14.8. ВСАСЫВАНИЕ
14.8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВСАСЫВАНИЯ
Всасывание - физиологический процесс переноса веществ из просвета пищеварительного тракта в кровь и лимфу. Следует отметить, что транспорт веществ через слизистую оболочку пищеварительного тракта постоянно происходит и из кровеносных капилляров в полость пищеварительного тракта. Если преобладает транспорт веществ из кровеносных капилляров в просвет пищеварительного тракта, результирующим эффектом двух разнонаправленных потоков является секреция, а если доминирует поток из полости пищеварительного тракта, - всасывание.
Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного тракта, но с разной интенсивностью в различных его отделах. В ротовой полости всасывание выражено незначительно ввиду кратковременности пребывания в ней пищи. Однако всасывающая способность слизистой оболочки рта отчетливо проявляется по отношению к некоторым веществам, в том числе лекарственным, что широко используется в клинической практике. Слизистая оболочка в области дна рта и нижней поверхности языка истончена, имеет богатое кровоснабжение, а всасывающиеся вещества поступают сразу в системный кровоток. В желудке всасываются вода и
растворимые в ней минеральные соли, алкоголь, глюкоза и в небольшом количестве аминокислоты. Основным отделом пищеварительного тракта, где происходит всасывание воды, минеральных веществ, витаминов, продуктов гидролиза пищевых веществ, является тонкая кишка. В этом отделе пищеварительного тракта исключительно высока скорость переноса питательных веществ. Уже через 1-2 мин после поступления пищевых субстратов в кишку питательные вещества появляются в крови, оттекающей от слизистой оболочки, а через 5-10 мин их концентрация в крови достигает максимальных значений. Часть жидкости (около 1,5 л) вместе с химусом поступает в толстую кишку, где почти полностью всасывается.
Строение тонкой кишки приспособлено для выполнения всасывательной функции. У человека поверхность слизистой оболочки тонкой кишки возрастает в 600 раз за счет круговых складок, ворсинок и микроворсинок и достигает 200 м 2 . Всасывание питательных веществ происходит главным образом в верхней части кишечных ворсинок. Существенное значение для транспорта питательных веществ имеют особенности организации микроциркуляции ворсинок. В основе кровоснабжения кишечных ворсинок лежит густая сеть капилляров, расположенных непосредственно под базальной мембраной. Характерными особенностями микроциркуляторного русла ворсинок являются высокая степень фенестрирования эндотелия капилляров и большой размер пор, что позволяет проникать через них довольно крупным молекулам. Фенестры располагаются в зоне эндотелия, обращенной к базальной мембране, что облегчает обмен между сосудами и межклеточными пространствами эпителия. После приема пищи кровоток возрастает на 30-130 %, причем повышенный приток крови всегда направлен к тому участку кишечника, где в данный момент находится основная масса химуса.
Всасыванию в тонкой кишке способствует также сокращение ее ворсинок. Благодаря ритмическим сокращениям кишечных ворсинок улучшается контакт их поверхности с химусом, а лимфа выдавливается из слепых концов лимфатических капилляров, что создает присасывающее действие центрального лимфатического сосуда.
У взрослого человека каждая кишечная клетка обеспечивает питательными веществами примерно 100 000 других клеток организма. Это предполагает высокую активность энтероцитов в гидролизе и всасывании пита-
тельных веществ. Всасывание веществ в кровь и лимфу осуществляется с помощью всех видов первичного и вторичного механизмов транспорта.
