Ферменты тонкого кишечника и их функции

Строение и функции тонкого кишечника

Тонкий кишечник – это трубчатый орган пищеварительной системы, в котором продолжается превращение пищевого комка в растворимое соединение.

Строение органа

Тонкая кишка (intestinum tenue) отходит от желудочного привратника, образует множество петель и переходит в толстый кишечник. В начальном отделе окружность кишки 40–50 мм, в конце 20–30 мм, длина кишки может доходить до 5 метров.

Отделы тонкого кишечника:

• Двенадцатиперстная кишка (дуоденум) – самая короткая (25–30 см) и широкая часть. Имеет форму подковы, по длине сопоставима с шириной 12 пальцев, за счет чего и получила свое название;
• Тощая кишка (длина 2–2,5 метра);
• Подвздошная кишка (длина 2,5–3 метра).

Стенка тонкого кишечника состоит из следующих слоев:

• Слизистая оболочка – выстилает внутреннюю поверхность органа, 90% ее клеток составляют энтероциты, которые обеспечивают пищеварение и всасывание. Имеет рельеф: ворсинки, круговые складки, крипты (трубчатые выпячивания);
• Собственная пластина (подслизистый слой) – скопление жировых клеток, здесь же располагаются нервные и сосудистые сплетения;
• Мышечный слой – образован 2 оболочками: циркулярной (внутренней) и продольной (наружной). Между оболочками находится нервное сплетение, которое контролирует сокращение стенки кишки;
• Серозный слой – покрывает тонкий кишечник со всех сторон, за исключением дуоденума.

Кровоснабжение тонкого кишечника осуществляется за счет печеночной и брыжеечной артерий. Иннервация (снабжение нервными волокнами) происходит из сплетений вегетативной нервной системы брюшной полости и блуждающего нерва.

Процесс пищеварения

В тонкой кишке происходят следующие процессы пищеварения:

• Смешивание пищевого комка с кишечным соком, желчью, соком поджелудочной железы;
• Расщепление пищевой массы на мелкие фрагменты, более простые и растворимые формы, которые способны всасываться через кишечную стенку и кровоток;
• Всасывание переваренной пищи через стенку кишки в кровоток;
• Продвижение пищевой массы в толстый кишечник.

Ферменты

Для переваривания пищевого комка кишка вырабатывает следующие ферменты:

• Эрепсин – расщепляет пептиды до аминокислот;
• Энтерокиназа, трипсин, киназоген – расщепляют простые белки;
• Нуклеаза – переваривает сложные белковые соединения;
• Липаза – растворяет жиры;
• Лактоза, амилаза, мальтоза, фосфатаза – расщепляют углеводы.

Слизистая тонкого кишечника производит 1,5–2 литра сока в сутки, который состоит из:

• Дисахаридазы;
• Энтерокиназы;
• Щелочной фосфатазы;
• Нуклеазы;
• Катепсина;
• Липазы.

Тонкий кишечник вырабатывает следующие гормоны:

• Соматостотин – препятствует выделению гастрина (гормон, который усиливает выделение пищеварительных соков);
• Секретин – регулирует секрецию поджелудочной железы;
• Вазоинтестинальный пептид – стимулирует кроветворение, воздействует на гладкую мускулатуру в кишечнике;
• Гастрин – участвует в пищеварении;
• Мотилин – регулирует двигательную активность кишечника);
• Холецистокинин – вызывает сокращение и опорожнение желчного пузыря;
• Гастроингибирующий полипептид – тормозит выделение желчи.

Функции тонкого кишечника

К основным функциям органа относят:

• Секреторная: производит кишечный сок;
• Защитная: слизь, содержащаяся в кишечном соке, защищает стенки кишки от химических воздействий, агрессивных раздражителей;
• Пищеварительная: расщепляет пищевой комок;
• Моторная: за счет мышц происходит передвижение химуса (жидкое или полужидкое содержимое) по тонкой кишке, перемешивание с желудочным соком;
• Всасывающая: слизистая оболочка впитывает в себя воду, витамины, соли, питательные и лекарственные вещества, которые разносятся по всему организму посредством лимфатических и кровеносных сосудов;
• Иммунокомпетентная: препятствует проникновению и размножению условно-патогенной микрофлоры;
• Выводит токсические вещества, шлаки из организма;
• Эндокринная: вырабатывает гормоны, которые оказывают влияние не только на процесс пищеварения, но и на другие системы организма.

