Химические процессы пищеварения. Пищеварение

Пищеварение в полости рта. Глотание

В ротовой полости пища механически размельчается и перемешивается. Здесь же начинается первичный этап ее химической обработки под действием слюны, которая вырабатывается слюнными железами. В слюне содержатся специальные ферменты, расщепляющие крахмал до глюкозы.

Скользкий комок пережеванной и смоченной слюной пищи благодаря движениям языка и щек попадает на спинку языка и проталкивается дальше в глотку. В этот момент гортань поднимается и вход в нее закрывается надгортанником. В результате пища не попадает в дыхательные пути, а проталкивается дальше в пищевод. Таким образом, глотание является сложным рефлекторным актом. Центр глотания находится в продолговатом мозге и взаимодействует с центром дыхания и центром сердечной деятельности.

Пищеварение в желудке

Многочисленные железы слизистой оболочки желудка вырабатывают желудочный сок. Основным ферментом его является пепсин, расщепляющий сложные молекулы белка на более простые молекулы аминокислот. Пищеварение в желудке происходит только при температуре тела 35-37 °С и при наличии в желудочном соке соляной кислоты, повышающей активность ферментов.

Желудочное сокоотделение регулируется двумя механизмами - нервным и гуморальным. Благодаря нервной регуляции секреция желудочного сока начинается уже спустя несколько минут после того, как пища поступила в рот. Такой условнорефлекторно выделяемый желудочный сок называется аппетитным. Аппетитный сок имеет важное значение для пищеварения: благодаря ему желудок оказывается заранее подготовленным к приему пищи, и при ее попадании сразу же начинается процесс расщепления питательных веществ.

Одновременно продукты расщепления пищевых веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) через слизистую оболочку желудка всасываются в кровь; с током крови они попадают к желудочным железам и вызывают сокоотделение, которое продолжается в течение всего времени, пока пища находится в желудке. Это - гуморальная регуляция желудочного сокоотделения.

Роль поджелудочной железы, печени и кишечных желез в пищеварении

Процесс переваривания пищи в кишечнике происходит под действием пищеварительных соков, выделяемых поджелудочной железой, печенью и кишечными железами.

Поджелудочная железа состоит из клеток двух типов: одни выделяют пищеварительный сок, другие - гормон инсулин. Поджелудочный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку по двум протокам, содержит ряд ферментов, которые расщепляют практически все органические питательные вещества. Существуют механизмы нервной и гуморальной регуляции функций поджелудочной железы.

Печень - самая крупная железа нашего организма. Клетки печени непрерывно вырабатывают желчь, которая по пузырному протоку попадает в двенадцатиперстную кишку. В перерывах между процессами переваривания пищи желчь накапливается в желчном пузыре. Выведение желчи в кишку регулируется нервным и гуморальным механизмами. Желчь усиливает движение кишки и способствует выделению поджелудочного сока; кроме того, она повышает активность ферментов, выделяемых поджелудочной и кишечными железами, облегчает расщепление жиров. Таким образом, печень участвует в регуляции обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Важное значение имеет барьерная функция печени: вся оттекающая от кишечника кровь, проходя через печень, очищается от вредных или ядовитых веществ, которые выводятся вместе с желчью в кишечник.

Кишечный сок, вырабатываемый железами слизистой оболочки тонкой кишки, содержит большое число ферментов, которые действуют на все виды органических питательных веществ и завершают их переваривание.

Кишечное пищеварение. Всасывание

Процесс пищеварения в тонкой кишке состоит из трех последовательных этапов: полостное пищеварение, пристеночное (мембранное) пищеварение и всасывание.

При полостном пищеварении расщепление питательных веществ происходит под влиянием пищеварительных соков в полости кишки. Благодаря сокращениям стенки кишки ее содержимое интенсивно перемешивается, что облегчает процесс переваривания пищи.

В процессе пристеночного (мембранного) пищеварения за счет действия молекул ферментов, находящихся на клеточной оболочке (мембране), перевариваются наиболее мелкие пищевые частицы, попавшие между ворсинками слизистой оболочки кишки.

Всасывание - это процесс поступления различных соединений через слой клеток-ворсинок в кровь и лимфу, в результате чего организм получает все необходимые ему вещества. Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонкой кишке. Благодаря тому, что в каждую кишечную ворсинку проникают мелкие артерии, разветвляющиеся на капилляры, всасываемые питательные вещества легко проникают в жидкие среды организма. Глюкоза и расщепленные до аминокислот белки всасываются в кровь непосредственно. Кровь, несущая глюкозу и аминокислоты, направляется к печени, где происходит отложение углеводов. Жирные кислоты и глицерин - продукт переработки жиров под воздействием желчи - всасываются сначала в лимфу и уже оттуда попадают в кровеносную систему.

В тонкой кишке в основном завершаются процессы переваривания пищи и всасывания питательных веществ. Исключение составляет растительная клетчатка, расщепление которой происходит в толстой кишке. Железы толстой

кишки выделяют сок, частично расщепляющий растительную клетчатку и разрушающий невсосавшиеся продукты переваривания белков. Благодаря интенсивному всасыванию воды в толстой кишке пищевая кашица по мере ее продвижения постепенно превращается в плотные каловые массы, которые из толстой кишки попадают в прямую кишку. Опорожнение прямой кишки (дефекация) - сложный рефлекторный акт, которому способствует сокращение диафрагмы и мышц стенки живота. Центр этого рефлекса находится в крестцовом отделе спинного мозга; его деятельность регулируется головным мозгом.

Переваривание - это расщепление поступающих с пищей сложных питательных веществ до более простых, после чего происходит из всасывание в кровь. Кратко этапы пищеварения можно описать так:

1. В ротовой полости происходит расщепление части углеводов под действием фермента слюны амилазы.
2. В желудке частично расщепляются белки под действием фермента пепсина. Пища обеззараживается соляной кислотой.
3. В двенадцатиперстной кишке под действием множества ферментов расщепляются белки, жиры и углеводы.
4. В остальной части тонкой кишке простые питательные вещества (аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты, микроэлементы, витамины) всасываются в кровь.
5. В толстой кишке всасывается вода и формируются каловые массы.

При этом важным элементом пищеварения является перистальтика желудка и кишечника, позволяющая постоянно перемешивать пищевой комок, что помогает обрабатывать его ферментами.

