1. Функции пищеварения. Схема пищеварительного аппарата

Пищеварение представляет собой очень сложный процесс, при котором пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим изменениям, способствующим всасыванию пищевых веществ в кровь.

Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения:

Полостное пищеварение→мембранное пищеварение→всасывание

Полостным называется пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях – ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание.

Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностех клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также сопряжение конечных этапов переваривания и начальных этапов всасывания.

За свою жизнь человек в среднем потребляет более двух тонн белка, более тонны жира и около семнадцати тонн различных сахаров.

Пища, поступающая в организм человека, не может быть усвоена и использована для пластических целей и образования жизненной энергии, так как ее физическое состояние и химический состав очень сложны. Для превращения пищи в легкоусвояемое организмом состояние у человека есть специальные органы, осуществляющие пищеварение.

Пищеварительный аппарат человека состоит из следующих органов: ротовая полость (ротовое отверстие, язык, зубы, жевательные мышцы, слюнные железы, железы слизистой оболочки полости рта), глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, поджелудочная железа, печень, тонкий кишечник, толстый кишечник с прямой кишкой (рисунок 1).

Пищевод, желудок, кишечник состоят из трех оболочек: внутренней — слизистой, в которой расположены железы, выделяющие слизь, а в ряде органов — и пищеварительные соки; средней — мышечной, обеспечивающей путем сокращения передвижение пищи; наружной — серозной, выполняющей роль покровного слоя.

Органы пищеварения (схема 1)

 

Схема 1. Органы пищеварения

У человека в течение суток выделяется около 7л пищеварительных соков, в состав которых входят: вода, разжижающая пищевую кашицу, слизь, способствующая лучшему передвижению пищи, соли и ферменты- катализаторы биохимических процессов, расщепляющие пищевые вещества на простые составные соединения. В зависимости от действия нате или иные вещества ферменты (табл.1) на протеазы, расщепляющие белки (протеины), амилазы, расщепляющие углеводы, и липазы, расщепляющие жиры (липиды). Каждый фермент активен только в определенной среде (кислой, или щелочной, или нейтральной).

Таблица 1 – Пищеварительные ферменты человека и их специфичность

Ферменты	Оптимальное значение рН	Соответствие видам пищи
		соответствует	не соответствует
переваривающиеся белки (протеазы)
Пепсин	1,0-1,5	большинство белков глобулярной природы	кератины, эластины, коллагены – плохо перевариваются из-за особенностей третичной структуры
Гастриксин	2,0-3,0	-*-	-*-
Трипсин	8,0	-*-	-*-
Химотрипсин	8,0	-*-	-*-
Аминопептидазы	8,0	пептиды (с N- концевого аминокислотногo остатка)	-*-
Карбоксипептидазы	8,0	пептиды (с С- концевого аминокислотног o остатка)	-*-
Дипептидазы	8,0	дипептиды	-*-
переваривающие углеводы (амилазы)
Α-амилаза (птиалин)	7,0	крахмал, гликоген, другие α-полисахариды	целлюлоза и гемицеллюлозы из-за наличия β-гликозидной связи
Дисахаридазы	6,5-7,5	сахароза, мальтоза, лактоза	-*-
Переваривающие жиры: липазы	8,0	ацилглицерины	воски

Рис. 1. Схема строения органов пищеварения

В результате расщепления из белков получаются аминокислоты, из жиров — глицерин и жирные кислоты, из углеводов в основном — глюкоза. Вода, минеральные соли, витамины, содержащиеся в пище, в процессе пищеварения не претерпевают изменений. Последовательные этапы переваривания и всасывания представлены рисунком 2.

Рис. 2. Последовательные этапы переваривания и всасывания

Интересно знать: Если средний человек прожил 70 лет, то он съел примерно: 8 тонн мучных изделий; 11 тонн картофеля; 6-7 тонн мяса и рыбы; 10 тысяч яиц; 10 тысяч литров молока. В среднем за 70 лет жизни, в среднем затрачено на еду — 3 года 7 месяцев и 21 день.

Физические изменения пищи – это:

• размельчение
• перемешивание
• образование суспензий
• образование эмульсий
• частичное растворение пищи

Химические изменения пищи связаны с рядом последовательных стадий расщепления белков, жиров и углеводов на все более мелкие соединения. Это происходит под действием пищеварительных гидролитических ферментов.

Пищеварительные ферменты делятся на три основные группы:

• • протеазы — расщепляющие белки
  • липазы — расщепляющие жиры
  • амилазы — расщепляющие углеводы

Ферменты образуются в специальных секреторных клетках пищеварительных желез (железами называют любые группы клеток, способные выделять разные жидкости) и поступают внутрь пищеварительного тракта вместе со слюной, желудочным, поджелудочным и кишечными соками.

Без химической переработки большая часть пищеварительных веществ (Б,Ж,У) не может в сосаться в кровь и использоваться организмом. Вода, минеральные соли, и небольшое число органических соединений пищи поступают в кровь в неизмененном виде.

Схема 2. Пищеварение

2. Пищеварение в ротовой полости

Переработка пищи начинается в ротовой полости (рис.3).

Ротовая полость – это передний начальный отдел пищеварительного аппарата. С помощью зубов, языка и мышц щек пища подвергается первоначальной механической переработке образованию пищевого комка, а с помощью слюны — химической. Ротовая полость состоит из языка, зубов, твердое и мягкое небо, язычка и миндалин.

Язык – мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой, состоящей из множества различных сосочков, которые содержат вкусовые нервные окончания. Кончик языка воспринимает сладкое, тело языка — кислое и соленое, корень горькое.

Вкусовые ощущения воспринимаются, если анализируемое вещество растворено в слюне. Утром язык мало чувствителен к восприятию вкуса, усиливается чувствительность к вечеру (19-21 ч.). Поэтому на завтрак следует включать продукты, усиливающие раздражение вкусовых рецепторов (салаты, закуски, фрукты и др.). Оптимальная температура для восприятия вкусовых ощущений 35-40°С.

Чувствительность рецепторов снижается в процессе еды, при однообразном питании, принятии холодной пищи, а также с возрастом. Установлено, что сладкая пища вызывает ощущение удовольствия, благоприятно влияет на настроение, в то время как кислая может оказывать обратное действие.

Зубы – в ротовой полости у взрослого человека всего 32 зуба – 8 резцов (передние зубы), 4 клыка, 8 малых и 12 больших коренных зубов. Резцы откусывают пищу, клыки разрывают ее, коренные зубы разжевывают.

Зуб состоит из коронки, шейки и корня. Зубная полость заполнена пульпой – соединительной тканью, пронизанной нервами и кровеносными сосудами. Основу зуба составляет дентин – костная ткань. Коронка зуба покрыта эмалью, а кони – зубным цементом.

Тщательное пережевывание пищи зубами увеличивает ее контакт со слюной, высвобождает вкусовые и бактерицидные вещества и облегчает проглатывание пищевого комка.

Рис. 3. Ротовая полость

Язычок – в процессе глотания он приподнимается и закрывает место соединения носовой полости с глоткой. Надгортанник перекрывает вход в трахею, чтобы пища не проникла в легкие. У самого входа в глотку в ее стенке расположены небольшие железы – миндалины (гланды).

Миндалины первыми встречаются с бактериями, проникающими вместе с воздухом и пищей. Если микробов окажется слишком много, гланды могут воспалиться и возникает заболевание – ангина. Ангина может давать серьезные осложнения, сказывающие на работе почек, сердца и даже мозга человека.

Физические изменения пищи – измельчение (жевание), смачивание слюной.

В полости рта пища должна находиться 15-18сек.

Слюна — пищеварительный сок слабо щелочной реакции (рН 6,8-7,4), вырабатываемый тремя парами слюнных желез (рис.4) (околоушными, подъязычными, подчелюстными) и поступающий в ротовую полость по протокам.

Рис. 4. Слюнные железы

Кроме того, слюна выделяется слюнными железами губ, щек, языка, неба (губные, щечные, язычные и небные). Слюна состоит на 99% из воды и 1% из неорганических и органических веществ. Неорганические вещества слюны – натрий, калий, кальций, магний, хлориды, фосфаты, йодиты, фториды и др. (из слюны кальций и фосфор проникают в эмаль зуба); органические – представлены главным образом муцином, ферментами и антибактериальными веществами.

