Физиология питания является областью физиологии человека, которая изучает процессы превращения пищевых веществ в энергию и структурные элементы тканей человеческого тела. Обогащение организма энергией и структурными элементами происходит за счет пищи, которую человек получает в течение суток.
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 рационального питания различных групп населения, необходимо познакомиться с процессами пищеварения в организме, где происходят сложные преобразования пищи, которые в дальнейшем используются для пластических и энергетических целей организма.
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.
Прием пищи - процесс, ради которого каждый человек несколько раз в день оставляет все свои дела и заботы, ведь питание снабжает его организм энергией, силой и всеми необходимыми для нормальной жизнедеятельности веществами. Важно и то, что пища обеспечивает его материалом для пластических процессов, благодаря чему ткани тела могут расти и восстанавливаться, а разрушенные клетки заменяются новыми. После того как все, что было нужно от пищи, организм получил, она превращается в отходы, которые выводятся из тела естественным путем.
Слаженная работа такого сложного механизма возможна благодаря пищеварительной системе, осуществляющей переваривание пищи (физическую и химическую ее обработку), всасывание продуктов расщепления (они всасываются в лимфу и кровь через слизистую оболочку) и выведение непереваренных остатков.
Таким образом, пищеварительная система выполняет несколько важнейших функций:
- Моторно-механическую (пища измельчается, передвигается и выделяется)
- Секреторную (вырабатываются ферменты, пищеварительные соки, слюна и желчь)
- Всасывающую (всасываются белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода)
- Выделительную (выводятся непереваренные остатки пищи, избыток ряда ионов, соли тяжелых металлов)
Немного о развитии органов пищеварения
Пищеварительная система начинает закладываться еще на первых стадиях развития человеческого эмбриона. По прошествии 7-8 суток развития оплодотворенной яйцеклетки из энтодермы (внутреннего зародышевого листка) формируется первичная кишка. На 12-е сутки она разделяется на две части: желточный мешок (внезародышевая часть) и будущий пищеварительный тракт - ЖКТ (внутризародышевая часть).
Изначально первичная кишка не соединена с ротоглоточной и клоакальной мембранами. Первая расплавляется после 3 недель внутриутробного развития, а вторая - после 3 месяцев. Если по какой-то причине процесс расплавления мембран нарушается, в развитии появляются аномалии.
По истечении 4 недель развития эмбриона начинают формироваться отделы пищеварительного тракта:
- Глотка, пищевод, желудок, сегмент двенадцатиперстной кишки (начинает закладываться печень и поджелудочная железа) - производные передней кишки
- Дистальная часть, тощая кишка и подвздошная кишка - производные средней кишки
- Отделы толстой кишки - производные задней кишки
Основу поджелудочной железы составляют выросты передней кишки. Одновременно с железистой паренхимой формируются панкреатические островки, состоящие из эпителиальных тяжей. 8 недель спустя в альфа-клетках иммунохимическим путем определяется гормон глюкагон, а на 12-й неделе в бета-клетках определяется гормон инсулин. Между 18-й и 20-й неделями гестации (беременности, срок которой определяется количеством полных недель вынашивания, прошедших с 1-го дня последней менструации до момента перерезки пуповины новорожденного) активность альфа- и бета-клеток возрастает.
После того как ребенок родился, желудочно-кишечный тракт продолжает расти и развиваться. Заканчивается формирование ЖКТ примерно к трехлетнему возрасту.
Органы пищеварения и их функции
Одновременно с изучением органов пищеварения и их функций, мы разберем и путь, проделываемый пищей с момента ее попадания в ротовую полость.
Главная функция превращения пищи в необходимые организму человека вещества, как уже стало понятно, выполняется желудочно-кишечным трактом. Он совершенно не просто так называется трактом, т.к. представляет собой продуманную природой дорогу для пищи, причем длина ее составляет около 8 метров! ЖКТ наполнен всевозможными «регулировочными приспособлениями», при помощи которых пища, совершая остановки, постепенно проходит свой путь.
Началом пищеварительного тракта служит ротовая полость, в которой твердая пища смачивается слюной и перемалывается зубами. Слюна выделяется в нее тремя парами крупным и множеством мелких желез. В процессе принятия пищи выделение слюны многократно увеличивается. А вообще за 24 часа железы выделяют примерно 1 литр слюны.
Слюна требуется для смачивания пищевых комков, чтобы они могли легче продвигаться дальше, а также поставляет важный фермент - амилазу или птиалин, при помощи которого углеводы начинают расщепляться уже в полости рта. Ко всему прочему слюна удаляет из полости любые вещества, раздражающие слизистую оболочку (они попадают в полость случайно, и пищей не являются).
Комки пищи, разжеванные зубами и смоченные слюной, при совершении человеком глотательных движений проходят через рот в глотку, минуют ее и далее направляются в пищевод.
Пищевод можно охарактеризовать как узкую (диаметром около 2-2,5 см и длиной примерно в 25 см) вертикально расположенную трубку, которая соединяет глотку и желудок. Несмотря на то, что пищевод активно не участвует в переработке пищи, его устройство аналогично устройству нижележащих отделов пищеварительной системы - желудка и кишечника: у каждого из этих органов есть стенки, состоящие из трех слоев.
Что же это за слои:
- Внутренний слой образуется слизистой оболочкой. В ней содержатся разные железы, которые отличаются своими особенностями во всех отделах ЖКТ. Из желез выделяются пищеварительные соки, благодаря которым могут расщепляться пищевые продукты. Также из них выделяется слизь, необходимая для защиты внутренней поверхности пищеварительного канала от воздействия острой, грубой и другой раздражающей пищи.
- Средний слой лежит под слизистой оболочкой. Он является мышечной оболочкой, составленной продольными и круговыми мышцами. Сокращения этих мышц позволяют плотно обхватывать пищевые комки, а затем при помощи волнообразных движений (эти движения называются перистальтикой) проталкивать их далее. Отметим, что мышцы пищеварительного канала - это мышцы группы гладких мышц, и их сокращение происходит непроизвольно в отличие от мускулов конечностей, туловища и лица. По этой причине человек не может расслаблять или сокращать их по желанию. Намеренно сокращать можно лишь прямую кишку с поперечнополосатой, а не гладкой мускулатурой.
- Наружный слой называют серозной оболочкой. У него блестящая и гладкая поверхность, а составляет его главным образом плотная соединительная ткань. От наружного слоя желудка и кишечника по всей длине берет начало соединительнотканная широкая пластина, называемая брыжейкой. При помощи нее органы пищеварения соединяются с задней стенкой брюшной полости. В брыжейке имеются лимфатические и кровеносные сосуды - они снабжают лимфой и кровью пищеварительные органы и нервы, которые отвечают за их движения и секрецию.
