Как человек переваривает пищу. Физиология пищеварения

13.04.2020

Основные процессы переработки пищи происходят как следствие пищеварения внутри нашей пищеварительной системы. Это все органы, роль которых, в основном, перерабатывать пищу химическим путем. Также пищеварительная система способствует качественному всасыванию полезных веществ и останавливает поступление вредоносных компонентов пищи, нейтрализует и выводит их.

Благодаря работе желудочно-кишечного тракта происходит разложение еды до элементарных (в том числе химических) соединений. Это происходит для наилучшего усвоения пищи. Пищеварительный тракт работает как машина по переработке пищи и без устали измельчает всю употребленную человеком еду, выделяет соки для ее переработки и перемешивает, подвергает химической обработке, благодаря которой желудочные соки справляются с большими количествами еды, которую вы употребляете ежедневно.

Порой читателю очень трудно осознать, как употребляемая вами пища способна поддерживать функциональность и жизнедеятельность всего организма, подпитывать его полезными веществами. Сейчас мы в простой форме изложения постараемся расставить все «по полочкам» и расскажем о физиологическом процессе усваивания и переработки пищи разными отделами пищеварительного тракта.

Полость рта

Полость рта тоже относится к желудочно-кишечному тракту. Начиная с полости рта пища, которую вы употребляете, начинает мигрировать по организму и усваиваться, перерабатываться. С помощью языка и зубов еда перемешивается и измельчается до однородной консистенции, затем «в атаку» идут слюнные железы, с помощью которых в полость рта поступает слюна, она смачивает пищу.

С помощью слюнных ферментов, которые называются амилазой, пища начинает разлагаться. Затем человек совершает сложную рефлекторную функцию – глотания. Благодаря глотанию еда поступает в пищевод.

Если человек плохо пережевывает пищу, она все еще не готова для переваривания. Пища должна быть тщательно пережевана и измельчена, если это не так, человек может заболеть гастритом, запором и страдать от прочих проблем пищеварительного тракта.

Пищевод – это своеобразный коридор для того, чтобы комок пищи нормально проходил из полости рта в желудок. Пищевод – это такая трубка со стенками, которые имеют несколько слоев волокон мышц.

Внутри этот коридор состоит из слизистой оболочки, которая имеет полезное свойство значительно облегчать прохождение по нему пищи. Благодаря мышечным волокнам и слизистой пища также не повреждает стенки пищевода. Трубка пищевода может расширяться и сокращаться, когда это необходимо пищевому комку, чтобы пройти в желудок. Таким образом она проталкивает его.

Желудок

Именно желудок перетирает, измельчает и помогает усвоению пищи, желудок выполняет основные процессы для переработки употребляемой еды. Благодаря желудочному соку пища переваривается максимально качественно, и пища расщепляется на элементарные химические соединения.

Внешне желудок похож на мешочек, который увеличивается или уменьшается благодаря функциональной эластичности стенок, из которых он состоит. Вместимость желудка может иметь очень большую емкость. В желудок помещается около двух килограммов употребляемой нами еды. В самом конце желудка есть особый клапан, который называется сфинктером. Он предохраняет от преждевременного поступления в 12-перстную кишку пищевых отходов.

Первый слой желудка

Желудок имеет три главных слоя. Первый слой – внутренний, он называется «слизистая оболочка» желудка. Эта первая оболочка состоит из желудочных желез. Изнутри стенки желудка сплошь покрыты эпителиальными клетками. И клетки эпителия, и стенки желудка очень разные по строению и выполняют совершенно разные роли.

Некоторые из них способны выделять соляную кислоту с ферментами пищеварения, которые выделяют желудочный сок. Некоторые из других клеток секретируют слизистое вещество, которая обволакивает желудочные стенки и защищают их от повреждений.

У слизистой оболочки есть подслизистая база, основа. Она создана типа дорожки, которая подстелена под железами и клетками эпителия. Эту основу пронизывают много-много небольших кровеносных сосудов, нервов, которые дают возможность обеспечить желудок кровью, нервным клеткам – передавать необходимые импульсы. Например, болевые.

Второй слой желудка

Этот второй слой – мышцы. У желудка они тоже есть. Мышцы желудка – это тоненькая его оболочка. Она сложена вдвое или даже втрое слоями, как слоеное тесто. Оболочка желудка помогает измельчать еду, делая из нее кашицу. Совсем как миксер. Перемешиваясь с желудочным соком, пища эффективно растворяется и затем всасывается стенками желудка.

Третий слой желудка

И, наконец, серозная оболочка желудка и есть ее третий слой. Она создана в виде тоненькой ткани, которая выстилает изнутри брюшную полость. И не только ее, но и внутренние органы, давая им возможность быть динамичными, активными, подвижными.

Что происходит в желудке во время переваривания?

Когда пища попадает в желудок, ее смачивает желудочный сок и помогает ей растворяться. Что такое желудочный сок? Это жидкость, вязкая и густая, ее вырабатывают железы слизистой желудка. Сложно описать состав желудочного сока, в него входит много компонентов. Самые важные его составляющие – пищеварительные ферменты и соляная кислота. Конечно же, соляная кислота – довольно ядовитое и жгучее вещество, способное растворять многие продукты. Поэтому стенки желудка растворились бы из-за воздействия соляной кислоты, не будь они защищены слизью. А вот ферменты пищеварения помогают кислоте растворять продукты более эффективно. Это химически активные вещества.

