пищеварение в двенадцатиперстной кишке осуществляется за счет
ЛЕКЦИЯ 13. ПИЩЕВАРЕНИЕ
1. Значение пищеварения.
2. Пищеварение в полости рта.
3. Пищеварение в желудке.
4. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке.
5. Пищеварение в тонкой кишке. Всасывание.
6. Пищеварение в толстой кишке.
Значение пищеварения.Пища является для организма источником энергии и пластическим материалом. Пищевые вещества усваиваются организмом только после прохождения специальной обработки, которой они подвергаются в пищеварительном тракте. Физиологический процесс, благодаря которому, пища, поступающая в пищеварительный тракт, подвергается физическим и химическим изменениям, и содержащиеся в ней питательные вещества всасываются в кровь, называется пищеварением.
Пищеварение в полости рта. В полости рта определяются вкусовые качества пищи, степень ее пригодности для организма и начинается первичная механическая и химическая обработка: измельчение путем разжевывания, пропитывание слюной, формирование пищевого комка и проглатывание его.
Пища задерживается в полости рта не более 15-20 секунд. Не-, смотря на такое непродолжительное время за счет ферментов слюны успевает произойти частичное расщепление углеводов. Амилаза слюны расщепляет крахмал до мальтозы, мальтаза расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы. Ферменты слюны активны в слабощелочной среде. Выделение слюны происходит рефлекторно при раздражении рецепторов языка и слизистой оболочки рта, а также условнорефлекторно, т.е. при виде вкусной пищи, ощущении ее запаха.
Для получения чистой, не смешанной с пищей слюны, И.П. Павлов разработал операцию выведения слюнного протока собаки через разрезе щеки. Для собирания слюны к щеке приклеивают специальную воронку с мерной пробиркой.
Пищеварение в желудке.В желудке происходит переваривание пищи под действием желудочного сока. Желудочный сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость сильно кислотной реакции благодаря присутствию соляной кислоты (НС1) в концентрации 0,5% (рН 0,9-1,5). В состав желудочного сока входят ферменты: пепсин, гастриксин, липаза и химозин (реннин).
Протеолитические ферменты: пепсин, гастриксин, расщепляют сложные белковые молекулы до полипептидов (альбумоз и пептонов), не способных всасываться в капилляры желудка. Липаза расщепляет эмульгированные жиры молока на глицерин и жирные кислоты. Химозин створаживает молоко. Углеводы в полости желудка не перевариваются.
Для изучения пищеварения в желудке И.П. Павловым был предложен метод наложения фистулы на желудок собаки в сочетании с перерезкой пищевода. Применение этого метода позволило установить, что желудочная секреция осуществляется рефлекторно. Для изучения работы желудочных желез у животных в длительных (хронических условиях) опытах производят операцию создания изолированного желудочка по методу И. П. Павлова.
При сокращении стенок желудка пища перемешивается с желудочным соком. Перистальтическими движениями она перемещается к пилорическому отделу. При поступлении пищевой кашицы в пилорический отдел происходит раздражение рецепторов слизистой этой части желудка, что приводит к раскрытию сфинктера в двенадцатиперстную кишку.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. В двенадцатиперстную кишку изливаются главные пищеварительные соки: поджелудочный сок, желчь и кишечный сок. В слизистой оболочке кишки образуются гормоны, регулирующие секрецию желудка, поджелудочной железы, печени.
Поджелудочный сок представляет собой бесцветную жидкость. Реакция сока щелочная, обусловлена содержанием в нем бикарбоната натрия (NaHCO3), его рН 7,3-8,7. В соке содержатся ферменты, переваривающие белки, жиры и углеводы.
Поджелудочный сок начинает выделяться рефлекторно через две-три минуты после начала еды.
Желчь имеет щелочную реакцию. В ее состав входят желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин и другие вещества. За сутки образуется 500-1200 мл желчи. Главное ее назначение сострит в том, что она активизирует липазу поджелудочного и кишечного соков, которая в присутствии желчи действует в 15-20 раз сильнее. Понижая поверхностное натяжение, желчь эмульгирует жиры, т.е. дробит большие капли жира на мельчайшие шарики, что способствует их всасыванию.