Ниже этапы процесса пищеварения описываются более подробно.

Пищеварение начинается в ротовой полости с процесса пережевывания, который стимулирует выработку слюны.

Этапы пищеварения

В слюне содержится фермент амилаза, частично расщепляющий сложные углеводы. Лизоцим частично обеззараживает пищу от бактерий. Кроме того, слюна участвует в формировании скользкого пищевого комка, который далее отправляется в пищевод.

Попав в желудок, пища смешивается с желудочным соком, включающим соляную кислоту и ряд ферментов. Фермент пепсин расщепляет белки, частично до аминокислот, частично до промежуточных продуктов. Соляная кислота убивает бактерии.

Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку - это первый отдел тонкой кишки. Здесь пища смешивается

• с желчью, вырабатываемой печенью,
• панкреатическим соком, который вырабатывается поджелудочной железой и содержит ряд ферментов,
• кишечным соком – ферментами, выделяемые самой кишкой.

Происходит эмульгирование жиров (их разбиение на мелкие капельки) и их расщепление, продолжается расщепление углеводов и белков.

На протяжении всей остальной части тонкой кишки (тощей и подвздошной) происходит основное всасывание питательных веществ и витаминов в кровь. При этом продукты расщепления жиров всасываются не в кровеносные капилляры, а в лимфатические.

Непереваренные остатки пищи из тонкой кишки перемещаются в толстую, где из них в организм всасывается большая часть воды. В толстой кишке содержатся бактерии, способные частично разрушать целлюлозу и оставшиеся белки. Бактерии толстого кишечника вырабатывают ряд необходимых человеку витаминов. С другой стороны, при разрушении здесь белков образуются ядовитые вещества. Стенки толстого кишечника вырабатывают слизь, необходимую для формирования каловых масс.

Пищеварение

Процесс пищеварения — это процесс расщепления пищи на более мелкие компоненты, необходимый для ее дальнейшего усваивания и всасывания, с последующим поступлением необходимых питательных для организма веществ в кровь. Длина пищеварительного тракта человека составляет около 9 метров. Процесс полного переваривания пищи у человека занимает 24-72 часа и варьируется у разных людей. Пищеварение можно разделить на три фазы: головная фаза, желудочная фаза и кишечная фаза. Головная фаза пищеварения начинается при виде пищи, при ощущении ее запаха или представления о ней. В данном случае происходит стимуляция коры головного мозга. Вкусовые и запаховые сигналы направляются в гипоталамус и в продолговатый мозг. После этого сигнал проходит через блуждающий нерв, происходит высвобождение ацетилхолина. В этой фазе желудочная секреция повышается до 40% от максимальной. В данный момент кислотность в желудке еще не гасится пищей. Кроме того мозг посылает сигналы и в пищеварительном тракте начинается выделение ферментов и слюны во рту.

Желудочная фаза пищеварения длится от 3 до 4 часов. Она стимулируется наличием пищи в желудке и его растяжением, снижается уровень pH. Растяжение желудка активирует рефлексы мышечной оболочки. В свою очередь данный процесс активизирует высвобождение большего уровня ацетилхолина, который способствует повышению секреции желудочного сока. Когда белки попадают в желудок, они связываются с ионами водорода, что приводит к повышению pH. Увеличивается ингибирование гастрина и желудочного сока. Это активизирует G-клетки к освобождению гастрина, что в свою очередь стимулирует париетальные клетки к секреции желудочной кислоты. Желудочная кислота содержит в себе примерно 0,5% хлористоводородной кислоты, которая приводит к понижению pH до необходимого 1-3. Секрецию кислоты также вызывают ацетилхолин и гистамин.

Кишечная фаза пищеварения состоит из двух этапов: возбуждающего и ингибирующего.

Частично переваренная в желудке пища (химус) наполняет двенадцатиперстную кишку. Это вызывает освобождение кишечного гастрина. Энтерогастринный рефлекс по блуждающему нерву приводит в движение волокна, которые заставляют напрячься сфинктер привратника желудка, что тормозит поступления большего количества пищи в кишечник.

Этапы пищеварения

Пищеварение является формой катаболизма, и в глобальном смысле его можно разделить на два процесса — механический и химический процесс пищеварения. Механический процесс пищеварения заключается в физическом перемалывание крупных кусков пищи (пережёвывание) на более мелкие, которые потом могут быть доступны для расщепления ферментами. Химическое пищеварение заключается в расщеплении пищи ферментами на молекулы, которые доступны для усваивания организмом. Стоит отметить, что процесс химического пищеварения запускается еще тогда, когда человек только взглянул на пищу или почуял ее запах. Органы чувств запускают процесс выделения пищеварительных ферментов и слюны.

Во время приема пищи у человека она попадает в рот, где происходит процесс механического пищеварения, то есть происходит перемалывание пищи на более мелкие частицы путем пережёвывания, а также происходит ее смачивание слюной. Слюна человека является жидкостью, выделяемой слюнными железами, в которой содержатся слюнные амилазы — ферменты расщепляющие крахмал. Также слюна действует как смазка для лучшего прохождения пищи дальше по пищеводу. После процесса пережёвывания и крахмальной ферментации пища в виде смоченного комка проходит дальше в пищевод и далее в желудок под действием волнообразных движений мышц пищевода (перистальтики). Желудочный сок в желудке запускает процесс усваивания белков. Желудочный сок состоит главным образом из соляной кислоты и пепсина.

Пищеварение

Эти два вещества не разъедают стенки желудка благодаря защитному слизистому слою желудка. В тоже время белковая ферментация происходит в процессе перистальтики, в ходе которого пища перемешивается и происходит смешивание с пищеварительными ферментами. Примерно через 1-2 часа полученная густая жидкость под названием химус попадает в двенадцатиперстную кишку через открывающийся сфинктер. Там происходит смешивание химуса с пищеварительными ферментами поджелудочной железы, затем химус проходит через тонкую кишку в которой продолжается процесс пищеварения. Когда данная кашица полностью переваривается она всасывается в кровь. При этом 95% всасывания питательных веществ происходит в тонкой кишке. В процессе переваривания в тонкой кишке запускаются процессы выделения желчи, поджелудочного сока и кишечного сока. Вода и минеральные вещества всасываются обратно в кровь в толстой кишке, где pH составляет от 5,6 до 6,9. Также в толстой кишке всасываются некоторые из витаминов, например биотип и витамин K, которые производятся бактериями в кишечнике. Движение пищи в толстой кишке при этом гораздо медленное чем в других отделах пищеварительного тракта. Отходы устраняются через прямую кишку во время дефекации.

