Абсорбция витаминов и железа кишечником - с точки зрения физиологии человека

Оглавление статьи:
  1. Водорастворимые витамины
  2. Жирорастворимые витамины
  3. Абсорбция железа
  4. Свободное железо
  5. Гем
  6. Связанное с трансферрином железо
  7. Резюме
  8. Список использованной литературы

P.S. В нормальных физиологических условиях водорастворимые витамины усваиваются клеткой преимущественно через симпортеры, жирорастворимые - с помощью диффузии; абсорбция железа регулируется в зависимости от потребности.

а) Водорастворимые витамины. Витамины С, биотин и пантотеновая кислота в физиологических условиях абсорбируются вторично-активным транспортом, опосредованным симпортерами Na+, а ниацин через симпортер, связанный с Н+ (рис. 1).

Абсорбция витаминов и железа кишечником
Рисунок 1. Схематичное изображение абсорбции железа в двенадцатиперстной кишке и водорастворимых витаминов в верхней части тонкого кишечника. А. Абсорбция негемового железа (Fe2+) осуществляется в зависимости от потребности через транспортер ионов металла, связанный с Н+ (2); абсорбция гема (3) в результате эндоцитоза. (1) — редуктаза железа, (4) — ферропортин, (5) — ферроксидаза (= гефестин). НО — гемоксигеназа; MF — мобильферрин. Б. Усвоение большинства растворимых водой витаминов (С, биотина, пантотеновой кислоты, ниацина) осуществляется через вторично-активный симпортер в верхнем отделе тонкого кишечника. Фолиевая кислота в первую очередь усваивается верхним отделом тонкого кишечника после гидролиза птероилполиглутамата (поли-глута) через симпортер фолата, Н+, витамины В1, В2, В6 также всасываются при участии переносчиков. (1) — γ-глутамилкарбоксипептидаза; Моно-глут — птероил-моноглутамат (= фолат)

Фолиевая кислота или фолат (полученный в результате гидролиза птероилполиглутамилфолата, содержащегося в пище, до птероилмоноглутаматфолата ферментами щеточной каймы), прежде всего попадает в энтероциты через фолат, Н+-симпортер.

Абсорбция витаминов В1, В2 и В6 осуществляется через специфические переносчики. Витамин В12 (в соединении с внутренним фактором) всасывается благодаря рецептор-опосредованному эндоцитозу в слизистой оболочке подвздошной кишки (рис. 2).

Абсорбция витаминов и железа кишечником
Рисунок 2. Схематичное изображение абсорбции витамина В12. Витамин В12 содержится в пище в свободном виде или в соединении с протеинами. Свободный витамин В12 связывается гаптокоринами (ГК; R-протеины) слюны. Соединенный с протеином В12 вырабатывается в желудке под воздействием НО и пепсина и в результате вступает в соединение с гаптокоринами. В двенадцатиперстной кишке трипсин В12 снова выделяется из этого комплекса; затем В12 усваивается трипсин-резистентным внутренним фактором (ВФ). Этот В12-ВФ-комплекс стабилен по отношению к пептидазам и попадает в подвздошную кишку, где он абсорбируется под воздействием рецептор-управляемого эндоцитоза. После этого витамин В12 (соединенный с транскобаламином II) выделяется в процессе экзоцитоза в базолатеральной мембране

б) Жирорастворимые витамины. В основном жирораствормиые витамины проникают в энтероциты путем диффузии, покидают их после соединения с хиломикронами в результате экзоцитоза на базолатеральной стороне и выделяются в лимфу кишечника (рис. ниже).

Абсорбция витаминов и железа кишечником
Переваривание жиров и абсорбция продуктов липолиза. А. Под воздействием колипазы и липазы триацилглицериды расщепляются в люмене кишечника на свободные жирные кислоты (СЖК) и 2-моноацилглицерин (2-МАГ), растворяются мицеллярно и из мицелл проникают в энтероциты. Б. Абсорбция продуктов липолиза. Короткоцепочечные и среднецепочечные свободные жирные кислоты выделяются в кровь непосредственно после абсорбции. Триацилглицериды, ресинтезированные в клетке из длинноцепочечных жирных кислот и 2-моноацилглицеридов, прикрепившись к белковой оболочке проникают в лимфу в виде хиломикронов. СМ — смешанные мицеллы; FS — жирные кислоты; МАГ — моноацилглицерол; ХМ — хиломикроны

в) Абсорбция железа. В суточной дозе пищи содержится 10-20 мг железа, из которого абсорбируется 5% (у мужчин) или 10% (у женщин). При дефиците железа (например, после потери крови) может усваиваться до 25% пищевого железа. Железо из гемоглобина и миоглобина мяса абсорбируется легче, чем из вегетарианской пищи, поскольку в растениях оно часто образует комплексы (например, с фитиновой кислотой в зерновых продуктах, а также со щавелевой кислотой или таннинами).

