Жиры расщепляются до чего: Белки, жиры, углеводы. Справка — РИА Новости, 23.08.2010

Содержание

Переваривание и всасывание макронутриентов | Tervisliku toitumise informatsioon

Переваривание и всасывание белков

Белки – это состоящие из аминокислот макромолекулы. Во рту переваривания белков не происходит. Содержащаяся в желудке соляная кислота коагулирует пищевые белки. Это значит, что крупные молекулы пищевых белков разворачиваются и образующийся в желудке фермент пепсин может начинать частичное переваривание (гидролиз) белков.

Ферменты, необходимые для окончательного переваривания белков, выбрасываются поджелудочной железой в верхний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку. Работающий в желудке пепсин вместе с работающими в двенадцатиперстной кишке трипсином и другими ферментами расщепляют большинство пищевых белков до аминокислот. Образуется также небольшое количество коротких пептидов, которые расщепляются до аминокислот под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из белков или присутствовавших в пище свободных аминокислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит задействование аминокислот.

Переваривание и всасывание липидов

Жиры (триглицериды – состоят из трех жирных кислот и глицерола) составляют 95–98 % пищевых липидов. Основными присутствующими в пище липидами как раз и являются жиры. Существенного расщепления жиров во рту не происходит. Тем не менее, во рту присутствует образующийся под языком фермент липаза, который расщепляет небольшие количества жиров. 

В желудке присутствует фермент желудочная липаза. Он обладает несильным действием, но поскольку он относительно стоек к воздействию кислоты, то в желудке происходит умеренное расщепление некоторого количества триглицеридов.

Триглицериды должны быть сначала преобразованы в верхнем отделе тонкой кишки – в двенадцатиперстной кишке – в тонкую эмульсию, и только затем соответствующие ферменты (липазы) смогут расщепить их на глицерол и жирные кислоты.

Чрезвычайно большую роль в образовании эмульсии играют желчные соки и их соли. Молочные белки (казеины) – тоже очень хорошие тонкие эмульгаторы пищи. Образованию тонкой эмульсии способствует также то, что выбрасываемые поджелудочной железой бикарбонаты реагируют с поступающей из желудка кислотной пищевой массой, в результате чего образуются необходимые для пищеварения газы, основательно перемешивающие эту пищевую массу. Перистальтика стенок кишечника также помогает перемешивать его содержимое.

Из поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает главный фермент процесса переваривания жиров – панкреатическая липаза. Он вместе с другими ферментами расщепляет пищевые липиды на простые соединения (триглицериды, глицерол, свободные жирные кислоты), а фосфолипиды – на их первичные компоненты.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в среднем отделе тонкой кишки происходит всасывание образовавшихся из пищевых жиров глицерола и жирных кислот. Получившиеся вещества всасываются непосредственно в кровоток или лимфатическую систему.

Переваривание и всасывание крахмала

С точки зрения переваривания сложных углеводов наиболее важным является расщепление именно крахмала.

Из всех пищевых углеводов только крахмал начинает перевариваться во рту. Это осуществляется за счет содержащегося в слюне фермента амилазы. Под его воздействием часть крахмала расщепляется на более мелкие составляющие. Если долго пережевывать богатую крахмалом пищу (а это очень полезно), то небольшая часть крахмала будет расщеплена до гликозина (так при долгом жевании хлеба он становится сладким). Прочие содержащиеся в пище углеводы (например, сахароза и лактоза) во рту не расщепляются.

Поскольку в желудке из-за соляной кислоты среда сильно кислотная, дальнейшего переваривания углеводов там практически не происходит. Соляная кислота нужна в первую очередь для превращения расщепляющего белки фермента пепсиногена в пепсин и высвобождения многих гормонов, обеспечивающих работу желудочного сока. Соляная кислота также истребляет бактерии.

Из поджелудочной железы в верхний отдел тонкой кишки, двенадцатиперстную кишку, выбрасывается панкреатическая амилаза. Это самый важный фермент для переваривания углеводов, который расщепляет основную часть крахмала. Панкреатическая амилаза вместе с собственными ферментами тонкой кишки доводит до конца процесс расщепления крахмала до глюкозы. Под воздействием ферментов каемчатых энтероцитов тонкой кишки (сахаразы, лактазы и других) происходит расщепление на компоненты также и сахарозы и лактозы.

Во время нахождения перевариваемой пищевой массы в тощей кишке, среднем отделе тонкой кишки, происходит всасывание образовавшихся из сложных углеводов или присутствовавших в пище свободных глюкозы и фруктозы, которые всасываются напрямую в кровоток или лимфатическую систему. Кровь доставляет питательные вещества в первую очередь в печень, где происходит их использование.

Микроорганизмы, обитающие в толстой кишке, расщепляют клетчатку, которую пищеварительные ферменты расщепить не в состоянии. В ходе этого процесса образуются короткие жирные кислоты, которые всасываются в кровь и которые организм может использовать для получения энергии, а также активизации перистальтики. Микрофлора толстой кишки помогает расщепить значительную часть целлюлозы, в результате чего также образуются короткие жирные кислоты. Значительная часть этих жирных кислот всасывается в клетки слизистой оболочки толстой кишки, в которых их расщепление покрывает часть энергетической потребности данных клеток.

Расщепление жиров в организме. Обмен жиров.

Надеемся, что наши материалы будут полезны для вас.

Сегодня мы с вами разберёмся в том, как происходит образование и расщепление жира в нашем организме. Этот процесс в целом носит название липидный обмен (или обмен жиров).

На самом деле, в организме происходит такое колоссальное количество химических реакций и превращений, что для детального объяснения всего процесса обмена жиров потребовался бы ряд многочасовых лекций и отличные познания в области биохимии.

Разумеется, я не собираюсь нагружать вас простынями формул, поэтому, мы будем рассматривать обмен жиров в очень упрощённом варианте и только с той стороны, которая важна для нас с вами — с точки зрения похудения.

Для начала детально обсудим процесс образования жиров в нашем организме.

Интересно то, что наш организм умеет получать жиры не только непосредственно из жиров, которые находятся в пище, но и из углеводов и даже белков. И сейчас мы рассмотрим все 3 способа получения жиров подробнее.

Итак, жиры, входящие в состав пищи, попадают в ЖКТ, где расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Затем это всё всасывается и попадает в кровь и лимфу, с помощью которых доставляется клеткам нашего организма. Если каким-то клеткам требуется жир (к примеру, клеткам мышц нужна энергия), то жирные кислоты потребляются этими клетками. Если организму энергия не требуется, то попадая в специальные жировые клетки (липоциды), жирные кислоты могут откладываться “про запас” в виде веществ под названием “триглицериды”. В жировых клетках хранятся наши жировые запасы и именно жировые клетки с большим количеством накопленных триглицеридов создают нам дискомфорт в виде избыточного веса.

Образование жировых отложений из углеводов выглядит следующим образом: сначала углеводы расщепляются до глюкозы и фруктозы, а затем в жировых клетках при участии инсулина из них образуются триглицериды. 

Процесс образования жировых отложений из белков существенно сложнее. Чтобы получить жир из белка, сначала необходимо расщепление белка до аминокислот, затем в печени аминокислоты превращаются в глюкозу, а затем уже из глюкозы при участии инсулина образуются триглицериды в жировых клетках.

Из этого мы сразу можем сделать довольно важный вывод:

“Сделать” жир из белков нашему организму сложнее всего!

На этом факте основано множество разнообразных диет, например, диета Дюкана. Однако подобные диеты имеют негативные последствия для здоровья и я рекомендую их избегать. Есть гораздо более правильные и простые способы сбросить лишний вес, чем изнурять себя “чудо-диетами”. 

Стоит заметить, что у жира в нашем организме есть множество функций. Он не только служит основным энергетическим запасом нашего организма, но и является строительным материалом для клеточных мембран и ряда гормонов. Поэтому полностью избавиться от жировой ткани мы не можем. Без жировой ткани наш организм не сможет нормально функционировать. Когда мы ведём речь о похудении, мы стараемся избавиться от излишков жира, но не от всего жира. Некоторый процент всё равно остаётся.

Стоит отметить, что организм женщины более склонен к накоплению жира и менее склонен затем этот жир расщеплять. Это связано с репродуктивной функцией. Для выполнения данной функции необходим огромный запас энергии. Огромное количество энергии тратится на формирование плода, на его жизнедеятельность и развитие. Также, в период формирования плода происходит активное строительство новых клеток, которым необходимы мембраны, которые строятся из жиров. В мире природы нет гарантии, что пища всегда будет доступна и поэтому необходимы запасы энергии. 

Минимальное количество жира в организме, ниже которого возникает угроза смерти:

  • у мужчин: порядка 5%
  • у женщин: порядка 10%

Теперь нам нужно понять, а как же достаются, расщепляются и, затем, расходуются жировые запасы нашего организма.

Итак, жир отложился в виде триглицеридов в жировой клетке. И пришло время его использовать. Это происходит, когда из пищеварительной системы поступает недостаточно энергии или жир требуется как строительный материал для мембран клеток. В этот момент жировым клеткам отдаётся сигнал. Этот сигнал отдаётся гуморальным способом (то есть с помощью гормонов). Это не один какой-то гормон, а целый набор различных гормонов, обладающих липолитическим действием (способностью расщеплять жиры). 

К примеру, в момент стресса, организм выделяет специальный гормон — адреналин, расщепляющий жир (организм готовится к тому, чтобы была энергия активных действий — к примеру, убегать от опасности).

Если человек давно не ел, пищеварительная система пустая, в крови падает уровень глюкозы. Выделяется специальный гормон — “глюкогон”, который достаёт глюкозу из печени. Также, этот гормон обладает и липолитическим действием.

Если человек очень долго не ест, или испытывает физические или эмоциональные перегрузки, выделяется гормон — кортизол.
Также жир расщепляет соматотропин. Он стимулирует синтез белка и в том числе для этого, он даёт команду расщепиться жирам. Так как синтез белка требует огромного количества энергии, которая получается в виде АТФ из жиров.

Еще расщепляют жир гормоны щитовидной железы и многие другие гормоны. 

Получив команду от гормонов, жировая клетка расщепляет жир на:

  • глицерин
  • жирные кислоты

Которые поступают в кровоток и лимфоток.

При этом жирные кислоты, которые сами по себе транспортироваться не могут, соединяются со специальными белками и образуют “жиро-белки” или, по-научному “липопротеины”.

Далее липопротеины, “проезжая” мимо клетки, которой требуется энергия, взаимодействуют со специальными ферментами на мембране клетки, которые расщепляют липопротеины и забирают жирную кислоту для дальнейшего использования (получения энергии или строительства мембран). 

Стоит отметить, что часто из процесса обмена жиров делаются неверные выводы. К примеру, человек услышал, что сигнал к расщеплению жира даёт адреналин, который выделяется в момент стресса. И есть специальные пилюли, которые стимулируют выработку адреналина, и их надо кушать, чтобы расщеплялся жир. Но расщепление жира, это ещё не его окисление (то есть, просто расщепление и поступление его в кровь — это ещё НЕ расход жира). Окисление (то есть непосредственно расход жира на энергию или строительство мембран) начнёт происходить только тогда, когда этот жир нужен клеткам, мимо которых он “проплывает”. Если энергия никаким клеткам не требуется, то всё закончится просто тем, что жиры выйдут в кровь и будут там плавать. Эти жиры будут откладываются на стенках сосудов, что очень плохо и может привести к атеросклерозу, закупорке сосудов инсультам и т.д. Поэтому люди, которые часто нервничают более подвержены данного рода заболеваниям.

Таким образом, необходимо не просто расщеплять жиры, но и создавать условия для того, чтобы они потреблялись клетками (создавать недостаток энергии в клетках).

Если вам понравилась статья, подписывайтесь на блог и первыми узнавайте о выходе новых полезных статей об эффективном и безопасном похудении.

Автор статьи:

Юлия Лакмэн

© Hudeem-s-profi.ru. При копировании любой части статьи обязательна ссылка на первоисточник

Читайте также:

15.05.2017

06.04.2017

05.01.2017

Будьте с нами в соц. сетях!

Для полноценной работы сайта необходимо включить JavaScript

3. Обмен органических соединений (белков, жиров и углеводов)

Белковый обмен

Белковый обмен — использование и преобразование аминокислот белков в организме человека.

В результате окисления \(1\) г белка происходит выделение \(17,2\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии.

Но белки редко используются в организме для получения энергии, так как они нужны для выполнения более важных функций (основная функция — строительная). Организму человека нужны не белки пищи, сами по себе, а аминокислоты, из которых они состоят.

 

В процессе пищеварения белки пищи расщепляются под действием пищеварительных ферментов до аминокислот. Аминокислоты всасываются ворсинками тонкого кишечника и попадают в кровь, которая доставляет их к клеткам. В клетках из аминокислот синтезируются новые белки, свойственные организму человека.

 

 

Содержанием отдельных аминокислот в крови управляет печень. Распадаясь, аминокислоты образуют воду, углекислый газ и ядовитый аммиак. В клетках печени из образовавшегося аммиака синтезируется мочевина (которая затем выводится вместе с водой почками в составе мочи и частично кожей), а углекислый газ выдыхается через лёгкие.

 

 

Остатки аминокислот используются как энергетический материал (преобразуются в глюкозу, избыток которой превращается в гликоген).

Углеводный обмен

Углеводный обмен — совокупность процессов преобразования и использования углеводов.

Углеводы являются основным источником энергии в организме. При окислении \(1\) г углеводов (глюкозы) выделяется \(17,2\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии.

 

Углеводы поступают в организм человека в виде различных соединений: крахмал, гликоген, сахароза или фруктоза и др. Все эти вещества распадаются в процессе пищеварения до глюкозы, которая всасывается стенками тонкого кишечника и попадает в кровь.

 

 

Глюкоза — это главное энергетическое вещество организма. Она необходима для работы всех органов. 

 

Основная часть глюкозы окисляется в клетках до углекислого газа и воды, которые удаляются с выдыхаемым воздухом или с мочой.

 

Часть глюкозы превращается в полисахарид гликоген и откладывается в печени (может откладываться до \(300\) г гликогена) и мышцах (гликоген является основным поставщиком энергии для мышечного сокращения).

 

Уровень глюкозы в крови постоянный (\(0,10\)–\(0,15\) %) и регулируется гормонами щитовидной железы, в том числе инсулином. При недостатке инсулина уровень глюкозы в крови повышается, что ведёт к тяжёлому заболеванию — сахарному диабету.

 

Инсулин также тормозит распад гликогена и способствует повышению его содержания в печени.

 

Другой гормон поджелудочной железы — глюкагон — способствует превращению гликогена в глюкозу, тем самым повышая её содержание в крови (т. е. оказывает действие, противоположное инсулину).

 

 

При большом количестве углеводов в пище их избыток превращается в жиры и откладывается в организме человека.

 

\(1\) г углеводов содержит значительно меньше энергии, чем \(1\) г жиров. Но зато углеводы можно окислить быстро и быстро получить энергию.

Обмен жиров

Обмен жиров — совокупность процессов преобразования и использования жиров (липидов).