14.8.2. ВСАСЫВАНИЕ ВОДЫ, МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ И УГЛЕВОДОВ
А. Всасывание воды осуществляется согласно закону осмоса. Вода поступает в пищеварительный тракт в составе пищи и жидкостей (2-2,5 л), секретов пищеварительных желез (6-8 л), а выводится с калом всего 100- 150 мл воды. Весь остальной объем воды всасывается из пищеварительного тракта в кровь, небольшое количество - в лимфу. Всасывание воды начинается в желудке, но наиболее интенсивно оно происходит в тонкой и толстой кишке (за сутки около 9 л). Около 60 % воды всасывается в двенадцатиперстной кишке и около 20 % в подвздошной кишке. Слизистая оболочка верхних отделов тонкой кишки хорошо проницаема для растворенных веществ. Эффективный размер пор в этих отделах составляет около 0,8 нм, тогда как в подвздошной и толстой кишке - соответственно 0,4 и 0,2 нм. Поэтому, если осмолярность химуса в двенадцатиперстной кишке отличается от осмолярности крови, то данный параметр выравнивается в течение нескольких минут.
Вода легко проходит через клеточные мембраны из полости кишечника в кровь и обратно в химус. Благодаря таким перемещениям воды содержимое кишечника изото-нично по отношению к плазме крови. При поступлении в двенадцатиперстную кишку гипотонического химуса, обусловленного приемом воды или жидкой пищи, вода поступает в кровь, пока содержимое кишечника не станет изоосмотичным плазме крови. Напротив, при поступлении из желудка в двенадцатиперстную кишку гипертонического химуса вода переходит из крови в просвет кишки, благодаря чему содержимое также становится изотоничным плазме крови. В процессе дальнейшего продвижения по кишечнику химус остается изоосмотичным плазме крови. Вода перемещается в кровь вслед за осмотически активными веществами (ионы, аминокислоты, глюкоза).
Б. Всасывание минеральных солей. Всасывание ионов натрия в кишечнике происходит очень эффективно: из 200-300 ммоль Na + , ежедневно поступающих в кишечник с пищей, и 200 ммоль, содержащихся в составе пищеварительных соков, с калом выделяется
лишь 3-7 ммоль. Основная часть ионов натрия всасывается в тонкой кишке. Концентрация ионов натрия в содержимом двенадцатиперстной и тощей кишки близка к их концентрации в плазме крови. Несмотря на это, происходит постоянное всасывание Na + в тонкой кишке.
Перенос Na + из полости кишечника в кровь может осуществляться как через кишечные эпителиоциты, так и по межклеточным каналам. Na + поступает из просвета кишки в цитоплазму через апикальную мембрану энтероцитов согласно электрохимическому градиенту (электрический заряд цитоплазмы энтероцитов равен 40 мВ относительно наружной стороны апикальной мембраны). Перенос ионов натрия из энтероцитов в интерстиций и кровь осуществляется через базолатеральные мембраны энтероцитов с помощью локализованного там Na/K-насоса. Ионы Na + , K + и СГ перемещаются также по межклеточным каналам согласно законам диффузии.
В верхнем отделе тонкой кишки СГ всасывается очень быстро, главным образом согласно электрохимическому градиенту. В связи с этим отрицательно заряженные ионы хлора движутся от отрицательного полюса к положительному и поступают в интерсти-циальную жидкость вслед за ионами натрия.
НСОз, содержащиеся в составе панкреатического сока и желчи, абсорбируются непрямым путем. При всасывании Na + в просвет кишки секретируется Н + в обмен на Na + . Ионы водорода с НСО^ образуют Н 2 СО 3 , которая под действием карбоангидразы превращается в Н 2 О и СО 2 . Вода остается в кишечнике как часть химуса, а двуокись углерода абсорбируется в кровь и выводится через легкие.
Всасывание ионов кальция и других двухвалентных катионов в тонкой кишке происходит медленно. Са 2+ всасывается в 50 раз медленнее, чем Na + , но быстрее, чем другие двухвалентные ионы: магния, цинка, меди и железа. Поступающие с пищей соли кальция диссоциируют и растворяются в кислом содержимом желудка. Всасыванию подвергается лишь половина ионов кальция, преимущественно в верхнем отделе тонкого кишечника. При низких концентрациях Са 2+ всасывается путем первичного транспорта. В переносе Са 2+ через апикальную мембрану энтеро-цита участвует специфический Са 2+ -связы-вающий белок щеточной каймы, а транспорт через базолатеральные мембраны осуществляется с помощью локализованного там кальциевого насоса. При высокой концент-
рации Са 2+ в химусе он транспортируется путем диффузии. В регуляции всасывания в кишечнике ионов кальция важную роль играют паратгормон и витамин D. Стимулируют всасывание Са 2+ желчные кислоты.