г) Свободное железо абсорбируется в форме Fe2+. Поскольку большая часть железа находится в форме Fe3+, сначала с помощью желудочной соляной кислоты оно должно выделиться из пищи и восстановиться до двухвалентного состояния.

Это обеспечивают восстановители в пище (например, витамин С, цитрат, SH-группы в белках), а также редуктаза феррина в щеточной кайме. В кислой желудочной среде Fe2+ присоединяется к муцину, в результате чего растворяется и легче всасывается в двенадцатиперстной кишке.

Негемовое железо усваивается энтероцитами двенадцатиперстной кишки через Fe2+, Н+-симпортер (тип DMT1 = DCT1) апикальной клеточной мембраны (рис. 1).

Экспрессия этого транспортера, который наряду с Fe2+ обеспечивает транспорт других важных микроэлементов (например, Zn2+, Со2+, Cu2+, Mn2+), изменяется в зависимости от количества железа в энтероцитах или во всем организме при участии белков, регулирующих обмен железа.

Для осуществления дальнейшего транспорта по цитозоли Fe2+ соединяется с мобилферрином («слизистым трансферрином»). Экспорт через базолатеральную мембрану осуществляет другой переносчик, ферропортин, активность которого может подавляться регуляторным пептидом гепцидином, синтезируемым клетками печени.

Наконец, под действием медьсодержащей ферроксидазы (гефестин) Fe2+ окисляется до Fe3+, которое в соединении с трансферрином плазмы по кровотоку проникает в клетки-мишени. Избыток железа соединяется в слизистой оболочке с апоферритином при образовании ферритина. Последний функционирует как накопитель.

д) Гем предположительно абсорбируется во всем тонком кишечнике посредством эндоцитоза и при питании, характерном для жителей центральной Европы, покрывает 20-35% потребности в железе. В результате деятельности гемоксигеназы в энтероцитах происходит выделение железа из порфиринового ядра (рис. 1).

е) Связанное с трансферрином железо усваивается путем рецептор-опосредованного эндоцитоза на апикальной мембране.

ж) Резюме:

1. Абсорбция электролитов, воды, витаминов и железа. Основная функция тонкого кишечника заключается в абсорбции воды, электролитов, питательных веществ, витаминов и микроэлементов. Необходимая для этих процессов площадь поверхности увеличена за счет многочисленных питательных складок, ворсинок и микроворсинок.

Облегченное всасывание питательных веществ происходит благодаря достаточно высокой проницаемости эпителия тонкого кишечника. Соответственно его электрическое сопротивление и трансэпителиальная разность потенциалов имеют низкое значение.

В отличие от тонкого кишечника эпителий толстого кишечника обладает низкой проницаемостью а его электрическое сопротивление и трансэпителиальная разность потенциалов имеют сравнительно высокие значения.

2. Механизмы абсорбции. Процессы всасывания питательных веществ основываются на различных механизмах:

• Абсорбция Na+ в кишечнике является движущей силой для большинства происходящих там интестинальных транспортных процессов. Вначале под воздействием стимуляции базолатеральной Na+/K+-АТФазы формируется градиент концентрации Na+, который впоследствии поддерживает электронейтральное усвоение Na+ или электрогенный симпорт через мембрану щеточной каймы.
Наряду с этим значительные количества ионов Na+ могут транспортироваться пассивно по параклеточному пути.

• Абсорбция K+, Cl- и HCO3- прежде всего осуществляется пассивно в верхнем отделе тонкого кишечника.

• Основной движущей силой для процессов транспорта воды является осмотический градиент, существующий между просветом кишечника и интерстицием.

• Ионы Са2+ сначала диффундируют через кальци-триолзависимые кальциевые каналы апикальной клеточной мембраны, соединившись со специфическим белком, перемещаются в базолатеральную мембрану и затем проникают в интерстиций с помощью Са2+-АТФазы или 3Na+/Са2+-обменника.

• Фосфат абсорбируется через систему Na+, фосфат-симпорта.

• Абсорбция большинства водорастворимых витаминов в организме осуществляется в верхнем отделе тонкого кишечника при участии специфических переносчиков.

• Витамин В12 усваивается подвздошной кишкой в процессе эндоцитоза.

• Жирорастворимые витамины А (в форме ретинола), D, Е и К проникают в энтероциты в процессе диффузии.

• Абсорбция негемового железа осуществляется через протонсвязанный Fe2+-симпортер, абсорбция гема и железа в комплексе с трансферрином — в процессе эндоцитоза.

Видео физиология пищеварения - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

- Вернуться в раздел "Физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 19.6.2026