TRANSFORMARILE FIZICO-CHIMICE ALE ALIMENTELOR IN TUBUL DIGESTIV

TRANSFORMARILE FIZICO-CHIMICE ALE ALIMENTELOR IN TUBUL DIGESTIV

DIGESTIA = totalitatea transformarilor mecanice (triturarea, maruntirea), fizice

(dizolvarea) si chimice pe care le sufera alimentele de-a lungul tubului digestiv.

Cele mai importante sunt transformarile chimice care se realizeaza cu ajutorul enzimelor digestive din sucurile digestive (saliva, sucul gastric, sucul intestinal si sucul pancreatic).

Dupa substantele pe care le digera enzimele digestive pot fi: proteolitice (digera proteinele), glicolitice (digera glucidele) si lipolitice (digera lipidele).

Alimentele contin proteine, glucide si lipide (grasimi) - substante cu molecule mari imposibil de absorbit in sange prin mucoasa intestinului subtire. De aceea ele trebuie digerate (hidrolizate) pana la produsi chimici cu molecule mai mici (nutrimente).

Actiunea enzimelor digestive asupra substantelor complexe din alimente

PROTEINELE enzime proteolitice AMINOACIZI (AA)

(polipeptide)

GLUCIDELE enzime glicolitice MONOZAHARIDE

(polizaharide) (glucoza, fructoza, galactoza)

LIPIDE enzime lipolitice GLICERINA si ACIZI GRASI

(trigliceride)

Aminoacizii, monozaharidele, glicerina si acizii grasi sunt absorbiti la nivelul mucoasei intestinului subtire si trec in sange si limfa pentru a ajunge la celule.

v    Alimentele sunt supuse proceselor de digestie in cavitatea bucala (digestia bucala), stomac (digestia gastrica) si intestinul subtire (digestie intestinala).

DIGESTIA BUCALA

In cavitatea bucala alimentele sunt in special maruntite si dizolvate in saliva (putem sa le simtim gustul) si sufera mai putin procese de digestie chimica. In saliva se gaseste o singura enzima digestiva glicolitica numita ptialina sau amilaza salivara. Aceasta enzima digera (hidrolizeaza numai amidonul tratat termic) in trepte pana la stadiul de maltoza. Amilaza va fi inactivata de aciditatea sucului gastric.

Mucusul din saliva are rolul de a lubrifia alimentele, favorizand deglutitia (inghitirea). Saliva (pH = 6 - 7) contine si lizozim - substanta cu actiune bactericida.

Ca urmare a transformarilor din cavitatea bucala, alimentele sunt omogenizate, imbibate cu mucus si formeaza bolul alimentar.

DIGESTIA GASTRICA

In stomac, alimentele sufera consecinta activitatii motorii si secretorii ale acestuia, care produc transformarea bolurilor alimentare intr-o pasta omogena numita chim gastric.

Stomacul realizeaza o activitate motorie si una secretorie.

Activitatea motorie a musculaturii stomacului are rolul de a stoca temporar alimentele ca urmare a relaxarii receptive, amestecarea alimentelor (motilitatea gastrica) cu sucul gastric si in final evacuarea continutului gastric in duoden (dupa 1 - 2 ore).

Activitatea secretorie a stomacului se concretizeaza in secretia sucului gastric de catre glandele gastrice din mucoasa gastrica.

Sucul gastric:

este un lichid incolor cu un pH = 1 - 2,5;

contine apa 99% si reziduu uscat 1% (substante minerale - HCl si substante organice - mucus, enzime digestive);

secretia este de aproximativ 2l/24 h.

HCl

asigura un pH optim pentru actiunea pepsinei;

activeaza pepsinogenul inactiv;

are actiune antimicrobiana.

Mucina (mucusul)

este o glico-proteina cu rol in protectia mucoasei gastrice, atat mecanic, cat si chimic, protejand stomacul de procesele de autodigestie.

