Matsmältning

Parietal matsmältning utförs i ett lager av slem mellan mikrovilli i tunntarmen och direkt på deras yta (i glykokalyxen ) hos ryggradsdjur och vissa andra djur.

Intracellulär matsmältning

Intracellulär matsmältning är en process som är nära relaterad till endocytos och är karakteristisk endast för de grupper av eukaryoter som saknar cellvägg (vissa protister och de flesta djur). Fylogenetiskt är denna typ av matsmältning den äldsta, eftersom den är vanlig i de enklaste och mest primitiva flercelliga organismerna, ofta hos plattmaskar . Det finns två typer av intracellulär matsmältning. Den första är relaterad till transport av små molekyler över cellmembran och efterföljande nedbrytning av cytosoliska enzymer . Intracellulär matsmältning kan också förekomma i specialiserade intracellulära hålrum - matsmältningsvakuoler, som ständigt är närvarande eller bildas under fagocytos och pinocytos och försvinner efter att den fångade maten har splittrats. Denna andra typ av intracellulär nedbrytning är i de flesta fall förknippad med deltagandet av lysosomer, som innehåller ett brett spektrum av olika hydrolytiska enzymer med ett optimalt pH på 3,5-5,5, oavsett vilken organism de tillhör. Lysosomenzymer skiljer sig signifikant från de som är involverade i extracellulär matsmältning. [2]

Matpartiklar eller livsmedelslösningar i den pericellulära miljön orsakar invaginationer av plasmamembranet, som sedan snörs ihop och sjunker ner i cytoplasman och bildar pino- och fagocytiska vakuoler. I anslutning till de senare bildar lysosomer de så kallade fagosomer , där kontakten av enzymer med motsvarande substrat äger rum. I detta fall sker intracellulär extraplasmisk matsmältning, vars fysikalisk-kemiska lagar inte skiljer sig eller skiljer sig lite från lagarna för bukmatsmältningen. Därför kan intracellulär nedbrytning av den andra typen karakteriseras som mikrokavitär. Eftersom den inre ytan av membranet av lysosomer och vakuoler innehåller olika hydrolytiska enzymer, kan mikrokavitär hydrolys kompletteras med membranhydrolys. De resulterande hydrolysprodukterna absorberas genom fagosommembranet. Efter att matsmältningscykeln är avslutad skjuts fagosomrester ut utanför cellen genom exocytos . Lysosomer spelar också en viktig roll i nedbrytningen av cellens egna strukturer, som används som matmaterial antingen av cellen eller utanför den. [2]

Matsmältning hos djur

Hos de flesta djur kombineras den intra-intestinala matsmältningen med intracellulär matsmältning. Endast intracellulär matsmältning finns i svampar . Övervägande intra-intestinal matsmältning (ibland kompletterad med extraintestinal) är karakteristisk för insekter , nematoder och ryggradsdjur . Hos vissa djur saknas tarmarna (svampar, placozoer, cnidosporidier, dicyemider och ortonektider, pogonoforer, bandmaskar, trematodsporocyster, vuxna stadier av rhizocephalic kräftor och vissa arter av andra grupper). Sådana djur använder intracellulär matsmältning (svampar, placozoer), extraintestinal extern eller parietal matsmältning (placozoans, bandmaskar) eller livnär sig på endosymbionter. som kan smältas intracellulärt (pogonoforer, vissa musslor).

Hos vissa djur (cnidarians, nemertodermatider och xenoturbellids, många plattmaskar) är tarmarna blint stängda (endast munöppningen leder in i den). Samtidigt utvecklas ofta en muskulös svalg, hos turbellarianer öppnar sig svalgkörtlar in i den och frigör matsmältningsenzymer.

Hos de flesta djur är matsmältningskanalen genom. Den innehåller främre, mitten och baktarmen; främre och bakre tarmen utvecklas från ektodermen, mellantarmen från endodermen. Ofta är matsmältningskanalen uppdelad i funktionella sektioner - munhålan, svalget, matstrupen, magen och tarmen. Matsmältningen hos blötdjur och de flesta leddjur involverar matsmältningskörtlarna - hepatopankreas, vars kanaler mynnar ut i magen, och ofta även spottkörtlarna.