Процесс желчеобразования и выхода желчи в кишку регулируется
нервно-гуморальным путем.
Пищеварение в тонкой кишке.Тонкая кишка выполняет ряд физиологических функций: выделение пищеварительных соков, перемешивание и передвижение пищевой кашицы, всасывание питательных веществ, воды и солей.
В зависимости от локализации пищеварительного процесса в кишке различают полостное и пристеночное (мембранное) пищеварения. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под действием пищеварительных ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране, на границе внеклеточной и внутриклеточной сред. В кишечном соке содержится 22 пищевых фермента, в том числе энтерокиназа (активатор трипсиногена поджелудочной железы), пептида-
за, липаза, амилаза, фосфатаза, сахараза.
Всасывание. Происходит преимущественно в тонкой кишке. Оно осуществляется с участием различных видов транспорта. Пассивный транспорт происходит без затрат энергии. К этому виду транспорта относятся диффузия, осмос, фильтрация. Активный транспорт связан с затратами энергии.
Аминокислоты и глюкоза всасываются непосредственно в кровь капилляров ворсинок, а из них поступают в кишечные вены, которые впадают в воротную вену, несущую кровь к печени, где питательные вещества претерпевают ряд превращений.
В кишечнике жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот. Глицерин растворим в воде и легко всасывается. Жирные кислоты нуждаются в желчных кислотах, которые переводят их в растворимое состояние и вместе с ними всасываются в лимфу и частично в кровь.
Всасывание воды путем диффузии начинается в желудке и интенсивно происходит в тонком и толстом отделах кишечника. Растворенные в воде минеральные вещества всасываются преимущественно в тонком кишечнике путем активного транспорта. Маятникообразные движения кольцевых и продольных мышц способствуют перемешиванию пищевой кашицы, перистальтические волнообразные движения кольцевых мышц обеспечивают движение кашицы к толстой кишке.
Пищеварение в толстой кишке.Для толстой кишки, как и для тонкой, характерны перистальтические и маятникообразные движения. Железы толстой кишки вырабатывают небольшое количество сока, который не содержит ферментов, а имеет много слизи, необходимой для формирования кала. В толстой кишке находится большое количество бактерий. Одни из них вызывают брожение клетчатки, другие – гниение белка. Ряд бактерий синтезируют витамины К и группы В. При распаде белка выделяются ядовитые вещества (индол, скатол, фенол и др.). Часть из них всасывается в кровь, поступает в печень и там обезвреживается. В толстой кишке всасывается вода. Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке и затем удаляются. Центр рефлекса дефекации находится в крестцовом отделе спинного мозга.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке осуществляется за счет
Двенадцатиперстная кишка — самая «толстая» из всех отделов тонкого кишечника и самая короткая; ее длина составляет всего 25-30 см. Клетки слизистой оболочки тонкого кишечника имеют ворсинки, которые обеспечивают большую поверхность всасывания питательных веществ. В этом слое также расположены железы, секретирующие кишечный сок, в состав которого входят многочисленные ферменты, участвующие в расщеплении (переваривании) всех ингредиентов продуктов питания.
При рентгенологическом исследовании выделяется начальная часть двенадцатиперстной кишки — луковица. Слизистая луковицы, как и привратника желудка, имеет продольные складки, тогда как остальная часть тонкого кишечника — циркулярные.
В полость двенадцатиперстной кишки открывается единым отверстием (сфинктер Одди) общий проток желчевы-водящих путей и главный проток поджелудочной железы, а также добавочный проток поджелудочной железы.
По желчному протоку в кишечник поступает желчь, которая образуется в печени. В том случае если в просвете двенадцатиперстной кишки находится пища, то желчь поступает в нее непосредственно из печени, а при недостатке — из желчного пузыря. В последнем также происходит накопление желчи во время отсутствия пищи в кишечнике. Состав желчи в двенадцатиперстной кишке во многом определяется тем, поступает ли она прямо из печени или из желчного пузыря.
