Как устроена и как функционирует кишечная ворсинка

Для нормального функционирования человеческого организма нужно поступление пищи. Всасывание необходимых для жизни веществ и продуктов их расщепления осуществляется именно в тонком кишечнике. Расположенные в нем кишечные ворсинки и осуществляют эту функцию. Об их анатомии, размещении, цитологии и пойдет речь дальше.

Строение тонкого кишечника, его функции

В анатомии человека выделяют 3 отдела – двенадцатиперстную, тощую и подвздошную. Первый около 30 см длиной. Сюда поступают специальные ферменты из эпителия кишечника, желчь и ферменты поджелудочной железы. В этом же отделе начинается процесс всасывания. Вода и соли, аминокислоты и витамины, жирные кислоты активно высасываются с помощью ворсинок.

Между тощей и подвздошной не существует четкой внешней границы, а общая длина составляет 4,5-5,5 м. Но внутренние отличия, конечно, существуют. Тощая кишка:

• имеет большую толщину стенки;
• кишечные ворсинки у нее длиннее и меньшего диаметра, а их количество больше;
• она лучше снабжается кровью.

Все-таки основная функция двенадцатиперстной – переваривание пищи. Не только в полости кишечника этот процесс осуществляется, но и возле стенок (пристеночное пищеварение), а также внутри клеток (внутриклеточное).

Для осуществления последнего в слизистой есть специальные транспортные системы, свои для каждого ингредиента. Дополнительной функцией этого отдела тонкой кишки является всасывание. В остальных – это основная функция.

Размещение ворсинок и их анатомия

Кишечные ворсинки в пищеварительном канале располагаются во всех трех отделах тонкого кишечника и придают им бархатистый вид. Длина каждой из ворсинок приблизительно 1 мм, а размещение очень плотное. Они образуются из выпячиваний слизистой оболочки. На одном квадратном миллиметре поверхности первого и второго отделов тонкого кишечника их может быть от 22 до 40 штук, на подвздошной – до 30.

Снаружи все кишечные ворсинки покрыты эпителием. Каждая из клеток имеет множество выростов, которые называются микроворсинками. Их количество может достигать 4 тыс. на один эпителиоцит, что значительно увеличивает поверхность эпителия, и, как следствие, всасывающую поверхность кишечника.

Все кишечные ворсинки в пищеварительном канале человека имеют вдоль оси лимфатический капилляр, берущий начало на верхушке ворсинок и множество кровеносных капилляров, расположенных в строме.

Клеточный состав ворсинок

Именно наличие определенного типа клеток отвечает за то, как функционирует кишечная ворсинка. Но обо всем по порядку:

Каждая ворсинка, независимо от местоположения, выстлана слоем эпителия, состоящим из 3 клеточных разновидностей: столбчатого эпителиоцита, бокаловидного экзокриноцита и эндокриноцита.

Энтероциты

Это самый часто встречаемый в эпителии ворсинок тип клеток. Второе его название эпителиоцит столбчатого типа. Клетки призматической формы. А основная функция кишечных ворсинок выполняется именно ими. Энтероциты обеспечивают перемещение из ЖКТ в кровь и лимфу необходимых организму веществ, которые поступают во время принятия пищи.

У эпителиоцитов на поверхности есть особая каемка, образованная микроворсинками. Этих микроворсинок на 1 мкм2 располагается от 60 до 90 штук. Именно они увеличивают всасывающую поверхность каждой клетки в 30-40 раз. Расположенный на поверхности микроворсинок гликокаликс вырабатывает расщепляющие ферменты.

Одной из разновидностей эпителиоцитов являются клетки с микроскладками или так называемые М-клетки. Их месторасположение – поверхность лимфатических фолликулов как групповых, так и одиночных. Их отличает более уплощенная форма и небольшое количество микроворсинок. Но при этом поверхность покрыта микроскладками, с помощью которых клетка способна захватывать макромолекулы и кишечного просвета.