Таковы основные характеристики трех слоев стенок пищеварительного тракта. Безусловно, в каждом отделе есть свои различия, однако общий принцип един для всех, начиная пищеводом и заканчивая прямой кишкой.
После прохождения пищевода, на что уходит около 6 секунд, пища попадает в желудок.
Желудок - это так называемый мешок, имеющий удлиненную форму и косое расположение в верхней области брюшной полости. Основная часть желудка находится слева от центрального сечения туловища. Он начинается у левого купола диафрагмы (мышечная перегородка, отделяющая брюшную и грудную полости). Входом в желудок является место его соединения с пищеводом. Так же, как и выход (привратник), он отличается круговыми запирательными мышцами - жомами. Благодаря сокращениям жомы отделяют желудочную полость от двенадцатиперстной кишки, которая находится за ней, а также от пищевода.
Если выражаться образно, желудок как бы «знает», что скоро в него поступит пища. И он начинает готовиться к новому ее приему еще до того момента, когда еда попадает в рот. Вспомните сами тот момент, когда вы видите некое вкусное яство, и у вас начинают «течь слюнки». Вместе с этими «слюнками», которые возникают в полости рта, в желудке начинает выделяться пищеварительный сок (именно это происходит до того, как человек начинает непосредственно кушать). Кстати, этот сок был назван академиком И. П. Павловым запальным или аппетитным соком, и ученый отводил ему большую роль в процессе последующего пищеварения. Аппетитный сок служит катализатором более сложных химических процессов, принимающих основное участие в переваривании пищи, поступившей в желудок.
Заметим, что если внешний вид пищи не вызывает аппетитного сока, если едок абсолютно равнодушен к стоящей перед ним еде, это может создать определенные помехи для успешного пищеварения, а значит, пища поступит в желудок, который подготовлен для ее переваривания недостаточно. Вот поэтому-то и принято придавать красивой сервировке стола и аппетитному виду блюд такое большое значение. Знайте, что в центральной нервной системе (ЦНС) человека происходит образование условнорефлекторных связей между запахом и видом пищи и работой желудочных желез. Эти связи способствуют определению отношения человека к еде еще на расстоянии, т.е. в одних случаях он испытывает удовольствие, а в других - никаких чувств или вообще отвращение.
Не будет лишним отметить и еще одну сторону этого условнорефлекторного процесса: в случае, когда запальный сок по каким-либо причинам уже вызван, т.е. если «слюнки» уже «потекли», откладывать прием пищи не рекомендуется. В противном случае нарушается связь деятельности участков ЖКТ, и желудок начинает работать «вхолостую». Если такие нарушения будут частыми, увеличится вероятность возникновения определенных недугов, например, язвы желудка или катара.
Когда пища оказывается в полости рта, увеличивается интенсивность секреции желез слизистой оболочки желудка; в силу вступают врожденные рефлексы в работе вышеназванных желез. Рефлекс же передается по чувствительным окончаниям вкусовых нервов глотки и языка в продолговатый мозг, а после отправляется в нервные сплетения, заложенные в слоях стенок желудка. Интересно, что пищеварительные соки при этом выделяются лишь при попадании в ротовую полость только съедобных продуктов.
Получается, что к моменту, когда измельченная и смоченная слюной пища оказывается в желудке, он уже абсолютно готов к работе, представляя собой словно машину по перевариванию еды. Комки пищи, попадая в желудок и автоматически раздражая его стенки имеющимися в них химическими элементами, способствуют еще более активному выделению пищеварительных соков, воздействующих на отдельные элементы пищи.
Пищеварительный сок желудка содержит в себе соляную кислоту и пепсин - особый фермент. Вместе они расщепляют белки на альбумозы и пептоны. Также в соке есть химозин - сычужный фермент, который створаживает молочные продукты, и липаза - фермент, необходимый для начального распада жиров. Кроме всего прочего, из некоторых желез выделяется слизь, предохраняющая внутренние стенки желудка от чрезмерно раздражающего воздействия пищи. Аналогичную защитную функцию выполняет и соляная кислота, помогающая переваривать белки, - она нейтрализует ядовитые вещества, которые попадают вместе с пищей в желудок.
Из желудка в кровеносные сосуды почти не попадают продукты расщепления пищи. По большей части в желудке всасывается алкоголь и вещества, имеющие в своем составе спирт, например, растворенные на спирте.
«Метаморфозы» пищи в желудке так велики, что в случаях, когда переваривание почему-либо нарушается, страдают все отделы ЖКТ. Исходя из этого, необходимо всегда придерживаться . Это можно назвать основным условием для предохранения желудка от любого рода нарушений.
В желудке пища находится приблизительно 4-5 часов, после чего перенаправляется в другой отдел ЖКТ - двенадцатиперстную кишку. Переходит она в него небольшими частями и постепенно.
Как только новая доля пищи попала в кишку, происходит сокращение мышечного жома привратника, и очередная доля не покинет желудок, пока соляная кислота, оказавшаяся в двенадцатиперстной кишке вместе с уже поступившим комом пищи, не нейтрализуется щелочами, содержащимися в соках кишки.
Двенадцатиперстной кишку назвали еще древние ученые, причиной чему послужила ее длина - где-то 26-30 см, что можно сравнить с шириной 12 пальцев, расположенных рядом. По форме эта кишка напоминает подкову, а в ее изгибе располагается поджелудочная железа.
Из поджелудочной железы выделяется пищеварительный сок, изливающийся в полость двенадцатиперстной кишки через отдельный канал. Также сюда попадает желчь, которую вырабатывает печень. Вкупе с ферментом липазой (он содержится в соке поджелудочной железы) желчь расщепляет жиры.
Есть в соке поджелудочной железы и фермент трипсин - он помогает организму переваривать белки, а также фермент амилаза - он способствует расщеплению углеводов до промежуточной стадии дисахаридов. В итоге двенадцатиперстная кишка служит местом, где на все органические составляющие еды (белки, жиры и углеводы) активно воздействуют самые разные ферменты.
Превращаясь в двенадцатиперстной кишке в пищевую кашицу (она называется химусом), пища продолжает свой путь и попадает в тонкий кишечник. Представленный отрезок ЖКТ является самым протяженным - примерно 6 метров в длину и 2-3 см в диаметре. Ферменты окончательно расщепляют на этом пути сложные вещества на более простые органические элементы. И уже эти элементы становятся началом нового процесса - они всасываются в кровеносные и лимфатические сосуды брыжейки.
В тонком кишечнике принятая человеком пища наконец-таки трансформируется в вещества, которые всасываются в лимфу и кровь, а затем используются клетками тела в своих целях. У тонкого кишечника есть петли, находящиеся в непрерывном движении. Такая перистальтика обеспечивает полноценное перемешивание и передвижение пищевых масс к толстому кишечнику. Этот процесс достаточно продолжителен: например, обычная смешанная пища, входящая в рацион человека, проходит по тонкому кишечнику за 6-7 часов.