Например, ренин способен делать из молока творог. Липаза – вещество, которое расщепляет жиры. Но эти ферменты имеют не очень много функций, зато выполняют их основательно. Фермент пепсин активничает в желудке больше – по составу он дополняет соляную кислоту, может расщеплять в содружестве с ней белки, взятые из растительной и животной пищи. В результате получаются более простые химические соединения – аминокислоты и пептиды.

Когда сфинктер желудка расслабляется, то пища, которая уже готова для следующего этапа переработки, в виде кашицы поступает дальше, в нижние области пищеварительного тракта. И тогда остатки продуктов, которые называются химусом, продолжают перевариваться дальше, но уже в кишечнике.

Кишечник

Работа кишечника тоже довольно интенсивна, и она направлена на переваривание и проталкивание пищи. Кишечник выполняет довольно много ролей, и потому он устроен как сложная природная конструкция. Кишечник имеет несколько отделов, обусловленных анатомически. Это прежде всего его отделы, такие, как тощая кишка, слепая кишка, двенадцатиперстная кишка, поперечная, восходящая, подвздовшная кишка, ободочная, сигмовидная и наконец прямая кишка. В нижнем отделе кишечника расположен анус. Через него наружу выходят каловые массы.

Как работает кишечник?

Он, так же как и желудок и пищевод, сокращается и таким образом проталкивает пищу к своему нижнему отделу, который заканчивается анусом. Эти сокращения кишечника называются перистальтикой. А роль кишечника по проталкиванию кала врачи называют моторной, иначе говоря – это моторика кишечника. Слышали такой термин? Внешне кишечник похож на трубопровод, сквозь который проходят остатки пищи.

Кишечник тоже по примеру желудка имеет стенки. И они тоже похожи на листы, положенные друг на друга – мышечные слои. Это делает стенки кишечника эластичными, гибкими. Стенки эти – слизистая оболочка, серозный и мышечный слои.

Когда пища в виде жидкой кашицы проходит по кишечнику, одновременно она расщепляется с помощью кишечного сока на аминокислоты и другие соединения, которые имеют простейшую структуру. В таком виде пища легко всасывается эластичными и крепкими стенками кишечника. Эти вещества разносятся по крови и питают организм необходимыми элементами, дающими энергию.

Обратите внимание: пища переваривается и всасывается, а также в виде каловых масс проходит в анус через разные отделы кишечника.

Двенадцатиперстная кишка

Этот очень полезный отдел кишечника имеет длину почти 25 сантиметров. Двенадцатиперстная кишка выполняет благородную роль – управляет работой желудка. Тот расположен рядом с ней, что очень удобно для их взаимодействия.

Двенадцатиперстная кишка регулирует выделение соляной кислоты из желудка для обработки пищи и еще контролирует его моторные и выделительные функции.

Когда соляной кислоты становится очень много (повышенная кислотность), это становится опасным для состояния слизистой желудка – она может начать самоперевариваться, что еще и довольно больно. Поэтому двенадцатиперстная кишка прекращает этот процесс (выделения кислоты желудком), передавая соответствующий сигнал по рецепторам. Одновременно нижние отделы кишечника получают команду о том. что сейчас пища начнет двигаться по направлению к ним – вниз из желудка.

Из двенадцатиперстной кишки для расщепления пищи поступает еще и желчь, что облегчает процесс переваривания. Тогда перевариться могут все элементы пищи – и жиры, и углеводы, и белки.

Тонкая кишка

Она очень длинная – от 4 метров до 7 метров. Тонкая кишка следует, как подружка, за двенадцатиперстной. В состав тонкой кишки входят еще два участка кишечника – подвздошная и тощая кишка. Они выполняют важные роли в процессах пищеварения. Когда пища достигает этих участков кишечника, пища там химически обрабатывается разными химагентами, а затем начинает всасываться стенками кишечника. В частности, всасываются те вещества, которые полезны для организма.

Если кратко охарактеризовать процесс пищеварения, то это будет передвижение съеденной пищи по органам пищеварения, при котором происходит расщепление пищи на более простые элементы. Мелкие вещества способны всасываться и усваиваться организмом, а потом переходят в кровь и питают все органы и ткани, давая им возможность нормально работать.

Пищеварение – это процесс механического дробления и химическое, в основном ферментативное, расщепление пищи на вещества, лишенные видовой специфичности и пригодные к всасыванию и участию в метаболизме человеческого организма. Пища, поступая в организм, перерабатывается ферментами, вырабатывающимися специальными клетками. Сложные структуры еды, такие как белки, жиры и углеводы, расщепляются с присоединением к ним молекулы воды. Белки распадаются в процессе пищеварения до аминокислот, жиры на глицерин и жирные кислоты, а углеводы – до простых сахаров. Данные вещества хорошо всасываются, а потом в тканях и органах снова синтезируются в сложные соединения.

Длина человеческого пищеварительного пути – 9 метров. Процесс полной переработки пищи длится от 24 до 72 часов и у всех людей бывает по-разному. Система пищеварения включает такие органы: полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник и прямая кишка.

Сам процесс пищеварения разделен на этапы пищеварения у человека, и они состоят из головной, желудочной и кишечной фазы.

Головная фаза пищеварения

Это этап, где начинается процесс переработки. Человек видит еду и чувствует запах, у него активизируется кора головного мозга, сигналы вкуса и запаха начинают поступать в гипоталамус и продолговатый мозг, участвующие в процессе пищеварения.