Желчь в желчном пузыре более концентрированная (в 3—5 раз) по сравнению с поступающей непосредственно из печени. Основными ее компонентами являются вода, желчные кислоты, холестерин и т.д. Желчеотделение начинается примерно через 5—10 минут после начала еды и заканчивается после полного опорожнения желудка. Одной из самых важных функций желчи является эмульгирование жиров (липидов), что значительно увеличивает поверхность соприкосновения ферментов и липидов, что обеспечивает их более полное расщепление.
По главному и добавочному протокам поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку поступает комплекс протеолитических ферментов, расщепляющих все ингредиенты пищи — белки, жиры и углеводы. Состав сока в значительной степени определяется составом съеденной пищи. То есть если в рационе преобладали белки, то в составе секрета содержится большое количество ферментов, участвующих в процессе их переваривания и т.д.
В двенадцатиперстной кишке происходит активное всасывание воды, минеральных солей, витаминов, а также аминокислот, жирных кислот, моно- и дисахаров. Но процесс всасывания в атом отделе только начинается, а в основном происходит в тощей и подвздошной кишках.
При переходе двенадцатиперстной кишки в тощую также расположен сфинктер, в норме препятствующий обратному движению пищевых масс. В этом месте кишечник резко изгибается и начинается тощая кишка длиной 2-2,5 м, которая в свою очередь соединяется с подвздошной кишкой (длина 2,5—3,5 м). Четкой границы между этими двумя отделами тонкого кишечника нет, но типичные их отделы (верхние тощей и нижние — подвздошной) имеют свои особенности. У тощей кишки больший диаметр, стенка ее толще, и она лучше кровоснабжается.
Также есть отличия в строении и количестве ворсинок. В тощей кишке их больше, они длиннее и тоньше. Общая протяженность тонкой кишки составляет в среднем 5—7 м. Согласованные движения ворсинок обеспечивают продвижение пищевых масс.
Шаги на пути к здоровью. Физиология пищеварения в кишечнике
ЭКСКУРС В ФИЗИОЛОГИЮ ПИЩЕВАРЕНИЯ. Часть вторая.
Сегодня мы поговорим о том, что происходит с пищей в тонком и толстом кишечнике.
Все, что случилось с пищей в ротовой полости и желудке, являлось подготовкой к дальнейшим превращениям. Усвоения и всасывания питательных веществ там практически не было. Настоящая алхимия пищеварения происходит в тонком кишечнике, точнее, в ее начальной части — двенадцатиперстной кишке, названной так, потому что длина ее измеряется 12-ю сложенными вместе пальцами — перстами.
Обработанная желудочными секретами пища, уже совсем непохожая на то, что мы съели, продвигается к выходу из желудка, к пилорической ее части. Здесь находится сфинктер (клапан), отделяющий желудок от кишечника, который порциями выпускает химус в дуоденум (другое название двенадцатиперстной кишки), где среда уже не кислая, как в желудке, а щелочная. Регуляция клапана — это очень сложный механизм, зависящий, в том числе, и от сигналов, поступающих от рецепторов, реагирующих на кислотность, состав, консистенцию и степень обработки пищи, и на давление в желудке. В норме, на выходе из желудка, пища должна иметь уже слабокислую реакцию среды, в которой продолжают работать иные протеолитические (расщепляющие белок) ферменты. Кроме того, в желудке всегда должно оставаться свободное пространство для газов, которые образуются в результате ферментации и брожения. Давление газов особенно способствует открытию сфинктера. Именно поэтому рекомендуется есть такое количество пищи, чтобы в желудке 1/3 была заполнена твердой пищей, 1/3 жидкой и 1/3 пространства сохранялась бы свободной, что поможет избежать многих неприятных последствий (отрыжки, формирования рефлюксов, преждевременного прохождения в кишечник недообработанной пищи и формирования стойких, ставших хроническими нарушений). Иначе говоря, лучше не переедать, а для этого необходимо есть не торопясь, так как сигналы о насыщении начинают поступать в мозг только через 20 минут.
