В настоящее время под питанием понимается сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме веществ (нутриентов), необходимых для удовлетворения энергетических и пластических потребностей организма, в том числе регенерации клеток и тканей, регуляции различных функций организма. Пищеварением называется совокупность физико-химических и физиологических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные всасываться и усваиваться в организме.
Не вызывает сомнений тот факт, что поступающая в организм извне пища, обычно состоящая из нативного полимерного материала (белки, жиры, углеводы), должна быть деструктурирована и гидролизована до таких элементов, как аминокислоты, гексозы, жирные кислоты и т. д., которые непосредственно участвуют в процессах метаболизма. Превращение исходных веществ в резорбируемые субстраты происходит поэтапно в результате гидролитических процессов, проходящих с участием различных ферментов.
Последние достижения в области фундаментальных исследований работы пищеварительной системы существенно изменили традиционные представления о деятельности "пищеварительного конвейера". В соответствии с современной концепцией под пищеварением понимаются процессы ассимиляции пищи от ее поступления в желудочно-кишечный тракт до включения во внутриклеточные метаболические процессы.
Многокомпонентная система пищеварительного конвейера состоит из следующих этапов:
1. Поступление пищи в ротовую полость, ее измельчение, смачивание пищевого комка и начало полостного гидролиза. Преодоление глоточного сфинктера и выход в пищевод.
2. Поступление пищи из пищевода через кардиальный сфинктер в желудок и временное ее депонирование. Активное перемешивание пищи, ее перетирание и измельчение. Гидролиз полимеров желудочными ферментами.
3. Поступление пищевой смеси через антральный сфинктер в двенадцатиперстную кишку. Перемешивание пищи с желчными кислотами и ферментами поджелудочной железы. Гомеостазирование и формирование химуса с участием кишечной секреции. Гидролиз в полости кишки.
4. Транспорт полимеров, олиго- и мономеров через пристеночный слой тонкой кишки. Гидролиз в пристеночном слое, осуществляемый панкреатическими и энтероцитарными ферментами. Транспорт нутриентов в зону гликокаликса, сорбция - десорбция на гликокаликсе, связывание с акцепторными гликопротеидами и активными центрами панкреатических и энтероцитарных ферментов. Гидролиз нутриентов в щеточной кайме энтероцитов (мембранное пищеварение). Доставка продуктов гидролиза к основанию микроворсинок энтероцитов в зону образования эндоцитозных инвагинаций (с возможным участием сил полостного давления и капиллярных сил).
5. Перенос нутриентов в кровеносные и лимфатические капилляры путем микропиноцитоза, а также диффузии через фенестры эндотелиальных клеток капилляров и по межклеточному пространству. Поступление нутриентов через портальную систему в печень. Доставка пищевых веществ лимфо- и кровотоком в ткани и органы. Транспорт нутриентов через мембраны клеток и их включение в пластические и энергетические процессы.
Какова же роль различных отделов пищеварительного тракта и органов в обеспечении процессов переваривания и всасывания нутриентов?
В полости рта происходит механическое размельчение пищи, смачивание слюной и подготовка ее к дальнейшему транспорту, который обеспечивается тем, что пищевые нутриенты превращаются в более или менее однородную массу. Движениями, в основном, нижней челюсти и языка формируется пищевой комок, который затем проглатывается и, в большинстве случаев, очень быстро достигает полости желудка. Химическая обработка пищевых веществ в ротовой полости, как правило, не имеет большого значения. Хотя слюна содержит целый ряд ферментов, их концентрация очень невелика. Лишь амилаза может играть определенную роль в предварительном расщеплении полисахаридов.
В полости желудка пища задерживается и затем медленно, небольшими порциями перемещается в тонкую кишку. По-видимому, основная функция желудка - депонирующая. Пища быстро накапливается в желудке и затем постепенно утилизируется организмом. Это подтверждается большим числом наблюдений над больными с удаленным желудком. Основным нарушением, характерным для этих больных, является не выключение собственно пищеварительной деятельности желудка, а нарушение депонирующей функции, то есть постепенной эвакуации пищевых веществ в кишечник, что проявляется в виде так называемого "демпинг-синдрома". Пребывание пищи в желудке сопровождается ферментативной обработкой, при этом желудочный сок содержит ферменты, осуществляющие начальные стадии расщепления белков.
Желудок рассматривается как орган пепсинно-кислотного пищеварения, так как это единственный отдел пищеварительного канала, где ферментативные реакции проходят в резко кислой среде. Железы желудка выделяют несколько протеолитических ферментов. Наиболее важными из них являются пепсины и, кроме того, химозин и парапепсин, которые осуществляют дезагрегацию белковой молекулы и лишь в небольшой степени расщепление пептидных связей. Большое значение имеет, по-видимому, действие соляной кислоты на пищу. Во всяком случае, кислая среда желудочного содержимого не только создает оптимальные условия для действия пепсинов, но и способствует денатурации белков, вызывает набухание пищевой массы, увеличивает проницаемость клеточных структур, тем самым благоприятствуя последующей пищеварительной обработке.
Таким образом, слюнные железы и желудок играют весьма ограниченную роль в переваривании и расщеплении пищи. Каждая из упомянутых желез по сути осуществляет воздействие на один из видов пищевых веществ (слюнные железы - на полисахариды, желудочные - на белки), причем в ограниченных пределах. В то же время поджелудочная железа выделяет самые разнообразные ферменты, которые осуществляют гидролиз всех пищевых веществ. Поджелудочная железа воздействует с помощью вырабатываемых ею ферментов на все виды нутриентов (белки, жиры, углеводы).
Ферментативное действие секрета поджелудочной железы реализуется в полости тонкой кишки, и уже один этот факт заставляет считать, что кишечное пищеварение является наиболее существенным этапом в переработке пищевых веществ. Сюда же, в полость тонкой кишки, попадает и желчь, которая вместе с панкреатическим соком осуществляет нейтрализацию кислого желудочного химуса. Ферментативная активность желчи невелика и, в общем, не превышает ту, что обнаруживается в крови, моче и других непищеварительных жидкостях. Вместе с тем желчь и, в особенности, ее кислоты (холевая и дезоксихолевая) выполняют ряд важных пищеварительных функций. Известно, в частности, что желчные кислоты стимулируют деятельность некоторых панкреатических ферментов. Наиболее отчетливо это доказано в отношении панкреатической липазы, в меньшей степени это касается амилазы и протеаз. Кроме того, желчь стимулирует перистальтику кишечника и, по-видимому, обладает бактериостатическим действием. Но наиболее важно участие желчи во всасывании нутриентов. Желчные кислоты необходимы для эмульгирования жиров и для всасывания нейтральных жиров, жирных кислот и, возможно, других липидов.
Принято считать, что кишечное полостное пищеварение - это процесс, который осуществляется в просвете тонкой кишки под влиянием, главным образом, секрета поджелудочной железы, желчи и кишечного сока. Внутрикишечное пищеварение осуществляется за счет слияния части транспортных везикул с лизосомами, цистернами эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. Предполагается участие нутриентов во внутриклеточном метаболизме. Происходит слияние транспортных везикул с базолатеральной мембраной энтероцитов и выход содержимого везикул в межклеточное пространство. Тем самым достигается временное депонирование нутриентов и их диффузия по градиенту концентрации через базальную мембрану энтероцитов в собственную пластинку слизистой оболочки тонкой кишки.
Интенсивное изучение процессов мембранного пищеварения позволило достаточно полно охарактеризовать деятельность пище-варительно-транспортного конвейера в тонкой кишке. Согласно сложившимся на сегодня представлениям, ферментативный гидролиз пищевых субстратов последовательно осуществляется в полости тонкой кишки (полостное пищеварение), в надэпителиальном слое слизистых наложений (пристеночное пищеварение), на мембранах щеточной каймы энтероцитов (мембранное пищеварение) и после проникновения не полностью расщепленных субстратов внутрь энтероцитов (внутриклеточное пищеварение).
Начальные стадии гидролиза биополимеров осуществляются в полости тонкой кишки. При этом пищевые субстраты, не подвергшиеся гидролизу в кишечной полости, и продукты их начального и промежуточного гидролиза диффундируют сквозь неперемешивае-мый слой жидкой фазы химуса (автономный примембранный слой) в зону щеточной каймы, где осуществляется мембранное пищеварение. Крупномолекулярные субстраты гидролизуются панкреатическими эндогидролазами, адсорбированными преимущественно на поверхности гликокаликса, а продукты промежуточного гидролиза - экзогидролазами, транслоцированными на внешней поверхности мембран микроворсинок щеточной каймы. Благодаря сопряженности механизмов, осуществляющих заключительные стадии гидролиза и начальные этапы транспорта через мембрану, продукты гидролиза, образующиеся в зоне мембранного пищеварения, всасываются и поступают во внутреннюю среду организма.
