Механизм пищеварения

Пищеварение в ротовой полости

Ротовая полость — начальный отдел пищеварительного тракта. Сверху она ограничена твёрдым и мягким нёбом, снизу диафрагмой рта, а спереди и с боков — зубами и дёснами.

В полость рта открываются протоки трёх пар слюнных желёз: околоушных, подъязычных и подчелюстных. Кроме этих имеется масса мелких слизистых слюнных желёз, разбросанных по всей ротовой полости. Секрет слюнных желёз — слюна — смачивает пищу и участвует в её химическом изменении. В слюне содержатся только два фермента — амилаза (птиалин) и мальтаза, которые переваривают углеводы. Но так как в ротовой полости пища находится недолго, расщепление углеводов не успевает закончиться. В слюне содержатся также муцин (слизистое вещество) и лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами. Состав и количество слюны может изменяться в зависимости от физических свойств пищи. В течение суток у человека выделяется от 600 до 150 мл слюны.

В полости рта у взрослого человека имеется 32 зуба по 16 в каждой челюсти. Ими пища захватывается, откусывается и пережёвывается.

Зубы состоят из особого вещества дентина являющегося видоизменением костной ткани и обладающей большей прочностью. Снаружи зубы покрыты эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервы и кровеносные сосуды.

Большая часть ротовой полости занята языком , который представляет собой мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. В нём различают верхушку, корень, тело и спинку, на которой находятся вкусовые рецепторы. Язык — орган вкуса и речи. С его помощью пища перемешивается во время пережёвывания и проталкивается при глотании.

Подготовленная в ротовой полости пища проглатывается. Глотание — сложное движение, в котором участвуют мышцы языка и глотки. Во время глотания мягкое нёбо приподнимается и преграждает пище путь в носовую полость. Надгортанник в это время закрывает вход в гортань. Пищевой комок попадает в глотку — верхнюю часть пищеварительного канала. Она представляет собой трубку, внутренняя поверхность которой выстлана слизистой оболочкой. Через глотку пища поступает в пищевод.

Пищевод — трубка длиной около 25 см, являющаяся прямым продолжением глотки. В пищеводе никаких изменений пищи не происходит, так как в нём не секретируются пищеварительные соки. Он служит для проведения пищи в желудок. Продвижение пищевого комка по глотке и пищеводу происходит в результате сокращения мускулатуры этих отделов.

Тонкий кишечник

Тонкий кишечник представляет собой самую длинную часть пищеварительной трубки, достигающую у взрослого человека 6–7 метров. Он состоит из двенадцатипёрстной, тощей и подвздошной кишок.

В начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатипёрстную кишку — открываются выводные протоки двух крупных пищеварительных желёз — поджелудочной железы и печени. Здесь происходит наиболее интенсивное переваривание пищевой кашицы, которая подвергается действию трёх пищеварительных соков: поджелудочного, желчи и кишечного.

Поджелудочная железа расположена позади желудка. В ней различают верхушку, тело и хвост. Верхушка железы окружена подковообразно двенадцатипёрстной кишкой, а хвост прилегает к селезёнке.

Клетки железы вырабатывают поджелудочный сок (панкреатический). Он содержит ферменты, действующие на белки, жиры и углеводы. Фермент трипсин расщепляет белки до аминокислот, но оказывается активным только в присутствии кишечного фермента — энтерокиназы. Липаза расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты. Активность её резко усиливается под влиянием желчи, вырабатываемой в печени и поступающей в двенадцатипёрстную кишку. Под влиянием амилазы и мальтозы поджелудочного сока происходит расщепление большинства углеводов пищи до глюкозы. Все ферменты поджелудочного сока активны только в щелочной среде.

В тонком кишечнике пищевая кашица подвергается не только химической, но и механической обработке. Благодаря маятникообразным движениям кишки (попеременное удлинение и укорочение) она перемешивается с пищеварительными соками и разжижается. Перистальтические движения кишечника вызывают перемещения содержимого в направлении толстого кишечника.

Печень — самая крупная пищеварительная железа нашего тела (до 1,5 кг). Она лежит под диафрагмой, занимая правое подреберье. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь. Печень состоит из железистых клеток, образующих дольки. Между дольками находятся прослойки соединительной ткани, в которой проходят нервы, лимфатические и кровеносные сосуды и мелкие желчные протоки.