Hos leddjur, i förtarmen (särskilt i magen), har vissa övervägande växtätande arter kitinösa formationer som tjänar till att mala fast föda. Den orala apparaten bildas av modifierade lemmar.

Matsmältning hos ryggradsdjur är en kombination av följande sammanhängande processer: mekanisk och fysikalisk bearbetning av mat, dess rörelse genom matsmältningskanalen, kemisk förstörelse ( hydrolys ) av livsmedelskomponenter, vilket förverkligas av den sekretoriska funktionen i mag-tarmkanalen ; processen för absorption av organiska och oorganiska föreningar, inklusive spårämnen och vatten, i blodet och lymfan ; utsöndring i lumen i mag-tarmkanalen av kroppens avfallsprodukter som ska avlägsnas; deras avlägsnande från kroppen tillsammans med osmälta matrester.

Ryggradsdjur kännetecknas av frånvaron eller svagt uttryck av intracellulär matsmältning och dominans av intra-intestinal och parietal matsmältning. Hos alla ryggradsdjur deltar levern och bukspottkörteln i matsmältningen, hos landdjur deltar även spottkörtlarna.

Den mänskliga matsmältningsprocessen

Munhålan

Hos människor börjar matsmältningen i munnen , där maten tuggas. Denna process stimulerar de exokrina körtlarna att utsöndra saliv . Amylas som finns i saliv är involverat i nedbrytningen av polysackarider och bildandet av en bolus  - en matklump, som underlättar passagen av mat genom matstrupen . Irritation av receptorer i svalgets slemhinna orsakar sväljreflexen , som koordineras i sväljcentrum som ligger i medulla oblongata och pons varolii . Den samordnade sväljhandlingen involverar den mjuka gommen och uvula , som hindrar mat från att komma in i näshålan , och epiglottis , som hindrar mat från att komma in i luftstrupen .

Mage

Magen ligger under mellangärdet i vänster hypokondrium och epigastrisk region. Det finns 3 skinn:

1. Extern (peritoneum)
2. muskellager
   • yttre lager (längsgående)
   • mellanskikt (cirkulärt);
   • inre lager (sned).
3. Inre (slemhinna) - fodrad med icke-keratiniserat, cylindriskt epitel.

Mat kommer in i magen genom att passera genom hjärtsfinktern . Där blandas det med magsaft , vars aktiva komponenter är saltsyra och matsmältningsenzymer :

• Pepsin  - bryter ner proteiner till aminosyror , polypeptider , oligopeptider [3] .
• Rennin (eller chymosin ) - tillgängligt hos barn under 1 år, hjälper till att smälta mejeriprodukter . Efter ett år försvinner chymosin, dess funktioner kommer att utföras av saltsyra.

De parietalcellerna i magen utsöndrar också Castles inneboende faktor , som är nödvändig för absorptionen av vitamin B 12 .

Tunntarmen

Genom pylorus sfinktern kommer maten in i tunntarmen . Den första delen av tunntarmen är tolvfingertarmen , där mat blandas med galla , vilket ger emulgering av fetter genom enzymer från bukspottkörteln och tunntarmen som bryter ner kolhydrater ( maltos , laktos , sackaros ), proteiner ( trypsin och chymotrypsin ). I tunntarmen absorberas huvudvolymen av näringsämnen och vitaminer genom tarmväggen.

Tjocktarmen

Efter att ha passerat genom tunntarmen kommer maten in i tjocktarmen , som består av blindtarmen , tjocktarmen , sigmoid tjocktarmen och ändtarmen . Här sker absorption av vatten och elektrolyter, och här sker även bildning av avföring .

Reglering av matsmältningen

Matsmältning hos människor är en psykofysiologisk process. Detta innebär att reaktionssekvensen och reaktionshastigheten påverkas av mag-tarmkanalens humorala förmågor , matens kvalitet och det autonoma nervsystemets tillstånd .

Humorala förmågor som påverkar matsmältningen bestäms av hormoner som produceras av cellerna i slemhinnan i magen och tunntarmen. De viktigaste matsmältningshormonerna är gastrin , sekretin och kolecystokinin . De släpps ut i cirkulationssystemet i mag-tarmkanalen och bidrar till produktionen av matsmältningsjuicer och matens rörelse.

