Функции пищеварения

Организм человека в процессе жизнедеятельности расходует различ-ные вещества и значительное количество энергии. Из внешней среды должны поступать питательные вещества, минеральные соли, вода и ряд витаминов, которые необходимы для сохранения гомеостаза, восстановления пластиче-ских и энергетических потребностей организма. Вместе с тем человек не спо-собен усваивать углеводы, белки, жиры и некоторые другие вещества из пи-щи без предварительной ее абработки, которая осуществляется органами пи-щеварения.

Пищеварением называется процесс физической и химической перера-ботки пищи, в результате которого становится возможным всасывание пита-тельных веществ из пищеварительного тракта, поступление их в кровь или в лимфу и усвоение организмом. В пищеварительном аппарате происходят сложные физико-химические превращения пищи, которые осуществляются благодаря моторной, секреторной и всасывающей его функциям. Кроме того, органы пищеварительной системы выполняют и экскреторную функцию, вы-водя из организма остатки непереваренной пищи и некоторые продукты об-мена веществ.

Физическая обработка пищи состоит в ее размельчении, перемешива-нии и растворении содержащихся в ней веществ. Химические изменения пи-щи происходят под влиянием гидролитических пищеварительных ферментов, вырабатываемых секреторными клетками пищеварительных желез. В резуль-тате этих процессов сложные вещества пищи расщепляются на более про-стые, которые всасываются в кровь или лимфу и участвуют в обмене веществ организма. В процессе переработки пища теряет свои видовые специфиче-ские свойства, превращаясь в простые составные элементы, которые могут быть использованы организмом. Благодаря гидролитическому действию ферментов из белков пищи образуются аминокислоты и низкомолекулярные полипептиды, из жиров - глицерин и жирные кислоты, из углеводов - моно-сахариды. Эти продукты пищеварения поступают через слизистую оболочку желудка, тонкого и толстого кишечника в кровеносные и лимфатические со-суды. Благодаря этому процессу организм получает необходимые для жизне-деятельности питательные вещества. Вода, мине.ральные соли и некоторое

количество низкомолекулярных органических соединений могут всасываться в кровь без предварительной обработки.

С целью равномерно и более полного переваривания пищи требуется ее перемешивание и передвижение по желудочно-кишечному тракту. Это обеспечивается моторной функцией пищеварительного тракта путем сокра-щения гладких мышц стенок желудка и кишечника. Их двигательная актив-ность характеризуется перистальтикой, ритмической сегментацией, маятни-кообразными движениями и тоническим сокращением.

Перенос пищевого комка осуществляется за счет перисталътики, ко-торая происходит благодаря сокращению циркулярных мышечных волокон и расслабления продольных. Перистальтическая волна позволяет пищевому комку передвигаться только в дистальном направлении.

Перемешивание пищевых масс с пищеварительньши соками обеспе-чивается ритмической сегментацией и маятникообразнъши движеншми кишечной стенки.

Секреторная функция пищеварительного тракта осуществляется соот-ветствующими клетками, входящими в состав слюнных желез полости рта< желудка и кишечника, а также поджелудочной железы и печени. Пищевари-тельный секрет представляет собой раствор электролитов, содержащий фер-менты и другие вещества. Выделяются три группы ферментов, принимающих участие в пищеварении: 1) протеазы, расщепляющие белки; 2) липазы, рас-щепляющие жиры; 3) карбогидразы, расщепляющие углеводы.

Пищеварительные железы иннервируются главным образом парасим-патическим отделом вегетативной нервной системы и в меныией степени -симпатическим. Кроме того, на эти железы влияют гормоны желудочно-кишечного тракта (гастрш; секретш и холеоцистоктт-панкреозимин).

Жидкость через стенки желудочно-кишечного тракта человека дви-жется в двух направлениях. Из полости пищеварительного аппарата идет вса-сывание переваренных веществ в кровь и лимфу. Одновременно внутренняя среда организма отдает ряд растворенных веществ в просвет органов пище-варения.

Пищеварительная система играет важную роль в поддержании гомео-стаза благодаря ее экскреторной функции. Пищеварительные железы спо-собны выделять в полость желудочно-кишечного тракта значительное коли-чество азотистых соединений (мочевины, мочевой кислоты), солей, различ-ных лекарственных и ядовитых веществ. Состав и количество пищеваритель-ных соков могут являться регулятором кислотно-щелочного состояния и водно-солевого обмена в организме. Существует тесная взаимосвязь выдели-

181

тельной функции органов пищеварения с функциональным состоянием по-чек.

Процессы пищеварения в разных отделах желудочно-кишечного трак-та.имеют свои особенности. Это особенности физической и химической пе-реработки пищи, моторной, секреторной, всасывающей и выделительной функций разных отделов пищеварительного тракта.

