Sinh lý tiêu hoá

1.       Trình bày nhóm enzym của dịch tụy và dịch ruột

a.  Nhóm enzym của dịch tụy

-       Mỗi ngày tụy ngoại tiết bài tiết khoảng 1000ml dịch. Dịch tụy là một dịch kiềm chứa nhiều muối bicarbonat và tất cả các loại enzym cần cho sự tiêu hóa các chất dinh dưỡng, bao gồm:

s  Nhóm enzym tiêu hóa pr (trypsin, chymotrypsin, elastase, carboxypeptidase)

s  Nhóm enzym tiêu hóa glucid (amylase)

s  Nhóm enzym tiêu hóa lipid (lipase, phospholipase A2, cholesterol esterase)

s  Nhóm enzym tiêu hóa acid nucleic (ribonuclease, desoxyribonuclease)

-       Hầu hết các enzym của dịch tụy (trừ amylase và lipase) được bài tiết dưới dạng tiền enzym không hoạt động và được bọc trong các hạt zymogen.

-       Các hạt zymogen sẽ chuyển thành enzym hoạt động ngay khi chúng tiếp xúc với enzym enterokinase khu trú ở diềm bàn chải của TB ruột.

-       Enterokinase chuyển trypsinogen thành trypsin, rồi trypsin sẽ hoạt hóa các zymogen, cụ thể là:

s  Chuyển chymotrypsinogen thành chymotrypsin

s  Chuyển procarboxypeptidase thành carboxypeptidase

s  Chuyển proelastase thành elastase.

Như vậy, trypsin đóng vai trò trung tâm  kiểm soát hoạt động của các enzym khác.

-       Bảng tóm tắt tác dụng của các enzym tiêu hóa của dịch tụy

Nhóm enzym	Enzym	Cơ chất	Tác dụng	Sản phẩm tiêu hóa
Tiêu hóa protein	Trypsin và chymotrypsin	Pr và polypeptid	Thủy phân các dây nối peptid ở bên trong phân tử pr	Các peptid nhỏ
	Elastase	Sợi elastin	Tiêu hóa các sợi elastin của thịt
	Carboxypeptidase	Pr và polypeptid	Thủy phân dây nối peptid ở tận cùng carboxyl	Peptid và các aa
Tiêu hóa glucid	Amylase	Polysaccarid (tinh bột)	Thủy phân các dây nối glucose	Oligosaccarid, maltotriose, maltose
Tiêu hóa lipid	Lipase*	Triglycerid	Cắt 2 dây nối ester giữa glycerol và acid béo	Acid béo, monoglycerid
	Phospholipase A2*	Lecithin (và các phospholipid khác)	Cắt 1 acid béo	Lysolecithin và acid béo
	Cholesterolesterase	Cholesterol ester	Thủy phân dây nối ester	Cholesterol, acid béo
Tiêu hóa acid nucleic	Ribonuclease và Desoxyribonuclease	ADN và ARN	Thủy phân dây nối phosphatester	Oligonucleotid và mononucleotid

*Các enzym tiêu hóa lipid là những hợp chất hòa tan trong nước, chúng chỉ có thể tấn công các hạt mỡ trên bề mặt của chúng.

ü Bước đầu tiên của tiêu hóa mỡ là mỡ phải được nhũ tương hóa: muối mật và lecithin làm giảm sức căng bề mặt của các hạt cầu mỡ và chỉ khi sức căng bề mặt giảm thì các co bóp của dạ dày và ruột mới làm vỡ được các hạt cầu mỡ thành nhiều hạt có kích thước rất nhỏ.

ü Khi đường kính của hạt cầu mỡ giảm đi một nửa thì bề mặt của nó tăng lên gấp đôi. Quá trình nhũ tương hóa mỡ làm cho bề mặt tiếp xúc của mỡ với enzym tăng lên khoảng 1000 lần.

*Dưới tác dụng của phospholipase A2, lecithin được thủy phân thành lysolecithin- chất gây tổn thương TB, phá vỡ mô tụy và gây hoại tử mô mỡ chung quanh nếu enzym phospholipase A2 được hoạt hóa trong tụy.