Стоит отметить, что стенки кишечника выстланы ворсинками, которые играют роль в всасывании пищи. Ворсинки значительно увеличивают площадь всасывающей поверхности при пищеварении.

Пищеварительная система

Пищеварение — это сложный процесс, в ходе которого поступившая в организм пища подвергается механической и химической обработке, всасывание переработанных веществ в кровь и выделение наружу твердых непереваренных остатков.

Этапы пищеварения

Механическая обработка пищи. Происходит в ротовой полости — измельчение пищи (пережевывание) и увлажнение

Химическая обработка пищи. Происходит под действием пищеварительных соков в различных отделах

пищеварительной системы

	Органы, строение
Рото-вая по-лость	Зубы 32: 4 резца, 2 клыка, 4 малых и 6 больших коренных зубов на каждой челюсти. Язык — мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. Слюнные железы (3 пары): околоушная, подъязычная, подчелюстная	В ротовой полости пища подвергается меха нической обработке — пережевыванию и смачиванию слюной. Слюна обезвреживает, смачивает и обволакивает кусочки пищи, образуя пищевой комок. В ротовой полости почти не происходит всасывания питательных веществ. Язык — орган вкуса и речи
Глотка, пище-вод	Верхняя часть пищеварительного ка-нала представляет собой трубку длиной 25 см. Выстлана плоским эпителием	Проглатывание пищи, проталкивание пищевого комка в желудок благодаря перистальтике (волнообразным сокращениям стенок)
	Расширенная часть пищеварительного канала, напоминающая большую грушу. Вместимостью до 2-3 л. Стенки состоят из гладкой мышечной ткани, выстланы слизистым эпителием, складки которого содержат около 35 млн желез	В желудке пища перемешивается за счет сокращения стенок и далее подвергается пищеварению. Фермент желудка пепсин расщепляет белки до пептидов, липаза — жиры молока. Реакция желудка кислая. В желудке частично всасываются вода, глюкоза, аминокислоты молочных белков, минеральные соли
Кишеч-ник	Двенадцатиперстная кишка — начальный отдел тонкого кишечника длиной до 15 см (двенадцать пальцев — перстов, сложенных в ряд). В ней открываются протоки поджелудочной железы и желчного пузыря. Железистый эпителий вырабатывает кишечный сок	В тонкой кишке переваривается 80% белков, почти 100% жиров и углеводов. Фермент сока поджелудочной железы трипсин расщепляет белки до аминокислот, липаза — жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза — углеводы до глюкозы. Реакция среды щелочная

	Органы, строение
	Тонкий кишечник — самая длинная часть пищеварительной трубки до 6 м. Образует в брюшной полости много петель. Слизистая оболочка вырабатывает кишечный сок, образуют множество ворсинок, увеличивающих площадь переваривающей и всасывающей поверхности. К ворсинакам подходят кровеносные и лимфатические капилляры. Стенки образованы гладкой мышечной тканью, спо-собной к перистальтическим движениям	Пищеварение идет в два этапа: 1 — полостное пищеварение, происходит расщепление веществ под влиянием пищеварительных соков в полости кишки.- пристеночное пищеварение — питательные вещества перевариваются на мембранах ворсинок, на которых находится большое количество молекул ферментов. Всасывание веществ в основном происходит в тонком отделе кишечника. Суть и этапы процесса пищеварения Аминокислоты, глюкоза всасывается в кровь (в кровеносные капилляры ворсинок). Глицерины, соли жирных кислот всасываются в лимфатические капилляры ворсинок. Также через ворсинки кишечника всасываются вода, минеральные вещества
	Слепая кишка — участок между тон-кой и толстой кишкой, имеет форму мешка и червеобразный отросток 8-15 см-апендикс.	Лимфатические клетки принимают участие во всех защитных реакциях организма. При попадании в аппендикс непереваренных остатков пищи возникает воспаление аппендикса — за-болевание аппендицит
Толстый кишечник, конечный отдел пищеварительной трубки, имеет длину от 1,5 до 2 м, диа-метр в 2-3 раза больше, чем у тонкой кишки. Вырабатывает только слизь. Прямая кишка заканчивается анальным отверстием	В толстой кишке образуются каловые массы, которые выделяются через анальное отверстие. Этот процесс занимает около 12 ч., за это время происходит всасывание воды, витамина К и минеральных веществ. Железы толстого кишечника вырабатывают слизь, облегчающую прохождение каловых масс. Бактерии толстого кишечника расщепляют клетчатку и синтезируют витамины группы К и В. Уменьшение или увеличение численности бактерий вызывает расстройство кишечника

Лекция добавлена 17.11.2012 в 12:15:03

Пищеварительная система (задания на установление последовательности)

Вопросы проверяют знания строения пищеварительной системы, этапов пищеварения. Приведены типовые задания под редакцией В.С.

Процесс переваривания в желудке

1. Установите правильную последовательность переваривания белков, начиная с поступления их в ротовую полость с пищей.

1) механическое измельчение и смачивание

2) поступление аминокислот в кровь

3) расщепление на пептиды в кислой среде

4) расщепление пептидов до аминокислот при помощи трипсина

5) поступление пищевого комка в двенадцатиперстную кишку

2. Установите правильную последовательность регуляции концентрации глюкозы в крови, начиная с ее повышения.

1) забор глюкозы органами и тканями

2) выброс инсулина в кровь

3) повышение концентрации глюкозы в крови

4) поступление сигнала к поджелудочной железе

5) понижение уровня глюкозы в крови

3. Установите правильную последовательность иерархического соподчинения элементов пищеварительной системы, начиная с наименьшего уровня.

1) стенка кишки

2) тонкая кишка

3) гладкомышечная клетка

4) пищеварительная система

5) мышечная ткань

4. Установите последовательность переваривания нуклеиновых кислот, начиная с поступления их в ротовую полость с пищей.

1) незначительный гидролиз под воздействием кислоты

2) механическое измельчение и смачивание пищи

3) поступление азотистых оснований в кровь

4) поступление полинуклеотидов в двенадцатиперстную кишку

5) расщепление нуклеиновых кислот на нуклеотиды

5. Установите правильную последовательность движения аминокислоты с кровью после ее всасывания в кишечнике.