После измельчения и перетирания зубами пища подвергается химиче-ской обработке благодаря действию гидролитических ферментов слюны. В полость рта открываются протоки трех групп слюнных желез: спизистых, се-розных и смешанных.

Деятельность слюнных желез регулируется рефлекторным путем. Раз-дражение рецепторов слизистой оболочки рта вызывает слюноотделение по механизму безусловных рефлексов. Центростремительными нервами при этом являются веточки тройничного и языкоглоточного нервов, по которым воз-буждения от рецепторов полости рта передаются в центры слюноотделения, расположенные в продолговатом мозге. Эффекторные функции выполняют парасимпатические и симпатические нервы. Первые из них обеспечивают обильное выделение жидкой слюиы, при раздражении вторых выделяется густая слюна, содержащая много муцина. Выделение слюны по механшму условных рефлексов наступает еще до попадания пищи в рот и возникает при

182

раздражении различных рецепторов (зрительных, обонятельных, слуховых), сопутствующем приему пищи. Информация при этом поступает в кору го-ловного мозга, а идущие оттуда импульсы возбуждают центры слюноотделе-ния продолговатого мозга.

Основными ферментами желудочного сока являются протеазы и ли-паза. К протеазам относятся несколько пепсинов, а также желатиназа и хи-мозин. Пепсины выделяются в виде неактивных пепсиногенов. Превращение пепсиногенов в активный пепсин осуществляется под воздействием соляной кислоты. Пепсины расщепляют белки до полипептидов. Дальнейший их рас-пад до аминокислот происходит в кишечнике. Желатиназа способствует пе-ревариванию белков соединительной ткани. Химозин створаживает молоко. Липаза желудочного сока расщепляет только эмульгированные жиры (моло-ко) на глицерин и жирные кислоты.

Желудочный сок имеет кислую реакцию (рН при переваривании пищи равна 1,5-2,5), что обусловлено содержанием в нем 0,4-0,5% соляной кисло-ты. Соляная кислота желудочного сока играет важную роль в пищеварении. Она вызывает денатурацию и набухание белков^ способствуя тем самым их последующему расщеплению пепсинами, активирует пепсиногены, способ-ствует спгвораживанию молока, участвует в антибакпгериалъном действии желудочного сока, активирует гормон гастрин_? образующийся в слизистой оболочке привратника и стимулирующий желудочную секрецию, а также в зависимости от величины рН усиливает или тормозит деятельность всего пи-щеварительного тракта. Поступая в двенадцатиперстную кишку, соляная ки-слота стимулирует образование там гормона секретина, регулирующего дея-тельность желудка, поджелудочной железы и печени.

Слизь желудочного сока (муцт) представляет собой сложный ком-плекс глюкопротеидов и других белков в виде коллоидных растворов. Муцин покрывает слизистую желудка по всей поверхности и предохраняет ее как от механических повреждений, так и от самопереваривания, так как обладает

183

Весь процесс желудочной секреции принято делить на три фазы: сложнорефлекторную (мозговую), нейрохимическую (желудочную) и кишеч-ную (дуоденальную).

Существенную роль в усилении желудочной секреции играет гормон гастрт, который образуется в стенке привратника. С кровью гастрин посту-пает к клеткам желудочных желез, повышая их активность. Кроме того, он стимулирует деятельность поджелудочной железы и выделение желчи.

Переваривание пищи в желудке обычно происходит в течение 6-8 ч. Длительность этого процесса зависит от состава пищи, ее объема и конси-стенции, а также от количества выделившегося желудочного сока. Особенно долго в желудке задерживается жирная пища (8-10 ч).

Эвакуация пищи из желудка в кишечник происходит неравномерно, отдельными порциями. Это обусловлено периодическими сокращениями мышц всего желудка, и особенно сильными сокращениями сфинктера при-

184

Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. В обеспечении кишеч-ного пищеварения большое значение имеют процессы, происходящие в две-надцатиперстной кишке. Здесь пищевые массы подвергаются воздействию кишечного сока, желчи и сока поджелудочной железы. Длина двенадцатипер-стной кишки невелика, поэтому пища здесь не задерживается, и основные процессы пищеварения происходят в нижележащих отделах кишечника.

Кишечный сок образуется железами слизистой оболочки двенадцати-перстной кишки, он содержит болыиое количество слизи и фермент пептида-зу, расщепляющий белки. В нем содержится также фермент энтерокиназа, который активирует трипсиноген поджелудочного сока. Клетки двенадцати-перстной кишки вырабатывают два гормона - секретт и холецистоктт-панкреозимин, усиливающие секрецию поджелудочной железы.

