HẤP THU GLUCID Ở RUỘT NON 1. Cấu tạo ruột non phù hợp với chức năng hấp thu glucid Ruột non là một cơ quan tiêu hóa quan trọng của cơ thể. Ruột non cuộn thành nhiều vòng trong ổ bụng, và nếu kéo dãn ra nó sẽ có chiều dài khoảng 6m tính từ dạ dày đến ruột già. Tại điểm nối với dạ dày, ruột non có đường kính khoảng 4cm. Đến khi nối với ruột già, đường kính của nó giảm xuống còn 2.5cm. Hình 1. Ruột non ở người Ruột non được chia ra làm 3 phần. Phần đầu tiên là tá tràng, có chiều dài khoảng 22cm, gần với dạ dày nhất. Dưỡng trấp từ dạ dày và các dịch tiết từ tụy và gan được đổ vào tá tràng. Phần giữa là hổng tràng, dài khoảng 2.5m. Sự tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng xảy ra chủ yếu ở đây. Phần cuối cùng là hồi tràng, nó là phần dài nhất, khoảng 3.4 m. Hồi tràng kết thúc bởi van hồi manh tràng, là một cơ vòng để kiểm soát lưu lượng dưỡng trấp đi từ hồi tràng đến ruột già. Niêm mạc ruột non có nhiều nếp nhô lên là van ruột hay gọi là nếp gấp Kerckring, các nếp gấp Kerckring này làm tăng bề mặt hấp thu lên khoảng 3 lần. phủ trên toàn bộ niên mạc ruột non, từ cơ vòng oddi đến van hồi manh tràng là hàng triệu nhung mao dài khoảng 1mm. Nhung mao được phủ một lớp liên bào hình trụ gọi là tế bào hấp thu, trên bề mặt mỗi tế bào có 1500-4000 vi nhung mao (còn gọi bờ bàn chải). Do cấu trúc như vậy nên diện tích của niêm mạc ruột tăng lên nhiều lần, đạt tới 250 - 300m 2 . Trên mặt và khe giữa các vi nhung mao có các 1 siêu nhung mao đan chéo nhau bằng cách gắn nối giữa các cation hóa trị hai của mình với anion của sợi bên cạnh tạo nên hệ thống lưới 3 chiều khá bền vững gọi là glycocalyx, có vai trò lớn trong quá trình tiêu hoá hấp thu ở ruột. Trong mỗi nhung mao có các mao mạch và mạch bạch huyết. Các phân tử thức ăn đã được tiêu hóa sẽ được hấp thu qua thành của các nhung mao vào trong các mao mạch và mạch bạch huyết. Ở đáy các nhung mao có các tuyến tiết ra dịch ruột. Dịch này có chứa các enzyme tiêu hóa có khả năng chuyển thức ăn thành những dạng cấu tạo đơn giản hơn mà cơ thể có thể sử dụng được. Hình 2. Các nhung mao và vi lông mao Nhờ kính hiểm vi điện tử còn thấy trên bề mặt các vi nhung mao tồn tại các bướu lồi hay kho chứa với đường kính 6nm chứa các enzim disacaridaza (sacaraza, maltaza). Các enzim này thủy phân các đường kép thành đường đơn ở khoảng không gian giữa các vi nhung mao. 2. Cơ chế quá trình hấp thu Hấp thu glucid trong ruột non không phải là một quá trình thấm hút đơn thuần các phân tử đi qua màng tế bào niêm mạc ruột, mà là một quá trình sinh lý tích cực, dựa trên cơ sở thường xuyên tác động tương hỗ giữa cấu trúc của tế bào màng ruột với cấu trúc đường đơn được vận chuyển. 2.1. Cơ chế hấp thu glucid ở ruột non Sự hấp thu glucid trong ruột non chủ yếu thông qua các cơ chế sau: 2 Vận chuyển thụ động: gồm khuếch tán đơn thuần, khuếch tán có chất mang và siêu lọc. Loại cơ chế này có vai trò đáng kể. Vận chuyển tích cực: thuộc loại vận chuyển tích cực thứ phát, cần sự có mặt của ion Na + . Loại cơ chế này có vai trò chủ đạo. Thực bào (phagocytose), ẩm bào (pinocytose): vai trò không đáng kể. Nhiều chất được hấp thu nhờ sự kết hợp của các cơ chế trên. Dây chuyền tiêu hoá hấp thu. Ugolev nêu ra (1970): quá trình tiêu hoá hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột non diễn ra theo một dây chuyền liên tục, nhanh chóng và có hiệu quả. Các men tiêu hoá thuộc dịch tụy và dịch ruột bố trí ở glycocalyx theo hướng từ lòng ruột tới màng vi nhung mao theo một