Всего за сутки вырабатывается от 0,5 до 2л слюны разной консистенции: густая слюна выделяется для переваривания жидкой пищи, жидкая — для сухой пищи. Выделение слюны регулирует центр слюноотделения, расположенный в продолговатом мозге. Секреция слюны происходит непрерывно, но больше в дневное время.

Возрастает слюноотделение при ощущении голода, виде и запахе пищи, при звуках, связанных с приготовлением пищи, во время приема пищи, разговоре и мысли о пище. Тормозит секрецию слюны непривлекательная пища, неэстетическая обстановка, быстрая еда, напряженная физическая и умственная работа, отрицательные эмоции и т.д.

Муцин – это мукопротеин, который придает слюне вязкость, склеивает пищевой комок, делая его скользким и легко проглатываемым.

В слюне содержится особое вещество – лизоцим. Он убивает бактерии, которые всегда есть в любой пище. Происходит частичное обеззараживание пищи. А также в слюне находятся иммуноглобулины ограждающие организм от патогенной микрофлоры. В слюне содержится ферменты, расщепляющие углеводы до глюкозы (виноградного сахара), под действием птиалина (амилазы) происходит частичное превращение крахмала сначала в декстрины, а затем в дисахарид мальтозу. Второй фермент слюны мальтаза расщепляет мальтозу на 2 молекулы глюкозы.

Пища в ротовой полости находится сравнительно короткое время 10-25с. Пищеварение во рту сводится в основном к образованию пищевого комка, подготовленного к проглатыванию. Химическое воздействие слюны на пищевые вещества в ротовой полости ничтожно из-за непродолжительного пребывания пищи. Действие её продолжается в желудке примерно 30 мин. до полного пропитывания пищевого комка кислым желудочным соком. Однако обработка пищи во рту имеет большое значение для дальнейшего хода пищеварительного процесса, так как акт еды — мощный рефлекторный возбудитель деятельности всех пищеварительных органов.

Пищевой комок с помощью координированных движений языка и щек продвигается к глотке, где совершается акт глотания. Из полости рта пища поступает в глотку, а затем в пищевод.

Глотка (pharynx) – часть пищеварительного канала, соединяющего полость рта с пищеводом. В полости глотки происходит перекрест пищеварительных и дыхательных путей. Глотка делиться на три части: носовую, ротовую и гортанную.

Проскочив глотку, пищевой комок пищи попадает в длинную трубку – пищевод (esophagus) (рис.5).

Рис. 5. Строение горла

Его длина у взрослого человека составляет 25-30см и диаметром 2,2 см. В пищеводе выделяют шейную, грудную и брюшную части. Пищевод имеет несколько физиологических сужений. В нижней части находиться сфинктер (особые круговые мышцы), сокращение которого закрывает вход в желудок. При глотании сфинктер расслабляется и пищевой комок поступает в желудок. Пищевод выполняет только транспортную функцию. Пища проходит по пищеводу к желудку в любом положении тела за 1-9сек в зависимости от консистенции пищи, за счет перистальтического сокращения стенок пищевода.

Влияние пищевых факторов на состояние ротовой полости. Недостаточное поступление белков, фосфора, кальция, витаминов C, D,группы В и избыток сахара приводят к развитию кариеса зубов. Увеличивают риск кариеса рафинированные пищевые продукты. Они содержат много сахара, но бедны пищевыми волокнами, которые помогают очищать зубы от остатков пищи.

Резкая смена горячей и холодной пищи приводит к появлению микротрещин эмали зубов и затее к кариесу. Некоторые пищевые кислоты, например, виннокаменная, а также соли кальция и других катионов, могут образовывать зубные камни.

Дефицит в питании витаминов группы В, особенно В₂ (рибофлавин) – причина трещин в углах рта и воспаления слизистой оболочки языка. О недостаточном поступлении витамина А (ретинол) свидетельствует ороговение слизистых оболочек ротовой полости, трещины и их инфицирование. При дефиците витаминов С (аскорбиновая кислота) и Р (рутин) развивается пародонтоз – воспаление околозубных тканей (пародонт), что приводит к ослаблению фиксации зубов в челюстях.

Отсутствие зубов, кариес и пародонтоз нарушает жевание, и ухудшают процессы пищеварения в ротовой полости.

3. Пищеварение в желудке. Поджелудочная железа

Из пищевода пищевой комок попадает в желудок (рис.6). Желудок (gaster) – это расширенный отдел пищеварительного канала, расположенный в верхней части брюшной полости под диафрагмой, между концом пищевода и началом двенадцатиперстной кишки. Представляет собой полый орган, состоящий из входа, дна, тела и выхода. Входное и выходное отверстия закрываются мышечным валиком (жомом).

В желудке различают переднюю и заднюю стенки, вогнутый (малая кривизна) и выпуклый (большая кривизна) края. Часть желудка, прилегающая к месту входа пищевода в желудок, называется кардиальной, куполообразное выпячивание желудка – дно, или фундальная часть, средняя часть – тело желудка, а участок, переходящий в двенадцатиперстную кишку, — привратниковая, или пилорическая часть желудка. Желудок человека вмещает в среднем 1,5-3,0 кг пищи и является пищевым депо. Объем желудка взрослого человека составляет около 2л, но может увеличиваться до 5л.

Стенка желудка состоит из четырех слоев (оболочек): слизистой, подслизистой, мышечной и серозной.

Слизистая оболочка желудка имеет большое количество складок, в ямках которых располагаются 25000000 желез, выделяющие желудочный сок. Различают желудочные (собственные) железы, расположенные в области дна и тела, и железы привратника (пилорические). Желудочные железы многочисленны и содержат клетки трех видов:

• главные – вырабатывающие ферменты;
• обкладочные – выделяющие соляную кислоту;
• добавочные – выделяющие слизь.

Пилорические железы не содержат клеток, образующих соляную кислоту.

Подслизистая оболочка содержит большое количество кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.

Мышечная оболочка состоит из трех слоев: продольной, кольцевой и косой. В привратниковой части желудка кольцевой слой мышц утолщается и образует сфинктер. Слизистая оболочка в этом месте образует круговую складку (привратниковую заслонку), которая при сокращении сфинктера отделяет желудок от двенадцатиперстной кишки.

Серозная болочка (брюшина) покрывает желудок со всех сторон.

В желудке происходит химическое изменение пищи. На внутренней поверхности желудка имеется множество крохотных железок. При виде и запахе пищи они автоматически выделяют желудочный сок.

Желудок выполняет следующие функции: секреторную (выработка желудочного сока), моторную, всасывательную, экскреторную (выделение мочевины, мочевой кислоты и др.), гормональную (образование гормонов гастрина, гистамина), гомеостатическую (регуляция рН). Еще одна функция – участие в гемопоэзе (кроветворении). Слизистая желудка вырабатывает биологически активное вещество – внутренний фактор Касла, необходимое для образования эритроцитов крови.

Желудочный сок – бесцветная прозрачная жидкость, которая содержит соляную кислоту (кислая реакция рН1,0-1,5). Концентрация соляной кислоты в желудочном соке 0,4-0,5%, которая активизирует ферменты желудочного сока

и оказывает бактерицидное воздействие на микробы, попадающие в желудок с пищей. В состав желудочного сока входит вода 99% и плотные вещества 1%. Плотные вещества включают органические (ферменты, слизь, лизоцим) и неорганические (соляная кислота) компоненты. В состав желудочного сока входят ферменты: пепсин, химозин (сычужный фермент), липаза. Фермент пепсин расщепляет белки пищи на более простые вещества (пептоны и альбумозы), которые подвергаются дальнейшему перевариванию в тонком кишечнике. К основным протеолитическим ферментам относят пепсины А, В (парапепсин), С (гастриксин). Пепсин А и гастриксин, совместно действуя на разные виды белков, обеспечивают 95 % протеолитической активности желудочного сока. Пепсин А гидролизует белки с максимальной скоростью при рН 1,5-2,0, гастриксин — при рН 3,2-3,5.

Пепсины вырабатывается главными клетками желудочных желез в форме неактивных предшественников — пепсиногенов. Под действием соляной кислоты пепсиногены превращаются в активные пепсины, который расщепляет белки до альбумоз и пептонов.

Соляная кислота выполняет и ряд других функций:

• способствует денатурации и набуханию белков, что облегчает их гидролитическое расщепление;
• создает кислую среду, оптимальную для действия гидролитических ферментов;
• обеспечивает антибактериальное действие желудочного сока;
• участвует в регуляции моторики;
• участвует в секреторной деятельности пищевых желез, влияя на образование гормонов, возбуждающих секрецию (гастрин, секретин).

