ПИЩЕВАРЕНИЕ.
Пищеварение тесно связано со всеми без исключения процессами и отправлениями нашего тела. Нормальное функционирование пищеварительной системы обеспечивает устойчивый состав внутренней среды (гомеостаз), поддерживает обмен веществ на оптимальном уровне, и это является важным условием благополучия организма, его здоровья.
Нарушение любого звена пищеварения неизбежно отражается на состоянии организма в целом. Нередко причины нарушения не осознаются, ощущаются только следствия, зачастую связанные с деятельностью других физиологических систем и прежде всего сердечно-сосудистой системы, например когда в результате неправильного питания развиваются атеросклеротические изменения кровеносных сосудов.
Пищеварение — сложный комплекс ферментативных и физико-химических процессов усвоения пищи, благодаря которым пищевые вещества, поступившие в ротовую полость и желудочно-кишечный тракт, расщепляются до простых водорастворимых соединений, всасываются в кровь и переносятся в клетки и ткани.
О строении и функциях органов пищеварительной системы.
Переработка пищи начинается уже в полости рта. Рецепторы ротовой полости (вкусовые, тактильные, температурные) «оценивают» качество пищи, ее вкус, консистенцию, температуру. Хотя пища находится во рту непродолжительное время, это имеет большое влияние на процесс пищеварения в желудке и тонкой кишке. Пищевые вещества раздражают рецепторы языка, импульсы от которых доходят до пищевого центра, расположенного на различных уровнях головного мозга: в продолговатом мозге, гипоталамусе и в коре больших полушарий. При этом возбудимость пищевого центра повышается, в результате чего рефлекторно активизируется секреция слюнных, желудочных и поджелудочной желез.
Слюна является первой пищеварительной жидкостью, первым «реактивом», обрабатывающим пищевые вещества. Она выполняет разнообразные функции, увлажняет и пропитывает сухую пищу. Содержащееся в ней слизистое вещество (муцин) обволакивает пищевой комок, и это создает благоприятные условия для скольжения пищи по пищеводу. Слюна содержит значительное количество амилазы — фермента, принимающего участие в переваривании углеводов, а также ферменты, расщепляющие белки. Все они активны только при щелочной или нейтральной реакции среды. Поэтому кислый желудочный сок прекращает их действие. Но, тем не менее, их влияние продолжается некоторое время в желудке, потому что пищевой комок не сразу пропитывается желудочным соком.
Слюна обладает бактерицидными (убивающими микробы) свойствами. Она предупреждает развитие кариеса зубов благодаря присутствию в ней фермент лизоцима. У человека слюноотделение связано и с речевой функцией: слюна обеспечивает во время речи увлажнение слизистой оболочки ротовой полости (установлено, что слюноотделение сопровождает даже акт письма). В течение суток выделяется от 0,5 л до 2 л слюны.
Для обеспечения полноценной химической переработки пищевых веществ в желудке необходимо хорошо размельчить пищу зубами. Жевание возбуждает слюнную и желудочную секрецию. Благодаря ему пища перемешивается со слюной, что облегчает не только проглатывание пищевого комка, но и переваривание углеводов и белков. Таким образом, жевательные движения увеличивают воздействие слюны и способствуют быстрейшему формированию комка, готового к проглатыванию. Поступление в желудок плохо пережеванной пищи отрицательно сказывается на ее обработке и усвояемости и может быть одной из причин развития заболеваний желудочно-кишечного тракта.
Как только пищевой комок достигает входа в глотку, рефлекторно возникают глотательные движения. В акте глотания участвует большое количество мышц (языка, мягкого неба, глотки и др.). Этот сложный и согласованный процесс является полупроизвольным, полурефлекторным актом, он регулируется центром глотания, расположенным в продолговатом мозге.
При поступлении пищи в пищевод происходит волнообразное сокращение его мышц, проталкивающее пищевой комок в желудок. Вне приема пищи вход в желудок со стороны пищевода закрыт, но когда пища проходит по пищеводу и растягивает его, вход в желудок рефлекторно открывается. В нормальных условиях после попадания пищи в желудок вход в него сразу закрывается, и поэтому содержимое желудка не может попасть обратно в пищевод. Однако при некоторых заболеваниях пищеварительного тракта вход в желудок в период переваривания пищи может периодически открываться, и в таких случаях кислое содержимое желудка забрасывается обратно в пищевод. Это вызывает ощущение изжоги. Чаще такое явление наблюдаётся при хроническом гастрите, но бывает и при неврозе.