Если даже без микроскопа посмотреть вблизи на слизистую оболочку тонкого кишечника, можно наблюдать по всей ее поверхности маленькие волоски - ворсинки высотой приблизительно в 1 мм. Один квадратный миллиметр слизистой наличествует 20-40 ворсинками.
Когда пища проходит по тонким кишкам, ворсинки постоянно (причем у каждой из ворсинок есть свой ритм) сокращаются где-то на ½ своего размера, а после снова вытягиваются вверх. Благодаря совокупности данных движений появляется всасывающее действие - именно оно позволяет расщепленным пищевым продуктам переходить из кишечника в кровь.
Большое количество ворсинок способствуют увеличению всасывающей поверхности тонкого кишечника. Ее площадь составляет 4-4,5 кв. м (а это почти в 2,5 раза больше наружной поверхности тела!).
Но в тонком кишечнике всасываются не все вещества. Остатки отправляются в толстый кишечник длиной около 1 м и диаметром примерно в 5-6 см. Толстый кишечник от тонкого отделяет клапан - баугиниевая заслонка, время от времени пропускающая части химуса к начальному отрезку толстого кишечника. Толстый кишечник называется слепой кишкой. На ее нижней поверхности есть отросток, напоминающий червяка, - это всем известный аппендикс.
Толстый кишечник отличается П-образной формой и приподнятыми верхними углами. Состоит он из нескольких отрезков, среди которых слепая, восходящая, поперечная ободочная, нисходящая и сигмовидная кишки (последняя изогнута как греческая буква сигма).
Толстый кишечник является средоточием множества бактерий, продуцирующих процессы брожения. Эти процессы помогают размельчать клетчатку, в обилие содержащуюся в пище растительного происхождения. А вместе с ее всасыванием происходит и всасывание воды, которая поступает в толстый кишечник с химусом. Тут же начинает формироваться кал.
Толстые кишки не так активны, как тонкие. По этой причине химус пребывает в них намного дольше - вплоть до 12 часов. За это время пища проходит окончательные стадии переваривания и обезвоживания.
Весь объем поступившей в организм пищи (а также вода) претерпевает массу всевозможных изменений. В результате в толстом кишечнике он значительно уменьшается, и от нескольких килограммов еды остается от 150 до 350 граммов. Эти остатки подлежат дефекации, происходящей за счет сокращения поперечнополосатых мускулов прямой кишки, мышц брюшного пресса и промежности. Процесс дефекации завершает путь пищи, проходящей через ЖКТ.
На полное переваривание еды здоровый организм тратит от 21 до 23 часов. Если же замечаются какие-либо отклонения, их ни в коем случае нельзя игнорировать, т.к. они свидетельствуют о том, что на каких-то участках пищеварительного канала или даже в отдельных органах имеются проблемы. При любом нарушении необходимо обратиться к специалисту - это не позволит начавшемуся заболеванию стать хроническим и привести к осложнениям.
Говоря об органах пищеварения, следует сказать не только об основных, но и о вспомогательных органах. Об одном из них мы уже говорили (это поджелудочная железа), поэтому осталось упомянуть печень и желчный пузырь.
Печень относится к жизненно важным непарным органам. Она находится в брюшной полости под правым куполом диафрагмы и выполняет огромное количество самых разных физиологических функций.
Из клеток печени образуются печеночные балки, получающие кровь из артериальной и воротной вен. От балок кровь отходит к нижней полой вене, где начинаются пути, по которым желчь отводится в желчный пузырь и двенадцатиперстную кишку. А желчь, как мы уже знаем, принимает активное участие в пищеварении, как и панкреатические ферменты.
Желчный пузырь - это расположенный на нижней поверхности печени мешкообразный резервуар, где собирается вырабатываемая организмом желчь. Резервуар отличается удлиненной формой в двумя концами - широким и узким. В длину пузырь достигает 8-14 см, а в ширину - 3-5 см. Объем же его равен примерно 40-70 куб. см.
Пузырь имеет желчный проток, соединяющийся с печеночным протоком в воротах печени. Слияние двух протоков образует общий желчный проток, который объединяется с протоком поджелудочной железы и открывается в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди.
Значение желчного пузыря и функции желчи нельзя недооценивать, т.к. они выполняют целый ряд важных операций. Они участвуют в переваривании жиров, создают щелочную среду, активируют пищеварительные ферменты, стимулируют моторику кишечника и выводят из организма шлаки.
В общем и целом же желудочно-кишечный тракт представляет собой настоящий конвейер для непрерывного движения пищи. Его работа подчинена строгой последовательности. Каждый этап воздействует на пищу конкретным образом, благодаря чему она снабжает организм энергией, нужной для его надлежащей работы. А еще одной важной характеристикой ЖКТ является то, что он достаточно легко приспосабливается к разным типам пищи.
Однако ЖКТ «нужен» не только для переработки пищи и удаления непригодных ее остатков. На самом деле его функции намного шире, т.к. в результате метаболизма (обмена веществ) во всех клетках тела появляются ненужные продукты, подлежащие обязательному удалению, иначе их яды могут отравить человека.
Большая доля ядовитых продуктов метаболизма поступает через кровеносные сосуды в кишечник. Там эти вещества распадаются и выводятся вместе с калом при дефекации. Из этого следует, что ЖКТ помогает организму освободиться от множества ядовитых веществ, появляющихся в нем в процессе жизнедеятельности.
Четкая и гармоничная работа всех систем пищеварительного канала является результатом регуляции, за которую по большей части отвечает нервная система. Некоторые процессы, к примеру, акт глотания пищи, акт ее пережевывания или акт дефекации, подконтрольны сознанию человека. Но другие, такие как выделение ферментов, расщепление и всасывание веществ, сокращения кишечника и желудка и т.д., осуществляются сами по себе, без сознательных усилий. За это отвечает вегетативная нервная система. Кроме того, эти процессы связаны с ЦНС, и в частности с корой головного мозга. Так что какие-либо человека (радость, страх, стресс, волнение и т.п.) сразу же сказываются на деятельности пищеварительной системы. Но это уже разговор немного на другую тему. Мы же подводим итог первому уроку.
Во втором уроке мы подробно побеседуем о том, из чего состоит пища, расскажем, почему организму человека требуются те или иные вещества, а также приведем таблицу содержания полезных элементов в продуктах.
Проверьте свои знания
Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.