Enzimele gastrice:

Pepsina

este o enzima proteolitica;

este secretata sub forma inactiva de pepsinogen (se activeaza in contact cu HCl);

are rolul de a initia digestia proteinelor (numai 20 - 30% din proteine vor fi digerate in stomac, iar restul in intestinul subtire).

Labfermentul

este secretat numai la sugari;

are rolul de a coagula laptele, pregatindu-l pentru digestia ulterioara;

sub actiunea lui si in prezenta Ca²⁺, cazeinogenul solubil din lapte se transforma in paracazeinat de calciu, insolubil.

Lipaza gastrica

este o enzima lipolitica cu activitate slaba;

hidrolizeaza pana la glicerina si acizi grasi numai lipidele ingerate sub forma de emulsie.

Gelatinaza - hidrolizeaza gelatina.

DIGESTIA INTESTINALA

Digestia propriu-zisa a alimentelor are loc in intestinul subtire sub actiunea combinata a sucurilor intestinal, pancreatic si biliar. Produsii simpli rezultati sunt absorbiti apoi in proportie de 90% pana la valvula ileo - cecala.

Activitatea motorie a musculaturii intestinului subtire are rolul de a amesteca alimentele cu sucurile digestive (favorizand procesele de digestie) prin miscari segmentare si in final evacuarea resturilor nedigerabile si neabsorbite in intestinul gros (dupa 3 - 5 ore) prin miscari peristaltice.

Sucul pancreatic:

este secretat de acinii glandulari din pancreasul exocrin;

este un lichid incolor, inodor, alcalin cu un pH = 9 - 8,5

se secreta zilnic aproximativ 1,2 - 1,5 l;

contine substante minerale - Na⁺, K⁺ si bicarbonatul cu rol in neutralizarea aciditatii chimului gastric;

contine substante organice - enzime digestive.

Enzimele pancreatice: 3 tipuri majore - amilaze, lipaze si proteaze

1. α amilaza pancreatica

se secreta in forma sa activa;

- hidrolizeaza amidonul (si crud), glicogenul si alte glucide cu exceptia celulozei pana la stadiul de dizaharide.

2. Lipaza pancreatica, colesterol lipaza si fosfolipaza

sunt secretate in forma lor activa;

hidrolizeaza grasimile neutre pana la glicerina si acizi grasi.

3. Enzime proteolitice:

Tripsina

este secretata ca proenzima inactiva numita tripsinogen;

este activata de o enzima numita enterokinaza sau de tripsina anterior formata;

Chimotripsina

este secretata ca proenzima inactiva numita chimotripsinogen;

este activata de tripsina.

Cele 2 enzime hidrolizeaza proteinele neatacate de pepsina gastrica si produsii ei de scindare, pe care ii degradeaza pana la stadiul de oligopeptide (di-, tri-, tetrapeptide).

Carboxipeptidazele

sunt activate de tripsina;

degradeaza oligopeptidele in peptide mai mici si in aminoacizi;

Elastaza

este activata de tripsina;

hidrolizeaza proteinele fibroase.

Sucul intestinal:

este un lichid bogat in mucus si bicarbonat (neutralizeaza aciditatea chimului gastric); pH = 7,5 - 8,5

enzimele digestive sunt prezente la nivelul membranei apicale a enterocitelor ("marginea in perie");

Enzime

Peptidazele intestinale - hidrolizeaza bi-, tr- si oligopeptidele pana la aminoacizi.

Dizaharidazele (maltaza, zaharaza, lactaza) - hidrolizeaza dizaharibele in monozaharide (glucoza, fructoza, galactoza).

Lipaza intestinala - hidrolizeaza lipidele in acizi grasi, glicerol si partial in monogliceride.