В желудке выделяется много сока, готового принять пищу, вырабатываются ферменты и активно выделяется слюна. Затем еда поступает в ротовую полость, где происходит ее механическое измельчение, посредством пережевывания зубами. При этом проходит смешивание еды со слюной, начинается взаимодействие с ферментами и микроорганизмами.

Определенный объем еды в процессе пищеварения расщепляется уже слюной, от чего ощущается вкус пищи. Пищеварение в полости рта производит расщепление крахмала до простых сахаров ферментом амилаза, имеющимся в слюне. Белки и жиры во рту не распадаются. Длится весь процесс во рту не более 15-20 секунд.

Фаза переработки еды в желудке организма

Далее фаза процесса пищеварения продолжается в желудке. Это самая широкая часть органов пищеварения, способен растягиваться и вмещает в себя довольно много пищи. Желудок имеет свойство ритмично сокращаться, при этом наблюдается смешивание поступившей еды с желудочным соком. Он имеет в составе соляную кислоту, поэтому у него кислая среда, нужная для расщепления пищи.

Еда в желудке перерабатывается в процессе пищеварения 3-5 часов, всячески подвергаясь перевариванию, механическим и химическим способом. Помимо соляной кислоты, воздействие производится и пепсином. Поэтому начинается расщепление белков на более мелкие фрагменты: низкомолекулярные пептиды и аминокислоты. А вот расщепление углеводов в желудке в процессе пищеварения прекращается, потому что амилаза прекращает свое действие под напором кислой среды. Как происходит пищеварение в желудке? Желудочный сок имеет в составе липазу, дробящую жиры. Огромное значение имеет соляная кислота, под ее воздействием активизируются ферменты, происходит денатурация и набухание белков, срабатывает бактерицидное свойство сока желудка.

Обратите внимание: Углеводная пища в процессе пищеварения задерживается в данном органе 2 часа, затем она перемещается в тонкий кишечник. А вот белковая и жирная пища перерабатывается в нем 8-10 часов.

Затем еда, частично переработанная процессом пищеварения и имеющая жидкую или полужидкую структуру, смешанная с желудочным соком, порционно падает в тонкий кишечник. Желудок сокращается в процессе пищеварения через равные промежутки времени, и пища выдавливается в кишечник.

Пищеварительная фаза в тонком кишечнике организма человека

Логическая схема переработки еды в тонком кишечнике, считается наиболее важной во всем процессе, потому что именно там больше всего усваиваются питательные вещества. В данном органе действует кишечный сок, имеющий щелочную среду, и состоит из желчи, поступившей в отдел, сока поджелудочной железы и жидкости из стенок кишечника. Переваривание на данном этапе не у всех длится короткое время. Это происходит вследствие нехватки фермента лактазы, перерабатывающего молочный сахар, поэтому молоко плохо усваивается. Особенно у людей в возрасте после 40 лет. В кишечном отделе для переработки пищи участвуют более 20 различных ферментов.

Тонкий кишечник состоит из трех частей, переходящих друг в друга и, зависящих от работы соседа:

двенадцатиперстная кишка;
тощая;
подвздошная кишки.

Именно в двенадцатиперстную кишку вливается желчь в процессе пищеварения из печени и поджелудочный сок, именно их воздействие приводит к перевариванию пищи. Поджелудочный сок имеет ферменты, растворяющие жиры. Здесь распадаются углеводы до простых сахаров и белки. В данном органе бывает наибольшее усвоение еды, витамины и питательные вещества всасываются стенками кишечника.

Полностью перевариваются все углеводы, жиры и части белков в тощей и подвздошной отделах кишки под действием ферментов, вырабатывающихся на месте. Слизистая кишечника усыпана ворсинками – энтероцитами. Именно они всасывают продукты переработки белков и углеводов, которые поступают в кровь, а жировые элементы – в лимфу. Вследствие большой площади стенок кишечника и многочисленных ворсинок, поверхность всасывания составляет приблизительно 500 квадратных метров.

Далее пища поступает в толстую кишку, в которой происходит формирование кала, а слизистая органа всасывает воду и другие полезные микроэлементы. Заканчивается толстая кишка прямым отделом, сопряженным с анусом.

Роль печени в переработке пищи в организме

Печень вырабатывает желчь в процессе пищеварения от 500 до 1500 мл в сутки. Желчь выбрасывается в тонкий кишечник и выполняет там большую работу: помогает эмульгированию жиров, всасыванию триглицеридов, стимулирует деятельность липазы, улучшает перистальтику, инактивирует пепсин в двенадцатиперстной кишке, обеззараживает, улучшает гидролиз и всасывание белков и углеводов.

Это интересно: Желчь не имеет в составе ферментов, но требуется для дробления жиров и жирорастворимых витаминов. Если она вырабатывается в небольшом объеме, то нарушается переработка и всасывание жиров, и они выходят из организма естественным путем.

Как проходит пищеварение без желчного пузыря и желчи

Последнее время часто производятся хирургические удаления желчного пузыря – органа в виде мешочка для накопления и сохранения желчи. Печень производить желчь непрерывно, а требуется она только на момент переработки пищи. Когда еда перерабатывается, двенадцатиперстная кишка становится пустой, и потребность в желчи исчезает.

