Fyziologie
6.4 Principy trávení a vstřebávání
6.4 Principy trávení a vstřebávání
Principem trávení je rozklad velkých, složitých látek na látky menší, které mohou být vstřebány. Tento proces má složku mechanickou, např. kousání, mísení atp. a složku chemickou, danou trávicími šťávami, které obsahují enzymy a další látky trávení usnadňující (např. žluč). Výsledkem jsou malé látky (např. jednotlivé aminokyseliny, mastné kyseliny, jednoduché cukry), které se vstřebávají sliznicí, nejč. střevní sliznicí, a to různými mechanismy – pro některé existují speciální přenašeče, jiné přecházejí prostou difuzí.
K hlavním enzymům patří:
- amyláza štěpící škrob a velké cukry na menší, je obsažena ve slinách a šťávě ze slinivky břišní
- lipáza – enzym štěpící tuky, zejm. ve šťávě ze slinivky
- proteázy a peptidázy – enzymy štěpící bílkoviny a peptidy. Patří k nim zejm. pepsin (žaludek), trypsin, chymotrypsin, elastáza (slinivka), peptidázy ve střevních buňkách
- sacharidázy – enzymy štěpící nižší cukry (disacharidázy štěpící disacharidy), jsou přímo obsaženy ve střevních buňkách
Příkladem je laktáza, štěpící mléčný cukr laktózu na glukózu a galaktózu, které se poté již mohou vstřebat (zatímco laktóza nikoliv).
Enzymy vznikají nejprve v neaktivní formě (aby samy nemohly natrávit vlastní orgány), jako tzv. zymogeny (např. pepsinogen, trypsinogen). Teprve mimo buňky v trávicí šťávě se různými vlivy aktivují (např. změněným pH).
Kromě enzymů jsou důležité složky upravující kyselost/zásaditost. K těm patří zejm. kyselina chlorovodíková (HCl) v žaludku a bikarbonát (HCO3-) ze slinivky, slin či ve střevní šťávě.
Žluč sama enzymy neobsahuje, ale díky obsahu žlučových kyselin emulguje tuky na malé kapičky, k nimž potom může účinně pronikat lipáza.
Samozřejmou součástí trávicích šťáv je voda, dále jsou v nich obsaženy různé ionty (sodík, draslík, chloridy, vápník apod.). Celkem se za den vyprodukuje několik litrů trávicích šťáv (7-8), z nichž většina je opět vstřebána (tj. voda a ionty). Velké průjmy vedou ke ztrátám těchto šťáv a tudíž i ke ztrátám vody (dehydrataci).
Trávicí šťávy jsou tvořeny a vylučovány na podněty nervové i humorální. Mají určitou trvalou sekreci základní (bazální) – tj. v trávicím ústrojí není nikdy „sucho“, nicméně sekrece masivně stoupá po stimulaci.
Ta má 3 fáze:
- cefalickou (tj. „od hlavy“) – stačí myšlenka, chuť, představa
- gastrickou – vstupem potravy do žaludku
- intestinální – vstupem kyselé tráveniny do dvanáctníku
I v řízení sekrece se uplatňují různé reflexy, např. zvýšené slinění již při vůni, hovoru o potravě či signálu k potravě (klasické pokusy I. P. Pavlova se psy, jimž se podávání potravy spojovalo se zvoněním a následně psi slinili při pouhém zvonění bez samotné potravy).
Základní principy trávení jednotlivých živin
Sacharidy – větší sacharidy jako škrob je štěpeny amylázou ve slinách a ve šťávě ze slinivky břišní. Menší sacharidy jsou štěpeny speciálními enzymy (např. mléčný cukr laktóza enzymem laktázou ve střevních buňkách), jednoduché cukry (monosacharidy) jako glukóza jsou pak vstřebávány. Nestravitelné sacharidy (celulóza a jiné vlákniny) jsou důležité pro tvorbu stolice a pohyb střev, částečně jsou rozkládány bakteriemi tlustého střeva.