trật tự nhất định. Đại phân tử các chất thức ăn bị chặt nhỏ dần trên đường di chuyển tới màng vi nhung mao. Trên màng vi nhung mao, các men tiêu hoá màng thực hiện giai đoạn thuỷ phân cuối cùng và chuyển giao trực tiếp sản phẩm thuỷ phân cho hệ chất tải đặc hiệu. Do đó làm tăng hiệu quả gắn nối, giảm bớt sự cạnh tranh trong quá trình hấp thu, và tránh hiện tượng khuếch tán ngược chất hấp thu vào lòng ruột. Do đó hấp thu các acid amin và đường đơn tạo ra từ oligopetid và oligosaccarid với tốc độ nhanh hơn sự hấp thu các đường đơn và acid amin đưa vào ruột dưới dạng tự do. 2.2. Quá trình hấp thu glucid ở ruột non Glucid được hấp thu dưới dạng monosacarid (đường đơn). Sản phẩm glucid có 3 loại monosacarid chính, là glucose, galactose và fructose. Glucose và galactose được hấp thu từ lòng ruột vào tế bào theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát (secondary active transport) cùng với ion natri. Đường đơn và Na + được gắn lên vị trí tương ứng của protein mang, lúc đó protein mang sẽ thay đổi cấu hình không gian, chuyển đồng thời hai chất vào tế bào, rồi lại quay ra thực hiện vòng vận chuyển mới. Từ trong tế bào glucose và galactose được khếch tán vào hệ mạch máu. Khi thiếu ion Na, sự hấp thu đường đơn sẽ bị giảm nhiều thậm chí bị ngừng hoàn toàn. 3 Cơ chế này không bị rối loạn trong bệnh tiêu chảy. Dùng dung dịch orezol, là dung dịch muối đường để điều trị bệnh tiêu chảy giúp cho sự hấp thu đường và muối ở ruột được tốt. Fructose được hấp thu từ lòng ruột vào tế bào và từ tế bào vào mạch máu đều theo cơ chế khuếch tán có chất mang Phần lớn các đường đơn được vận chuyển qua màng các vi nhung mao và tế bào, xong một phần nhỏ các vi nhung mao không kịp hấp thu, vận chuyển ngược về phía xoang ruột tạo thành ‘dòng ngược chiều”. Cũng có thể giả sử rằng hệ thống lưới glicocalic có khả năng hấp thu các đường đơn trước khi chúng được gắn nối với các vật tải trên màng vi nhung mao, tức là trước khi được vận chuyển tích cực qua màng, quá trình này được xem như hiện tượng khắc phục hành rào khuếch tán. Ở các vi nhung mao có một giải đen, có đường kính 5 – 8nm, nối với lưới nhiệt, nhiều khả năng giải đen này là các bó sợi fibrin giữ chức năng co ruỗi trong thời gian hấp thụ glucoza, các vi nhung mao co ruỗi tích cực tạo điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân các đường kép có hiệu suất cao ở vùng riềm bàn chải ruột và có tác dụng hướng các đường đơn vào dây chuyền tiêu hóa hấp thu nằm trên màng các vi nhung mao. * Vai trò vận tải trong quá trình hấp thu Trên màng của tế bào niêm mạc ruột tồn tại hệ thống vận tải tự do di động, chuyên trách việc vận chuyển các chất dinh dưỡng, trong đó có các chất đường. Tính đặc thù của vận tải cũng tương đối chứ không tuyệt đối, vì mỗi vận tải được sử dụng để vận chuyển. Thí dụ: vật tải của glucoza thì vận chuyển glucoza, galactoza, xitoza, và các dẫn xuất α-metyl-d-glucoza… Trên bề mặt vận tải có các trung tâm gắn nối với các phân tử được vận chuyển. Những nghiên cứu đặc biệt đã được tiến hành để làm sáng tỏ vấn đề các sản phẩn trung gian nào có quan hệ trực tiếp với quá trình vận chuyển qua màng đã chứng minh rằng các sản phẩm trung gian đó là axetilphotphat. Chất này bị thủy phân bởi axetilphotphatase và phản ứng được hoạt hóa bởi ATPase. 