Въведение
След като хранителните вещества са разградени по време на храносмилателния процес, те трябва да бъдат усвоени от тялото и транспортирани до клетките. В тази лекция ще разгледаме подробно механизмите на абсорбция и транспорт на хранителни вещества. Ще проучим ролята на червата, кръвоносните съдове и лимфата в разпределението на хранителните вещества в тялото.
Абсорбция в тънкото черво
Тънкото черво е основното място за абсорбция на хранителни вещества. Стената на тънкото черво е снабдена с милиони власинки (вили) и микровили, които осигуряват огромна повърхност за абсорбция на хранителни вещества. Абсорбцията се осъществява чрез различни механизми:
- Пасивна дифузия: Малки, мастноразтворими молекули като мастни киселини и мастноразтворими витамини могат да преминават през чревната стена чрез пасивна дифузия.
- Улеснена дифузия: Определени хранителни вещества като глюкоза и аминокиселини се усвояват с помощта на транспортни протеини чрез улеснена дифузия.
- Активен транспорт: Някои хранителни вещества, като калций, желязо и витамин B12, изискват енергия под формата на АТФ за активен транспорт през чревната стена.
Абсорбция на макронутриенти
Абсорбцията на макронутриентите - въглехидрати, протеини и мазнини - се извършва по различни начини:
- Въглехидрати:
- Въглехидратите се абсорбират основно като монозахариди (прости захари) като глюкоза, фруктоза и галактоза.
- Глюкоза и галактоза се усвояват активно чрез натрий-зависимия глюкозен транспортер SGLT1.
- Фруктозата се абсорбира чрез транспортер GLUT5 чрез улеснена дифузия.
- Протеини:
- Протеините се абсорбират като аминокиселини, след като бъдат разградени от ензими като пепсин, трипсин и химотрипсин.
- Аминокиселините се усвояват чрез специфични транспортни системи, които използват както активен транспорт, така и улеснена дифузия.
- Мазнини:
- Мазнините се абсорбират основно като моноглицериди и свободни мастни киселини, след като бъдат емулгирани от жлъчни киселини и разградени от липази.
- Късоверижните и средноверижните мастни киселини могат директно да дифузират в чревните клетки и да достигнат до черния дроб чрез порталната вена.
- Дълговерижните мастни киселини и моноглицеридите се сглобяват в чревните клетки в хиломикрони и постъпват в лимфата, а след това в кръвообращението.
Транспорт на хранителни вещества
След абсорбцията хранителните вещества достигат до клетките чрез два основни пътя:
- Кръвообращение:
- Водноразтворимите хранителни вещества като глюкоза, аминокиселини и витамини се усвояват чрез капилярите на чревната стена в кръвта.
- Хранителните вещества постъпват в порталната вена, която води до черния дроб. Черният дроб регулира разпределението на хранителни вещества и съхранява излишъка.
- От сърцето, кръвта, богата на хранителни вещества, се разпределя в цялото тяло, за да достави необходимите вещества на клетките.
- Лимфна система:
- Мастноразтворимите хранителни вещества като хиломикрони, мастноразтворими витамини и някои микроелементи се транспортират чрез лимфните съдове.
- Лимфата транспортира тези вещества до по-големите лимфни съдове и накрая до гръдния канал, който се влива в лявата подключична вена.
- Оттам хранителните вещества попадат в кръвообращението и се разпределят в организма.
Клетъчно усвояване на хранителни вещества
След като хранителните вещества достигнат клетките, те трябва да бъдат усвоени, за да изпълняват своите функции. Усвояването се осъществява чрез различни механизми:
- Дифузия: Малки, незаредени молекули като кислород и въглероден диоксид могат свободно да преминават през клетъчната мембрана чрез дифузия.
- Транспортни протеини: По-големите или заредени молекули като глюкоза, аминокиселини и йони изискват специфични транспортни протеини, за да преминат през клетъчната мембрана.
- Рецептор-опосредствана ендоцитоза: Някои хранителни вещества, като холестерол и желязо, се свързват с рецептори на повърхността на клетката и се усвояват чрез ендоцитоза.