Всасывание ионов магния, цинка и железа происходит в тех же отделах кишечника, что и Са 2+ , а Си 2+ , - преимущественно в желудке. Транспорт Mg 2+ , Zn 2+ и Cu 2+ происходит путем диффузии. Всасывание Fe 2+ осуществляется первично- и вторично-активно с участием переносчиков. При поступлении Fe 2+ в энтероцит они соединяются с апофер-ритином, в результате чего образуется ферри-тин, в форме которого железо депонирует в организме.
В. Всасывание углеводов. Полисахариды и дисахариды практически не всасываются в желудочно-кишечном тракте. Всасывание моносахаридов происходит в основном в тонкой кишке. С наибольшей скоростью всасывается глюкоза, а в период питания молоком матери - галактоза.
Поступление моносахаридов из полости тонкой кишки в кровь может осуществляться различными путями, однако при всасывании глюкозы и галактозы основную роль играет натрийзависимый механизм. В отсутствие Na + глюкоза переносится через апикальную мембрану в 100 раз медленнее, а при отсутствии градиента концентрации ее транспорт, естественно, полностью прекращается. Глюкоза, галактоза, фруктоза, пентоза могут всасываться путем простой и облегченной диффузии в случае их высокой концентрации в просвете кишечника, какая обычно возникает при употреблении богатой углеводами пищи. Быстрее других моносахаридов всасывается глюкоза.
14.8.3. ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА БЕЛКОВ И ЖИРОВ
Продукты гидролитического расщепления белков - свободные аминокислоты, ди- и три-пептиды всасываются главным образом в тонкой кишке. Основная масса аминокислот всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишке (до 80-90 %). Только 10 % аминокислот достигает толстой кишки, где они расщепляются под действием бактерий.
Основным механизмом всасывания аминокислот в тонкой кишке является вторично-активный - натрийзависимый транспорт. Вместе с тем возможна и диффузия аминокислот согласно электрохимическому градиенту. Наличием двух механизмов транспорта
аминокислот объясняется тот факт, что D-аминокислоты всасываются в тонкой кишке быстрее, чем L-изомеры, поступающие в клетку путем диффузии. Между всасыванием различных аминокислот существуют сложные взаимоотношения, в результате которых транспорт одних аминокислот ускоряется, а других замедляется.
Интактные белковые молекулы в очень небольших количествах могут всасываться в тонком кишечнике путем пиноцитоза (эндо-цитоза). Эндоцитоз, по-видимому, не имеет существенного значения для усвоения белков, но может играть важную роль в переносе иммуноглобулинов, витаминов, ферментов из полости кишки в кровь. У новорожденных с помощью пиноцитоза происходит всасывание белков грудного молока. Таким путем в организм новорожденного с молоком матери поступают антитела, обеспечивающие невосприимчивость к инфекциям.
Всасывание продуктов расщепления жиров. Усвояемость жиров очень высока. В кровь всасывается свыше 95 % триглицеридов и 20-50 % холестерина. У человека при обычной диете с калом выделяется до 5-7 г жира в сутки. Основная масса продуктов гидролиза жиров всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишке.
Образующиеся в результате взаимодействия моноглицеридов, жирных кислот при участии солей желчных кислот, фосфолипи-дов и холестерина смешанные мицеллы поступают на мембраны энтероцитов. Мицеллы в клетки не проникают, но их липидные компоненты растворяются в плазматической мембране и, согласно концентрационному градиенту, поступают в цитоплазму энтероцитов. Желчные кислоты мицелл, остающиеся в полости кишечника, транспортируются в подвздошную кишку, где подвергаются всасыванию по механизму первичного транспорта.