Бокаловидные экзокриноциты и эндокриноциты

Одиночные клетки, количество которых увеличивается от двенадцатиперстной до подвздошной. Это типичные слизистые клетки, накапливающие, а затем выделяющие свой секрет на поверхность слизистой оболочки. Именно слизь способствует продвижению пищи вдоль кишечника и одновременно участвует в процессе пристеночного пищеварения.

Внешний вид клетки зависит от степени накопления в ней секрета, а само формирование слизи происходит в области размещения аппарата Гольджи. Пустая клетка, полностью выделившая свой секрет узкая и с уменьшенным ядром.

Именно эндокриноциты синтезируют и выделяют биологически активные вещества, которые не только играют пищеварительную функцию, но и играют важную роль в общем метаболизме. Основное место размещения этих клеток – двенадцатиперстная кишка.

Функции

Из строения становится сразу понятно, какую функцию выполняют кишечные ворсинки в пищеварительном процессе, поэтому лишь кратко их перечислим:

1. Всасывание углеводов, белков, аминокислот, а также продуктов их разложения. Они передаются через ворсинки в капилляры и вместе с кровью переносятся в портальную систему печени.
2. Всасывание липидов, а точнее, хиломикронов, частиц, полученных из липидов. Они передаются ворсинками в лимфатическую и далее в кровеносную систему, минуя печень.
3. Еще одна функция кишечных ворсинок – секреторная, выделяет слизь для более легкого продвижения пищи по кишечнику.
4. Эндокринная, ведь некоторыми клетками ворсинок вырабатываются гистамин и серотонин, секретин и многие другие гормоны и БАВы.

Закладка у эмбриона и регенерация после повреждений

Из каких клеток состоит и как функционирует кишечная ворсинка, мы разобрались, но когда же она закладывается в организме человека и из каких клеток? Разберемся в этом вопросе.

В конце второго месяца или начале третьего внутриутробного развития человека начинают формироваться из кишечной энтодермы отделы тонкого кишечника и его функциональные составляющие – складки, ворсинки, крипты.

Вначале эпителиальные клетки не имеют строгой дифференциации, только к концу третьего месяца происходит их разделение. Гликокаликс же на микроворсинках, которыми покрыты эпителиальные клетки, закладывается на четвертом месяце развития малыша.

На пятой неделе, при правильном течение беременности, происходит закладка серозной оболочка кишечника, а на восьмой – мышечной и соединительнотканной оболочки кишечника. Все оболочки закладываются из мезодермы (висцерального листка) и соединительнотканной мезенхимы.

Хотя все клетки и ткани пищеварительной системы заложены еще во внутриутробном развитии, но вовремя выполнения своих функций кишечные ворсинки могут повреждаться. Как же происходит восстановление участков, где погибли клетки? Путем митотического деления здоровых клеток, расположенных рядом. Они просто занимают место отмерших собратьев и начинают выполнять свою функцию.

Секреторная функция желудочно-кишечного тракта.

Секреция — процесс образования из веществ, поступивших из крови в секреторные клетки (гландулоциты), секрета определенного функционального назначения и выделения его из железистых клеток в протоки пищеварительных желез.

Секреторный цикл железистой клетки состоит из трех последовательных и взаимосвязанных этапов:

• поглощения веществ из крови,
• синтеза из нихсекреторного продукта и
• секретовыделения.

Клетки пищеварительных желез по характеру продуцируемого секрета подразделяются на белок-, мукоид- и минералсекретирующие.

Пищеварительные железы отличаются обильной васкуляризацией. Из крови, протекающей по сосудам железы, секреторные клетки поглощают воду, неорганические и органические низкомолекулярные вещества (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты). Этот процесс осуществляется за счет активности ионных каналов, базальных мембран эндотелиоцитов капилляров, мембран самих секреторных клеток. Из поглощенных веществ на рибосомах гранулярного эндоплазматического ретикулума синтезируется первичный секреторный продукт, который подвергается дальнейшим биохимическим превращениям в аппарате Гольджи и накапливается в конденсирующих вакуолях глан-дулоцитов. Вакуоли превращаются в гранулы зимогена (профермента), покрытые липопротеиновой оболочкой, с помощью которой окончательный секреторный продукт транспортируется через мембрану гландулоцита в протоки железы.