Химозин (реннин) — сычужный фермент, вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция, т. е. переводит растворимый белок казеиноген в нерастворимый казеин.

Липаза желудочного сока малоактивна и действует только на эмульгированные жиры (молочный жир, майонез, яичный желток), расщепляя их на глицерин и жирные кислоты. В пищеварении взрослого человека этот фермент имеет небольшое значение, в то время как у грудных детей желудочная липаза расщепляет 59 % эмульгированного жира грудного молока при рН 5,5-7,9.

В полости желудка отсутствуют ферменты, способные расщеплять углеводы. Однако в пищевом комке, поступившем в кардиальную часть желудка, углеводы пищи могут расщепляются под действием ферментов слюны до тех пор пока пищевая кашица не пропитается полностью желудочным соком и щелочная реакция не сменится на кислую.

Слизь желудочного сока (муцин) — важный органический компонент, предохраняющий слизистую оболочку желудка от механических и химических раздражителей, а также от самопереваривания.

Существует два вида слизи — нерастворимая, видимая (выстилает внутреннюю поверхность слизистой оболочки толщиной 0,5-1,5 мм), и растворимая, невидимая. Оба слоя слизистого барьера желудка прочно связаны коллоидными тяжами

Крахмал расщепляется в основном ферментами поджелудочной железы.

Рис. 6. Желудок

Для переваривания 100г мяса требуется около 300г желудочного сока.

Человеческий организм выделяет желудочного сока 1,5-2,5л в сутки в зависимости от количества и состава пищи. Благодаря большому количеству сока пищевая масса превращается в жидкую кашицу (химус). Пища в желудке переваривается от 3 до 10ч в зависимости от состава, объема, консистенции и способа ее обработки. Пища жирная, плотная находится в желудке дольше, чем жидкая, содержащая углеводы.

Жидкости начинают переходить в кишечник почти сразу после поступления в желудок, а пища когда консистенция ее становиться жидкой или полужидкой.

Механизм секреции желудочного сока — это сложный процесс, состоящий из двух фаз. Первая фаза желудочной секреции представляет собой условный и безусловный рефлекторный процесс, зависящий от внешнего вида, запаха и условий приема пищи.

Этот желудочный сок великий русский ученый-физиолог И.П. Павлов назвал «аппетитным» или «запальным», от которого зависит дальнейший ход пищеварения.

Вторая фаза желудочной секреции связана с химическими возбудителями пищи и называется нервно-химической. Механизм секреции желудочного сока зависит также от действия специфических гормонов пищеварительных органов. В желудке происходит частичное всасывание в кровь воды и минеральных солей.

Процесс отделения желудочного сока происходит в две фазы. Первая – мозговая, или сложнорефлекторная фаза секреции, — комплекс условных и безусловных рефлексов, возникающих в результате действия условных раздражителей (запах, вид пищи, звуковые раздражители, связанные с приготовлением пищи, обстановка, разговоры о пище и т. п.) на рецепторы органов чувств и безусловного раздражителя (пищи) на рецепторы полости рта, глотки и пищевода.

Сок, выделяющийся в первой фазе, является особенно ценным, так как он ферментами. И. П. Павлов назвал этот сок «запальным». Отделение «запального» сока вызывает аппетит и создает нормальные условия для пищеварения в желудке и тонком кишечнике. Красиво оформленная пища, соответствующая сервировка и эстетическая обстановка стимулируют выделение запального сока и улучшают пищеварение.

Вторая — нейрогуморальная фаза секреции — состоит из комплекса безусловных рефлексов, возникающих при прохождении пищи по ЖКТ, и гуморального влияния гормонов, образующихся в результате гидролиза пищевых веществ. Вторая фаза подразделяется на желудочную и кишечную. Желудочная фаза наступает с момента попадания пищи в желудок в результате непосредственного раздражения рецепторов слизистой оболочки желудка пищей. Кишечная фаза начинается при переходе химуса из желудка и кишечник в результате воздействия на рецепторы кишечника, что рефлекторно изменяет интенсивность секреции.

Поджелудочная железа (pancreas) — пищеварительный орган (сложная железа) распологающаяся позади желудка, длиной 12-15 см. Состоит из клеток, образующих дольки, которые имеют выводные протоки, соединяющиеся в общий проток. По этому протоку пищеварительный сок поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку (до 0,8л в сутки). Обладает одновременно внутри- и внешнесекреторными функциями. Внутрисекреторная функция — поджелудочная железа вырабатывает инсулин, глюкагон, серотонин, гастрин, энкефалин, ваготонин и другие гормоны непосредственно в кровь; внешнесекреторная — продуцирует поджелудочный сок, который поступает через выводной проток в двенадцатиперстную кишку.

Пищеварительный сок поджелудочной железы представляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелочной реакции. В его состав входят ферменты: трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза, мальтаза. Трипсин и химотрипсин расщепляют белки, пептоны, альбумозы, поступившие из желудка, до полипептидов. Липаза с помощью желчи расщепляет жиры пищи до глицерина и жирных кислот. Амилаза и мальтаза расщепляют крахмал до глюкозы. Кроме того, в поджелудочной железе есть специальные клетки (островки Лангерганса), вырабатывающие гормон инсулин, поступающий в кровь. Этот гормон регулирует углеводный обмен, способствуя усвоению сахара организмом. При отсутствии инсулина возникает заболевание сахарный диабет.

Поджелудочный (панкреатический) сок — бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции (pН 7,5—8,8) за счет присутствия бикарбоната натрия, содержит 98,7% воды. За сутки вырабатывается 1,5-2,0 л поджелудочного сока. В нем содержаться ферменты, переваривающие белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты до конечных продуктов, пригодных для всасывания и усвоения клетками организма.

Основные протеолитические ферменты панкреатического сока — трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы — действуют в щелочной среде. Секретируются они в неактивной форме. Физиологическим активатором трипсиногена в трипсин является фермент энтерокиназа, вырабатываемый слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки.

Трипсин, химотрипсин, эластаза преимущественно расщепляют внутренние пептидные связи, действуют они и на высокомолекулярные полипептиды, расщепляя их до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Карбоксиптидазы катализируют отщепление концевых связей в белках и полипептидах, что приводит к освобождению аминокислот.

Панкреатическая липаза осуществляет переваривание триглицеридов до моноглицеридов и жирных кислот. Активность липазы настолько велика, что жир достигает середины двенадцатиперстной кишки гидролизованным на 80%. Параллельно с расщеплением триглицеридов под действием холестеразы происходит гидролиз холестеридов до холестерина и свободных жирных кислот.

Поджелудочный сок богат амилазой, расщепляющей углеводы до моносахаридов. В ее состав входят ионы кальция, придающие устойчивость этому ферменту. Удаление кальция из фермента приводит к утрачиванию каталитических свойств. В состав поджелудочного сока также входят нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) до нуклеотидов.

Поджелудочный сок выделяется через 2-3 мин после начала приема пищи.

Раздражение пищей рецепторов полости рта рефлекторно возбуждает поджелудочную железу. Дальнейшие отделение сока обеспечивается раздражением слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки пищевой кашицей, соляной кислотой желудочного сока и образующимися в самой слизистой оболочке гормонами – секретином и др.

Болезни желудка – гастрит (плохой рацион питания), язва (никотин раздражает слизистую желудка).

Влияние пищевых факторов на состояние желудка. Различные пищевые факторы неодинаково влияют на работу желудка и желудочную секрецию. Сильными стимуляторами секреции желудочного сока являются мясные, рыбные, грибные бульоны, содержащие экстрактивные вещества; жареное мясо и рыба; свернувшийся яичный белок; черный хлеб и другие продукты, в состав которых входит клетчатка; специи; алкоголь в небольшом количестве, щелочные минеральные воды, употребляемые во время еды, и др.

Умеренно возбуждают секрецию отварное мясо и рыба; соленые и квашенные продукты; белый хлеб; творог; кофе, молоко, газированные напитки и др.

Слабые возбудители секреции — овощи протертые и бланшированные, разбавленные овощные, фруктовые и ягодные соки; свежий белый хлеб, вода и др.

Тормозят желудочную секрецию — жиры, щелочные минеральные воды, принимаемые за 60-90 мин до еды, неразбавленные овощные, фруктовые и ягодные соки, непривлекательная пища, неприятные запахи и вкус, неэстетичная обстановка однообразное питание, отрицательные эмоции, переутомление, перегревание, переохлаждение и т. д.

Длительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава, характера технологической обработки и других фактором. Так, два яйца, сваренных всмятку, находятся в желудке 1-2 ч, а вкрутую 6 -8 ч. Жирные продукты задерживаются в желудке до 8 ч, например шпроты. Горячая пища быстрее покидает желудок, чем холодная. В среднем пища находится в желудке около 5 ч.

Расстройство пищеварения в желудке может наблюдаться при систематических нарушениях режима питания, редких приемах пищи, поспешной еде, частом приеме грубой и плохо пережеванной пищи, питании всухомятку, дефиците витаминов А, С, группы В, употреблении крепких алкогольных напитков, курении.

Большое количество пищи, потребляемой за один прием, растягивает стенки желудка и создает повышенную нагрузку на сердце. Поврежденная слизистая оболочка подвергается воздействию протеолитических ферментов и соляной кислоты желудочного сока, что приводит к гастритам (воспалению) и язвам желудка.

Из желудка в двенадцатиперстную кишку пища поступает отдельными порциями в момент рефлекторного открытия пилорического сфинктера. Причиной открытия служит накопление в химусе продуктов переваривания белков, усиление моторной деятельности желудка и раздражения пилорической части желудка соляной кислотой, содержащейся в пищевой кашице.

После переваривания в желудке пищевая кашица небольшими порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника.

4. Пищеварение в тонком кишечнике

Тонкий кишечник — самый длинный отдел пищеварительного тракта, располагающийся между выходом из желудка и началом толстого кишечника. Длина тонкого кишечника 5-7 м, диаметр 3,0-3,5 см. В нем завершается процесс пищеварения благодаря соку поджелудочной железы желчи и кишечному соку, выделяемому железами слизистой оболочки кишечника (до 2 л в сутки).

Тонкий отдел кишечника начинается двенадцатиперстной кишкой (duodenum), которая переходит в тощую (jejunum), продолжающуюся в подвздошную (ileum).

Двенадцатиперстная кишка — центральное звено пищеварительного конвейера, представляет собой начальный отдел тонкого кишечника, имеет форму подковы длиной 25-27 см.

Поступающая из желудка пища в двенадцатиперстной кишке подвергается воздействию поджелудочного сока, желчи и кишечного сока, и результате чего конечные продукты переваривания легко всасываются в кровь.

Двенадцатиперстная кишка – пища в ней подвергается действию поджелудочного сока, желчи, а также сока находящихся в слизистой оболочке кишки специальных желез (бруннеровых и либеркюновых). Среда слабощелочная 7,2-8. При переваривании происходит нейтрализация пищевого комка с кислой средой поджелудочным и другими соками.

Поджелудочный сок вырабатывается поджелудочной железой, желчь – печенью, кишечный сок множеством мелких желез, имеющихся в слизистой оболочке стенки кишки.

Поджелудочная железа (pancreas) — сложная железа располагающаяся позади желудка, длиной 12-15 см. Обладает одновременно внутри- и внешнесекреторной функциями.

Внутрисекреторная функция — поджелудочная железа вырабатывает инсулин, глюкагон, серотонин, гастрин, энкефалин, ваготонин и другие гормоны непосредственно в кровь; внешнесекреторная — продуцирует поджелудочный сок, который поступает через выводной проток в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочный (панкреатический) сок — бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции (рН 7,5-8,8) за счет присутствия бикарбоната натрия, содержит 98,7% воды. За сутки вырабатывается 1,5-2,0л поджелудочного сока. В нем содержатся ферменты, переваривающие белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты до конечных продуктов, пригодных для всасывания и усвоения клетками организма.

Основные протеолитические ферменты панкреатического сока — трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы — действуют в щелочной среде. Секретируются они в неактивной форме. Физиологическим активатором трипсиногена в трипсин является фермент энтерокиназа, вырабатываемый слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки.

Трипсин, химотрипсин, эластаза преимущественно расщепляют внутренние пептидные связи, действуют они и на высокомолекулярные полипептиды, расщепляя их до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Карбоксипептидазы катализируют отщепление концевых связей в белках и полипептидах, что при водит к освобождению аминокислот.

Панкреатическая липаза осуществляет переваривание триглицеридов до моноглицеридов и жирных кислот. Активность липазы настолько велика, что жир достигает середины двенадцатиперстной кишки гидролизованным на 80%. Параллельно с расщеплением триглицеридов под действием холестеразы происходит гидролиз холестеридов до холестерина и свободных жирных кислот.

Поджелудочный сок богат амилазой, расщепляющей углеводы до моносахаридов. В ее состав входят ионы кальция, придающие устойчивость этому ферменту. Удаление кальция из фермента приводит к утрачиванию каталитических свойств. В состав поджелудочного сока также входят нуклеины, расщепляющие нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) до нуклеотидов.

Поджелудочный сок выделяется через 2-3мин после начала приема пищи. Раздражение пищей рецепторов полости рта рефлекторно возбуждает поджелудочную железу. Дальнейшее отделение сока обеспечивается раздражением слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки пищевой кашицей, соляной кислотой желудочного сока и образующимися в самой слизистой оболочке гормонами – секретином и др.

Регулируется секреция поджелудочного сока нервными и гуморальными механизмами. На отделение поджелудочного сока влияет характер пищи (опосредовано через соответствующие гормоны). При длительном преобладании в рационе питания только углеводов, или белков, или жиров меняется ферментативный состав поджелудочного сока.

Пищеварительную функцию поджелудочной железы стимулируют экстрактивные вещества пищи, пищевые кислоты, некоторые виды продуктов (капуста, лук, разбавленные овощные соки, небольшие дозы алкоголя и др.), жиры, жирные кислоты, вода; тормозят поджелудочную секрецию — щелочные минеральные соли, молочная сыворотка и др. Напряженная умственная и физическая работа, сон, боль также уменьшают секрецию.

Большую роль в процессах пищеварения двенадцатиперстной кишки играет печень (hepar) (рис.7) — крупный железистый орган массой около 1,5 кг, располагающийся в правом подреберье, вырабатывающих желчь до 1 л в сутки.. Свое название печень получила от слова «печь», так как по сравнению с другими органами человека она имеет самую высокую температуру.

Рис. 7. Печень

Желчь — жидкость от светло-желтого до темно-зеленого цвета, слабощелочной реакции, активизирует фермент липазу поджелудочного и кишечного сока, эмульгирует жиры, способствует всасыванию жирных кислот, усиливает движение (перистальтику) кишечника, подавляет гнилостные процессы в кишечнике.

Желчь из печеночных протоков поступает в желчный пузырь — тонкостенный грушевидный мешок объемом 60мл. В процессе пищеварения желчь из желчного пузыря по протоку вытекает в двенадцатиперстную кишку. Кроме процесса пищеварения печень участвует в обмене веществ, кроветворении, задерживании и обезвреживании ядовитых веществ, поступивших в кровь в процессе пищеварения.

Стимулятором расщепления жиров является желчь. Жирные кислоты образуют с желчными кислотами растворимые в воде комплексы, которые всасываются в клетки слизистой кишечника. Там происходит распад этих комплексов. Желчные кислоты через кровь воротной вены вновь возвращаются в печень, а жирные кислоты в виде хиломикронов поступают в лимфу.

Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3мин после приема пищи и продолжается 6-14часов.

Клетки печени вырабатывают и секретируют желчь, которая собирается в желчном пузыре, а из него поступает в 12-перстную кишку для участия в пищеварении.

Функции желчи:

• резко повышает активность липазы;
• эмульгирует жиры, чем способствует улучшению их взаимодействия с липазой;
• участвует во всасывании жирных кислот;
• усиливает моторику (перистальтику) кишечника.

Также печень является складом питательных веществ, и крови. Печень работает как своеобразный фильтр – ежедневно через нее протекает около 2тыс. литров. От желудка и кишечника, отходят многочисленные кровеносные сосуды. Сливаясь, они образуют вену, которая несет кровь к печени. Пройдя клеточный «фильтр» кровь поступает в большой круг кровообращения.

Состав желчи: желчные кислоты, желчный пигмент билирубин, лецитины, холестерин, жиры, мыла, муцин (слизь) и неорганические соли. Реакция слабощелочная. В сутки выделяется 500-700мл желчи (взрослый человек). Поступление желчи в 12-перстную кишку происходит через 5-10 мин после приема пищи.