Переваривание и всасывание основных нутриентов осуществляется следующим образом.
Переваривание белков в желудке происходит при превращении в кислой среде пепсиногенов в пепсины (оптимальный рН 1,5-3,5). Пепсины расщепляют связи между ароматическими аминокислотами, соседствующими с карбоксильными аминокислотами. Они инактивируются в щелочной среде, расщепление пептидов пепсинами прекращается после поступления химуса в тонкую кишку.
В тонкой кишке полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению протеазами. В основном расщепление пептидов осуществляется панкреатическими ферментами: трипсином, химотрипсином, эластазой и карбоксипептидазами А и В. Энтерокиназа переводит трипсиноген в трипсин, который затем активирует и другие протеазы. Трипсин расщепляет полипептидные цепочки в местах соединений основных аминокислот (лизина и аргинина), в то время как химотрипсин разрушает связи ароматических аминокислот (фенилала-нина, тирозина, триптофана). Эластаза расщепляет связи алифатических пептидов. Эти три фермента являются эндопептидазами, поскольку гидролизуют внутренние связи пептидов. Карбоксипеп-тидазы А и В представляют собой экзопептидазы, так как отщепляют только концевые карбоксильные группы преимущественно нейтральных и основных аминокислот соответственно. При протеолизе, осуществляемом панкреатическими ферментами, происходит отщепление олигопептидов и некоторых свободных аминокислот. Микроворсинки энтероцитов имеют на своей поверхности эндопептидазы и экзопептидазы, которые расщепляют олигопептиды до аминокислот, ди- и трипептидов. Всасывание ди- и трипептидов осуществляется с помощью вторичного активного транспорта. Эти продукты затем расщепляются до аминокислот внутриклеточными пептидазами энтероцитов. Аминокислоты абсорбируются по принципу механизма ко-транспорта с натрием на апикальном участке мембраны. Последующая диффузия через базолатеральную мембрану энтероцитов происходит против градиента концентрации, и аминокислоты попадают в капиллярное сплетение кишечных ворсинок. По типам переносимых аминокислот различают: нейтральный транспортер (переносящий нейтральные аминокислоты), основной (переносящий аргинин, лизин, гистидин), дикарбоксильный (транспортирующий глутамат и аспартат), гидрофобный (транспортирующий фенилаланин и метионин), иминотранспортер (переносящий пролин и гидроксипролин).
В кишечнике расщепляются и всасываются только те углеводы, на которые действуют соответствующие ферменты. Непереваривае-мые углеводы (или пищевые волокна) не могут быть ассимилированы, поскольку для этого нет специальных ферментов. Однако возможен их катаболизм бактериями толстой кишки. Углеводы пищи состоят из дисахаридов: сахарозы (обычный сахар) и лактозы (молочный сахар); моносахаридов - глюкозы и фруктозы; растительных крахмалов - амилозы и амилопектина. Еще один углевод пищи - гликоген - является полимером глюкозы.
Энтероциты не способны транспортировать углеводы размером больше, чем моносахариды. Поэтому большая часть углеводов должна расщепляться перед всасыванием. Под действием амилазы слюны образуются ди- и триполимеры глюкозы (соответственно мальтоза и мальтотриоза). Амилаза слюны инактивируется в желудке, так как оптимальный рН для ее активности составляет 6,7. Панкреатическая амилаза продолжает гидролиз углеводов до мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов в полости тонкой кишки. Микроворсинки энтероцитов содержат ферменты, расщепляющие олиго- и дисахариды до моносахаридов для их абсорбции. Глюкоамилаза расщепляет связи на нерасщепленных концах олигосахаридов, которые образовались при расщеплении амилопектина амилазой. В результате этого образуются наиболее легко расщепляемые тетрасахариды. Сахаразно-изомальтазный комплекс имеет два каталитических участка: один с сахаразной активностью, другой - с изомальтазной. Изомальтазный участок переводит тетрасахариды в мальтотриозу. Изомальтаза и сахараза отщепляют глюкозу от нередуцированных концов мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов. При этом сахараза расщепляет дисахарид сахарозу до фруктозы и глюкозы. Кроме того, на микроворсинках энтероцитов также имеется лактаза, которая расщепляет лактозу до галактозы и глюкозы.
После образования моносахаридов начинается их абсорбция. Глюкоза и галактоза транспортируются в энтероциты вместе с натрием посредством транспортера "натрий-глюкоза", при этом всасывание глюкозы значительно возрастает в присутствии натрия и нарушается в его отсутствие. Фруктоза же поступает в клетку через апикальный участок мембраны путем диффузии. Галактоза и глюкоза проходят через базолатеральный участок мембраны с помощью переносчиков, механизм выхода фруктозы из энтероцитов менее изучен. Моносахариды поступают через капиллярное сплетение ворсинок в воротную вену и далее в кровоток.
Жиры в пище представлены в основном триглицеридами, фосфолипидами (лецитином) и холестерином (в виде его эфиров). Для полноценного переваривания и всасывания жиров необходимо сочетание нескольких факторов: нормальной работы печени и желчевыводящих путей, наличия панкреатических ферментов и щелочного рН, нормального состояния энтероцитов, лимфатической системы кишечника и регионарной кишечно-печеночной циркуляции. Отсутствие любого из этих компонентов приводит к нарушению всасывания жиров и стеаторее.
В основном переваривание жиров происходит в тонкой кишке. Однако начальный процесс липолиза может проходить в желудке под действием желудочной липазы при оптимальном значении рН 4-5. Липаза желудка расщепляет триглицериды до жирных кислот и диглицеридов. Она устойчива к воздействию пепсина, однако разрушается под действием протсаз поджелудочной железы в щелочной среде двенадцатиперстной кишки, ее активность снижается также под действием солей желчных кислот. Желудочная липаза имеет небольшое значение по сравнению с панкреатической липазой, хотя обладает некоторой активностью, особенно в антральном отделе, где при механическом перемешивании химуса образуются мельчайшие жировые капли, что повышает площадь поверхности переваривания жиров.
После попадания химуса в двенадцатиперстную кишку происходит дальнейший липолиз, включающий несколько последовательных стадий. Сначала триглицериды, холестерин, фосфолипиды и продукты расщепления липидов желудочной липазой сливаются в мицеллы под действием желчных кислот, мицеллы стабилизируются фосфолипидами и моноглицеридами в щелочной среде. Затем колипаза, секретируемая поджелудочной железой, воздействует на мицеллы и служит точкой приложения действия панкреатической липазы. В отсутствие колипазы панкреатическая липаза обладает слабой липолитической активностью. Связывание колипазы с мицеллой улучшается в результате воздействия панкреатической фосфолипазы А на лецитин мицелл. В свою очередь, для активации фосфолипазы А и образования лизолецитина и жирных кислот необходимо наличие солей желчных кислот и кальция. После гидролиза лецитина триглицериды мицелл становятся доступными для переваривания. Затем панкреатическая липаза прикрепляется к соединению "колипаза-мицелла" и гидролизует 1- и 3-связи триглицеридов, образуя моноглицерид и жирную кислоту. Оптимальный рН для панкреатической липазы составляет 6,0-6,5. Другой фермент - панкреатическая эстераза - гидролизует связи холестерина и жирорастворимых витаминов с эфирами жирной кислоты. Основными продуктами расщепления липидов под действием панкреатической липазы и эстеразы являются жирные кислоты, моноглицериды, лизолецитин и холестерин (неэстерифицированный). Скорость поступления гидрофобных веществ в микроворсинки зависит от их солюбилизации в мицеллах в просвете кишки.
Жирные кислоты, холестерин и моноглицериды поступают в энтероциты из мицелл путем пассивной диффузии; хотя жирные кислоты с длинной цепью могут переноситься и с помощью поверхностного связывающего протеина. Поскольку эти компоненты жирорастворимы и гораздо мельче, чем непереваренные триглицериды и эфиры холестерина, они легко проходят через мембрану энтероцита. В клетке жирные кислоты с длинной цепью (более 12 атомов углерода) и холестерин переносятся связывающими протеинами в гидрофильной цитоплазме к эндоплазматическому ретикулуму. Холестерин и жирорастворимые витамины переносятся стерольным белком-переносчиком к гладкому эндоплазматическому ретикулуму, где холестерин реэстерифицируется. Жирные кислоты с длинной цепью транспортируются через цитоплазму специальным белком, степень их поступления в шероховатый эндоплазматический ретикулум зависит от количества жиров в пище.
