Розглянемо процес переробки спожитої нами їжі зсередини?

Хімічне травлення та поглинання поживних речовин, по суті, закінчується в той час, коли залишки їжі потрапляють з тонкої кишки у сліпу.

Споживання води

Травна система є однією з кількох систем, що підтримують рівновагу рідини. Шлунково-кишковий тракт отримує близько 9 л води на день - 0,7 л у їжі, 1,6 л містяться у напоях і 6,7 л у шлунково-кишкових секретах: слині, шлунковому соці, жовчі, підшлунковому і кишковому соках. Близько 8 л цього вмісту поглинається тонким кишечником і 0,8 л товстим кишечником, залишаючи 0,2 літра в день для виведення з калом. Вода поглинається за допомогою осмосу після поглинання солей та органічних поживних речовин, які створюють осмотичний градієнт від просвіту кишечника по відношенню до позаклітинної рідини.

Споживання вуглеводів

Найбільш засвоюваним вуглеводом є крохмаль. Крохмаль переважно перетворюється на олігосахариди (до 8 залишків глюкози), потім у дисахарид мальтозу і, нарешті у глюкозу, яка поглинається тонкою кишкою.

Процес починається з рота, де амілаза слини розбиває крохмаль на більш короткі сегменти (олігосахариди). Цей фермент найкраще працює при рН 6,8-7,0, що є типовим для ротової порожнини. Він швидко денатурується при контакті з кислотою шлунку, але може перетравлювати крохмаль протягом 1 - 2 годин у шлунку, доки знаходиться всередині харчової маси й уникає контакту з кислотою. Таким чином, амілаза діє довше, коли їжі більше, особливо тоді, коли моторика шлунка є найслабшою. Соляна кислота, пепсин і скорочення стінки шлунка розщеплюють їжу й денатурують амілазу, що не може функціонувати при рівні рН нижче 4,5. Амілаза потім перетравлюється пепсином поряд з іншими білками.

Близько 50% дієтичного крохмалю перетравлюється до досягнення тонкої кишки. Його травлення відновлюється в тонкому кишечнику при реакції з панкреатичною амілазою. Крохмаль цілком перетворюється на олігосахариди та мальтозу протягом 10 хвилин. Перетравлення завершується, коли вуглеводи контактують з щіточковою облямівкою ентероцитів. Ферменти декстринази та глюкоамілази гідролізують олігосахариди, а мальтаза гідролізує мальтозу. Кінцевим продуктом усього цього є глюкоза, яка потім поглинається.

Мальтоза також присутня в деяких продуктах харчування, але головними дієтичними дисахаридами є сахароза та лактоза. Вони перетравлюються ферментами щіточкової облямівки ентероцитів - сахаразою і лактазою, і одержувані моносахариди тут же поглинаються.

Плазматична мембрана ентероцитів має транспортні білки, які поглинають моносахариди так само швидко, як вони виробляються вищезгаданими ферментами. Близько 80% поглиненого цукру - це глюкоза, яка транспортується натрієвими каналами, подібними до тих, що в ниркових канальцях. Глюкоза потім транспортується з базального полюсу клітини в позаклітинну рідину. Натрієві канали також поглинають галактозу, тоді як фруктоза абсорбується шляхом полегшеної дифузії за допомогою окремого переносника, який не залежить від Na +. Усередині ентероциту більшість фруктози перетворюються на глюкозу. Глюкоза, галактоза та невелика кількість залишкової фруктози потім переносяться з базального полюсу клітини шляхом полегшеної дифузії та поглинаються кровоносними капілярами. Печінкова портальна система доставляє їх до печінки.

Споживання вітамінів

Вітаміни не перетравлюються, але всмоктуються без змін. Жиророзчинні вітаміни A, D, E та K поглинаються за допомогою ліпідів. Тому якщо вони потрапляють в їжу без вмісту жиру, наприклад, просто випивши таблетки вітаміну зі склянкою води, вони взагалі не поглинаються, а потрапляють у кал і виводяться.

Водорозчинні вітаміни (вітаміни групи В та вітамін С) поглинаються простою дифузією. Винятком є вітамін В12, молекула якого надзвичайно велика, поглинається слабко, якщо не зв’язана з внутрішнім фактором Касла (IF), секретованим парієтальними клітинами шлунку. Потім комплекс B12-IF зв'язується з рецепторами клітин дистального відділу тонкої кишки, де поглинається за рахунок рецепторного ендоцитозу.