Желудок взрослого человека расположен непосредственно под диафрагмой и имеет в среднем 15—18 см в длину и 12—14 см в поперечнике. Максимальный объем полости здорового желудка — около 3 л, при пустом желудке он сокращается до 50 мл.
Желудочный сок является вторым «реактивом», изливающимся на пищевую массу. В сутки у человека, питающегося обычной смешанной пищей, выделяется около 2—2,5 л желудочного сока — бесцветной жидкости без всякого запаха. Железы желудка отличаются от других пищеварительных желез своей уникальной способностью вырабатывать соляную кислоту, которая является основным компонентом желудочного сока. Она выполняет многочисленные функции: кислая реакция желудочного сока вызывает набухание белков, способствует створаживанию молока. Кроме соляной кислоты, в желудочном соке находятся многочисленные органические и неорганические компоненты (кислые, фосфаты, угольная кислота, хлориды, ионы кальция, натрия, магния).
Благодаря высокой концентрации соляной кислоты, а также особым веществам, вырабатываемым слизистой оболочкой желудка, желудочный сок обладает способностью уничтожать болезнетворные микробы, попавшие в желудок, или задерживать их рост.
Переваривание белков происходит в желудке с помощью ферментов — пепсина и гастриксина, расщепляющих белки на более простые соединения.
Желудочный сок содержит также небольшое количество ферментов, способствующих перевариванию жиров. Кроме соляной кислоты и ферментов, желудочные клетки вырабатывают особую слизь, называемую муцином, имеющую очень большое значение для нормальной работы желудка. Муцин выполняет важную защитную роль — из него формируется двухслойный слизистый барьер,выстилающий внутреннюю поверхность желудка.Этот барьер обладает высокой клейкостью, вязкостью и препятствует непосредственному контакту содержимого желудка с его оболочкой. Слизистый барьер тормозит действие пепсина и нейтрализует соляную кислоту. Все это защищает слизистую оболочку желудка от самопереваривания, а также от механических и химических ее повреждений.
Естественными возбудителями деятельности желудочных желез являются пищевые вещества.
У человека при приеме пищи вырабатывается устойчивый стереотип секреторной реакции. Поэтому резкое изменение пищевого режима, а также неправильное питание (беспорядочный прием пищи, переедание, еда наспех, плохое разжевывание пищи, злоупотребление алкоголем, никотином, лекарственными веществами и т. п.) могут привести к развитию патологических состояний желудка, сначала функциональных (в виде чрезмерного увеличения или уменьшения секреции и изменения ее состава), затем органических, проявляющихся разнообразными изменениями слизистой оболочки желудка вплоть до развития язвы.
Состав и качество желудочного сока отражают привычный тип питания человека.
Так, при употреблении преимущественно растительной пищи желудочный сок приобретает более низкую кислотность, чем при смешанном питании. Наоборот, преимущественно мясная диета приводит к усилению желудочной секреции и значительному повышению кислотности желудочного сока.
И. П. Павловым в опытах на собаках был изучен характер желудочной секреции, вызываемой разными пищевыми веществами. Он установил, что желудочный сок начинает вырабатываться еще до того, как пища попадает в рот. Это так называемый аппетитный или «запальный» сок; поступление в полость желудка этого сока вызывается видом и запахом пищи, а также звуками, связанными с ее приготовлениями. В этом случае нервные импульсы, идущие от глаз, носа, ушей, играют роль пускового механизма выделения желудочного сока, заранее подготавливая желудок к перевариванию пищи.
По мнению И. П. Павлова, сильный аппетит всегда означает обильное отделение пищеварительных соков с самого начала еды. «Аппетит есть сок»,— писал он в «Лекциях по физиологии пищеварения».— «Нет аппетита, нет и этого начального сока; возвратить аппетит человеку — значит дать ему большую порцию хорошего сока в начале еды». Когда пищевая масса попадает в желудок, это еще более усиливает образование желудочного сока.
Самым эффективным возбудителем сокоотделения служит белковая пища животного и растительного происхождения.
Процессы переваривания белков протекают главным образом в зоне контакта стенки желудка с пищей, т. е. в поверхностных слоях пищевого комка. Эти слои по мере их переваривания и разжижения сдвигаются к выходу из желудка, где происходят их тщательное перемешивание и окончательное размельчение перед выходом в двенадцатиперстную кишку. Очередные порции пищи, поступая в желудок, располагаются послойно в виде воронок или конусов, вложенных один в другой. Таким образом, ранее съеденные порции пищи располагаются ближе к стенкам желудка, поэтому они перевариваются в первую очередь и быстрее переходят в двенадцатиперстную кишку.