Что же происходит, когда желчь отсутствует и, что такое пищеварение без одного из главных органов? Если он удален до того, как начались изменения у взаимозависимых с ним органов, его отсутствие переносится нормально. Желчь, непрерывно вырабатываемая печенью, накапливается в ее протоках в процессе пищеварения, а потом направляется прямо в двенадцатиперстную кишку.

Важно! Выбрасывается желчь туда, независимо от наличия в ней пищи, поэтому, сразу после операции есть нужно часто, но по немного. Это требуется для того, что на переработку большого объема еды желчи будет недостаточно. Иногда организму нужно время, чтобы научиться жить без желчного пузыря и вырабатываемой желчи, чтобы он нашел место, где накапливать данную жидкость.

Переваривание еды в толстом кишечнике организма

Остатки не переработанной еды затем идут в толстый кишечник, где и перевариваются не менее 10-15 часов. Толстая кишка имеет размеры 1,5 метра и содержит три отдела: слепая кишка, поперечно-ободочная и прямая. В данном органе идут следующие процессы: всасывание воды и микробная метаболизация питательных элементов. Большое значение в переработке пищи в толстой кишке имеет балласт. К нему относятся не перерабатываемые биохимические вещества: клетчатка, смолы, воск, гемицеллюлоза, лигнин, камеди. Та часть пищевых волокон, которая не расщепляется в желудке и тонком кишечнике, перерабатывается в толстой кишке микроорганизмами. Структурно-химический состав еды влияет на длительность всасывания веществ в тонкой кишке и его передвижению по ЖКТ.

В толстой кишке в процессе пищеварения образуются каловые массы, в которые входят не переработанные остатки еды, слизь, отмершие клетки слизистой кишечника, микробы, постоянно размножающиеся в кишке и вызывающие брожение и вздутие живота.

Расщепление и всасывание питательных веществ в организме

Цикл переработки пищи и всасывания необходимых элементов у здорового человека длится от 24 до 36 часов. На всем его протяжении происходят механические и химические воздействия на пищу, чтобы расщепить ее до простых веществ, способных всасываться в кровь. Оно происходит на всем протяжении ЖКТ в процессе пищеварения, слизистая которого усыпана мелкими ворсинками.

Это интересно: Для нормального всасывания жирорастворимой пищи требуется желчь и жиры в кишечнике. Чтобы всасывались водорастворимые вещества, такие как аминокислоты, моносахариды, применяются кровеносные капилляры.

Мы говорили уже, что пища подвергается механической и химической обработке. В полости рта основную роль играет подготовительная механическая обработка - превращают пищу в мелко растертую влажную кашицу. Однако уже и во рту начинается - под действием слюны и ее ферментов - расщепление сложных углеводов. Крахмал хлеба, картофеля, различных групп под действием фермента амилазы превращается в мальтозу. Углевод этот состоит всего из двух частичек глюкозы, которые тут же под действием фермента мальтазы расщепляются с образованием моносахарида глюкозы. По опыту жизни мы знаем, что, действительно, если задержать во рту, он постепенно приобретет сладковатый вкус. Однако обычно пища надолго во рту не задерживается, и слюны, проглоченные вместе с пищевым комком, продолжают свою работу уже в желудке. Это очень важно, ибо желудочный сок на не действует. Его главными частями являются фермент пепсин и гастриксин, расщепляющие , и , без которой эти ферменты на белки практически не влияют. Пробыв в желудке 3-8 часов, пища переходит в тонкие кишки, по которым продвигается примерно в течение 6-7 часов, подвергаясь действию ферментов поджелудочного и кишечного соков. Особенно велико значение сока поджелудочной железы, который, как видно из прилагаемой таблицы, влияет и на белки, и на , и на углеводы. Не случайно люди с резко пониженной желудочной секрецией могут жить и работать - их спасает деятельность поджелудочной железы. Поджелудочного сока меньше, чем других соков, но он является самым ценным. Однако как ни ценен поджелудочный сок, без кишечного сока и желчи он не может проявить свою силу. С одной стороны, в лабораториях Павлова было открыто, что сам по себе трипсин, содержащийся в соке поджелудочной железы, будучи получен прямо из ее протока, не действует на белки. Стоит ему, однако, соприкоснуться со слизистой оболочкой кишки, хотя бы с тем ее кусочком, который окружает пришитое к коже отверстие протока, и трипсин приобретает всю свою силу. Оказалось, что железы кишечника вырабатывают фермент фермента - энтерокиназу, которая и превращает трипсиноген в активную форму. Вспомним, что и пепсин сам по себе мало активен и приобретает силу лишь там, где к нему прибавляется соляная кислота. И то, и другое биологически оправдано. Если бы пепсин и трипсин вырабатывались сразу в активной форме, они расщепили бы белки тех клеток, которые их вырабатывают. желудка и поджелудочная железа пали бы жертвами собственных соков.

Таким образом, с одной стороны, поджелудочному соку помогает кишечный сок, с другой стороны, ему помогает желчь. Именно она позволяет нормально переваривать и всасывать жиры. Хотя в желчи нет ферментов, она активирует действие расщепляющих жир ферментов поджелудочного сока. Недаром при заболеваниях печени организм плохо усваивает жирную пищу.

Возвращаясь к кишечному соку, следует указать, что он, помимо помощи трипсина, имеет и самостоятельное значение. Именно он расщепляет один из важнейших продуктов питания - . Только кишечным соком расщепляется и важнейший углевод молока - молочный сахар, .