ПИЩЕВАРЕНИЕ
процесс, в ходе которого поглощенная пища переводится в форму, пригодную для использования организмом. В результате физических процессов и разнообразных химических реакций, протекающих под действием пищеварительных соков, питательные вещества, т.е. углеводы, белки и жиры, изменяются таким образом, что организм может их всасывать и использовать в обмене веществ. Пищеварение происходит в процессе перемещения пищи по органам, составляющим пищеварительный тракт. У высших животных к таким органам относятся рот со всеми его структурами, глотка, пищевод, желудок, кишечник и анальное отверстие (задний проход). Процесс пищеварения обеспечивают также вспомогательные органы: слюнные железы, поджелудочная железа, печень и желчный пузырь. У человека и других млекопитающих та часть пищеварительного тракта, которая включает желудок и кишечник, называется желудочно-кишечным трактом
(см. также
АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ;
СИСТЕМАТИКА ЖИВОТНЫХ).
Питательные вещества. Основные компоненты нормального рациона питания представлены главным образом тремя классами химических соединений: углеводами (в том числе сахарами), белками и жирами (липидами).
Углеводы присутствуют в растительной пище в основном в виде крахмала. В процессе пищеварения он превращается в глюкозу, которая может запасаться в виде полимера - гликогена - и использоваться организмом. Молекула крахмала - очень крупный полимер, образованный множеством молекул глюкозы. В сыром виде крахмал заключен в гранулы, которые должны быть разрушены, чтобы он смог превратиться в глюкозу. Обработка и приготовление пищи приводят к разрушению части крахмальных гранул. Некоторые пищевые продукты содержат углеводы в форме дисахаридов. Эти сравнительно простые сахара, в частности сахароза (тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар), в процессе пищеварения превращаются в еще более простые соединения - моносахариды.
Последние не нуждаются в переваривании. Белки представляют собой различные по составу полимеры, в образовании которых участвуют 20 видов аминокислот (см. БЕЛКИ). При переваривании белков образуются в качестве конечных продуктов свободные аминокислоты и аммиак. Важными промежуточными продуктами переваривания являются альбумозы, пептоны, полипептиды и дипептиды.
Жиры.
Пищевые жиры представлены в основном нейтральными жирами, или триглицеридами. Это сравнительно простые соединения, которые в процессе пищеварения распадаются на составные части - глицерин и жирные кислоты.
Физические процессы.
Основной физический процесс во время пищеварения - измельчение пищевой массы, которое происходит как при жевании, так и в результате ритмических сокращений желудка и кишечника. Такие физические воздействия способствуют растворению пищи и тщательному перемешиванию ее частиц с пищеварительными соками, которые выделяются во рту, желудке и кишечнике. Кроме того, сокращения стенок желудочно-кишечного тракта в сочетании с периодическим открытием и закрытием кишечных клапанов обеспечивают постепенное, небольшими порциями, продвижение пищевого комка из одного отдела тракта в другой. Все движения кишечника (перистальтика) регулируются вегетативной нервной системой и главным образом ее внутрикишечным отделом, называемым иногда "кишечным мозгом".
Химические реакции.
Основной химической реакцией, приводящей к распаду углеводов, белков и жиров, является гидролиз, осуществляемый набором гидролитических ферментов. В процессе гидролиза питательные вещества, присоединяя фрагменты молекулы воды, расщепляются на мелкие растворимые звенья, которые могут усваиваться организмом. Благодаря действию специфических ферментов, содержащихся в пищеварительных соках, гидролиз протекает очень быстро.
См. также
ФЕРМЕНТЫ .
ПРОЦЕССЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ
Пищеварение в полости рта. Попав в рот, пища в ходе пережевывания смешивается с имеющей щелочную реакцию слюной, которая и начинает процесс пищеварения; слюна обеспечивает тесный контакт пищевых частиц с содержащимся в ней ферментом птиалином, растворяет некоторые легко растворимые вещества, размягчает более плотные частицы и покрывает пищевой комок слизью, облегчающей глотание. Действие птиалина (слюнной амилазы) на крахмал, прошедший тепловую обработку, или на декстрин начинает химическую стадию пищеварения. При этом часть крахмала превращается в декстрин, а часть декстрина - в мальтозу. Количество и состав слюны, а также в какой-то мере и степень переваривания пищи на данном этапе зависят от стимуляции слюнных желез. Уже сама мысль о пище вызывает психогенное слюноотделение, а присутствие пищи во рту рефлекторно активирует секрецию слюны, а также удлиняет время ее выделения. При приеме сухой пищи выделяется изобилующая слизью (муцином) слюна, а богатая углеводами пища стимулирует секреторную активность околоушных желез, в слюне которой особенно много ферментов. Поскольку пища обычно недолго остается во рту, здесь пищеварение лишь начинается, а пищеварительный эффект слюны проявляется в основном в желудке.
Пищеварение в желудке.
После кратковременного пребывания во рту полужидкая пищевая масса, благодаря перистальтическим движениям пищевода, попадает в желудок. Здесь действие слюны продолжается до тех пор, пока кислота желудочного сока не пропитает пищевую массу и не разрушит амилазу слюны. При обычной смешанной пище это может занять до 30 минут. Время пропитывания пищи желудочным соком зависит от характера и размеров пищевого комка и активности желудочной секреции. По мере проникновения желудочного сока в пищевую массу начинается желудочная фаза пищеварения, в течение которой происходит главным образом протеолиз (расщепление белка). В ходе этого процесса фермент пепсин с помощью соляной кислоты, которая тоже присутствует в желудочном соке, превращает большое количество белков в альбумозы и пептоны. Точно так же действует фермент реннин (химозин), который содержится в желудочном соке маленьких детей; он расщепляет молочный белок казеин, вызывая створаживание молока. В желудке может начаться и частичное переваривание жира, поскольку в нормальном желудочном соке присутствует небольшое количество липазы. Липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот. Желудочные ферменты пепсин и реннин непрерывно секретируются многочисленными главными, или зимогенными, клетками слизистой оболочки желудка в виде предшественников - пепсиногена и прореннина. Последние превращаются в активные ферменты под действием соляной кислоты, которую выделяют обкладочные (париетальные) клетки, расположенные в области дна желудка. Их секреторную активность повышает гормон гастрин, выделяемый желудочными стенками (вероятно, при их механическом раздражении пищей или какими-то ее составными частями) и поступающий в кровь. Небольшое количество кислого секрета, т.н. "запальный сок", выделяется в результате психической стимуляции. Смесь продуктов всех клеток желудочных стенок составляет желудочный сок. Под влиянием соляной кислоты неактивные предшественники пищеварительных ферментов превращаются в активные формы. Совместное действие ферментов и кислоты желудочного сока растворяет большинство содержащихся в пище веществ. Это относится в первую очередь к белковым соединениям, с которыми соляная кислота легко образует растворимые соли. Соляная кислота разрушает также основную массу бактерий, попадающих в желудок с пищей, и тем самым предотвращает или тормозит процессы гниения. Продолжительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава. Твердая пища, содержащая большое количество белка, сильнее стимулирует секрецию желудочного сока и дольше остается в желудке, чем более жидкая пища, содержащая меньше белка. Жир остается в желудке относительно долго, а углеводы быстро проходят через него. На конечной стадии желудочного пищеварения кислая жидкая масса (химус) под действием перистальтических сокращений желудочно-кишечного тракта перемещается в тонкий кишечник.
