การดูดซึมอาหาร รศ.พญ.ดวงพร ทองงาม

1. การดูดซึมอาหาร รศ.พญ.ดวงพร ทองงาม

2. แสดงการเพิ่มพื้นที่ในลำไส้เล็กเพื่อให้เหมาะต่อการดูดซึมสารอาหารแสดงการเพิ่มพื้นที่ในลำไส้เล็กเพื่อให้เหมาะต่อการดูดซึมสารอาหาร A. รอยย่น,หยักของลำไส้ Valve of Kerchring B,C การมีผิวลำไส้ยื่นเป็นนิ้วมือ villi D. การยื่นของผิวเยื่อบุเซล microvilli ( Fawcett, 1962 )

5. โดยปกติแล้วความสามารถในการดูดซึมของสารอาหาร โดยปกติแล้วความสามารถในการดูดซึมของสารอาหาร • ในบริเวณลำไส้เล็กทั้งหมดจะมากกว่าสารอาหารที่รับประทาน • เข้าไป ดังนั้นแม้ว่าจะตัดลำไส้เล็กออกไปร้อยละ 60-70 ก็ยัง • พบว่าการดูดซึมของสารอาหารคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน • ไม่ได้ลดลงไป

6. การย่อยคาร์โบไฮเดรต • สารอาหารคาร์โบไฮเดรตที่กินในวันหนึ่งๆ นั้นประกอบด้วย • แป้ง 60% ซูโครส 30% และแลคโตสจากนม 10% นอกนั้นเป็นไกลโคเจน, น้ำตาล glucose และน้ำตาลฟรุคโตส (fructose) อีกเล็กน้อย

7. เอนไซม์ที่ใช้ย่อยสารคาร์โบไฮเดรตเอนไซม์ที่ใช้ย่อยสารคาร์โบไฮเดรต • - amylase มีอยู่ในน้ำลายและน้ำย่อยจากตับอ่อน • ย่อยแป้งที่พันธะ 1,4 glycosidic bond • ได้เป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่คือ maltose, maltotriose • และ limit dextrin • - Maltase, dextranase และ sucrase ใช้ย่อยน้ำตาล • โมเลกุลคู่ คือ lactose, sucrose ให้เป็นน้ำตาลโมเลกุล • เดี่ยว

8. การดูดซึมสารอาหารคาร์โบไฮเดรตการดูดซึมสารอาหารคาร์โบไฮเดรต เปรียบเทียบอัตราการดูดซึมของน้ำตาลต่างๆ กับ กลูโคสพบว่า กาแลกโทส (1.1) กลูโคส (1.0) ฟรุกโทส (0.4) แมนโนส (0.2) ไซโลส (0.15) และอะราบิโนส (0.1)

9. การดูดซึมของน้ำตาลกาแลกโทสและกลูโคสมีอัตรา การดูดซึมของน้ำตาลกาแลกโทสและกลูโคสมีอัตรา เร็วที่สุดเนื่องจากเป็นการดูดซึมโดยใช้พลังงาน รองลงมาเป็นน้ำตาลฟรุกโทสซึ่งเป็นการดูดซึมโดย การแพร่ชนิดอาศัยตัวพา นอกนั้นเป็นการดูดซึมโดยการแพร่ชนิดธรรมดาจึงมี อัตราช้าที่สุด น้ำตาลที่ถูกดูดซึมเข้ามาจะเข้าสู่หลอดเลือดฝอยของ ลำไส้เล็กและถูกนำเข้าสู่หลอดเลือดดำพอร์ทัลต่อไป

10. ตัวพาน้ำตาลของเซลล์ดูดซึมในบริเวณลำไส้เล็กมีดังนี้ตัวพาน้ำตาลของเซลล์ดูดซึมในบริเวณลำไส้เล็กมีดังนี้ 1. ตัวพากลูโคสที่ขึ้นอยู่กับโซเดียมหมายเลข 1 (sodium dependent glucose transporter, SGLT1) 2. ตัวพากลูโคสหมายเลข 2 (glucose transporter 2, GLUT2) 3. ตัวพากลูโคสหมายเลข 5 (glucose transporter 5, GLUT5)