Споживання білків

Ферменти, що перетравлюють білки, називаються протеазами (пептидазами). Вони відсутні в слині, зустрічаються в шлунку. Тут пепсин гідролізує пептидні зв'язки, таким чином перетравлюючи від 10 до 15% білка у коротші поліпептиди та невелику кількість вільних амінокислот. Пепсин має оптимальний рН від 1,5 до 3,5, тому він інактивується, коли проникає в дванадцятипалу кишку й змішується з лужним панкреатичним соком (рН 8).

У товстій кишці ферменти підшлункової залози трипсин і хімотрипсин перетравлюють білки шляхом гідролізу поліпептидів у ще коротші олігопептиди. Нарешті, вони одночасно відщеплюють одну амінокислоту ще трьома ферментами: карбоксипептидаза видаляє амінокислоти з кінця -COOH; амінопептідаза вилучає їх з кінця -NH2; і дипептидаза розщеплює дипептиди посередині та вивільняє останні дві вільні амінокислоти.

Поглинання амінокислот подібне до моносахаридів. Ентероцити мають кілька натрійзалежних амінокислотних каналів для різних класів амінокислот. Дипептиди та трипептиди також можуть бути поглинені, але вони гідролізуются в ентероцитах, перш ніж їхні амінокислоти виділяються в кровотік. На базальних поверхнях клітин амінокислоти залишають клітину шляхом полегшеної дифузії, надходять до капілярів та потрапляють до системи портальної вени.

Клітини немовлят можуть сприймати незмінні білки шляхом піноцитозу та вивільняти їх в кров шляхом екзоцитозу. Це дозволяє IgА від грудного молока перейти в кров'яне русло дитини та надає пасивний імунітет від матері. Проте, цей недолік полягає в тому, що нерозщеплені білки, що надходять у кров немовляти, виявляються як чужорідні антигени, а іноді викликають харчові алергії.

Споживання ліпідів

Гідрофобна властивість ліпідів робить їхнє травлення та всмоктування більш складними, ніж однойменний процес у вуглеводів та білків. Жири перетравлюються ферментами, що називаються ліпазами. Ліпаза, яка виділяється слинними залозами язика, перетравлює невелику кількість жиру, поки їжа все ще знаходиться в роті, але стає більш активною при кислому pH шлунку. Тут приєднується шлункова ліпаза, що робить набагато більший внесок в окиснення. Близько 10-15% жиру в організмі перетравлюються, перш ніж хімус потрапить до дванадцятипалої кишки.
Будучи гідрофобним, споживаний жир приймає форму великих глобул, які без подальшої обробки можуть зазнавати дії ліпази лише на поверхні. Це призвело б до досить повільного, неефективного травлення. Однак енергійні скорочення стінки шлунка розбивають жир на невеликі краплі у водянистому хімусі. Одержані краплі потрапляють до дванадцятипалої кишки і покриваються жовчними кислотами. Ці агенти мають гідрофобні ділянки, розташовані до поверхні жирової крапельки, та гідрофільні частини, притягнуті до навколишньої води. Перистальтика кишечника ще більше розщеплює жир до крапель близько 1 мкм.

У тонкій кишці діє панкреатична ліпаза, продуктами дії якої є дві вільні жирні кислоти (ЖК) та моногліцерид. Будучи меншими, ніж тригліцериди, вони більш розчинні в плазматичній мембрані ентероцитів і, таким чином, легше всмоктуються.
У межах ентероцитів жирні кислоти та моногліцериди переносяться у гладкий ендоплазматичний ретикулум і ресинтезуються в тригліцериди. Комплекс Гольджі поєднує їх з невеликим вмістом холестерину і покриває плівкою з фосфоліпіду та білка, утворюючи транспортні форми діаметром від 75 до 1200 нм під назвою хіломікрони, що мігрують на базальну поверхню клітини. Хоча деякі вільні жирні кислоти потрапляють в кров'яні капіляри, хіломікрони занадто великі для проникнення в ендотелій. Замість цього вони потрапляють у лімфатичні капіляри.