Желчь, вырабатываемая печенью, играет большую роль в процессе пищеварения. Она не расщепляет пищевых веществ, но подготавливает жиры к перевариванию и всасыванию. Под её действием жиры распадаются на мелкие капли, взвешенные в жидкости, т.е. превращаются в эмульсию. В таком виде они легче перевариваются. Кроме того, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника и отделение поджелудочного сока. Несмотря на то, что желчь образуется в печени непрерывно, в кишечник она поступает только при приёме пищи. Между периодами пищеварения желчь собирается в желчном пузыре. По воротной вене в печень притекает венозная кровь из всего пищеварительного канала, поджелудочной железы и селезёнки. Ядовитые вещества, попадающие в кровь из желудочно-кишечного тракта, здесь обезвреживаются и затем выводятся с мочой. Таким образом печень осуществляет свою защитную (барьерную) функцию. Печень участвует в синтезе целого ряда важных для организма веществ, таких, как гликоген, витамин А, оказывает влияние на процесс кроветворения, обмена белков, жиров, углеводов.

Нарушения процессов всасывания

В различные возрастные периоды отмечаются различия в проницаемости эпителиальной ткани кишечника. В первые дни у новорожденных вместе с молозивом усваиваются низкомолекулярные иммунные тела. Затем тип проницаемости меняется, и всасываются только расщепленные вещества. К старости интенсивность В. ослабевает.

В. нарушается вследствие ранее перенесенных заболеваний (дизентерии, энтерита, брюшного тифа, холеры), отравлений, при кровопотерях, авитаминозах, недостаточном газообмене, недостаточности желез внутренней секреции и т. п.

Действие ионизирующего излучения на организм приводит к нарушению В. в кишечнике, выраженность к-рого зависит от тяжести лучевого повреждения. Расстройства Всасывания в кишечнике после облучения обусловлены нарушением нейрогуморальной регуляции, патоморфол. и цитохим. изменениями в жел.-киш. тракте, гл. обр. в тонкой кишке, слизистая оболочка к-рой обладает высокой чувствительностью к действию ионизирующего излучения.

Нарушения В. в кишечнике после облучения связывают с дистрофическими изменениями ворсинок и с нарушением ультраструктуры эпителия облученного кишечника. Изменение клеточных элементов ворсинок приводит к слущиванию эпителия и укорочению ворсинок; одновременно уменьшаются и меняют форму микроворсинки, уменьшается их общее количество, отмечается повреждение структуры митохондрия. Это ведет к ослаблению процессов В., причем в наибольшей степени страдает пристеночная его фаза (А. М. Уголев, 1967).

Основными факторами, ведущими к расстройству В. в кишечнике как в ранних, так и в поздних фазах лучевого синдрома, являются угнетение ферментативных процессов, деполимеризация мукополисахаридов основного вещества соединительной ткани, а также разрушение тучных клеток с нарушением гепаринообразующей функции и освобождением гистамина и серотонина. Экспериментально установлена соответствующая цикличность нарушения В. углеводов, воды, электролитов и других веществ (И. Т. Курцин, 1961).

Нарушение В. сахаров в кишечнике у облученных животных наблюдается во все сроки исследования при различных дозах (Д. А. Брюханов, 1968). Под влиянием ионизирующего излучения меняется также В. в кишечнике воды и электролитов. Непосредственно после общего облучения в дозах 900—1200 р отмечается кратковременное ускорение В. воды, к-рое в дальнейшем резко падает (А. Н. Шутко, 1965). При увеличении доз в первые часы после облучения происходит замедление В. воды из кишечника; в период с 13 до 48 час. вода практически не всасывается; на 3-и сутки наблюдается обратное ее движение — из крови в кишечник, что приводит к обезвоживанию и потере электролитов, особенно калия и натрия, и является одной из причин гибели организма при кишечной форме острой лучевой болезни (П. Д. Горизонтов, 1973). Нарушение В. воды ведет к угнетению В. водорастворимых витаминов; В. жирорастворимых витаминов нарушается в меньшей степени. Экспериментальные данные по абсорбции в кишечнике согласуются с клиническими материалами о нарушении Всасывания витамина B12 и D-ксилозы у больных, получающих лучевую терапию.