Мы говорили уже, что химической обработке пищи способствует механическая ее обработка, осуществляемая благодаря движениям стенок пищеварительного тракта. Здесь отмечаются движения в основном двух видов. Во-первых, происходят так называемые маятникообразные сокращения, при которых определенный отрезок кишки становится то тоньше и длиннее, то толще и короче. При этом заключенная в нем пищевая кашица энергично перемешивается. Во-вторых, происходит так называемая перистальтика - в направлении от желудка к кишечнику пробегают во всей длине пищеварительной трубки волны сокращения мышц, продвигающие пищевую массу все дальше и дальше по узкому «коридору» пищеварительного тракта. В общей сложности пища тратит на прохождение всей этой трассы около суток. У травоядных животных, имеющих гораздо более длинный кишечник, время прохождения пищи значительно больше. Пищевые остатки выбрасываются у них через несколько суток после приема пищи (у овцы - через неделю).

В результате процесса около 90 % содержащихся в пище ценных питательных веществ расщепляется и превращается в усвояемые для организма продукты. Значение тонкой кишки состоит не только в. том, что в ней завершается процесс переваривания пищи, но и в том, что здесь происходит ее всасывание. Слизистая оболочка кишки имеет бархатистый вид из-за массы крохотных выпячиваний ее, которые так и называются ворсинками. Этим поверхность слизистой оболочки увеличивается в 300-500 раз. В каждую ворсинку входят кровеносные и лимфатические сосуды, в которые и поступают, всасываются продукты переваривания пищи, а также ряд прочих веществ пищи, не нуждающихся в переваривании - вода, соли и витамины. Поступают и некоторые вещества, подчас вредные для организма.

Пищеварительный сок	Его ферменты	Действие этих ферментов	Примечания
(около 1 л в сутки)	Амилаза	Расщепляет крахмал до мальтозы	В основном действуют уже в желудке
(около 1 л в сутки)	Мальтаза	Расщепляет мальтозу до глюкозы	В основном действуют уже в желудке
(около 3 л в сутки)		Расщепляет белки до альбумоз и пептонов (промежуточные продукты распада белков)	Действует лишь в кислой среде
(около 3 л в сутки)		Расщепляет жиры	Слабый фермент
Поджелудочный сок (до 2 л в сутки)		Расщепляет белки до аминокислот	Активируется энтерокиназой
	Липаза	Расщепляет жиры (самый сильный фермент этого рода)	Активируется желчью
	Амилаза Мальтаза	Аналогичны таковым слюны
Кишечный сок (около 3,5 л в сутки)	Энтерокиназа	Фермент фермента, активирует трипсин
	Эрепсин	Расщепляет альбумозы и пептоны до аминокислот (как бы «доделывает» то, что было начато пепсином)
	Липаза	Расщепляет жиры	Слабый фермент
	Инвертин	Расщепляет сахар на глюкозу и фруктозу
	Лактаза	Расщепляет молочный сахар на глюкозу и
	Амилаза Мальтаза	Аналогичны таковым слюны и поджелудочного сока
(около 1 л в сутки)	-	-	Способствует перевариванию и всасыванию жиров

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.

Питание является важнейшим фактором, направленным на поддержание и обеспечение таких основных процессов, как рост, развитие и способность к активной деятельности. Эти процессы возможно поддерживать, используя только рациональное питание. Прежде чем приступить к рассмотрению вопросов, связанных с основами , необходимо познакомиться с процессами пищеварения в организме.

Пищеварение — сложный физиологический и биохимический процесс, в ходе которого принятая пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим изменениям.

Пищеварение — важнейший физиологический процесс, в результате которого сложные пищевые вещества пищи под воздействием механической и химической обработки превращаются в простые, растворимые и, следовательно, усвояемые вещества. Дальнейший их путь — использование в качестве строительного и энергетического материала в организме человека.

Физические изменения пищи состоят в ее размельчении, набухании, растворении. Химические — в последовательной деградации питательных веществ в результате действия на них компонентов пищеварительных соков, выделяемых в полость пищеварительного тракта его железами. Важнейшая роль в этом принадлежит гидролитическим ферментам.

Типы пищеварения

В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делится на три типа: собственное, симбионтное и аутолитическое.

Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезированными организмом, его железами, ферментами слюны, желудка и поджелудочного соков, эпителия топкой кишки.

Симбионтное пищеварение — гидролиз питательных веществ за счет ферментов, синтезированных симбионтами макроорганизма — бактериями и простейшими пищеварительного тракта. Симбионтное пищеварение осуществляется у человека в толстой кишке. Клетчатка пищи у человека из-за отсутствия соответствующего фермента в секретах желез не гидролизуется (в этом заключается определенный физиологический смысл — сохранение пищевых волокон, играющих важную роль в кишечном пищеварении), поэтому переваривание ее ферментами симбионтов в толстой кишке является важным процессом.

В результате симбионтного пищеварения образуются вторичные пищевые вещества в отличие от первичных, формирующихся в результате собственного пищеварения.

Аутолитическое пищеварение осуществляется за счет ферментов, которые вводятся в организм в составе принимаемой пищи. Роль данного пищеварения существенна при недостаточно развитом собственном пищеварении. У новорожденных собственное пищеварение еще не развито, поэтому питательные вещества грудного молока перевариваются ферментами, поступающими в пищеварительный тракт младенца в составе грудного молока.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делится на внутри- и внеклеточное.