Пищеварение в тонком кишечнике
Хорошо обработанная в желудке пищевая кашица (химус) попадает через клапан в тонкий кишечник, состоящий из трех частей, самой главной из которых является двенадцатиперстная кишка. Именно здесь происходит полное переваривание всех нутриентов еды под действием кишечных секретов, включающих соки поджелудочной железы, желчь и секреты самого кишечника. Люди могут жить без желудка (как это случается после соответствующих операций) на строгой диете, но совсем не могут жить без этой важной части тонкого кишечника. Всасывание расщепленных (гидролизированных) до конечных составляющих (аминокислот, жирных кислот, глюкозы и других макро и микро молекул) съеденных нами продуктов, происходит в двух других частях тонкого кишечника. Выстилающий их внутренний слой — ворсинчатый эпителий имеет общую площадь поверхности, многократно превышающую размер самого кишечника (просвет которого с палец толщиной). Такое строение этого удивительного слоя кишечника предназначено для прохождения конечных мономеров (всасывание) в закишечное пространство — в кровь и лимфу (внутри каждого «сосочка» проходят кровеносный и лимфатический сосуды), откуда они устремляются к печени, разносятся по всему организму и встраиваются в его клетки.
Вернемся к процессам, происходящим в двенадцатиперстной кишке, которую по праву называют «мозгом» пищеварения и не только пищеварения… Этот отдел кишечника также активно участвует в гормональной регуляции многих процессов в организме, в обеспечении иммунной защиты и еще во многих других, о которых мы будем говорить в дальнейших темах.
В тонком кишечнике должна быть щелочная среда, а из желудка приходит кислый химус, что происходит? Обильное выделение в просвет двенадцатиперстной кишки кишечных соков, секрета поджелудочной железы и желчи, содержащих бикарбонаты, способно быстро нейтрализовать поступающую кислоту всего за 16 сек (в течение суток каждого из секретов выделяется от 1,5 до 2,5 л). Таким образом в кишечнике создается необходимая слабощелочная среда, в которой активируются ферменты поджелудочной железы.
Поджелудочная железа — жизненно важный орган. Она не только выполняет секреторную пищеварительную функцию, но также продуцирует гормоны инсулин и глюкагон, которые не выделяются в просвет кишечника, а сразу поступают в кровь и играют наиважнейшую роль в регуляции сахара в организме.
Панкреатический сок богат ферментами, осуществляющими гидролиз (расщепление) белков, жиров и углеводов. Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, эластаза и др.) расщепляют внутренние связи белковой молекулы с образованием аминокислот и низкомолекулярных пептидов, способных пройти через ворсинчатый слой тонкого кишечника в кровь. Ферментативный гидролиз жиров осуществляют панкреатическая липаза, фосфолипаза, холестеролэстераза. Но эти ферменты могут работать только с эмульгированными жирами (эмульгация — осуществляемое желчью расщепление крупных молекул жиров на более мелкие, подготовка к обработке липазами). Конечный продукт гидролиза липидов — жирные кислоты, которые далее в закишечном пространстве попадают в лимфатические сосуды.
Расщепление пищевых углеводов (крахмалы, сахароза, лактоза), начавшееся в ротовой полости, продолжается в тонком кишечнике под действием ферментов поджелудочной железы в слабощелочной среде до конечных моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы).
Всасывание — это процесс переноса продуктов гидролиза пищевых веществ из полости желудочно-кишечного тракта в кровь, лимфу и межклеточное пространство. Как я упоминала, ферменты поступают в просвет кишечника в неактивной форме. Почему? Потому что, будь они изначально активными, они бы переварили саму железу, что и происходит при остром панкреатите (от слова «панкреас» — поджелудочная железа), который сопровождается невыносимой болью и требует оказания немедленной медицинской помощи. К счастью, чаще встречается хроническое воспаление поджелудочной железы, наступающее вследствие нарушений пищеварения, результатом чего служит недостаточная выработка ферментов, которую можно отрегулировать диетами и атравматичным (немедикаментозным) лечением.