См. также
ЖЕЛУДОК .
Пищеварение в кишечнике.
Поступающие в кишечник продукты желудочного пищеварения смешиваются с секретом кишечных стенок и двумя щелочными жидкостями - соком поджелудочной железы (панкреатическим соком) и желчью, которые выделяются в кишечник в области сфинктера привратника, отделяющего желудок от тонкого кишечника. Эти щелочные жидкости нейтрализуют поступившую из желудка кислую массу, приводя к окончанию желудочной фазы пищеварения. Одновременно под влиянием ферментов панкреатического и кишечного сока начинается последняя стадия процесса пищеварения. Секрет поджелудочной железы содержит высокоактивные ферменты - амилазу, протеазы (трипсин и химотрипсин) и липазу, которые расщепляют крахмал, белки и жиры, уцелевшие после слюнной и желудочной фаз пищеварения. В кишечном соке присутствуют ферменты, разрушающие промежуточные продукты расщепления белков и крахмала, а также некоторые меньшие молекулы питательных веществ. Панкреатическая амилаза (амилопсин) превращает сырой крахмал, не разрушенный амилазой слюны, и все остатки прошедшего тепловую обработку крахмала в декстрин, а декстрин в мальтозу. Панкреатическая липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот. Важная роль в этой реакции принадлежит щелочным секретам и присутствующим в желчи желчным солям: изменяя поверхностное натяжение и усиливая перистальтику, они эмульгируют жир (разбивают на множество микрокапель), что значительно увеличивает поверхность, на которую может действовать липаза. Панкреатические протеазы, трипсин и химотрипсин, действуют подобно пепсину, превращая все не расщепленные желудочным соком белки (обычно это 50-70% от общего количества белков пищи) в альбумозы и пептоны. Эти промежуточные продукты расщепления белков подвергаются затем действию смеси кишечных ферментов (аминопептидаз и дипептидаз) и превращаются в полипептиды, дипептиды и, наконец, в отдельные аминокислоты. (Раньше полагали, что в данном случае действует только один кишечный фермент и называли эту смесь пептидаз эрепсином.) Кишечные ферменты мальтаза, сахараза и лактаза гидролизуют соответствующие дисахариды (мальтозу, сахарозу и лактозу) до составляющих их моносахаридов. В кишечном соке присутствует также и ряд других ферментов, которые расщепляют поступающие в малом количестве компоненты пищи, например нуклеиновые кислоты, гексозофосфаты и лецитин. К таким ферментам относятся соответственно поли- и мононуклеотидазы, фосфатаза и лецитиназа. Непищеварительный фермент кишечного сока - энтерокиназа - является специфическим активатором трипсиногена (предшественника протеолитического фермента трипсина). Ферменты, содержащиеся в кишечном соке, в еще большей концентрации присутствуют на поверхности слизистой оболочки кишки. Поэтому часть реакций, которые раньше считались происходящими в просвете кишечника, на самом деле может протекать на кишечной стенке (пристеночное пищеварение). Секреция панкреатического сока и желчи (но не кишечного сока) находится под своеобразным гормональным контролем, особенность которого состоит в том, что гормонально-активные вещества секретируются в кровь не железами, а отдельными эндокринными клетками слизистой кишечника. Выделение этих гормонов происходит, по-видимому, под влиянием кислот, в частности свободных жирных кислот химуса, при его поступлении из желудка в кишечник. Полипептидный гормон секретин стимулирует выработку жидкой части панкреатического сока (а именно секрецию воды и солей, в особенности бикарбонатов); другой гормон, панкреозимин, усиливает выделение ферментов этого сока; третий, холецистокинин, вызывает обильное желчеотделение. В результате трех стадий пищеварения происходит гидролиз почти всех поглощенных питательных веществ с образованием более простых молекул. Наряду с витаминами, минеральными веществами и немногими не требующими переваривания питательными веществами, эти простые молекулы быстро всасываются через слизистую оболочку кишечника (см. также МЕТАБОЛИЗМ), и кровь переносит их в клетки различных тканей. В толстый кишечник попадают отходы пищеварения, которые выводятся из организма через задний проход.
См. также
АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА .
ЛИТЕРАТУРА
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология, т. 2, М., 1996 Физиология человека, под ред. Шмидта Р., Тевса Г., т. 3, М., 1996
Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .
Смотреть что такое "ПИЩЕВАРЕНИЕ" в других словарях:
Пищеварение … Орфографический словарь-справочник
Совокупность процессов, обеспечивающих механич. измельчение и химич. (гл. обр. ферментативное) расщепление пищ. веществ на компоненты, пригодные к всасыванию и участию в обмене веществ. Поступающая в организм пища переваривается под действием… … Биологический энциклопедический словарь - ПИЩЕВАРЕНИЕ, пищеварения, мн. нет, ср. (физиол., мед.). Переработка, переваривание и усвоение пищи организмом. Расстройство пищеварения. Плохое пищеварение. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ПИЩЕВАРЕНИЕ - ПИЩЕВАРЕНИЕ. Встречается 2 типа П. внутриклеточное и внеклеточное. При внеклеточном П., широко распространенном среди высших организмов, процесс протекает в.специальной системе органов кишечной трубки с ее железистым аппаратом. П. это хим. физ … Большая медицинская энциклопедия
ПИЩЕВАРЕНИЕ, процесс механической и химической обработки пищи, в результате которого происходит ее расщепление (главным образом с участием ферментов слюны, желудочного, панкреатического и кишечного соков, желчи), всасывание и усвоение питательных … Современная энциклопедия
ПИЩЕВАРЕНИЕ, я, ср. Переработка пищи и её усвоение организмом человека и животного. Расстройство пищеварения. | прил. пищеварительный, ая, ое. П. процесс. П. тракт (пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки; спец.). Толковый словарь Ожегова. С.И.… … Толковый словарь Ожегова
- (digestio) строго говоря, должно было бы обозначатьтолько процесс переваривания пищевых веществ под влиянием нормальныхпищеварительных соков, т. е. превращение их в состояния, легкоусваиваемые организмом. Между тем в физиологии под П.… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
пищеварение - — Тематики биотехнологии EN digestion … Справочник технического переводчика
ПИЩЕВАРЕНИЕ - механическая и химическая обработка пищи в пищеварительном канале. Обработанная таким образом пища затем всасывается стенками кишечника, поступая в жидкости организма в кровь и лимфу. Пищеварительный тракт представляет собой длинную мышечную… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства
Путешествие пищи
Остановка 1: Рот
Пищеварительный тракт начинается с ротовой полости, фактически, процесс пищеварения начинается до того, как вы принялись за еду. Запах еды побуждает слюнные железы вырабатывать слюну, увлажняя ротовую полость. Когда вы пробуете пищу, количество слюны повышается.
