СИСТЕМА ПИЩЕВАРЕНИЯ

Секреторная деятельность печени. Проявляется в образовании выделении желчи. Желчь постоянно образуется в печеночных клетках и порциями поступает в двенадцатиперстную кишку во время приема пищи. Избыток желчи собирается в желчном пузыре. Желчь представляет собой жидкость желто-бурого цвета, который зависит от наличия в ней пигментов билирубина и биливердина. Желчь имеет щелочную реакцию. Она содержит желчные кислоты, желчные пигменты и другие веществ.

Желчь обеспечивает, прежде всего, эмульгирование (омыление) жира, т. е. распад жира на огромное число мельчайших жировых шариков, которые находятся в жидкости во взвешенном состоянии; иными словами, образуется эмульсия. В таком виде жиры легче перевариваются, поскольку существенно увеличивается площадь, на которой действуют липолитические ферменты пищеварительных соков (панкреатического и кишечного). Желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника.

Секреторная деятельность кишечника. Обеспечивается кишеч­ными железами. Кишечных желез много в тонком кишечнике (особенно в двенадцатиперстной кишке) и мало в толстом кишечнике (здесь больше бокаловидных клеток, образующих слизь). Кишечные железы выделяют секрет, называемый кишечным соком. В небольших количествах он выделяется непрерывно. Кишечный сок имеет щелочную реакцию, содержит целый ряд ферментов, расщепляющих белки (энтеропептидаза, щелочная фосфатаза, нуклеазы, пептидазы и др.), жиры (липаза) и углеводы (амилаза, глюкозидаза, фруктофуронидаза, галактозидаза). В целом, в тонком кишечнике белки, жиры и углеводы расщепляются до конечных продуктов, которые организм способен усваивать.

Поджелудочная и кишечные железы возбуждаются и выделяют пищеварительные соки через 15—30 мин после начала приема пищи. Максимум возбуждения и выделения соков происходит через 2—3 ч. Высокий уровень секреции удерживается в течение о 18 ч. Образование желчи в печени происходит постоянно, а выделение ее в кишечник — только во время пищеварения.

Моторная деятельность тонкого кишечника. В тонком кишечнике пищевые массы подвергаются не только химической, но и механической обработке. Благодаря движениям кишечника, пищевые массы перемешиваются с пищеварительными соками, разминаются и перемещаются в направлении толстого кишечника. Различают следующие виды сокращения кишечника: тонические, перистальтические, ритмические, маятникообразные и антиперистальтические. В тонком кишечнике сокращения более мо быстрые, чем в толстом кишечнике.

Пищеварение в толстом кишечнике

Содержимое тонкого кишечника (химус) постепенно поступает в толстый кишечник. Здесь осуществляется дальнейшее превращение компонентов химуса. Но уровень пищеварения здесь очень незначителен. В толстом кишечнике переваривание нерасщепленных в тонком кишечнике белков, жиров и углеводов химуса происходит за счет ферментов, поступивших сюда с химусом. Особенностью пищеварения в толстом кишечнике является превращение питательных веществ за счет ферментов, присутствующих здесь многочисленных бактерий. Они способны расщеплять белки, жиры и углеводы. Ферменты микроорганизмов расщепляют клетчатку растительной пищи до глюкозы, часть которой сбраживается до летучих жирных кислот.

В толстом кишечнике происходит основное всасывание воды, всасывание оставшихся в химусе аминокислот, глицерина, жирных кислот и глюкозы. Не переварившиеся пищевые массы формируются в толстом кишечнике в каловые массы.

ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ, МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ, ВИТАМИНОВ И ВОДЫ

Образовавшиеся в процессе расщепления, растворения и высвобождения в ротовой полости, желудке и кишечнике глюкоза, глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, вода, минеральные вещества и витамины всасываются в кровь и лимфу.

Всасывание — это транспорт конечных продуктов гидролиза, минеральных веществ, витаминов и воды через структуры слизистой оболочки в кровь и лимфу. Всасывание осуществляется пас­сивно и активно.

Активный транспорт — это транспорт веществ специальными переносчиками, которые, связав вещество, переносят его против градиента концентрации (так всасываются в основном глюкоза, глицерин, аминокислоты и жирные кислоты). Пассивный транспорт — это переход веществ через клетки и межклеточные пространства путем фильтрации, диффузии и осмоса, т. е. по градиенту концентрации.

В ротовой полости всасывание незначительно, здесь всасывается только глюкоза.

В желудке в незначительных количествах всасываются аминокислоты, глюкоза, вода, некоторые минеральные вещества.

Наиболее интенсивно продукты превращения питательных веществ, а также высвободившиеся минеральные вещества и витамины всасываются в тонком кишечнике. В процессе всасывания основную роль играет слизистая кишечника. Она имеет большое число специальных образований — ворсинок и микроворсинок, которые увеличивают всасывательную поверхность кишечника в 40—50 раз. В каждую ворсинку входит кровеносный и лимфатический сосуды. Аминокислоты и глюкоза, растворенные в воде, всасываются в кровь ворсинок и переносятся в общий кровоток. Основная масса глицерина и жирных кислот поступает в лимфу и вместе с ней попадает в кровь. В тонком кишечнике всасываются также витамины и минеральные вещества.

