Animalia Храносмилателни системи Член 10 от 15

В допълнение към секрета на панкреаса, тънките черва получават секрети и от жлъчната система, която се състои от черния дроб и жлъчния мехур. Имаме предвид конкретно жлъчката и по-специално жлъчните соли. Това е основният въпрос, с който ще се справим в тази публикация.

дроб
Човешки черен дроб и жлъчен мехур. Изображение: cancer.org

Но това ще стане малко по-късно, тъй като черният дроб има допълнителни функции от голямо значение, които искаме да изпратим тук, за да ги запишем. Като начало органът управлява метаболизма на целия организъм; може да се каже, че той е главният метаболитен орган, неговият директор. Той се занимава с метаболитната обработка на протеини, въглехидрати и липиди след тяхното усвояване в червата, включително и глюконеогенеза (метаболитен синтез на глюкоза от неглюцидни прекурсори). И съхранява гликоген и мазнини, както и други вещества с по-малко количествено значение, като желязо, мед и различни витамини.

Черният дроб е отговорен и за разграждането на отпадъчните продукти и хормоните, както и за елиминирането на токсични агенти и вещества, идващи отвън, без биологична полезност или потенциално опасни (лекарства например). Той също така синтезира плазмени протеини и липопротеини, сред които са тези, които участват в съсирването на кръвта и тези, които транспортират фосфолипиди, холестерол и стероидни и щитовидни хормони.

Към горните задачи трябва да добавим, че той активира витамин D (задача, споделена с бъбреците); елиминира, с помощта на своите макрофаги (клетки на Купфер), бактерии и червени кръвни клетки, които вече са приключили своя полезен живот; секретира хормоните тромбопоетин (стимулира производството на тромбоцити), хепцидин (регулира метаболизма на желязото при бозайници), IGF 1 или инсулиноподобен растежен фактор 1 (стимулира растежа); отделя холестерол и биливердин и билирубин, които са продукти, получени от разграждането на хемоглобина; а при някои видове бозайници (не примати и морски свинчета) и птици синтезира аскорбинова киселина (витамин С).

Забележително е, че с изключение на клетките на Kupffer, всички изброени тук функции се изпълняват от същия тип клетки, хепатоцит. Следователно няма диференциация на функциите според типовете клетки (тъй като има само споменатите две), а по силата на органелите, в които се развива всяка една от тях. В тях се крие функцията и това се различава от някои органели до други.

Черният дроб е силно напоен орган и притока на кръв в него е организиран по такъв начин, че всеки хепатоцит е в контакт с венозна кръв от храносмилателния тракт и артериална кръв от аортата. Капилярите от червата се групират, докато се сближат в чернодробната портална вена, която прониква в черния дроб, където се разклонява обратно в множество капиляри, образувайки мрежа от (така наречените) синусоиди черен дроб Тези синусоиди са това, което позволява на кръвта, идваща директно от стомаха и тънките черва, да се дифузира до всички клетки на черния дроб, така че да им осигури усвоените вещества. Кръвта напуска органа с продуктите, направени или изхвърлени за неговото елиминиране (като карбамид например) и го прави чрез чернодробна вена, в които се сближават капилярите, които го източват. В допълнение към кръвта от храносмилателната система, черният дроб получава и артериална кръв с кислород и други вещества от тялото като цяло за преработка в хепатоцити.

Черният дроб е организиран в лобове, шестоъгълни разположения на тъкани около централната вена. Клон на чернодробната портална вена, друг клон на чернодробната артерия и жлъчен канал преминават по външните върхове на лобовете. Широки синусоиди излизат от гореспоменатата вена и артерия и са насочени към централната вена. Клетките на Kupffer подреждат синусоидите, улавят колко бактерии и еритроцити, които не работят, и ги убиват. Хепатоцитите са подредени в плаки от по две клетки, така че всички да са в контакт с кръвоносните съдове, както казахме по-рано. Централните вени на всеки лоб се сливат в чернодробната вена, която напуска черния дроб и се присъединява към долната куха вена.

Жлъчният канал преминава между двете клетки на всяка плоча, като получава жлъчна секреция от всички тях. Каналите са насочени към външната страна на лоба и по този начин транспортират жлъчката до каналите, които са във върховете на шестоъгълниците (чернодробни лобове); каналите на всеки лоб в крайна сметка се групират в общия чернодробен канал, който е този, който пренася жлъчката до дванадесетопръстника.