1) поступление аминокислоты в капилляры тонкого кишечника

2) поступление аминокислоты в печеночную вену

3) поступление аминокислоты в воротную вену печени

4) движение аминокислоты к клеткам и тканям организма

5) движение аминокислоты через синусы печени

6. Установите последовательность регуляции количества воды во вторичной моче при обезвоживании.

1) секреция антидиуретического гормона гипофизом

2) регистрация повышения вязкости крови гипоталамусом

3) поступление воды в кровь из канальца нефрона в результате осмоса

4) уменьшение количества воды во вторичной моче

5) усиление активного транспорта ионов солей обратно в кровь в канальце нефрона

7. Установите последовательность процессов, происходящих при обмене углеводов в организме человека.

1) расщепление крахмала под действием ферментов слюны

2) полное окисление до углекислого газа и воды

3) расщепление углеводов под действием ферментов поджелудочного сока

4) анаэробное расщепление глюкозы

5) всасывание глюкозы в кровь и транспорт к клеткам тела

8. Установите последовательность изменений, происходящих с пищей в организме человека по мере прохождения ее по пищеварительному каналу.

1) расщепление белков под действием пепсина

2) всасывание воды и образование каловых масс

3) обработка пищевого комка желчью

4) всасывание продуктов расщепления в кровь

5) расщепление крахмала амилазой слюны

9. Установите последовательность этапов процесса пищеварения в организме человека.

1) расщепление белков до пептидов и аминокислот

2) удаление непереваренных остатков пищи из организма

3) поступление мономеров в кровь и жиров в лимфу

4) расщепление клетчатки до глюкозы

5) расщепление крахмала до простых углеводов

10. Установите последовательность этапов жирового обмена у человека.

1) эмульгация жиров под действием желчи

2) поглощение глицерина и жирных кислот клетками эпителия кишечной ворсинки

3) поступление человеческого жира в лимфатический капилляр, а затем в жировое депо

4) поступление жиров с пищей

5) синтез человеческого жира в клетках эпителия

6) расщепление жиров до глицерина и жирных кислот

Переваривание пищи начинается в ротовой полости. Здесь про­исходит формирование пищевого комка. Пища подвергается измель­чению с помощью зубов и смачивается слюной. Тщательно проже­ванная пища, смешанная со слюной, лучше переваривается и быст­рее всасывается. Слюна на 99-99,5% состоит из воды, органических и неорганических соединений - ферментов и солей - в ней 0,5-1%. Реакция слюны слабощелочная.

При заболевании зубов пищеварение нарушается, так как в желу­док попадает недостаточно пережеванная и не подготовленная к хими­ческой обработке пища. Вот почему так важно постоянно следить за зубами. После тщательного пережевывания консистенция пищи ста­новится более пригодной для дальнейшего переваривания. В ней на­чинается расщепление углеводов, частично уничтожаются бактерии.

Рефлекторный акт глотания - это поступление пищи в пищевод. Раздражителем глотательного рефлекса служит механическое воз­действие на корень языка. Центр глотательного рефлекса находится в продолговатом мозге.

Сокращение мышц языка и глотки способствует продвижению пищевого комка в пищевод и далее - в желудок. При глотании над­гортанник закрывает вход в гортань и трахею, а мягкое небо - вход в носовую полость (см. рис. 108). При разговоре во время еды кусоч­ки пищи могут попасть в гортань. При этом возникает кашель, иног­да перехватывает дыхание.

В эпителии пищевода очень мало железистых клеток. Они обеспе­чивают в основном лучшее продвижение (скольжение) пищевого комка, но не секретнруют ферменты. Пиша продолжает взаимодействовать с ферментами слюны и поступает в желудок.

Желудочный сок выделяется мелкими железами слизистой обо­лочки желудка. У взрослого человека в сутки выделяется около 2 л желудочного сока. Интенсивность его выделения зависит от состава и консистенции пищи.

Алкоголь и курение оказывают вредное влияние на пищеварение в желудке. Алкоголь нарушает функции желудка. Никотин, посту­пая вместе со слюной, вызывает воспаление слизистой оболочки же-

дудка. У постоянно курящих людей наблюдается хронический гаст­рит. Иногда под влиянием никотина повреждаются мягкие ткани, сосуды, и образуется язва желудка.

Кишечное пищеварение. Всасывание. В тонкой кишке происхо­дит превращение пищевых веществ в те соединения, которые усваи­ваются организмом. Процесс пищеварения здесь состоит из 3 этапов: полостное пищеварение (под влиянием пищеварительных соков), пристеночное (мембранное) пищеварение (на поверхности кишечных клеток) и внутриклеточное.

Начинается кишечное пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Здесь пища обрабатывается панкреатическим соком поджелудочной железы и желчью печешь

Одной из основных функций печени является участие в расщеп­лении жиров. С помощью желчных кислот желчь эмульгирует жиры, т. е. переводит их в состояние эмульсии. Без этого поджелудочный сок не в состоянии расщепить твердые животные жиры.

При употреблении жирного мяса выделяется много желчи, и в кро­ви увеличиваете я содержание холестерина. Он может накапливаться в Biue мелких кристаллов и способствовать образованию камней в желч­ном пузыре и протоках.

После действия желчи (pH) среда пищевой кашицы (химуса) становится слабощелочной, жиры эмульгируются, что обеспечивает беспрепятственную работу ферментов поджелудочной железы. Но в основном здесь происходит расщепление жиров липазой и дорасщеп- ление оставшихся углеводов амилазой.

Дальнейшее и окончательное доперевариванис происходит в сле­дующих отделах тонкой кишки под действием кишечного сока. В его состав входят вода, органические и неорганические вещества, а также более 20 ферментов. Они окончательно допереваривают питательные вещества.

Благодаря сокращениям стенок тонкой кишки пиша продвигает­ся то назад, то вперед. Происходит тщательное перемешивание содер­жимого кишки. Оно приобретает вид жидкой однородной массы. Од­новременно происходят процессы переваривания на поверхности сли­зистой оболочки тонкой кишки. Она собрана в складки. А складки покрыты крошечными ворсинками длиной до 1,5 мм (рис. 125 в. г). В каждой ворсинке проходят капилляры. Ворсинок очень много. Если бы удалось развернуть все ворсинки тонкого кишечника, то они заняли бы площадь, в несколько десятков раз превосходящую площадь поверхности тела. И по всей этой поверхности через стенки капилляров питательные вещества проходят в кровь и лимфу. Этот процесс называется всасыванием. Именно так организм получает все необходимые ему вещества.