После ресинтеза эфиров холестерина, триглицеридов и лецитина в эндоплазматическом ретикулуме они образуют липопротеины, соединяясь с аполипопротеинами. Липопротеины делят по размеру, по содержанию в них липидов и по типу апопротеинов, входящих в их состав. Хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности имеют больший размер и состоят, в основном, из триглицеридов и жирорастворимых витаминов, тогда как липопротеины низкой плотности имеют меньший размер и содержат преимущественно эсте-рифицированный холестерин. Липопротеины высокой плотности - самые маленькие по размеру и содержат, главным образом, фосфолипиды (лецитин). Сформированные липопротеины выходят через базолатеральную мембрану энтероцитов в везикулах, далее они поступают в лимфатические капилляры. Жирные кислоты со средней и короткой цепью (содержащие менее 12 атомов углерода) могут прямо поступать в систему воротной вены из энтероцитов без образования триглицеридов. Кроме того, жирные кислоты с короткой цепью (бутират, пропионат и др.) образуются в толстой кишке из непереваренных углеводов под действием микроорганизмов и являются важным источником энергии для клеток слизистой оболочки толстой кишки (колоноцитов).
Подытоживая представленные сведения, следует признать, что знания физиологии и биохимии пищеварения позволяют оптимизировать условия проведения искусственного (энтерального и перорального) питания, опираясь на основные принципы деятельности пищеварительного конвейера.
Для поддержания своей жизнедеятельности человек должен употреблять пищу. Пищевые продукты содержат все необходимые для жизни вещества: воду, минеральные соли и органические соединения. Белки, жиры и углеводы синтезируются растениями из неорганических веществ с помощью солнечной энергии. Животные строят своё тело из питательных веществ растительного или животного происхождения.
Питательные вещества, поступающие в организм с пищей, - это строительный материал и одновременно источник энергии. При распаде и окислении белков, жиров и углеводов выделяется разное, но постоянное для каждого вещества количество энергии, характеризующее их энергетическую ценность.
Пищеварение
Попав в организм, пищевые продукты подвергаются механическим изменениям - измельчаются, смачиваются, расщепляются на более простые соединения, растворяются в воде и всасываются. Совокупность процессов, в результате которых питательные вещества из окружающей среды переходят в кровь, называется пищеварением .
Огромное значение в процессе пищеварения играют ферменты - биологически активные белковые вещества, которые катализируют (ускоряют) химические реакции. В процессах пищеварения они катализируют реакции гидролитического расщепления питательных веществ, но сами при этом не изменяются.
Основные свойства ферментов:
- специфичность действия - каждый фермент расщепляет питательные вещества только определённой группы (белки, жиры или углеводы) и не расщепляет другие;
- действуют только в определённой химической среде - одни в щелочной, другие в кислой;
- наиболее активно ферменты действуют при температуре тела, а при температуре 70–100ºС они разрушаются;
- небольшое количество фермента может расщепить большую массу органического вещества.
Органы пищеварения
Пищеварительный канал представляет собой трубку, проходящую через всё тело. Стенка канала состоит из трёх слоёв: наружного, среднего и внутреннего.
Наружный слой (серозная оболочка) образован соединительной тканью, отделяющей пищеварительную трубку от окружающих тканей и органов.
Средний слой (мышечная оболочка) в верхних отделах пищеварительной трубки (полость рта, глотка, верхняя часть пищевода) представлен поперечнополосатой, а в нижних - гладкой мышечной тканью. Чаще всего мышцы располагаются в два слоя - круговой и продольный. Благодаря сокращению мышечной оболочки пища продвигается по пищеварительному каналу.
Внутренний слой (слизистая оболочка) выстлана эпителием. В нём содержатся многочисленные железы, выделяющие слизь и пищеварительные соки. Помимо мелких желёз имеются крупные железы (слюнные, печень, поджелудочная) лежащие вне пищеварительного канала и сообщающиеся с ними своими протоками. В пищеварительном канале различают следующие отделы: полость рта, глотку, пищевод, желудок, кишечник тонкий и толстый.
Пищеварение в ротовой полости
Ротовая полость - начальный отдел пищеварительного тракта. Сверху она ограничена твёрдым и мягким нёбом, снизу диафрагмой рта, а спереди и с боков - зубами и дёснами.
В полость рта открываются протоки трёх пар слюнных желёз: околоушных, подъязычных и подчелюстных. Кроме этих имеется масса мелких слизистых слюнных желёз, разбросанных по всей ротовой полости. Секрет слюнных желёз - слюна - смачивает пищу и участвует в её химическом изменении. В слюне содержатся только два фермента - амилаза (птиалин) и мальтаза, которые переваривают углеводы. Но так как в ротовой полости пища находится недолго, расщепление углеводов не успевает закончиться. В слюне содержатся также муцин (слизистое вещество) и лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами. Состав и количество слюны может изменяться в зависимости от физических свойств пищи. В течение суток у человека выделяется от 600 до 150 мл слюны.
В полости рта у взрослого человека имеется 32 зуба по 16 в каждой челюсти. Ими пища захватывается, откусывается и пережёвывается.
Зубы состоят из особого вещества дентина являющегося видоизменением костной ткани и обладающей большей прочностью. Снаружи зубы покрыты эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервы и кровеносные сосуды.
Большая часть ротовой полости занята языком , который представляет собой мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. В нём различают верхушку, корень, тело и спинку, на которой находятся вкусовые рецепторы. Язык - орган вкуса и речи. С его помощью пища перемешивается во время пережёвывания и проталкивается при глотании.
Подготовленная в ротовой полости пища проглатывается. Глотание - сложное движение, в котором участвуют мышцы языка и глотки. Во время глотания мягкое нёбо приподнимается и преграждает пище путь в носовую полость. Надгортанник в это время закрывает вход в гортань. Пищевой комок попадает в глотку - верхнюю часть пищеварительного канала. Она представляет собой трубку, внутренняя поверхность которой выстлана слизистой оболочкой. Через глотку пища поступает в пищевод.
Пищевод - трубка длиной около 25 см, являющаяся прямым продолжением глотки. В пищеводе никаких изменений пищи не происходит, так как в нём не секретируются пищеварительные соки. Он служит для проведения пищи в желудок. Продвижение пищевого комка по глотке и пищеводу происходит в результате сокращения мускулатуры этих отделов.
Пищеварение в желудке
Желудок - самый расширенный отдел пищеварительной трубки ёмкостью до трёх литров. Размеры и форма желудка изменяются в зависимости от количества принятой пищи и степени сокращения его стенок. В местах впадения пищевода в желудок и перехода желудка в тонкий кишечник имеются сфинктеры (сжиматели), регулирующие движение пищи.
Слизистая оболочка желудка образует продольные складки и содержит большое количество желёз (до 30 млн). Железы состоят из трёх типов клеток: главных (вырабатывающих ферменты желудочного сока), обкладочных (выделяющих соляную кислоту) и добавочных (выделяющих слизь).
Сокращениями стенок желудка пища перемешивается с соком, что способствует её лучшему перевариванию. В процессе переваривания пищи в желудке участвует несколько ферментов. Главный из них пепсин. Он расщепляет сложные белки на более простые, которые подвергаются дальнейшей переработке в кишечнике. Пепсин действует только в кислой среде, которая создаётся соляной кислотой желудочного сока. Большая роль отводится соляной кислоте в обеззараживании содержимого желудка. Другие ферменты желудочного сока (химозин и липаза) способны переваривать белок и жиры молока. Химозин створаживает молоко, благодаря чему оно дольше задерживается в желудке и подвергается перевариванию. Липаза, имеющаяся в незначительном количестве в желудке, расщепляет только эмульгированный жир молока. Действие этого фермента в желудке взрослого человека выражено слабо. Ферментов, действующих на углеводы, в составе желудочного сока нет. однако значительная часть крахмала пищи продолжает перевариваться в желудке амилазой слюны. Слизь, выделяемая железами желудка, играет важную роль в защите слизистой оболочки от механических и химических повреждений, от переваривающего действия пепсина. Железы желудка выделяют сок только во время пищеварения. При этом характер сокоотделения зависит от химического состава употребляемой пищи. После 3–4 часовой обработки в желудке пищевая кашица маленькими порциями поступает в тонкий кишечник.