Гранулы зимогена выводятся из секреторной клетки по механизму экзоцитоза: после перемещения гранулы к апикальной части гландулоцита происходит слияние двух мембран (гранулы и клетки), и через образовавшиеся отверстия содержимое гранул поступает в ходы и протоки железы.

По характеру выделения секрета этот тип клеток относят к мерокриновым.

Для голокриновых клеток (клеток поверхностного эпителия желудка) характерно превращение всей массы клетки в секрет в результате ее ферментативной деструкции. Апокриновые клетки вьщеляют секрет с апикальной (верхушечной) частью своей цитоплазмы (клетки протоков слюнных желез человека в период эмбриогенеза).

Секреты пищеварительных желез состоят из воды, неорганических и органических веществ. Наибольшее значение для химической трансформации пищевых веществ имеют ферменты (вещества белковой природы), являющиеся катализаторами биохимических реакций. Они относятся к группе гидролаз, способных присоединять к перевариваемому субстрату Н+ и ОН”, превращая высокомолекулярные вещества в низкомолекулярные.

В зависимости от способности расщеплять определенные вещества ферменты подразделяются на 3 группы:

• глюколитические (гидролизующие углеводы до ди- и моносахаридов),
• протеолитические (гидролизующие белки до пептидов, пептонов и аминокислот) и
• липолитические (гидролизующие жиры до глицерина и жирных кислот).

Гидролитическая активность ферментов возрастает в известных пределах при повышении температуры перевариваемого субстрата и наличия в ней активаторов, их активность снижается под влиянием ингибиторов. Максимальная гидролитическая активность ферментов слюны, желудочного и кишечного соков обнаруживается при разном оптимуме рН среды.

Поддержание целостности клеток эпителия

Взаимодействие соседних клеток в пласте возможно благодаря наличию десмосом. Это особые множественные структуры субмикроскопического размера, которые состоят из двух половинок. Каждая из них, утолщаясь в определенных местах, занимает смежные поверхности соседних клеток. В щелевидном промежутке между половинками десмосом находится вещество углеводного происхождения.

В случаях, когда межклеточные промежутки широкие, десмосомы располагаются на концах направленных друг к другу выбуханий цитоплазмы на контактирующих клетках. Если рассмотреть пару этих выбуханий под микроскопом, то можно обнаружить, что они имеют вид межклеточного мостика.

В тонкой кишке целостность пласта поддерживается благодаря слиянию клеточных оболочек соседних клеток в местах соприкосновения. Такие места часто называют замыкающими пластинками.

Есть и другие случаи, когда нет специальных структур, обеспечивающих целостность. Тогда контакт соседних клеток осуществляется за счет соприкосновения ровных или извилистых поверхностей клеток. Края клеток могут черепицеобразно накладываться друг на друга.

Анатомическое строение и функции секреторных элементов ЖКТ.

Однослойный однорядный призматический мирковорсинчатый эпителий.

Эпителиальный слой кишки окружен слоями продольных и кольцевых гладких мышц. Мышцы покрыты слоем серозной оболочки, представляющей собой ткань, которая обволакивает наружную поверхность всех висцеральных органов брюшной полости. Внутренняя поверхность тонкого кишечника выстлана пищеварительным эпителием, образующим пальцеобразные ворсинки. Эпителий содержит бокаловидные клетки, разбросанные между цилиндрическими всасывающими клетками.

Ворсинки выступают над поверхностью на высоту 1 мм и каждая из них окружена кольцевым углублением, называемым либеркюновой криптой. Внутри ворсинок расположена сеть кровеносных капилляров и венул, а также сеть лимфатических сосудов с центральным млечным протоком. Именно в эти кровеносные и лимфатические сосуды всасываются питательные вещества. Всасывающие клетки эпителия делятся у основания ворсинки и по мере созревания постоянно перемещаются в сторону ее конца, где они отторгаются в просвет кишки со скоростью (у человека) 2•1010 клеток в сутки.

Сами ворсинки находятся на поверхности обширных кольцевых складок, которые образует слизистая оболочка кишки.