Тонкая кишка

Тонкая кишка расположена между желудком и слепой кишкой и представляет собой самый большой по своей протяженности отдел пищеварительной системы. Главной функцией тонкой кишки является химическая обработка пищевого комка (химуса) и всасывание продуктов его переваривания.

Строение

Тонкая кишка представляет собой очень длинную (от 2 до 5 м) полую трубку. Она начинается от желудка, а заканчивается в илеоцекальном углу, в месте ее соединения со слепой кишкой. Анатомически тонкую кишку условно подразделяют на три отдела:

1. Двенадцатиперстная кишка. Она расположена в задней части брюшной полости и по своей форме напоминает букву «С».;

2. Тощая кишка. Расположена в средней части брюшной полости. Ее петли лежат очень свободно, покрыты брюшиной со всех сторон. Свое название эта кишка получила из-за того, что при вскрытии трупов патологоанатомы практически всегда обнаруживают ее пустой;

3. Подвздошная кишка – находится в нижней части брюшной полости. От других отделов тонкого кишечника она отличается более толстыми стенками, лучшим кровоснабжением и большим диаметром.

Пищеварение в тонкой кишке

Пищевая масса проходит по тонкой кишке примерно за четыре часа. За это время питательные вещества, содержащиеся в пище, продолжают расщепляться ферментами кишечного сока на более мелкие составные части. Пищеварение в тонкой кишке заключается также и в активном всасывании питательных веществ. Внутри ее полости слизистая оболочка образовывает многочисленные выросты и ворсинки, что существенно увеличивает площадь всасывающей поверхности. Так у взрослых людей площадь тонкого кишечника составляет не менее 16,5 квадратных метров.

Функции тонкой кишки

Как и любой другой орган в организме человека тонкая кишка выполняет не одну, а несколько функций. Рассмотрим их подробнее:

• Секреторная функция тонкой кишки – заключается в выработке клетками ее слизистой оболочки кишечного сока, содержащего в себе такие ферменты как щелочная фосфатаза, дисахаридаза, липаза, катепсины, пептидаза. Все они разлагают содержащиеся в химусе питательные вещества на более простые (белки на аминокислоты, жиры на воду и жирные кислоты, а углеводы на моносахариды). В сутки у взрослого человека секретируется примерно два литра кишечного сока. В нем содержится большое количество слизи, которая защищает стенки тонкого кишечника от самопереваривания;
• Пищеварительная функция. Пищеварение в тонкой кишке заключается в расщеплении питательных веществ и в их дальнейшем всасывании. Благодаря этому в толстую кишку попадают только неусвояемые и неперевариваемые продукты.
• Эндокринная функция. В стенках тонкого кишечника имеются специальные клетки, вырабатывающие пептидные гормоны, которые не только регулируют функцию кишечника, но и оказывают влияние и на другие внутренние органы организма человека. Больше всего подобных клеток расположено в двенадцатиперстной кишке;
• Моторная функция. За счет продольных и кольцевых мышц происходят волнообразные сокращения стенок тонкой кишки, проталкивающие химус вперед.

Заболевания тонкой кишки

Все заболевания тонкой кишки имеют схожие симптомы и проявляются болями в животе, метеоризмом, урчанием, поносами. Стул бывает несколько раз в день, обильный, с остатками непереваренной пищи и большим количеством слизи. Кровь в нем наблюдается крайне редко.