В кишечных эпителиоцитах происходит ресинтез триглицеридов из моноглицеридов и жирных кислот на микросомах эндоплазма-тического ретикулума. Из новообразованных триглицеридов, холестерина, фосфолипидов и гликопротеинов образуются хиломикро-ны - мельчайшие жировые частицы, заключенные в тончайшую белковую оболочку. Диаметр хиломикронов составляет 60-75 нм. Хиломикроны накапливаются в секреторных везикулах, которые сливаются с латеральной мембраной энтероцита, и через образующееся при этом отверстие выходят в межклеточное пространство, откуда по центральному лимфатическому и грудному протокам поступают в кровь. Основное количество жира
всасывается в лимфу. Поэтому через 3-4 ч после приема пищи лимфатические сосуды наполнены большим количеством лимфы, напоминающей молоко (млечный сок).
Жирные кислоты с короткими и средними цепями довольно хорошо растворимы в воде и могут диффундировать к поверхности энтероцитов, не образуя мицелл. Они проникают через клетки кишечного эпителия непосредственно в портальную кровь, минуя лимфатические сосуды.
Всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К) тесно связано с транспортом жиров в кишечнике. При нарушении всасывания жиров угнетаются всасывание и усвоение этих витаминов.
Вода начинает всасываться в желудке, но, так как она быстро переходит в кишечник, основное ее всасывание происходит в последнем. При этом всасываемая вода переходит в кровь.
Вода и минеральные соли жизненно важны для организма, но получить чистую воду с каждым годом становится все труднее. Одним из простых вариантов есть бутилированная вода с доставкой. Это даст возможность постоянно пить чистую воду, не тратя времени на ее получение.
Через кишечник могут всасываться огромные количества воды (у человека 15-20 л за сутки). Основным механизмом всасывания воды являются процессы осмоса, так как осмотическое давление крови выше осмотического давления химуса. При даче значительного количества плохо всасываемых солей, например, Na2SО4, MgSО4, осмотическое давление в кишечнике резко возрастает и вода переходит в него из крови. На этом отчасти основано послабляющее действие этих солей. Нельзя, однако, забывать, что содержание воды в кишечнике может возрастать не только вследствие диффузии из крови через кишечную стенку, но и вследствие усиления секреции кишечного сока.
Большинство веществ, которые всасываются из кишечника, переходят в кровь и лимфу в виде водных растворов. Если растворенное вещество всасывается быстро, то раствор становится гипотоническим и вода из кишки уходит тоже быстро. Если же всасывание растворенных веществ идет медленно, то вода удерживается в кишке солями, сохраняя осмотическое равновесие между кровью и содержимым кишки. Например, из изотонического раствора ксилозы (4,5%) вода не всасывается по истечении часа, хотя около половины сахара за это время исчезает. В просвет кишки быстро выходят большие количества воды и объем содержимого кишки увеличивается. Это показывает, что даже при изотонических растворах вода не может всасываться, если растворенные в ней вещества (в данном случае ксилоза) переходят в кровь медленнее, чем соли из крови в кишку. Быстрее всего, следовательно, всасывается вода из гипотонических растворов тех веществ, которые быстро диффундируют через кишечную стенку.
Всасывание солей щелочных металлов в кровь происходит через клетки эпителия кишечника, а не через межклеточные пространства. Чем больше скорость диффузии, тем скорее всасывается данный ион. Соли галоидоводородных кислот всасываются лучше, чем сернокислые или углекислые.
Соли, особенно хлористый натрий, при известных условиях могут поступать из крови в кишку, иногда в очень больших количествах, чем достигается выравнивание осмотического давления между содержимым кишки и кровью. Интенсивность всасывания раствора хлористого натрия возрастает с ростом концентрации до 1%. Всасывание прекращается, если концентрация раствора хлористого натрия возрастает до 1,5%. При этой и более высокой концентрации раствор хлористого натрия действует как возбудитель секреции кишечного сока.