Таким образом, в тонком кишечнике происходит окончательное

Рис. 125. Переваривание и всасывание пищи:

/ верхняя челюсть; 2 - язык; 3 - глотка; 4 - слюнные железы; 5 - надгортанник; 6 - трахея; 7 - пищевод; 8 - печень; 9 желудок; 10- желчный пузырь; 11 - 12-перстная кишка; 12 - тонкий кишечник; 13 - поджелудочная железа; 14 - толстая кишка; 15 - прямая кишка; а) продвижение пиши по пишеводу; б) слизистая оболочка желудка в разрезе; в) слизистая оболочка тонкой кишки; г) ворсинки тонкой кишки

допереваривание пиши и всасывание питательных веществ в кровь (белки и углеводы) и лимфу (жиры).

В толстой кишке происходит всасывание воды и формирование каловых масс. В толстом кишечнике обитает много микроорганиз­мов, являющихся симбионтами (сожителями) нашего организма. Прежде всего это кишечные палочки. Они защищают организм челове­ка от вредных микроорганизмов. Кроме того, они расщепляют расти­тельную клетчатку, которая мало изменяется в тонком кишечнике, синтезируют некоторые витамины и способствуют нормальной рабо­те пищеварительной системы. Нельзя бездумно применять антибио­тики, так как это может вызвать гибель не только вредных, но и по­лезных бактерий и привести к дисбактериозу.

Отдел пищева­рительно­го канала	Особеннос­ти строении	Выделяемые части	Пищевой сок	Основные процессы
Ротовая полость	Ограничена щеками, губами и нёбом. Включает зубы и язык	Преддверие и ротовая полость	Слюна	1обеззаражи­вание; 2- измельчение: 3-определение вкуса; 1 -расщепление углеводов
Глотка	Трубчатая по­лость. ограни­чена надгор­танником, миндалинами	1носоглотка; 2ротоглотка; 3- гортанная часть		Поступление пищевого комка в пищевод - глотание
Пншенол	Мышцы сначала поперечнопо­лосатые, во 2-й и 3-й частях - гладкие			Доставка пиши в желудок
Желудок	Слизистая образует складки. 3 слоя мышц	1- дно; 2- тело: 3- привратник	Желу­ дочный	Расщепление белков
Тонкий кише"пшк	Ыали"ше вор синоквтощей и подвздош­ной кишках	1- 12-перстная: 2- тощая; 3- подвздошная	Желчь, панкреа­тический и кишечный	Эмульгирование жиров, оконча­тельное доперева­ривание. всасыва­ние питательных веществ в кровь и лимфу
Толстый кишечник	Складки слизистой; много лимфа­тических узлов в стояках; жировые отложения снаружи	1- слепая (-♦ аппендикс); 2- ободочная (восходящая, поперечная, нисходящая, сигмовидная); 3прямая	Слизь, кишечный	1всасывание И.О. растворимых в ней солей и витаминов; 2синтез некоторых витаминов; прямую кишку. Опорожнение прямой кишки - сложный рефлек­торный акт. Центр этого рефлекса находится в крестцовом отделе спинного мозга. Таким образом, в органах пищеварения происходит измельчение и расщепление питательных веществ, всасывание их в кровь и лим­фу. Затем они разносятся по всем клеткам и тканям организма. Непереваренные вещества выводятся наружу. Кишечное пищеварение, всасывание, полостное пищеварение, пристеночное пищеварение, эмульгирование, кишечные палочки. 1. Какие изменения происходят с пищей в ротовой полости? 2.Какие вещества воздействуют на пищу в тонком кишечнике? 3.В каком органе имеются ворсинки? Какую функцию они выпол­няют? 1. Где выделяется желудочный сок и каков его состав? 2. Каковы особенности переваривания в желудке и тонком кишечнике? 3. Какова роль толстого кишечника в переваривании пиши? 1. В каком органе заканчивается переваривание пиши? 2. Назовите продукты расщепления белков, жиров и углеводов. 3. Опишите пути усваивания пищи. МП. I. Влияние ферментов слюны на крахмал. Оборудование: сухой крахмал, марля, вода, плоская посуда, пробирка, спиртовка или электрическая плита, иод. спички, вата. 1. В посуду налип, немного воды, добавить 1 «миную ложку крахма­ла и при постоянном помешивании довести до кипения. 2. Кусочек бинта смочить в крахмале и отжать. 3. На головку спички намотать немного ваты, обильно смочить ее слю­ной и на кусочке бинта, смоченном крахмалом, написать букву или цифру. 4. Затем этот бинт согреть, держа в руках 2-4 мин. 5. В небольшую емкость налить водный раствор иода и поместить туда бинт. 6. Рассмотреть бинт. Накрахмаленные места окрашиваются в синий цвет, а место, смоченное слюной, не окрашивается, потому что под влиянием ферментов слюны крахмал расщепился до глюкозы. II.Влияние ферментов желудочного сока на яичный белок. Оборудование: желудочный сок, сваренное всмятку яйцо. В две пробирки помешают кусочки яичного белка и добавляют консер­вированный желудочный сок. Одну пробирку оставляют, а д р угу ю по­мешают в теплую воду с температурой 38... 39"С на 20-30 мин. Сравните пробирки. В какой из них происходят изменения и почему?

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.

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.

Прием пищи - процесс, ради которого каждый человек несколько раз в день оставляет все свои дела и заботы, ведь питание снабжает его организм энергией, силой и всеми необходимыми для нормальной жизнедеятельности веществами. Важно и то, что пища обеспечивает его материалом для пластических процессов, благодаря чему ткани тела могут расти и восстанавливаться, а разрушенные клетки заменяются новыми. После того как все, что было нужно от пищи, организм получил, она превращается в отходы, которые выводятся из тела естественным путем.

Слаженная работа такого сложного механизма возможна благодаря пищеварительной системе, осуществляющей переваривание пищи (физическую и химическую ее обработку), всасывание продуктов расщепления (они всасываются в лимфу и кровь через слизистую оболочку) и выведение непереваренных остатков.