-       Tụy có cơ chế tự bảo vệ để không bị tiêu hóa bởi các enzym tiêu hóa của tụy.

s  Các enzym được tổng hợp và bài tiết dưới dạng zymogen không hoạt động và sự hoạt động của chúng bình thường chỉ xảy ra ở ruột non.

s  Các enzym tiêu hóa được chứa trong các túi (các hạt zymogen) của các TB nang.

s  Các TB nang cũng tổng hợp và bài tiết chất ức chế trypsin.

s  Chất này chống lại sự hoạt hóa sớm của trypsinogen.

s  Chất ức chế trypsin được gói cùng với trypsinogen trong các hạt zymogen.

s  Vì trypsin hoạt hóa các enzym tiêu pr khác của tụy và phospholipase A2 nên chất ức chế trypsin cũng ngăn cản sự hoạt hóa của các enzym này.

b.  Nhóm enzym của dịch ruột

-       Các TB biểu mô của niêm mạc ruột, đặc biệt là diềm bàn chải của các TB biểu mô của nhung mao chứa một số enzym tiêu hóa.

-       Các enzym xúc tác cho quá trình thủy phân của thức ăn ở mặt ngoài các vi nhung mao thành những sản phẩm cuối cùng có thể hấp thu được rồi đi qua TB biểu mô vào máu.

-       Các enzym ở diềm bàn chải của TB biểu mô ruột gồm:

s  Enzym tiêu hóa protid:

o  Các enzym aminopolypeptidase, dipeptidase thủy phân polypeptid thành tripeptid, dipeptid và một ít aa. Các phân tử này được vận chuyển dễ dàng qua màng vi nhung mao vào bên trong TB.

o  Trong bào tương của TB ruột có nhiều enzym peptidase thủy phân tất cả tripeptid và dipeptid thành aa trong vòng vài phút.

s  Enzym tiêu hóa lipid: một số lipase ruột non phân giải triglycerid thành glycerol và acid béo. Do số lượng ít nên tác dụng của lipase ruột non không quan trọng.

s  Enzym tiêu hóa glucid gồm:

o  Isomaltase thủy phân oligosaccharid thành glucose.

o  Maltase thủy phân maltose và maltotriose thành glucose.

o  Sucrase thủy phân sucrose thành glucose và fructose.

o  Lactase thủy phân lactose thành glucose và galactose.

Một số người không có enzym lactase → bị chứng không dung nạp lactose:

¸     Lactose không được thủy phân bị giữ lại trong ruột và kéo nước vào ruột.

¸     Các vi khuẩn ruột già sẽ phân giải lactose thành acid lactic, CO₂, khí hydrogen gây đầy bụng và chướng bụng.

¸     Sự căng thành ruột làm tăng nhu động ruột cộng với tác dụng thẩm thấu của acid lactic và các lactose không được tiêu hóa sẽ gây ỉa chảy.

¸     Khắc phục chứng không dung nạp lactose bằng cách tránh dùng các sản phẩm sữa, hoặc xử lý sữa bằng lactase trước khi uống, hoặc uống các viên lactase cùng với sữa.

2.       Trình bày hấp thu glucid, protid, lipid ở ruột non.

Sự hấp thu xảy ra chủ yếu ở ruột non vì:

-       Diện tích hấp thu ở ruột non rất lớn (từ 250- 300m²) nhờ các cấu trúc đặc biệt của niêm mạc ruột non, các nếp gấp, nhung mao, vi nhung mao làm tăng diện tích hấp thu của niêm mạc ruột lên gấp hơn 1000 lần. Ngoài ra diềm bàn chải của TB biểu mô ruột có nhiều enzym tiêu hóa và các loại pr mang khác nhau giúp cho sự vận chuyển các chất vào TB.

-       Chỉ ở ruột non các chất dinh dưỡng mới được tiêu hóa triệt để thành những sản phẩm cuối cùng có thể hấp thu được.

a.  Hấp thu glucid

Tất cả monosaccharid trong ruột non được hấp thu hoàn toàn qua các TB biểu mô ở đoạn cuối hỗng tràng.

-       Hấp thu của glucose và galactose

s  Từ lòng ruột, glucose được vận chuyển qua diềm bàn chải vào TB biểu mô theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát (đồng vận chuyển với Na⁺). Glucose đi vào TB làm nồng độ glucose trong TB tăng cao rồi glucose khuếch tán qua màng đáy bên của TB để vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa. Tốc độ hấp thu tối đa của glucose là 120g/ giờ.

s  Galactose cũng được vận chuyển vào TB bởi cùng một pr mang, do đó nó cạnh tranh với glucose để được hấp thu.