Соли кальция всасываются лишь в сравнительно небольших количествах, так что сколько-нибудь резкого повышения содержания кальция в крови не происходит. В последние годы показано, что соли кальция всасываются лучше всего при одновременном приеме с пищей значительных количеств жира; при этом образуется растворимая соль кальция и жирной кислоты. Факты, полученные в опытах с применением изотопов, показали, что железо всасывается в значительных количествах только в том случае, если организм нуждается в нем.
1. Расскажите о строении желудка.
Желудок служит резервуаром для накопления и переваривания пищи. Внешне он напоминает большую грушу, вместимость его до 2–3 л. Форма и размеры желудка зависят от количества съеденной пищи. Желудок имеет тело, дно и пилорический отдел (отдел, граничащий с двенадцатиперстной кишкой), входное (кардия) и выходное (привратник) отверстия. Стенка желудка состоит из трех слоев: слизистого (слизистая оболочка собрана в складки, в которые открываются выводные протоки желез, вырабатывающих желудочный сок; также в слизистой имеются эндокринные клетки, продуцирующие гормоны, в частности гастрин), мышечного (три слоя мышечных клеток: продольного, циркулярного, косого), серозного.
2. Какие процессы происходят в желудке?
Под действием ферментов в желудке начинается переваривание белков. Этот процесс идёт постепенно, по мере того как пищеварительный сок пропитывает пищевой комок, проникая в его глубину. Этому способствует постоянное перемешивание пищи в желудке, благодаря попеременному сокращению различных мышечных волокон. В желудке пища задерживается до 4–6 ч и по мере превращения в полужидкую или жидкую кашицу и переваривания порциями проходит в кишечник.
3. Как происходит регуляция отделения желудочного сока?
Регуляция сокоотделения железами желудка происходит рефлекторным и гуморальным путями. Начинается она условным и безусловным сокоотделением при виде или запахе пищи и при попадании пищи в рот сразу после начала работы слюнных желез полости рта. Под действием симпатической нервной системы выделение пищеварительных соков усиливается, парасимпатической – уменьшается.
4. Что входит в состав желудочного сока?
Желудочный сок – это прозрачная жидкость, 0,25 % её объёма составляет соляная кислота (рН ≈ 2), муцины (защищают стенки желудка) и неорганические соли и непосредственно пищеварительные ферменты. Пищеварительные ферменты активизируются соляной кислотой. Это пепсин (расщепляет белки), желатиназа (расщепляет желатин), липаза (расщепляет жиры молока до глицерина и жирных кислот), химозин (створаживает казеин молока).
5. Известно, что в желудке перевариваются белки. Почему же стенки самого желудка не повреждаются?
От самопереваривания слизистую оболочку предохраняет слизь (муцин), обильно покрывающая стенки желудка.
6. Какие вещества перевариваются в двенадцатиперстной кишке?
В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока. Их ферменты расщепляют белки до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот и углеводы до глюкозы.
7. Используя дополнительные источники информации, а также рисунок «Движение крови в печени», объясните, как печень выполняет свою барьерную функцию.
В ворота печени входят печеночная артерия и воротная вена, которая собирает кровь от всех непарных органов брюшной полости. Кровь проходит через клетки печени – гепатоциты, собранные в печеночные ацинусы, в которых она очищается от токсических веществ, продуктов распада гемоглобина, некоторых микроорганизмов. Далее очищенная кровь собирается в печеночную вену, а остальное смешивается с секретом гепатоцитов (вместе они составляют желчь) и движется по желчным протокам, которые в воротах печени собираются в общий желчный проток. Далее желчь или непосредственно попадает в двенадцатиперстную кишку, или собирается в желчном пузыре и попадает в кишечник уже из пузыря по мере необходимости.
8. Какую роль играет желчь в процессе пищеварения?
Желчь повышает активность ферментов кишечного сока и поджелудочной железы, а также под её действием крупные капли жира распадаются на мелкие капли, что облегчает их переваривание. Также желчь активизирует процессы всасывания в тонком кишечнике; оказывает губительное действие на некоторые микроорганизмы; создает щелочную среду в кишечнике; усиливает двигательную активность (моторику) кишечника.