Sucul biliar:

este secretata permanent de hepatocite (500 - 700 ml/zi);

in perioadele dintre mese se colecteaza si se concentreaza (prin absorbtia apei) in colecist (vezicula biliara);

este un lichid verde (bila colecistica) sau galben (bila hepatica), alcalin cu

pH = 7- 8, amar;

contine 98% apa, electroliti, pigmenti biliverdina si bilirubina (produsi de degradare ai hemoglobinei), saruri biliare, colesterol, lecitina;

cea mai mare parte a sarurilor biliare se resoarbe, formand circuitul hepato-entero-hepatic si doar o mica parte este degradata sub actiunea bacteriilor intestinale;

NU CONTINE NICIO ENZIMA DIGESTIVA.

Rolul sarurilor biliare

• sunt importante in digestia si absorbtia lipidelor deoarece le emulsioneaza si le reduc tensiunea superficiala, facandu-le accesibile enzimelor lipolitice;
• formeaza cu lipidele micelii hidrosolubile care pot fi absorbite din intestin;
• stimuleaza motilitatea intestinala;
• au rol bacteriostatic.

ABSORBTIA INTESTINALA

Este procesul prin care produsii rezultati in urma digestiei chimice (aminoacizii, monozaharidele, glicerina si acizii grasi), strabat mucoasele digestive si trec in circulatia sangvina si limfatica.

Absorbtia mai poate avea loc si la nivelul stomacului (apa, cloruri, alcool), in colon (apa si electroliti).

Transportul diferitilor constituienti din lumenul intestinal prin celulele epiteliului intestinal se realizeaza prin 3 mecanisme:

1. transferul pasiv - fara consum de energie - pe baza unor fenomene fizice - gradiente osmotice, de concentratie sau electrolitice, prin porii membranelor celulare;
2. transferul activ - cu consum de energie - prin combinarea substantei de absorbit cu un sistem membranar de transport;
3. transportul prin vezicule de pinocitoza la nivelul membranei celulare.

Absorbtia este favorizata la nivelul intestinului subtire deoarece:

exista o suprafata mare de contact, datorita vilozitatilor intestinale;

distanta pe care moleculele o strabat este mica, grosimea peretelui fiind minima la acest nivel;

reteaua vasculara la nivelul vilozitatilor este foarte bogata, iar, printr-un mecanism reflex, cantitatea de sange de la acest nivel poate creste in timpul perioadelor de digestie;

miscarile contractile ale vilozitatilor inlesnesc tranzitul substantelor absorbite.

Absorbtia glucidelor se face prin mecanisme:

pasive prin difuziune (unele penoze cum ar fi riboza);

active hexozele precum glucoza, fructoza, galactoza.

Absobtia glucozei se face prin cuplarea acesteia cu un transportor comun cu cel care realizeaza si absobtia Na⁺, de care se desface la polul opus (bazal). Transportorul isi reia activitatea, iar glucoza trece in capilarele sangvine si pe cale portala ajunge la ficat.

Absobtia proteinelor se face prin mecanisme:

active - sub forma aminoacizilor la polul apical al celulelor mucoasei intestinale, apoi AA trec pasiv in sange prin difuziune pasiva.

Celulele mucoasei intestinale de la organismele tinere pot absorbi si proteine (anticorpii din colostrul matern, unele proteine nedigerate) prin pinocitoza (inglobarea de picaturi intr-o celula) in primele 36 de ore dupa nastere. Aceasta proprietate dispare la adult.

Absobtia lipidelor se face sub forma de glicerina si acizi grasi.

Glicerina se absoarbe pasiv fara consum energetic usor in sange fiind o substanta hidrosolubila.