Поскольку в центре желудка пища не перемешивается, внутри пищевого комка довольно длительное время сохраняется нейтральная или даже слабощелочная реакция. Это создает условия для продолжения переваривания углеводов, начавшегося в ротовой полости.
В тех случаях, когда во время приема пищи употребляются одни углеводы, благодаря послойному расположению пищевых порций половина их переваривается уже в желудке. Прием же углеводов совместно с белками еще более улучшает усвоение углеводов, так как белки отчасти нейтрализуют соляную кислоту желудочного сока, что способствует более полному перевариванию в желудке углеводов. В то же время в течение первых двух часов после приема пищи в желудке переваривается только 10 % белков от их исходного количества. Это объясняется тем, что переваривание белков происходит только в тонком поверхностном слое пищевого комка, тогда как переваривание углеводов продолжается почти во всем его объеме.
Секреция желудочных желез хорошо приспособлена также к количеству и консистенции пищевых веществ. По мере увеличения объема поступающей в желудок пищи происходит усиление желудочной секреции. Однако это наблюдается только до определенного предела, за которым дальнейшее увеличение объема пищи уже не влияет на количество сока, так как достигнута максимальная секреторная способность желудка. В таких случаях пища задерживается в желудке, часть ее, не успевшая перевариться, начинает разлагаться.
Общее количество желудочного сока, его кислотность и другие показатели зависят и от степени измельчения пищи; Чем лучше пережевана пища, тем скорее происходит ее переваривание в желудке и тем быстрее она переходит в двенадцатиперстную кишку, освобождая таким образом желудок от выполнения лишней работы. Жидкая пища в нормальных условиях почти не задерживается в желудке, а сразу попадает в двенадцатиперстную кишку. Эвакуация же из желудка твердой пищи зависит от быстроты ее разжижения под влиянием желудочного сока и от скорости ее переваривания.
Время нахождения пищи в желудке имеет большое значение для последующего всасывания пищевых веществ в тонкой кишке, поскольку желудок является своего рода резервуаром, в котором пищевая кашица разводится до необходимой консистенции. Желудок ограждает тонкую кишку от чрезмерного потока веществ, которые могут нарушить ее нормальную деятельность и изменить состав крови. Кроме того, желудок регулирует поступление воды в тонкую кишку, предупреждая разжижение крови из-за чрезмерно быстрого всасывания воды в кишечнике.
Пустому желудку свойственны периодические движения (знакомые каждому по ощущению голода).Во время приема пищи они прекращаются, мышцы желудка расслабляются. Движения желудка в процессе пищеварения зависят от вида пищи. Грубая пища (ржаной хлеб, мясо) вызывает более сильные и длительные сокращения желудка, чем размельченная (полужидкие каши, мясной фарш). Первая фаза моторики длится от 20 мин до 1,5—2 ч. Во второй фазе сокращения желудка делаются более редкими. Благодаря перистальтическому сокращению мышц желудка происходят механическая обработка и смещение поверхностных слоев размельченного и химически обработанного содержимого желудка к входу в двенадцатиперстную кишку.
Пища покидает желудок через 3,5— 4,5 ч, так что при 3—4-разовом питании желудок человека к моменту очередного приема пищи бывает почти или совершенно пуст.
После выхода из желудка пищевая кашица подвергается действию ферментов сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока, вырабатываемого железами двенадцатиперстной и тонкой кишки. Пищеварительный сок поджелудочной железы богат ферментами, обеспечивающими переваривание белков, жиров и углеводов. Поджелудочная железа начинает функционировать через 1—3 мин после начала еды. В отличие от желудочной секреции наибольшее количество поджелудочного сока выделяется при приеме хлеба, несколько меньшее — мяса. На молоко же поджелудочная железа, как и желудок, реагирует минимальным сокоотделением.
Ферментный состав панкреатического сока (pancreas — латинское название поджелудочной железы) «художественно гармонирует» (по выражению И. П. Павлова) с количеством и качеством пищевых веществ, поступающих в тонкую кишку. Специальные исследования, в которых испытуемые в течение 1—3 нед получали пищу с повышенным содержанием жиров, или белков, или углеводов, показали, что в соке поджелудочной железы концентрация и соотношение ферментов изменяются соответственно преобладающему в рационе пищевому веществу. Активными возбудителями секреции поджелудочной железы являются разбавленные овощные соки, бульоны, различные органические кислоты (лимонная, яблочная, уксусная).