Как только вы начинаете пережевывать пищу, она превращается в небольшие кусочки, которые начинают перевариваться. Вырабатывается большее количество слюны для тщательного переваривания пищи, для ее абсорбции. Вдобавок к этому вырабатываются «соки», которые также помогают процессу переваривания пищи.
Остановка 2: Глотка и пищевод
Глотка или горло образует часть пищеварительного тракта, которая "принимает" пищу из ротовой полости. Пищевод - продолжение глотки, он принимает пищу из глотки и "несет" ее в желудок, а через трахею или дыхательное горло воздух проходит в легкие.
Акт глотания пищи происходит в глотке, это рефлекс, который отчасти контролируется. Язык и мягкое небо толкают пищу в глотку, которая закрывает проход в трахею. Затем пища попадает в пищевод.
Пищевод представляет собой мышечную трубку. Еда "проталкивается" через пищевод в желудок посредством серий сокращений, которые называются перистальтикой.
Перед самым входом в желудок расположена очень важная мышца - нижний пищеводный сфинктер. Сфинктер открывается для того, чтобы позволить пище пройти в желудок, и закрывается для удержания пищи в желудке. Если сфинктер функционирует неправильно, то может развиться желудочно-пищеводный рефлюкс (гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь), который вызывает изжогу и движение пищи обратно из желудка.
Остановка 3: желудок и тонкий кишечник
Желудок - это орган, по форме напоминающий мешок, у него мышечные стенки. Вдобавок к тому, что желудок удерживает пищу, также он служит для перемешивания и переваривания пищи. Желудок вырабатывает необходимые секреты и мощные энзимы, которые участвуют в процессе переваривания пищи и изменения консистенции еды, превращая ее в жидкую смесь. Из желудка еда попадает в тонкую кишку. В перерывах между принятиями пищи остатки пищи выходят из желудка и дальше попадают в кишечник.
Тонкий кишечник состоит из трех частей: двенадцатиперстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки, которые также участвуют в процесс пищеварения при помощи энзимов, которые вырабатываются поджелудочной железой и желчью из печени. Благодаря перистальтике пища продвигается через кишку и смешивается с пищеварительными секретами из поджелудочной железы и печени. Двенадцатиперстная кишка также участвует в продолжении процесса пищеварения, вместе с тощей и подвздошной кишкой, из которых происходит абсорбция питательных веществ в кровь.
Перистальтика или моторика - сократительная способность желудочно-кишечного тракта. Этот процесс полностью зависит от активности сложной системы нервных клеток, гормонов и мышц. Проблемы с некоторыми из этих компонентов могут привести к осложнениям.
В то время как в тонкой кишке питательные вещества, получаемые из пищи, поглощаются стенками кишки и попадают в кровь, остатки пищи, которые не усваиваются организмом, попадают в большую или толстую кишку.
Все, что находится выше толстой кишки, носит название верхнего желудочно-кишечного тракта. Все, что находится ниже, носит название нижнего отдела желудочно-кишечного тракта.
Остановка 4: Толстая кишка, прямая кишка и анальное отверстие
Ободочная кишка (часть толстой кишки) представляет собой длинную мышечную трубку, которая соединяет тонкую кишку с прямой кишкой. Она состоит из восходящей кишки (справа), поперечной кишки и нисходящей кишки (слева), также из сигмовидной кишки, которая соединяет ее с прямой кишкой. Аппендикс представляет собой небольшой отросток, который присоединяется к восходящей ободочной кишке. Толстая кишка - это орган, который выполняет функцию выведения отходов из организма.
Стул или отходы жизнедеятельности в результате работы пищеварительной системы проходят через толстую кишку при помощи перистальтики. Когда остатки непереваренной пищи проходят через толстую кишку из них всасываеться вода. Стул сохраняется в сигмовидной кишке до тех пор, пока он не переходит в прямую кишку, обычно один или два раза в день.
Обычно процесс продвижения остатков жизнедеятельности через толстую кишку занимает 36 часов. Стул, в основном, состоит из остатков непереваренной пищи и бактерий. Эти бактерии выполняют несколько важных функций, например, синтезирование различных витаминов, обработку отходов и остатков пищи и также выполняют защитную функцию (против вредных бактерий). Как только нисходящая ободочная кишка заполнена стулом, она начинает избавляться от него, продвигая содержимое в прямую кишку, и начинается процесс дефекации.
Прямая кишка - это кишка, которая соединяет толстую кишку и анальное отверстие. Прямая кишка:
- Получает стул из толстой кишки
- Дает человеку "знать" о том, что нужно избавиться от стула
- Хранит стул до начала процесса дефекации
Когда что-либо (газ или стул) попадает в прямую кишку, сенсоры посылают сигналы в мозг. И именно мозг управляет сигналами и подает их, когда нужно произвести очистку организма (дефекацию). Если это происходит, то начинается расслабление сфинктера, толстая кишка начинает сокращаться, прямая кишка опорожняется, и поэтому сенсоры на какое-то время прекращают свою работу.
Анус - это последняя часть пищеварительного тракта. Он состоит из мышц таза и анальных сфинктеров (внешнего и внутреннего).
Мышцы таза создают угол между прямой кишкой и анусом, который предотвращает выведение стула, когда это не нужно. Анальные сфинктеры контролируют движение стула. Внутренний сфинктер всегда тугой, кроме того момента, когда стул попадает в прямую кишку. Это и сдерживает нас от дефекации, когда мы спим, например, или же когда не знаем о скоплении стула. Когда в наш мозг поступает сигнал о том, что нужна очистка (сходить в туалет), мы полагаемся на внешний сфинктер, который позволяет нам держать стул в кишечнике, до похода в туалет.
Есть такое правило: если хочешь получить самую точную информацию - обращайся к справочнику. Поэтому давайте откроем 24-й том Большой медицинской энциклопедии и на странице 603 прочитаем: «Пищеварение - начальный этап обмена веществ в организме, заключающийся в физико-химической обработке пищи». Не правда ли, очень сложно?