 

При распаде \(1\) г жира выделяется \(38,9\) кДж (\(9,3\) ккал) энергии (в \(2\) раза больше, чем при расщеплении \(1\) г белков или углеводов).

 

Жиры являются соединениями, включающими в себя жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты под действием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника, а также при участии желчи, всасываются в лимфу в ворсинках тонкого кишечника. Далее с током лимфы липиды попадают в кровоток, а затем в клетки. 

 

 

При окислении жиры превращаются в углекислый газ и воду и продукты обмена удаляются из организма.

 

 

В гуморальной регуляции уровня жиров участвуют железы внутренней секреции и их гормоны.

 

Значение жиров

  • Окисление жиров обеспечивает энергией работу внутренних органов.
  • Липиды являются структурными элементами клеточных мембран, входят в состав медиаторов, гормонов, образуют подкожные жировые отложения и сальники.
  • Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смещению и механическим повреждениям органов.
  • Подкожная жировая клетчатка плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела.

Ежедневно рекомендуется употреблять \(80\)–\(100\) г разных жиров. Лишний жир откладывается под кожей, в тканях некоторых органов (например печени), а также и на стенках кровеносных сосудов.

 

 

Если в организме недостаёт одних веществ, то они могут образовываться из других. Белки могут превращаться в жиры и углеводы, а некоторые углеводы — в жиры. В свою очередь жиры могут стать источником углеводов, а недостаток углеводов может пополняться за счёт жиров и белков. Но ни жиры, ни углеводы не могут превращаться в белки.

 

 

Установлено, что взрослый человек в сутки тратит не менее \(1500\)–\(1700\) ккал. Причём  на собственные нужды организма уходит \(15\)–\(35\) % полученной энергии, а остальное затрачивается на выработку тепла и поддержание температуры тела.

О процессе переваривания и всасывания пищи


Ключ к пониманию обмена веществ


Переваривание это совокупность механических и биохимических процессов, благодаря которым поглощаемая человеком пища преобразуется в вещества, которые могут быть усвоены организмом.


После того, как пища пережевана и проглочена, она попадает в желудок, где подвергается различным видоизменениям, позволяющим дальнейшее всасывание.


Процесс пищеварения продолжается в тонком кишечнике под воздействием различных пищевых ферментов. Там происходит превращение углеводов в глюкозу, расщепление липидов на жирные кислоты и моноглицериды, а белков – на аминокислоты.

Эти вещества, всасываясь через стенки кишечника, попадают в кровь.

.

Между тем, несмотря на некоторые общепринятые взгляды, всасывание этих макронутриентов отнюдь не длится часами и не растягивается на все шесть с половиной метров тонкой кишки. Очень важно знать, что усвоение углеводов и липидов на 80%, а белков – на 50% — осуществляется на протяжении первых 70-ти сантиметров тонкого кишечника.


Некоторые полагают, что углеводы, жиры и белки всегда усваиваются полностью. Многие пациенты думают – и диетологи им в этом не препятствуют — что абсолютно все присутствующие на их тарелке (и, конечно, подсчитанные) калории поступят в кровь сразу после расщепления соответствующей пищи. На самом деле, все обстоит иначе.


Всасывание углеводов




Расщепление углеводов осуществляется под действием пищеварительных ферментов, в особенности амилаз слюнной и поджелудочной желез. А гидролиз углеводов, то есть превращение в усваиваемую организмом глюкозу, напрямую зависит от их гликемического индекса.


Гликемический индекс углевода определяет способность углевода повышать гликемию, то есть количество глюкозы в крови. Другими словами, ГИ выражает способность углевода к гидролизу, то есть расщеплению до глюкозы.


Итак, гликемический индекс (ГИ) измеряет долю глюкозы, которая будет получена из данного углевода в процессе его переработки организмом и, следовательно, попадет в кровь. 


Если гликемический индекс (ГИ) глюкозы равен 100, это значит, что при попадании в тонкую кишку она всосется через стенки кишечника на 100 %.

Если ГИ белого хлеба равен 70, это означает, что содержащийся в нём углевод (крахмал) на 70% гидролизуется и пройдет через стенки кишечника в форме глюкозы.


По этому же принципу, если ГИ чечевицы равен 30, то можно полагать, что содержащийся в ней крахмал лишь на 30% будет усвоен организмом в виде глюкозы.

Таким образом, при равном калорийном показателе поглощаемых нами углеводов, количество полученной при их расщеплении и поступающей в кровь глюкозы может значительно варьироваться, в зависимости от ГИ углевода.

Другими словами, гликемический индекс содержащего углеводы продукта выражает его глюкозную биодоступность.


Подробнее о гликемических индексах


Для облегчения понимания этого феномена раскроем его, используя термин традиционной диетологии, то есть «калории».







 

« Калории » содержащиеся в 100 граммах чистого  углевода

Гликемический индекс

Калории, поступающие в кровь в виде глюкозы после всасывани

Сироп глюкозы


400 Ккал


100


400 Ккал


Жареный картофель


400 Ккал


95


380 Ккал


Белый хлеб


400 Ккал


70


280 Ккал


Чечевица


400 Ккал


30


120 Ккал


Из этой таблицы видно, что после усвоения жареного картофеля в организме высвобождается в три раза больше калорий, чем после усвоения чечевицы, при равных порциях углеводов.

И наоборот, при равных порциях, чечевица после расщеплении высвобождает в три раза меньше «калорий», чем картофель.


Кроме того, опытным путем было выявлено, что употребление сахара (в разумных пределах) в конце приёма пищи если и влияет на гликемический результат приёма пищи, то очень незначительно. Всасывание сахара (ГИ 70) будет снижено в зависимости от того, насколько разнообразна была пища и какое количество пищевых волокон и протеинов она содержала. Совсем по-другому дело обстоит, если сахар поступает в организм натощак, например, в виде сладких газированных напитков (кока-кола). В этом случае углевод всасывается почти полностью.


Этот момент чрезвычайно важен!




Он является одним из основных принципов Метода Монтиньяка и позволяет понять, как можно снизить вес, не уменьшая при этом количества потребляемой пищи, а лишь научившись правильно выбирать продукты.


Этот пункт важен ещё и потому, что заставляет пересмотреть слепое и наивное убеждение традиционной диетологии в том, что все калории, поглощаемые нами, полностью  усваиваются организмом.


Многие нутриционисты, пользующиеся понятием гликемического индекса, ошибаются, полагая, что ГИ выражает лишь величину пика гликемии. Так что вся польза продукта с низким ГИ сводится, в их понимании, к тому, что он помогает избежать резкого повышения уровня сахара в крови, замедляя всасывание глюкозы. Таким образом, принцип гликемического индекса углеводов ошибочно связывается с понятием о «медленных» и «быстрых сахарах», которое многие авторы, в частности, профессор Ж. Слама, считают неверным. 


Подробнее об ошибочности понятий «быстрых» и «медленных сахаров»


 


Согласно объяснению Дженкинса, приведенному более подробно в специальном разделе сайта, гликемический индекс  углеводного продукта соответствует площади треугольника, который образует на графике кривая гипергликемии, возникшей в результате поступления сахара. Другими словами, ГИ углевода выражает количество глюкозы, вырабатывающейся при его расщеплении и поступающей в кровь через стенки кишечника. Чем ниже ГИ продукта, тем меньше глюкозы высвободится в кровь при его переваривании.


В заключение скажем, что гликемический индекс углеводного продукта, помимо гликемии, измеряет степень всасываемости углевода, то есть его биодоступность. Так что повышение уровня гликемии лишь свидетельствует о той доле углевода, которая поступила в кровь человека в виде глюкозы после переваривания продукта.


Всасывание липидов (жиров)


Тема липидов традиционно нелюбима диетологами. Отвращение к жирам вызвано тем, что они высококалорийны: 9 килокалорий на грамм.


Несмотря на укоренившиеся стереотипы, не все жиры, попадающие к нам в тарелку, полностью усваиваются в процессе пищеварения. Всасывание их зависит от нижеперечисленных параметров.


На усвоение жирных кислот влияет их происхождение и химический состав:


  • Насыщенные жирные кислоты (сливочное масло, говяжий жир, баранина, свинина, пальмовое масло…), а также транс-жиры (гидрогенезированный маргарин…) имеют тенденцию откладываться в жировые запасы, а не сразу сжигаться в процессе энергетического обмена.

  • Мононенасыщенные жирные кислоты (оливковое масло, жир утки или гуся) преимущественно используются непосредственно после всасывания. Кроме того, они способствуют снижению гликемии, что уменьшает выработку инсулина и тем самым ограничивает формирование жировых запасов.

  • Полиненасыщенные жирные кислоты, в особенности Омега-3 (рыбий жир, репсовое масло, льняное масло…), всегда расходуются непосредственно после всасывания, в частности, за счёт повышения пищевого термогенеза — энергозатрат организма на переваривание пищи.

    Кроме того, они стимулируют липолиз, (расщепление и сжигание жировых отложений), способствуя тем самым похудению.


Следовательно, при равном калорийном составе разные типы жирных кислот имеют разное, иногда даже противоположное, влияние на метаболизм.


Всасывание жиров зависит от расположения жирных кислот относительно молекулы глицерина:


95 – 98% поглощаемых с пищей жиров имеют структуру триглицеридов. Их ежедневная норма для человека в среднем составляет 100 – 150 гр.


С точки зрения химии, триглицериды представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Различают три возможных варианта расположения жирных кислот относительно молекулы глицерина.


Доля всасывания жирной кислоты зависит от того, какую позицию она занимает. Важно знать, что только те жирные кислоты, которые занимают позицию Р2, хорошо всасываются..

Это связано с тем, что пищевые ферменты, расщепляющие липиды (липазы), имеют разную степень воздействия на жирные кислоты в зависимости от расположения последних.


Это означает, что не все поступившие с пищей жирные кислоты полностью всасываются в организме, как ошибочно полагают многие диетологи. Они могут частично или полностью не усвоиться в тонком кишечнике и быть выведены из организма.


  • Например, в сливочном масле, 80% жирных кислот (насыщенных) находятся в позиции Р2, то есть они полностью всасываемы. Это же относится к жирам, входящим в состав молока и всех не проходящих процесс ферментации молочных продуктов.

  • С другой стороны, жирные кислоты присутствующие в зрелых сырах (особенно сырах длительной выдержки), хоть и являются насыщенными, находятся все же в позициях Р1 и Р3, что делает их менее абсорбируемыми.


Кроме того, в большинстве своём сыры богаты кальцием (особенно твердые сыры, например, швейцарский грюйер…). Кальций соединяется с жирными кислотами, образуя «мыла», которые не всасываются и выводятся из организма.


Из вышесказанного можно заключить, что степень усвоения организмом жирных кислот, входящих в состав молочных продуктов, обусловливается химическими факторами этих продуктов (ферментация, содержание кальция…). От этих факторов зависит не только количество высвобождающейся при переваривании энергии, но и степень риска для сердечно-сосудистой системы. 


Такое наблюдение было подтверждено специализированными исследованиями, выявившими взаимосвязь между употреблением в пищу молочных продуктов, не проходящих ферментацию (молоко, сливочное масло, сливки…), и возникновением коронарных болезней.

Было также установлено, что при количественно равном употреблении в пищу молочных продуктов, прошедших ферментацию (сыров), риск развития сердечно-сосудистых заболеваний неодинаков от страны к стране.

Довольно интересно сравнение между жителями Финляндии и Швейцарии. Было отмечено, что смертность от сердечно-сосудистых недугов в Швейцарии в два раза ниже, чем в Финляндии, при примерно равном потреблении молочных продуктов на человека.

Одним из основных объяснений этого является то, что швейцарцы, в отличие от финнов, потребляют большую часть молочных продуктов в виде ферментированных сыров.

Ещё более поразительно сравнение между Финляндией и Францией.

При том, что французы едят в два раза больше молочных продуктов, уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний во Франции в два с половиной раза ниже.

Этому есть несколько объяснений, одно из которых следующее: французы едят сыры, которые не просто ферментированы, а ещё и выдержаны.

Вызревание сыра способствует переходу входящих в него жирных кислот в положение P1 и P3, что свидетельствует о слабой их всасываемости.


На абсорбцию липидов также влияет количество пищевых волокон.


Присутствие в пище одновременно с жирами пищевых волокон, в частности, растворимых, влияет на усвоение жирных кислот. Например, употребление яблок, богатых пектином, и бобовых, источника камеди, может понизить гиперхолестеринемию, а также содействовать профилактике лишнего веса, уменьшая количество усваиваемых организмом калорий. 


Всасывание протеинов


Различные параметры оказывают влияние на абсорбцию белков:


  • Состав белка

    Известно, что протеины состоят из разных аминокислот. Недостаток одной или нескольких аминокислот может стать ограничивающим фактором, препятствующим правильному использованию остальных.

    Так что иногда поглощенные белки после всасывания оказываются либо неработоспособными, либо имеют слабую активность, не соответствующую их количеству.

  • Заключение: питательные вещества, поступающие с пищей, не обладают полной стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться, в зависимости от физико-химического состава самого продукта и поглощаемых одновременно с ним других продуктов.

    Важно учитывать это, предпринимая меры по снижению веса или профилактике сердечно-сосудистых заболеваний.

Углеводная недостаточность


Углеводная недостаточность

Углеводная недостаточность – болезненное состояние, связанное с недостаточным поступлением и усвоением углеводов либо с их интенсивным расходованием.

Так как углеводы играют роль быстрого источника энергии, относительный углеводный дефицит может сопровождать любое физическое перенапряжение и считается вариантом нормы. Уровень углеводов в этом случае быстро восполняется за счет резервов организма без негативных последствий. При длительном дефиците питания, а также при некоторых заболеваниях может развиваться хроническая углеводная недостаточность, последствия которой бывают необратимыми. Наиболее чувствительны к дефициту углеводов клетки нервной и мышечной ткани, которые являются основными потребителями энергии. При нехватке углеводов для восполнения энергии начинают использоваться жиры и даже белок, что может вызывать серьезные изменения в обмене веществ и влиять на работу печени и почек.

Синонимы русские

Дефицит углеводов, гипогликемия.

Синонимы английские

A Carbohydrate Deficiency, Deficiency Of Carbohydrates.

Симптомы

Симптомы углеводной недостаточности во многом зависят от ее длительности и степени выраженности. При кратковременном падении уровня сахара в крови в периоды физического или умственного перенапряжения могут отмечаться легкая слабость и усиленное чувство голода. Длительный дефицит углеводов, сопровождающийся истощением их запаса в печени, может приводить к нарушению ее функций и развитию дистрофии (нарушению питания тканей).

Основные проявления углеводной недостаточности:

  • общая слабость,
  • головокружение,
  • головная боль,
  • голод,
  • тошнота,
  • обильная потливость,
  • дрожь в руках,
  • сонливость.
  • потеря веса.

Кто в группе риска?

  • Население стран с низким уровнем жизни.
  • Те, кто голодает с целью снизить вес или долго придерживается низкокалорийных диет.
  • Пациенты с заболеваниями поджелудочной железы, печени и почек.
  • Инсулинозависимые пациенты.
  • Лица, родственники которых страдают наследственными формами нарушений углеводного обмена.