Деятельность поджелудочной железы не ограничивается выработкой составных частей пищеварительного сока. Ее функции гораздо шире. В ней образуются различные гормоны, в том числе инсулин, регулирующий концентрацию сахара в крови. На секреторную деятельность поджелудочной железы оказывают влияние гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и кора больших полушарий. Так, у человека, находящегося в возбужденном состоянии, наблюдается снижение ферментативной активности поджелудочного сока, а в состоянии покоя — ее повышение.
При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также при перегрузке пищевого рациона жирами «художественная гармония» исчезает: нарушается способность поджелудочной железы выделять сок соответственно пищевым веществам, поступающим в тонкую кишку. Такое же влияние оказывает недостаток белка в пищевом рационе.
Печень занимает совершенно особое положение среди всех органов пищеварительной системы. К печени по воротной вене (одной из самых крупных) притекает вся кровь, идущая от желудка, селезенки, поджелудочной железы, тонкого и толстого отделов кишечника. Таким образом, все продукты пищеварения из желудка и кишечника поступают прежде всего в печень — главную химическую лабораторию организма, где они подвергаются сложной обработке, и затем по печеночной вене переходят в нижнюю полую вену.
В печени происходит обезвреживание (дезинтоксикация) ядовитых продуктов распада белка и многих лекарственных соединений, а также продуктов жизнедеятельности микробов, обитающих в толстой кишке.
Продукт секреторной деятельности печени — желчь — принимает активное участие в процессе пищеварения. В состав желчи входят желчные, жирные кислоты, холестерин, пигменты, вода и различные минеральные вещества. Желчь поступает в двенадцатиперстную кишку через 5—10 мин после приема пищи. Желчеотделение продолжается несколько часов и прекращается с выходом из желудка последней порции пищи. Пищевой рацион отражается на количестве и качестве желчи: больше всего ее образуется при смешанном питании, а наиболее сильными физиологическими возбудителями выхода желчи в двенадцатиперстную кишку являются желтки, молоко, мясо, жиры и хлеб.
«Главная роль желчи — сменять желудочное переваривание на кишечное, уничтожая действие пепсина как опасного для ферментов поджелудочного сока агента и чрезвычайно благоприятствуя ферментам поджелудочного сока, в особенности жировому»; (И. П. Павлов).
Желчь играет важную роль в процессе всасывания каротина, витаминов D, Е, К и аминокислот. Она повышает тонус и усиливает перистальтику кишечника, главным образом двенадцатиперстной и толстой кишки, оказывает угнетающее действие на кишечную микробную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов.
Печень участвует практически во всех видах обмена веществ: белковом, жировом, углеводном, пигментном, водном. Ее участие в белковом обмене выражается в синтезе альбумина (белка крови) и поддержании его постоянного количества в крови, а также в синтезе белковых факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови (фибриногена, протромбина, гепарина и пр.). В печени происходит образование мочевины — конечного продукта белкового обмена — с последующим выделением ее из организма почками.
В печени образуются холестерин и некоторые гормоны. Излишки холестерина выводятся из организма главным образом с желчью. Кроме того, в печени синтезируются сложные соединения, состоящие из фосфора и жироподобных веществ — фосфолипиды. В дальнейшем они включаются в состав нервных волокон и нейронов. Печень является главным местом образования гликогена (животного крахмала) и местом накопления его запасов. Обычно в печени содержится 2/з всего количества гликогена (1/з содержится в мышцах). Вместе с поджелудочной железой печень поддерживает и регулирует концентрацию глюкозы в крови.
Из желудка пища переходит в двенадцатиперстную кишку, которая является начальным отделом тонкой кишки (общая длина ее — около 7 м).
Двенадцатиперстная кишка вместе с поджелудочной железой и печенью является центральным узлом секреторной, моторной и эвакуаторной деятельности системы пищеварения. В полости двенадцатиперстной кишки продолжаются основные процессы переваривания белков, жиров и углеводов. Здесь всасываются почти все продукты, полученные в результате расщепления пищевых веществ, а также витамины, большая часть воды и солей.
