Что такое кишечные ворсинки в биологии
Весь пищеварительный канал в области кишечника устилают кишечные ворсинки. Согласно исследованиям ученных, в одной только двенадцатиперстной кишке содержится более сорока таких ворсинок на один мм2. Рассмотрим более подробно, зачем они необходимы в организме и какую функцию выполняют кишечные ворсинки в процессе пищеварения. А о роли тонкого кишечника в жизнедеятельности человека читайте здесь.
Строение кишечной ворсинки
Кишечные ворсинки представляют собой очень мелкие наросты на слизистой оболочке кишки человека. Они имеют пластинкообразную форму и гребневидное строение. Внешне их покрывает соединительная ткань, которая в свою очередь, вмещает в себя нервы, лимфо-сосуды и кровеносные сосуды.
В самом центре данных частичек находиться достаточно крупный капилляр, который продолжают более мелкие сосуды по сторонам. Через данный капилляр в кровь проступают жиры, белки и углеводы. Далее они продвигаются в кровеносную систему человека.
Как функционирует тонкая кишка
В процессе поступления пищи в пищеварительную систему, кишечные ворсинки будут сталкиваться с поступающими ферментами. Находящиеся там же протеазы будут измельчать крупные белки, а липазы – расщеплять жиры.
Только после того, как пищеварительные молекулы в тонкой кишке раздробят поступающие вещества до необходимых размеров, такие частички смогут начать нормальное всасывание.
Функции кишечных ворсинок
Ворсинки – это некие помощники кишки, задача которых заключается в способствовании всасывания поступающих полезных веществ. Благодаря особенностям строения кишки (она вся собрана и имеет множество складочек, на которых и находятся такие микрочастички), кишка может нормально функционировать.
Важно! Ученные выяснили, что именно благодаря кишечным ворсинкам всасывание в тонкой кишке увеличивается более чем в десять раз. Это делает данные микрочастицы чрезвычайно важной составляющей кишки.
Помимо этого, кишечные ворсинки выполняют еще одну, не менее важную функцию – защитную. Обосновано это тем, что поры, которые образуют данные частички, очень маленькие, из-за чего в них не смогут попасть никакие бактерии, которые обитают в полости кишечника либо попадают в кишку вместе с пищей.
Таким образом, кишечные ворсинки защищают кишку от ядов, токсинов, грубой пищи, а также всевозможных болезненных микроорганизмов. Они являются своеобразным защитным барьером естественной физиологии.
При нормальной работе ворсинок практически все патогенные микроорганизмы и вредные частички будут оставаться в полости кишки и со временем выведутся из организма естественным путем. Однако когда человек употребляет в пищу несвежие и некачественные продукты или же его организм ослаблен другими заболеваниями, ворсинки не успевают справляться, потому может развиться отравление, дисбактериоз и другие расстройства.
О том, как лечат дисбактериоз природными средствами, можно прочитать в этой статье.
Если же грубая пища повредит такие клетки, то они очень быстро заменяются новыми, при этом сохраняя нормальное функционирование кишки.
Врач сайта: Антон палазников
Врач-гастроэнтеролог, терапевт
Стаж работы более 7 лет.
Профессиональные навыки: диагностика и лечение заболеваний ЖКТ и билиарной системы.
Источник
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:
- Всасывание углеводов, белков, аминокислот, а также продуктов их разложения. Они передаются через ворсинки в капилляры и вместе с кровью переносятся в портальную систему печени.
- Всасывание липидов, а точнее, хиломикронов, частиц, полученных из липидов. Они передаются ворсинками в лимфатическую и далее в кровеносную систему, минуя печень.
- Еще одна функция кишечных ворсинок – секреторная, выделяет слизь для более легкого продвижения пищи по кишечнику.
- 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.
Источник
Кишечные ворсинки (KB)— наиболее характерная особенность тонкой кишки. Они активно вовлечены в абсорбционные процессы; вместе с циркулярными складками кишечные ворсинки образуют поверхность площадью около 30 м.