Внутриклеточное пищеварение состоит в том, что транспортируемые в клетку путем фагоцитоза вещества гидролизуются клеточными ферментами.

Внеклеточное пищеварение делится на полостное, которое осуществляется в полостях пищеварительного тракта ферментами слюны, желудочного сока и сока поджелудочной железы, и пристеночное. Пристеночное пищеварение происходит в тонкой кишке с участием большого количества ферментов кишки и поджелудочной железы на колоссальной поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками слизистой оболочки.

Рис. Этапы пищеварения

В настоящее время процесс пищеварения рассматривают как трех-этапный: полостное пищеварение — пристеночное пищеварение — всасывание . Полостное пищеварение заключается в начальном гидролизе полимеров до стадии олигомеров, пристеночное обеспечивает дальнейшую ферментативную деполимеризацию олигомеров в основном до стадии мономеров, которые затем всасываются.

Правильная последовательная работа элементов пищеварительного конвейера во времени и пространстве обеспечивается регулярными процессами различного уровня.

Ферментативная активность свойственна каждому отделу пищеварительного тракта и максимальна при определенном значении рН среды. Например, в желудке пищеварительный процесс осуществляется в кислой среде. Переходящее в 12-перстную кишку кислое содержимое нейтрализуется, и кишечное пищеварение происходит в нейтральной и слабощелочной среде, созданной выделяющимися в кишку секретами — желчью, соками поджелудочной железы и кишечным, которые инактивируют желудочные ферменты. Кишечное пищеварение происходит в нейтральной и слабощелочной среде сначала по типу полостного, а затем пристеночного пищеварения, завершающегося всасыванием продуктов гидролиза — нутриентов.

Деградация пищевых веществ по типу полостного и пристеночного пищеварения осуществляется гидролитическими ферментами, каждый из которых имеет выраженную в той или иной степени специфичность. Набор ферментов в составе секретов пищеварительных желез имеет видовую и индивидуальную особенности, адаптирован к перевариванию той пищи, которая характерна для данного вида животного, и тем питательным веществам, которые преобладают в рационе.

Процесс пищеварения

Процесс пищеварения осуществляется в желудочно-кишечном тракте, протяженность которого 5-6 м. Пищеварительный тракт представляет собой трубку, в некоторых местах расширенную. Строение желудочно-кишечного тракта на всем протяжении однотипно, он имеет три слоя:

наружный — серозный, плотная оболочка, которая в основном имеет защитную функцию;
средний — мышечная ткань участвует в сокращении и расслаблении стенки органа;
внутренний — оболочка, покрытая слизистым эпителием, позволяет простым пищевым веществам всасываться через ее толщу; слизистая оболочка часто имеет железистые клетки, которые вырабатывают пищеварительные соки или ферменты.

Ферменты — вещества белковой природы. В желудочно-кишечном тракте имеют свою специфичность: белки расщепляются только под воздействием протеаз, жиры — липаз, углеводы — карбогидраз. Каждый фермент активен только при определенной рН среды.

Функции желудочно-кишечного тракта:

Двигательная, или моторная — за счет средней (мышечной) оболочки пищеварительного тракта, сокращение-расслабление мышц осуществляет захват пищи, жевание, глотание, перемешивание и продвижение пищи вдоль пищеварительного канала.
Секреторная — за счет пищеварительных соков, которые вырабатываются железистыми клетками, расположенными в слизистой (внутренней) оболочке канала. Эти секреты содержат ферменты (ускорители реакций), которые осуществляют химическую обработку пищи (гидролиз пищевых веществ).
Экскреторная (выделительная) функция осуществляет выделение пищеварительными железами в желудочно-кишечный тракт продуктов обмена.
Всасывательная функция — процесс усвоения пищевых веществ через стенку желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу.

Желудочно-кишечный тракт начинается в ротовой полости, далее пища поступает в глотку и пищевод, которые осуществляют только транспортную функцию, пищевой комок опускается в желудок, далее в тонкий кишечник, состоящий из 12-перстной кишки, тощей и подвздошной кишки, где в основном происходит окончательный гидролиз (расщепление) пищевых веществ и они через стенку кишечника всасываются в кровь или лимфу. Тонкий кишечник переходит в толстый, где практически отсутствует процесс пищеварения, но функции толстого кишечника также очень важны для организма.

Пищеварение в ротовой полости

От процесса переваривания пищи в ротовой полости зависит дальнейшее пищеварение в других отделах желудочно-кишечного тракта.

В полости рта происходит начальная механическая и химическая обработка пищи. Она включает в себя измельчение пищи, смачивание ее слюной, анализ вкусовых свойств, начальное расщепление углеводов пищи и формирование пищевого комка. Пребывание пищевого комка в ротовой полости составляет 15-18 с. Пища, находящаяся в полости рта, возбуждает вкусовые, тактильные, температурные рецепторы слизистой оболочки ротовой полости. Это рефлекторно обусловливает активацию секреции не только слюнных желез, но и желез, расположенных в желудке, кишечнике, а также выделение сока поджелудочной железы и желчи.