В толстом кишечнике всасываются вода, некоторые минеральные вещества и витамины, не всосавшиеся в тонком кишечнике, и образовавшиеся здесь аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, моносахариды, летучие жирные кислоты.

Всасывание воды происходит частично в тонкой кишке, но преимущественно — в толстой. Здесь за сутки всасывается до 4 л воды и от пищевой кашицы остается только 130—150 г сформировавшегося кала.

Следует иметь в виду, что через слизистую оболочку толстой кишки могут всасываться и другие вещества (глюкоза, некоторые лекарства). На этом основано применение питательных и лекарственных клизм.

В состав кала входят непереваренные остатки пищи, слизь, отмершие клетки эпителия и большое количество бактерии толстой кишки. Последние составляют около 1/3 общей массы кала. Цвет кала зависит от распавшихся пигментов желчи, количество кала — от объема и состава принимаемой пищи. Каловые массы скапливаются в прямой кишке. Передвижение пищевых остатков в толстой кишке осуществляется в результате сокращения ее стенок.

РЕГУЛЯЦИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ

В регуляции пищеварения следует различать: 1) регуляцию приема пищи; 2) регуляцию объема и состава пищеварительных соков; 3) регуляцию двигательной активности желудка и кишечника; 4) регуляцию всасывания различных веществ.

Регуляция приема пищи. Осуществляется с рецепторов ротовой полости, информация от которых поступает в центр жевания (продолговатый мозг), сформированная в нервном центре программа действия поступает к жевательным мышцам и вызывает жевание. Формируется пищевой комок, который затем проглатывается. Торможение центра голода, возбуждение центра насыщения и прекращение приема пищи вызывает и поддерживает информация с рецепторов желудка — о растяжении его пищей, с рецепторов кровеносных сосудов — о высоком содержании в крови глюкозы или аминокислот и т. д. В результате изменяется пищевое поведение человека или животного (прекращается прием пиши).

Регуляция объема и состава пищеварительных соков, двигательной активности желудка и кишечника и всасывания веществ. Осуществляется в три фазы.

Первая фаза называется сложнорефлекторной. В сложнорефлекторную фазу возбуждение пищеварительных желез, соответствующая моторика желудка и кишечника и всасывание веществ осуществляются по типу условного рефлекса с рецепторов зрения, слуха и обоняния на вид, запах и т. д., сопровождающие прием пищи, и безусловного рефлекса с рецепторов ротовой полости, раздражаемых самой пищей.

Вторая фаза называется желудочная нервно-гормональная. В желудочную нервно-гормональную фазу регуляции возбуждение пищеварительных желез, двигательная активность желудка и кишечника и всасывание веществ начинаются при раздражении рецепторов желудка с момента поступления в него пищи и тканевых гормонов желудка.

Третья фаза называется кишечная нервно-гормональная. В кишечную нервно-гормональную фазу возбуждение пищеварительных желез, двигательная активность желудка и кишечника и всасывание веществ начинаются с момента поступления содержимого желудка в кишечник; в этом принимают также участие тканевые гормоны кишечника, поджелудочной железы и печени.

ДЕФЕКАЦИЯ, ИЛИ ВЫВЕДЕНИЕ КАЛОВЫХ МАСС

В результате пищеварения в кишечнике накапливаются непереваренные вещества, соли и прочее. Они скапливаются в прямой кишке и называются каловыми массами (калом). Удержание каловых масс в прямой кишке и их выведение определяют сфинктеры прямой кишки (внутренний и наружный), которые постоянно находятся в тонусе (закрытыми). Опорожнение прямой кишки от скопившихся каловых масс называется дефекацией. У взрослого человека дефекация происходит 1—2 раза в сутки, у детей грудного и младшего возраста — чаще.

Дефекация — это сложный физиологический процесс, который выражается в согласованной деятельности сфинктеров прямой кишки, самой прямой кишки и мышц брюшного пресса. Скопившиеся каловые массы раздражают рецепторы прямой кишки, информация от них поступает в нервный центр дефекации (нейроны пояснично-крестцовой части спинного мозга и других отделов ЦНС), где формируется программа действия. Она поступает: 1) к скелетным мышцам и обеспечивает специальную позу человека; 2) к мышцам прямой кишки и ее обоим сфинктерам, что обеспечивает ее перистальтические сокращения и одновременное расслабление сфинктеров; 3) к мышцам брюшного пресса, что обеспечивает их сокращение. В результате происходит выведение каловых масс наружу.

Обмен веществ и энергии.

Основой жизнедеятельности организма является обмен веществ.