Структурно-функциональной единицей печени является долька, имеющая форму призмы и состоящая из печеночных клеток — гепатоцитов. Всего в печени около 500 тыс. долек. Печень представляет собой сложнейшую «химическую лабораторию» и является многофункциональным звеном гомеостаза.

Печень участвует в следующих процессах:

• пищеварения — гепатоциты вырабатывают желчь;
• углеводного обмена — поддерживает нормальный уровень сахара в крови за счет процессов гликогенеза, т. е. превращения глюкозы в гликоген с помощью гормона инсулина; при снижении сахара в крови депонированный в печени гликоген снова превращается в глюкозу (гликогенолиз);
• белкового обмена —- участвует в метаболизме протеинов, дезаминировании аминокислот, обезвреживании аммиака и превращении его в мочевину и креатин, которые выводятся почками; продуцирует белки плазмы крови (альбумины, - и - глобулины);
• жирового обмена — синтезирует жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды, холестерин, кетоновые тела и участвует в их обмене; экстрагирует липиды из крови и отвечает за их окисление в других тканях;
• инактивации гормонов — стероидов, белково-пептидных гормонов, производных аминокислот;
• витаминного обмена — участвует в обмене, всасывании в кишечнике водо- и жирорастворимых витаминов A, D, Е, К;
• депонирования витаминов A, D, В₂, В₆, В₁₂, С, К, фолиевой и пантотеновой кислоты (витамин А хранится в печени около 10 мес, витамин D — 3-4мес., витамин В₁₂ — от 1 года до нескольких лет);
• депонирования микроэлементов — железа (в виде ферритина), цинка, меди, марганца, молибдена, кобальта и др.;
• депонирования крови – через печень за 1мин протекает 1,2л крови, 70% которой поступает из органов пищеварительного тракта;
• свертывания крови – синтезирует белки фибриноген, протромбин и др.;
• разрушение эритроцитов крови;
• обезвреживания (дезинтоксикация) токсических веществ – аммиака, индола, скатола, фенола, алкоголя, ксенобиотиков и др.

Желчь непрерывно вырабатывается в печеночных клетках, но только во время пищеварения, затем по общему желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку. Когда пищеварение прекращается, желчь собирается в желчном пузыре, вмещающем 40-70мл желчи. Здесь в результате всасывания воды концентрация желчи повышается в 7-8 раз. Всего за сутки вырабатывается 500-1500мл желчи.

Желчь состоит на 98% из воды и на 2 % из сухого остатка, включающего органические и неорганические вещества. Органические вещества — желчные кислоты, желчные пигменты, жирные кислоты, холестерин, лецитин, муцин, мочевая кислота, мочевина, витамины (А, В, С), незначительное количество ферментов (амилаза, фосфатаза, протеаза, каталаза).

Неорганические вещества – натрий, калий, кальций, железо, хлор и др. В желчном пузыре этих элементов больше в 5-6 раз, чем в печеночной желчи. Цвет печеночной желчи – золотисто-желтый, пузырной желчи — темно-коричневый.

В печени образуется 80 % холестерина, еще по 10 % — в тонком кишечнике и в коже. Если выведение холестерина нарушено (при заболеваниях печени и неправильном питании), возникает гиперхолестеринемия (повышение его концентрации в крови), что приводит к развитию атеросклероза и желчнокаменной болезни.

Из холестерина синтезируются желчные кислоты. Общее количество желчных кислот в организме человека составляет 2-4г. Взаимодействуя с аминокислотами глицином и и таурином, желчные кислоты образуют соли гликохолевой кислот 80% и таурохолевой кислот (20%). Соли желчных кислот обладают мощным эмульгирующим действием на жиры. Значение желчи в пищеварении связано главным образом с желчными кислотами:

• эмульгирует жиры — под воздействием желчи происходит дробление жира на мельчайшие частицы, что увеличивает площадь взаимодействия с ферментами;
• способствует растворению жирных кислот и их всасыванию;
• обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов D, Е, К, а также кальция, железа и магния;
• активирует фермент липазу, которая в присутствии желчи действует в 15-20 раз быстрее;
• усиливает гидролиз и всасывание белков и углеводов;
• усиливает моторику тонкого кишечника, а также движения кишечных ворсинок;
• оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие на кишечную флору, предотвращает развитие гнилостных процессов.

Окраску желчи придают желчные пигменты. К ним относится билирубин, образующийся в печени, селезенке и костном мозге при разрушении эритроцитов и гемоглобина. Если нарушен отток желчи в кишечник (камни, воспаление), желчные пигменты из желчных протоков поступают в кровь, что обусловливает желтую окраску склер и кожи (желтуха).

Интенсивность желчеобразования зависит от пищевого рациона. Сильными стимуляторами продукции желчи являются яичные желтки, мясо, хлеб, молоко, соли магния.

Неблагоприятное влияние на желчевыделение и поджелудочную секреции оказывает избыточное потребление животных жиров, белков, поваренной соли, эфирных масел, а также быстрая еда и длительное нарушение режима питания. Холодная пища вызывает спазм (сужение) желчевыводящих путей.

Помимо этого, регуляция желчевыделения реализуется нервыми и гуморальными механизмами. Стимулирующим действием обладает блуждающий нерв и ряд гормонов: гастрин, секретин и наиболее активный из них — холецистокинин — панкреозимин. Тормозящий эффект оказывают симпатическая нервная система и гормоны глюкагон, кальцитонин и др.

Пищеварение в тощей и подвздошной кишках. Длина тощей кишки составляет около 2/5 длины тонкого кишечника, а подвздошной — около 3/5 его длины. В этих отделах осуществляются следующие физиологические функции выделение кишечного сока, перемешивание и передвижение химуса, расщепление и активное всасывание продуктов переваривания, воды и солей.

Кишечный сок вырабатывается только под влиянием механических и химических раздражителей в месте нахождения пищевой массы (множеством кишечных желез, заложенных в складках слизистой оболочки). За сутки выделяется около 2,5л кишечного сока. Он представляет собой непрозрачную, бесцветную, щелочную жидкость (рН 7,2-9,0). В кишечном соке содержится более 20 ферментов, обеспечивающих конечные стадии переваривания всех пищевых веществ: энтерокиназа, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза, фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза.

Движение тонкой кишки осуществляется за счет сокращений наружных продольных и внутренних (кольцевых) мышц, которые перемешивают и передвигают пищу по направлению к толстой кишке. В тонкой кишке различают несколько видов движений:

• ритмическая сегментация — сокращение кольцевых мышц с образованием небольших поперечных перехватов (сегментов), способствующих лучшему растиранию химуса и перемешиванию его с пищеварительными секретами;
• маятникообразные движения – путем последовательных сокращений кольцевых и продольных мышц отрезок кишки то укорачивается и расширяется, то удлиняется и суживается, в результате химус перемещается то в одну, то в другую сторону, наподобие маятника.
• перистальтические движения обеспечивают медленное волнообразное перемещение химуса к толстому кишечнику в результате сокращения кольцевых мышц верхнего отрезка кишки при одновременном расширении нижнего участка;
• тонические сокращения — общий тонус стенок кишки, на фоне которого происходят остальные сокращения; отсутствие тонуса мышц (атония) делает невозможным любой вид сокращений.

Кишечный сок представляет собой мутноватую жидкость щелочной реакции, в состав которой входят слизь и ферменты:

• полипептидазы и дипептидазы, расщепляющие (гидролизующие) полипептиды до аминокислот;
• липаза, расщепляющая жиры до глицерина и жирных кислот;
• амилаза и мальтаза, переваривающие крахмал и мальтозу до глюкозы;
• сахараза, расщепляющая сахарозу до глюкозы и фруктозы;
• лактаза, расщепляющая лактозу до глюкозы и галактозы.

Основным возбудителем секретной деятельности кишечника являются химические вещества, содержащиеся в пище, желчь и сок поджелудочной железы.

В тонком кишечнике пищевая кашица (химус) перемешивается, распределяется тонким слоем по стенке, где происходит заключительный процесс пищеварения — всасывание продуктов расщепления пищевых веществ, а также витаминов, минеральных веществ, воды в кровь. Здесь водные растворы питательных веществ, образовавшихся в процессе пищеварения, через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта проникают в кровеносные и лимфатические сосуды.

В стенках тонкого кишечника имеются специальные органы всасывания — ворсинки (рис.8), которых насчитывается 18-40шт на 1мм². Питательные вещества всасываются через поверхностный слой ворсинок.