Механическая обработка пищи в полости рта осуществляется с помощью жевания. В акте жевания принимают участие верхняя и нижняя челюсти с зубами, жевательные мышцы, слизистая полости рта, мягкое небо. В процессе жевания нижняя челюсть перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях, нижние зубы контактируют с верхними. При этом передние зубы откусывают пищу, а коренные — раздавливают и размалывают ее. Сокращение мышц языка и щек обеспечивает подачу пищи между зубными рядами. Сокращение мышц губ препятствует выпадению пищи из ротовой полости. Акт жевания осуществляется рефлекторно. Пища раздражает рецепторы ротовой полости, нервные импульсы от которых по афферентным нервным волокнам тройничного нерва поступают в центр жевания, располагающийся в продолговатом мозге, и возбуждает его. Далее по эфферентным нервным волокнам тройничного нерва нервные импульсы поступают к жевательным мышцам.

В процессе жевания происходит оценка вкусовых качеств пищи и определение ее съедобности. Чем полнее и интенсивнее осуществляется процесс жевания, тем активнее протекают секреторные процессы как в ротовой полости, так и в нижележащих отделах пищеварительного тракта.

Секрет слюнных желез (слюна) образуется тремя парами крупных слюнных желез (подчелюстными, подъязычными и околоушными) и мелкими железками, расположенными в слизистой оболочке щек и языка. В сутки образуется 0,5-2 л слюны.

Функции слюны следующие:

Смачивание пищи , растворение твердых веществ, пропитывание слизью и формирование пищевого комка. Слюна облегчает процесс глотания и способствует формированию вкусовых ощущений.
Ферментное расщепление углеводов благодаря наличию а-амилазы и мальтазы. Фермент а-амилаза расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до олигосахаридов и дисахаридов (мальтозы). Действие амилазы внутри пищевого комка продолжается и при попадании его в желудок до тех пор, пока в нем сохраняется слабощелочная или нейтральная среда.
Защитная функция связана с наличием в слюне антибактериальных компонентов (лизоцима, иммуноглобулинов различных классов, лактоферрина). Лизоцим, или мурамидаза, представляет собой фермент, разрушающий клеточную стенку бактерий. Лактоферрин связывает ионы железа, необходимые для жизнедеятельности бактерий, и таким образом приостанавливает их рост. Муцин тоже выполняет защитную функцию, так как предохраняет слизистую оболочку полости рта от повреждающего действия пищевых продуктов (горячих или кислых напитков, острых приправ).
Участие в минерализации эмали зубов - кальций поступает в зубную эмаль из слюны. В ней имеются белки, связывающие и транспортирующие ионы Са 2+ . Слюна предохраняет зубы от развития кариеса.

Свойства слюны зависят от режима питания и вида пищи. При приеме твердой и сухой пищи выделяется более вязкая слюна. При попадании в ротовую полость несъедобных, горьких либо кислых веществ выделяется большое количество жидкой слюны. Ферментный состав слюны также может изменяться в зависимости от количества углеводов, содержащихся в пище.

Регуляция слюноотделения. Глотание. Регуляция слюноотделения осуществляется вегетативными нервами, иннервирующими слюнные железы: парасимпатическим и симпатическим. При возбуждении парасимпатического нерва слюнной железы образуется большое количество жидкой слюны с низким содержанием органических веществ (ферментов и слизи). При возбуждении симпатического нерва образуется небольшое количество вязкой слюны, содержащей много муцина и ферментов. Активация слюноотделения при приеме пищи вначале происходит по механизму условного рефлекса при виде пищи, подготовке к ее приему, вдыхании пищевых ароматов. При этом от зрительных, обонятельных, слуховых рецепторов нервные импульсы по афферентным нервным путям поступают в слюноотделительные ядра продолговатого мозга (центр слюноотделения ), которые посылают эфферентные нервные импульсы по парасимпатическим нервным волокнам к слюнным железам. Поступление пищи в ротовую полость возбуждает рецепторы слизистой оболочки и это обеспечивает активацию процесса слюноотделения по механизму безусловного рефлекса. Торможение активности центра слюноотделения и уменьшение секреции слюнных желез происходит во время сна, при утомлении, эмоциональном возбуждении, а также при лихорадке, обезвоживании организма.

Завершается пищеварение в ротовой полости актом глотания и поступлением пищи в желудок.

Глотание представляет собой рефлекторный процесс и состоит из трех фаз:

1-я фаза — ротовая - является произвольной и заключается в поступлении сформированного в процессе жевания пищевого комка на корень языка. Далее происходит сокращение мышц языка и проталкивание пищевого комка в глотку;
2-я фаза — глоточная - является непроизвольной, осуществляется быстро (в течение приблизительно 1 с) и находится под контролем центра глотания продолговатого мозга. В начале этой фазы сокращение мышц глотки и мягкого неба поднимает небную занавеску и закрывает вход в носовую полость. Гортань смещается вверх и вперед, что сопровождается опусканием надгортанника и закрытием входа в гортань. Одновременно происходит сокращение мышц глотки и расслабление верхнего пищеводного сфинктера. В результате пища попадает в пищевод;
3-я фаза — пищеводная - медленная и непроизвольная, происходит за счет перистальтических сокращений мышц пищевода (сокращение циркулярных мышц стенки пищевода выше пищевого комка и продольных мышц, располагающихся ниже пищевого комка) и находится под контролем блуждающего нерва. Скорость перемещения пищи по пищеводу составляет 2 — 5 см/с. После расслабления нижнего пищеводного сфинктера пища поступает в желудок.

Пищеварение в желудке

Желудок представляет собой мышечный орган, где осуществляется депонирование пищи, перемешивание ее с желудочным соком и продвижение ее к выходному отверстию желудка. Слизистая оболочка желудка имеет четыре вида желез, которые выделяют желудочный сок, соляную кислоту, ферменты и слизь.