9. Какие этапы можно выделить в процессе пищеварения в тонкой кишке?
Процесс пищеварения в тонкой кишке состоит из трёх этапов: полостное пищеварение, пристеночное пищеварение и всасывание.
10. Что такое пристеночное пищеварение? В чём его значение?
Пристеночное пищеварение, второй этап процесса пищеварения, который идёт на самой поверхности слизистой оболочки кишки. Перевариванию с помощью соответствующих ферментов подвергаются пищевые частички, проникающие в пространства между ворсинками. Более крупные частицы сюда попасть не могут. Они остаются в полости кишки, где подвергаются воздействию пищеварительных соков и расщепляются до более мелких размеров. Процесс пристеночного пищеварения обеспечивает заключительную стадию гидролиза и переход к заключительной стадии пищеварения – всасыванию.
11. В чём значение маятникообразных движений тонкой кишки?
Тонкая кишка способна и к маятникообразным движениям за счёт попеременного удлинения и укорачивания кишки на определённом участке. Содержимое кишки при этом перемешивается и передвигается в обоих направлениях.
12. Какое значение имеет складчатость внутренней стенки тонкого кишечника?
Благодаря складчатости резко увеличивается площадь поверхности слизистой оболочки кишки, поэтому здесь происходит почти полная обработка пищи.
13. Куда впадает проток поджелудочной железы? Какова роль ферментов, выделяемых ею?
Проток поджелудочной железы также как и общий желчный проток открываются в большом дуоденальном сосочке на боковой стенке двенадцатиперстной кишки. В поджелудочной железе вырабатываются следующие пищеварительные ферменты: трипсин, химотрипсин, эластаза (расщепляют белки до пептидов и аминокислот); амилаза (переводит углеводы в глюкозу); липаза (расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот); нуклеазы (расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов).
14. В чём суть всасывания? Где происходит основное всасывание питательных веществ; воды?
Всасывание – это процесс перехода питательных веществ из кишечника в кровеносные сосуды; сложный физиологический процесс, в основе которого лежат явления фильтрации, диффузии и некоторые другие. Всасывание происходит в стенке тонкого и толстого кишечника. Стенки ворсинок тонкого кишечника покрыты однослойным эпителием, под которым расположены сети кровеносных и лимфатических капилляров и нервные волокна с нервными окончаниями. Между растворённым питательным веществом в полости кишки и кровью существует лишь тончайшая преграда из двух слоёв клеток – стенок кишки и капилляров. Клетки кишечного эпителия активны. Одни вещества они пропускают (только в одном направлении), другие – нет.
15. Назовите конечные продукты расщепления белков, жиров и углеводов. Что из них всасывается в кровь, а что – в лимфу?
Белки в нашем организме расщепляются до аминокислот, углеводы – до глюкозы, жиры – до глицерина и жирных кислот. Продукты расщепления глюкоза, аминокислоты, растворы минеральных солей непосредственно всасываются в кровь. В клетках организма эти вещества превращаются в белки и углеводы, свойственные человеку. Жирные кислоты и глицерин всасываются в лимфатические капилляры.
Из тонкого кишечника ежедневно всасываются несколько сотен граммов углеводов, 100 г или более жира, 50-100 г аминокислот, 50-100 г ионов и 7-8 л воды. Всасывающая способность тонкого кишечника в норме гораздо больше, вплоть до нескольких килограммов в сутки: 500 г жира, 500-700 г белка и 20 л или более воды. Толстый кишечник может всасывать дополнительно воду и ионы, даже некоторое количество питательных веществ.
Изотоничное всасывание . Вода проходит через кишечную мембрану полностью посредством диффузии, которая подчиняется обычным законам осмоса. Следовательно, когда химус достаточно разбавлен, вода всасывается ворсинками слизистой кишечника в кровь практически исключительно осмосом.
И наоборот, вода может транспортироваться в обратном направлении из плазмы в химус . В особенности это происходит при попадании гипертонического раствора из желудка в двенадцатиперстную кишку. Чтобы сделать химус изотоничным плазме, необходимое количество воды с помощью осмоса в течение нескольких минут будет перемещено в просвет кишечника.