Среди заболеваний тонкой кишки чаще всего наблюдается ее воспаление – энтерит, который может быть острым или хроническим. Острый энтерит обычно вызывается патогенной микрофлорой и при полноценном лечении в течение нескольких дней заканчивается полным выздоровлением. При длительно протекающем хроническом энтерите с частыми обострениями у больных развиваются и внекишечные симптомы заболевания, обусловленные нарушением всасывающей функции тонкого кишечника. Они жалуются на похудание и общую слабость, нередко у них возникает анемия. Дефицит витаминов группы B и фолиевой кислоты приводит к появлению трещин в углах рта (заеды), стоматита, глоссита. Недостаточное поступление в организм витамина A является причиной возникновения сухости роговицы и нарушения сумеречного зрения. Нарушения всасывания кальция могут стать причиной развития остеопороза и возникающих на его фоне патологических переломов.

Разрыв тонкой кишки

Среди всех органов брюшной полости более всего подвержена травматическим повреждениям тонкая кишка. Это объясняется незащищенностью и значительной длиной этого участка кишечника. Изолированный разрыв тонкой кишки наблюдается в не более чем в 20% случаев, а чаще он сочетается и с другими травматическими повреждениями органов брюшной полости.

Наиболее частый механизм травматического повреждения тонкого кишечника – это прямой и достаточно сильный удар в живот, приводящий к прижатию петель кишечника к костям таза или позвоночнику и повреждению их стенок.

При разрыве тонкой кишки более чем у половины пострадавших возникает шоковое состояние и значительное внутреннее кровотечение.

Единственным методом лечения разрыва тонкой кишки является хирургическая операция, выполняемая в экстренном порядке. В ходе оперативного вмешательства производят остановку кровотечения (гемостаз), устраняют источник поступления в брюшную полость кишечного содержимого, восстанавливают нормальную проходимость кишечника и тщательно санируют брюшную полость.

Чем раньше от момента травмы тонкой кишки выполняется операция, тем больше шансов на выздоровление пострадавшего.

Ферменты в кишечнике

Существует более 50 тысяч кишечных ферментов, из которых науке известны только 3 тысячи. Каждый энзим выполняет конкретную функцию, запуская определенную биологическую реакцию. В любом ферменте, в его составе, содержатся аминокислоты, которые ускоряют происходящие в кишечнике процессы, в частности, пищеварение. При нехватке этих веществ происходят сбои, например, начинается гниение белков в кишечнике. Это приводит к проблемам с пищеварением, влекущим за собой дефицитные состояния, вздутие и запоры.

Роль в организме пищеварительных ферментов кишечника

Кишечные ферменты выполняют множество функций:

• пищеварительную;
• транспортную;
• биологическую;
• выводящую.

С помощью этих полезных веществ выполняются следующие действия:

• происходит ферментация (брожение);
• продуцируется энергия;
• поглощается кислород;
• повышается защита против инфекций;
• ускоряется ранозаживление;
• подавляются воспалительные процессы;
• поставляются и усваиваются питательные вещества в клетках;
• выводятся токсины;
• расщепляются (эмульгируют) жиры;
• регулируется уровень холестерина;
• рассасываются тромбы;
• регулируется секреция гормонов;
• замедляются процессы старения.

Роль ферментов в организме человека.

Но для выполнения этих функций ферментам нужны помощники – коэнзимы. Они существуют вне клеточной структуры, но возможно их выделение и всасывание для пополнения запасов организма полезными микроэлементами. Основная часть кишечных катализаторов биореакций производится в поджелудочной железе.

Принцип действия

Работоспособность энзимов поддерживается в определенном температурном диапазоне, в среднем – при 37°С. Они воздействуют на различные вещества, преобразуя их субстрат. Под воздействием коэнзимов происходит ускорение разрыва одних химсвязей в молекуле с созданием других и подготовки их к выделению и всасыванию клетками организма, компонентами крови.

При благоприятных условиях ферменты не изнашиваются, поэтому после выполнения своей задачи приступают к следующей. Теоретически участие в метаболических процессах может происходить бесконечно. Основные направления, в которых работают ферменты:

• анаболизм или синтез сложных соединений из простых веществ с созданием новых тканей;
• катаболизм или обратный процесс, вызывающий распад сложных субстратов в более простые вещества.