Апикальная поверхность каждой всасывающей клетки кишечного эпителия имеет бороздчатый вид. Это так называемая щеточная кайма, образованная плотными рядами микроворсинок. Число микроворсинок достигает нескольких тысяч на одну клетку (около 2•105 на квадратный миллиметр). Высота микроворсинки составляет 0,5-1,5 мкм, диаметр — около 0,1 мкм.

Микроворсинки заключены в плазматическую мембрану и содержат актиновые филаменты, которые реагируют с миозиновыми, расположенными у основания каждой микроворсинки. Такое взаимодействие между филаментами вызывает ритмические движения микроворсинок. Движения способствуют перемешиванию и обмену кишечного химуса (полужидкой массы частично переваренной пищи) вблизи всасывающей поверхности слизистой оболочки.

Существование иерархии отношений между складками слизистой оболочки, ворсинками и микроворсинками намного повышает эффективность всасывающей поверхности кишечника. Общая площадь внутренней поверхности тонкого кишечника у человека (если считать ее гладкой) равна около 0,4 м2. Складки, ворсинки и микроворсянки увеличивают эту площадь по крайней мере в 500 раз, т. е. до 200-300 м2. Подобное увеличение площади вне сомнения имеет важное значение для процесса всасывания. Дело в том, что скорость этого процесса пропорциональна площади основного диффузионного барьера, роль которого выполняет апикальная поверхность мембраны всасывающих клеток. Поверхность микроворсинок покрыта гликокаликсом- слоем сетевидной структуры толщиной до 0,3 мкм, состоящим из кислых мукополисахаридов и гликопротеина. Вода и слизь задерживаются в щелях глякокаликса, образуя “неперемешиваемый слой”. Слизь выделяют бокаловидные (названные так из-за своей формы) клетки, которые можно встретить среди всасывающих клеток).

Между всасывающими клетками все время сохраняется связь при помощи десмосом. Каждую клетку около ее верхушки окружает окклюзионная зона, способствующая тесному контакту соседних клеток между собой. В кишечном эпителии щелевые контакты особенно плотны. По этой причине апикальные мембраны отдельных всасывающих клеток образуют сплошную апикальную мембрану. Чтобы попасть из цитоплазмы данных клеток в кровь и лимфатические сосуды, все питательные вещества обязательно должны пройти сквозь эту мембрану.

Ответ или решение 2

Кишечная ворсинка представляет собой очень мелкий нарост, расположенный в слизистой оболочке кишечника. Она способствует увеличению площади соприкосновения пищевого комка со стенкой кишки.

Функции кишечной ворсинки:

Защитная — нейтрализует вредные вещества;

Эндокринная — клетки ворсинок вырабатывают гормоны и биологически активные вещества;

Секреторная — вырабатывает слизь для лучшего продвижения пищи по пищеварительному тракту;

Всасывающая — поглощает белки, жиры, углеводы.

Кишечные ворсинки — складки и выпячивания слизистой оболочки кишечника. На концевой части самой ворсинки находится микроворсинка; основная функция — всасывание питательных веществ. Из-за такого строения площадь всасывания тонкой кишки может быть около 500м2. В различных отделах кишечника может быть разное количество ворсинок на 1мм 2 , наибольшее количество приходится на тощую кишку (40 на 1мм 2 ), наименьшее — на подвздошную (10 на 1мм 2 ).

Пристеночное пищеварение.

Пристеночное пищеварение(контактное, мембранное) совершается в тонком кишечнике — в пристеночном слое слизи, на поверхности ворсинок и микроворсинок, в гликокаликсе (мукополисахаридных нитях, связанных с мембраной микроворсинок). В слизи и гликокаликсе содержится много адсорбированных ферментов пищеварительных соков, выделенных в полость кишки и расположенных на огромной площади соприкосновения с перевариваемым субстратом. Поэтому в процессе пристеночного пищеварения значительно увеличивается скорость гидролиза пищевых веществ, что приводит к возрастанию объема всасывания продуктов гидролиза.

Целломический тип эпителия

Развивается из спланхнотома, его висцерального листка. Это мезотелий. Он выстилает серозные оболочки. Клетки его располагаются пластом в один слой на базальной мембране. Они плоские, поверхность покрыта микроворсинками, между клетками имеются контакты типа десмосом. При различных патологических процессах происходит гибель клеток, на их месте образуются отверстия — стоматы.