Smältbarheten beror på kvaliteten på maten [4] :

• ett betydande innehåll av fiber (inklusive lösligt) kan avsevärt minska absorptionen;
• vissa spårämnen som finns i mat påverkar absorptionen av ämnen i tunntarmen [5] ;
• fetter av olika karaktär absorberas på olika sätt. Mättat animaliskt fett absorberas och omvandlas till mänskligt fett mycket lättare än fleromättade vegetabiliska fetter, som praktiskt taget inte deltar i bildningen av mänskligt fett;
• tarmens absorption av kolhydrater, fetter och proteiner varierar något beroende på tid på dygnet och årstid;
• absorptionen varierar också beroende på den kemiska sammansättningen av de produkter som kom in i tarmen tidigare.

Regleringen av matsmältningen tillhandahålls också av det autonoma nervsystemet . Den parasympatiska delen stimulerar sekretion och peristaltik , medan den sympatiska delen hämmar .

Hormoner och andra biologiskt aktiva ämnen som påverkar matsmältningen

Gastroenteropankreatiska endokrina systemet  - en avdelning av det endokrina systemet , representerad av endokrina celler ( apudocyter ) och peptiderga neuroner som producerar peptidhormoner utspridda i olika organ i matsmältningssystemet . Det är den mest studerade delen av det diffusa endokrina systemet (synonymt med APUD-systemet ) och omfattar ungefär hälften av dess celler. Det gastroenteropankreatiska endokrina systemet har kallats "det största och mest komplexa endokrina organet i människokroppen" [6] .

Gastrin  är ett hormon som syntetiseras av G-celler i magen , huvudsakligen belägna i magsäckens pylorusregion. Gastrin binder till specifika gastrinreceptorer i magen. Resultatet av ökad adenylatcyklasaktivitet i parietalcellerna i magsäcken är en ökning av utsöndringen av magsaft , särskilt saltsyra . Gastrin ökar också utsöndringen av pepsin av huvudcellerna i magen, vilket tillsammans med en ökning av surheten i magsaften , vilket ger ett optimalt pH för pepsins verkan, främjar optimal matsmältning av maten i magen. Samtidigt ökar gastrin utsöndringen av bikarbonater och slem i magslemhinnan och skyddar därigenom slemhinnan från effekterna av saltsyra och pepsin. Gastrin hämmar magtömningen, vilket säkerställer tillräcklig varaktighet av exponering av saltsyra och pepsin för matbolusen för matsmältningen. Dessutom ökar gastrin produktionen av prostaglandin E i magslemhinnan, vilket leder till lokal vasodilatation, ökad blodtillförsel och fysiologiskt ödem i magslemhinnan och till migrering av leukocyter in i magslemhinnan.

Sekretin  är ett peptidhormon som består av 27 aminosyrarester , producerat av S-celler i tunntarmens slemhinna och involverat i regleringen av bukspottkörtelns sekretoriska aktivitet . Gallsyror ökar stimuleringen av sekretinproduktionen [6] . Sekretin absorberas i blodet och når bukspottkörteln, där det ökar utsöndringen av vatten och elektrolyter, främst bikarbonat . Genom att öka mängden juice som utsöndras av bukspottkörteln påverkar sekretin inte bildandet av enzymer i körteln. Denna funktion utförs av ett annat ämne som produceras i tunntarmens slemhinna - kolecystokinin . Den biologiska definitionen av sekretin är baserad på dess förmåga (när det administreras intravenöst till djur) att öka mängden alkali i bukspottkörteljuicen [7] . Sekretin är en blockerare av produktionen av saltsyra av parietalcellerna i magen [8] . Den huvudsakliga effekten som orsakas av sekretin är stimuleringen av produktionen av bikarbonater genom gallans epitel , bukspottkörtelkanalerna och Brunners körtlar , vilket ger upp till 80 % av utsöndringen av bikarbonater som svar på födointag. Denna effekt förmedlas genom utsöndring av kolecystokinin och detta leder till en ökning av gallproduktionen, stimulering av gallblåsan och tarmsammandragningar och en ökning av utsöndringen av tarmsaften [6] .