Кислое содержимое желудка при переходе в двенадцатиперстную кишку приобретает щелочную реакцию под влиянием желчи, кишечного и поджелудочного сока. У человека рН дуоденального содержимого колеблется от 4,0 до 8,0. В расщеплении питательных веществ, осуществляемом в двена-дцатиперстной кишке, особенно велика роль сока поджелудочной железы.

Значение поджелудочной железы в пищеварении. Основная масса ткани поджелудочной железы вырабатывает пищеварительный сок, который выводится через проток в полость двенадцатиперстной кишки. У человека за сутки выделяется 1,5-2,0 л поджелудочного сока, представляющего собой прозрачную жидкость со щелочной реакцией (рН = 7,8-8,5). Сок поджелу-дочной железы богат ферментами, которые расщепляют белки, жиры и угле-воды. Амилаза, лактаза, нуклеаза и липаза секретируются поджелудочной железой в активном состоянии и расщепляют соответственно крахмал, мо-лочный сахар, нуклеиновые кислоты и жиры. Нуклеазы трипсин и химотрип-син образуются клетками железы в недеятельном состоянии в виде трипсто-гена и химотршсиногена. Трипсиноген в двенадцатиперстной кишке под действием ее фермента энтероктазы превращается в трипсин. В свою оче-редь, трипсин превращает химотрипсиноген в активный химотрипсин. Под влиянием трипсина и химотрипсина белки и высокомолекулярные полипеп-тиды расщепляются до низкомолекулярных пептидов и свободных амино-кислот.

Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3 мин после прие-ма пищи и продолжается от 6 до 10 ч в зависимости от состава и объема пи-

185

щи. Она возникает при воздействии условных и безусловных раздражителей, а также под влиянием гуморальных факторов. В последнем случае важную роль играют гормоны двенадцатиперстной кишки: секретин и холецистоки-нин-панкреозимин, а также гастрин, инсулин, серотонин и др.

В состав желчи входят желчные кислоты, желчные пигменты и дру-гие органические и неорганические вещества. Желчные кислоты принимают участие в процессе переваривания пищи. Желчный пигмент билирубгш обра-зуется из гемоглобина в процессе разрушения эритроцитов в печени. Темный цвет желчи обусловлен наличием в ней этого пигмента. Желчь повышает ак-тивность ферментов поджелудочного и кишечного соков, особенно липазы. Она эмульгирует жиры и растворяет продукты их гидролиза, чем способству-ет их всасыванию.

Образование и выделение желчи из пузыря в двенадцатиперстную кишку происходит под влиянием нервных и гуморальных воздействий. Нервные влияния на желчевыделительный аппарат осуществляются условно-и безусловнорефлекторно с участием многочисленных рефлексогенных зон, и в первую очередь - рецепторов полости рта, желудка и двенадцатиперстной кишки. Активация блуждающего нерва усиливает секрецию желчи, симпати-ческий нерв вызывает угнетение желчеобразования и прекращение эвакуации желчи из лузыря. В качестве гуморального стимулятора желчевыделения большую роль играет гормон холецистокинин-панкреозимин, вызывающий сокращение желчного пузыря. Аналогичное, хотя и более слабое, действие оказывают гастрин и секретин. Тормозят выделение желчи глюкагон, каль-циотонин.

Печень, образуя желчь, выполняет не только секреторную, но и экс-креторную (выделительную) функцию. Основными органическими экскре-тами печени являются соли желчных кислот, билирубин, холестерин, жирные кислоты и лецитин, а также кальций, натрий, хлор, бикарбонаты. Попадая с желчью в кишечник, эти вещества выводятся из организма.

Наряду с образованием желчи и участием в пищеварении печень вы-полняет и ряд других важнейших функций. Велика роль печени в обмене ве-ществ. Продукты переваривания пищи переносятся кровью в печень, и здесь

186

Моторная деятельность тонкого кишечника обеспечивает перемеши-вание химуса с пищеварительными секретами и продвижение его по кишке благодаря сокращению круговой и продольной мускулатуры. Сокращение продольных волокон гладкой мускулатуры кишечника сопровождается уко-рочением участка кишки, расслабление - его удлинением.

187

Сокращение продольных и круговых мышц регулируется блуждаю-щим и симпатическим нервами. Блуждающий нерв стимулирует моторную функцию кишечника. По симпатическому нерву передаются тормозные сиг-налы, которые снижают тонус мышц и угнетают механические движения ки-шечника. На моторную функцию кишечника оказывают влияние и гумораль-ные факторы: серотин, холин и энтерокинин стимулируют движения кишеч-ника.

Большую роль в жизнедеятельности организма и функций пищевари-тельного тракта играет микрофлора толстого кишечника, где обитают мил-лиарды различных микроорганизмов (анаэробные и молочные бактерии, ки-шечная палочка и др.). Нормальная микрофлора толстого кишечника прини-мает участие в осуществлении нескольких функций: защищает организм от патогенных микробов: участвует в синтезе ряда витаминов (витаминов груп-пы В, витамина К); инактивирует и разлагает ферменты (трипсин, амилазу, желатиназу и др.), поступившие из тонкого кишечника, а также сбраживает углеводы и вызывает гниение белков.