Функции.

1. Разграничительная функция, то есть препятствует образованию спаек между органами брюшной и грудной полости.
2. Через мезотелий происходит выделение и всасывание серозной жидкости
3. Благодаря его гладкой поверхности легко осуществляется скольжение внутренних органов

Герминотивный эпителий. К нему относятся спермиогенный и фолликулярный эпителии.

Особенности строения эпителиальной ткани

По форме и функции клеток эпителий разделяют на плоский, кубический, цилиндрический (призматический), реснитчатый (мерцательный), а также однослойный, состоящий из одного слоя клеток, и многослойный, состоящий из нескольких слоев.

Однослойный

Однослойный плоский эпителий образован тонким пластом клеток с неровными краями, поверхность которых укрыта микроворсинками. Встречаются одноядерные клетки, а также с двумя или тремя ядрами.

Однослойный кубический состоит из клеток с одинаковой высотой и шириной, характерен для выводящих проток желез. Однослойный цилиндрический эпителий делят на три вида:

1. Окаймленный — встречается в кишечнике, желчном пузыре, обладает адсорбирующими способностями.
2. Мерцательный — характерен для яйцеводов, в клетках которого на апикальном полюсе находятся подвижные реснички (способствуют перемещению яйцеклетки).
3. Железистый — локализуется в желудке, продуцирует слизистый секрет.

Однослойный многорядный эпителий выстилает дыхательные пути и содержит три вида клеток: реснитчатые, вставочные, бокалообразные и эндокринные. Вместе они обеспечивают нормальную работу дыхательной системы, защищают от попадания чужеродных частиц (например, движение ресничек и слизистый секрет помогают удалить пыль из респираторного тракта). Эндокринные клетки продуцируют гормоны для местной регуляции.

Многослойный

Многослойный плоский неороговевающий эпителий находится в роговице, анальном отделе прямой кишки и др. Выделяют три слоя:

• Базальные слой образован клетками в форме цилиндра, они делятся митотическим путем, часть клеток относится кстволовым;
• остистый слой — клетки имеют отростки, которые проникают между апикальными концами клеток базального слоя;
• слой плоских клеток — находятся снаружи, постоянно отмирают и отшелушиваются.

Многослойный эпителий
Многослойный плоский ороговевающий эпителий покрывает поверхность кожи. Выделяют пять различных слоев:

1. Базальный — образован малодифференцированными стволовыми клетки, вместе с пигментными — меланоцитами.
2. Остистый слой вместе с базальным образуют зону роста эпидермиса.
3. Зернистый слой построен из плоских клеток, в цитоплазме которых находится белок кератоглиан.
4. Блестящий слой получил свое название из-за характерного вида при микроскопическом исследовании гистологических препаратов. Представляет собой однородную блестящую полосу, которая выделяется за счет наличия в плоских клетках элаидина.
5. Роговой слой состоит из роговых чешуек, заполненных кератином. Чешуйки, которые находятся ближе к поверхности, поддаются действиюлизосомальных ферментов и теряют связь с нижележащими клетками, поэтому постоянно отшелушиваются.

Переходной эпителий находится в почечной ткани, мочевыводящем канале, мочевом пузыре. Имеет три слоя:

• Базальный — состоит из клеток с интенсивной окраской;
• промежуточный — с разнообразными по форме клетками;
• покровный — имеет большие клетки с двумя-тремя ядрами.

Для переходного эпителия свойственно изменять форму в зависимости от состояния стенки органа, они могут сплющиваться или приобретать грушевидную форму.

Особые виды эпителия

Ацетобелый — это аномальный эпителий, который приобретает интенсивно белый окрас при воздействии уксусной кислоты. Его появление во время кольпоскопического исследования, позволяет выявить патологический процесс на ранних стадиях.

Буккальный — собранный с внутренней поверхности щеки, используется для проведения генетической экспертизы и установления родственных связей.

( 2 оценки, среднее 4 из 5 )