Kolecystokinin ( CCK ; tidigare pankreozymin ) är ett neuropeptidhormon som produceras av I-celler i duodenalslemhinnan och proximala jejunum [9] . Kolecystokinin fungerar som en mediator i olika processer som sker i kroppen, inklusive matsmältning. Kolecystokinin stimulerar avslappning av sfinktern hos Oddi ; ökar flödet av levergalla; ökar utsöndringen av bukspottkörteln; minskar trycket i gallsystemet: orsakar sammandragning av pylorus , vilket hämmar förflyttningen av smält mat in i tolvfingertarmen [10] [6] . Kolecystokinin är en blockerare av saltsyrautsöndring av magparietalceller [8] . Somatostatin är en kolecystokininhämmare.

Glukosberoende insulinotropisk polypeptid (tidigare vanliga namn: gastroinhibitorisk polypeptid , gastric inhibitory peptide ; vanliga förkortningar: GIP , GIP eller GIP ) är ett peptidhormon som består av 42 aminosyrarester som produceras av K-celler i slemhinnan i tolvfingertarmen och proximala del av jejunum [ 6] . Tillhör secretin- familjen . Glukosberoende insulinotropisk polypeptid är ett inkretin , det vill säga den produceras i tarmen som svar på oralt födointag. Huvudfunktionen hos den glukosberoende insulinotropa polypeptiden är att stimulera utsöndringen av insulin av pankreas betaceller som svar på födointag. Dessutom hämmar GIP absorptionen av fetter, hämmar återabsorptionen av natrium och vatten i matsmältningskanalen , hämmar lipoproteinlipas [6] .

Vasoactive intestinal peptide (även kallad vasoactive intestinal polypeptide ; vanliga förkortningar VIP och VIP ) är ett neuropeptidhormon som består av 28 aminosyrarester som finns i många organ, inklusive tarmarna , hjärnan och ryggmärgen , bukspottkörteln [6] . Vasoaktiv intestinal peptid är, till skillnad från andra peptidhormoner från sekretinfamiljen, uteslutande en neurotransmittor . Det har en starkt stimulerande effekt på blodflödet i tarmväggen, samt på tarmens glatta muskler [6] . Det är en hämmare som hämmar utsöndringen av saltsyra av parietalceller i magslemhinnan [ 11] . VIP är också en stimulator för pepsinogenproduktion av huvudcellerna i magen [12] .

Motilin  är ett hormon som produceras av kromaffinceller i slemhinnan i mag-tarmkanalen , främst tolvfingertarmen och jejunum .

Somatostatin  är ett hormon från deltacellerna i de Langerhanska öarna i bukspottkörteln , såväl som ett av hormonerna i hypotalamus . Enligt dess kemiska struktur är det ett peptidhormon. Somatostatin hämmar utsöndringen av somatotropinfrisättande hormon från hypotalamus och utsöndringen av hypofysens främre körtel av somatotropt hormon och sköldkörtelstimulerande hormon . Dessutom hämmar det även utsöndringen av olika hormonellt aktiva peptider och serotonin som produceras i mage , tarmar , lever och bukspottkörtel . I synnerhet sänker det utsöndringen av insulin , glukagon , gastrin , kolecystokinin , vasoaktiv intestinal peptid , insulinliknande tillväxtfaktor-1 .

Matsmältningsenzymer

Matsmältningsenzymer  är en grupp enzymer som bryter ner komplexa livsmedelskomponenter till kemiskt enklare ämnen, som sedan absorberas direkt i kroppen eller kommer in i cirkulationssystemet . I en vidare mening avser matsmältningsenzymer också alla enzymer som bryter ner stora (vanligtvis polymera) molekyler till monomerer eller mindre delar. Matsmältningsenzymer produceras och verkar i matsmältningssystemet hos människor och djur. Dessutom kan intracellulära enzymer av lysosomer tillskrivas sådana enzymer . De huvudsakliga verkningsställena för matsmältningsenzymer hos människor och djur är munhålan , magen och tunntarmen . Matsmältningsenzymer produceras av matsmältningsorganens körtelvävnad: spottkörtlar , magkörtlar, lever , bukspottkörtel och körtlar i tunntarmen. Dessutom utförs en del av de enzymatiska funktionerna av den obligatoriska tarmmikrofloran.

Intestinal mikroflora

Mikroorganismer som lever i den mänskliga tjocktarmen utsöndrar matsmältningsenzymer som hjälper till att smälta vissa typer av mat:

• E. coli  - främjar matsmältningen av laktos ;
• Laktobaciller  omvandlar laktos och andra kolhydrater till mjölksyra .