Процессы В. и усвоения белков нарушаются при облучении в значительно меньшей степени. Так, при изучении В. метионина и меченого альбумина у облученных кроликов и мышей отмечено замедленное В. только в первые часы после облучения, что связывается с нарушением эвакуации содержимого желудка. Данные о нарушении В. жиров крайне противоречивы. По некоторым исследованиям растительное масло в течение первых суток после облучения абсорбируется с обычной скоростью, однако в дальнейшем скорость В. значительно снижается. После фракционированного облучения области живота при опухолях брюшной полости (суммарная доза 4000—5000 р, разовая — 200 р) В. меченого нейтрального жира снижается. Несмотря на значительную устойчивость В. липидов после облучения, синтез липидов и холестерина в тонкой кишке угнетается при дозах 400—1200 р (М. Ф. Виноградова). В соответствии с экспериментальными данными установлено , что в ходе лучевой терапии абсорбция веществ в кишечнике нарушается не только в его отделах, подвергнутых облучению, но и вне облучаемой области, что свидетельствует о косвенном влиянии излучения на всасывательную функцию кишечника.

Как регулируется всасывание питательных веществ?

Процесс всасывания питательных веществ координируется центральной нервной системой.

Задействована и гуморальная регуляция: витамин А усиливает всасывание жиров, витамин В – всасывание углеводов.  Соляная кислота, аминокислоты, желчные кислоты интенсифицируют движение ворсинок, избыток угольной кислоты – замедляет его.

Процесс всасывания белков

Процесс абсорбции (всасывания) белков осуществляется в виде растворов воды и аминокислот капиллярами ворсинок. В процентном соотношении 50 – 60% конечных продуктов белка  всасывается в двенадцатиперстной кишке, 30 % – в тонком кишечнике и 10% – в толстом.

Процесс всасывания углеводов

Углеводы всасываются в кровь в виде моносахаридов, фруктозы, глюкозы, в период лактации – галактозы.

Разные моносахариды располагают различной скоростью  всасывания. Наибольшую скорость имеют глюкоза и галактоза, но их транспорт замедляется или блокируется, если отсутствуют соли натрия в кишечном соке. Они усиливают этот процесс, увеличивая скорость более чем в 100 раз. Кроме того, интенсивнее всасывание углеводов проходит в верхнем отделе кишечника.

Достаточно медленно углеводы всасываются в толстом кишечнике. Однако эту возможность применяют в лечебной практике в процессе искусственного питания пациента (питательные клизмы).

Процесс всасывания жиров

Жиры всасываются в виде жирных кислот и глицерина главным образом в лимфу в тонкой кишке. Продукты расщепления свиного жира  и сливочного масла среди других жиров всасываются значительно легче.

Глицерин в процессе всасывания без труда проходит сквозь эпителий слизистой кишечника. Жирные кислоты в ходе данного процесса создают комплексы, растворимые мыла, соединяясь с солями и желчными кислотами. Пройдя через клетки эпителия кишечника, комплексы рушатся, жирные кислоты вновь объединяются с глицерином, образуя жир, который свойственен человеческому организму.

Процесс всасывания воды и солей

Абсорбция воды осуществляется по законам осмоса. Процесс всасывания воды начинается в желудке, но значительно более усиленно он протекает в кишечнике – 1 л в течение 25 мин. Вода всасывается в кровь, растворенные минеральные соли также, но скорость всасывания последних обусловливается их концентрацией в растворе.

2.5. Традиционное и индивидуальное питание

В разных странах люди питаются по-разному. Значительными вариантами наборов продуктов питания и блюд отличаются этнические группы и семьи. Даже в пределах одной семьи каждый ее член имеет свои пищевые предпочтения. Однако все эти групповые или индивидуальные различия в большинстве случаев серьезно не мешают временному или постоянному (по болезни или другим причинам) переходу людей на потребление новых для них продуктов, отказу от привычной пищи, формированию новых ритмов питания, привычек, предпочтений. В современном мире миграции миллионов людей из страны в страну со сменой материка, климата, традиций, языка, пищевых продуктов — большинство людей не испытывают значительный дискомфорт и вскоре привыкают к новым условиям жизни и питания.