Важнейшей функцией энзимов является обеспечение стабильного пищеварения, в результате которого компоненты пищи расщепляются, подготавливаются к ферментации, выделению и всасыванию. Процесс проходит в несколько этапов:

1. Пищеварение запускается в ротовой полости, где находятся ферменты слюны (алимазы), расщепляющие углеводы.
2. После попадания в желудок срабатывает протеаза для разрушения протеинов.
3. При перемещении пищи в тонкий кишечник к процессу присоединяется липаза для расщепления жиров. Одновременно амилаза окончательно преобразует углеводы.

Следовательно, 90% всего пищеварительного процесса происходит в кишечнике, где организм осуществляет всасывание ценных компонентов, которые поступают в кровоток через миллионы тонкокишечных ворсинок.

Существует 6 международных классов ферментов:

• оксидоредуктазы – ускоряют окислительные реакции;
• трансферазы – переносят ценные компоненты;
• гидролазы – ускоряют реакции разрыва сложных связей с участием молекул воды;
• лиазы – убыстряют процесс разрушения неводных соединений;
• изомеразы – отвечают за реакцию взаимопревращения в одной молекуле;
• лигазы – регулируют реакции соединения двух разных молекул.

Каждый класс энзимов имеет подклассы и 3 группы:

1. Пищеварительные, которые работают в ЖКТ и регулируют процессы переработки питательных веществ с дальнейшим поглощением в системный кровоток. Фермент, который выделяется и эмульгирует в тонкокишечном отделе и поджелудочной, называют панкреатическим.
2. Пищевые или растительные, которые поступают с пищей.
3. Метаболические, которые отвечают за ускорение процессов внутриклеточного обмена.

Кишечные ферменты – это группа, которая подразделяется на 8 категорий:

1. Алимазы, содержащиеся в слюне, поджелудочной и кишечнике. Фермент расщепляет углеводы на простые сахара для облегчения поглощения в кровь.
2. Протеазы, которые продуцируются поджелудочной и слизистой желудка. Ими наполняются секреты желудка и кишечника. Задача – переваривание белка, стабилизация микрофлоры ЖКТ.
3. Липазы, вырабатываемые поджелудочной, но находящиеся в желудочном секрете. Задача гидролитических ферментов – расщепление и усвоение жиров.
4. Целлюлазы – расщепляющий волокна клетчатки материал.
5. Мальтаза – преобразование сложных молекул сахара в глюкозу, которая лучше усваивается.
6. Лактаза – разрушение лактозы.
7. Фитаза – универсальный помощник пищеварения, особенно при синтезе витаминов группы В.
8. Сахараза – расщепление сахара.

Вернуться к оглавлению

Дефицит

При любых нарушениях среды, например, повышении или понижении температуры, происходит разрушение ферментных веществ, нарушается их эмульгирование с другими компонентами еды. В результате пища недостаточно переваривается, что провоцирует сбои в работе ЖКТ. В итоге развиваются:

• болезни печени, желчного пузыря, поджелудочной железы;
• диспепсические расстройства в виде отрыжки, изжоги, повышенного газообразования и метеоризма;
• сильные головные боли;
• нерегулярность стула, вплоть до хронических запоров;
• повышение восприимчивости к любым инфекциям;
• недостаточность эндокринной системы;
• ожирение, т. к. не разлагается жир.

Вернуться к оглавлению

Причины

Регулярное и правильное питание человека – залог нормальной работоспособности организма.

Переедание и перекусы “на ходу” могут спровоцировать нарушение выработки ферментов.