Таким образом, пищеварительная система выполняет несколько важнейших функций:

• Моторно-механическую (пища измельчается, передвигается и выделяется)
• Секреторную (вырабатываются ферменты, пищеварительные соки, слюна и желчь)
• Всасывающую (всасываются белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода)
• Выделительную (выводятся непереваренные остатки пищи, избыток ряда ионов, соли тяжелых металлов)

Немного о развитии органов пищеварения

Пищеварительная система начинает закладываться еще на первых стадиях развития человеческого эмбриона. По прошествии 7-8 суток развития оплодотворенной яйцеклетки из энтодермы (внутреннего зародышевого листка) формируется первичная кишка. На 12-е сутки она разделяется на две части: желточный мешок (внезародышевая часть) и будущий пищеварительный тракт - ЖКТ (внутризародышевая часть).

Изначально первичная кишка не соединена с ротоглоточной и клоакальной мембранами. Первая расплавляется после 3 недель внутриутробного развития, а вторая - после 3 месяцев. Если по какой-то причине процесс расплавления мембран нарушается, в развитии появляются аномалии.

По истечении 4 недель развития эмбриона начинают формироваться отделы пищеварительного тракта:

• Глотка, пищевод, желудок, сегмент двенадцатиперстной кишки (начинает закладываться печень и поджелудочная железа) - производные передней кишки
• Дистальная часть, тощая кишка и подвздошная кишка - производные средней кишки
• Отделы толстой кишки - производные задней кишки

Основу поджелудочной железы составляют выросты передней кишки. Одновременно с железистой паренхимой формируются панкреатические островки, состоящие из эпителиальных тяжей. 8 недель спустя в альфа-клетках иммунохимическим путем определяется гормон глюкагон, а на 12-й неделе в бета-клетках определяется гормон инсулин. Между 18-й и 20-й неделями гестации (беременности, срок которой определяется количеством полных недель вынашивания, прошедших с 1-го дня последней менструации до момента перерезки пуповины новорожденного) активность альфа- и бета-клеток возрастает.

После того как ребенок родился, желудочно-кишечный тракт продолжает расти и развиваться. Заканчивается формирование ЖКТ примерно к трехлетнему возрасту.

Органы пищеварения и их функции

Одновременно с изучением органов пищеварения и их функций, мы разберем и путь, проделываемый пищей с момента ее попадания в ротовую полость.

Главная функция превращения пищи в необходимые организму человека вещества, как уже стало понятно, выполняется желудочно-кишечным трактом. Он совершенно не просто так называется трактом, т.к. представляет собой продуманную природой дорогу для пищи, причем длина ее составляет около 8 метров! ЖКТ наполнен всевозможными «регулировочными приспособлениями», при помощи которых пища, совершая остановки, постепенно проходит свой путь.

Началом пищеварительного тракта служит ротовая полость, в которой твердая пища смачивается слюной и перемалывается зубами. Слюна выделяется в нее тремя парами крупным и множеством мелких желез. В процессе принятия пищи выделение слюны многократно увеличивается. А вообще за 24 часа железы выделяют примерно 1 литр слюны.

Слюна требуется для смачивания пищевых комков, чтобы они могли легче продвигаться дальше, а также поставляет важный фермент - амилазу или птиалин, при помощи которого углеводы начинают расщепляться уже в полости рта. Ко всему прочему слюна удаляет из полости любые вещества, раздражающие слизистую оболочку (они попадают в полость случайно, и пищей не являются).

Комки пищи, разжеванные зубами и смоченные слюной, при совершении человеком глотательных движений проходят через рот в глотку, минуют ее и далее направляются в пищевод.

Пищевод можно охарактеризовать как узкую (диаметром около 2-2,5 см и длиной примерно в 25 см) вертикально расположенную трубку, которая соединяет глотку и желудок. Несмотря на то, что пищевод активно не участвует в переработке пищи, его устройство аналогично устройству нижележащих отделов пищеварительной системы - желудка и кишечника: у каждого из этих органов есть стенки, состоящие из трех слоев.

Что же это за слои:

• Внутренний слой образуется слизистой оболочкой. В ней содержатся разные железы, которые отличаются своими особенностями во всех отделах ЖКТ. Из желез выделяются пищеварительные соки, благодаря которым могут расщепляться пищевые продукты. Также из них выделяется слизь, необходимая для защиты внутренней поверхности пищеварительного канала от воздействия острой, грубой и другой раздражающей пищи.
• Средний слой лежит под слизистой оболочкой. Он является мышечной оболочкой, составленной продольными и круговыми мышцами. Сокращения этих мышц позволяют плотно обхватывать пищевые комки, а затем при помощи волнообразных движений (эти движения называются перистальтикой) проталкивать их далее. Отметим, что мышцы пищеварительного канала - это мышцы группы гладких мышц, и их сокращение происходит непроизвольно в отличие от мускулов конечностей, туловища и лица. По этой причине человек не может расслаблять или сокращать их по желанию. Намеренно сокращать можно лишь прямую кишку с поперечнополосатой, а не гладкой мускулатурой.
• Наружный слой называют серозной оболочкой. У него блестящая и гладкая поверхность, а составляет его главным образом плотная соединительная ткань. От наружного слоя желудка и кишечника по всей длине берет начало соединительнотканная широкая пластина, называемая брыжейкой. При помощи нее органы пищеварения соединяются с задней стенкой брюшной полости. В брыжейке имеются лимфатические и кровеносные сосуды - они снабжают лимфой и кровью пищеварительные органы и нервы, которые отвечают за их движения и секрецию.

Таковы основные характеристики трех слоев стенок пищеварительного тракта. Безусловно, в каждом отделе есть свои различия, однако общий принцип един для всех, начиная пищеводом и заканчивая прямой кишкой.

После прохождения пищевода, на что уходит около 6 секунд, пища попадает в желудок.

Желудок - это так называемый мешок, имеющий удлиненную форму и косое расположение в верхней области брюшной полости. Основная часть желудка находится слева от центрального сечения туловища. Он начинается у левого купола диафрагмы (мышечная перегородка, отделяющая брюшную и грудную полости). Входом в желудок является место его соединения с пищеводом. Так же, как и выход (привратник), он отличается круговыми запирательными мышцами - жомами. Благодаря сокращениям жомы отделяют желудочную полость от двенадцатиперстной кишки, которая находится за ней, а также от пищевода.