Уделим немного больше внимания роли желчи. Желчь продуцируется печенью, этот процесс идет непрерывно и днем, и ночью (за сутки вырабатывается 1–2 л), но усиливается во время еды и стимулируется определенными химическими соединениями (медиаторами) и гормонами. Упомяну только одно вещество — холецистокинин-панкреозимин — важный стимулятор желчевыделения, продуцируемый клетками тонкого кишечника и с током крови поступающий в печень. При воспалительных изменениях в кишечнике этот гормон может не вырабатываться. Из продуктов основными стимуляторами желчевыделения являются: масла (жиры), яичные желтки (содержат желчные кислоты), молоко, мясо, хлеб, сульфат магния. По желчным протокам печени желчь попадает в общий желчный проток, где на пути может накапливаться в желчном пузыре (до 50 мл), в котором происходит обратное всасывание воды, приводящее к сгущению желчи (еще один повод пить воду в достаточном количестве). Если желчь густая, да еще существуют анатомические особенности расположения желчного пузыря (перегибы, перекруты), то движение ее затрудняется, что может приводить к застою и образованию камней.
Что входит в состав желчи? Желчные кислоты; желчные пигменты (билирубин); холестерин и лицетин; слизь; метаболиты лекарств (если принимаются таковые, то печень очищает организм и выводит их с желчью). Желчь должна быть стерильной и иметь рH 7,8–8,2 (щелочная среда позволяет оказывать бактерицидный эффект).
Функции желчи: эмульгация жиров (подготовка для дальнейшего гидролиза ферментами поджелудочной железы); растворение продуктов гидролиза (что обеспечивает их всасывание в тонком кишечнике); повышение активности кишечных и панкреатических ферментов; обеспечение всасывания жирорастворимых витаминов (А,D,E), холестерина, солей кальция; бактерицидное действие на гнилостную флору; стимуляция процессов желчеобразования и желчевыделения, моторной и секреторной деятельности; участие в запрограммированной гибели и обновлении эритроцитов (апоптоз и пролиферация эритроцитов); вывод токсинов.
Как много она выполняет функций! А если, вследствие воспаления, сгущения и иных причин, выделение желчи нарушается? А если печень (многофункциональность которой нужно выделить в отдельную тему), при ее токсических нагрузках и нарушениях не продуцирует достаточно желчи? Сколько механизмов пищеварения выходят из строя! А мы в большинстве своем не хотим обращать внимание на сигналы, которыми нас организм оповещает о нарушениях в пищеварении: повышенное газообразование, вздутие живота после еды, отрыжка, изжога, запах изо рта, запах выделений, боли и спазмы, тошнота и рвота, и многие другие проявления неусвоения пищи, причину которых нужно найти и исправить, а не «глушить» симптомы приемом лекарств.
Пищеварение в толстом кишечнике
Далее все, что не усвоилось в тонком кишечнике, переходит в толстый кишечник, где на протяжении длительного времени происходит всасывание воды и формирование фекальных масс. В толстом кишечнике проживают дружественные и недружественные нам микроорганизмы, которые разделяют с нами оставшуюся трапезу, воюя между собой за среду обитания, а иногда и с нашим организмом. А вы думаете, что в нас никто не живет? Это целый мир и война миров… Их разнообразие не поддается точному исчислению. Только в кишечнике обитает несколько сотен видов микроорганизмов. Одни из них нам дружественны и приносят пользу, другие — доставляют нам неприятности. Ученые доказали, что бактерии могут передавать друг другу информацию, и что именно таким образом быстро нарастает резистентность (устойчивость) к антибиотикам и другим медикаментозным препаратам. Они могут прятаться от иммунных клеток нашего организма, выделяя определенные вещества и становясь невидимыми для них. Они мутируют и приспосабливаются.
Во всем мире существует реальная проблема: как не дать вновь развиться эпидемиям в условиях нечувствительности микроорганизмов к имеющим лекарственным средствам. Одна из ее причин — бесконтрольное применение антибактериальных препаратов и иммуномодуляторов, которые часто используют в целях быстрого избавления от симптомов болезни, и назначают не всегда обоснованно, на «всякий случай» для профилактики.