Тонкий кишечник
Тонкий кишечник представляет собой самую длинную часть пищеварительной трубки, достигающую у взрослого человека 6–7 метров. Он состоит из двенадцатипёрстной, тощей и подвздошной кишок.
В начальный отдел тонкого кишечника - двенадцатипёрстную кишку - открываются выводные протоки двух крупных пищеварительных желёз - поджелудочной железы и печени. Здесь происходит наиболее интенсивное переваривание пищевой кашицы, которая подвергается действию трёх пищеварительных соков: поджелудочного, желчи и кишечного.
Поджелудочная железа расположена позади желудка. В ней различают верхушку, тело и хвост. Верхушка железы окружена подковообразно двенадцатипёрстной кишкой, а хвост прилегает к селезёнке.
Клетки железы вырабатывают поджелудочный сок (панкреатический). Он содержит ферменты, действующие на белки, жиры и углеводы. Фермент трипсин расщепляет белки до аминокислот, но оказывается активным только в присутствии кишечного фермента - энтерокиназы. Липаза расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты. Активность её резко усиливается под влиянием желчи, вырабатываемой в печени и поступающей в двенадцатипёрстную кишку. Под влиянием амилазы и мальтозы поджелудочного сока происходит расщепление большинства углеводов пищи до глюкозы. Все ферменты поджелудочного сока активны только в щелочной среде.
В тонком кишечнике пищевая кашица подвергается не только химической, но и механической обработке. Благодаря маятникообразным движениям кишки (попеременное удлинение и укорочение) она перемешивается с пищеварительными соками и разжижается. Перистальтические движения кишечника вызывают перемещения содержимого в направлении толстого кишечника.
Печень - самая крупная пищеварительная железа нашего тела (до 1,5 кг). Она лежит под диафрагмой, занимая правое подреберье. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь. Печень состоит из железистых клеток, образующих дольки. Между дольками находятся прослойки соединительной ткани, в которой проходят нервы, лимфатические и кровеносные сосуды и мелкие желчные протоки.
Желчь, вырабатываемая печенью, играет большую роль в процессе пищеварения. Она не расщепляет пищевых веществ, но подготавливает жиры к перевариванию и всасыванию. Под её действием жиры распадаются на мелкие капли, взвешенные в жидкости, т.е. превращаются в эмульсию. В таком виде они легче перевариваются. Кроме того, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника и отделение поджелудочного сока. Несмотря на то, что желчь образуется в печени непрерывно, в кишечник она поступает только при приёме пищи. Между периодами пищеварения желчь собирается в желчном пузыре. По воротной вене в печень притекает венозная кровь из всего пищеварительного канала, поджелудочной железы и селезёнки. Ядовитые вещества, попадающие в кровь из желудочно-кишечного тракта, здесь обезвреживаются и затем выводятся с мочой. Таким образом печень осуществляет свою защитную (барьерную) функцию. Печень участвует в синтезе целого ряда важных для организма веществ, таких, как гликоген, витамин А, оказывает влияние на процесс кроветворения, обмена белков, жиров, углеводов.
Всасывание питательных веществ
Чтобы образовавшиеся в результате расщепления аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и глицерин были использованы организмом, они должны всосаться. В ротовой полости и пищеводе эти вещества практически не всасываются. В желудке всасываются в незначительном количестве вода, глюкоза и соли; в толстых кишках - вода и некоторые соли. Основные процессы всасывания питательных веществ происходят в тонком кишечнике, достаточно хорошо приспособленном для осуществления этой функции. В процессе всасывания активную роль играет слизистая оболочка тонкой кишки. Она имеет большое количество ворсинок и микроворсинок, которые увеличивают всасывающую поверхность кишечника. В стенках ворсинок имеются гладкие мышечные волокна, а внутри их находятся кровеносные и лимфатические сосуды.
Ворсинки принимают участие в процессах всасывания питательных веществ. Сокращаясь, они способствуют оттоку крови и лимфы, насыщенных питательными веществами. При расслаблении ворсинок в их сосуды вновь поступает жидкость из полости кишечника. Продукты расщепления белков и углеводов всасываются непосредственно в кровь, а основная масса переваренных жиров - в лимфу.
Толстый кишечник
Толстый кишечник имеет длину до 1,5 метров. Диаметр его в 2–3 раза больше тонкого. В него попадают непереваренные остатки пищи, главным образом растительной, клетчатка которой не разрушается ферментами пищеварительного тракта. В толстом кишечнике очень много различных бактерий, часть которых играет важную роль в организме. Целлюлозобактерии расщепляют клетчатку и тем самым улучшают усвоение растительной пищи. Есть бактерии которые синтезируют витамин К, необходимый для нормального функционирования системы свёртывания крови. Благодаря этому человек, не нуждается в приёме витамина К из внешней среды. Кроме бактериального расщепления клетчатки в толстом кишечнике происходит всасывание большого количества воды, поступившей туда вместе с жидкой пищей и пищеварительными соками, завершается всасыванием питательных веществ и происходит образование каловых масс. Последние переходят в прямую кишку, а оттуда выводятся наружу через анальное отверстие. Открытие и закрытие заднепроходного сфинктера происходит рефлекторно. Этот рефлекс находится под контролем коры головного мозга и на некоторое время может быть произвольно задержан.
Весь процесс пищеварения при животной и смешанной пище у человека длится около 1–2 суток, из которых более половины времени приходится на передвижение пищи по толстым кишкам. Каловые массы накапливаются в прямой кишке, в результате раздражения чувствительных нервов её слизистой оболочки наступает дефекация (опорожнение толстых кишок).
Процесс пищеварения представляет собой ряд этапов, каждый из которых проходит в определённом отделе пищеварительного тракта под действием определённых пищеварительных соков, выделяемых пищеварительными железами и действующих на определённые питательные вещества.
Ротовая полость - начало расщепления углеводов под действием ферментов слюны, вырабатываемой слюнными железами.
Желудок - расщепление белков и жиров под действием желудочного сока, продолжение расщепления углеводов внутри пищевого комка под действием слюны.
Тонкая кишка - завершение расщепления белков, полипептидов, жиров и углеводов под действием ферментов поджелудочного и кишечного соков и желчи. Сложные органические вещества в результате биохимических процессов превращаются в низкомолекулярные, которые, всасываясь в кровь и лимфу, становятся для организма источником энергии и пластических материалов.
Пищеварение – это процесс химической и механической обработки пищи, при котором она переваривается и усваивается клетками организма. Пищеварительные пигменты обрабатывают поступившую еду и расщепляют ее на сложные и простые пищевые компоненты. Сначала в организме образуются белки, жиры и углеводы, которые в свою очередь становятся аминокислотами, глицерином и жирными кислотами, моносахаридами.
Компоненты подлежат всасыванию в кровь и ткани, способствуя дальнейшему синтезу сложных органических веществ, необходимых для правильного функционирования организма. Пищеварительные процессы важны для организма в энергетических целях. За счет процесса пищеварения из пищи извлекаются калории, улучшающие работу внутренних органов, мышц, центральной нервной системы. Пищеварительная система – это сложный механизм, в котором задействована ротовая полость, желудок и кишечник человека. Если продукты будут усваиваться неправильно, а минеральные вещества останутся в неизменном виде, она не принесет пользу организму. У здорового человека все этапы процесса пищеварения длятся на протяжении 24 – 36 часов. Изучим физиологию и особенности процесса пищеварения, чтобы понять, как устроен человеческий организм.
Чтобы понять, что такое пищеварение, необходимо рассмотреть строение и функции пищеварительной системы.
Она состоит из органов и отделов:
- ротовая полость и слюнные железы;
- глотка;
- пищевод;
- желудок;
- тонкий кишечник;
- толстый кишечник;
- печень;
- поджелудочная железа.
Перечисленные органы структурно взаимосвязаны и представляют собой своеобразную трубку, длинной 7 – 9 метров. Но органы уложены настолько компактно, что с помощью петель и изгибов располагаются от ротовой полости до ануса.
Интересно! Сбои в пищеварительной системе приводят к различным заболеваниям. Чтобы пищеварение правильно происходило, откажитесь от нерационального питания, жирной пищи, жестких диет. Также на органы неблагоприятно воздействует плохая экология, регулярные стрессы, алкоголь и курение.