Общая информация о заболевании

Наряду с жирами и белком углеводы относятся к основным компонентам пищевого рациона. Они удовлетворяют потребность организма в энергии, участвуют в расщеплении жиров и белка.

Многие люди, пытаясь сбросить вес, ошибочно урезают количество углеводов в рационе до минимума, однако полноценная утилизация жиров возможна только при достаточном количестве углеводов.

Основные функции углеводов

  • Энергетическая. При расщеплении углеводов образуется значительное количество энергии, обеспечивающей практически все процессы жизнедеятельности.
  • Питание мозга. Головной мозг является основным потребителем глюкозы.
  • Синтетическая. Углеводы участвуют в образовании многих необходимых организму веществ. Совместно с белками они образуют некоторые ферменты, гормоны, входят в состав слюны и пищеварительных соков.
  • Регуляторная. Углеводы участвуют в процессе расщепления жиров и белка.
  • Пищеварительная. Стимулируют процесс пищеварения, создавая объем пищевого комка.
  • Сорбирующая. Способствуют выведению из организма избытков холестерина и вредных веществ.

Разнообразие выполняемых функций обеспечивается за счет особенностей химического строения углеводов. Принято различать следующие их виды.

  • Простые сахара: глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза. Выполняют функцию источников «быстрой» энергии, главным из которых является глюкоза. Именно она используется клетками в первую очередь и является основой питания мозга. Уровень глюкозы в крови регулируется с помощью инсулина – особого белка (гормона), вырабатываемого поджелудочной железой, – и в норме относительно постоянен. При значительном поступлении углеводов с пищей часть их используется на поддержание уровня глюкозы, а остальные резервируются в печени и мышечной ткани.
  • Сложные сахара: крахмал, гликоген клетчатка и пектины.
    • Крахмал – основной углевод, поступающий с пищей. Содержится в крупах, картофеле, хлебе. В процессе переваривания расщепляется до глюкозы.
    • Гликоген, или «животный крахмал», является формой хранения углеводов в организме. Основная масса гликогена содержится в печени, где и происходит его расщепление до глюкозы при необходимости восстановления ее уровня в крови.
    • Клетчатка (целлюлоза) – практически неперевариваемый углевод, образующий оболочки семян и плодов. Клетчатка практически не участвует в углеводном обмене, но необходима организму для нормального пищеварения: создавая объем пищевого комка, она способствует насыщению и, кроме того, выведению холестерина и вредных веществ.

Таким образом, для обеспечения потребностей организма в первую очередь расходуются простые углеводы (глюкоза), уровень которых восполняется либо за счет поступления с пищей, либо за счет собственных запасов при расщеплении гликогена. Если же собственный углеводный резерв исчерпан, организм начинает использовать имеющийся жир и белки, поэтому длительная нехватка углеводов приводит к серьезным нарушениям обмена и образованию целого ряда вредных веществ, постепенно накапливающихся в крови. К числу таких веществ относятся продукты неполного расщепления жира: кетоновые тела и ацетон. Этот процесс представляет серьезную опасность и даже может привести к коме. Избыточный расход белка вызывает уменьшение мышечной массы, нарушение целого ряда жизненно важных процессов, таких как продукция гормонов, основных белков крови, пищеварительных ферментов, что чревато тяжелыми формами дистрофии, снижением работоспособности и интеллекта.

Главное проявление углеводного дефицита – это гипогликемия – низкий уровень глюкозы в крови.

Основные причины углеводной недостаточности

  • Сахарный диабет – основная причина гипогликемии. Падение уровня глюкозы чаще всего связано с передозировкой инсулина (гормона, регулирующего уровень глюкозы), таблетированных сахароснижающих препаратов или же может явиться следствием нарушений режима питания, стресса или физического перенапряжения у этих пациентов.
  • Физиологическая гипогликемия представляет собой незначительное кратковременное падение сахара в крови у лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом, спортсменов в период максимальных нагрузок, а также при стрессовых ситуациях.
  • Алиментарная (пищевая) углеводная недостаточность развивается при длительном голодании, например с целью снизить вес, при избыточном приеме алкоголя. Кроме того, сахар может падать из-за значительного перерыва между приемами пищи. Обычно это проявляется слабостью чувством голода.
  • Инсулинома – опухоль поджелудочной железы, затрагивающая клетки, продуцирующие инсулин. По мере роста опухоли содержание инсулина в крови увеличивается и падения уровня глюкозы могут быть весьма значительными.
  • Злокачественные опухоли могут стать причиной углеводной недостаточности за счет потребления глюкозы опухолевой тканью, а также при развитии синдрома опухолевой интоксикации. При распаде опухоли в кровь попадают чужеродные белки, вызывающие отравление организма. Это может приводить к снижению аппетита и к алиментарной углеводной недостаточности. Кроме того, некоторые опухоли способны производить вещества, воспринимаемые организмом как инсулин.
  • Надпочечниковая недостаточность. Одной из функций гормонов, вырабатываемых надпочечниками (в основном кортизола и адреналина), является регуляция углеводного обмена, в частности образования гликогена и его обратного расщепления до глюкозы. Поэтому недостаточная функция надпочечников, а также регулирующего их работу гипофиза иногда сопровождается гипогликемией.
  • Почечная недостаточность. Приводит к падению уровня глюкозы как из-за снижения аппетита (почечная интоксикация), так и из-за более длительной циркуляции инсулина в крови вследствие нарушенной почечной фильтрации.
  • Заболевания печени – нарушение образования и распада гликогена в клетках печени. Например, гепатиты, цирроз печени, жировая дистрофия.
  • Пищеварительные нарушения углеводного обмена объединяют врождённые и приобретенные состояния, при которых нарушается расщепление и всасывание углеводов в пищеварительном тракте.

а) Приобретенные нарушения чаще всего носят временный характер и устраняются лечением. Наиболее распространенными являются:

  • снижение уровня амилазы (основной фермент пищеварительного сока, ответственный за расщепление углеводов) у пациентов с хроническим панкреатитом и опухолями поджелудочной железы;
  • снижение ферментативной активности кишечного содержимого при острых и хронических кишечных инфекциях, а также после операций на тонкой кишке.

б) Врождённые ферментопатии характеризуются отсутствием или низким уровнем отдельных ферментов, отвечающих за расщепление сложных углеводов. Наиболее известным примером является врождённая недостаточность лактазы – фермента, отвечающего за усвоение молочного сахара. Заболевание выявляется у новорождённых и характеризуется вздутием живота, жидким стулом, потерей веса. В качестве лечения предлагается переход на смеси, не содержащие лактозу.

Диагностика

Углеводная недостаточность может быть заподозрена у пациентов с дефицитом массы тела, а также у лиц, входящих в группу риска: страдающих сахарным диабетом, заболеваниями печени, почек, поджелудочной железы. Для подтверждения диагноза назначаются следующие исследования.

Лабораторные исследования

  • Общий анализ крови относится к числу базовых исследований, позволяющих получить представление об общем состоянии организма. Так как нарушения углеводного обмена не оказывают непосредственного влияния на клеточный состав крови, возможные изменения будут являться следствием основного процесса. Эритроциты и гемоглобин могут быть понижены. Лейкоциты. Изменение числа лейкоцитов для углеводной недостаточности нехарактерно, их количество может уменьшаться на фоне общего истощения.
  • Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Значительное повышение СОЭ в сочетании с гипогликемией может указывать на наличие опухоли.
  • Глюкоза (сахар крови). Определение уровня глюкозы является базовым исследованием в диагностике углеводной недостаточности. Стабильно низкие показатели глюкозы бывают вызваны врождённым гиперинсулинизмом и опухолями поджелудочной железы. При сахарном диабете и передозировке сахароснижающих препаратов уровень сахара при повторных исследованиях будет повышен.
  • Инсулин в крови. Инсулин является одним из основных регуляторов углеводного обмена, отвечающим за уровень сахара в крови и обеспечивающим накопление гликогена в клетках печени. Повышенный уровень инсулина как причина низкого сахара крови может наблюдаться у пациентов с инсулиномой (злокачественной инсулинпродуцирующей опухолью поджелудочной железы) и с врождённым гиперинсулинизмом, а также при передозировке инсулина у пациентов с сахарным диабетом.
  •  Определение уровня проинсулина в крови может назначаться при подозрении на инсулинпродуцирующую опухоль поджелудочной железы. Проинсулин – белок – предшественник инсулина и в значительном количестве может определяться в крови пациентов с инсулиномой, гипогликемией, почечной и печеночной недостаточностью.
  • С-пептид. Представляет собой фрагмент белка – предшественника инсулина. Количество его пропорционально количеству образующегося инсулина, но так как С-пептид не участвует в обменных процессах, то его определение дает более достоверную информацию об уровне секреции этого гормона поджелудочной железой. Повышенный уровень С-пептида у пациентов после удаления гормонально активных опухолей поджелудочной железы может указывать на рецидив.
  • Глюкозотолерантный тест. Определение уровня глюкозы крови до приема раствора глюкозы и через полчаса, 1 час и через 2 часа после него назначается пациентам при подозрении на нарушенное усвоение углеводов.
  • Белок в сыворотке крови бывает понижен при углеводной недостаточности из-за использования белка в качестве источника энергии.
  • Белковые фракции сыворотки крови. Исследование количественного состава и соотношения различных видов белка в сыворотке крови. Общий белок сыворотки представлен альбуминами и глобулинами, выполняющими в организме различные функции. Основную часть составляет альбумин – основной строительный белок организма. Так как при углеводной недостаточности альбумины начинают использоваться для восполнения энергозатрат, уровень их в плазме может снижаться при сохраненном показателе глобулинов.
  • Мочевина и креатинин в сыворотке крови. Мочевина и креатинин являются веществами, образующимися в процессе распада белков. При выраженной углеводной недостаточности, сопровождающейся разрушением белка, их количество в крови может увеличиваться. Показатель следует оценивать вместе с уровнем мочевины в суточной моче.
  • Мочевина в суточной моче отражает эффективность работы почек. При интенсивном распаде белка и сохраненной почечной функции может существенно повышаться.
  • Лактаза (LCT). Выявление мутации C(-13910)T (регуляторная область гена). Исследование может быть назначено при подозрении на врождённый недостаток лактазы – пищеварительного фермента, обеспечивающего усвоение молочного сахара в желудочно-кишечном тракте. Представляет собой генетический анализ на измененные гены в соскобе щечной области. Положительный тест позволяет отличить врождённый дефицит фермента от приобретенных нарушений усвоения углеводов, как, например, при дисбактериозе.
  • Кортизол. Гормон коры надпочечников, при недостаточной продукции которого уровень глюкозы в крови может снижаться. Исследование назначается при подозрении на надпочечниковую недостаточность как причину гипогликемии.
  • Общий анализ мочи с микроскопией осадка при углеводной недостаточности назначают для определения уровня ацетона в моче. При углеводном дефиците организм начинает использовать запасы жира для восполнения энергозатрат. Так как расщепление жира при этом механизме происходит не полностью, в крови накапливаются промежуточные вещества, в том числе и ацетон, в дальнейшем выделяемый с мочой.
  • Копрограмма – исследование кала, позволяющее выявить возможные нарушения основных этапов переваривания углеводов. Оценивается химический состав каловых масс, его цвет, запах консистенция, наличие отдельных видов микроорганизмов (дисбактериоз). Исследование позволяет оценить работу основных ферментов печени, желудочного и кишечного сока, поджелудочной железы. При углеводной недостаточности, вызванной нарушенным усвоением углеводов, в каловых массах могут определяться зерна крахмала.

Дополнительные (инструментальные) методы исследования

Объем диагностических исследований зависит от предполагаемой причины углеводной недостаточности и должен определяться лечащим врачом.

  • Ультразвуковое исследование печени, почек, надпочечников и поджелудочной железы относится к базовым методикам, позволяющим оценить состояние этих органов. В отличие от рентгенологических методов исследования оно не сопряжено с лучевой нагрузкой и безопасно для пациента. Ультразвук проходит сквозь мягкие ткани до исследуемого органа и, отразившись, возвращается обратно. Полученное изображение передается на монитор. Исследование позволяет оценить размеры указанных органов, структуру тканей, выявить опухолевое поражение или кисту, исключить наличие жидкости в брюшной полости. При необходимости исследование может быть дополнено взятием биопсии под УЗИ-контролем.
  • Эзофагогастродуоденоскопия – непосредственный осмотр пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки с помощью специального зонда, на дистальном конце которого размещена видеокамера. Оценивается проходимость верхних отделов пищеварительного тракта, состояние слизистой оболочки, степень ее воспаления или атрофии. В процессе исследования может быть взят фрагмент ткани на анализ (биопсия). Наряду с ультразвуковым исследованием гастроскопия является обязательной при подозрении на алиментарный характер углеводной недостаточности.
  • Энтероскопия (интестиноскопия). Осмотр тонкой кишки. Исследование по своим возможностям аналогично гастроскопии, но технически более сложно, так как предусматривает осмотр всей тонкой кишки. Оно позволяет оценить состояние слизистой оболочки, исключить эрозивное поражение, а также взять содержимое для исключения инфекционного процесса или определения уровня отдельных ферментов, например амилазы – основного фермента, участвующего в расщеплении углеводов.
  • Эндосонография поджелудочной железы (эндоскопическое УЗИ) представляет собой разновидность ультразвукового исследования поджелудочной железы. Выполняется с помощью специального датчика, размещенного на конце эндоскопа. Считается «золотым стандартом» в диагностике гормонпродуцирующих опухолей, так как с его помощью можно диагностировать образования менее 1 сантиметра, не выявляемые другими методами.
  • Компьютерная томография органов брюшной полости позволяет получить послойные срезы поджелудочной железы и может быть назначена пациентам с подозрением на опухоль этого органа.
  • Рентгенологическое исследование может быть назначено пациентам, перенесшим операцию на тонкой кишке, для оценки ее длины и просвета. Удаление значительной части тонкого кишечника способно явиться причиной тяжелых расстройств пищеварения, в том числе и углеводной недостаточности.

Лечение

Лечение углеводной недостаточности направлено на восстановление уровня углеводов, а в более тяжелых случаях на нормализацию белкового и жирового обмена.

  • Сбалансированное питание, обеспечивающее суточную потребность в углеводах. В рационе должно быть достаточное количество овощей, фруктов, зерновых продуктов (хлеба, круп). Пациенты с углеводной недостаточностью, обусловленной избыточной продукцией инсулина, должны носить с собой содержащие глюкозу таблетки, конфеты или обычный сахар. Такая коррекция режима питания может оказаться единственной необходимой мерой у пациентов с легкими формами гипогликемии. При углеводной недостаточности, обусловленной заболеваниями печени и почек, врождёнными ферментативными нарушениями, диета должна подбираться лечащим врачом с учетом особенностей течения основного заболевания.
  • Медикаментозные средства:
  • Отдельные пищеварительные ферменты или комплексные ферментные препараты могут быть назначены пациентам с приобретенным ферментным дефицитом.
  • Специальные смеси для питания со строго подобранным углеводным составом могут назначаться пациентам с врождённым и приобретенным нарушением усвояемости отдельных углеводов. При углеводной недостаточности, сопровождающейся потерей белка, могут быть рекомендованы соответствующие белково-углеводные смеси.
  • Внутривенное введение глюкозы иногда требуется пациентам с тяжелой степенью гипогликемии, особенно при наличии инсулинпродуцирующей опухоли.
  • Хирургическое лечение бывает необходимо пациентам, у которых углеводная недостаточность обусловлена опухолевым процессом

Профилактика

  • Полноценное питание с включением в рацион достаточного количества углеводной пищи (свежие фрукты и овощи более предпочтительны, бобовые продукты и зерновые).
  • Обязательный врачебный контроль при подборе ограничительной диеты или проведении курсов лечебного голодания.
  • Своевременное выявление и лечение заболеваний, увеличивающих риск нарушений углеводного обмена.

