, значение. Органы выделения, их участие в поддержании гомеостаза. Выделительные и невыделительные функции почек. Водные пространства организма и взаимосвязь водного и солевого обмена.