Различные формы проявления жизни всегда неразрывно связаны с превращением энергии. Энергетический обмен является своеобразным свойством каждой живой клетки. Богатые энергией вещества усваиваются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии выделяются клетками. Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не появляется снова. Живой организм должен получать энергию в доступной для него форме из окружающей среды и возвращать среде соответствующие количества энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования.

Известно, что живой организм и окружающая среда образуют единую систему, меду ними происходит беспрерывный обмен энергией и веществами. Нормальная жизнедеятельность организма поддерживается регуляцией внутренних компонентов, требующих затраты энергии. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом. Только он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма.

Обменные (метаболические) процессы, при которых специфические элементы организма синтезируются из пищевых продуктов, называют анаболизмом (ассимиляцией), а те метаболические процессы, при которых происходит распад структурных элементов организма или усвоение пищевых продуктов, - катаболизмом (диссимиляцией).

Белковый обмен.

Известно, что белок состоит из аминокислот. В свою очередь аминокислоты являются не только источником синтеза новых структурных белков, ферментов, веществ гормональной, белковой, пептидной природы, но и источником энергии.

Средний период распада белка неодинаков в разных живых организмах. Так, у человека он составляет 80 суток. При этом многие белки у одного и того же организма обновляются с разной скоростью. Намного медленнее обновляются мышечные белки. Белки плазмы крови у человека имеют период полураспада около 10 суток, а гормоны белково-пептидной природы живут всего несколько минут.

Много белковых структур построено из неповторимых комбинаций только 20 аминокислот. Одни из них могут синтезироваться в организме (глицин, аланин, цистеин и др.), другие ( аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются и должны обязательно поступать с пищей. Такие аминокислоты называют незаменимыми. Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот называются биологически полноценными. В сутки в организм взрослого человека должно поступать с едой около 70-90 г. белка (1 г/1 кг массы тела), причем 30 г. белка должно быть растительного происхождения. О количестве расщепленного в организме белка судят по количеству выделяемого из организма азота (с мочой, потом). Это положение основано на том, что азот входит в состав аминокислот. Состояние, при котором количество поступившего азота равно количеству выделенного из организма, называется азотистым равновесием.

Состояние, при котором в организм с пищей поступает меньше азота, а больше его выводится получило название отрицательного азотистого баланса. В данном случае разрушение белка преобладает над его синтезом. Это наблюдается при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена. Положительный азотистый баланс – это состояние, при котором количество выделенного из организма азота значительно меньше, чем его содержится в пище ( наблюдается накопление его в организме). Положительный азотистый баланс отмечается у беременных, у детей в связи с их ростом, при выздоровлении после тяжелых заболеваний и др.

Белки в организме выполняют в основном пластическую функцию. Они входят в состав ферментов, гормонов, регулируют различные процессы в организме, осуществляют защитные функции, определяют видовую и индивидуальную особенность организма. Кроме того, белки используются в качестве энергетического материала, недостаточное обеспечение ими приводит к потере внутренних белков. Источником свободных аминокислот в первую очередь являются белки плазмы, ферментные белки, белки печени, слизистой оболочки кишечника и мышц, что позволяет длительное время поддерживать без потерь обновление белков мозга и сердца.

Углеводный обмен.

В организме человека до 60 % энергии удовлетворяется за счет углеводов. Вследствие этого энергообмен мозга почти исключительно осуществляется глюкозой. Углеводы выполняют и пластическую функцию. Они входят в состав сложных клеточных структур (гликопептиды, гликопротеины и др.). углеводы делят на простые и сложные. Последние при расщеплении в пищеварительном тракте образуют простые моносахариды, которые затем из кишечника поступают в кровь. В организм углеводы поступают главным образом с растительной пищей (хлеб, овощи, крупы, фрукты) и откладываются в основном в виде гликогена в печени, в мышцах. Количество гликогена в организме взрослого человека составляет около 400 г. однако эти запасы легко истощаются и используются главным образом для неотложных потребностей энергообмена.

Процесс образования и накопления гликогена регулируется гормоном поджелудочной железы инсулином. Процесс расщепления гликогена до глюкозы происходит под влиянием другого гормона поджелудочной железы – глюкагона.

Содержание глюкозы в крови, а также запасы гликогена регулируются и ЦНС. Нервное воздействие от центров углеводного обмена поступает к органам по вегетативной нервной системе. В частности, импульсы, идущие от центров по симпатическим нервам, непосредственно усиливают ращепление гликогена в печени и мышцах, а также выделение из надпочечников адреналина. Последний способствует преобразованию гликогена в глюкозу и усиливает окислительные процессы в клетках. В регуляции углеводного обмена также принимают участие гормоны коры надпочечников, средней доли гипофиза и щитовидной железы.

Оптимальное количество углеводов в сутки составляет около 500 г, но эта величина в зависимости от энергетических потребностей организма может значительно изменяться. Необходимо учитывать, что в организме процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны, возможны их преобразования в определенных границах.