Физиология всасывания ионов в кишечнике
Активный транспорт натрия . В состав кишечного секрета ежедневно выделяется 20-30 г натрия. Помимо этого ежедневно человек в среднем съедает 5-8 г натрия. Таким образом, чтобы предотвратить прямую потерю натрия с фекалиями, в сутки в кишечнике должно всасываться 25-35 г натрия, что равно приблизительно 1/7 всего натрия, находящегося в организме.
В ситуациях, когда значительное количество кишечного секрета выводится наружу, например при крайней степени диареи, запасы натрия в организме могут истощаться, достигая в течение нескольких часов смертельно опасного уровня. Обычно с фекалиями ежедневно теряется менее 0,5% кишечного натрия, т.к. он быстро всасывается слизистой кишечника. Натрий также играет важную роль во всасывании Сахаров и аминокислот, что мы увидим в дальнейших обсуждениях.
Основной механизм всасывания натрия из кишечника представлен на рисунке. Принципы этого механизма, в основном аналогичны всасыванию натрия из желчного пузыря и почечных канальцев.
Движущая сила для всасывания натрия обеспечивается активным выведением натрия с внутренней стороны эпителиальных клеток через базальную и боковые стенки этих клеток в межклеточное пространство. На рисунке это обозначено широкими красными стрелками. Этот активный транспорт подчиняется обычным законам активного транспорта: ему необходима энергия, и энергетические процессы катализируются в клеточной мембране аденозинтрифосфатаза-зависимыми ферментами. Часть натрия всасывается вместе с ионами хлора; к тому же отрицательно заряженные ионы хлора пассивно притягиваются положительно заряженными ионами натрия.
Активный транспорт натрия сквозь базолатеральную мембрану клеток снижает концентрацию натрия внутри клетки до низких значений (около 50 мэкв/л), что также показано на рисунке. Из-за того, что концентрация натрия в химусе в норме составляет около 142 мэкв/л (т.е. приблизительно равна содержанию в плазме), натрий движется внутрь по этому крутому электрохимическому градиенту из химуса через щеточную каемку в цитоплазму эпителиальных клеток, что обеспечивает основной транспорт ионов натрия эпителиальными клетками в межклеточное пространство.
Осмос воды . Следующий шаг в процессах транспорта - это осмос воды в межклеточное пространство. Он происходит потому, что создается высокий осмотический градиент из-за повышенной концентрации ионов в межклеточном пространстве. Большая часть осмоса осуществляется через плотные контакты апикальной каймы эпителиальных клеток, а также через сами клетки. Осмотическое движение воды создает поток жидкости через межклеточное пространство. В итоге вода оказывается в циркулирующей крови ворсинок.
Вода поступает в желудочно-кишечный тракт в составе пищи и выпиваемых жидкостей (2-2,5 л), секретов пищеварительных желез (6-7 л), выводится же с калом в сутки 100-150 мл воды. Все остальное количество воды всасывается из пищеварительного тракта в кровь, небольшое количество - в лимфу. Всасывание воды начинается в желудке, но наиболее интенсивно оно происходит в тонкой и особенно толстой кишке - за сутки около 8 л. Движение воды через слизистую всегда сопряжено с переносом растворенных в ней веществ - несущих и не несущих заряда.
Всасывание некоторого количества воды происходит по осмотическому градиенту, но возможно и при отсутствии разности осмотического давления. Основное количество воды всасывается из изотонических растворов кишечного химуса, так как в кишечнике гипер- и гипотонические растворы достаточно быстро концентрируются или разводятся. Абсорбция воды из изотонических и гипертонических растворов требует затраты энергии. Вода следует за осмотически активными молекулами и ионами. К их числу относятся ионы минеральных солей, молекул моносахаридов, аминокислот и олигопептидов. Наиболее интенсивное всасывание натрия и воды в кишке происходит при рН 6,8 (при рН 3,0 всасывание воды прекращается).