Рис. 8. Ворсинки кишечника

Аминокислоты, глюкоза, вода, минеральные вещества, витамины, растворимые в воде, поступают в кровь. Глицерин и жирные кислоты в стенках ворсинок образуют капельки жира, свойственные человеческому организму, которые проникают в лимфу, а затем в кровь. Далее кровь по воротной вене поступает в печень, где, очистившись от ядовитых веществ пищеварения, снабжает питательными веществами все ткани и органы.

Интересный факт: Длина кишечника в 4 раза превышает длину туловища. Правильному его расположению в брюшной полости помогают специальные «тяжи», на которых кишечник «подвешен», словно на широких подтяжках. Если нетренированный человек поднимет слишком большую тяжесть, часть его кишечника может выпятиться через окружающие слои мышц. Так возникает грыжа, которая выглядит как крупное утолщение под кожными покровами. Это опасный признак. Человека с грыжей необходимо срочно доставить в больницу.

Вдоль всей внутренней оболочки тонкого кишечника расположены либеркюновы железы, которые вырабатывают и секретируют кишечный сок – бесцветная жидкость, мутноватая от примеси слизи и эпителиальных клеток. Имеет щелочную реакцию. Содержит энтерокиназу, является ферментом- активатором всех протеолитических ферментов поджелудочного сока, а также ферменты, действующие на углеводы, жиры и полипептиды, образующиеся при расщеплении белков в желудке и 12-перстной кишке. В кишечном соке обнаруживаются слабоактивные липазы и амилаза. В результате расщепления дисахаридов до моносахаридов, которые после всасывания в кишечнике поступают в кровоток и попадают в печень.

Таким образом, в тонком кишечнике завершается предпоследняя стадия гидролиза белков – образование небольших пептидов.

Пристеночное пищеварение или контактное или мембранное пищеварение, осуществляется, теми же ферментами, находящимися в тонком кишечнике, но находящиеся на внутренней поверхности тонкой кишки. Расщепляют дисахариды до моносахарид и пептиды до аминокислот, которые с кровью воротной вены поступают в печень.

Движение пищевого комка в тонком кишечнике происходит за счет сокращений продольных и поперечных мышечных волокон. Движения двух типов: маятникообразное (движение в обе стороны) и перистальтическое (движение в одну сторону от желудка к анальному отверстию).

Подсчитано, что в кишечнике может всасываться за 1 час до 2-3 литров жидкости, содержащей растворенные в ней пищевые вещества (аминокислот, моносахаридов, глицерина и жирных кислот).

Виды пищеварения в тонком кишечнике (полостное и пристеночное).

Полостное пищеварение происходит в полости тонкого кишечника с помощью ферментов пищеварительных секретов (поджелудочный сок, желчь, кишечный сок), расщепляющих крупномолекулярные вещества до олигомеров. Дальнейший их гидролиз осуществляется в зоне слизистой оболочки.

Пристеночное (мембранное) пищеварение открыто академиком А. М. Уголевым (1926 — 1991) во второй половине XX века и обусловлено складчатым строением слизистой оболочки тонкого кишечника. На складках имеются выпячивания слизистой оболочки, называемые ворсинками. Высота ворсинок 0,5-1,5мм, на 1мм2 слизистой оболочки располагается от 30 до 40 ворсинок.

Каждая ворсинка — это микроорган, содержащий мышечные сократительные элементы, кровеносный и лимфатический микрососуды и нервное окончание. Сверху ворсинка покрыта слоем специфических клеток тонкой кишки (энтероцитов), наружная сторона которых образует кайму из нитевидных выростов — микроворсинок. На каждой ворсинке насчитывается около 1700-4000 микроворсинок. Наличие микро ворсинок увеличивает площадь всасывания до 500 м2.

Мелкие молекулы, образовавшиеся в результате полостного гидролиза, попадают на мембраны ворсинок, где действуют пищеварительные ферменты. Вследствие мембранного гидролиза образуются мономерные соединения, которые всасываются в кровь и лимфу. В лимфу поступают продукты переработки жиров, а в кровь — аминокислоты и простые углеводы.

Большую роль во всасывании играют сокращения ворсинок. Они сокращаются со скоростью до 6 раз в мин. Экстрактивные вещества пищи, глюкоза, пептиды, некоторые аминокислоты усиливают сокращения ворсинок.

Влияние пищевых факторов на деятельность тонкого кишечника. Двигательную и секреторную функцию тонких кишок повышает грубая, плотная пища богатая пищевыми волокнами. Аналогично влияют пищевые кислоты, углекислота, щелочные соли, лактоза, витамин В₁ (тиамин), холин, пряности, продукты гидролиза пищевых веществ, особенно жиров (жирные кислоты).

5. Пищеварение в толстом кишечнике

Толстый кишечник располагается между тонким кишечником и анальным отверстием. Он начинается слепой кишкой, имеющей червеобразный отросток (аппендикс), затем продолжается в ободочную кишку (восходящую, поперечную, нисходящую), далее — в сигмовидную кишку и заканчивается прямой кишкой. Общая длина толстого кишечника 1,5-2,0м, ширина в верхних отделах 7 см, в нижних около 4см.

Вдоль стенки толстой кишки проходят три продольные мышечные ленты, стягивающие ее и образующие вздутия (гаустры). Слизистая оболочка толстого кишечника имеет складки, ворсинки отсутствуют.

Кишечные железы, расположенные в слизистой оболочке, вырабатывают кишечный сок. Кишечный сок имеет щелочную реакцию, содержит большое количество слизи, ферменты присутствуют в очень малых количествах и ферментативная активность их низкая. В нем нет энтерокиназы и сахаразы, в небольших количествах обнаруживаются пептидазы, липаза, амилаза и нуклеаза, а содержание щелочной фосфатазы в 15-20 раз меньше, чем в тонкой кишке.

В толстый кишечник пища поступает почти полностью переваренной, за исключением пищевых волокон и очень небольшого количества белков, жиров и углеводов. В этом отделе ЖКТ преимущественно всасывается вода (1,0-1,5 л/cyт.), благодаря чему в организме поддерживается определенный уровень водно-солевого обмена. Всасывание пищевых веществ в толстом кишечнике несущественно.

Кишечная микрофлора. Большую роль в процессе пищеварения в толстом кишечнике играет нормальная микрофлора. Толстая кишка — основное место обитания микроорганизмов. Так, в 1г содержимого кишечника присутствует 1011-1012 микробных клеток. Максимальное число бактерий находится в фекалиях до 1013 на 1г (30-50% сухой массы).

Преобладающими микроорганизмами являются бесспоровые облигатные анаэробные палочки Bifidum bacterium и Bacteroides — около 90% микрофлоры. Остальные 10% — это молочнокислые бактерии, кишечная палочка, стрептококки и спорообразующие анаэробы.

Под влиянием кишечной микрофлоры происходит расщепление ферментируемых пищевых волокон, которые доходят до толстого кишечника в неизменном виде. В результате они расщепляется до простых углеводов и частично всасывается в кровь. У человека переваривается в среднем 30-50% пищевых волокон, поступающих с едой.

Доказано, что микрофлора снабжает организм дополнительной энергией (6-9%) за счет всасывания летучих жирных кислот (пропионовая, масляная, уксусная), образующихся при ферментации растворимых пищевых волокон.

Присутствующие в толстом кишечнике гнилостные бактерии из продуктов белкового распада образуют ядовитые вещества (индол, скатол, фенол, крезол), которые поступают в кровь и обезвреживаются в печени. Поэтому длительное избыточное потребление белка, а также нерегулярное опорожнение кишечника может быть причиной хронической интоксикации организма.

И.И. Мечников (1845-1916) считал, что именно продукты белкового распада, постоянно вызывая самоотравление организма, являются причиной старения. Он первый предложил использовать молочнокислые напитки («Мечниковская простокваша») для нормализации микрофлоры толстого кишечника. Образующиеся при брожении кислоты препятствуют гниению и накоплению токсичных веществ.

Микрофлора толстого кишечника способна синтезировать ряд витаминов (эндогенный синтез). К их числу относятся витамины группы В, К (филлохинон), никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты.

Кроме того, кишечные лакто- и бифидобактерии образуют бактерицидные вещества (кислоты, спирты, лизоцим), которые подавляют размножение патогенных микробов, а также препятствует канцерогенезу (противоопухолевое действие).

Некоторые заболевания, длительное лечение антибиотиками, избыточное потребление консервантов, вносимых в пищевые продукты, нарушают нормальную микрофлору, в результате происходит размножение микрофлоры патогенной, возникает заболевание дисбиоз (дисбактериоз).