В тонкой кишке происходит окончательное расщепление пищевых веществ. Пищевая кашица перерабатывается под влиянием панкреатического сока и желчи, пропитывающих ее в двенадцатиперстной кишке, а также под влиянием многочисленных ферментов, продуцируемых железами тонкой кишки. Процесс всасывания происходит на очень большой поверхности, так как слизистая оболочка тонкой кишки образует множество складок. Кроме того, она густо усеяна ворсинками — своеобразными пальцевидными выпячиваниями (количество ворсинок очень велико: у взрослого человека оно достигает 4 млн). Кроме того, на эпителиальных клетках слизистой оболочки имеются микроворсинки. Все это увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки в сотни раз.
Из тонкой кишки питательные вещества переходят в кровь воротной вены и поступают в печень, где они перерабатываются и обезвреживаются, после чего часть из них разносится с током крови по всему организму, проникает через стенки капилляров в межклеточные пространства и далее в клетки. Другая часть (например, гликоген) откладывается в печени.
В толстой кишке завершается всасывание воды и происходит формирование каловых масс. Сок толстой кишки характеризуется наличием слизи, в плотной его части содержатся некоторые ферменты (щелочная фосфатаза, липаза, амилаза и др.).
Толстая кишка является местом обильного размножения микроорганизмов. В 1 г кала содержится несколько миллиардов микробных клеток. Кишечная микрофлора участвует в конечном разложении компонентов пищеварительных соков и остатков непереваренной пищи, синтезирует ферменты, витамины (группы В и витамин К), а также другие физиологически активные вещества, которые всасываются в толстой кишке. Микрофлора кишечника создает иммунологический барьер по отношению к болезнетворным микробам. Так, животные, выращенные в стерильных условиях без микробов в кишечнике, гораздо более чувствительны к инфекции, чем животные, выросшие в обычных условиях (кишечная микрофлора способствует выработке иммунитета).
В здоровом кишечнике микробы выполняют еще одну защитную функцию: они обладают выраженным антагонизмом по отношению к «чужим» бактериям, в том числе и к болезнетворным, и тем самым предохраняют организм хозяина от их внедрения и размножения.
Защитные функции нормальной кишечной микрофлоры в немалой степени страдают при введении в желудочно-кишечный тракт антибактериальных препаратов. Подавление нормальной микрофлоры антибиотиками может вызвать обильный рост в толстой кишке дрожжеподобных грибов. Слишком длительное применение антибиотиков нередко вызывает тяжелые осложнения, вызванные бурным размножением устойчивых к действию антибиотиков форм стафилококков и кишечной палочки, не сдерживаемым больше конкурирующими микроорганизмами.
Кишечная микрофлора разлагает избыток ферментов поджелудочного сока (трипсин и амилазу) и желчи, способствует распаду холестерина.
У человека за сутки из тонкой кишки в толстую переходит около 4 кг пищевых масс.
В слепой кишке пищевая кашица продолжает подвергаться перевариванию. Здесь с помощью ферментов, вырабатываемых микробами, расщепляется клетчатка и всасывается вода, после чего пищевые массы постепенно превращаются в кал. Этому способствуют движения толстой кишки, перемешивающие пищевую кашицу и благоприятствующие всасыванию воды. В сутки вырабатывается в среднем 150—250 г сформированных каловых масс, приблизительно одну треть из них составляют бактерии.
Освобождение кишечника от каловых масс обеспечивается активной перистальтикой, которая возникает при раздражении каловыми массами рецепторов кишечных стенок.
При употреблении продуктов, содержащих в достаточном количестве растительную клетчатку, ее грубые непереваренные волокна раздражают нервные окончания в мышцах тонкой, а особенно толстой кишки и вызывают тем самым перистальтические движения, ускоряющие перемещение пищевой кашицы. Недостаток клетчатки затрудняет освобождение кишечника, так как слабая перистальтика, а тем более ее отсутствие вызывают длительную задержку в кишках пищевых остатков, что может явиться причиной различных заболеваний органов пищеварения (например, нарушение функции желчного пузыря, геморрой).
При хронических запорах кал сильно обезвоживается, так как в толстой кишке происходит избыточное всасывание воды, в обычных условиях подлежащей удалению с калом. Кроме того, слишком длительное нахождение каловых масс в толстой кишке (т. е. хронический запор) нарушает кишечный «барьер», и стенки кишечника начинают пропускать в кровь не только воду с мелкими молекулами питательных веществ, но и вредные для организма крупные молекулы продуктов гниения и брожения — происходит самоотравление организма.
Автор: Васильева З.А. Любинская С.М.