Всасывание воды регулируется гормонами желез внутренней секреции. Адренокортикотропный гормон усиливает всасывание воды и хлоридов, не влияя на всасывание глюкозы; тироксин повышает всасывание воды, глюкозы и липидов. Некоторые гастроинтестинальные гормоны: гастрин, секретин, холецистокинин, вазоинтестинальный полипептид, бомбезин, серотонин - снижают всасывание воды.
Всасывание ионов натрия. За сутки в желудочно-кишечном тракте всасывается более 1 моля хлорида натрия. В желудке человека натрий почти не всасывается, но этот процесс интенсивно осуществляется в толстой и подвздошной кишке. В тощей кишке его интенсивность значительно меньше. Ионы натрия переносятся из полости тонкой кишки в кровь через кишечные эпителиоциты и по межклеточным каналам. Поступление Na + в эпителиоцит происходит по электрохимическому градиенту пассивным путем. Имеется также система транспорта Na + , сопряженная с транспортом сахаров и аминокислот, возможно, с Сl - и НСОз - . Ионы натрия из эпителиоцитов через их базолатеральные мембраны активно транспортируются в межклеточную жидкость, кровь и лимфу. Интенсивность всасывания натрия зависит от рН кишечного содержимого, гидратации организма и содержания в нем этого элемента. Транспорт Na + по межклеточным каналам совершается пассивно по градиенту концентрации.
В различных отделах кишечника транспорт Na + имеет особенности. В толстой кишке его всасывание не зависит от наличия сахаров и аминокислот, а в тонкой кишке - зависит от этих веществ. В тонкой кишке перенос Na + и Сl - сопряжен, в толстой кишке идет обмен всасывающегося Na + на К + . При снижении содержания в организме натрия его всасывание кишечником резко увеличивается. Усиление всасывания натрия происходит под влиянием гормонов гипофиза и надпочечников, угнетение - под влиянием гастрина, секретина и холецистокинина.
Всасывание ионов калия. Ионы калия всасываются в основном в тонкой кишке преимущественно за счет пассивного транспорта по градиенту концентрации, поскольку концентрация ионов К + в клетке равна 14 мМ, а в плазме - 4 мМ. В процессе всасывания К + роль активного транспорта мала, и он, по-видимому, сопряжен с транспортом Na + в базолатеральных мембранах эпителиоцитов.
Всасывание ионов хлора происходит в желудке, наиболее активно - в подвздошной кишке по типу активного и пассивного транспорта. Пассивный транспорт Сl - сопряжен с транспортом Na + . Активный транспорт Сl - осуществляется через апикальные мембраны, он сопряжен с транспортом Na + или обменом Сl - на НСОз - .
Всасывание ионов Са 2+ осуществляет специальная транспортная система, которая включает Са 2+ -связывающий белок щеточной каймы энтероцита и кальциевый насос базолатеральной части мембраны. Этим и объясняется относительно высокая скорость всасывания Са 2+ (в сравнении с другими двухвалентными ионами). При значительной концентрации Са 2+ в химусе объем его всасывания возрастает за счет механизма диффузии. Всасывание Са 2+ усиливается под влиянием паратгормона, витамина D и желчных кислот.
Всасывание Fe 2+ осуществляется с участием переносчика. В энтероците Fe 2+ вступает в соединение с апоферритином, образуя ферритин. В составе ферритина железо и используется в организме.
Марганец в основном всасывается в двенадцатиперстной и тощей кишках путем облегченной диффузии. Магний также наиболее интенсивно всасывается в верхних отделах тонкого кишечника путем активного транспорта при низких концентрациях катиона в химусе, и путем простой диффузии - при его высоких концентрациях. В верхнем отделе тонкого кишечника всасывается и цинк по градиенту концентрации. Медь всасывается преимущественно в желудке и верхних отделах тонкого кишечника в основном по механизму пассивного транспорта и незначительная часть - активным путем вместе с аминокислотами в виде комплексов.