Acizii grasi se absorb numai dupa ce acestia se combina cu sarurile biliare, formand micelii hidrosolubile. In contact cu celulele mucoasei, aceste complexe elibereaza sarurile biliare, care trec mai departe in ileon unde vor fi reabsorbite (circuitul hepato-entero-hepatic), iar acizii grasi sunt transportati in celulele mucoasei intestinale. Din aceste celule, absorbtia acizilor grasi se face diferit, in functie de lungimea lantului de carbon:

acizii grasi cu mai putin de 10 - 12 atomi de C (cu lant scurt) trec direct in sangele portal, unde sunt transportati in stare libera (neesterificati);

acizii grasi cu un numar mare de atomi de C se combina cu glicerina in celulele mucoasei intestinale, resintetizand trigliceridele care trec in circulatia limfatica unde intra in constitutia chilomicronilor (complexe formate din trigliceride, fosfolipide, colesterol si o parte proteica).

Absorbtia vitaminelor se face diferit, in functie de solubilitatea lor. Cele mai multe se absorb in segmentele superioare ale intestinului subtire.

vitaminele hidrosolubile se absorb rapid prin transport facilitat sau prin sistem de transport activ Na-dependent;

vitaminele liposolubile (A, D, E, K) - la fel ca si a lipidelor - intra in constitutia miceliilor si este deficitara daca lipsesc sarurile biliare.

Absorbtia apei si a ionilor

Apa - se absoarbe pasiv prin mucoasa digestiva, in functie de tonicitatea continutului    intestinal, pana ce presiunea osmotica din intestin o egaleaza pe cea plasmatica.

Na⁺    - se absoarbe activ in intestine, antrenand si absorbtia pasiva a Cl^-, HCO₃^- si probabil a altor anioni;

Ca²⁺ - se absoarbe activ cu ajutorul unu transportor legat de membrana celulara, in special in segmentele superioare ale intestinului subtire (absorbtia sa este controlata de vitamina D), dar si pasiv in restul intestinului;

Fe²⁺, Fe³⁺ - se absoarbe activ in cea mai mare parte in duoden, cantitatea absorbita depinzand de necesitatile organismului. Vitamina C stimuleaza absorbtia sa.

Absorbtia glucidelor

Absorbtia proteinelor

Absorbtia lipidelor

Absorbtia lipidelor

FIZIOLOGIA INTESTINULUI GROS

Intestinul gros are functii de motricitate, secretie si absorbtie

Motri­citatea asigura progresia bolului fecal prin contractii peristaltice, segmentare, si prin contractii masive. Bolul fecal se aduna in sigmoid; trecerea materiilor fecale in rect duce la expulzarea lor prin actul fiziologic al defecatiei. Motricitatea colonului contribuie la formarea materiilor fecale prin modificarea presiunii ce determina absorbtia apei si deplasarea continutului spre rect. Este asigurata de: musculatura circulara (haustrele) si longitudinala (trei fasii de tenia) si influentata de: inervatia intrinseca si extrinseca (simpatica si parasimpatica) si hormonii digestivi.

Activitatea secretorie a intestinului gros se rezuma la producerea de mucus, cu rol in formareasi progresia materiilor fecale.

Functia de absorbtie este mai redusa si se exercita, mai ales, la nivelul cecului si al colonului ascendent; se absorb apa, sarurile minerale, vitaminele (din grupul B si K), glucoza, unele medicamente. La nivelul rectului se pot absorbi substante me­dicamentoase si apa, acestea ajungand in vena cava inferioara.

Mucoasa este mai groasa, are glandele lui Lieberkűhn mai numeroase si mai lungi, lipsesc vilozitatile intestinale. Fibrele musculare longitudinale (externe) din musculoasa sunt grupate formand cele trei tenii, iar seroasa lipseste in portiunea terminala a rectului, care poseda in schimb o tunica conjunctiva.

Un rol extrem de important in fiziologie si in patologie il joaca flora intestinala nepatogena.

Procesele de fermentatie:

Au loc in prima parte a intestinului gros, datorita bacteriilor aerobe (bacili coli si lactici), care actioneaza asupra glucidelor nedigerabile (celuloza), scindandu-le pana la monozaharide si apoi acid lactic. Acesta flora de fermentatie sintetizeaza si vitamine indispensabile cum sunt cele din complexul B si vitamina K.

