Пищеварение в различных отделах пищеварительного тракта

Пищеварением называют процесс физической и химической обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью и усваиваются организмом.

Вода, минеральные соли и витамины, поступающие с пищей, всасываются в неизмененном виде.

Химические соединения, которые используются в организме в качестве строительных материалов и источников энергии (белки, углеводы, жиры), называются питательными веществами. Белки, жиры и углеводы, поступающие с пищей — это высокомолекулярные сложные соединения, которые не могут всасываться, транспортироваться и усваиваться организмом. Для этого их необходимо довести до более простых соединений. Белки расщепляются до аминокислот и их составляющих, жиры — до глицерина и жирных кислот, углеводы — до моносахаридов.

Расщепление (переваривание) белков, жиров, углеводов происходит с помощью пищеварительных ферментов — продуктов секреции слюнных, желудочных, кишечных желез, а также печени и поджелудочной железы. В течение суток в пищеварительную систему поступает примерно 1,5 л слюны, 2,5 л желудочного сока, 2,5 л кишечного сока, 1,2 л желчи, 1 л сока поджелудочной железы. Ферменты, расщепляющие белки, — протеазы, расщепляющие жиры — липазы, расщепляющие углеводы — амилазы.

Пищеварение в полости рта. Механическая и химическая обработка пищи начинается в полости рта. Здесь пища измельчается, смачивается слюной, анализируются ее вкусовые качества и начинаются гидролиз полисахаридов и формирование пищевого комка. Средняя длительность пребывания пищи в полости рта составляет 15—20 с. В ответ на раздражения вкусовых, тактильных и температурных рецепторов, которые расположены в слизистой оболочке языка и стенок полости рта, крупные слюнные железы выделяют слюну.

Слюна представляет собой мутноватую жидкость слабощелочной реакции. Слюна содержит 98,5—99,5 % воды и 1,5—0,5 % сухого вещества. Основную часть сухого вещества составляет слизь — муцин.Чем больше в слюне муцина, тем она более вязкая и густая. Муцин способствует формированию, склеиванию пищевого комка и облегчает его проталкивание в глотку. Помимо муцина, в слюне содержатся ферменты амилаза, мальтаза и ионы Nа, К, Са, и др. Под действием фермента амилазы в щелочной среде начинается расщепление углеводов до дисахаридов (мальтозы). Мальтаза расщепляет мальтозу до моносахаридов (глюкозы).

Различные пищевые вещества вызывают неодинаковое по количеству и качеству отделение слюны. Выделение слюны происходит рефлекторно, при непосредственном воздействии пищи на нервные окончания слизистой оболочки в полости рта (безусловно-рефлекторная деятельность), а также условно-рефлекторно, в ответ на обонятельные, зрительные, слуховые и другие воздействия (запах, цвет пищи, разговор о еде). На сухую пищу выделяется больше слюны, чем на увлажненную. Глотание — это сложный рефлекторный акт. Пережеванная, смоченная слюной пища превращается в полости рта в пищевой комок, который движениями языка, губ и щек попадает на корень языка. Раздражение передается в продолговатый мозг к центру глотания и отсюда нервные импульсы поступают к мышцам глотки, вызывая акт глотания. В этот момент вход в носовую полость закрывается мягким небом, надгортанник закрывает вход в гортань, задерживается дыхание. Если человек во время еды разговаривает, то вход из глотки в гортань не закрывается, и пища может попасть в просвет гортани, в дыхательные пути.

Из ротовой полости пищевой комок попадает в ротовую часть глотки и дальше проталкивается в пищевод. Волнообразное сокращение мышц пищевода продвигает пищу в желудок. Весь путь от ротовой полости до желудка твердая пища проходит за 6—8 с, а жидкая — за 2—3 с.

Пищеварение в желудке. Пища, поступившая из пищевода в желудок, находится в нем до 4—6 часов. В это время под действием желудочного сока пища переваривается.

Желудочный сок, вырабатывается железами желудка. Это прозрачная бесцветная жидкость, имеющая кислую реакцию благодаря присутствию соляной кислоты (до 0,5 %). Желудочный сок содержит пищеварительные ферменты пепсин, гастриксин, липазу, рН сока 1—2,5. В желудочном соке много слизи — муцина. Благодаря наличию соляной кислоты желудочный сок обладает высокими бактерицидными свойствами. Поскольку железы желудка выделяют в течение суток 1,5—2,5 л желудочного сока, то пища в желудке превращается в жидкую кашицу.

Ферменты пепсин и гастриксин переваривают (расщепляют) белки до крупных частиц — полипептидов (альбумозы и пептоны), не способных всосаться в капилляры желудка. Пепсин створаживает казеин молока, который в желудке подвергается гидролизу. Муцин предохраняет слизистую оболочку желудка от самопереваривания. Липаза катализирует расщепление жиров, однако ее вырабатывается мало. Жиры, употребляемые в твердом виде (сало, мясные жиры), в желудке не расщепляются, а переходят в тонкий кишечник, где под воздействием ферментов кишечного сока расщепляются до глицерина и жирных кислот. Соляная кислота активизирует пепсины, способствует набуханию и размягчению пищи. При попадании в желудок спирта действие муцина ослабляется, и тогда создаются благоприятные условия для образования язв слизистой оболочки, для возникновения воспалительных явлений — гастрита. Выделение желудочного сока начинается уже через 5—10 минут после начала еды. Секреция желудочных желез продолжается все время, пока пища находится в желудке. Состав желудочного сока и скорость его выделения зависят от количества и качества пищи. Жир, крепкие растворы сахара, а также отрицательные эмоции (гнев, печаль) тормозят образование желудочного сока. Сильно ускоряют образование и выделение желудочного сока экстракты мяса и овощей (бульоны из мясных и овощных продуктов).