Часто создается превратное представление, настойчивые утверждения, что организм человека как бы сам выбирает и привыкает к наиболее подходящему для него типу питания, набору продуктов, вырабатывает устойчивые пищевые предпочтения. К сожалению, это нередко далеко не оптимальный для его здоровья выбор, поскольку он часто включает большие излишки поваренной соли, сладостей, углеводов и жира, специй, чрезмерно горячих блюд и напитков, подгорелого мяса и других “изысков“ этнической кухни. Поэтому вовсе не всегда, так называемое, традиционное питание является наилучшим с позиций современной научной медицины, и вряд ли заслуживает популяризации только потому, что оно традиционно для многих поколений данной этнической группы населения. Это же относится и к многочисленным религиозным ограничениям, особым предписаниям, голодовкам (посты) и т.п. требованиям практически всех верований и конфессий. В литературе продолжаются дискуссии по поводу традиционных диет. На сегодняшний день принято считать, что, так называемая, средиземноморская диета (морепродукты, овощи, фрукты, оливковое масло) оптимальная для здоровья людей, она предупреждает вероятно онкологические и сердечно-сосудистые заболевания. Такой подход не только слишком упрощенный, но и более виртуальный, чем реальный.

Пищевые потребности человека определяются в значительной степени его возрастом, полом, здоровьем, условиями жизни и труда, составом местной пищевой “корзины“, которые значительно отличаются у жителей северных и ближайших к ним регионов от того, что есть в южных областях, от приморских территорий и т.д. Глобализация и социальные изменения перемешали все традиционные диеты, хотя не мало энтузиастов пытается их возродить и сохранить, скорее как национальную особенность, чем с позиций полезности. Даже в Италии многие жители, особенно в городах отошли от привычной местной диеты.(34).

Количество и качественный состав пищевых веществ должны постоянно соответствовать индивидуальной потребности в них конкретного человека, его регулярным тратам, уровню психической и физической деятельности, состоянию пищеварения, метаболизма и т.д. Эти расходы день ото дня переменчивы (спорт, отдых, настроение, погода и т.д.) и потому диета в течение недели корригируется с учетом новых потребностей в пищевых веществах. В вопросах питания все большую роль играют не научно обоснованные рекомендации рационального рациона, а экономические возможности человека приобрести оптимальные для него продукты

Важно сохранять равновесие между энергетическим расходом и поступлением пищевых веществ. Избыток нутриентов в питании или недостаток их, как и голод, не физиологичны, хотя в прошлой истории человечества и даже в наше время были и остаются, увы, нередким спутником многих людей

Каждый человек имеет свой неповторимый генотип и соответствующую ему и условиям онтогенеза биохимическую индивидуальность. Переработанные пищевые продукты, прошедшие через кишечный барьер, попадают в кровь и лимфу, затем заносятся в печень и другие органы и ткани. Здесь эти вещества в ходе метаболизма доводятся до простейших мономеров и уже из этих, как принято говорить “кирпичиков“ вновь синтезируются разнообразные крупномолекулярные соединения — белки, нуклеиновые кислоты, гликопротеины, жиры, углеводы и т.д. Из одних и тех же продуктов, которые съедают разные люди, они “строят“ себя и реализуют эти вещества для энергетических нужд, соответственно, своей неповторимой генетической и биохимической индивидуальности. Любые чужеродные пищевые вещества иначе не могут быть усвоены, пока не будут предварительно переведены до простейшего состояния, утраты ими видовой специфичности и лишь затем синтезированы, но уже по “плану“ генома данного конкретного человека.

Пищеварение

Попав в организм, пищевые продукты подвергаются механическим изменениям — измельчаются, смачиваются, расщепляются на более простые соединения, растворяются в воде и всасываются. Совокупность процессов, в результате которых питательные вещества из окружающей среды переходят в кровь, называется пищеварением.

Огромное значение в процессе пищеварения играют ферменты — биологически активные белковые вещества, которые катализируют (ускоряют) химические реакции. В процессах пищеварения они катализируют реакции гидролитического расщепления питательных веществ, но сами при этом не изменяются.

Основные свойства ферментов:

• специфичность действия — каждый фермент расщепляет питательные вещества только определённой группы (белки, жиры или углеводы) и не расщепляет другие;
• действуют только в определённой химической среде — одни в щелочной, другие в кислой;
• наиболее активно ферменты действуют при температуре тела, а при температуре 70–100ºС они разрушаются;
• небольшое количество фермента может расщепить большую массу органического вещества.

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. 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.