Кишечные ворсинки — это пальцевидные и листовидные отростки слизистой оболочки тонкой кишки. Они имеют следующую структуру:
• эпителий (Э) однослойный призматический, состоит из всасывающих и бокаловидных клеток, лежащих на базальной мембране (БМ);
• строма — рыхлая соединительная, с большим количеством клеток ткань собственной пластинки (СП); имеет центральный лимфатический капилляр — млечный сосуд (МС) и обильную сеть кровеносных капилляров, расположенную рядом с базальной поверхностью эпителия.
Гладкие мышечные клетки (МК), происходящие из мышечной пластинки слизистой оболочки (МПС), проходят через собственную пластинку и оканчиваются в области верхушек и боковых сторон кишечных ворсинок. Их ритмичные сокращения укорачивают кишечные ворсинки и приводят к волнообразным помпообразным движениям, которые способствуют продвижению содержимого млечного сосуда — химуса в более глубокие лимфатические сосуды.
В двенадцатиперстной кишке и тощей кишке насчитывается до 40 кишечных ворсинок на 1 мм2 и 10 ворсинок на 1 мм2 в подвздошной кишке.
Млечный сосуд начинается как расширение на верхушке каждой ворсинки и идет через ее собственную пластинку до уровня либеркюновых крипт (ЛК). Здесь лимфатические капилляры формируют слизистое сплетение на внутренней стороне мышечной пластинки слизистой оболочки. Ветви сплетения пересекают эту пластинку и формируют подслизистое сплетение больших лимфатических сосудов (ЛС) в подслизистой основе (ПО).
На поверхности ворсинок можно различить поперечно ориентированные щели (Щ), которые также видимы на вертикальных срезах ворсинок. Постоянная расщелина на вершине каждой ворсинки, так называемая экструзионная зона (ЭЗ), представляет собой участок, где адсорбирующие и бокаловидные клетки (отмечены головками стрелок) заканчивают свой миграционный цикл от либеркюновых крипт до вершин ворсинок.
КИШЕЧНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
У основания кишечных ворсинок эпителий формирует пальцевидные инвагинации, чьи основания лежат на мышечной пластинке слизистой оболочки. Эти трубчатые складки кишечного эпителия являются либеркюновыми криптами (ЛК), или кишечными железами, в которых находятся в стороне от всасывающих и бокаловидных клеток недифференцированные стволовые клетки, а на дне их — эндокринные клетки и клетки Панета (КП). Стволовые клетки делятся митозом (М), трансформируясь в абсорбирующие и бокаловидные клетки, которые мигрируют из крипт в направлении экструзионной зоны, замещая потерянные клетки кишечных желез. Это еще и участки, где продуцируются некоторые пищеварительные и бактерицидные энзимы клетками Панета и где выделяются эндокринными клетками тканевые гормоны. Крипты окружены тонким слоем собственной пластинки слизистой оболочки.
КРОВОСНАБЖЕНИЕ КИШЕЧНЫХ ВОРСИНОК
В правой части рисунка показано кровоснабжение листовидных кишечных ворсинок.
От подслизистой артерии (ПА) отходят от 1 до 2 артериол (Ар), которые идут, не ветвясь, через сердцевину ворсинки вверх, к ее вершине. Здесь они распадаются на капиллярную сеть (Кап), которая затем переходит в 1 —2 венулы (Вн), отводящие кровь в подслизистые вены (ПВ). На вершине ворсинок есть короткий артериовенозный анастомоз (АА), через который проходит кровь в отсутствие абсорбции.
Мелкие ветви, отходящие из подслизистых артерии, также образуют капиллярную сеть, окружающую либеркюновы крипты. Это криптальное сплетение (КС) соединяется с капиллярами ворсинок у их основания.
Необходимо отметить также ганглий (Г) подслизистого нервного сплетения, чьи ветвления проникают в собственную пластинку слизистой оболочки.
Источник
В самой длинной части пищеварительного тракта—кишечнике,
состоящем из тонкой и толстой кишок (рисунок I), продолжаются процессы
переваривания пищи, предварительно обработанной в полости рта и особенно в
желудке. В тонкой кишке белки, углеводы, жиры и другие пищевые вещества
расщепляются на более простые и всасываются в кровь и лимфу. В толстой кишке
всасывается в основном вода: здесь интенсивно идут процессы брожения и
формируются каловые массы, которые затем выводятся из организма.