-       Hấp thu của fructose: được vận chuyển vào TB theo cơ chế khuếch tán thuận hóa. Ở trong TB fructose được chuyển thành glucose rồi vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.

b.  Hấp thu protein

-       Sản phẩm tiêu hóa cuối cùng của pr ở ruột non là tripeptid, dipeptid và một ít aa.

s  Các pr mang đặc hiệu khu trú ở diềm bàn chải vận chuyển các peptid cùng với các ion H⁺ vào trong TB ruột theo cơ chế đồng vận chuyển (vận chuyển tích cực thứ phát).

s  Các dipeptid và tripeptid vào nội bào được chuyển ngay thành aa dưới tác dụng của peptidase nội bào, sau đó các aa vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.

s  Các aa được hấp thu chậm hơn các peptid.

o  Có 6 loại chất mang khác nhau trên diềm bàn chải để vận chuyển 6 loại aa tương ứng vào TB theo cơ chế đồng vận chuyển với Na⁺.

o  Sau đó các aa sẽ qua màng đáy bên vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.

o  Sự hấp thu aa xảy ra rất nhanh ở tá tràng và hỗng tràng nhưng chậm lại ở hồi tràng.

-       Khoảng 15% pr trong thức ăn sẽ đi xuống ruột già và được tiêu hóa dưới tác dụng của vi khuẩn. Các pr trong phân là pr nội sinh trong ống tiêu hóa (VK, chất nhầy, enzym tiêu hóa và các TB ruột non bị bong ra).

-       Ở trẻ em, một số pr chưa được tiêu hóa cũng có thể được hấp thu vào máu theo cơ chế ẩm bào.

s  VD các pr kháng thể từ sữa non của mẹ có thể được hấp thu vào máu tạo ra miễn dịch thụ động giúp trẻ chống lại các tác nhân gây bệnh.

s  Do TE có thể  hấp thu các phân tử pr chưa được tiêu hóa, các pr kháng nguyên vào hệ tuần hoàn sẽ kích thích tạo kháng thể và phản ứng KN- KT có thể gây ra các triệu chứng dị ứng. Dị ứng với thức ăn sẽ mất dần khi trẻ lớn lên.

c.   Hấp thu lipid

-       Sản phẩm tiêu hóa cuối cùng của mỡ trung tính là acid béo và monoglycerid.

s  Cả 2 được hòa tan trong phần lipid trung tâm của các hạt mixen.

s  Các hạt mixen vận chuyển acid béo và monoglycerid đến diềm bàn chải rồi giải phóng chúng và quay lại lòng ruột tiếp tục vận chuyển các phân tử mỡ khác.

s  Tại diềm bàn chải, do có độ hòa tan trong mỡ cao nên các acid béo và monoglycerid dễ dàng khuếch tán qua lớp lipid kép của màng TB để vào bên trong TB biểu mô.

o  Trong mạng nội bào tương trơn, acid béo và monoglycerid lại tái kết hợp để tạo thành triglycerid.

o  Một số monoglycerid được phân giải thành acid béo và glycerol dưới tác dụng của enzym lipase của TB biểu mô.

¸     Glycerol được hấp thu vào máu

¸     Acid béo được đưa vào mạng nội bào tương để tái tạo triglycerid.

s  Các trigycerid mới được tạo thành, các cholesterol được tái ester hóa và các phospholipid kết tụ lại thành các hạt cầu mỡ. Các phân tử apolipopr được gắn lên bề mặt các hạt cầu mỡ tạo thành các hạt lipopr có đường kính từ 100- 500nm gọi là chylomicron.

s  Chylomicron được gói vào trong các túi bài tiết rồi bị đẩy ra khỏi TB qua màng đáy- bên bằng cơ chế xuất bào. Từ khoảng kẽ giữa các TB, chylomicron đi vào các ống bạch huyết trung tâm rồi theo hệ bạch mạch qua ống ngực đổ vào TM dưới đòn.

o  Khoảng 80- 90% mỡ trong ống tiêu hóa được hấp thu dưới dạng chylomicron.

o  Các phân tử apolipopr đóng vai trò quan trọng trong cơ chế xuất bào của các chylomicron, chúng giúp các hạt cầu mỡ gắn vào màng TB rồi mới bị đẩy ra ngoài. Những người bị bệnh DT không có khả năng tổng hợp apolipopr thì các TB biểu mô ruột sẽ chứa đầy mỡ do quá trình xuất bào không thực hiện được.

s  Các acid béo mạch ngắn (từ 6- 12C) không tham gia vào quá trình tái tạo triglycerid trong mạng nội bào tương sẽ được hấp thu trực tiếp vào hệ mạch cửa.