11. ตัวพากลูโคสที่ขึ้นอยู่กับโซเดียมหมายเลข 1 (sodium dependent glucose transporter, SGLT1) ตัวพาชนิดนี้จะพบอยู่บนผนังบรัชบอร์เดอร์ของเซลล์ ดูดซึมของลำไส้เล็กและสามารถจับได้ทั้งกลูโคสและกาแลกโทส โดยตัวพาชนิดนี้จะจับกับกลูโคสหรือกาแลกโทส 1 โมเลกุลและ จับกับโซเดียม 2 อะตอม ตัวพาชนิดนี้สามารถจับกับน้ำตาลชนิดอื่นได้แต่ ไม่จับกับฟรุกโทส

12. ตัวพากลูโคสหมายเลข 5 (glucose transporter 5, GLUT5) • ตัวพาชนิดนี้พบมากบนผนังบรัชบอร์เดอร์ของเซลล์ดูดซึม • ลำไส้เล็กส่วนกลาง ตัวพาชนิดนี้อาจเรียกว่า ตัวพาฟรุกโทส • เนื่องจากจับกับฟรุกโทสเท่านั้น • ตัวพาชนิดนี้จะจับกับฟรุกโทสภายในโพรงลำไส้และอาศัย • ความต่างระดับของความเข้มข้นของฟรุกโทสเป็นแรงผลัก • ให้มีการขนส่งฟรุกโทสเข้ามาภายในเซลล์

13. ตัวพากลูโคสหมายเลข 2 (glucose transporter 2, GLUT2) • ตัวพาชนิดนี้พบอยู่บนผนังเซลล์ทางด้านล่างและด้านข้าง • ของเซลล์ดูดซึมลำไส้เล็ก โดยสามารถจับกับกลูโคส กาแลกโทส • และฟรุกโทสภายในเซลล์ดูดซึมอาศัยความต่างระดับของความ • เข้มข้นของน้ำตาลเหล่านี้เป็นแรงผลัก ทำให้มีการขนส่งน้ำตาล • ภายในเซลล์เข้าไปในช่องว่างระหว่างเซลล์

14. กลไกการดูดซึมกลูโคส ตัวพากลูโคส (SGLT1) บนผนังบรัชบอร์เดอร์ จับกับ โมเลกุลของโซเดียมและกลูโคสในอัตราส่วน 2:1 ตัวพากลูโคสประกอบด้วย 2 ส่วนคือ 1. ส่วนฟอสโฟลิพิด เป็นบริเวณที่กลูโคสและโซเดียมมาจับ 2. ส่วนเป็น mobile protein เมื่อกลูโคสและโซเดียมเคลื่อนเข้าไป ในส่วนฟอสโฟลิพิดทำให้ส่วนที่เป็นโปรตีนเปลี่ยนสภาพ (conformational change) พลิกเข้าด้านใน ทำให้มีการ ปล่อยกลูโคสและโซเดียมเข้ามาในเซลล์

15. รูปที่ 3 กลไกการดูดซึมกลูโคส (Jacobson & Levine, 1994)

16. Lumen of intestine Epithelial cell of small intestine Blood Glucose or galactose Na+ K+ Glucose or galactose Na+ Secondary active Facilitated diffusion แสดงกลไกการดูดซึมสารอาหารคาร์โบไฮเดรตจากเยื่อบุลำไส้เล็ก

17. การดูดซึมน้ำตาลฟรุกโทสการดูดซึมน้ำตาลฟรุกโทส ฟรุกโทสจะถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายโดย - การแพร่ชนิดอาศัยตัวพาและไม่ขึ้นอยู่กับโซเดียม - ไม่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมกลูโคสและกาแลกโทส ในปัจจุบันพบว่าการดูดซึมของฟรุกโทสผ่านเซลล์ต้อง อาศัยตัวพาทั้ง 2 ด้านของเซลล์ คือ - อาศัยตัวพากลูโคสหมายเลข 5 (GLUT5) บนผนังบรัชบอร์เดอร์ - อาศัยตัวพากลูโคสหมายเลข 2 (GLUT2) บนผนังด้านล่างและ ด้านข้าง