Procesele de putrefactie:

Se desfasoara in partea a doua a colonului transvers si in colonul sigmoid, prin actiunea bacteriilor anaerobe asupra proteinelor nedigerate (procese de decarboxilare si dezaminare). Rezulta NH₃ (amoniac) care se absoarbe in sange si este dus la ficat unde este neutralizat sub formade uree. Mai rezulta amine (putresceina, cadaverina) si substante toxice (indol, scatol, crezoli, hidrogen sulfurat- H₂S), care dau mirosul caracteristic materiilor fecale

Prelucrarea chimica a chilului alimentar in colon.

In decurs de 24 ore aproximativ 400 - 1000 ml chil se transforma in materii fecale, eliminate zilnic in cantitate de aproximativ 150 g. Reducerea cantitatii continutului intestinal rezulta din absorbtia apei, din chil, care are loc in special la nivelul cecului si al colonului ascendent mai pot fi absorbite glucoza si sarurile minerale. Din aceasta cantitate se elimina ca materii fecale, dupa o prealabila fermentatie si putrefactie, sub actiunea florei microbiene a intestinului gros, numai aproximativ 150 g. Din intestinul gros se elimina zilnic 1000 ml gaze formate din: bioxid de carbon, azot, hidrogen sulfurat, mercaptan, metan, oxigen .

Intestinul gros contine reziduuri alimentare de celuloza eliminate prin scaun; compusi fosfocalcici; lipide care sunt de natura endogena; colesterol, lecitina si sterobilina care rezulta din bila; calciu, fosfor, magneziu, care provin din alimente si epiteliu exfoliat; fier care este indeosebi exogen.

Materiile fecale sunt alcatuite din flora microbiana (50%), resturi alimentare nedigerate sau neabsorbite, din produsi de excretie si secretie intestinala, biliara si pancreatica, din celule epiteliale descuamate, leucocite, apa etc. Culoarea materiilor fecale se datoreaza pigmentilor biliari transformati in intestinul gros sub actiunea florei bacteriene in urobilinogen si stercourobiligen, care prin oxidare se transforma in urobilina si, respectiv, stercobilina.

Intestinul gros este adaptat functiilor de depozitare temporara a excrementelor, in special la absorbtia apei si in foarte mica masura a altor substante si functiilor de transport si de evacuare a excrementelor sub forma de materii fecale, prin actul defecatiei.

Transportul fecalelor spre colonul sigmoid si rect se face pe seama unor miscari propulsive (peristaltice) realizate prin contractia succesiva a fibrelor musculare circulare din musculoasa intestinului gros, incepand de la unghiul hepatic spre rect. Acestea se produc de doua, trei ori pe zi si sunt influentate de reflexul gastrocolic si duodenocolic si de emotii puternice.

Miscarile propulsive ale colonului pot fi declansate in mod reflex conditionat, de pilda, la mirosul alimentelor, in urma unor emotii puternice si in mod reflex neconditionat, prin excitarea receptorilor gustativi de catre alimente, prin patrunderea primului bol alimentar in stomac (reflexul gastrocolic), a chimului gastric in duoden (reflexul duodenalocolic) si prin distensia peretilor colonului sub influenta sporirii continutului sau.

Defecatia reprezinta actul complex prin care materiile fecale acumulate in rect intre defecatii sunt evacuate prin orificiul anal. Sfincterele anale se relaxeaza, iar muschii rectali se contracta si expulzeaza fecalele. La defecatie contribuie si cresterea presiunii intraabdominale ca efect al contractiei muschilor abdominali si al coborarii diafragmului. Defecatia este un act reflex, coordonat de un centru situat in maduva sacrala. Acest centru este controlat de centrii superiori si de scoarta cerebrala, de unde posibilitatea unei defecatii voluntare sau posibilitatea opiririi voluntare a defecatiei.