Помимо поддержания нормальных условий в кишечнике, термически корректно обработанная пища способствует поступлению в ЖКТ коэнзимов, повышающих активность собственных ферментов. Нарушения могут происходить по таким причинам:

• недостаточная или избыточная обработка пищи;
• регулярные переедания, перекусы «на ходу», недостаточное пережевывание пищи;
• наличие воспалений в ЖКТ;
• обменные заболевания;
• злоупотребление несбалансированными по питательности продуктами;
• длительный прием медпрепаратов, отрицательно сказывающихся на кишечной микрофлоре;
• беременность;
• наличие врожденных неблагоприятных факторов;
• заражение организма паразитами, бактериями, вирусами;
• интоксикация, отравление человека;
• злоупотребление горячей и/или холодной пищей.

Вернуться к оглавлению

В чем опасность?

При неблагоприятных условиях ферменты разрушаются, видоизменяется их структура, нарушается способность выполнять функции. Каждый эмульгированный энзим чувствителен к повышенным температурам и колебаниям рН. По мере старения человека ферментная составляющая вырабатывается на 13% меньше в течение каждого десятка лет.

Нехватка ферментов приводит к нарушению пищеварительной функции, всасываемости нужных веществ, что проявляется такими симптомами:

• запоры;
• вздутие, метеоризм;
• боли в животе;
• отрыжка;
• жжение с развитием кислотного рефлюкса;
• недостаточность других органов и систем.

Если дефицитное состояние переходит в хроническую форму, развивается ряд серьезных патологий из-за дефицита материала для поддержания стабильной работы органов и систем.

Способы восполнения

Предлагается 5 подходов к оптимизации синтеза ферментов в организме:

1. Преобладание в рационе сырой пищи, то есть, без обработки.
2. Тщательное пережевывание. Функция пищеварения запускается при жевании и выработке слюны. Жевание жвачки – не в счет, так как поджелудочная вырабатывает двойную дозу ферментов, которым расщеплять нечего.
3. Снижение калорийности пищи. Это позволит сохранить энергию для выработки ферментов.
4. Устранение влияния стрессов.
5. Прием специальных БАДов и ферментов, восполняющих недостаток собственных.

Вернуться к оглавлению

Популярные препараты

Различают несколько видов средств для восполнения недостатка собственных ферментов, назначать которые должен врач на основании предварительного анализа и оценки состояния кишечника человека. Лечение осуществляют препаратами на основе:

• панкреатина – «Мезим форте», «Креон», «Панкреон», «Пензитал»;
• панкреатина, целлюлозы, желчных компонентов – «Фестал», «Панкрал», «Дигестал»;
• панкреатина с растительными ферментами – «Меркэнзим», «Вобэнзим»;
• простых энзимов – «Бетаин», «Абомин».

Вернуться к оглавлению

Побочные эффекты

Длительный прием энзимных препаратов приводит к:

• угнетению процессов синтеза собственных ферментов;
• дефицитному состоянию по железу;
• развитию аллергических реакций при непереносимости состава;
• усугублению запоров при неправильном питании во время лечения.

Тонкий и толстый кишечник

Тонкий кишечник

Из желудка химус (пищевая кашица) попадает в тонкую кишку — следующий за желудком отдел пищеварительного тракта, длиной 5-6 метров у взрослого человека. В составе тонкой кишки выделяют три отдела:

• Двенадцатиперстная кишка
• Тощая кишка
• Подвздошная кишка

Среда в тонкой (и толстой кишке) — слабощелочная. В ней активируются ферменты кишечника, а ферменты желудка, активные в кислой среде, попав в полость кишки, инактивируются, так как данная среда меняет конформацию их молекул, и они теряют способность расщеплять пищевые частицы.

В тонком кишечнике пищеварение представлено двумя видами: пристеночное и полостное. Полостное пищеварение осуществляется в полости тонкой кишки, где ферменты действуют на пищевую массу (на крупные молекулы — полимеры).

После того как крупные молекулы расщепляются на более мелкие (олигомеры), становится возможен следующий этап — пристеночное пищеварение, которое осуществляется на наружной мембране клеток слизистой кишечника.