Рекомендуемые анализы

  •          Общий анализ крови
  •          Лейкоцитарная формула
  •          Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
  •          Глюкоза в плазме
  •          Инсулин
  •          Проинсулин
  •          С-пептид в сыворотке
  •          Глюкозотолерантный тест
  •          Кортизол
  •          Лактозная непереносимость у взрослых
  •          Мочевина в суточной моче
  •          Белок общий в сыворотке
  •          Белковые фракции в сыворотке
  •          Общий анализ мочи с микроскопией осадка
  •          Копрограмма

Переваривание пищи | Кинезиолог

Пищеварение — это механическое измельчение и химическое расщепление пищевых веществ на более мелкие фрагменты, лишённые видовой специфичности и пригодные к всасыванию.

Таким образом, пищеварение включает в себя как механическую, так и химическую переработку пищи.

Химическое переваривание пищи — это гидролитическое (т.е. с использованием молекул воды) ферментативное расщепление крупных молекул питательных веществ до более мелких составных частей, доступных для всасывания кишечником.

Конечные продукты переваривания (ферментативного расщепления) питательных веществ:

Для белков — аминокислоты. Это 20 «белковых» аминокислот, участвующих в синтезе белков.
Для углеводов — моносахариды. Это, в основном, глюкоза.
Для жиров — глицерин и жирные кислоты.

Благодаря перевариванию пищи не только получаются продукты для всасывания, но также предотвращается попадание генетически чужеродных белков в организм. Начинается переваривание с углеводов в ротовой полости под действием ферментов слюны (амилазы и мальтазы), затем белки перевариваются в желудке под действием пепсина и соляной кислоты, затем все питательные вещества расщепляются в двенадцатиперстной кишке под действием ферментов поджелудочной железы (липазы, амилазы, трипсина, химотрипсина и некоторых других).

Процесс переваривания идёт последовательно.

Переваривание углеводов

Углеводы класса полисахаридов расщепляются сначала до декстринов, затем до дисахаридов и окончательно — до моносахаридов.

Переваривание белков

Белки расщепляются: до олигопептидов, дипептидов и аминокислот.

Переваривание жиров

Жиры: расщепляются до моноглицеридов ижирных кислот, затем до глицерина и жирных кислот.

Переваривание жиров в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) отличается от переваривания белков и углеводов. Жиры не растворимы в жидкой среде кишечника, и поэтому для того, чтобы они гидролизовались и всасывались, необходимо произвести их эмульгирование — разбить на мельчайшие капельки. В результате эмульгировакния получается эмульсия — дисперсия микроскопических частиц одной жидкости в другой. Эмульсии могут быть образованы двумя любыми не смешивающимися жидкостями. В большинстве случаев одной из фаз эмульсий является вода. Эмульгирование жиров идёт с помощью желчных кислот, которые синтезируются в печени из холестерина. Так что холестерин важен для переваривания и усвоения жиров.

Как только произойдёт эмульгирование, жиры (липиды) становятся доступными для панкреатических липаз, которые секретирует поджелудочная железа, особенно для липазы и фосфолипазы А2.

Конечные продукты расщепления жиров панкреатическими липазами — это глицерин и жирные кислоты.

РУБЦОВОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ КУРПНОГО РОГАТОГО СКОТА

У жвачных животных из всех сельскохозяйственных животных желудок самый сложный — многокамерный, разделенный на четыре отдела: рубец, сетку, книжку, первые три отдела называются преджелудками, последний- сычуг является истинным желудком.

Рубец -самый большой отдел желудка жвачных, его вместимость у крупного рогатого скота в зависимости от возраста составляет от 100 до 300 литров. Он занимает всю левую половину брюшной полости. Внутренняя ее оболочка желез не имеет, ее поверхность ороговевшая и представлена множеством сосочков, придающих шероховатость.

Сетка— представляет из себя небольшой округлый мешок. Внутренняя поверхность также не имеет желез. Слизистая оболочка представлена выступающими в виде пластинчатых складок высотой до 12 мм, образует ячейки, по внешнему виду напоминающие пчелиные соты. С рубцом, книжкой и пищеводом сетка сообщается пищеводным желобом в виде полузамкнутой трубы. Сетка у жвачных животных работает по принципу сортировального органа, пропуская в книжку только достаточно измельченный и разжиженный корм.

Отсутствие четкой границы между 1-ым отделом (рубец) и 2-ым отделом (сетка), а также свободное смешивание их содержимого позволяет объединить их в один отдел и назвать сетчатым желудком. Сетчатый желудок занимает основную часть брюшной полости и является самым тяжелым внутренним органом. Это мускулистый орган, который вмещает в себя 2/3 всего содержимого желудочно-кишечного тракта коровы.

Около половины времени, необходимого для процесса переваривания, пища находится в сетчатом желудке (20 — 48 часов из общего количества 40 — 72 часа). Рубец разделяется сильными мышечными перегородками на краниальный, дорсальный и вентральный мешки. Эти мышцы сокращаются и расслабляются с периодичностью в 50 — 60 секунд.

Внутренние стенки сетчатого желудка выстланы огромным количеством пальцевидных сосочков, которые значительно увеличивают поверхность всасывания конечного продукта желудочной ферментации (летучие жирные кислоты и аммиак).

Строение сетчатого желудка обеспечивает задерживание волокнистой части пищи на время, необходимое для ее ферментации микроорганизмами. При одновременном сокращении рубца и сетки происходит смещение сетчато-рубцовой складки и продукт пищеварения выталкивается, освобождая сетку. При этом маленькие, т.е. более плотные частицы, проходят через отверстие соединяющее сетку с книжкой, тогда как большие, но менее плотные частицы поступают снова в вентральную часть рубца. Таким образом, движение сетки играет важную роль в просеивании и сортировке частиц пищи перед тем, как они покидают сетчатый желудок.

Проглоченный животными пищевой корм попадет сначала в преддверие рубца, а потом в рубец, из которого, спустя некоторое время, вновь возвращается в ротовую полость для повторного пережевывания и тщательного смачивания слюной. Данный процесс у животных называется жвачкой. Отрыгивание пищевой массы из рубца в ротовую полость осуществляется по типу рвотного акта, при котором последовательно сокращаются сетка и диафрагма, при этом гортань у животного замыкается и открывается кардиальный сфинктер пищевода.

Книжка— лежит в правом подреберье, имеет округлую форму, с одной стороны она является продолжением сетки, с другой переходит в желудок. Книжка представляет собой слой мышечных пластин, перекрывающих друг друга. Слизистая оболочка книжки представлена складками (листочками), на концах которых располагаются короткие грубые сосочки. Пластинчатая структура книжки способствует всасыванию большого количества воды и минеральных веществ. Это предотвращает разбавление кислоты, выделяемой четвертым отделом желудка (сычугом), и обеспечивает повторное поступление минеральных веществ в слюну.

Книжка является дополнительным фильтром и измельчителем грубых кормов. Несмотря на то, что масса книжки довольно большая , она вмещает в себя только 5% от всего перевариваемого продукта. У взрослой коровы размер книжки приближается к размеру крупного арбуза.

Сычуг — является истинным желудком, имеет вытянутую форму в виде изогнутой груши, у основания — утолщенной узкий конец которого переходит в двенадцатиперстную кишку. Слизистая оболочка сычуга имеет железы. Также, как и у животных с моногастритным желудком, сычуг выделяет ферменты и соляную кислоту. Внутренние стенки сычуга выстланны множеством складок, что значительно увеличивает площадь поверхности выделяющей ферменты и соляную кислоту.

Сычуг условно разделяют на две области. Первая из них называется дном и является основным местом, где происходит выделение соляной кислоты и ферментов, активных в кислой среде.

Вторая область называется пилорической. Это место, где собирается перевариваемая масса. По мере накопления, через отверстие, соединяющее сычуг с двенадцатиперстной кишкой (привратник — pyllоrus), пищевая масса проталкивается дальше в двенадцатиперстную кишку в виде отдельных пилюлеобразных комков (болюсов).

Сычуг — является истинным желудком, имеет вытянутую форму в виде изогнутой груши, у основания — утолщенной узкий конец которого переходит в двенадцатиперстную кишку. Слизистая оболочка сычуга имеет железы. Также, как и у животных с моногастритным желудком, сычуг выделяет ферменты и соляную кислоту. Внутренние стенки сычуга выстланны множеством складок, что значительно увеличивает площадь поверхности выделяющей ферменты и соляную кислоту.

Сычуг условно разделяют на две области. Первая из них называется дном и является основным местом, где происходит выделение соляной кислоты и ферментов, активных в кислой среде.

Вторая область называется пилорической. Это место, где собирается перевариваемая масса. По мере накопления, через отверстие, соединяющее сычуг с двенадцатиперстной кишкой (привратник — pyllоrus), пищевая масса проталкивается дальше в двенадцатиперстную кишку в виде отдельных пилюлеобразных комков (болюсов).

Вход пищевода в сетчатый желудок и отверстие, соединяющее сетку с книжкой выход из сетчатого желудка, расположены сравнительно близко друг к другу. Эти отверстия соединены между собой желобом. В период, когда теленок питается молоком, этот желоб свертывается в трубку, по которой молоко поступает сразу же в сычуг, минуя сетчатый желудок, то есть пищеварение происходит по укороченному пути. Когда теленок вырастает из возраста молочного кормления, желоб открывается и перестает функционировать.

Роль процесса жевания

Основными функциями жевания в процессе пищеварения являются:

1. Перемешивание корма со слюной.

2. Дробление пищи на мелкие частицы.

3. Увеличение растворимости веществ, служащих основой питания для бактерий желудка.

4. Формирование пищевых комков, удобных для проглатывания – в форме болюсов.

Роль слюновыделения

Слюновыделение имеет несколько важнейших функций:

1. Оказывает сильное разбавляющее действие на кислоты, которые образуются в рубце в результате ферментации кормов микроорганизмами.

2. Способствует сильному увлажнению пищевых частиц, что значительно облегчает их свободное перемещение в рубец и обратно, для дополнительного дожевывания.

3. Поддерживает здоровую среду в сетчатом желудке (содержит большое количество натрия и других минеральных солей, углекислоты и фосфатов, которые ограничивают падение рН — т.е. увеличение кислотности.

4. С помощью слюны формируются пищевые комки (болюсы).

5. Слюна поставляет питательные вещества для бактерий рубца: азот в виде мочевины, а также минеральные соли, такие как натрий, хлор, фосфор и магнезия.

6. Слюна предохраняет от раздувания (тимпании), так как содержит в своем составе муцин, обладающий антивспенивающими свойствами.

Слюновыделение происходит со скоростью 120 мл/мин во время еды и около 150 мл/мин во время пережевывания жвачки. Когда корова перестает жевать, скорость выделения слюны падает до 60 мл/мин.

Интенсивность слюноотделения зависит от состава потребляемых кормов. Большее ее количество выделяется при потреблении грубых кормов в неизмельченном виде. Слюновыделение резко сокращается при приеме измельченных кормов или концентратов.

При отсутствии слюны кислотность сетчатого желудка увеличивается, что приводит к уменьшению активности микроорганизмов, потере аппетита и развитию ацидоза.

Роль жевания жвачки

При пережевывании жвачки пищевые комки (болюсы) из рубца срыгиваются в рот на дополнительное дожевывание. При жевании болюсы сдавливаются и выделяющаяся при этом жидкость и мелкие пищевые частицы немедленно проглатываются. Большие же пищевые частицы дожевываются в течение 50-60 секунд и после этого также проглатываются. Пережевывание жвачки является жизненно необходимой частью нормального пищеварительного процесса и усвоения волокнистых веществ. Основные функции пережевывания жвачки заключаются в следующем:

При пережевывании жвачки происходит увеличение слюновыделения.

Под воздействием пережевывания происходит уменьшение размеров пищевых частиц и увеличение их плотности (от этих характеристик зависит время нахождения пищевых частиц в рубце).

Пережевывание жвачки помогает отделить пищевые частицы, готовые выйти из рубца, от тех, которым необходимо больше времени для их полной ферментации.

В результате пережевывания жвачки происходит размельчение волокнистых структур, что увеличивает поверхность воздействия на них микроорганизмов, а значит их перевариваемость.

Жвачка является необходимым условием для измельчения и дальнейшего переваривания грубых кормов. Она обычно начинается вскоре после окончания приема корма, когда он в рубце подвергается размягчению и разжижению. Чаще всего руминация наступает при полном покое животных, когда они лягут.

Жвачка у животных обычно начинается через 30−70 минут после еды и протекает в строго определенном для каждого вида животных ритме. В течение суток бывает 6-10 жвачных периодов, каждый из которых продолжается по 30-60 минут.

За 5 минут преджелудки сокращаются 8-14 раз. Продолжительность механической обработки пищевого кома в виде жвачки во рту — около одной минуты. Следующая порция пищевого корма поступает в рот спустя 3−10 секунд.

Жвачный период у животных продолжается в среднем 45−50 минут, затем у животных наступает период покоя, продолжающийся у различных животных разное время, затем снова наступает период жвачки.

Здоровая корова выполняет до 40-45 тысяч жевательных движений в день.

За сутки корова таким образом пережевывает около 60 кг пищевого содержимого рубца.

Существует хороший способ определения, достаточно ли волокнистых веществ содержится в рационе стада: если в любое время дня и ночи 1/3 поголовья скота жует, это значит, что рацион составлен правильно.

Роль рубцовой микрофлоры

Наукой доказано, что за счёт ферментов микрофлоры рубца удовлетворяется до 80% потребности жвачных в энергии, 30 — 50% — в белке, в значительной мере в макро- и микроэлементах и витаминах, переваривается от 50 до 70% сырой клетчатки рациона.

В преджелудках жвачных развиваются в основном анаэробные микроорганизмы: простейшие (инфузории) и бактерии.

Состав микрофлоры рубца жвачных животных варьирует в широких пределах в зависимости от вида корма: инфузории — от 200 тыс. до 2 млн. в 1 мл, бактерии — от 100 млн. до 10 млрд. в 1 мл. Видовой состав микроорганизмов также широк: бактерий – более 200 рас, простейших – более 20 видов.

Рост и размножение одних микроорганизмов сопровождаются автолизом и отмиранием других, поэтому в рубце всегда присутствуют живые, разрушающиеся и мертвые микроорганизмы.

Видовой состав зависит от того, какой корм превалирует в рационе. При смене рациона меняется и популяция микроорганизмов. Поэтому для жвачных важное значение имеет постепенный переход от одного рациона к другому.