Рис. 3. Пищеварительный тракт

Соляная кислота сообщает желудочному соку кислотность, которая активизирует фермент пепсиноген, превращая его в пепсин, участвуя в гидролизе белка. Оптимальная кислотность желудочного сока — 1,5-2,5. В желудке белок расщепляется до промежуточных продуктов (альбумозы и пептоны). Жиры расщепляются липазой, только находясь в эмульгированном состоянии (молоко, майонез). Углеводы практически там не перевариваются, так как ферменты углеводов нейтрализуются кислым содержимым желудка.

В течение суток выделяется от 1,5 до 2,5 л желудочного сока. Пища в желудке переваривается от 4 до 8 часов в зависимости от состава пищи.

Механизм секреции желудочного сока — сложный процесс, он делится на три фазы:

мозговая фаза, действующая через головной мозг, участвует как безусловный, так и условный рефлекс (вид, запах, вкус, поступление пищи в ротовую полость);
желудочная фаза — при поступлении пищи в желудок;
кишечная фаза, когда некоторые виды пищи (мясной бульон, капустный сок и т.д.), поступая в тонкий кишечник, вызывают выделение желудочного сока.

Пищеварение в 12-перстной кишке

Из желудка небольшие порции пищевой кашицы поступают в начальный отдел тонкого кишечника — 12-перстную кишку, где пищевая кашица подвергается активному воздействию поджелудочного сока и желчных кислот.

В 12-перстную кишку из поджелудочной железы поступает поджелудочный сок, имеющий щелочную реакцию (рН 7,8-8,4). Сок содержит ферменты трипсин и химотрипсин, которые расщепляют белки — до полипептидов; амилаза и мальтаза расщепляют крахмал и мальтозу до глюкозы. Липаза воздействует только на эмульгированные жиры. Процесс эмульгирования происходит в 12-перстной кишке в присутствии желчных кислот.

Желчные кислоты являются компонентом желчи. Желчь вырабатывается клетками самого крупного органа — печени, масса которой от 1,5 до 2,0 кг. Печеночные клетки постоянно вырабатывают желчь, которая накапливается в желчном пузыре. Как только пищевая кашица достигает 12-перстной кишки, желчь из желчного пузыря по протокам попадает в кишечник. Желчные кислоты эмульгируют жиры, активизируют ферменты жиров, усиливают моторную и секреторную функции тонкой кишки.

Пищеварение в тонком кишечнике (тощая, подвздошная кишка)

Тонкий кишечник является самым длинным отделом пищеварительного тракта, длина его составляет 4,5-5 м, диаметр от 3 до 5 см.

Кишечный сок является секретом тонкого кишечника, реакция — щелочная. В кишечном соке содержится большое количество ферментов, принимающих участие в пищеварении: пеитидаза, нуклеаза, энтерокиназа, липаза, лактаза, сахараза и т.д. Тонкий кишечник благодаря различному строению мышечного слоя обладает активной двигательной функцией (перистальтикой). Это позволяет пищевой кашице продвигаться подлинному просвету кишечника. Этому способствует и химический состав пищи — наличие клетчатки и пищевых волокон.

Согласно теории кишечного пищеварения процесс усвоения пищевых веществ делится на полостное и пристеночное (мембранное) пищеварение.

Полостное пищеварение присутствует во всех полостях желудочно-кишечного тракта за счет пищеварительных секретов — желудочного сока, поджелудочного и кишечного сока.

Пристеночное пищеварение присутствует только на определенном отрезке тонкого кишечника, где слизистая оболочка имеет выпячивание или ворсинки и микроворсинки, увеличивающие внутреннюю поверхность кишки в 300-500 раз.

Ферменты, участвующие в гидролизе пищевых веществ, расположены на поверхности микроворсинок, что значительно увеличивает эффективность процесса всасывания пищевых веществ на этом участке.

Тонкий кишечник является органом, где большая часть пищевых веществ, растворимых в воде, проходя через стенку кишечника, всасывается в кровь, жиры первоначально поступают в лимфу, а далее в кровь. Все пищевые вещества по воротной вене попадают в печень, где, очистившись от ядовитых веществ пищеварения, используются для питания органов и тканей.

Пищеварение в толстом кишечнике

Передвижение кишечного содержимого в толстой кишке составляет до 30-40 часов. Пищеварение в толстой кишке практически отсутствует. Здесь всасывается глюкоза, витамины, минеральные вещества, которые остались неусвоенными за счет большого количества микроорганизмов, находящихся в кишечнике.

В начальном отрезке толстого кишечника происходит почти полное усвоение поступившей туда жидкости (1,5-2 л).

Большое значение для здоровья человека имеет микрофлора толстого кишечника. Более 90 % составляют бифидобактерии, около 10% — молочнокислые и кишечные палочки, энтерококки и т.д. Состав микрофлоры и ее функции зависят от характера питания, времени движения по кишечнику и приема различных медикаментов.

Основные функции нормальной микрофлоры кишечника:

защитная функция — создание иммунитета;
участие в процессе пищеварения — окончательное пищеварение пищи; синтез витаминов и ферментов;
поддержание постоянства биохимической среды желудочно-кишечного тракта.

Одной из важных функций толстого кишечника является образование и выведение из организма каловых масс.