-       Nếu ăn một lượng mỡ vừa phải thì khoảng trên 95% mỡ tiêu hóa sẽ được hấp thu.

-       Các hormon vỏ thượng thận làm tăng sự hấp thu mỡ vào hệ bạch mạch nhưng không ảnh hưởng đến sự hấp thu của các acid béo mạch ngắn vào TM cửa.

-       Rối loạn hấp thu mỡ có thể do:

s  Cắt dạ dày nên mỡ không được nhũ tương hóa hoàn toàn.

s  Bệnh của tụy nên thiếu lipase tụy.

s  Bệnh của gan nên thiếu muối mật.

s  Bệnh của ruột non nên diện tích hấp thu giảm, sự tạo ra các chylomicron giảm.

3.       Trình bày hấp thu vitamin, nước và các chất điện giải ở ruột non

Sự hấp thu xảy ra chủ yếu ở ruột non vì:

-       Diện tích hấp thu ở ruột non rất lớn (từ 250- 300m²) nhờ các cấu trúc đặc biệt của niêm mạc ruột non, các nếp gấp, nhung mao, vi nhung mao làm tăng diện tích hấp thu của niêm mạc ruột lên gấp hơn 1000 lần. Ngoài ra diềm bàn chải của TB biểu mô ruột có nhiều enzym tiêu hóa và các loại pr mang khác nhau giúp cho sự vận chuyển các chất vào TB.

-       Chỉ ở ruột non các chất dinh dưỡng mới được tiêu hóa triệt để thành những sản phẩm cuối cùng có thể hấp thu được.

a.  Hấp thu vitamin

-       Các vitamin tan trong mỡ (A, D, E, K) được hấp thu giống như cơ chế hấp thu của các phân tử mỡ.

-       Các vitamin tan trong nước (vit nhóm B, acid folic, vit C…) được hấp thu nhanh theo cơ chế khuếch tán và cơ chế vận chuyển tích cực.

-       Vit B₁₂ được hấp thu theo một cơ chế đặc biệt:

s  Ở dạ dày dưới tác dụng của HCl và pepsin, vit B₁₂ được giải phóng khỏi pr thức ăn.

s  Sau đó vit B₁₂ gắn với haptocorrin, một glycopr có trong nước bọt được nuốt cùng thức ăn vào dạ dày.

s  Ở tá tràng, haptocorrin bị các enzym protease của dịch tụy tiêu hóa nên B₁₂ sẽ gắn với yếu tố nội đi theo dịch vị xuống tá tràng.

s  Phức hợp yếu tố nội- vit B₁₂ chống lại được tác dụng tiêu hóa của các protease tụy.

s  Ở đoạn cuối hồi tràng, phức hợp B₁₂- yếu tố nội gắn với các rec ở diềm bàn chải của TB ruột rồi vào TB bằng quá trình nhập bào sau đó được hấp thu vào máu.

s  Trong máu, vit B₁₂ gắn với pr mang là transcobalamin rồi được vận chuyển đến tủy xương, đến gan và thận.

b.  Hấp thu nước và các chất điện giải

Hấp thu nước

-       Nước được vận chuyển qua màng ruột theo lực thẩm thấu

s  Khi nhũ trấp bị pha loãng, nước được hấp thu qua niêm mạc ruột vào các mạch ở nhung mao theo cơ chế khuếch tán thẩm thấu.

s  Nước cũng có thể được vận chuyển theo hướng ngược lại. VD khi các dịch ưu trương từ dạ dày xuống tá tràng, nước sẽ từ huyết tương vào tá tràng và chỉ sau vài phút nhũ trấp trở thành đẳng trương với huyết tương.

-       Khi các chất hòa tan (các ion và các chất dinh dưỡng) được hấp thu từ lòng ruột vào máu, áp suất thẩm thấu của nhũ trấp giảm đi, một lượng nước tương đương sẽ khuếch tán qua các « mối nối » giữa 2 TB biểu mô ở cực đỉnh để vào khoảng kẽ TB rồi vào máu, do đó giữ cho nhũ trấp luôn đẳng trương với huyết tương.