В толстый кишечник поступают непереваренные остатки пищи. Незначительное количество желез толстого кишечника выделяет малоактивный пищеварительный сок, который частично продолжает переваривание пищевых веществ. В толстых кишках содержится большое количество бактерий, вызывающих брожение остатков углеводов, гниение остатков белка и частичное расщепление клетчатки. При этом образуется ряд вредных для организма ядовитых веществ (индол, скатол, фенол, крезол), которые всасываются в кровь, а затем обезвреживаются в печени.

Состав бактерий толстого кишечника зависит от состава поступающей пищи. Так, молочно-растительная пища создает благоприятные условия для развития молочно-кислых бактерий, а пища, богатая белком, способствует развитию гнилостных микробов. В толстых кишках происходит всасывание в кровь основной массы воды, в результате чего содержимое кишечника уплотняется и перемещается к выходу. Удаление каловых масс из организма осуществляется через прямую кишку и называется дефекацией.

В толстых кишках, происходит незначительное количество всасывания пищевых веществ, за сутки около 0,4-0,5л воды и густой слизи.

Роль слепой кишки и ее отростка аппендикса (рис. 9) положительная в реакциях иммунитета – защищает организм от ядовитых веществ (токсинов) и выделяет пищеварительные ферменты. Отрицательное значение в том, что является резервуаром для накопления непереваренной пищи и приводит к воспалению отростка. Длина аппендикса составляет 8-15 см, и его диаметр 4- 5мм.

Важно знать: Проникновение инфекции или кишечных паразитов в червеобразный отросток может привести к его воспалению — аппендициту, которое сопровождается резкой болью в правой нижней части живота. В такой ситуации человеку нужна срочная операция. Нагноившийся аппендикс может лопнуть. Его содержимое попадает при этом в брюшную полость, что ведет к обширному и смертельно опасному ее воспалению.

Рис. 9. Схема расположения аппендикса

Другие нарушения стенок кишечника также очень опасны такое «загрязнение» приведет к перитониту — воспалению брюшной полости, которая сопровождается болью в животе и напряжением брюшных мышц, рвоте, поносу, учащается пульс, повышается температура. Дизентерия, брюшной тиф, холера, гепатит — вот лишь немногие примеры болезней, возбудители которых порой проникают в тело человека с водой и пищей.

Вместе с продуктами в кишечник иногда попадают и яйца глистов. Так называют всех паразитических червей, которые могут поселяться в теле человека и животных. Их крошечные, невидимые невооруженным глазом яйца могут попасть в рот вместе с землей или с немытых рук. Источником яиц глистов бывает шерсть бродячих животных, недоваренные или непрожаренные мясо и рыба.

Для того чтобы обезопасить себя от заражения кишечными паразитами и болезнетворными микроорганизмами, надо соблюдать простейшие правила гигиены. Не пить сырую воду из рек и озер. Перед каждым приемом пищи мыть руки с мылом. Есть только мытые овощи и фрукты.

Двигательная функция толстого кишечника осуществляется благодаря гладким мышцам стенки кишки. Движения медленные, так как мускулатура развита слабо. Наблюдаются следующие виды движения: маятникообразные, перистальтические, антиперистальтические, ритмическая сегментация. В результате этих движений пища перемешивается, уплотняется, склеивается слизью кишечного сока, формируются каловые массы, эвакуирующиеся через прямую кишку. Опорожнение прямой кишки — дефекация — рефлекторный акт, находящийся под влиянием коры головного мозга.

При нормальном функционировании органов пищеварения усваивается (т.е. всасывается в кровь и метаболизируется) 92% белков, 95% жиров, 98% углеводов. При обычном смешанном питании у здорового человека пища усваивается не менее чем на 90% (примерно 10% принятой пищи не усваивается).

В целом весь процесс пищеварения у человека длится 24-72ч. Причем половина этого времени приходится на толстый кишечник, где заканчивается процесс пищеварения.

Факторы, влияющие на состояние толстого кишечника. Функции толстого кишечника находятся в прямой зависимости от характера груда человека, возраста, состава потребляемой пищи и др. Так, у лиц умственного труда, ведущих малоподвижный образ жизни и подверженных гиподинамии, снижается двигательная функция кишечника. С возрастом также уменьшается активность двигательной, секреторной и других функций толстого кишечника.

Следовательно, при организации питания этих групп населения необходимо включение «пищевых раздражителей», оказывающих послабляющее действие: хлеб из муки грубого помола, отруби, овощи и фрукты (кроме вяжущих), чернослив, холодные овощные соки, минеральные воды, компот, молочнокислые напитки, растительное масло, сорбит, ксилит и др.

Закрепляющее действие, т. е. ослабляющее моторику кишечника, оказывают горячие блюда, мучные изделия (пироги, блины, свежий хлеб, макароны), яйца всмятку, творог, рисовая и манная каши, крепкий чай, какао, шоколад, черника и др. Снижают двигательную и выделительную функции толстого кишечника рафинированные углеводы.

Перегрузка рациона мясными продуктами увеличивает процессы гниения, избыток углеводов усиливает брожение. Дефицит в питании пищевых волокон и дисбиозы кишечника являются фактором риска канцерогенеза.

6. Всасывание

Всасывание — физиологический процесс переноса веществ из полости пищеварительного тракта в кровь и лимфу. Всасывание происходит на протяжении всего пищеварительного тракта, но в каждом его отделе имеет свои особенности.

В полости рта всасывание незначительное, так как пища во рту находится очень непродолжительное время. Однако слизистая оболочка дна ротовой полости и нижней поверхности языка тонкая, имеет богатое кровоснабжение. Всасывающиеся в полости рта вещества поступают в кровь, минуя кишечник и печень. На этом свойстве основан способ введения некоторых лекарственных веществ — «под язык».

В.желудке всасываются вода и растворимые в ней минеральные соли, алкоголь, глюкоза и небольшая часть аминокислот.

В тонком кишечнике происходит основное всасывание продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Белки всасываются в виде аминокислот, углеводы в виде моносахаридов, жиры в виде глицерина и жирных кислот. Уже через 1-2 мин после поступления химуса в тонкую кишку питательные вещества проникают в кровь, а через 5-10 мин достигают в ней максимальной концентрации Часть жидкости (около 1,5 л) поступаете толстую кишку.

В толстом кишечнике всасывается много воды. В небольшом количестве всасываются глюкоза, аминокислоты, хлориды, минеральные соли, жирные кислоты и жирорастворимые витамины A, D, Е, К. Вещества из прямой кишки проникают непосредственно в кровь (так же как из ротовой полости).

Для всасывания микромолекул – продуктов гидролиза пищевых веществ — используется несколько видов механизмов:

• пассивный транспорт — диффузия, фильтрация и осмос;
• облегченная диффузия — происходит по градиенту концентрации веществ, но с помощью особых мембранных переносчиков, без затраты энергии и быстрее, чем простая диффузия;
• активный транспорт — осуществляется против электрохимического градиента (даже при низкой концентрации этого вещества) при участии переносчика и требует затраты энергии.

Многие вещества могут всасываться посредством как активного, так и пассивного транспорта. Все зависит от концентрации вещества. В случае низкой концентрации преобладает активный транспорт, а при высокой — пассивный.

Белки под действием ферментов желудочного, кишечного и панкреатического соков (пептидаз) расщепляются до олигопептидов, затем до аминокислот, после чего всасываются в кровь. Основная масса белков (80-90%) всасывается в тонком кишечнике: 50-60% — в двенадцатиперстной кишке, 10% — в толстом кишечнике (после распада белков под действием бактерий).

Аминокислоты всасываются с различной скоростью: быстро всасываются аргинин, метионин, лецитин; медленнее — цистеин, фенилаланин, тирозин; дольше всего — аланин, серин, глутаминовая кислота. Основной механизм всасывания белков — активный транспорт. Более интенсивно всасывается белок в молодом организме.

Жиры после их гидролиза под действием липазы на глицерин и жирные кислоты всасываются наиболее активно в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке. Жирные кислоты становятся водорастворимыми под действием солей желчных кислот.

На поверхности мембраны кишечной клетки (энтероцита) образуется мицелла, в состав которой входят жирная кислота с длинными цепями, желчная кислота и глицерин. Затем мицелла проходит в мембрану энтероцита без затраты энергии. Внутри мембраны жирные кислоты захватываются специальным транспортным белком. В энтероците глицерин и жирные кислоты снова превращаются в триглицериды, холестерин и фосфолипиды. Все три образовавшиеся вещества, заключенные в тонкую липопротеиновую оболочку, формируют мельчайшие жировые частицы диаметром 60…75нм — хиломикроны. Они проходят мембрану клетки, попадают в межклеточное пространство, а затем в лимфатические сосуды.