Если выражаться образно, желудок как бы «знает», что скоро в него поступит пища. И он начинает готовиться к новому ее приему еще до того момента, когда еда попадает в рот. Вспомните сами тот момент, когда вы видите некое вкусное яство, и у вас начинают «течь слюнки». Вместе с этими «слюнками», которые возникают в полости рта, в желудке начинает выделяться пищеварительный сок (именно это происходит до того, как человек начинает непосредственно кушать). Кстати, этот сок был назван академиком И. П. Павловым запальным или аппетитным соком, и ученый отводил ему большую роль в процессе последующего пищеварения. Аппетитный сок служит катализатором более сложных химических процессов, принимающих основное участие в переваривании пищи, поступившей в желудок.

Заметим, что если внешний вид пищи не вызывает аппетитного сока, если едок абсолютно равнодушен к стоящей перед ним еде, это может создать определенные помехи для успешного пищеварения, а значит, пища поступит в желудок, который подготовлен для ее переваривания недостаточно. Вот поэтому-то и принято придавать красивой сервировке стола и аппетитному виду блюд такое большое значение. Знайте, что в центральной нервной системе (ЦНС) человека происходит образование условнорефлекторных связей между запахом и видом пищи и работой желудочных желез. Эти связи способствуют определению отношения человека к еде еще на расстоянии, т.е. в одних случаях он испытывает удовольствие, а в других - никаких чувств или вообще отвращение.

Не будет лишним отметить и еще одну сторону этого условнорефлекторного процесса: в случае, когда запальный сок по каким-либо причинам уже вызван, т.е. если «слюнки» уже «потекли», откладывать прием пищи не рекомендуется. В противном случае нарушается связь деятельности участков ЖКТ, и желудок начинает работать «вхолостую». Если такие нарушения будут частыми, увеличится вероятность возникновения определенных недугов, например, язвы желудка или катара.

Когда пища оказывается в полости рта, увеличивается интенсивность секреции желез слизистой оболочки желудка; в силу вступают врожденные рефлексы в работе вышеназванных желез. Рефлекс же передается по чувствительным окончаниям вкусовых нервов глотки и языка в продолговатый мозг, а после отправляется в нервные сплетения, заложенные в слоях стенок желудка. Интересно, что пищеварительные соки при этом выделяются лишь при попадании в ротовую полость только съедобных продуктов.

Получается, что к моменту, когда измельченная и смоченная слюной пища оказывается в желудке, он уже абсолютно готов к работе, представляя собой словно машину по перевариванию еды. Комки пищи, попадая в желудок и автоматически раздражая его стенки имеющимися в них химическими элементами, способствуют еще более активному выделению пищеварительных соков, воздействующих на отдельные элементы пищи.

Пищеварительный сок желудка содержит в себе соляную кислоту и пепсин - особый фермент. Вместе они расщепляют белки на альбумозы и пептоны. Также в соке есть химозин - сычужный фермент, который створаживает молочные продукты, и липаза - фермент, необходимый для начального распада жиров. Кроме всего прочего, из некоторых желез выделяется слизь, предохраняющая внутренние стенки желудка от чрезмерно раздражающего воздействия пищи. Аналогичную защитную функцию выполняет и соляная кислота, помогающая переваривать белки, - она нейтрализует ядовитые вещества, которые попадают вместе с пищей в желудок.

Из желудка в кровеносные сосуды почти не попадают продукты расщепления пищи. По большей части в желудке всасывается алкоголь и вещества, имеющие в своем составе спирт, например, растворенные на спирте.

«Метаморфозы» пищи в желудке так велики, что в случаях, когда переваривание почему-либо нарушается, страдают все отделы ЖКТ. Исходя из этого, необходимо всегда придерживаться . Это можно назвать основным условием для предохранения желудка от любого рода нарушений.

В желудке пища находится приблизительно 4-5 часов, после чего перенаправляется в другой отдел ЖКТ - двенадцатиперстную кишку. Переходит она в него небольшими частями и постепенно.

Как только новая доля пищи попала в кишку, происходит сокращение мышечного жома привратника, и очередная доля не покинет желудок, пока соляная кислота, оказавшаяся в двенадцатиперстной кишке вместе с уже поступившим комом пищи, не нейтрализуется щелочами, содержащимися в соках кишки.

Двенадцатиперстной кишку назвали еще древние ученые, причиной чему послужила ее длина - где-то 26-30 см, что можно сравнить с шириной 12 пальцев, расположенных рядом. По форме эта кишка напоминает подкову, а в ее изгибе располагается поджелудочная железа.

Из поджелудочной железы выделяется пищеварительный сок, изливающийся в полость двенадцатиперстной кишки через отдельный канал. Также сюда попадает желчь, которую вырабатывает печень. Вкупе с ферментом липазой (он содержится в соке поджелудочной железы) желчь расщепляет жиры.

Есть в соке поджелудочной железы и фермент трипсин - он помогает организму переваривать белки, а также фермент амилаза - он способствует расщеплению углеводов до промежуточной стадии дисахаридов. В итоге двенадцатиперстная кишка служит местом, где на все органические составляющие еды (белки, жиры и углеводы) активно воздействуют самые разные ферменты.

Превращаясь в двенадцатиперстной кишке в пищевую кашицу (она называется химусом), пища продолжает свой путь и попадает в тонкий кишечник. Представленный отрезок ЖКТ является самым протяженным - примерно 6 метров в длину и 2-3 см в диаметре. Ферменты окончательно расщепляют на этом пути сложные вещества на более простые органические элементы. И уже эти элементы становятся началом нового процесса - они всасываются в кровеносные и лимфатические сосуды брыжейки.

В тонком кишечнике принятая человеком пища наконец-таки трансформируется в вещества, которые всасываются в лимфу и кровь, а затем используются клетками тела в своих целях. У тонкого кишечника есть петли, находящиеся в непрерывном движении. Такая перистальтика обеспечивает полноценное перемешивание и передвижение пищевых масс к толстому кишечнику. Этот процесс достаточно продолжителен: например, обычная смешанная пища, входящая в рацион человека, проходит по тонкому кишечнику за 6-7 часов.