Действительно, уважаемый читатель, мы полагаем, что ни в столовой, куда ты забегаешь в обеденный перерыв, ни дома после работы, когда ты с аппетитом ужинаешь, ни в ресторане, где ты иногда сидишь с друзьями, тебе никогда не приходит в голову, что ты совершаешь «начальный этап обмена веществ в организме». Думаем, что ты также не подозреваешь, что твоя сущность меняется в зависимости от того, с какой стороны посмотреть. Для себя - ты личность, для официанта в ресторане - клиент, для сидящих с тобой за ресторанным столиком товарищей - приятный собеседник и свой человек, а с точки зрения пищеварительного процесса ты гетеротрофный организм, не способный синтезировать органические соединения из неорганических и нуждающийся хотя бы в простейших органических субстратах, попадающих в организм с пищей.
И, наверное, не нужно, чтобы такие мысли приходили в голову во время обеда или ужина. Питание, помимо всего, акт эстетический. Как говорил И. П. Павлов, «надо есть так, чтобы еда доставляла тебе удовольствие», и потому вряд ли целесообразно представлять себе во время еды, во что и как превращаются твои любимые пельмени или треска в томатном соусе. Однако в этом вопросе надо быть грамотным. Для чего? Позволь, дорогой читатель, мы зададим тебе вопрос: умеешь ли ты питаться?
Эка невидаль, скажет иной. Чего тут сложного? Бери ложку или вилку, иногда нож и действуй, чтоб на тарелке ничего не оставалось! Нет, не так все просто. Не верите? Тогда ответьте на следующие вопросы:
1. Сколько калорий необходимо человеку в день?
2. Сколько белков, жиров, углеводов, солей должен потреблять человек в день?
3. Как долго надо разжевывать пищу?
4. Когда надо выходить из-за стола?
5. Сколько раз в день надо есть?
6. За сколько часов до сна надо последний раз принимать пищу?
7. Каковы должны быть принципы составления меню?
Перечень вопросов можно продолжить. Ну, уважаемый читатель, если ты не ответишь даже на один вопрос из семи приведенных выше, можешь считать, что есть ты не умеешь и что твоя личная система питания помимо того, что она позволяет вводить в организм необходимые питательные вещества, каждый день наносит определенный вред твоему кишечнику, твоему сердцу, твоим сосудам. Пусть каждый день этот вред невелик, незаметен. Но из малого складывается большое. Вот почему мы и решили вначале рассказать о пищеварении, чтобы читатель мог понять, как мы едим, а в дальнейшем речь пойдет о том, как надо есть правильно.
Процесс пищеварения начинается задолго до того, как в рот попадает первый кусок пищи . Начало пищеварения связано с определенным, индивидуальным для каждого человека временем. В нашем организме работают так называемые «биологические часы»: в течение суток ритм всех жизненных процессов циклически изменяется, периодически уменьшается и увеличивается количество клеток крови, меняется ее свертываемость, меняется и деятельность пищеварительных желез - в определенные часы они активизируются, а в другое время их деятельность заторможена. Значит, в определенное время (когда эти железы активизировались) человек начинает испытывать чувство голода.
Кроме этого внутреннего механизма, связанного с биоритмами, имеется и другой, в основе которого лежат индивидуальные привычки человека, - в те часы, когда он обычно завтракает, обедает или ужинает, у него на основе индивидуального опыта начинают активизировать свою деятельность пищеварительные железы. Итак, процесс пищеварения начинается с двух рефлексов «па время»: безусловного, связанного с наследственными биоритмами, и условного, зависящего от времени принятия пищи данным конкретным человеком.
Далее наступает период действия других раздражителей: человек попадает в привычную обстановку столовой, ресторана или садится дома за обеденный стол. Возникает условный рефлекс на обстановку, что еще сильнее активирует пищеварительный аппарат. Но этот рефлекс, как и предыдущие (на время), производит, если так можно выразиться, неспецифическую активацию пищеварительного аппарата: пищеварительные железы, прежде всего железы желудка, начинают выделять сок, но его состав во всех случаях будет одинаковым. После этого включаются специфические рефлексы: человек видит пищу, чувствует ее запах, при попадании пищи в рот раздражаются вкусовые рецепторы - нервные окончания, заложенные в языке. Здесь уже раздражение" будет специфическим, и пищеварительные железы начнут выделять сок, различный по количеству и составу, в зависимости от вида пищи, которую человек принимает: на мясо будет выделяться большое количество желудочного сока, богатого ферментами, на молоко - меньшее количество с меньшим содержанием ферментов. Если вы едите сухари, то выделяется большое количество слюны, содержащей в достаточно высокой концентрации фермент амилазу, который расщепляет углеводы. А если в рот попало что-то кислое (например, вы разжевали дольку лимона), то слюна начинает буквально бить фонтаном, но она почти не содержит ферментов, а богата минеральными солями, которые участвуют в нейтрализации лимонной кислоты.
Под влиянием всех этих факторов в короткое время перестраивают свою деятельность прежде всего желудочные железы - начинается первая фаза желудочной секреции, которая носит название сложнорефлекторной, поскольку в ее формировании принимает участие целый комплекс рефлексов как -безусловных, так и условных.
Когда пища попадет в желудок, начнется вторая фаза желудочной секреции - нервно-химическая, которая связана уже с непосредственным действием пищевого комка на стенки желудка, на его железы, на нервные окончания, заложенные в этой стенке.
Нервной эта фаза называется потому, что в ней продолжает играть роль рефлекторный компонент, а химической - в связи с тем, что химические вещества пищи непосредственно воздействуют на стенку желудка.
До того момента, как пища попадет в желудок, осуществляется еще один важный начальный этап процесса пищеварения - пережевывание пищи. Пища измельчается и благодаря этому в дальнейшем она будет сильнее подвергаться воздействию пищеварительных соков желудка. В полости рта начинается и химическая обработка пищи. В слюне содержится фермент, расщепляющий углеводы - птиалин, или амилаза.
Этот фермент расщепляет крахмал - полисахарид на более мелкие составные части - декстраны. Попробуйте проделать такой эксперимент: возьмите небольшой кусочек хлеба и долго жуйте его. Вы почувствуете, что хлеб приобретает сладковатый привкус, так как произошло расщепление крахмала на сахаристые вещества. Обычно мы не жуем пищу в течение нескольких минут и поэтому углеводы в ротовой полости расщепляются лишь частично. Кроме того, в слюне есть слизистое вещество - муцин. Он обволакивает и как бы «смазывает» частицы пищи, способствуя их перемещению вдоль пищеварительного канала.
В полости желудка начинается переваривание белков, содержащихся в пище, под влиянием фермента пепсина и соляной кислоты. Железы желудка выделяют неактивный профермент пепсиноген, который активируется под воздействием соляной кислоты, также продуцируемой железами желудочной стенки. Соляная кислота, кроме активации пепсина, выполняет и ряд других важный функций: она вызывает набухание некоторых белков, подготавливая их расщепление пепсином, создает необходимую для действия пепсина кислую реакцию среды, а также обладает бактерицидным (то есть убивающим микробы) действием.