18. น้ำตาลโมโนแซกคาไรด์ชนิดอื่น เช่น แมนโนส และ ไซโลส จะมีการดูดซึมผ่านเซลล์ดูดซึมของลำไส้เล็ก โดยการแพร่ชนิดธรรมดา

19. การย่อยสารโปรตีน ร่างกายได้สารอาหารโปรตีนจากเนื้อสัตว์ และยังได้ จากเมือก น้ำย่อย เซลล์บุผิวที่หลุดลอกออกมา การย่อยโปรตีนเริ่มเกิดขึ้นในกระเพาะอาหาร ประมาณ 10-20% จนเสร็จสมบูรณ์ในลำไส้เล็กเพื่อให้ได้ โมเลกุลที่เล็กลงสารโปรตีนจะถูกดูดซึมได้ทั้งภาวะที่เป็น amino acid, dipeptide และ tripeptide

20. เอนไซม์ย่อยโปรตีน - Pepsin ถูกหลั่งในรูปของ pepsinogen จาก chief cell ที่กระเพาะอาหาร แล้วถูกทำให้ active เป็น pepsin โดยกรดในกระเพาะอาหาร ค่า pH ที่เหมาะสมในการทำงานของ pepsin คือ pH 1-3 โดยที่เอนไซม์ pepsin จะถูก denatured ที่ pH>5 และไม่ทำงานใน duodenum เมื่อมี HCO3- หลั่ง

21. -Endopeptidase ย่อยสลายโปรตีนสายยาวให้เล็กลงโดย ตัดที่พันธะเปปไทด์ภายในโมเลกุลโปรตีนเอง (peptide bond) ได้เป็น proteose, peptone และบางส่วนเป็น amino acid ได้แก่เอนไซม์ trypsin, chymotrypsin และ elastase - Exopeptidase ย่อยสลายโปรตีนจนได้โมเลกุลเล็กถึง amino acid โดยตัดที่พันธะเปปไทด์ด้านปลายโมเลกุล (C-terminal) ได้แก่ เอนไซม์ carboxypeptidase, aminopeptidase และ dipeptidase

22. การดูดซึมสารอาหารโปรตีนการดูดซึมสารอาหารโปรตีน การดูดซึมกรดอะมิโนในทางเดินอาหารส่วนใหญ่ เกิดขึ้นในลำไส้เล็กส่วนต้นและส่วนกลาง โดยปกติอัตราการดูดซึมของกรดอะมิโนจะเร็วกว่า อัตราการย่อยโปรตีน ดังนั้นไม่พบกรดอะมิโนหลงเหลือใน โพรงทางเดินอาหาร กรดอะมิโนที่มีโครงสร้างในรูป L-isomer จะดูดซึม ได้เร็วกว่าในรูป D-isomer

23. กรดอะมิโนชนิดต่างๆ ถูกดูดซึมเข้ามาในเซลล์ • โดยอาศัยตัวพาบนผนังบรัชบอร์เดอร์ และจะขนส่ง • ออกจากเซลล์ผ่านผนังด้านล่างและด้านข้างโดยอาศัย • ตัวพาของกรดอะมิโนหลายชนิด เช่นกัน • -ตัวพาบนผนังบรัชบอร์เดอร์จำแนกได้ 7 ระบบ • -ตัวพาบนผนังด้านล่างและด้านข้างของเซลล์ดูดซึม • มี 5 ระบบ

25. Lumen of intestine Epithelial cell of small intestine Blood Amino acids Amino acids Na+ peptidases Dipeptides and tripeptides Na+ Secondary active Na+ K+ แสดงกลไกการดูดซึมสารอาหารโปรตีนจากเยื่อบุลำไส้เล็ก