Если даже без микроскопа посмотреть вблизи на слизистую оболочку тонкого кишечника, можно наблюдать по всей ее поверхности маленькие волоски - ворсинки высотой приблизительно в 1 мм. Один квадратный миллиметр слизистой наличествует 20-40 ворсинками.

Когда пища проходит по тонким кишкам, ворсинки постоянно (причем у каждой из ворсинок есть свой ритм) сокращаются где-то на ½ своего размера, а после снова вытягиваются вверх. Благодаря совокупности данных движений появляется всасывающее действие - именно оно позволяет расщепленным пищевым продуктам переходить из кишечника в кровь.

Большое количество ворсинок способствуют увеличению всасывающей поверхности тонкого кишечника. Ее площадь составляет 4-4,5 кв. м (а это почти в 2,5 раза больше наружной поверхности тела!).

Но в тонком кишечнике всасываются не все вещества. Остатки отправляются в толстый кишечник длиной около 1 м и диаметром примерно в 5-6 см. Толстый кишечник от тонкого отделяет клапан - баугиниевая заслонка, время от времени пропускающая части химуса к начальному отрезку толстого кишечника. Толстый кишечник называется слепой кишкой. На ее нижней поверхности есть отросток, напоминающий червяка, - это всем известный аппендикс.

Толстый кишечник отличается П-образной формой и приподнятыми верхними углами. Состоит он из нескольких отрезков, среди которых слепая, восходящая, поперечная ободочная, нисходящая и сигмовидная кишки (последняя изогнута как греческая буква сигма).

Толстый кишечник является средоточием множества бактерий, продуцирующих процессы брожения. Эти процессы помогают размельчать клетчатку, в обилие содержащуюся в пище растительного происхождения. А вместе с ее всасыванием происходит и всасывание воды, которая поступает в толстый кишечник с химусом. Тут же начинает формироваться кал.

Толстые кишки не так активны, как тонкие. По этой причине химус пребывает в них намного дольше - вплоть до 12 часов. За это время пища проходит окончательные стадии переваривания и обезвоживания.

Весь объем поступившей в организм пищи (а также вода) претерпевает массу всевозможных изменений. В результате в толстом кишечнике он значительно уменьшается, и от нескольких килограммов еды остается от 150 до 350 граммов. Эти остатки подлежат дефекации, происходящей за счет сокращения поперечнополосатых мускулов прямой кишки, мышц брюшного пресса и промежности. Процесс дефекации завершает путь пищи, проходящей через ЖКТ.

На полное переваривание еды здоровый организм тратит от 21 до 23 часов. Если же замечаются какие-либо отклонения, их ни в коем случае нельзя игнорировать, т.к. они свидетельствуют о том, что на каких-то участках пищеварительного канала или даже в отдельных органах имеются проблемы. При любом нарушении необходимо обратиться к специалисту - это не позволит начавшемуся заболеванию стать хроническим и привести к осложнениям.

Говоря об органах пищеварения, следует сказать не только об основных, но и о вспомогательных органах. Об одном из них мы уже говорили (это поджелудочная железа), поэтому осталось упомянуть печень и желчный пузырь.

Печень относится к жизненно важным непарным органам. Она находится в брюшной полости под правым куполом диафрагмы и выполняет огромное количество самых разных физиологических функций.

Из клеток печени образуются печеночные балки, получающие кровь из артериальной и воротной вен. От балок кровь отходит к нижней полой вене, где начинаются пути, по которым желчь отводится в желчный пузырь и двенадцатиперстную кишку. А желчь, как мы уже знаем, принимает активное участие в пищеварении, как и панкреатические ферменты.

Желчный пузырь - это расположенный на нижней поверхности печени мешкообразный резервуар, где собирается вырабатываемая организмом желчь. Резервуар отличается удлиненной формой в двумя концами - широким и узким. В длину пузырь достигает 8-14 см, а в ширину - 3-5 см. Объем же его равен примерно 40-70 куб. см.

Пузырь имеет желчный проток, соединяющийся с печеночным протоком в воротах печени. Слияние двух протоков образует общий желчный проток, который объединяется с протоком поджелудочной железы и открывается в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди.

Значение желчного пузыря и функции желчи нельзя недооценивать, т.к. они выполняют целый ряд важных операций. Они участвуют в переваривании жиров, создают щелочную среду, активируют пищеварительные ферменты, стимулируют моторику кишечника и выводят из организма шлаки.

В общем и целом же желудочно-кишечный тракт представляет собой настоящий конвейер для непрерывного движения пищи. Его работа подчинена строгой последовательности. Каждый этап воздействует на пищу конкретным образом, благодаря чему она снабжает организм энергией, нужной для его надлежащей работы. А еще одной важной характеристикой ЖКТ является то, что он достаточно легко приспосабливается к разным типам пищи.

Однако ЖКТ «нужен» не только для переработки пищи и удаления непригодных ее остатков. На самом деле его функции намного шире, т.к. в результате метаболизма (обмена веществ) во всех клетках тела появляются ненужные продукты, подлежащие обязательному удалению, иначе их яды могут отравить человека.

Большая доля ядовитых продуктов метаболизма поступает через кровеносные сосуды в кишечник. Там эти вещества распадаются и выводятся вместе с калом при дефекации. Из этого следует, что ЖКТ помогает организму освободиться от множества ядовитых веществ, появляющихся в нем в процессе жизнедеятельности.

Четкая и гармоничная работа всех систем пищеварительного канала является результатом регуляции, за которую по большей части отвечает нервная система. Некоторые процессы, к примеру, акт глотания пищи, акт ее пережевывания или акт дефекации, подконтрольны сознанию человека. Но другие, такие как выделение ферментов, расщепление и всасывание веществ, сокращения кишечника и желудка и т.д., осуществляются сами по себе, без сознательных усилий. За это отвечает вегетативная нервная система. Кроме того, эти процессы связаны с ЦНС, и в частности с корой головного мозга. Так что какие-либо человека (радость, страх, стресс, волнение и т.п.) сразу же сказываются на деятельности пищеварительной системы. Но это уже разговор немного на другую тему. Мы же подводим итог первому уроку.

Во втором уроке мы подробно побеседуем о том, из чего состоит пища, расскажем, почему организму человека требуются те или иные вещества, а также приведем таблицу содержания полезных элементов в продуктах.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.