4 * Sự gắn nối các phân tử đường đơn với các chất vận tải Nhiều tài liệu nghiên cứu đã chứng minh rằng riềm bàn chải ruột non có khả năng dính với các chất đường được vận chuyển tích cực trong đó có glucoza. Glucoza cả ở dạng L- và dạng D- gắn với riềm bàn chải ruột non nhiều nhất ở đoạn cuối ruột non. Cường lực hấp thu các monosacarit phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của chúng tức là phụ thuộc vào hình dáng phân tử, sự có mặt và vị trí của nhóm hidroxil và các nhóm chức phận khác. Thực nghiệm đã khẳng định rằng các chất đường vận chuyển tích cực cần phải có các tiêu chuẩn sau: có vòng piran, D-, có nhóm hidroxil ở vị trí C3 trong phân tử và nhóm metyl và nhóm thay thế metil ở vị trí C5. Sự dính nối là sự liên kế tạm thời của phân tử vận tải với phân tử monosacarit để vận chuyển các phân tử đường đơn qua màng các vi nhung mao, và phân tử đường không bị thay đổi sau khi giải phóng khỏi đại phân tử vận tải. Các đại phân tử vận tải giữ chức năng vận chuyển tích cực được tạo thành nhờ các mối liên kết hidro. Là do các phân tử vận tải là protein và do đó chúng là các ion đa hóa trị mang các điện tích âm và dương, thì có thể là điện tích tổng của vận tải trong những thời điểm khác nhau được thay đổi tùy thuộc vào PH của dung dịch đường đưa vào ruột. Điều đó quyết định khả năng và tính bền vững của sự gắn dính của monosacarit với phân tử vận tải. Như vậy nếu không có sự dính nối sơ bộ các phân tử đường vào riền bàn chải thì sự vận chuyển các chất không thực hiện được. Trong sự dính nối của các phân tử monosacarit với phân tử vận tải thì cấu trúc phân tử của các monosacarit có ý nghĩa rất quan trọng để thiết lập mối liên kết hydro giữa chúng. * Tính chọn lọc của hấp thu Trong các thí nghiệm in vitro và in vivo ở người và động vật người ta đã kết luận rằng các đường đơn hấp thu nhanh hơn các đường kép. Như vậy các đường 5 đơn và đường đôi hấp thu vào ruột non không chỉ tuân theo quy luật khuếch tán mà còn phụ thuộc vào các tế bào màng ruột. Không phải tất cả các chất đường có mặt trong khoang ruột đều được tích tụ và vận chuyển qua màng ruột vào máu. Các tế bào màng ruột có tính chọn lọc cao độ trong hấp thu glucid. Đó là do trên màng vi nhung mao của các tế bào màng ruột tồn tại các hệ thống vân chuyển khác nhau đối với các chất đường khác nhau. * Sự cạnh tranh giữa các chất đường trong thời gian hất thu và tính đặc thù của vận tải di động Một yếu tố quan trọng trong trạng thái về vận chuyển tích cực các chất đường là sự cạnh tranh tương hỗ giữa các chất đường có hình dạng giống nhau. Đối với các đồng phân quang học khác nhau của cùng một loại đường thì cường lực hấp thu cũng khác nhau. Sự vận chuyển các đường đơn được giải phóng ra trong quá trình thủy phân nội màng xảy ra với tốc độ như thế hoặc lớn hơn so với các đường đơn tự do… Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng chất ức chế cạnh tranh mạnh nhất của các chất đường trong thời gian vận chuyển qua màng tế bào ruột là floritzin. Thực tế cho thấy sự tồn tại trên màng của các vi nhung mao hệ thống dây truyền tiêu hóa hấp thu có nhiệm vụ vận chuyển trực tiếp các sản phẩm thủy phân (các đường đơn) từ enzim sang vận tải, điều này làm cho sự gắn nối dễ dàng giữa đường với vận tải, là quá trình cạnh tranh ức chế các phân tử đường đơn. 3. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thu glucid ở ruột non 6 . HẤP THU GLUCID Ở RUỘT NON 1. Cấu tạo ruột non phù hợp với chức năng hấp thu glucid Ruột non là một cơ quan tiêu hóa quan trọng của cơ thể. Ruột non. Cơ chế hấp thu glucid ở ruột non Sự hấp thu glucid trong ruột non chủ yếu thông qua các cơ chế sau: 2 Vận chuyển thụ động: gồm khuếch tán đơn thu n, khuếch