26. การดูดซึมโมเลกุลโปรตีนการดูดซึมโมเลกุลโปรตีน การดูดซึมโมเลกุลโปรตีนในเด็กแรกเกิด 2-3 สัปดาห์ หลังคลอด ลำไส้เล็กสามารถดูดซึมโมเลกุลโปรตีนได้ เนื่องจาก กระบวนการย่อยโปรตีนด้วยเอนไซม์จากกระเพาะอาหาร ตับอ่อน และลำไส้เล็กทำงานได้น้อยมาก โดยปกติแล้วการดูดซึมโปรตีนที่เป็นแอนติเจนโดยเฉพาะ โปรตีนจากแบคทีเรียและไวรัสจะเกิดขึ้นในบริเวณ M cell ซึ่งเป็น เซลล์เยื่อบุพิเศษชนิดหนึ่งของลำไส้ โดยเซลล์เอ็มปกคลุมอยู่ เหนือกลุ่มเซลล์เม็ดเลือดขาวบริเวณ peyers patch

27. เซลล์เอ็มจะดูดซึมเอาแอนติเจนเข้ามาโดยวิธีเอนโดไซโทซิส จะไปกระตุ้นเซลล์ลิมโฟบลาสต์ให้เคลื่อนที่มาที่ชั้นเยื่อเมือกของ ลำไส้ ลิมโฟบลาสต์สามารถหลั่ง IgA เมื่อร่างกายได้รับแอนติเจน ชนิดเดิมเข้ามาใหม่ เป็นกลไกของร่างกายที่จะป้องกันไม่ให้ เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย ความสามารถในการดูดซึมโมเลกุลโปรตีนจะลดลงตามอายุ เรียกว่า การหยุดยั้งการดูดซึมโมเลกุลโปรตีน

28. สำหรับกรดอะมิโนที่ดูดซึมผ่านเซลล์จะเข้าสู่ตับ - ถูกนำไปใช้ในกระบวนการสร้างและสลายสารต่างๆ เช่น นำไปสร้างโปรตีนและเอนไซม์ - นำไปสร้างโปรตีนที่ใช้ภายนอกเซลล์ตับโดยจะมีการหลั่งเข้า ไปในกระแสเลือด เช่น อัลบูมิน และโกลบูลิน เป็นต้น - นำไปสร้างโปรตีนเพื่อการซ่อมแซมหรือเพื่อการทำงานของเซลล์ - นำไปสร้างฮอร์โมนต่างๆ เพื่อการควบคุมการทำงานของ เนื้อเยื่อต่างๆ ภายในร่างกาย

29. การดูดซึมสารอาหารไขมันการดูดซึมสารอาหารไขมัน ไขมันที่ผ่านกระบวนการย่อยแล้วประกอบด้วยกรดไขมัน โมโนกลีเซอไรด์ โคเลสเตอรอล โคเลสเตอรอลเอสเตอร์ ฟอสโฟลิพิด และวิตามินที่ละลายในไขมัน อยู่ในรูปไมเซลล์ ดูดซึมเข้าสู่บรัชบอร์เดอร์ของเซลล์

30. รูปที่ 7 แสดงการ emulsification, การย่อยและการดูดซึม สารอาหารไขมันในเยื่อบุผิวลำไส้เล็ก (Sheeler,1996)

32. การย่อยเส้นใยอาหาร • เส้นใยอาหาร (fiber) เป็นสารพวก polysaccharide • ที่ได้จากผนังเซลล์ของพืช ผัก ผลไม้ ได้แก่ cellulose, • hemicellulose, lignin และ pectin • สารบางชนิดถูกย่อยได้โดยแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ • บางชนิดร่างกายไม่สามารถย่อยได้เลย เหลือเป็นกากอาหาร • ออกมาในรูปอุจจาระ

33. การดูดซึมและการกระจายของวิตามินที่ละลายในไขมันการดูดซึมและการกระจายของวิตามินที่ละลายในไขมัน • วิตามินที่ละลายในไขมัน คือ วิตามิน A D E และ K • จะรวมอยู่ในไมเซลล์ภายในโพรงทางเดินอาหาร จากนั้นจะถูก • ดูดซึมเข้าสู่เซลล์ดูดซึมของลำไส้เล็กโดยการแพร่ และจะเข้าไป • อยู่ในไคโลไมครอน • วิตามินที่ละลายในไขมันเหล่านี้จะเข้าสู่กระแสเลือดและ • ถูกนำไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายผ่านทางไคโลไมครอน • บางส่วนแพร่เข้าไปยังกระแสเลือดได้โดยตรง