Matsmältningsenzymer från insektsätande växter

Proteaser isolerades från utsöndringen av Nepenthes macferlanei och lipasaktivitet påvisades också. Dess huvudsakliga enzym, nepentezin, liknar pepsin i substratspecificitet [13] .

Se även

• Surhet av magsaft
• Främjande av mat genom mag-tarmkanalen

Anteckningar

1. ↑ M. S. Gilyarov. Biologisk encyklopedisk ordbok. — 1986.
2. ↑ 1 2 3 A. M. Ugolev. Evolution av matsmältning och principer för evolution av funktioner. — 1985.
3. ↑ Jakubke H.-D., Eshkayt H. Aminosyror, peptider, proteiner. — M .: Mir, 1985. — 289 sid.
4. ↑ Faleev A. V. The magic of harmony Arkivkopia daterad 23 juni 2008 på Wayback Machine  - 2006. S. 6.
5. ↑ Till exempel visade L. Fakambis vetenskapliga arbeten att mogna ostar, som innehåller mycket kalcium, behåller en del av fetterna och förhindrar att de tas upp i tarmarna. Följaktligen kommer denna del av fettet inte in i kroppen, utan lämnar med avföringen.
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Maev I. V., Samsonov A. A. Sjukdomar i tolvfingertarmen. M. , MEDpress-inform, 2005, - 512 s, ISBN 5-98322-092-6 .
7. ↑ Digestion // Stora sovjetiska encyklopedin  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
8. ↑ 1 2 Butov M.A., Kuznetsov P.S. Undersökning av patienter med sjukdomar i matsmältningssystemet. Del 1. Undersökning av patienter med sjukdomar i magen Arkiverad 22 september 2011 på Wayback Machine . Lärobok i propedeutik av inre sjukdomar för 3:e årsstudenter vid Medicinska fakulteten. Ryazan. 2007 (2,42 MB).
9. ↑ Murray R, Grenner D, Mays P, Rodwell W. Human Biochemistry Arkiverad 23 januari 2015. . Volym 2, sid. 272.
10. ↑ Yakovenko E. P., Grigoriev P. Ya., Agafonova N. A., Yakovenko A. V. Platsen för koleretiska läkemedel i klinisk praxis Arkivkopia daterad 30 augusti 2009 på Wayback Machine . Behandlande läkare. 2005, nr 6.
11. ↑ Sura tillstånd hos barn Arkiverad 8 november 2006 på Wayback Machine . Under redaktion av akademiker vid Ryska akademin för medicinska vetenskaper, professor V. A. Tabolin . M., 1999, 120 sid.
12. ↑ Kort G. F. Matsmältningssystemets fysiologi. - Krasnodar: 2009. - 608 sid. Förlag för OOO BK "Grupp B". ISBN 5-93730-021-1 .
13. ↑ Zoltán A. Tökés, Wang Chee Woon och Susan M. Chambers. Matsmältningsenzymer som utsöndras av den köttätande växten Nepenthes macferlanei L. Planta, 1974, volym 119, nummer 1, 39-46

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska Stor katalanska Stor ryss Brockhaus och Efron runt världen Litet Brockhaus och Efron Britannica (online) Treccani
I bibliografiska kataloger BNE : XX524951 BNF : 11949131d GND : 4062676-3 J9U : 987007552905605171 LCCN : sh85037947 NDL : 00572078 NKC : ph135087

mänskligt matsmältningssystem
Ovanför magen	Mun ( Läppar Tänder Spottkörtlar språk ) Svalg Matstrupe Övre esofagussfinktern nedre esofagussfinktern
Mage	Pylorus
Tunntarm	Duodenum Stor duodenal papill Sphincter of Oddi Liten duodenal papill Jejunum Ileum Ileocekal ventil
Kolon	Cecum Bilaga sfinkter busi Kolon stigande kolon tvärgående kolon Sphincter of Cannon-Boehma Sphincter of Cannon Fallande kolon Sphincter Balli sigmoid Ändtarm rektal ampulla Analkanalen
anus	Inre analsfinkter Extern analsfinkter
Stora matsmältningskörtlar	Bukspottkörteln Wirsung kanal santorini kanal Gallsystemet ( Lever gallblåsan gemensam gallgång )