Продуцирование железами стенки желудка пепсина и соляной кислоты начинается еще до того, как пища попадает в желудок. Если первая сложнорефлекторная фаза желудочной секреции хорошо выражена, то пища попадает уже в готовый к ее перевариванию желудок и расщепление пищевых веществ идет активно. Количество выделяемых желудком соляной кислоты и пепсина зависит от характера пищи, поступающей в пищеварительный тракт: в одном случае среда будет очень кислой и содержать много пепсина, а в другом - выделяется слабокислый, бедный пепсином желудочный сок. Пепсин обладает огромной переваривающей способностью: один грамм пепсина может за два часа переварить приблизительно 50 кг яичного альбумина, а в желудочном соке содержится около одного грамма пепсина на литр. Очень важно, чтобы желудочный сок выделялся в точном количестве с характером и количеством поступающей в желудок пищи, иначе он может неблагоприятно воздействовать на желудочную стенку. Недаром возникновению язвенной болезни желудка часто предшествуют гастриты : воспаление желудочной стенки при высокой кислотности и богатом содержании пепсина в желудочном соке.
Для того чтобы представить, насколько динамика пищеварения в желудке зависит от характера принимаемой пищи, мы, рискуя несколько перегрузить наш рассказ фактическим материалом, приведем достаточно большую цитату из того же 24-го тома БМЭ, поскольку она очень точно и сжато дает представление по данному вопросу. «При приеме смешанной пищи количество п качество желудочного сока бывает различным в зависимости от процентного соотношения входящих в нее основных сортов пищи, а также различных дополнительных веществ, добавляемых к тому или иному блюду. Установлено, что при приеме различных супов наибольшее количество сока отделяется на ячневый, овсяный и картофельный супы и сравнительно меньше - на рисовый и манный.
Значительное количество сока выделяется при еде рассольника и капустных щей, особенно кислых. Из вторых блюд наибольшее количество сока отделяется на суфле из рыбы и наименьшее - на рисовый пудинг и манную кашу. Из мясных блюд наибольшее количество сока отделяется при приеме мясного рулета и наименьшее - макаронника.
Большое количество сока выделяется при еде тушеного мяса и особенно - бефстроганов.
Из сладких блюд наибольшую секрецию вызывает компот из сухих фруктов с примесью сока сырых апельсинов. К приведенной цитате следует добавить, что в зависимости от характера пищи варьирует также длительность секреции и ее латентный период, то есть время, проходящее между приемом пищи и началом секреции. Таким образом, желудочная секреция в значительной степени зависит от того, что и как мы едим.
Из желудка пищевой комок попадает в двенадцатиперстную кишку, где пищеварение происходит под влиянием соков, выделяющихся из так называемых бруннеровых желез ее стенки, секрета поджелудочной железы, печени и тонкого кишечника. Наибольшее значение в дуоденальном пищеварении (duodenum- латинское название двенадцатиперстной кишки) принадлежит панкреатическому соку (pancreas - латинское название поджелудочной железы), который выделяется в количестве от 600 мл до 2000 мл в сутки и содержит ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы. Сюда относятся расщепляющие белки трипсин, хемотрипсин и карбоксипептидаза; сахаролитические ферменты - амилаза, мальтаза и лактаза - и липаза.
Механизм включения этих ферментов в пищеварительный процесс очень сложен. Многие из них выделяются в неактивном состоянии и должны быть активированы.
Переваривающая сила этих ферментов зависит не только от их количества, но и от реакции среды в двенадцатиперстной кишке, от того, насколько кислым было содержимое желудка.
Действие ферментов, расщепляющих в двенадцатиперстной кишке белки, зависит и от тою, насколько интенсивно прошло первичное расщеплен не белков в желудке.
Дуоденальное пищеварение также связано со скоростью поступления пищевого комка из желудка, а это, в свою очередь, обусловлено кислотностью желудочного сока. Не вдаваясь в подробности, не являющиеся необходимыми в научно-популярной литературе, хотим только подчеркнуть, что уровень дуоденального пищеварения тесно связан с пищеварением в желудке и определяется теми же самыми факторами.
Говоря о пищеварении в двенадцатиперстной кишке , необходимо подчеркнуть, что очень важным ферментом панкреатического сока является липаза, фермент, расщепляющий жиры. Ферменты, расщепляющие белки и углеводы, имеются во многих отделах пищеварительного тракта, а панкреатическая липаза - это практически единственный липолитический фермент. Поэтому при нарушении экскреторной функции (то есть продукции пищеварительных ферментов) поджелудочной железы существенно нарушается именно жировой обмен.
В двенадцатиперстную кишку поступает также желчь из печени . Желчь эмульгирует жиры и активирует липазу, то есть способствует расщеплению жиров. И секреция поджелудочного сока и секреция желчи, так же как и выделение желудочного сока, проходят две фазы - сложнорефлекторную и нервно-химическую и подчиняется тем же самым закономерностям, как и в желудке.
Окончательное расщепление пищевых продуктов происходит в тонком кишечнике, где пищевые массы перерабатываются под воздействием панкреатического сока, которым они пропитались в двенадцатиперстной кишке, и ферментов, продуцируемых железами стенки тонкого кишечника. В тонком кишечнике происходит в основном всасывание расщепленных пищевых продуктов (частично оно начинается уже в желудке, где всасывается небольшое количество воды и, если он был принят, спирт), которые попадают в кровь. Вместе с током крови питательные вещества поступают в печень - главную химическую лабораторию организма, где перерабатываются далее; часть из них разносится с током крови по организму и поступает в клетки, другие откладываются в печени или идут для синтеза других веществ, в частности - белков. В печени же происходит обезвреживание образовавшихся в процессе расщепления питательных веществ ядовитых для организма продуктов.
В толстом кишечнике, в который переходит тонкий, происходит интенсивное всасывание воды. Пищевой комок здесь расщепляется уже менее интенсивно, поскольку сок толстого кишечника беден ферментами. Большое значение для химических процессов в толстых кишках имеет нормальная кишечная микрофлора. Непереваренные остатки пищи выбрасываются из организма в виде испражнений. Необходимо подчеркнуть, что в толстом кишечнике в относительно небольших количествах образуются ядовитые для организма продукты, которые, всасываясь, попадают в печень и там обезвреживаются. В толстом кишечнике происходит также образование газов (аммиак, углекислый газ, водород, сероводород). Газы, образующиеся большей частью при окончательном распаде белков, нужны для стимуляции моторики толстого кишечника и проталкивания каловых масс к прямой кишке.
Таков, вкратце, процесс пищеварения в человеческом организме .