Простейшие рубца относятся к подтипу инфузорий, классу ресничных инфузорий, состоящему из десятка родов и множества (около 100) видов. Они попадают в преджелудки, как и многие другие микроорганизмы, с кормом и очень быстро размножаются (до 4-5 поколений в день). В 1 г содержимого рубца находится до 1 млн. инфузорий, размеры их колеблются от 20 до 200 мкм.

Инфузории играют важную биологическую роль в рубцовом пищеварении. Они подвергают корм механической обработке, используют для своего питания трудноперевариваемую клетчатку и благодаря активному движению создают своеобразную микроциркуляцию среды. Внутри инфузорий можно увидеть мельчайшие частицы корма, съеденного животным. Инфузории разрыхляют, измельчают корм, в результате чего увеличивается его поверхность, он становится более доступным для действия бактериальных ферментов. Инфузории, переваривая белки, крахмал, сахара и частично клетчатку, накапливают в своем теле полисахариды. Белок их тела имеет высокую биологическую ценность.

Из бактерий в преджелудках содержатся кокки, стрептококки, молочнокислые, целлюлозолитические и другие, которые попадают в рубец с кормом и водой и благодаря оптимальным условиям активно размножаются. Самые важные микроорганизмы рубца – целлюлозолитические. Эти бактерии расщепляют и переваривают клетчатку, что имеет большое значение для питания жвачных.

Амилолитические бактерии, в основном стрептококки, представлены в рубце многочисленной группой. Они находятся в рубце при даче различных рационов, их количество особенно возрастает при использовании зерновых, крахмалистых и сахаристых кормов.

Молочнокислые бактерии в преджелудках играют важную роль при сбраживании простых углеводов (глюкоза, мальтоза, галактоза, лактоза и сахароза). Молочнокислые бактерии имеют большое значение в молочном кормлении.

Между всеми видами микроорганизмов существует симбиотическая связь: активное размножение одних видов может стимулировать или тормозить размножение других. Так, развитие стрептококков сдерживает рост молочнокислых бактерий, и наоборот, активное размножение молочнокислых бактерий создает неблагоприятную среду для жизнедеятельности стрептококков.

Обнаружена тесная связь между химическим составом и питательностью кормового субстрата, численностью микроорганизмов рубца и продуктивностью животных.

Субстраты с высоким содержанием азота, протеина, жира, БЭВ оказывают больший стимулирующий эффект на рост и размножение микрофлоры рубца по сравнению с субстратами с меньшим содержанием указанных показателей.

Оптимальным для размножения микроорганизмов рубца кормовым субстратам характерен уксуснокислый тип брожения и рН среды ближе к нейтральной — от 6,6 до 6,9.

Менее оптимальным кормовым субстратам свойственен пропионово-масляный тип брожения и более кислый рН среды — от 6,2 до 6,5. При этом большая дополнительная нагрузка по нейтрализации рубцового содержимого ложится на слюнные железы.

Таким образом, существует прямая зависимость между количеством бактерий и инфузорий в рубцовом содержимом и продуктивностью жвачных животных. Чем больше количество микроорганизмов в рубце, тем выше уровень продуктивности животных.

Существует три взаимодействующие среды, в которых микробы размещены в рубце. Первая – это жидкая фаза, где свободно живущие микробные группы в жидкости рубца питаются растворимыми углеводами и протеином. Эта фаза составляет до 25 % микробной массы.

Вторая – это твердая фаза, где микробные группы, связанные или прикрепленные, с частицами корма переваривают нерастворимые полисахариды, такие как крахмал и волокно (клетчатку), а также менее растворимые протеины. Эта фаза может составлять до 70 % микробной массы.

В третей фазе 5 % микробов прикреплены к эпителиальным клеткам рубца или к простейшим. Кормовой рацион, скармливаемый молочной корове, влияет на количество и относительное соотношение различных микробных видов в рубце. Одна из наиболее часто встречающихся проблем в сельхозорганизациях, возникающих в управлении питанием, – это внезапные изменения в кормовых рационах жвачных животных с целью включения большего количества концентрированных кормов.

Роль желудочной ферментации

В рубце находится много различных видов бактерий и простейших. Грибковые также являются частью нормальной популяции микроорганизмов рубца. Тип кормов потребляемых коровой, определяет, какой вид бактерий доминирует в желудке, а те, в свою очередь определяют количество и пропорцию выделяемых летучих жирных кислот, которые используются коровой в качестве источника энергии.

Среда рубца является благоприятной для роста микроорганизмов. РН (кислотность) находится в пределах от 5,5 до 7,0; температура колеблется от 39° до 40°, что является оптимальным условием для многих ферментов. Кислород, который токсичен для многих видов бактерий, в рубце почти отсутствует. Имеется достаточно пищи, которая поступает болee или менее постоянно. Конечные продукты ферментации — летучие жирные кислоты и аммиак — всасываются стенками рубца.

Численность бактерий, находящихся в рубце, в течении дня изменяется прямо пропорционально количеству энергии, доступной для микробов, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна количеству энергии, полученной через корма.

Ферментативные процессы в рубце дают корове следующие преимущества:

I. Возможность получения энергии из сложных углеводов, содержащихся в клетчатке и в волокнистых структурах растений.

II. Возможность компенсирования белковой и азотной недостаточности.

III. Микроорганизмы рубца обладают способностью использовать небелковый азот для образования белка собственных клеток, который затем используется животным для образования молочного белка.

IV. Синтез витаминов группы В и витамина К. В большинстве случаев, при нормальном функционировании рубца, организм коровы способен обеспечить собственные потребности в этих витаминах.

V. Нейтрализация некоторых токсических веществ в кормах.

Однако, наряду с положительными, существуют и отрицательные стороны желудочной ферментации. К таким относятся:

Ферментация углеводов сопровождается потерей энергии в виде выделяемых газов (метан, углекислый газ).

Белок высокой питательной ценности частично разрушается с возможной потерей азота в форме аммиака. Дело в том, что бактерии не способны (из-за недостатка энергии) использовать весь образовавшийся при ферментации белков аммиак для построения белка собственных клеток. Лишний аммиак всасывается через стенки рубца в кровь, а затем выделяется с мочой в виде мочевины.

Образование газов в рубцеВ процессе сбраживания корма в рубце, кроме летучих жирных кислот, образуются газы (углекислый газ, метан, водород, азот, сероводород) и очень незначительное количество кислорода.

Количество и состав образующихся в рубце газов непостоянны и зависят как от содержащихся в рационе кормов, возраста животнного, температуры внешней среды, так и от многих других причин.

По некоторым данным у крупных животных за сутки образуется до 1000 л газов при употреблении легкосбраживаемых и сочных кормов, особенно бобовых культур, что может привести к острому вздутию рубца (тимпании).

Образующиеся в рубце газы удаляются из организма, главным образом, при отрыгивании корма во время жвачки. Значительная их часть всасывается в рубце, переносится кровью в легкие, через которые удаляются с выдыхаемым воздухом.

В большей степени удаляется через легкие углекислый газ, и в меньшей метан. Некоторая часть газов используется микроорганизмами для дальнейших биохимических и синтетических процессов.

Механизм расщепления клетчатки

Клетчатка — сложный полисахарид. Она составляет основную массу корма у сельскохозяйственных животных. В растительных кормах ее содержится до 40-50%.

В пищеварительных соках животных нет ферментов, переваривающих клетчатку, однако в преджелудках жвачных расщепляется 60-70 % перевариваемой клетчатки под действием целлюлозолитических бактерий.

Клетчатка имеет большое физиологическое значение для жвачных не только как источник энергии, но и как фактор, обеспечивающий нормальную моторику преджелудков. Ферменты бактерий расщепляют клетчатку (сложный полисахарид) до более простых форм: вначале до дисахарида целлюбиозы, а затем до моносахарида глюкозы. Продукты расщепления клетчатки в рубце подвергаются различным видам брожений.

Механизм расщепления крахмала

В рубце жвачных крахмал легко сбраживается с образованием летучих и нелетучих жирных кислот. Расщепляют крахмал бактерии и инфузории. Последние переваривают крахмал, захватывая его зерна. Бактерии воздействуют на крахмал с поверхности. Бактерии и инфузории, расщепляя крахмал, накапливают внутриклеточный полисахарид гликоген, а также амилопектин, который медленно и длительно сбраживается, что способствует сохранению постоянства биохимических условий в рубце и предупреждает возникновение интенсивного брожения при поступлении свежего корма.

Простые сахара (дисахариды и моносахариды) всегда содержатся в траве и других кормах, а также образуются в рубце как промежуточный продукт ферментации при расщеплении клетчатки и гемицеллюлозы.

При сбраживании сахаров появляются молочная, уксусная, пропионовая и масляная кислоты. Интенсивность бродильных процессов очень велика, за сутки в рубце образуется до 4 л летучих жирных кислот (ЛЖК).

Летучие жирные кислоты, образующиеся в рубце, почти полностью всасываются в преджелудках. В свободном состоянии они усваиваются лучше, чем их соли. Всосавшиеся ЛЖК используются организмом жвачных в качестве главного источника энергии и как исходные компоненты в различных ассимиляторных процессах: они служат одним из источников образования жира.

Механизм расщепления белков

В рубце жвачных под действием протеолитических ферментов микроорганизмов растительные белки корма расщепляются до пептидов, аминокислот, а затем до аммиака. Микроорганизмы рубца могут использовать не только белок, но и не белковые азотистые вещества.

В процессе жизнедеятельности микроорганизмы синтезируют белки своего тела. Из аммиака и продуктов расщепления углеводов корма микроорганизмы синтезируют более полноценный белок, в состав которого входят все заменимые и незаменимые аминокислоты.

Продвигаясь вместе с кормовой массой по пищеварительному тракту микроорганизмы перевариваются и используются организмом животного, доставляя ему более полноценный белок по сравнению с тем, который был получен с кормом. За счет микроорганизмов жвачные получают за сутки около 100 г полноценного белка.

В связи с этим бытует мнение, что жвачные менее чувствительны к недостатку аминокислот в рационе. Действительно, аминокислот, синтезируемых рубцовой микрофлорой, достаточно, чтобы удовлетворить потребность животных со средней и низкой продуктивностью при нормальных условиях кормления.

Но этого количества аминокислот не достаточно, чтобы обеспечить нормальный рост и развитие молодняка или высокую продуктивность коров. При этом степень синтеза различных аминокислот неодинакова.

Механизм расщепления жиров

Также в рубце жвачных происходит превращение липидов корма. В состав липидов входят: моно- и дигалактозилглицериды, фосфолипиды, триглицериды, стеролы, стерольные эфиры, воск и свободные жирные кислоты.

Бактерии рубца играют важную роль в метаболизме жира. Отмечено, что в кишечник поступает липидов больше, чем их содержится в корме. Это объясняется тем, что значительная часть липидов, поступающих в кишечник, приходится на липиды микроорганизмов, роль которых в гидрогенезации ненасыщенных жирных кислот, гидролизе липидов и их синтезе из нелипидных компонентов весьма велика.

Под действием бактериальных липаз жиры растений гидролизуются, при этом освобождаются ненасыщенные жирные кислоты, которые гидрогенизируются. При низкой скорости липолиза снижается интенсивность гидрогенезации.

Бактериальные липазы расщепляют стеролы, метиловые и этиловые эфиры, высокомолекулярных жирных кислот, галактозилглицеролы, лецитин и лизолецитин, а образовавшиеся в процессе гидролиза продукты разрушаются с выделением главным образом пропионовой кислоты.

Механизм синтеза витаминов

В процессе жизнедеятельности микроорганизмы рубца синтезируют и витамины группы В: рибофлавин (В2), тиамин (В1), никотиновую, (В5) фолиевую (В9), пантотеновую кислоты (В3), биотин (Н), пиридоксин (В6), цианокобаламин (В12), а также жирорастворимый витамин К (филлохинон). Роль «мата» в жизни коровы

От того сформировала корова свой «мат» или нет, будет зависеть возникновение ацидоза рубца. В основном в хозяйствах роковую роль играют переизмельченные силоса из кукурузы и трав.

Важным свойством «мата» является способность задерживать концентрированные корма на своей поверхности и внутри для более продолжительной подготовки (набухания) под действием рубцовой жидкости и лучшей переваримости их в кишечнике. В случаях, когда вместе с кукурузным силосом проходят транзитом частички раздробленного зерна (обнаруживаются в фекалиях), это говорит о том, что у коровы не сформирован «мат», что у коровы ацидоз, что переваримость грубых кормов снизилась (с 67 до 40 % и менее), и что хозяйство несет невосполнимые экономические потери.

Незаменимым свойством «мата» (длинноволокнистой клетчатки) является и то, что только он единственный влияет на скорость освобождения содержимого желудка или прохождения его по пищеварительному тракту. От этого зависят обороты (пропускная способность) рубца. Все это основано на способности клетчатки, внутри пищеварительного тракта набухать, увеличивать вязкость и, тем самым, ускорять или замедлять прохождение его содержимого (химуса).

На набухание клетчатки оказывает влияние количество слюны, поступающей в рубец, и время нахождения клетчатки в рубце.

В тех сельхозорганизациях, где используются переизмельченные объемистые корма (а они тоже содержат достаточное количество клетчатки), время нахождения их в рубце коровы непродолжительное, кроме того, слюны выделяется в 2 раза меньше из-за ослабления жвачки. Следовательно, клетчатка не набухает, а значит, перестает выполнять роль регулятора скорости перемещения химуса. Как правило, при ацидозах фекалии становятся более жидкими. Сопутствующим фактором в этом случае является дополнительный вынос из организма питательных веществ и микроэлементов в силу быстрого прохождения по пищеварительному тракту переваренных питательных веществ других кормов рациона, что затрудняет их абсорбцию эпителием кишечника.

Однако при больших, превышающих физиологические нормы, дачах длинноволокнистой клетчатки происходит замедление освобождения ЖКТ. Количество оборотов рубца уменьшается, снижается потребление рациона, а следовательно, и продуктивность. Важно обратить Ваше внимание и на тот факт, что «мат» является благоприятной средой обитания бактерий и инфузорий, ферментирующих клетчатку.

Кислотность содержимого рубца

Кислотность рубца является одним из наиболее изменяющихся факторов, который может оказывать воздействие на микробную популяцию и уровни произведенных ЛЖК.

Бактерии, способные переваривать клетчатку, наиболее активны при кислотности в пределах 6,2 — 6,8. Бактерии, переваривающие крахмалы, предпочитают более кислую среду (pH – 5,4 — 6,2).

Количество определенных видов простейших может быть значительно снижено при кислотности 5,5. Чтобы приспособиться ко всем этим требованиям, обычная технология кормления должна поддерживать диапазон кислотности в пределах 6,2 — 6,7.

 

Главный вывод для практиков!