34. Vitamin A -อยู่ใน retinoid family -ได้จากอาหาร นม เนย เครื่องในสัตว์ ผักใบเขียวเหลือง และผลไม้ มะละกอ กล้วย ฟักทอง -สะสมที่ตับในรูป retinyl ester ใน lipocyte, ไต และ adrenal gland -ภาวะที่มี Vitamin A สะสมมากเกินไปจะเกิด hepatotoxicity ผมร่วง ตุ่มผื่นแดงของผิวหนัง

35. - เนื้อเยื่อต่างๆ ที่ต้องการวิตามินเอ เช่น retina • เพื่อที่จะทำให้ตามองเห็นได้ทั้งภาพและสี โดยจะเปลี่ยน • เรทินอล เป็น rhodopsin • - ถ้าร่างกายขาดวิตามินเอ จะทำให้เป็นโรคตาบอดกลางคืน • (night blindness)

36. Vitamin D -Vitamin D2 (ergocalciferol) อยู่ในนม ไข่แดง -Vitamin D3 (cholecalciferol) ได้จากแสงแดด โดยผิวหนัง -active form คือ 1,25 dihydroxycholecalciferol -เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของแคลเซียมและฟอสฟอรัส -ภาวะที่ขาด Vitamin D จะพบกระดูกพรุน osteoporosis

37. โดยปกติวิตามินดี3 ในกระแสเลือดจะยังไม่ทำงาน • ต้องถูกตับเปลี่ยน • 25-hydroxylase • 25-hydroxy vitamin D3 [25(OH)D3 ] • ถูกไตเปลี่ยนให้อยู่ในรูป • 1-hydroxylase • 1,25-dihydroxy vitamin D3 [1,25(OH) 2D3]

38. หน้าที่ที่สำคัญของ 1,25(OH) 2D3 คือ • - กระตุ้นการดูดซึมทั้งแคลเซียมและฟอสเฟตจากลำไส้เล็ก • - ทำงานร่วมกับฮอร์โมนพาราไธรอยด์ในการนำเอาแคลเซียม • ออกจากกระดูกเข้าไปในพลาสมา • - เพิ่มการดูดซึมแคลเซียมจากท่อไต • - ทำให้เพิ่มปริมาณแคลเซียมในกระแสเลือด • - มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของกระดูกและฟัน • - มีผลต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาเปลี่ยนรูปให้ทำหน้าที่ • จำเพาะของเนื้อเยื่อชนิดอื่นด้วย

39. vitamin E -ประกอบด้วย tocopherol และ tocotrienol -อยู่ในอาหาร เมล็ดพืช ผักใบเขียว -เป็น antioxidant ป้องกัน free radical -ภาวะที่ขาดจะพบอาการ เดินเซ, ปลายประสาทอักเสบ, กล้ามเนื้ออ่อนแรง, มีความผิดปกติของลานสายตา

40. Vitamin K • -vit K1 (phylloquinone) อยู่ในผักใบเขียว • -vit K2 (menaquinone) ได้จากแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ • -vit K3 (menadione) เป็น water-soluble synthetic • สังเคราะห์ขึ้นมีฤทธิ์เป็น 2 เท่าของวิตามิน K1 • ใช้รักษาผู้ป่วย • - เป็น cofactor ที่สำคัญในการที่ตับจะนำมาใช้ในการสร้าง • clotting factor คือ แฟกเตอร์ II, VII, IX, X • -ขาดVitamin K จะมีความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือด • (coagulopathy)

41. การดูดซึมกรดน้ำดี • ร้อยละ 95 ถูกดูดซึมในบริเวณลำไส้เล็กส่วนปลาย โดย • จับกับตัวพากรดน้ำดี • ตัวพากรดน้ำดีจะจับกรดน้ำดี 1 โมเลกุลและ Na+1 อะตอม • ดูดซึมโดยใช้พลังงานทุติยภูมิ และโดยการแพร่ • ในไซโทพลาสซึมจับกับ bile acid binding protein • เพื่อขนส่งไปยังผนังด้านล่างและด้านข้างของเซลล์ • โดยอาศัย bile acid- anion exchange เข้าสู่กระแสเลือด • เข้าสู่ตับต่อไป (entero-hepatic recirculation)