Hấp thu các chất điện giải

-       Hấp thu ion Na⁺ và Cl^-

s  Mỗi ngày có khoảng 20- 30g Na⁺ được bài tiết vào các dịch tiêu hóa, chúng ta ăn khoảng 5- 8g Na⁺ mỗi ngày. Khoảng 0,5% Na⁺ ở ruột được bài xuất theo phân → mỗi ngày ruột non phải hấp thu 25- 35g Na⁺. Trong các trường hợp nôn hoặc ỉa chảy nặng, quá nhiều Na⁺ của dịch tiêu hóa bị mất ra ngoài, dự trữ Na⁺ của cơ thể bị giảm nặng có thể gây tử vong trong vài giờ

s  Quá trình hấp thu Na⁺:

o  Ở màng đáy bên của TB biểu mô, bơm Na⁺- K⁺- ATPase bơm Na⁺ từ TB ra khoảng kẽ giữa 2 TB, làm cho nồng độ Na⁺ ở bên trong TB giảm rất thấp (khoảng 50mEq/ L) trong khi nồng độ Na⁺ của nhũ trấp là 142mEq/ L, do đó Na⁺ sẽ khuếch tán theo bậc thang điện hóa từ lòng ruột qua diềm bàn chải vào các TB ruột kéo theo glucose, galactose, các aa, Cl^- theo cơ chế đồng vận chuyển.

o  Từ TB Na⁺ lại được bơm ra khoảng kẽ. Cl^- cũng được khuếch tán từ TB ra khoảng kẽ theo Na⁺ để trung hòa điện tích.

o  Nồng độ của Na⁺ và Cl^- trong dịch kẽ tăng lên tạo ra một bậc thang thẩm thấu để kéo nước từ lòng ruột vào khoảng kẽ. Sau đó cả Na⁺, Cl^- và nước vào máu tuần hoàn của nhung mao.

s  Sự hấp thu Na⁺ chịu ảnh hưởng của hormon aldosteron của vỏ thượng thận. Aldosteron vừa làm tăng hấp thu Na⁺ và nước ở ruột, vừa làm tăng tái hấp thu Na⁺ và nước ở ống thận.

-       Hấp thu ion HCO₃^-: Ion HCO₃^- được hấp thu ở tá tràng và hỗng tràng một cách gián tiếp

s  Khi Na⁺ được vận chuyển vào TB, ion H⁺ được bài tiết vào ruột theo cơ chế trao đổi ion Na⁺/ H⁺.

s  Trong ruột, ion H⁺ kết hợp với HCO₃^- thành H₂CO₃, sau đó H₂CO₃ phân ly thành H₂O và CO₂:

o  H₂O ở lại lòng ruột như một thành phần của nhũ trấp.

o  CO₂ được hấp thu vào máu rồi đào thải qua phổi.

-       Hấp thu các ion khác

s  Hấp thu ion Ca²⁺: Ca²⁺ được hấp thu tích cực ở tá tràng theo nhu cầu của cơ thể

o  Ion Ca²⁺ được khuếch tán qua các kênh calci nằm ở diềm bàn chải để vào TB.

o  Trong TB Ca²⁺ gắn với calbindin. Sự gắn này làm giảm nồng độ ion Ca²⁺ nội bào và calbindin vận chuyển Ca²⁺ đến màng đáy- bên của TB. Tại đây bơm Ca²⁺- ATPase sẽ bơm Ca²⁺ vào máu.

o  Parathormon của tuyến cận giáp hoạt hóa 25- hydroxy cholecalciferol thành 1,25 dihydroxy cholecalciferol ở thận rồi sẽ theo máu đến ruột làm tăng hấp thu Ca²⁺ vào máu.

s  Ion Fe²⁺ được hấp thu tích cực theo nhu cầu cơ thể.

s  Các ion K⁺, Mg²⁺, HPO₄^- và các ion khác được hấp thu qua niêm mạc ruột theo cơ chế tích cực.

Nhìn chung:

-       Các ion hóa trị 1 được hấp thu dễ dàng với một số lượng lớn.

-       Các ion hóa trị 2 chỉ được hấp thu rất ít, tuy nhiên nhu cầu của cơ thể với các ion hóa trị 2 cũng rất thấp.