 

Необходимо всегда помнить, что в действительности «кормим» рубцовую микрофлору, поэтому следует выполнять ее требования. Кормовой рацион необходимо менять постепенно, чтобы у микроорганизмов было достаточно времени адаптироваться к другим условиям. Каждое изменение кормового рациона выгодно для одних и невыгодно для других микроорганизмов и всегда временно занижает образование питательных веществ, а тем самым, и молочную продуктивность. В этом месте хочется вспомнить те сельхозорганизации, которые меняют рацион несколько раз в день по так называемой системе: завтрак, обед и ужин, а не кормосмесь. Отсюда и условия для микроорганизмов рубца в течение суток меняются трехкратно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как питание влияет на расщепление жиров — ScienceDaily

Ученые показали, что когда худые или тучные люди тренируются после еды с высоким содержанием жиров, их жиры расщепляются и окисляются в скелетных мышцах, делая их более здоровыми. Эти результаты впервые показывают, как диета с высоким содержанием жиров и упражнения стимулируют расщепление жиров, и могут помочь разработать способы уменьшения излишнего жира в организме.

Жир расщепляется внутри жировых клеток для выработки энергии в процессе, называемом липолизом.Получающиеся жирные кислоты попадают в кровоток и переносятся в ткани, которым требуется энергия. У людей с ожирением накапливается слишком много жира, что затрудняет липолиз, но детали того, как это происходит, не совсем понятны. Кроме того, люди с ожирением могут проявлять измененную реакцию на гормоны стресса адреналин и норадреналин в подкожно-жировой клетчатке.

Макс Лафонтан и его коллеги исследовали, как расщепляется жир как у худых, так и у полных людей, которые тренировались после голодания или придерживались диеты с высоким содержанием жиров.Они заметили, что после диеты с высоким содержанием жиров жиры расщеплялись как у худых, так и у тучных людей. В условиях голодания расщепление жиров было более выраженным у худых людей, но еда с высоким содержанием жиров усиливала липолиз у людей с ожирением.

Ученые также изучили влияние длинноцепочечных жирных кислот (ДЦЖК), которые содержатся в диете с высоким содержанием жиров, на культивируемые жировые клетки. Они заметили, что LCFAs увеличивают липолиз, когда он вызывается адреналином, одним из гормонов, которые, как известно, стимулируют липолиз.

Впервые показав, как диета с высоким содержанием жиров и ДЦЖК влияют на индуцированный гормонами липолиз в жировых клетках, это исследование прокладывает путь для дальнейших исследований роли различных жирных кислот в метаболизме клеток мышц и кровеносных сосудов. заключить.

Статья: «Острое воздействие длинноцепочечных жирных кислот нарушает опосредованный альфа2-адренергическими рецепторами антилиполиз в жировой ткани человека», авторы — Ян Полак, Седрик Моро, Дэвид Бессьер, Джиндра Хейнова, Мари А. Маркес, Магда Байзова, Макс Лафонтан, Франсуа Крамп, Мишель Берлан и Владимир Стич

История Источник:

Материалы предоставлены Американским обществом биохимии и молекулярной биологии . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

5.4: Переваривание и всасывание липидов

Цели обучения

  • Обобщите этапы переваривания и абсорбции липидов.
  • Объясните, как липиды используются для получения энергии и сохраняются в организме.

Липиды представляют собой большие молекулы и обычно не растворяются в воде. Подобно углеводам и белкам, липиды расщепляются на мелкие компоненты для всасывания. Поскольку большинство наших пищеварительных ферментов имеют водную основу, как организм расщепляет жир и делает его доступным для различных функций, которые он должен выполнять в организме человека?

Ото рта к желудку

Первый этап переваривания триацилглицеринов и фосфолипидов начинается во рту, когда липиды попадают в слюну.Затем физическое действие жевания в сочетании с действием эмульгаторов позволяет пищеварительным ферментам выполнять свои задачи. Фермент лингвальная липаза вместе с небольшим количеством фосфолипида в качестве эмульгатора инициирует процесс пищеварения. Эти действия делают жиры более доступными для пищеварительных ферментов. В результате жиры становятся крошечными капельками и отделяются от водянистых компонентов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Переваривание липидов

В желудке липаза желудка начинает расщеплять триацилглицерины на диглицериды и жирные кислоты.В течение двух-четырех часов после еды примерно 30 процентов триацилглицеринов превращаются в диглицериды и жирные кислоты. Взбалтывание и сокращение желудка помогают рассеять молекулы жира, а диглицериды, полученные в этом процессе, действуют как дополнительные эмульгаторы. Однако даже при всей этой активности в желудке происходит очень слабое переваривание жиров.

Идти в кровоток

Когда содержимое желудка попадает в тонкий кишечник, пищеварительная система решает преодолеть небольшое препятствие, а именно объединить отделенные жиры с собственными водянистыми жидкостями.Решение этой проблемы — желчь. Желчь содержит соли желчных кислот, лецитин и вещества, полученные из холестерина, поэтому она действует как эмульгатор. Он притягивает и удерживает жир, в то время как он одновременно притягивается и удерживается водой. Эмульгирование увеличивает площадь поверхности липидов более чем в тысячу раз, делая их более доступными для пищеварительных ферментов.

После эмульгирования содержимого желудка ферменты, расщепляющие жир, воздействуют на триацилглицериды и диглицериды, отделяя жирные кислоты от их глицериновой основы.Когда липаза поджелудочной железы попадает в тонкий кишечник, она расщепляет жиры на свободные жирные кислоты и моноглицериды. И снова возникает еще одно препятствие. Как жиры будут проходить через водянистый слой слизи, покрывающей абсорбирующую оболочку пищеварительного тракта? Как и раньше, ответ — желчь. Соли желчных кислот обволакивают жирные кислоты и моноглицериды с образованием мицелл. Мицеллы имеют ядро ​​из жирных кислот с водорастворимой внешней стороной. Это обеспечивает эффективную транспортировку к микроворсинкам кишечника.Здесь жировые компоненты высвобождаются и распространяются по клеткам слизистой оболочки пищеварительного тракта.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Жиры могут перемещаться через водянистую среду тела благодаря процессу эмульсии.

Так же, как липиды требуют особого обращения в пищеварительном тракте для перемещения в водной среде, они требуют аналогичного обращения для перемещения в кровотоке. Внутри кишечных клеток моноглицериды и жирные кислоты снова собираются в триацилглицерины.Триацилглицерины, холестерин и фосфолипиды образуют липопротеины при соединении с белком-носителем. Липопротеины имеют внутреннее ядро, которое в основном состоит из триацилглицеринов и сложных эфиров холестерина (сложный эфир холестерина — это холестерин, связанный с жирной кислотой). Внешняя оболочка состоит из фосфолипидов с вкраплениями белков и холестерина. Вместе они образуют хиломикрон, большой липопротеин, который теперь попадает в лимфатическую систему и вскоре будет выпущен в кровоток через яремную вену на шее.Хиломикроны отлично транспортируют пищевые жиры через водную среду организма к определенным направлениям, таким как печень и другие ткани тела.

Холестерины плохо всасываются по сравнению с фосфолипидами и триацилглицеринами. Всасыванию холестерина способствует увеличение количества пищевых жировых компонентов, и этому препятствует высокое содержание клетчатки. Это причина того, что для снижения холестерина в крови рекомендуется высокое потребление клетчатки. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как свежие фрукты, овощи и овес, могут связывать соли желчных кислот и холестерин, предотвращая их всасывание и вывод из толстой кишки.

Если жиры не усваиваются должным образом, как это наблюдается при некоторых заболеваниях, стул человека будет содержать большое количество жира. Если мальабсорбция жира сохраняется, состояние известно как стеаторея. Стеаторея может быть результатом заболеваний, влияющих на всасывание, таких как болезнь Крона и кистозный фиброз.

Правда о хранении и использовании телесного жира

Перед расфасованный пищевой промышленности, фитнес-центров и программ потери веса, наши предки работали трудно даже найти еду.Они строили планы не на то, чтобы сбросить последние десять фунтов, чтобы надеть купальный костюм на время отпуска, а скорее на то, чтобы найти еду. Сегодня именно поэтому мы можем долгое время обходиться без еды, независимо от того, заболели ли мы с пропавшим аппетитом, повысился уровень физической активности или просто нет еды. Наши тела резервируют топливо на черный день.

Один из способов накопления жира в организме заключается в том, что организм преобразует углеводы в гликоген, который, в свою очередь, накапливается в мышцах для получения энергии. Когда мышцы достигают своей способности накапливать гликоген, его избыток возвращается в печень, где он превращается в триацилглицерины, а затем откладывается в виде жира.

Подобным образом большая часть триацилглицеринов, которые организм получает с пищей, транспортируется в хранилища жира внутри тела, если не используется для выработки энергии. Хиломикроны отвечают за транспортировку триацилглицеринов в различные места, такие как мышцы, грудь, внешние слои под кожей и внутренние жировые слои живота, бедер и ягодиц, где они сохраняются организмом в жировой ткани для будущего использования. Как это достигается? Напомним, что хиломикроны — это большие липопротеины, которые содержат триацилглицерин и ядро ​​жирных кислот.Стенки капилляров содержат фермент, называемый липопротеин-липазой, который расщепляет триацилглицерины липопротеинов на жирные кислоты и глицерин, что позволяет им проникать в жировые клетки. Попав внутрь жировых клеток, жирные кислоты и глицерин снова собираются в триацилглицерины и сохраняются для дальнейшего использования. Мышечные клетки также могут поглощать жирные кислоты и использовать их для мышечной работы и выработки энергии. Когда потребности человека в энергии превышают количество доступного топлива, полученного от недавнего приема пищи или продолжительная физическая активность истощила запасы энергии гликогена, запасы жира извлекаются для использования энергии.

По мере того, как организм требует дополнительной энергии, жировая ткань реагирует, расщепляя свои триацилглицерины и выделяя глицерин и жирные кислоты непосредственно в кровь. Получив эти вещества, голодные до энергии клетки разбивают их на крошечные фрагменты. Эти фрагменты проходят серию химических реакций, в результате которых выделяются энергия, углекислый газ и вода.

Основные выводы

  • В желудке жир отделяется от других пищевых веществ.В тонком кишечнике желчь эмульгирует жиры, а ферменты их переваривают. Клетки кишечника поглощают жиры.
  • Длинноцепочечные жирные кислоты образуют большую липопротеиновую структуру, называемую хиломикроном, которая переносит жиры по лимфатической системе.
  • Хиломикроны образуются в клетках кишечника и переносят липиды из пищеварительного тракта в кровоток.
  • Короткие и средние жирные цепи могут всасываться непосредственно в кровоток из микроворсинок кишечника, поскольку они водорастворимы.
  • Всасывание холестерина затруднено продуктами с высоким содержанием клетчатки.
  • Когда запасы энергии низки, организм использует накопленные запасы жира для получения энергии.

Обсуждение стартеров

  • Объясните роль эмульгаторов в переваривании жиров.
  • Назовите часть пищеварительной системы, в которой происходит наибольшее переваривание и всасывание жиров.
  • Опишите роль солей желчных кислот в переваривании триацилглицеринов и фосфолипидов.
  • Определите хиломикрон.
  • Объясните, как продукты, богатые клетчаткой, влияют на усвоение холестерина.
  • Обсудите процессы организма по использованию энергии.

Как это работает и многое другое

Жиры — это липиды, жизненно важные для здоровья. Они обеспечивают энергию, смягчают органы, помогают клеткам расти и размножаться, а также сохраняют тепло тела.

Переваривание жиров начинается еще до того, как пища попадает в желудок, причем химическое переваривание начинается во рту.Организм продолжает переваривать жир по мере продвижения пищи по пищеварительному тракту.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о переваривании жиров, в том числе о том, как оно работает, какие жиры усваиваются труднее всего, и о многом другом.

Липиды не растворяются в воде, что означает, что вода не может их абсорбировать или расщеплять. Большинство пищеварительных ферментов в организме имеют водную основу, поэтому организму приходится использовать специальные ферменты для расщепления жира в пищеварительном тракте.

Организм начинает расщеплять жир во рту, используя ферменты слюны.Жевание увеличивает площадь поверхности пищи, позволяя ферментам более эффективно расщеплять пищу. Самыми важными химическими веществами, которые помогают переваривать жиры во рту, являются лингвальная липаза и фосфолипиды, которые превращают жиры в маленькие капли.

Хотя некоторое переваривание жиров происходит в желудке, большая часть этого процесса происходит в кишечнике.

Следующий этап переваривания жиров происходит, когда желудочная липаза в желудке расщепляет жиры. По мере сокращения желудка этот процесс усиливается.Желудок может преобразовать около 30% жиров в диглицериды и жирные кислоты примерно через 2–4 часа после еды.

Затем содержимое желудка, включая диглицериды и жирные кислоты, попадает в тонкий кишечник. Печень выделяет желчь, содержащую лецитин, соли желчных кислот и эмульгаторы, которые способствуют дальнейшему расщеплению жиров.

Желчь захватывает жиры, а эмульгаторы увеличивают площадь их поверхности, облегчая их действие для пищеварительных ферментов.

После этого ферменты расщепляют жирные кислоты.Липаза из поджелудочной железы дополнительно переваривает жиры до моноглицеридов и жирных кислот. Желчь снова захватывает жир, чтобы помочь ему переместиться к крошечным волосковым выступам кишечника. Эти выступы, называемые микроворсинками, помогают транспортировать жиры в клетки пищеварительной системы.

Оттуда организм должен усваивать жиры. Для этого разложенные компоненты жиров перегруппировываются в триацилглицерины. Они могут соединяться вместе с холестерином, фосфолипидами и белком с образованием липопротеинов.Липопротеины попадают в лимфатическую систему, а затем организм выпускает их в кровоток.

Поскольку для переваривания жиров требуется множество ферментов, различные условия могут влиять на этот процесс и, как следствие, на всасывание. Заболевания печени, синдром тонкой кишки и проблемы с тонкой кишкой могут затруднить переваривание и усвоение жира организмом. Из-за этого некоторые люди с этими состояниями могут заметить жирный стул.

Исследование 2018 года показывает, что твердые жиры — твердые при комнатной температуре, такие как масло, — усваиваются организмом труднее, чем капли жира.

В исследовании использовалась модель пищеварительной системы человека, чтобы увидеть, насколько быстро ферменты могут расщеплять два типа жиров. Модель пищеварения расщепляет твердые жиры примерно вдвое медленнее. Это открытие предполагает, но не доказывает, что твердые жиры могут вызывать больше проблем с пищеварением. Однако важно отметить, что исследование не рассматривало людей напрямую и использовало только один тип жировой эмульсии.

Тип жира — не единственный фактор, определяющий, насколько трудно переваривать пищу.Определенные продукты, например жареные, труднее перевариваются организмом и с большей вероятностью могут вызвать проблемы с пищеварением.

Проблемы с пищеварением в некоторых случаях также могут быть результатом чувствительности к пище, поэтому люди, у которых в анамнезе были проблемы с пищеварением, могут захотеть попробовать вести дневник питания, чтобы отслеживать свое питание и симптомы.