43. การดูดซึมวิตามินที่ละลายในน้ำ (water soluble vitamins) ร่างกายต้องการในปริมาณน้อย เพื่อใช้เป็น coenzyme ในการเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการสร้างและสลายสารต่างๆ วิตามินเหล่านี้ไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นมา ต้องได้ จากอาหาร วิตามินที่ละลายในน้ำที่สำคัญ ได้แก่ thiamin, riboflavin, niacin, folate, ไบโอทิน, วิตามินบี6, วิตามินบี12 และวิตามินซี

44. กลไกในการดูดซึม 1. ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย โดยอาศัยตัวพาและอาศัยพลังงาน หรืออาศัยตัวรับรู้จำเพาะในการดูดซึม 2. ที่ความเข้มข้นของวิตามินเหล่านี้สูง เช่น กรณีให้วิตามิน เสริมจะดูดซึมโดยการแพร่ผ่านเซลล์ดูดซึม หรือแพร่ผ่านรอยต่อสนิทระหว่างเซลล์ดูดซึม

45. การดูดซึมวิตามินบี12 วิตามินบี12 หรือ cobalamin โครงสร้างประกอบด้วย corrin ring ที่มี cobalt (Co+ ) อยู่ภายใน มี 4 ชนิดคือ - hydroxycobalamin - adenosylcobalamin - methylcobalamin - cyanocobalamin 3 ชนิดแรกพบในพลาสมาและเนื้อเยื่อต่างๆ ส่วนไซยาโนโคบาลามินถูกสังเคราะห์ขึ้นเพื่อใช้รักษาโรค

47. กลไกการดูดซึมวิตามินบี12 มีดังนี้ 1. ในกระเพาะอาหาร วิตามินบี12 จะจับกับ R-protein หรือ haptocorrin ซึ่ง หลั่งจากต่อมน้ำลาย และ intrinsic factor อยู่ในรูป วิตามินบี12-โปรตีนอาร์ และอินทรินสิกแฟกเตอร์ เคลื่อน ลงสู่ลำไส้เล็ก

48. 2. ในลำไส้เล็ก เอนไซม์จากตับอ่อนจะย่อยโปรตีนอาร์ วิตามินบี12 จับกับอินทรินสิกแฟกเตอร์อย่างรวดเร็ว อยู่ในรูปวิตามินบี12- อินทรินสิกแฟกเตอร์ ในลำไส้เล็กส่วนปลาย สารประกอบนี้จะจับกับตัวรับรู้ บริเวณบรัชบอร์เดอร์ของเซลล์ดูดซึม โดยอาศัย Ca2+ ทำให้เกิด การนำเอาสารนี้เข้าไปโดยวิธีเอนโดไซโทซิส

49. 3. ในเซลล์ดูดซึม ในเซลล์จะมีเอนไซม์จากไลโซโซมทำการย่อย วิตามินบี12- อินทรินสิกแฟกเตอร์ ออกจากกัน วิตามินบี12 จะจับกับ คือ transcobalamin II (TC II) ได้เป็น TC II-วิตามินบี12 ผ่านผนังเซลล์ทางด้านล่าง และด้านข้างของเซลล์โดยวิธีเอกโซไซโทซิสเข้าไปกระแสเลือด ส่วนอินทรินสิกแฟกเตอร์จะถูกย่อยสลายไป

50. หน้าที่ของวิตามินบี12 คือ - เป็นโคเอนไซม์ต่างๆ ที่จำเป็นในการเจริญเติบโตของร่างกาย ในการสังเคราะห์ดีเอนเอต่อไป ถ้าขาดวิตามินบี12 จะพบการเจริญเติบโตผิดปกติ เลือดจางชนิด megaloblastic anemia การสังเคราะห์กรด ไขมันผิดปกติ