Tuky jsou štěpeny enzymy lipázami především ze slinivky břišní za účasti žluči z jater. Žlučové kyseliny působí emulgačně, spolu s pohyby trávicího ústrojí vytvoří malé kapičky (micely), které pak štěpí lipázy. Štěpí se na mastné kyseliny či monoacylglyceroly, které se pak vstřebávají.
Bílkoviny jsou štěpeny enzymy proteázami a peptidázami postupně až na jednotlivé aminokyseliny, které se vstřebávají. V žaludku je nezbytné kyselé pH (pro pepsin), v duodenu naopak alkalické (pro trypsin, chymotrypsin).
Trávenina a posléze i nestravitelné a nevstřebatelné zbytky jsou posouvány trávicí trubicí. Jejímu pohybu se říká peristaltika. Probíhá ve vlnách, část hladké svaloviny se stáhne, část se naopak uvolní. Nelze ji ovlivnit vůlí. Je možné ji slyšet v břiše, popř. někdy i cítit pohmatem.
Vstřebávání v trávicím ústrojí
Vstřebávání znamená přechod z dutiny trávicího systému do buněk (nejč. střevních buněk – enterocytů) a z nich následně do krve či do mízy. Enterocyt má dva buněčné póly: jeden komunikuje s tráveninou, má četné výběžky (mikroklky), přenašeče a enzymy, druhý pól komunikuje s krví, zde se přenáší látky již přímo do krevního oběhu. Jednotlivé látky mohou mít různý systém přenosu.
Sacharidy se vstřebávají jako jednoduché cukry – monosacharidy (glukóza, galaktóza, fruktóza), mají svůj přenašečový systém, energie je dodávána např. současným přenosem sodíku (kotransport). Sodík má tendenci vstupovat do buněk, energie přenosu je využita pro vstřebání cukrů; sodík je pak opět vyčerpán ven sodíkovou pumpou za spotřeby energie.
Bílkoviny se vstřebávají jako jednotlivé aminokyseliny, opět využívají energie spřažením svého přenosu se vstupem sodíku. Existuje několik přenašečů pro různé typy aminokyselin. Vstup do krve se pak děje jednoduše s využitím koncentračního gradientu. Některé přenašeče jsou podobné přenašečům v ledvinných tubulech.
Tuky a tukové látky jsou přítomny v tráveniny ve formě micel, tj. kulovitých útvarů („kapiček“), kde jsou obsaženy jak látky částečně hydrofilní (na povrchu), tak hydrofobní (uvnitř). Jde o mastné kyseliny, 2-monoacylglyceroly, cholesterol a některé fosfolipidy a obsaženy jsou rovněž žlučové kyseliny. Z micel se postupně uvolňují tyto látky a jsou vstřebány do střevních buněk; látky hydrofobní (čili lipofilní), což jsou obecně právě tuky, snadno prostupují buněčnou membránou, která je rovněž lipidového charakteru a většinou tak nevyžadují speciální přenašeče. Uvnitř střevní buňky dochází k opětovné syntéze některých tuků (např. na triacylglyceroly) a spolu s proteiny tak tuky vytvářejí částice zvané chilomikrony (druh lipoproteinů), které vystupují ze střevní buňky a jsou přenášeny nejprve lymfou (mízou) a teprve poté se s ní dostávají do krve. Menší mastné kyseliny mohou procházet přímo do krve. Žlučové kyseliny se vstřebávají zpět do krve v ileu – vykonávají tzv. enterohepatální oběh: tj. přecházejí ze střeva zpět do krve a krví zpět do jater, kde se opět vyloučí do žluči a s ní se dostávají opět střeva (většina se jich tak opětovně využívá).
Vstřebávání a trávení tuků je nezbytné pro správné vstřebávání vitaminů rozpustných v tucích, tj. vitaminu A, D, E, K.
Voda v trávicím pochází nejen z potravy, ale ještě více z trávicích šťáv. Vstřebává se zejména v tenkém střevě, zbytek pak ve střevě tlustém. Vstřebá se naprostá většina vody. Přechod vody zajišťují osmotické a hydrostatické poměry. S vodou jsou často vstřebávány různé minerály, vitaminy rozpustné ve vodě.
Speciální přenašeče mají i některé další látky, např. kovy, zejm. železo.