Эффективное переваривание жиров имеет решающее значение для здоровья в целом, поскольку организму нужен жир для выполнения многих своих функций. Эффективное переваривание жиров может даже сыграть роль в поддержании умеренной массы тела.Люди могут улучшить переваривание жиров:

  • Соблюдая диету с низким содержанием жиров: Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что типичная западная диета с высоким содержанием жиров может способствовать развитию бактерий в кишечнике, которые заставляют человека усваивать больше жира. , что потенциально может привести к увеличению веса.
  • Употребление полезных жиров: Люди должны стремиться включать в свой рацион полезные для здоровья жиры, такие как авокадо, орехи, кокосовое масло и рыбу. В то же время им следует сократить потребление обработанных жиров, красного мяса и жареной пищи.
  • Лечение заболеваний: Важно пройти курс лечения любых хронических или длительных заболеваний, особенно тех, которые влияют на печень и пищеварительную систему. Проблемы с этими органами могут затруднить переваривание питательных веществ, в том числе жиров, для организма.
  • Защита здоровья печени: Печень вырабатывает соли желчных кислот, которые играют ключевую роль в переваривании жиров. Люди могут помочь защитить свою печень, уменьшив потребление алкоголя и воздерживаясь от рекреационных наркотиков.

Хотя некоторые сторонники естественной и альтернативной медицины утверждают, что прием определенных пищеварительных ферментов или добавок может улучшить переваривание жиров, научных доказательств в поддержку этого утверждения недостаточно.

Переваривание жиров — сложный процесс, требующий времени и требующий исправных функций печени, поджелудочной железы, желудка и тонкой кишки, а также многочисленных пищеварительных ферментов.

Людям, которые беспокоятся о том, что они могут неправильно переваривать или усваивать жир, следует обратиться к врачу, поскольку никакое домашнее лечение не может надежно улучшить переваривание жира.

Как избавиться от жира и похудеть

Когда вы не едите, ваше тело не усваивает пищу. Если ваше тело не усваивает пищу, значит, в крови мало инсулина. Однако ваше тело всегда использует энергию; и если вы не поглощаете пищу, эта энергия должна поступать из внутренних запасов сложных углеводов, жиров и белков. В этих условиях различные органы вашего тела выделяют гормоны:

  • поджелудочная железа — глюкагон
  • гипофиз — гормон роста
  • гипофиз — АКТГ (адренокортикотропный гормон)
  • надпочечников адреналин)
  • щитовидная железа — гормон щитовидной железы

Эти гормоны действуют на клетки печени, мышечной и жировой ткани и обладают противоположным действием инсулина.

Когда вы не едите или занимаетесь спортом, ваше тело должно использовать внутренние запасы энергии. Главный источник энергии вашего тела — глюкоза. Фактически, некоторые клетки вашего тела, например клетки мозга, могут получать энергию только из глюкозы.

Первая линия защиты в поддержании энергии — это расщепление углеводов или гликогена на простые молекулы глюкозы — этот процесс называется гликогенолизом . Затем ваше тело расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты в процессе липолиза .Затем жирные кислоты могут быть непосредственно расщеплены для получения энергии или могут быть использованы для производства глюкозы посредством многоступенчатого процесса, называемого глюконеогенез . В глюконеогенезе аминокислоты также могут использоваться для производства глюкозы.

В жировой клетке другие типы липаз расщепляют жиры на жирные кислоты и глицерин. Эти липазы активируются различными гормонами, такими как глюкагон, адреналин и гормон роста. Образующиеся глицерин и жирные кислоты попадают в кровь и попадают в печень через кровоток.Попадая в печень, глицерин и жирные кислоты могут быть далее расщеплены или использованы для производства глюкозы.

Похудение и потеря жира

Ваш вес определяется скоростью, с которой вы накапливаете энергию из пищи, которую вы едите, и скоростью, с которой вы используете эту энергию. Помните, что по мере того, как ваше тело расщепляет жир, количество жировых клеток остается прежним; каждая жировая клетка просто становится меньше.

Большинство экспертов сходятся во мнении, что способ поддерживать здоровый вес:

  • Соблюдайте сбалансированную диету — соответствующее количество углеводов, жиров и белков
  • Не ешьте чрезмерно — для большинства людей диета включает от 1500 до 2000 калорий. дня достаточно для поддержания здорового веса
  • Регулярно занимайтесь спортом

Статьи по теме

Другие полезные ссылки

Химическое пищеварение | Безграничная анатомия и физиология

Механизмы химического пищеварения

Химическое пищеварение — это опосредованный ферментами процесс гидролиза, при котором крупные макроэлементы расщепляются на более мелкие молекулы.

Цели обучения

Различать методы, используемые для химического расщепления молекул пищи

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Углеводы в основном принимаются в форме амилозы и гликогена. Амилазы гидролизуют длинные углеводные цепи, которые расщепляют амилозу на дисахариды, а гликоген — на полисахариды. Затем ферменты тонкого кишечника расщепляют их на моносахариды.
  • Белки перевариваются путем гидролиза связи углерод – азот (C – N).Пептидазы секретируются в неактивной форме, чтобы предотвратить самопереваривание. Эндопептидазы расщепляют полипептиды по внутренним пептидным связям, а экзопептидазы расщепляют концевые аминокислоты.
  • Жиры перевариваются липазами, которые гидролизуют связи глицерина и жирных кислот. Соли желчных кислот эмульгируют жиры, чтобы позволить их растворению в виде мицелл в химусе и увеличить площадь поверхности, на которой действуют липазы поджелудочной железы.
  • РНК и ДНК гидролизуются ферментами поджелудочной железы (рибонуклеазами, дезоксирибонуклеазами) в нуклеиновые кислоты, которые далее расщепляются на пуриновые и пиримидиновые основания и пентозы ферментами слизистой оболочки кишечника (нуклеазами).
  • Как только мозг отправляет добровольный сигнал к дефекации, начинается заключительная фаза.
Ключевые термины
  • пептидаза : любой фермент, катализирующий гидролиз пептидов до аминокислот; протеаза.
  • амилаза : Любой из класса пищеварительных ферментов, присутствующих в слюне и расщепляющих сложные углеводы, такие как крахмал, на простые сахара, такие как глюкоза.
  • гидролиз : разложение определенных биополимеров (белков, сложных сахаров) в результате химического процесса, в результате которого образуются более мелкие полимеры или мономеры, такие как аминокислоты или моносахариды.

Примеры

Поскольку амилаза превращает немного картофельного или рисового крахмала в сахар, эти продукты имеют слегка сладкий вкус.

Пищеварение — это форма катаболизма: расщепление больших молекул пищи (например, полисахаридов, белков, жиров, нуклеиновых кислот) на более мелкие (например, моносахариды, аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды).

Катаболизм : упрощенная схема катаболизма белков, углеводов и жиров.

Углеводы поступают в основном в виде углеводов растений (амилоза) и углеводов животных (гликоген) вместе с некоторыми сахарами, в основном дисахаридами.Около 80% западной диеты состоит из амилозы. Амилоза не является сильно разветвленной и состоит в основном из длинных цепей глюкозы, связанных связями α1: 4.

Целлюлоза, самый распространенный крахмал в природе, состоит из связей β1: 4 и не может быть усвоена у человека, хотя бактерии в толстой кишке действительно разрушают ее незначительное количество.

Гликоген — это разветвленный крахмал со связями в положении 1: 4 и 1: 6. Это создает очень большие гранулы разветвленного крахмала.И околоушная, и панкреатическая амилазы гидролизуют связь 1: 4, но не концевые связи 1: 4 или 1: 6. Это расщепляет амилозу в основном на дисахариды и гликоген с его связями 1: 6 на полисахариды.

Чистым результатом этих действий являются многочисленные дисахариды и полисахариды. Ферменты, прикрепленные к энтероцитам тонкой кишки, расщепляют их на моносахариды.

Гидролиз амилазой : И околоушная, и панкреатическая амилазы гидролизуют связь 1: 4, но не концевые связи 1: 4 или связи 1: 6.

Белки и полипептиды расщепляются путем гидролиза связи углерод – азот (C – N). Все протеолитические ферменты секретируются в неактивной форме для предотвращения самопереваривания и активируются в просвете кишечника. Активация вызывается HCl в случае желудочного фермента пепсиногена и энтеропептидазой и трипсином в случае ферментов поджелудочной железы.

Окончательное пищеварение происходит за счет ферментов тонкого кишечника, которые встроены в щеточную кайму тонкой кишки.Ферменты делятся на эндо- и экзопептидазы.

  • Эндопептидазы расщепляют полипептид по внутренним пептидным связям, в то время как экзопептидазы расщепляют концевую аминокислоту.
  • Экзопептидазы далее подразделяются на аминопептидазы, которые отщепляют концевую аминокислоту на аминовом конце цепи, и карбоксипептидазы, которые отщепляют концевую аминокислоту на карбоксильном конце цепи.

Желудочный пепсин расщепляет внутренние связи аминокислот и особенно важен из-за его способности переваривать коллаген.Это основной компонент соединительной ткани мяса. При отсутствии желудочного пепсина пищеварение в тонкой кишке протекает с трудом. Пепсин желудка переваривает около 20% белков, а остальные перевариваются ферментами поджелудочной железы и тонкого кишечника.

Гидролиз пептидной связи : Белки и полипептиды расщепляются путем гидролиза связи C – N.

Жиры перевариваются липазами, которые гидролизуют связи глицерина и жирных кислот. Особое значение в переваривании и всасывании жиров имеют соли желчных кислот, которые эмульгируют жиры, чтобы обеспечить их растворение в виде мицелл в химусе и увеличить площадь поверхности, на которой действуют липазы поджелудочной железы.

Липазы находятся во рту, желудке и поджелудочной железе. Поскольку лингвальная липаза инактивируется желудочной кислотой, формально считается, что она присутствует в основном для гигиены полости рта и для ее антибактериального действия во рту. Тем не менее, он может продолжать воздействовать на пищу, хранящуюся на дне желудка, и эта липаза может переваривать до 30% жиров.

Желудочная липаза не имеет большого значения для человека. Липаза поджелудочной железы отвечает за переваривание жиров и действует вместе с солями желчных кислот.

РНК и ДНК гидролизуются ферментами поджелудочной железы (рибонуклеазами, дезоксирибонуклеазами) в нуклеиновые кислоты, которые далее расщепляются на пуриновые и пиримидиновые основания и пентозы ферментами слизистой оболочки кишечника (нуклеазами).

Химическое расщепление углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот

Химический распад макромолекул, содержащихся в пище, завершается различными ферментами, вырабатываемыми пищеварительной системой.

Цели обучения

Краткое описание химического разложения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Переваривание белков происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке под действием трех основных ферментов: пепсина, секретируемого желудком, и трипсина и химотрипсина, секретируемых поджелудочной железой.
  • Во время переваривания углеводов связи между молекулами глюкозы разрушаются амилазой слюны и поджелудочной железы.
  • Переваривание некоторых жиров начинается во рту, где короткоцепочечные липиды распадаются на диглицериды из-за лингвальной липазы. Жир, присутствующий в тонком кишечнике, стимулирует высвобождение липазы из поджелудочной железы, а желчь из печени способствует расщеплению жиров на жирные кислоты.
  • ДНК и РНК

  • расщепляются на мононуклеотиды под действием нуклеаз дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы (ДНКазы и РНКазы), которые выделяются поджелудочной железой.
Ключевые термины
  • зимоген : профермент или предшественник фермента, который требует биохимического изменения (т.е. гидролиза), чтобы стать активной формой фермента.
  • Непереносимость лактозы : Неспособность полностью усваивать лактозу.

Химическое разложение

Переваривание белков происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке под действием трех основных ферментов:

  1. Пепсин, секретируемый желудком.
  2. Трипсин, секретируемый поджелудочной железой.
  3. Химотрипсин, секретируемый поджелудочной железой.

Эти ферменты расщепляют пищевые белки на полипептиды, которые затем расщепляются различными экзопептидазами и дипептидазами на аминокислоты. Однако пищеварительные ферменты секретируются в основном в виде их неактивных предшественников, зимогенов.

Таким образом, трипсин секретируется поджелудочной железой в форме трипсиногена, который активируется в двенадцатиперстной кишке энтерокиназой с образованием трипсина.Затем трипсин расщепляет белки на более мелкие полипептиды.

У людей диетические крахмалы состоят из единиц глюкозы, расположенных в длинных цепочках полисахарида, называемого амилозой. Во время пищеварения связи между молекулами глюкозы разрушаются амилазой слюны и поджелудочной железы, в результате чего цепи глюкозы постепенно уменьшаются. Этот процесс производит простые сахара, глюкозу и мальтозу (две молекулы глюкозы), которые могут всасываться в тонком кишечнике.

Сахараза — это фермент, расщепляющий дисахарид сахарозы, широко известный как столовый сахар, тростниковый сахар или свекольный сахар.Переваривание сахарозы дает сахара, фруктозу и глюкозу, которые легко всасываются в тонком кишечнике.

Лактаза — это фермент, который расщепляет дисахарид лактозу на составные части, глюкозу и галактозу, которые всасываются в тонком кишечнике. Примерно половина взрослого населения вырабатывает лишь небольшое количество лактазы и поэтому не может есть молочные продукты. Это состояние широко известно как непереносимость лактозы.

Переваривание некоторых жиров начинается во рту, где липаза языка расщепляет липиды с короткой цепью на диглицериды.Присутствие жира в тонком кишечнике производит гормоны, которые стимулируют высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и желчи из печени, что способствует расщеплению жиров на жирные кислоты. Полное переваривание одной молекулы жира (триглицерида) приводит к образованию трех молекул жирных кислот и одной молекулы глицерина.

ДНК и РНК расщепляются на мононуклеотиды под действием нуклеаз дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза (ДНКаза и РНКаза), которые выделяются поджелудочной железой.

Переваривание углеводов : Диаграмма действия ферментов, расщепляющих олигосахариды, в тонком кишечнике.

Переваривание липидов : Переваривание липидов включает образование мицелл в присутствии солей желчных кислот и прохождение мицелл и жирных кислот через слой без перемешивания. На диаграмме вверху изображен пищевой жир, а липаза поджелудочной железы и соли желчных кислот образуют мицеллы, которые проходят через слой без перемешивания внизу диаграммы.

24.3 Липидный метаболизм — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите, как организм переваривает липиды
  • Опишите, как, когда и почему организм усваивает липиды
  • Объясните, как можно получить энергию из жира
  • Объясните цель и процесс кетогенеза
  • Опишите процесс окисления кетоновых тел
  • Объясните цель и процесс липогенеза

Жиры (или триглицериды) в организме попадают в организм с пищей или синтезируются адипоцитами или гепатоцитами из предшественников углеводов (Рисунок 24.3.1). Липидный метаболизм влечет за собой окисление жирных кислот для выработки энергии или синтеза новых липидов из более мелких составляющих молекул. Липидный обмен связан с метаболизмом углеводов, поскольку продукты глюкозы (например, ацетил-КоА) могут превращаться в липиды.

Рисунок 24.3.1 — Триглицерид, распадающийся на моноглицерид: Молекула триглицерида (а) распадается на моноглицерид и две свободные жирные кислоты (b).

Липидный метаболизм начинается в кишечнике, где проглоченные триглицеридов расщепляются на свободные жирные кислоты и молекулу моноглицерида (см.Фиг.24.3.1 b ) липазами поджелудочной железы , ферментами, расщепляющими жиры после их эмульгирования с помощью желчных солей . Когда пища достигает тонкого кишечника в виде химуса, пищеварительный гормон под названием холецистокинин (CCK) высвобождается кишечными клетками слизистой оболочки кишечника. CCK стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы из поджелудочной железы и стимулирует сокращение желчного пузыря для высвобождения накопленных солей желчных кислот в кишечник. CCK также отправляется в мозг, где он может действовать как подавитель голода.