Кроме хиломикронов в энтероцитах образуются липопротеины очень низкой плотности, которые также попадают в лимфатические сосуды. Так как жиры в основном всасываются в лимфу, то через 3-4ч после приема пищи от всасывания жира лимфа приобретает белый цвет, напоминая молоко («млечный сок»).

Всасывание липидов регулируется ЦНС: парасимпатическая нервная система усиливает, а симпатическая – тормозит их всасывание. Стимулируют всасывание липидов гормоны коры надпочечников, гипофиза и щитовидной железы.

Углеводы всасываются в кишечнике только в виде моносахаридов. Наиболее интенсивно всасываются глюкоза и галактоза (гексозы), пентозы всасываются медленнее.

При употреблении богатой углеводами пищи всасывание осуществляется путем пассивного транспорта. Однако основной путь всасывания глюкозы и галактозы — активный транспорт, сопряженный с переносом натрия. Без натрия эти моносахариды всасываются в 100 раз медленнее, а против градиента концентрации транспорт глюкозы полностью прекращается.

Всасывание углеводов регулируется нейрогуморальными факторами: парасимпатическая нервная система стимулирует, а симпатическая — тормозит их всасывание. Гормоны щитовидной железы, коры надпочечников, гипофиза усиливают всасывание углеводов.

Водорастворимые витамины всасываются в нижнем отделе тощей кишки и верхнем отделе подвздошной кишки; жирорастворимые A, D, Е, К — в средней части тощей кишки. Всасывание жирорастворимых витаминов зависит от всасывания жиров, нарушение которого препятствует транспорту витаминов из кишечника в лимфу и кровь.

Витамин А образует эфиры с жирными кислотами и поступает в лимфу в составе хиломикронов. Для всасывания жирорастворимых витаминов важно наличие желчных кислот. Витамин С и рибофлавин переносятся путем диффузии. Витамин В₁₂ в комплексе с внутренним фактором Касла всасывается в подвздошной кишке.

Всасывание воды и электролитов. За сутки в пищеварительный тракт с пищей поступает 2,0-2,5 л воды, с секретами пищеварительных желез – еще 6- 8л, выводится из организма с калом — 100-150 мл воды. Весь остальной объем воды всасывается из пищеварительного тракта в кровь, незначительное количество поступает в лимфу.

Вода легко проходит через клеточные мембраны. Всасывание воды начинается в желудке (часть — в тонком кишечнике и около 9 л/сут. в толстом кишечнике).

Все факторы, влияющие на транспорт катионов натрия Na+, изменяют и всасывание воды. Всасывание воды также связано с транспортом аминокислот и сахаров. Оптимальный рН для всасывания воды — 6,8. Гормон щитовидной железы тироксин усиливает всасывание воды.

Натрий всасывается пассивно по градиенту концентрации, активно за счет работы натриевых и натрий — калиевых насосов. За сутки в ЖКТ всасывается более 1моль хлорида натрия (NaCl). Основное всасывание Na+ происходит в подвздошной и толстой кишке.

От всасывания Na+ зависит транспорт аминокислот, глюкозы и других веществ. Всасывание Na+ регулируется минералокортикоидами и гормонами задней доли гипофиза, которые усиливают всасывание натрия. Угнетают этот процесс гастрин, секретин.

Калий всасывается в тонком и толстом кишечнике за счет активного и пассивного транспорта по электрохимическому градиенту. Транспорт калия сопряжен с транспортом натрия.

Хлориды всасываются в желудке и подвздошной кишке по типу активного и пассивного транспорта. Всасывание хлора связано с транспортом Na+, Ca2+, К+.

Кальций всасывается очень медленно с помощью специального переносчика – кальций — связывающего белка, синтез которого контролируется витамином D₃ (образуется в коже под влиянием ультрафиолетового облучения). Кальций всасывается в 50 раз медленнее натрия. Этот процесс активируется желчными кислотами, некоторыми аминокислотами, натрием. Гормоны щитовидной железы, гипофиза и надпочечников увеличивают всасывание кальция.

Железо всасывается в тонком кишечнике за счет механизмов активного транспорта. Энтероциты содержат специальный переносчик железа, который транспортирует его внутрь клетки. Там он связывается со специфическим белком, который доставляет двухвалентное железо в кровь. Белок крови трансферритин связывает и доставляет железо к месту его действия.

Таким образом, пищеварительная система представляет собой единый физиологический механизм, включающий множество звеньев, тесно связанных между собой. Нарушение любого звена пищеварительной системы отрицательно влияет не только на переваривание и усвоение пищи, но и на многие другие физиологические процессы в организме.

7. Физиологические основы регуляции процессов пищеварения

Регуляция пищеварения обеспечивается на центральном и местном уровнях. Центральный уровень осуществляется ЦНС. Совокупность нейронов различных отделов ЦНС, которые определяют пищевое поведение и регулируют пищеварительные функции человека, составляют пищевой центр.

Эти нейроны находятся в коре больших полушарий, ретикулярной формации и гипоталамусе.

В определенных ядрах гипоталамуса локализуются центр голода и центр насыщения. Эти центры тесно связаны между собой — если один центр возбужден, то другой заторможен. Раздражение электрическим током центра голода у животных вызывает гиперфагию (непрерывное поедание пищи), а его разрушение — афагию (отказ от пищи).

Возбуждение или торможение центров голода и насыщения происходит в зависимости от содержания питательных веществ в крови, а также сигналов, поступающих от различных рецепторов.

Потребность в питательных веществах выражается состоянием голода и создает мотивацию поиска и принятия пищи. Различные теории объясняют возникновение голода не одинаково:

• глюкостатическая – снижением уровня глюкозы в крови;
• аминоацидостатическая – снижением содержания в крови аминокислот;
• липостатическая – недостатком в крови жирных кислот и триглицеридов;
• метаболическая — продуктами метаболизма цикла Кребса;
• термостатическая — снижением температуры крови;
• локальная теория — импульсами от механорецепторов желудка при его «голодных» сокращениях.

Наиболее вероятно, что ощущение голода — следствие всех перечисленных факторов.

Чувство насыщения возникает в результате возбуждения нейронов центра насыщения. Выделяют первичное насыщение (сенсорное) и вторичное (метаболическое). Сенсорное насыщение связано с импульсами от рецепторов полости рта и желудка, возбуждаемых принимаемой пищей. Вторичное насыщение наступает через 1,5 — 2 ч с момента приема пищи, когда в кровь поступают продукты гидролиза питательных веществ.

Местный уровень регуляции осуществляется нервной системой и комплексом связанных между собой нервных сплетений, расположенных в толще стенок пищеварительного канала. Кроме того, в эпителии слизистой оболочки ЖКТ находятся эндокринные клетки (диффузная эндокринная система). При механическом и химическом воздействии пищи на эндокринные клетки вырабатываются гормоны холецистокинин, соматостатин (снижают потребление пищи), пентагастрин, окситоцин (способствуют формированию чувства голода).

Заключение

Пища переваренная, всосавшаяся в кровь и использованная для пластических процессов и восстановления энергии, называется усвоенной.

Из аминокислот переваренной пищи в организме образуется белок, свойственный человеку, из глицерина и жирных кислот — жир, свойственный человеку. Глюкоза идет на образование энергии и откладывается в печени в виде запасного вещества — гликогена. Все эти процессы протекают при участии минеральных веществ, витаминов и воды.

На усвояемость пищи влияют: химический состав, ее кулинарная обработка, внешний вид, объем; режим питания, условия приема пищи, состояние пищеварительного аппарата и др.

Усвояемость пищи животного происхождения в среднем составляет 90%, растительного происхождения — 65%, смешанной — 85%. Кулинарная обработка пищи способствует пищеварению, а, следовательно, и ее усвоению. Пища протертая, отварная усваивается лучше пищи кусковой и сырой.

Внешний вид, вкус, запах пищи усиливают выделение пищеварительных соков, способствуя ее усвояемости. Режим питания и правильное распределение суточного объема пищи в течение дня, условия приема пищи (интерьер столовой, вежливое, доброжелательное обслуживание, чистота посуды, опрятный внешний вид поваров), настроение человека также повышают ее усвояемость.