Основная функция процесса пищеварения – переваривание пищи и ее постепенная обработка в организме для образования питательных веществ, всасываемых в лимфу и кровь.
Но кроме этого пищеварение выполняет ряд других важных задач:
- двигательная или моторная отвечает за измельчение пищи, перемешивание с секретами желез пищеварения и дальнейшее передвижение по ЖКТ;
- секреторная обеспечивает расщепление питательных компонентов до слизистых, электролитов, мономеров и конечных метаболических продуктов;
- всасывание способствует перемещению питательных веществ из полости тракта в кровь и лимфу;
- защитная заключается в создании барьеров с помощью слизистой оболочки;
- экскреторная выводит из организма токсические вещества и инородные тела;
- эндокринная вырабатывает биологически активные вещества для регуляции пищеварительных функций;
- витаминообразующая обеспечивает выработку витаминов группы В и К.
К пищеварительным функциям относится сенсорная, моторная, секреторная и всасывание. Среди непищеварительных задач ученые выделяют защитную, метаболическую, экскреторную и эндокринную.
Особенности процесса пищеварения в ротовой полости
Этапы пищеварения у человека в ротовой полости, где начинается измельчение пищи для дальнейшей переработки – важные процессы. Продукты взаимодействуют со слюной, микроорганизмами и ферментами, после чего появляется вкус еды и происходит расщепление крахмалистых веществ до сахаров. В процессе переработки участвуют зубы и язык. Во время координированного глотания участвует язычок и небо. Они предотвращают попадание пищи в надгортанник и носовую полость. В организме происходит анализ поступившей пищи, ее размягчение и измельчение. После этого она через пищевод поступает в желудок.
Процессы пищеварения в желудке
Желудок расположен в теле человека в левом подреберье под диафрагмой и защищен тремя оболочками: внешней, мышечной и внутренней. Основная функция желудка – переваривание пищи за счет обильного шунтирования капиллярами кровеносных сосудов и артериями. Это самая широкая часть пищеварительного тракта, которая может увеличиваться в размерах для всасывания большого количества пищи. В процессе обработки пищи в желудке сокращаются стенки и мышцы, после чего она смешивается с желудочным соком. Процесс химической и механической обработки в желудке длится на протяжении 3 – 5 часов. На пищу воздействует соляная кислота, которая содержится в желудочном соке и пепсине.
После логической схемы процесса пищеварения белки перерабатываются в аминокислоты и низкомолекулярные пептиды. Углеводы в желудке перестают перевариваться, поэтому теряется активность амилазам в кислой среде. В полости желудка благодаря соляной кислоте происходит набухание белков, а также обеспечивается бактерицидное действие. Особенность желудочного процесса пищеварения в том, что продукты, богатые углеводами, перерабатываются кратко и через 2 часа переходят к следующему процессу. Белки и жиры задерживаются в отделе до 8 – 10 часов.
Как происходит пищеварение в тонком кишечнике?
Частично переваренная пища вместе с желудочным соком небольшими порциями перемещается в тонкий кишечник. Здесь происходят более важные циклы пищеварения. Кишечный сок состоит из щелочной среды за счет поступления желчи, выделений кишечных стенок и поджелудочного сока. Процесс пищеварения в кишечнике может замедлиться из-за недостатка лактазы, гидролизирующей молочный сахар. В тонком кишечнике в результате процесса пищеварения расходуется больше 20 ферментов. Работа тонкого кишечника зависит от бесперебойного функционирования трех отделов, плавно переходящих друг в друга: двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки.
Двенадцатиперстная кишка во время пищеварения принимает желчь, образованную в печени. За счет соединений желчи и поджелудочного сока белки и полипептиды расщепляются до простых частиц: эластаза, аминопептидаза, трипсина, карбоксипептидаза и химотрипсина. Происходит их всасывание в кишечник.
Функции печени
Следует отметить неоценимую роль печени, которая вырабатывает желчь во время процесса пищеварения. Работа тонкого кишечника не была бы полноценна без желчи, так как она помогает эмульгировать жиры, активировать липазы и всасывание в желудок триглицеридов. Желчь стимулирует перильстатику, усиливает всасывание белков и углеводов, увеличивает гидролиз и способствует инактивированию пепсина. Желчь играет важную роль во всасывании и растворении жиров и жирорастворимых витаминов. Если желчи в организме не достаточно или она выделяется в кишечник, то процессы пищеварения нарушаются, а жиры выделяются в начальном виде при выходе кала.
Важность желчного пузыря
В желчном пузыре здорового человека откладываются запасы желчи, которые организм расходует при переработке большого объема. Необходимость в желчи пропадает после опустошения двенадцатиперстной кишки. Но работа печени не останавливается, когда пища выводится. Она вырабатывает желчь, откладывая ее в желчный пузырь, чтобы она не испортилась и хранилась до того момента, пока потребность в ней не появится снова.
Если желчный пузырь по каким-то причинам удален из организма, его отсутствие легко переносится. Желчь хранится в желчных протоках и оттуда легко и беспрерывно направляется в двенадцатиперстную кишку вне зависимости от факта приема пищи. Поэтому после операции нужно принимать пищу часто и небольшими порциями, чтобы желчи хватало для ее обработки. Это связано с тем, что места для хранения остатков больше нет, а значит, и резервный запас предельно мал.
Особенности толстого кишечника
В толстый кишечник попадают остатки непереваренной еды. Они находятся в нем 10 – 15 часов. За этот период происходит всасывание воды и микробная метаболизация питательных веществ. Благодаря микрофлоре толстого кишечника, в этом отделе разрушаются пищевые волокна, которые относят к неперевариваемым биохимическим компонентам.
Среди них выделяют:
- воск,
- смолу,
- камедь,
- клетчатку,
- лигнин,
- гемицеллюлозу.
В толстом кишечнике формируются каловые массы. Они состоят из остатковеды, которые не переварились в процессе пищеварения, слизи, микробов и отмерших клеток слизистой оболочки.
Гормоны, влияющие на пищеварение
Кроме основных отделов ЖКТ на качество и скорость процесса пищеварения влияют биологически активные вещества.
| Название | В каком отделе находятся | Функция |
| Гастроэнтеропанкреатическая эндокринная система | эндокринная система | продуцирует пептидные гормоны |
| Гастрин | пилорический отдел | увеличение секреции желудочного сока, пепсина, бикарбонатов и слизи, торможение опорожнения желудка, увеличение продукции простагландина Е |
| Секретин | тонкий кишечник | усиление стимуляции продукции желчи, увеличение щелочи в соке поджелудочной железы, обеспечивает до 80% секреции бикарбонатов |
| Холецистокинин | двенадцатиперстная кишка, проксимальный отдел тощей кишки | стимуляция расслабления сфинктера Одди, увеличение тока желчи, повышение панкреатической секреции |
| Сомастостатин | поджелудочная железа, гипоталамус | понижение секреции инсулина, глюкагона, гастрина |
Как мы видим, процесс пищеварения в организме человека – это сложная система, без которой невозможна жизнь человека. Правильное всасывание пищи способствует качественной работе организма. Каждый орган, составляющий желудочно-кишечный тракт, играет важную роль. Для поддержания здоровья необходимо придерживаться принципов рационального питания и исключить вредные привычки. Тогда механизмы будут работать как часы.
Топ-7 лучших препаратов для похудения:
| Название | Цена |
| 990 руб. | |
| 147 руб. | |
| 990 руб. | |
| 1980 руб. 1 руб. (до 12.03.2019) | |
| 1190 руб. | |
| 990 руб. | |
| 990 руб. |
Также читайте:
Одним из основных условий жизнедеятельности является поступление в организм питательных веществ, непрерывно расходуемых клетками в процессе метаболизма. Для организма источником этих веществ является пища. Система пищеварения обеспечивает расщепление питательных веществ до простых органических соединений (мономеров), которые поступают во внутреннюю среду организма и используются клетками и тканями в качестве пластического и энергетического материала. Кроме того, пищеварительная система обеспечивает поступление в организм необходимого количества воды и электролитов .
Пищеварительная система , или желудочно-кишечный тракт, представляет собой извитую трубку, которая начинается ротовым и заканчивается анальным отверстием. К ней относится также ряд органов, обеспечивающих секрецию пищеварительный соков (слюнные железы, печень, поджелудочная железа).
Пищеварение - это совокупность процессов, в ходе которых в желудочно-кишечном тракте происходит обработка пищи и расщепление содержащихся в ней белков, жиров, углеводов до мономеров и последующее всасывание мономеров во внутреннюю среду организма.