Слизистая тонкой кишки отличается наличием особых выростов — ворсинок, которые многократно увеличивают площадь всасывания. После полостного, а затем и пристеночного пищеварения образуются мономеры — мельчайшие частицы пищи, которые всасываются в кровь (в отличие от крупных полимеров).

Запомните две основные функции тонкого кишечника:

• Пищеварение
  • Полостное — в полости кишки
  • Пристеночное — на поверхности эпителия ворсинок
• Всасывание

В тонкой кишке окончательно перевариваются все вещества: белки, жиры и углеводы. Это происходит благодаря кишечным сокам, соку поджелудочной железы и желчи печени — в совокупности здесь присутствуют все необходимые для пищеварения ферменты.

Всасывание мономеров ворсинками тонкого кишечника происходит неодинаково. Аминокислоты, образованные в результате расщепления белков, и простые углеводы всасываются в кровь, а глицерин и жирные кислоты, образованные в результате расщепления жиров, — в лимфу. Лимфатическая система соединяется с кровеносной, поэтому жиры в итоге все равно окажутся в крови.

Мышечная стенка тонкого кишечника обеспечивает его моторную функцию (лат. mōtor — приводящий в движение). Внутри тонкого кишечника пища перемешивается, растирается и постепеннно перемещается по направлению к следующему отделу пищеварительной системы — толстой кишке.

Перемещение пищи происходит благодаря сокращению мускулатуры одних участков кишки, и расслаблению других: возникают перистальтические волны.

Толстый кишечник

Состоит из слепой, ободочной (восходящей, поперечной, нисходящей, сигмовидной) и прямой кишки. Толстая кишка — конченый отдел пищеварительного тракта, длиной около 1,5 м. Участие в пищеварении толстой кишки незначительно и происходит преимущественно за счет ферментов, попавших в нее из тонкой кишки.

От слепой кишки отходит червеобразный отросток — аппендикс, воспаление которого называется аппендицит.

При нормальном пищеварении большая часть расщепленных белков, жиров и углеводов всасываются в тонком кишечнике. В толстую кишку поступают непереваренные остатки вместе с растительной клетчаткой, которая ферментами человека не расщепляется.

Организм человека и других животных для расщепления клетчатки прибегает к необычному маневру. Он вступает в симбиоз с миллионами бактерий, которые заселяют нашу толстую кишку: образуется микрофлора кишечника. Благодаря бактериям в кишечнике успешно происходит расщепление растительной клетчатки (целлюлозы).

Бактерии синтезируют витамин K, участвующий в процессе свертывания крови. В толстой кишке происходит гниение белков и разрушение не всосавшихся ранее аминокислот. Также здесь происходит формирование каловых масс и всасывание воды: за сутки в толстой кишке всасывается около 4 литров жидкости.

В состав каловых масс входят: бактерии (до 50% массы), непереваренные остатки пищи, отмершие клетки эпителия. Темный цвет калу придают распавшиеся желчные пигменты.

Достигнув конечного отдела прямой кишки, каловые массы накапливаются и растягивают ее стенки, что является причиной возникновения позыва к дефекации. Этот процесс находится под контролем коры больших полушарий и происходит произвольно, о чем свидетельствует возможность его контролировать.

Давайте подведем итоги относительно нашего изучения толстой кишки. Она выполняет следующие важные функции:

• За счет микрофлоры
  • Расщепление клетчатки
  • Разрушение не всосавшихся аминокислот
  • Синтез витамина K
• Всасывание воды
• Формирование каловых масс

Заболевания

Болезнь Крона — тяжелое воспалительное заболевание, которое может поражать все отделы желудочно-кишечного тракта, начиная от ротовой полости, заканчивая прямой кишкой. В большинстве случаев патологический процесс затрагивает подвздошную кишку и начальный отдел толстого кишечника.

Нарушаются процессы пищеварения и всасывания. Болезни Крона сопутствует слабость, боли в животе, диарея, тошнота, рвота, вздутие кишечника и потеря веса. Причина заболевания остается неизвестной, предполагают роль генетического, инфекционного и аутоиммунного факторов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.