Черният дроб произвежда жлъчка постоянно, но достъпът на жлъчката до дванадесетопръстника се контролира от сфинктера на Оди, който позволява преминаването му само когато има химус в дванадесетопръстника и следователно може да се използва. Когато сфинктерът е затворен, жлъчните соли се натрупват в жлъчния мехур, който действа като резервоар. При всяко хранене жлъчката навлиза в дванадесетопръстника поради изпразването на жлъчния мехур и увеличеното производство от черния дроб. Хората произвеждат между 250 ml и 1 l жлъчка всеки ден. Пратеникът, който задейства свиването на жлъчния мехур и отпускането на сфинктера на Оди, е хормонът CCK (холецистокининът, който видяхме в панкреаса) и който се освобождава поради наличието на мазнини в дванадесетопръстника.

Изображение: Wikimedia Commons

Жлъчката съдържа холестерол, лецитин, жлъчни соли и билирубин и биливердин и тези вещества се намират в малко основен разтвор, подобен на този, произведен от клетките в каналите на панкреаса. Солите на жлъчката се получават от холестерола и участват в храносмилането и усвояването на мазнините поради детергентното им действие и образуването на мицели. След неговата намеса, храносмилането на липидите се реабсорбира чрез активен транспорт в илеума, крайната област на тънките черва. Оттам, чрез порталната система, те се връщат в черния дроб. Изчислено е, че средно при всяко хранене едни и същи соли циркулират два пъти през дванадесетопръстника и тънките черва и че 5% от жлъчните соли се губят с изпражненията всеки ден. Загубата му се замества от хепатоцитите, така че общата сума остава постоянна.

Емулгиране на липиди от жлъчни соли. Изображение: Wikimedia Commons

Солите на жлъчката се намесват в храносмилането на мазнините, благоприятствайки тяхното емулгиране. Те превръщат големи капчици липиди в много малки капчици, суспендирани във водния химус. По този начин съотношението повърхност/обем се увеличава значително и по-голяма мицеларна повърхност е изложена на действието на панкреатичната липаза, така че тя може да атакува триглицеридните молекули. Без образуването на емулсии, повечето от тези триглицериди ще останат вътре в големите капчици далеч от ензимния обхват.

Солите на жлъчката действат като сапуни. И двете са амфипатични: съдържат хидрофобна част (стероид, получен от холестерол) и отрицателно заредена хидрофилна част (таурин или глицин). Солите се адсорбират на повърхността на капка мазнина, с ориентация според нейната природа; т.е. разтворимата в мазнини част взаимодейства с повърхността на липидната капка, докато заредената част остава ориентирана навън и се разтваря във вода. Движенията на червата помагат за разбиването на тези липидни капчици и ги правят все по-малки и по-малки. При липса на жлъчни соли (детергент), малките капчици биха имали тенденция да се нагряват, образувайки отново големи капчици. Но това не се случва, защото отрицателните заряди, разтворими във вода, го предотвратяват; Те образуват един вид слой отрицателни заряди, които се отблъскват, така че да не влизат в контакт. Малките липидни капчици имат диаметър, който варира между 200 и 5000 nm.

За храносмилането на мазнините помощта на липазата от панкреаса е от съществено значение. Действието на този ензим е ефективно, тъй като панкреасът секретира коензима колипаза, също алифатен пептид, който заема мястото на някои жлъчни соли на повърхността на липидните капчици и от това положение се свързва с липазата, за да може той да работи . По този начин ензимът е прикрепен към повърхността на капките, заобиколен от жлъчни соли, но по такъв начин, че да може да действа директно върху липидните молекули.

Абсорбцията на липиди в червата се случва благодарение на образуването на мицели. Мицелите са структури с диаметър между 3 и 10 nm, в които освен жлъчните соли участват фосфолипидният лецитин и холестеролът. Лецитинът, подобно на жлъчните соли, е амфипатичен, по такъв начин, че се свързва със солите, образуващи групи, чиято хидрофобна част е разположена отвътре, заедно с холестерола, и хидрофилната част от външната страна. По този начин хидрофобните молекули, които са резултат от усвояването на липидите (моноглицериди, свободни мастни киселини и мастноразтворими витамини), се транспортират във водна емулсия, благодарение на хидрофилното покритие, до анклавите на чревния епител, където те се абсорбират.