После того, как соли желчных кислот эмульгировали триглицериды, липазы поджелудочной железы превращают триглицериды в свободные жирные кислоты. Эти жирные кислоты могут переноситься через кишечную мембрану. Однако, как только они пересекают мембрану, они снова объединяются с образованием молекул триглицеридов. В клетках кишечника эти триглицериды упакованы вместе с молекулами холестерина в фосфолипидные везикулы, называемые хиломикронами (рис. 24.3.2). Хиломикроны позволяют жирам и холестерину перемещаться в водной среде лимфатической и кровеносной систем.Хиломикроны покидают энтероциты путем экзоцитоза и попадают в лимфатическую систему через млечные каналы ворсинок кишечника. Из лимфатической системы хиломикроны транспортируются в систему кровообращения. Попав в кровоток, они могут попасть в печень или накапливаться в жировых клетках (адипоцитах), которые составляют жировую ткань, обнаруженную по всему телу.

Рисунок 24.3.2 — Хиломикроны: Хиломикроны содержат триглицериды, молекулы холестерина и другие аполипопротеины (молекулы белка).Их функция заключается в переносе этих нерастворимых в воде молекул из кишечника через лимфатическую систему в кровоток, который переносит липиды в жировую ткань для хранения.

Чтобы получить энергию из жира, триглицериды сначала должны быть расщеплены гидролизом на два их основных компонента, жирные кислоты и глицерин. Этот процесс, называемый липолизом , происходит в цитоплазме. Получающиеся жирные кислоты окисляются β-окислением до ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса.Глицерин, который высвобождается из триглицеридов после липолиза, напрямую входит в путь гликолиза в виде DHAP. Поскольку одна молекула триглицерида дает три молекулы жирных кислот с 16 или более атомами углерода в каждой, молекулы жира дают больше энергии, чем углеводы, и являются важным источником энергии для человеческого тела. Триглицериды дают более чем в два раза больше энергии на единицу массы по сравнению с углеводами и белками. Следовательно, при низком уровне глюкозы триглицериды могут превращаться в молекулы ацетил-КоА и использоваться для выработки АТФ посредством аэробного дыхания.

Распад жирных кислот, называемый окислением жирных кислот или бета (β) -окислением , начинается в цитоплазме, где жирные кислоты превращаются в молекулы жирных ацил-КоА. Этот жирный ацил-КоА в сочетании с карнитином создает молекулу жирного ацилкарнитина, которая помогает транспортировать жирную кислоту через митохондриальную мембрану. Попав внутрь митохондриального матрикса, молекула жирного ацилкарнитина превращается обратно в жирный ацил-КоА, а затем в ацетил-КоА (Рисунок 24.3.3). Вновь образованный ацетил-КоА входит в цикл Кребса и используется для производства АТФ так же, как ацетил-КоА, полученный из пирувата.

Рисунок 24.3.3 — Распад жирных кислот: Во время окисления жирных кислот триглицериды могут расщепляться на молекулы ацетил-КоА и использоваться для получения энергии при низком уровне глюкозы.

Если в результате окисления жирных кислот образуется избыточный ацетил-КоА, а цикл Кребса перегружен и не может справиться с этим, ацетил-КоА направляется на создание кетоновых тел .Эти кетоновые тела могут служить источником топлива, если уровень глюкозы в организме слишком низкий. Кетоны служат топливом во время длительного голодания или когда пациенты страдают неконтролируемым диабетом и не могут использовать большую часть циркулирующей глюкозы. В обоих случаях жировые запасы высвобождаются для выработки энергии через цикл Кребса и будут генерировать кетоновые тела, когда накапливается слишком много ацетил-КоА.

В этой реакции синтеза кетона избыток ацетил-КоА превращается в гидроксиметилглутарил-КоА (HMG CoA) .ГМГ-КоА является предшественником холестерина и промежуточным продуктом, который впоследствии превращается в β-гидроксибутират, первичное кетоновое тело в крови (рис. 24.3.4).

Рисунок 24.3.4 — Кетогенез: Избыток ацетил-КоА направляется из цикла Кребса в путь кетогенеза. Эта реакция происходит в митохондриях клеток печени. В результате вырабатывается β-гидроксибутират, основное кетоновое тело, содержащееся в крови.

Органы, которые классически считались зависимыми исключительно от глюкозы, например мозг, на самом деле могут использовать кетоны в качестве альтернативного источника энергии.Это поддерживает работу мозга, когда уровень глюкозы ограничен. Когда кетоны производятся быстрее, чем их можно использовать, они могут расщепляться на CO 2 и ацетон. Ацетон удаляется при выдохе. Одним из симптомов кетогенеза является то, что дыхание пациента сладко, как алкоголь. Этот эффект дает один из способов узнать, правильно ли диабетик контролирует болезнь. Вырабатываемый углекислый газ может подкислять кровь, что приводит к диабетическому кетоацидозу, опасному состоянию для диабетиков.

Кетоны окисляются, чтобы вырабатывать энергию для мозга. бета (β) -гидроксибутират окисляется до ацетоацетата и высвобождается НАДН. Молекула HS-CoA добавляется к ацетоацетату, образуя ацетоацетил-CoA. Углерод в ацетоацетил-КоА, который не связан с КоА, затем отделяется, расщепляя молекулу на две части. Затем этот углерод присоединяется к другому свободному HS-CoA, в результате чего образуются две молекулы ацетил-CoA. Эти две молекулы ацетил-КоА затем обрабатываются в цикле Кребса для выработки энергии (Рисунок 24.3.5).

Рисунок 24.3.5 — Окисление кетонов: Когда глюкоза ограничена, кетоновые тела могут окисляться с образованием ацетил-КоА, который используется в цикле Кребса для выработки энергии.

При высоком уровне глюкозы избыток ацетил-КоА, образующийся при гликолизе, может превращаться в жирные кислоты, триглицериды, холестерин, стероиды и соли желчных кислот. Этот процесс, называемый липогенез , создает липиды (жир) из ацетил-КоА и происходит в цитоплазме адипоцитов (жировых клеток) и гепатоцитов (клеток печени).Когда вы потребляете больше глюкозы или углеводов, чем нужно вашему организму, ваша система использует ацетил-КоА, чтобы превратить избыток в жир. Хотя существует несколько метаболических источников ацетил-КоА, его чаще всего получают в результате гликолиза. Доступность ацетил-КоА важна, потому что он инициирует липогенез. Липогенез начинается с ацетил-КоА и продвигается за счет последующего добавления двух атомов углерода из другого ацетил-КоА; этот процесс повторяется до тех пор, пока жирные кислоты не станут подходящей длины. Поскольку это анаболический процесс, создающий связь, расходуется АТФ.Однако создание триглицеридов и липидов — эффективный способ хранения энергии, доступной в углеводах. Триглицериды и липиды, оба молекулы с высокой энергией, хранятся в жировой ткани до тех пор, пока они не понадобятся.

Хотя липогенез происходит в цитоплазме, необходимый ацетил-КоА создается в митохондриях и не может транспортироваться через митохондриальную мембрану. Чтобы решить эту проблему, пируват превращается как в оксалоацетат, так и в ацетил-КоА. Для этих превращений требуются два разных фермента.Оксалоацетат образуется под действием пируваткарбоксилазы, тогда как действие пируватдегидрогеназы создает ацетил-КоА. Оксалоацетат и ацетил-КоА объединяются с образованием цитрата, который может проходить через митохондриальную мембрану и попадать в цитоплазму. В цитоплазме цитрат снова превращается в оксалоацетат и ацетил-КоА. Оксалоацетат превращается в малат, а затем в пируват. Пируват пересекает митохондриальную мембрану в ожидании следующего цикла липогенеза. Ацетил-КоА превращается в малонил-КоА, который используется для синтеза жирных кислот.На рисунке 24.3.6 показаны пути метаболизма липидов.

Рисунок 24.3.6 — Обмен липидов: Липиды могут следовать одним из нескольких путей во время метаболизма. Глицерин и жирные кислоты действуют разными путями.

Обзор главы

Липиды доступны организму из трех источников. Они могут поступать в организм с пищей, храниться в жировой ткани тела или синтезироваться в печени. Жиры, попавшие в рацион, перевариваются в тонком кишечнике. Триглицериды расщепляются на моноглицериды и свободные жирные кислоты, а затем переносятся через слизистую оболочку кишечника.Попав в точку, триглицериды повторно синтезируются и транспортируются в печень или жировую ткань. Жирные кислоты окисляются посредством жирных кислот или β-окисления до двухуглеродных молекул ацетил-КоА, которые затем могут вступать в цикл Кребса для выработки АТФ. Если образуется избыток ацетил-КоА, который перегружает возможности цикла Кребса, ацетил-КоА можно использовать для синтеза кетоновых тел. Когда уровень глюкозы ограничен, кетоновые тела могут окисляться и использоваться в качестве топлива. Избыток ацетил-КоА, образующийся при приеме избыточного количества глюкозы или углеводов, можно использовать для синтеза жирных кислот или липогенеза.Ацетил-КоА используется для создания липидов, триглицеридов, стероидных гормонов, холестерина и солей желчных кислот. Липолиз — это расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты, что облегчает их переработку в организме.

Вопросы о критическом мышлении

1. Обсудите, как углеводы могут храниться в виде жира.

2. Если у диабетика пахнет алкоголем, что это может значить?

Глоссарий

бета (β) -гидроксибутират
первичных кетоновых тел, произведенных в организме
бета (β) -окисление
окисление жирных кислот
желчных солей
солей, которые высвобождаются из печени в ответ на прием липидов и окружают нерастворимые триглицериды, способствуя их превращению в моноглицериды и свободные жирные кислоты
холецистокинин (CCK)
гормон, который стимулирует высвобождение липазы поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря с высвобождением солей желчных кислот
хиломикронов
везикулы, содержащие холестерин и триглицериды, которые транспортируют липиды из клеток кишечника в лимфатическую и кровеносную системы
окисление жирных кислот
расщепление жирных кислот на жирные кислоты с меньшей цепью и ацетил-КоА
гидроксиметилглутарил-КоА (HMG CoA)

Молекула

, созданная на первом этапе создания кетоновых тел из ацетил-КоА
кетоновые тела
альтернативный источник энергии, когда глюкоза ограничена, создается, когда во время окисления жирных кислот образуется слишком много ацетил-КоА
липогенез
Синтез липидов, происходящий в печени или жировой ткани
липолиз
расщепление триглицеридов на глицерин и жирные кислоты
молекул моноглицеридов
липид, состоящий из одной цепи жирной кислоты, присоединенной к основной цепи глицерина
липазы поджелудочной железы
ферментов, выделяемых поджелудочной железой, которые переваривают липиды в пище
триглицериды
липиды или жиры, состоящие из трех цепей жирных кислот, прикрепленных к глицериновому остову

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

  1. Углеводы превращаются в пируват во время гликолиза.Этот пируват превращается в ацетил-КоА и проходит через цикл Кребса. Когда образуется избыток ацетил-КоА, который не может быть переработан в цикле Кребса, ацетил-КоА превращается в триглицериды и жирные кислоты, которые хранятся в печени и жировой ткани.
  2. Если диабет не контролируется, глюкоза в крови не поглощается и не обрабатывается клетками. Несмотря на то, что уровень глюкозы в крови высок, клетки не могут преобразовать глюкозу в энергию.Из-за нехватки глюкозы организм обращается к другим источникам энергии, включая кетоны. Побочным эффектом использования кетонов в качестве топлива является сладкий запах алкоголя изо рта.

Как человеческий организм расщепляет и переваривает пищу

[ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ МУЗЫКИ] ДИКТОР: Вы можете назвать дайджест строкой разборки. Ваше тело берет любой кусочек пищи, который вы ему даете, расщепляет его, выводит все питательные вещества, которые может, и выбрасывает отходы. Это удивительный пример химии в действии, и это происходит круглосуточно и без выходных.

Наше тело зависит от трех основных типов пищи: углеводов или углеводов, жиров и белков. Во время пищеварения эти три типа пищи расщепляются с помощью одной и той же химической реакции, называемой гидролизом. Гидролиз — это распад соединения при реакции с водой. Давайте посмотрим, как разбивается каждый вид еды.

Углеводы содержатся в овощах, фруктах, молочных продуктах, хлебе и конфетах. Это полимеры или молекулы, состоящие из повторяющихся звеньев, называемых мономерами.Вы можете представить полимер как цепь, а мономеры как отдельные звенья.

Сахар, крахмал и целлюлоза — это углеводы. Молекулы сахара — это простейший вид углеводов. Эти сахара могут состоять из одной или двух единиц, также известных как моносахариды или дисахариды.

Обычным моносахаридом является глюкоза. Это компонент столового сахара, крахмала и целлюлозы, основного компонента зеленых растений. Когда мы едим пищу, содержащую глюкозу, наш организм использует ее для производства энергии.

Глюкоза — единственный сахар, используемый клетками мозга. Употребление правильных углеводов обеспечивает глюкозу, которая помогает нашему мозгу работать должным образом. Но это не значит, что вы должны съесть тонны газировки и конфет. Вы получите быстрый импульс, но затем ваше тело вырабатывает инсулин, чтобы собрать этот поток простых сахаров для дальнейшего использования. Достаточно скоро в ваш мозг поступает меньше глюкозы, из-за чего вы не можете сосредоточиться.

Обычным дисахаридом является столовый сахар или сахароза. Он состоит из комбинации молекулы глюкозы и молекулы фруктозы в результате химической реакции, называемой конденсационной полимеризацией.Это противоположно гидролизу, потому что молекула воды высвобождается, а не используется в реакции. Во время пищеварения сахароза расщепляется путем гидролиза.

Сложные углеводы содержатся во фруктах и ​​овощах, цельнозерновых продуктах, хлебе, макаронах и молочных продуктах. Крахмал — это пример сложного углевода. Обычно он содержится в картофеле, кукурузе и рисе. Крахмал состоит из тысяч отдельных молекул глюкозы, связанных вместе. Распад крахмала начинается сразу после того, как вы съели первый байт пищи, благодаря ферменту альфа-амилаза, который содержится в слюне.

Давайте на секунду поговорим о ферментах. Ферменты ускоряют химические реакции и играют важную роль в пищеварении. Одна из ускоряемых ими реакций — гидролиз. Это помогает расщеплять большие молекулы, которые слишком велики, чтобы пройти через стенку кишечника в кровь.

Ферменты помогают разбирать большие молекулы, такие как углеводы, белки и жиры, на более мелкие, которые легко всасываются в кровоток. Простые сахара, полученные из углеводов, аминокислоты, полученные из белков, и жирные кислоты, полученные из жиров.Это подводит нас ко второму основному типу пищи — жирам.

Жиры — это триэфиры, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода. Триэфир образуется в результате химической реакции трех молекул жирных кислот с глицерином, молекулой, содержащей три гидроксильные группы.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>