Рис. Система органов пищеварения человека
К пищеварительной системе относятся:
- полость рта с находящимися в ней органами и прилежащими большими слюнными железами;
- глотка;
- пищевод;
- желудок;
- тонкая и толстая кишка;
- поджелудочная железа.
Пищеварительная система состоит из пищеварительной трубки, длина которой у взрослого человека достигает 7-9 м, и ряда расположенных вне ее стенок крупных желез. Расстояние от рта до заднепроходного отверстия (по прямой линии) всего лишь 70-90 см. Большая разница в размерах связана с тем, что пищеварительная система образует множество изгибов и петель.
Ротовая полость, глотка и пищевод, расположенные в области головы человека, шеи и грудной полости, имеют относительно прямое направление. В ротовой полости пища поступает в глотку, где имеется перекрест пищеварительных и дыхательных путей. Затем идет пищевод, по которому смешанная со слюной пища поступает в желудок.
В брюшной полости расположен конечный отдел пищевода, желудок, тонкая, слепая, ободочная кишки, печень, поджелудочная железа, в области таза — прямая кишка. В желудке пищевая масса в течение нескольких часов подвергается воздействию желудочного сока, разжижается, активно перемешивается и переваривается. В топкой кишке пища при участии многих ферментов продолжает перевариваться, в результате чего образуются простые соединения, которые всасываются в кровь и в лимфу. В толстой кишке всасывается вода, и формируются каловые массы. Непереваренные и непригодные к всасыванию вещества удаляются наружу через задний проход.
Слюнные железы
Слизистая оболочка ротовой полости имеет многочисленные мелкие и крупные слюнные железы. К крупным железам относятся: три пары больших слюнных желез — околоушные, подчелюстные и подъязычные. Подчелюстные и подъязычные железы выделяют одновременно слизистую и водянистую слюну, они являются смешанными железами. Околоушные слюнные железы выделяют только слизистую слюну. Максимальное выделение, например, на лимонный сок может достигать 7-7,5 мл/мин. В слюне человека и большинства животных находятся ферменты амилаза и мальтаза, за счет которых происходит химическое изменение пищи уже в ротовой полости.
Фермент амилаза превращает крахмал пищи в дисахарид — мальтозу, а последняя под действием второго фермента — маль- тазы — превращается в две молекулы глюкозы. Хотя ферменты слюны обладают высокой активностью, полного расщепления крахмала в полости рта не происходит, так как пища находится во рту всего 15-18 с. Реакция слюны обычно слабощелочная или нейтральная.
Пищевод
Стенка пищевода трехслойная. Средний слой состоит из развитых поперечно-полосатых и гладких мышц, при сокращении которых пища проталкивается в желудок. Сокращение мускулатуры пищевода создает перистальтические волны, которые, возникая в верхней части пищевода, распространяются по всей длине. При этом последовательно сокращаются вначале мышцы верхней трети пищевода, а затем гладкие мышцы в нижних отделах. Когда пища проходит по пищеводу и растягивает его, происходит рефлекторное раскрытие входа в желудок.
Желудок расположен в левом подреберье, в подложечной области и представляет собой расширение пищеварительной трубки с хорошо развитыми мышечными стенками. В зависимости от фазы пищеварения его форма может меняться. Длина пустого желудка около 18-20 см, расстояние между стенками желудка (между большой и малой кривизной) 7-8 см. Умеренно наполненный желудок имеет длину 24-26 см, наибольшее расстояние между большой и малой кривизнами 10-12 см. Емкость желудка взрослого человека варьирует в зависимости от принятой пищи и жидкости от 1,5 до 4 л. Желудок во время акта глотания расслабляется и остается расслабленным на протяжении всего времени приема пищи. После приема пищи наступает состояние повышенного тонуса, необходимое для начала процесса механической переработки пищи: перетирания и перемешивания химуса. Этот процесс осуществляется за счет перистальтических волн, которые примерно 3 раза в минуту возникают в области пищеводного сфинктера и со скоростью 1 см/с распространяются в сторону выхода в 12-перстную кишку. В начале процесса пищеварения эти волны слабые, но по мере окончания пищеварения в желудке они возрастают как по интенсивности, так и по частоте. В результате небольшая порция химуса подгоняется к выходу из желудка.
Внутренняя поверхность желудка покрыта слизистой оболочкой, образующей большое количество складок. В ней располагаются железы, которые выделяют желудочный сок. Эти железы состоят из главных, добавочных и обкладочных клеток. Главные клетки вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные — соляную кислоту, добавочные — мукоидный секрет. Пища постепенно пропитывается желудочным соком, перемешивается и измельчается при сокращении мышц желудка.
Желудочный сок — прозрачная бесцветная жидкость, имеющая кислую реакцию за счет присутствия в желудке соляной кислоты. Он содержит ферменты (протеазы), расщепляющие белки. Основной протеазой является пепсин, который выделяется клетками в неактивной форме — пепсиноген. Под влиянием соляной кислоты пепсиногеп превращается в пепсин, который расщепляет белки до полипептидов разной сложности. Другие протеазы оказывают специфическое действие на желатину и белок молока.
Под влиянием липазы жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Желудочная липаза может действовать только на эмульгированные жиры. Из всех продуктов питания только молоко содержит эмульгированный жир, поэтому только он подвергается расщеплению в желудке.
В желудке продолжается начавшееся в полости рта расщепление крахмала под воздействием ферментов слюны. Они действуют в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается кислым желудочным соком, поскольку соляная кислота прекращает действие этих ферментов. У человека значительная часть крахмала расщепляется птиалином слюны именно в желудке.
В желудочном пищеварении важную роль играет соляная кислота, которая активизирует пепсиноген до пепсина; вызывает набухание белковых молекул, что способствует их ферментативному расщеплению, способствует створаживанию молока до казеина; обладает бактерицидным действием.
За сутки выделяется 2-2,5 л желудочного сока. Натощак сек- ретизируется незначительное количество его, содержащего преимущественно слизь. После приема пищи секреция постепенно возрастает и держится на сравнительно высоком уровне 4-6 ч.
Состав и количество желудочного сока зависят от количества пищи. Наибольшее количество желудочного сока выделяется на белковую пищу, меньше — на углеводную, а еще меньше — на жирную. В норме желудочный сок имеет кислую реакцию (рН = = 1,5-1,8), что обусловлено соляной кислотой.
Тонкая кишка
Тонкая кишка человека начинается от привратника желудка и делится на 12-перстную, тощую и подвздошную кишки. Длина тонкого кишечника взрослого человека достигает 5-6 м. Наиболее короткая и широкая — 12-псрстная кишка (25,5- 30 см), тощая — 2-2,5 м, подвздошная — 2,5-3,5 м. Толщина тонкой кишки постоянно уменьшается, по ее ходу. Тонкая кишка образует петли, которые спереди прикрыты большим сальником, а сверху и с боков ограничены толстой кишкой. В тонкой кишке продолжаются химическая переработка пищи и всасывание продуктов ее расщепления. Происходит механическое перемешивание и продвижение пищи в направлении толстой кишки.
Стенка тонкой кишки имеет типичное для желудочно-кишечного тракта строение: слизистая оболочка, подслизистый слой, в котором располагаются скопления лимфоидной ткани, железы, нервы, кровеносные и лимфатические сосуды, мышечная оболочка, и серозная оболочка.
Мышечная оболочка состоит из двух слоев — внутреннего кругового и наружного — продольного, разделенных прослойкой рыхлой соединительной ткани, в которой расположены нервные сплетения, кровеносные и лимфатические сосуды. За счет этих мышечных слоев происходит перемешивание и продвижение кишечного содержимого по направлению к выходу.
Гладкая, увлажненная серозная оболочка облегчает скольжение внутренностей друг относительно друга.
Железы выполняют секреторную функцию. В результате сложных синтетических процессов они вырабатывают слизь, защищающую слизистую оболочку от травм и действия секретируемых ферментов, а также различные биологически активные вещества и в первую очередь ферменты, необходимые для пищеварения.
Слизистая оболочка тонкой кишки образует многочисленные круговые складки, благодаря чему увеличивается всасывательная поверхность слизистой оболочки. Размер и количество складок уменьшается по направлению к толстой кишке. Поверхность слизистой оболочки усеяна кишечными ворсинками и криптами (углублениями). Ворсинки (4-5 млн) длиной 0,5-1,5 мм осуществляют пристеночное пищеварение и всасывание. Ворсинки являются выростами слизистой оболочки.