Важную роль в развитии патогенной микрофлоры играет внутренняя среда. Дружественные (симбиотные) микроорганизмы хорошо чувствуют себя в слабощелочной среде и любят клетчатку. Поедая ее, продуцируют нам витамины и нормализуют обмен веществ. Недружественные (условно патогенные), питаясь продуктами распада белка, вызывают гниение с образованием токсичных для человека веществ — так называемых птомаинов или «трупных ядов» (индолы, скатолы). Первые помогают нам сохранять здоровье, вторые его отбирают. Имеем ли мы возможность выбирать, с кем будем дружить? К счастью, да! Для этого достаточно, как минимум, быть разборчивыми в еде.
Патогенные микроорганизмы растут и размножаются, используя в качестве пищи продукты распада белка. А это значит, что чем больше в рационе белковых, трудно перевариваемых продуктов (мясо, яйца, молочное) и рафинированных сахаров, тем активнее будут развиваться процессы гниения в кишечнике. В результате произойдет закисление, что сделает среду еще более благоприятной для развития условно патогенной микрофлоры. Наши друзья — симбиоты предпочитают пищу, богатую растительной клетчаткой. Поэтому рацион с низким содержанием белка и обилием овощей, фруктов и цельнозерновых углеводов благоприятно сказывается на состоянии здоровой микрофлоры человека, которая в процессе своей жизнедеятельности продуцирует витамины и расщепляет клетчатку и другие сложные углеводы до простейших веществ, которые могут использоваться в качестве энергетического ресурса для кишечного эпителия. Кроме того, пища богатая клетчаткой, способствует перистальтическим движениям в желудочно-кишечном тракте, тем самым предотвращая нежелательные застои пищевых масс.
Как гниение пищи отражается на здоровье человека? Продукты гниения белка являются токсинами, которые легко проходят через слизистые кишечника и попадают в кровеносное русло, и далее в печень, где происходит их нейтрализация. Но помимо токсинов, в кровь могут попасть и продуцирующие их патогенные микроорганизмы, что становится нагрузкой не только для печени, но и для иммунной системы. Если поток токсинов очень стремителен, печень не успевает их нейтрализовать, в результате яды разносятся по всему организму, отравляя каждую его клетку. Все это не проходит для человека бесследно, и вследствие хронического отравления, человек чувствует хроническую усталость. На высокобелковом рационе, вследствие повышенной активности иммунных клеток, может усиливаться проницаемость капилляров и мелких кровеносных сосудов, через которые могут пройти вредоносные бактерии и продукты распада, что постепенно ведет к развитию очагов воспаления во внутренних органах. И далее воспаленные ткани отекают, кровоснабжение и обменные процессы в них нарушаются, что в конечном итоге способствует развитию самых разнообразных патологических состояний и заболеваний.
Застой каловых масс при нарушении перистальтики и нерегулярном опорожнении кишечника также способствует поддержанию гнилостных процессов, высвобождению токсинов и формированию воспалительных процессов, как в самом кишечнике, так и в органах, расположенных рядом. Так, например, провисающий, перерастянутый от каловых масс толстый кишечник может давить на репродуктивные органы женщин и мужчин, вызывая в них воспалительные изменения. Состояние нашего физического и психоэмоционального здоровья напрямую зависит от состояния процессов в толстом кишечнике и регулярного его опорожнения.
Что я хочу, чтобы вы запомнили
Наши органы пищеварения работают строго по законам. В каждом отделе желудочно-кишечного тракта происходят свои процессы. Очень важно помогать своему организму быть здоровым. Очень важно обратить внимание на то, как и что вы едите, раз нам необходимо есть, чтобы жить. Действительно важно и физиологично поддерживать правильный кислотно-щелочной баланс, который в норме у нас слабощелочной, за исключением желудка. Обработка еды — это очень сложный, энергозатратный процесс, которому помогает не подсчет калорий и полезных составляющих в изначальном продукте, а простые действия.
Важно следить, чтобы опорожнение кишечника было регулярным. И очень важно пить достаточное количество воды, которая нужна не только для запуска ферментных систем, выработки слизи, но и для очищения организма в целом.