Тонкая кишка (1) имеет в среднем длину 3—3,5 метра.
Начинается она от привратника желудка, где ширина ее просвета около 50
миллиметров. Тонкая кишка многократно изгибается, образуя петли, занимающие
среднюю и нижнюю области брюшной полости. Петли тонкой кишки прикреплены к
задней стенке живота брыжейкой—удвоенной складкой брюшины, покрывающей кишку
снаружи.
Тонкую кишку принято делить на короткую двенадцатиперстную
и длинную брыжеечную.
Начальный отдел тонкой кишки назван двенадцатиперстной,
поскольку длина ее 25—30 сантиметров, что в среднем равно ширине сложенных
вместе двенадцати пальцев. Эта кишка плотно прилежит к задней стенке живота и
покрыта брюшиной только спереди. В нисходящей ее части есть продольная
складка, заканчивающаяся выпячиванием в виде сосочка, на котором общим устьем
открываются I желчный проток и проток поджелудочной железы. По первому
протоку сюда I поступает желчь, а по второму—панкреатический сок.
Многочисленные ферменты панкреатического сока действуют на пищевые вещества
строго специализированно и последовательно, но при этом обязательно должна
присутствовать желчь, их активизирующая.
Брыжеечная часть тонкой кишки покрыта брюшиной со всех
сторон; она подвижна и делится на тощую и подвздошную кишки. Четкой границы
между ними нет, но принято считать, что две пятых брыжеечной части—тощая
кишка, а три пятых—подвздошная.
Всасывание различных веществ осуществляется благодаря
особому строению стенки тонкой кишки (рисунок II), прежде всего ее слизистой
оболочки (2). Она вся собрана в складки и покрыта множеством ворсинок—выростов
неправильной цилиндрической формы высотой до 1,2 миллиметра (рисунок III).
Основу ворсинки составляет рыхлая соединительная ткань. В
центре, подобно стержню, проходит широкий лимфатический капилляр, или млечный
синус (3), а по сторонам от него располагаются кровеносные сосуды (4) и
капилляры. По млечному синусу в лимфу, а затем в кровь попадают жиры, а по
кровеносным капиллярам ворсинок поступают в кровоток белки и углеводы.
В слизистой оболочке тонкой кишки имеются также
многочисленные маленькие железы трубчатого строения— крипты. Они вырабатывают
кишечный сок сложного состава, содержащий различные пищеварительные ферменты.
На всем протяжении тонкой кишки в слизистой оболочке и подслизистой
основе разбросаны одиночные лимфо-идные узелки—фолликулы, которые относятся к
периферическим элементам иммунной системы и выполняют защитные функции. В
подвздошной кишке наряду с одиночными узелками имеются их скопления,
называемые пейеровыми бляшками. Такая бляшка может объединять от 3 до 400
узелков.
Мышечная оболочка, которая отделяется от слизистой подслизистой
основой (5), состоит из двух .слоев гладких мышечных клеток—внутреннего
циркулярного (6) и наружного продольного (7). Она обеспечивает
перистальтические (волнообразные) м маятникообразные движения петель тонкой
кишки. В результате содержимое кишки перемешивается с кишечным соком, и тем
самым создаются наиболее благоприятные условия для пищеварительной и
всасывающей функций.
За счет сокращения мышц петли кишки то укорачиваются и
сжимаются, то расширяются и удлиняются, напоминая ползущего червяка. Эти
последовательные перистальтические сокращения постепенно проталкивают
содержимое тонкой кишки к толстой кишке. Там, где тонкая кишка заканчивается,
на границе с толстой круговые мышечные пучки образуют сфинктер — подвздошно-слепокишечную
(бауги-
Внутренняя поверхность тонкой кишки кажется бархатистой
из-за огромного количества выростов—кишечных ворсинок (фото на стр. 18).
Каждая такая ворсинка покрыта специфическими клетками, которые называют
каемчатым эпителием. Она регулирует периодическое поступление кишечного
содержимого только в одном направлении— из тонкой кишки в толстую.