Движения толстого кишечника очень медленные, поэтому около по-ловины времени, затрачиваемого на пищеварительный процесс (1-2 суток), идет на передвижение остатков пищи в этом отделе кишечника.

В толстом кишечнике интенсивно происходит всасывание воды, вследствие чего образуются каловые массы, состоящие из остатков неперева-ренной пищи, слизи, желчных пигментов и бактерий. Опорожнение прямой кишки (дефекация) осуществляется рефлекторно. Рефлекторная дуга акта де-фекации замыкается в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга и обес-печивает непроизвольное опорожнение толстого кишечника. Произвольный акт дефекации происходит при участии центров продолговатого мозга, гипо-таламуса и коры больших полушарий. Симпатические нервные влияния тор-мозят моторику прямой кишки, парасимпатические - стимулируют.

188

9.3. Всасывание продуктов переваривания пищи

Всасыванием называется процесс поступления в кровь и лимфу раз-личных веществ из пищеварительной системы. Кишечный эпителий является важнейшим барьером между внешней средой, роль которой выполняет по-лость кишечника, и внутренней средой организма (кровью, лимфой), куда поступают пйтательные вещества.

Всасывание представляет собой сложный процесс и обеспечивается различными механизмами: филътрацией, связанной с разностью гидростати-ческого давления в средах, разделенных полупроницаемой мембраной; диф-фузией веществ по градиенту концентрации; осмосом. Количество всасы-вающихся веществ (за исключением железа и меди) не зависит от потребно-стей организма, оно пропорционально потреблению пищи. Кроме того, сли-зистая оболочка органов пищеварения обладает способностью избирательно всасывать одни вещества и ограничивать всасывание других.

Способностью к всасыванию обладает эпителий слизистых оболочек всего пищеварительного тракта. Например, слизистая полости рта может вса-сывать в небольшом количестве эфирные масла, на чем основано применение некоторых лекарств. В незначительной степени способна к всасыванию и слизистая оболочка желудка. Вода, алкоголь, моносахариды, минеральные соли могут проходить через слизистую желудка в обоих направлениях.

Наиболее интенсивно процесс всасывания осуществляется в тонком кишечнике, особенно в тощей и подвздошной кишке, что определяется их болыиой поверхностью, во много раз превышающей поверхность тела чело-века. Поверхность кишечника увеличивается наличием ворсинок, внутри ко-торых находятся гладкие мышечные волокна и хорошо развитая кровеносная и лимфатическая сеть. Интенсивность всасывания в тонком кишечнике со-ставляет около 2-3 л в час.

189

Мышечная деятельность в зависимости от ее интенсивности и про-должительности оказывает различное влияние на процессы пищеварения. Ре-гулярные занятия физическими упражнениями и работа умеренной мощно-сти, повышая обмен веществ и энергии, увеличивают потребность организма в питательных веществах и тем самым стимулируют функции различных пищеварительных желез и процессы всасывания. Развитие мышц брюшного пресса и их умеренная активность повышают моторную функцию желудоч-но-кишечного тракта, что используется в практике лечебной физкультуры.

Однако положительное влияние физических нафузок на пищеварение наблюдается не всегда. Работа, выполняемая сразу после приема пищи, за-медляет процессы пищеварения. При этом более всего тормозится сложно-рефлекторная фаза секреции пищеварительных желез. В этой связи выполне-ние физических нагрузок целесообразно осуществлять не ранее, чем через 1,5-2 ч после приема пищи. Вместе с тем не рекомендуется работать и нато-щак. В этих условиях, особенно при длительной работе, быстро уменьшаются энергетические ресурсы организма, что приводит к существенным изменени-ям функций организма и снижению работоспособности.

При напряженной мышечной деятельности, как правило, наблюдается угнетение секреторной и двигательной функций желудочно-кишечного трак-та. Это проявляется в торможении слюноотделения, снижении секреторной,

190

кислотообразующей и моторной функций желудка. При этом тяжелая работа полностью подавляет сложнорефлекторную фазу желудочной секреции и значительно меньше тормозит нейрохимическую и кишечную фазы. Это так-же указывает на необходимость соблюдения определенного перерыва при выполнении мышечной работы после приема пищи.

Угнетение секреторной и моторной функций желудочно-кишечного

Кроме того, во время физической работы изменяется возбуждение центров вегетативной нервной системы с преобладанием тонуса симпатиче-ского отдела, что оказывает тормозящее влияние на процессы пищеварения. Угнетающе действует на эти процессы и повышенное выделение гормона надпочечников - адреналина.