В обеспечении начального этапа пищеварения большая роль принадлежит процессам, происходящим в 12-перстной кишке. Натощак ее содержимое имеет слабощелочную реакцию (рН = = 7,2-8,0). При переходе в кишку порций кислого содержимого желудка реакция содержимого 12-перстной кишки становится кислой, но затем за счет поступающих в кишку щелочных секретов поджелудочной железы, тонкой кишки и желчи становится нейтральной. В нейтральной среде прекращают действие желудочные ферменты.
У человека рН содержимого 12-перстной кишки колеблется в пределах 4-8,5. Чем выше его кислотность, тем больше выделяется сока поджелудочной железы, желчи и кишечного секрета, замедляется эвакуация содержимого желудка в 12-перстную кишку и ее содержимого в тощую кишку. По мере продвижения по 12-перст- ной кишке пищевое содержимое смешивается с поступающими в кишку секретами, ферменты которых уже в 12-перстной кишке осуществляют гидролиз питательных веществ.
Сок поджелудочной железы поступает в 12-перстную кишку не постоянно, а только во время приема пищи и в течение некоторого времени после этого. Количество сока, его ферментативный состав и длительность выделения зависят от качества поступившей пищи. Наибольшее количество поджелудочного сока выделяется на мясо, меньше всего на жир. За сутки выделяется 1,5-2,5 л сока со средней скоростью 4,7 мл/мин.
В просвет 12-перстной кишки открывается проток желчного пузыря. Выделение желчи происходит через 5-10 мин после приема пищи. Под влиянием желчи активизируются все ферменты кишечного сока. Желчь усиливает двигательную активность кишечника, способствуя перемешиванию и передвижению пищи. В 12-перстной кишке происходит переваривание 53-63% углеводов и белков, жиры перевариваются в меньшем количестве. В следующем отделе пищеварительного тракта — тонкой кишке — продолжается дальнейшее переваривание, но уже в меньшей степени, чем в 12-перстной кишке. В основном здесь идет процесс всасывания. Окончательное расщепление питательных веществ происходит на поверхности тонкой кишки, т.е. на той же поверхности, где происходит всасывание. Такое расщепление питательных веществ называется пристеночным или контактным пищеварением, в отличие от полостного пищеварения, происходящего в полости пищеварительного канала.
В тонком кишечнике происходит наиболее интенсивное всасывание через 1-2 ч после приема пищи. Усвоение моносахаридов, алкоголя, воды и минеральных солей происходит не только в тонком кишечнике, но и в желудке, хотя в значительно меньшей степени, чем в тонком кишечнике.
Толстая кишка
Толстая кишка является конечной частью пищеварительного тракта человека и состоит из нескольких отделов. Ее началом считается слепая кишка, на границе которой с восходящим отделом в толстую кишку впадает тонкая кишка.
Толстая кишка подразделяется на слепую с червеобразным отростком, восходящую ободочную, поперечную ободочную, нисходящую ободочную, сигмовидную ободочную и прямую. Длина ее колеблется от 1,5-2 м, ширина достигает 7 см, затем толстая кишка постепенно уменьшается до 4 см у нисходящей ободочной кишки.
Содержимое тонкой кишки проходит в толстую через узкое щелевидное отверстие, расположенное почти горизонтально. В месте впадения тонкой кишки в толстую имеется сложное анатомическое устройство — клапан, снабженный мышечным круговым сфинктером и двумя «губами». Этот клапан, замыкающий отверстие, имеет вид воронки, обращенный своей узкой частью в просвет слепой кишки. Клапан периодически открывается, пропуская содержимое небольшими порциями в толстую кишку. При повышении давления в слепой кишке (при перемешивании и продвижении пищи) «губы» клапана смыкаются, и доступ из тонкой кишки в толстую прекращается. Тем самым клапан препятствует обратному затеканию содержимого толстой кишки в тонкую. Длина и шири- па слепой кишки примерно равны (7-8 см). От нижней стенки слепой кишки отходит червеобразный отросток (аппендикс). Его лимфоидная ткань — структура иммунной системы. Слепая кишка непосредственно переходит в восходящую ободочную кишку, затем поперечную ободочную, нисходящую ободочную, сигмовидную и прямую, которая заканчивается задним проходом (анусом). Длина прямой кишки 14,5-18,7 см. Спереди прямая кишка своей стенкой прилежит у мужчин к семенным пузырькам, семявыно- сяшим протокам и лежащему между ними участку дна мочевого пузыря, еще ниже — к предстательной железе, у женщин прямая кишка спереди граничит с задней стенкой влагалища на всем его протяжении.
Весь процесс пищеварения у взрослого человека длится 1 -3 суток, из них наибольшее время приходится на пребывание остатков пищи в толстой кишке. Ее моторика обеспечивает резервуарную функцию — накопление содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, продвижение его, формирование каловых масс и их удаление (дефекацию).
У здорового человека пищевая масса через 3-3,5 ч после приема начинает поступать в толстую кишку, которая заполняется в течение 24 ч и полностью опорожняется за 48-72 ч.
В толстом кишечнике всасываются глюкоза, витамины, аминокислоты, вырабатываемые бактериями кишечной полости, до 95% воды и электролиты.
Содержимое слепой кишки совершает небольшие и длительные перемещения то в одну, то в другую сторону за счет медленных сокращений кишки. Для толстой кишки характерны сокращения нескольких типов: малые и большие маятникообразные, перистальтические и антиперистальтические, пропульсивные. Первые четыре типа сокращений обеспечивают перемешивание содержимого кишки и повышение давления в ее полости, что способствует сгущению содержимого путем всасывания воды. Сильные пропульсивные сокращения возникают 3-4 раза в сутки и продвигают кишечное содержимое к сигмовидной кишке. Волнообразные сокращения сигмовидной ободочной кишки перемешают каловые массы в прямую кишку, растяжение которой вызывает нервные импульсы, которые передаются по нервам в центр дефекации в спинной мозг. Оттуда импульсы направляются к сфинктеру заднепроходного отверстия. Сфинктер расслабляется и сокращается произвольно. Центр дефекации у детей первых лет жизни не контролируется корой головного мозга.
Микрофлора в пищеварительном тракте и ее функцияТолстая кишка обильно заселена микрофлорой. Макроорганизм и его микрофлора составляют единую динамическую систему. Динамичность эндоэкологического микробного биоценоза пищеварительного тракта определяется количеством поступивших в него микроорганизмов (у человека за сутки перорально поступает около 1 млрд микробов), интенсивностью их размножения и гибели в пищеварительном тракте и выведения из него микробов в составе кала (у человека в норме выделяется за сутки 10 12 -10 14 микроорганизмов).
Каждый из отделов пищеварительного тракта имеет характерные для него количество и набор микроорганизмов. Их число в полости рта, несмотря на бактерицидные свойства слюны, велико (I0 7 -10 8 на 1 мл ротовой жидкости). Содержимое желудка здорового человека натощак благодаря бактерицидным свойствам поджелудочного сока часто бывает стерильным. В содержимом толстой кишки число бактерий максимально, и в 1 г кала здорового человека содержится 10 млрд и более микроорганизмов.
Состав и количество микроорганизмов в пищеварительном тракте зависит от эндогенных и экзогенных факторов. К первым относится влияние слизистой оболочки пищеварительного канала, его секретов, моторики и самих микроорганизмов. Ко вторым — характер питания, факторы внешней среды, прием антибактериальных препаратов. Экзогенные факторы влияют непосредственно и опосредованно через эндогенные факторы. Например, прием той или иной пищи изменяет секреторную и моторную деятельность пищеварительного тракта, что формирует его микрофлору.
Нормальная микрофлора — эубиоз — выполняет ряд важнейших для макроорганизма функций. Исключительно важной является ее участие в формировании иммунобиологической реактивности организма. Эубиоз предохраняет макрооргапизм от внедрения и размножения в нем патогенных микроорганизмов. Нарушение нормальной микрофлоры при заболевании или в результате длительного введения антибактериальных препаратов нередко влечет за собой осложнения, вызываемые бурным размножением в кишечнике дрожжей, стафилококка, протея и других микроорганизмов.
Кишечная микрофлора синтезирует витамины К и группы В, которые частично покрывают потребность организма в них. Микрофлора синтезирует и другие вещества, важные для организма.