Толстая кишка, средняя длина которой 1,5 метра, словно
обод, охватывает петли тонкой кишки. В свою очередь, ободочная кишка делится
на восходящую (8), которая начинается от слепой кишки (9), поперечную (10),
нисходящую (11) и сигмовидную (12). Восходящая и нисходящая тянутся вдоль
боковых стенок живота и малоподвижно прикреплены к его стенке; поперечная и
сигмовидная прикреплены брыжейками и потому достаточно подвижны.
Хорошо видно, что толстая кишка имеет характерные бухтообразные
выпячивания; их называют гаустрами. Эти выпячивания обусловлены тем, что
продольный слой мышечной оболочки кишки собран в три ленты, длина которых
меньше длины самой кишки. Они как бы стягивают толстую кишку, и стенки ее
собираются в складки. Перистальтика толстой кишки совершается медленнее, чем
тонкой, и пищевые массы находятся здесь дольше.
Свои особенности имеет и слизистая оболочка: она не
образует ворсинок, а ее железы вырабатывают сок, содержащий мало ферментов,
но богатый слизью. Слизь облегчает продвижение кишечного содержимого в
сторону прямой кишки и его выведение из организма.
В слизистой оболочке толстой кишки сосредоточено множество
одиночных лимфоидных узелков. Особенно богат ими червеобразный
отросток—аппендикс (13), который называют кишечной миндалиной.
Конечный отрезок кишечника—прямая кишка (14) имеет два
изгиба и одно расширение перед заднепроходным отверстием. Это отверстие
запирается анальным сфинктером, который образован кольцевой мускулатурой
стенки прямой кишки. Есть еще и наружный сфинктер: его можно произвольно
расслаблять и сокращать.
на ней хорошо различима кайма. В электронном микроскопе
кайма выглядит как густая щеточка, образованная очень тонки-. ми микроворсинками
высотой один—три | микрометра. На поверхности этой щетини- i стой кишечной
ворсинки завершается переработка различных пищевых веществ, осуществляется их
дифференцировка и всасывание.
Ведь в полости тонкой кишки пищевые вещества дробятся
ферментами кишечного сока на довольно крупные (конечно, с точки зрения
молекулярных масштабов) соединения. А для того, чтобы попасть в кровоток и
затем быть использованными клетками организма, они нуждаются в дальнейшем
расщеплении. Эту заключительную работу и берут на себя кишечные ворсинки.
Мелкопористая поверхность кишечной ворсинки, образованная
каемчатым эпителием, создает идеальные условия для осуществления биохимических
процессов. Молекулы пищевых веществ, распределяясь по пористой поверхности,
становятся легкодоступными для ферментов кишечной ворсинки.
Когда в зону микроворсинок попадают молекулы пищевых
веществ, соответствующие ферменты, встроенные в мембрану эпителиальных клеток
или локализованные на их поверхности, принимаются за обработку. Протеазы и
пептидазы дробят до аминокислот и пептидов белковые молекулы; липазы
расщепляют до жирных кислот и глицерина жиры, а амилазы доводят до моно- и
дисахаридов углеводы.
После того, как молекулы пищевых веществ раздроблены до
нужных размеров, они всасываются.
Кишечная ворсинка выполняет еще одну чрезвычайно важную функцию—защитную.
Поры, образованные микроворсинками, настолько малы, что в них не могут
проникнуть микроорганизмы, ооитающие в кишечнике, либо попавшие сюда вместе с
пищевыми массами. Функциональная часть эпителиальных клеток надежно защищена
также и от грубых пищевых частиц, и от токсических (ядовитых) продуктов
кишечного содержимого. Все это остается на поверхности каймы, и
заключительные стадии переработки пищевых молекул идут практически в
стерильных условиях.
Эпителиальные клетки, поврежденные токсинами или грубыми
частицами пищи, легко отторгаются и заменяются новыми, сохраняя целостность и
работоспособность кишечной ворсинки. Правда, если происходит массированное
нападение микробов на кишечные ворсинки, многие их эпителиальные клетки
гибнут и не успевают обновляться. В результате кишечная ворсинка
повреждается, страдают ее функции, в том числе и защитная, а микробы и их
токсины могут попасть в кровь и вызвать заболевание.
Источник