Ферменты бактерий расщепляют непереваренные в тонкой кишке целлюлозу, гемицеллюлозу и пектины, и образовавшиеся продукты всасываются из кишечника и включаются в обмен веществ организма.
Таким образом, нормальная микрофлора кишечника не только участвует в конечном звене пищеварительных процессов и несет защитную функцию, но из пищевых волокон (неусвояемый организмом растительный материал — целлюлоза, пектин и т.д.) производит целый ряд важных витаминов, аминокислот, ферментов, гормонов и других питательных веществ.
Некоторые авторы выделяют теплообразующую, энергообразующую и стимулирующую функции толстого кишечника. В частности, Г.П. Малахов отмечает, что микроорганизмы, обитающие в толстом кишечнике, при своем развитии выделяют энергию в виде теплоты, которая греет венозную кровь и прилежащие внутренние органы. А образуется в кишечнике в течение суток, по разным данным, от 10-20 млрд до 17 трлн микробов.
Как все живые существа, микробы имеют вокруг себя свечение — биоплазму, которая заряжает воду и электролиты, всасывающиеся в толстом кишечнике. Известно, что электролиты являются одними из лучших аккумуляторов и переносчиков энергии. Эти энергонасыщенные электролиты вместе с током крови и лимфы разносятся по всему организму и отдают свой высокий потенциал энергии всем клеточкам тела.
Наш организм имеет особые системы, которые стимулируются разнообразными воздействиями внешней среды. Посредством механического раздражения подошвы стопы стимулируются все жизненно важные органы; посредством звуковых колебаний стимулируются особые зоны на ушной раковине, связанные со всем организмом, световые раздражения через радужную оболочку глаза также стимулируют весь организм и по радужной оболочке ведется диагностика, и на коже находятся определенные участки, которые связаны с внутренними органами, так называемые зоны Захарьина-Геза.
Толстый кишечник имеет особую систему, посредством которой стимулирует весь организм. Каждый участок толстого кишечника стимулирует отдельный орган. Когда дивертикул кишки заполняется пищевой кашицей, в нем бурно начинают размножаться микроорганизмы, выделяя энергию в виде биоплазмы, которая воздействует стимулирующе на этот участок, а через него на орган, связанный с этим участком. Если этот участок забит каловыми камнями, то стимуляции нет, и начинается потихоньку угасание функции данного органа, затем развитие специфической патологии. Особенно часто каловые отложения образуются в местах сгибов толстого кишечника, где продвижение каловых масс замедляется (место перехода тонкого кишечника в толстый, восходящий изгиб, нисходящий изгиб, изгиб сигмовидной ободочной кишки). Место перехода тонкого кишечника в толстый стимулирует слизистую носоглотки; восходящий изгиб — щитовидную железу, печень, почки, желчный пузырь; нисходящий — бронхи, селезенку, поджелудочную железу, изгибы сигмовидной кишки — яичники, мочевой пузырь, половые органы.
Зачем нужны пищеварительные процессы
Во время пищеварения (его также называют перевариванием) соединения со сложной структурой расщепляются на более простые. Вся потребляемая нами пища содержит белки, углеводы и жиры (липиды). В основном это крупные, сложно построенные молекулы, которые образуют ветвящиеся цепочки, многоярусные циклические структуры и даже стабильные комплексы из различных компонентов. Именно эти соединения являются строительным и энергетическим материалом для клеток всех живых существ на Земле. Важно понимать, что у каждого биологического вида своя уникальная структура сложных молекул. При этом чужеродные соединения потребляемой нами еды не могут быть усвоены нашей пищеварительной системой в своем первоначальном виде. Зачем же нужно пищеварение? Именно благодаря ему такие соединения расщепляются на более мелкие базовые молекулы.
Переработка поступающих веществ в доступные базовые соединения – суть пищеварения. Но ему присущи и второстепенные, не менее важные задачи.
Что еще обеспечивают пищеварительные процессы
Процесс пищеварения является в некотором роде и защитой для организма. Ведь при расщеплении чужеродные вещества теряют свои специфические свойства. Они становятся универсальными, нейтральными. Поэтому их поступление в кровоток после всасывания не провоцирует аллергических реакций. Кроме того, во время процесса пищеварения могут распадаться не только компоненты из продуктов питания. Попавшие в пищеварительный тракт микроорганизмы подвергаются тому же воздействию. И если они не способны противостоять достаточно агрессивным ферментам, то погибают и расщепляются на простые молекулы. Это защищает человека от проникновения многих болезнетворных микроорганизмов.
Этапы пищеварения
Основные этапы пищеварения включают:
- механическую и частичную ферментную обработку еды в ротовой полости;
- проглатывание и транспортировку пищевого комка по пищеводу;
- желудочное переваривание;
- тонко- и толстокишечный этапы процесса пищеварения;
- накопление и последующую эвакуацию каловых масс.
Основная суть процесса пищеварения в организме человека в его последовательности: пищевой комок переходит в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта и по мере своего передвижения все больше переваривается. В норме обмена с вышестоящим участком происходить не должно. При нарушениях могут наблюдаться изжога, отрыжка и другие специфические симптомы.
Этап 1: пищеварительные процессы во рту
Процесс пищеварения начинается уже в ротовой полости, где пища измельчается, смачивается и перемешивается. Это облегчает проглатывание и подготавливает еду к дальнейшей обработке в желудке. Чем тщательнее была прожевана пища, тем качественнее и быстрее будут происходить процессы пищеварения в желудке. Слюна также обладает некоторой ферментативной активностью. При достаточно продолжительном пребывании еды во рту содержащиеся в ней сложные углеводы начинают расщепляться на простые. Но все же это является скорее вспомогательным процессом, ведь еда обычно быстро проглатывается. На состояние белков и жиров слюна не влияет. По сути, пищеварения (собственно переваривания) во рту не происходит, это лишь начальный его этап.
Этап 2: пищеварительные процессы в желудке
Процессы пищеварения в организме человека происходят преимущественно в средних отделах пищеварительного тракта: желудке и тонком кишечнике. Именно здесь осуществляется наиболее интенсивная химическая обработка, что позволяет в несколько этапов расщеплять крупные сложные молекулы.
В желудке процессы пищеварения обусловлены действием химически активного желудочного сока. В нем содержится ряд ферментов, важнейшими из которых являются пепсины, расщепляющие белки. Они отвечают за переваривание основных белковых веществ соединительной ткани и казеина молочных продуктов. Но образующиеся при этом соединения еще не могут всасываться, они окончательно перерабатываются на этапе пищеварения в кишечнике.
Но для переваривания важны не только ферменты. Большую роль на этом этапе пищеварения играет и высокая кислотность желудочного сока. Она обеспечивается соляной кислотой, которая участвует в переработке молока, активирует ферменты, стимулирует секрецию и моторику желудка и верхних отделов тонкой кишки. В кислой среде также гибнут бактерии.
Этап 3: пищеварительные процессы в кишечнике
Процессы пищеварения в кишечнике обеспечиваются соком поджелудочной железы, желчью и ферментами множественных мелких желез кишечной стенки. Здесь происходит окончательное переваривание всех базовых нутриентов и всасывание образовавшихся конечных продуктов. К кишечным ферментам относят амилазу, липазу, мальтазу, несколько видов протеаз.
Неиспользованные соединения и значительная масса воды переходят в толстый кишечник. В непосредственном процессе пищеварения пищи он практически не участвует. Отделы толстой кишки отвечают за всасывание воды, ряда витаминов и минералов, обеспечивают формирование и эвакуацию каловых масс. Белки, жиры и углеводы в норме сюда не доходят, так как перевариваются в вышележащих отделах. Правда, содержащиеся в толстом кишечнике бактерии способны расщеплять белковые и углеводные молекулы. Но образующиеся при этом соединения не приносят организму человека пользу, фактически оказывая токсическое действие. Поэтому-то нарушение этапов пищеварения достаточно быстро приводит к ухудшению самочувствия пациента и негативно влияет на обмен веществ.
Что делать при нарушении пищеварительных процессов
Проблемы с пищеварением – достаточно частый повод для обращения к врачу. При этом чаще всего диагностируется относительная ферментная недостаточность, которая нарушает не только процесс пищеварения и обмен веществ, но и самочувствие в целом. В состав Микразим входят ферменты амилаза, липаза и протеаза, каждый из которых отвечает за расщепление определенной группы питательных веществ (углеводов, жиров и белков). Отсутствие даже одного из них в процессе переваривания пищи негативно сказывается на здоровье человека.
Загрузка...