Выделение желудочного сока происходит не только во время еды, но и условно-рефлекторно при запахе пищи, ее виде, разговоре о еде. Для переваривания пищи важную роль играет моторика желудка. Выделяют два вида мышечных сокращений стенок желудка: перистолу и перистальтику. При поступлении пищи в желудок его мускулатура сокращается тонически и стенки желудка плотно охватывают пищевые массы. Такое действие желудка получило название перистолы. При перистоле слизистая оболочка желудка плотно соприкасается с пищей, выделяемый желудочный сок сразу же смачивает прилежащую к его стенкам пищу. Перистальтические сокращения мускулатуры в виде волн распространяются к привратнику. Благодаря перистальтическим волнам пища перемешивается и продвигается к выходу из желудка
в 12-перстную кишку.

Сокращения мускулатуры возникают и у пустого желудка. Это «голодные сокращения», появляющиеся через каждые 60—80 минут. При попадании в желудок недоброкачественной пищи, сильно раздражающих веществ происходит обратная перистальтика (антиперистальтика). При этом возникает рвота, которая является защитной рефлекторной реакцией организма.

После поступления порции пищи в 12-перстную кишку ее слизистая оболочка раздражается кислым содержимым и механическим воздействием пищи. Пилорический сфинктер при этом рефлекторно закрывает отверстие, ведущее из желудка в кишку. После появления в 12-перстной кишке щелочной реакции в связи с выделением в нее желчи и панкреатического сока в кишку поступает новая порция кислого содержимогоиз желудка.Таким образом, пищевая кашица порциями из желудка выбрасывается в 12-перстную кишку.

Переваривание пищи в желудке обычно происходит в течение 6—8 часов. Длительность этого процесса зависит от состава пищи, ее объема и консистенции, а также от количества выделившегося желудочного сока. Особенно долго в желудке задерживается жирная пища (8—10 часов и более). Жидкости переходят в кишечник сразу же после их поступления в желудок.

Пищеварение в тонкой кишке. В 12-перстной кишке вырабатывается кишечный сок тремя видами желез: собственными бруннеровыми железами, поджелудочной железой и печенью. Ферменты, выделяемые железами 12-перстной кишки, играют активную роль в переваривании пищи. Секрет этих желез содержит муцин, защищающий слизистую оболочку и свыше 20 видов ферментов (протеазы, амилазу, мальтазу, инвертазу, липазу). В сутки продуцируется около 2,5 литра кишечного сока, имеющего рН 7,2 — 8,6.

Секрет поджелудочной железы (панкреатический сок) бесцветный, имеет щелочную реакцию (рН 7,3—8,7), содержит различные пищеварительные ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы.Под воздействием трипсина и химотрипсинабелки перевариваются до аминокислот. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. Амилаза и мальтоза переваривают углеводы до моносахаридов.

Секреция сока поджелудочной железы происходит рефлекторно в ответ на сигналы, идущие от рецепторов в слизистой оболочке полости рта, и начинается через 2—3 мин после начала еды. Затем выделения панкреатического сока происходят в ответ на раздражение слизистой оболочки 12-перстной кишки кислой пищевой кашицей, поступающей из желудка. В сутки вырабатывается 1,5—2,5 л сока.

Желчь, образующаяся в печени в промежутке между приемами пищи, поступает в желчный пузырь, где концентрируется в 7—8 раз путем всасывания воды. Во время пищеварения при поступлении пищи
в 12-перстную кишку, желчь выделяется в нее как из желчного пузыря, так и из печени. Желчь, имеющая золотисто-желтый цвет, содержит желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин и другие вещества. В течение суток образуется 0,5—1,2 л желчи. Она эмульгирует жиры до мельчайших капель и способствуетих всасыванию, активирует пищеварительные ферменты, замедляет гнилостные процессы, усиливает перистальтику тонкой кишки.

Желчеобразование и поступление желчи в 12-перстную кишку стимулируется присутствием пищи в желудке и в 12-перстной кишке, а также видом и запахом пищи и регулируется нервным и гуморальным путями.

Пищеварение происходит как в просвете тонкой кишки, так называемое полостное пищеварение, так и на поверхности микроворсинок щеточной каемки кишечного эпителия — пристеночное пищеварение и является заключительным этапом переваривания пищи, после чего начинается всасывание.

Окончательное переваривание пищи и всасывание продуктов перева-ривания происходит по мере продвижения пищевых масс в направлении от 12-перстной кишки в подвздошную и далее к слепой кишке. При этом происходят два вида движения: перистальтическое и маятнико-образное. Перистальтические движения тонкой кишки в виде сократи-тельных волн возникают в начальных ее отделах и пробегают до слепой кишки, перемешивая пищевые массы с кишечным соком, что ускоряет процесс переваривания пищи и продвижения ее в сторону толстой кишки. При маятникообразных движениях тонкой кишки ее мышечные слои на коротком участке то сокращаются, то расслабляются, передвигая пищевые массы в просвете кишки то в одном, то в другом направлениях.

Пищеварение в толстой кишке. Переваривание пищи заканчивается в основном в тонком кишечнике. Из тонкой кишки не всосавшиеся остатки пищи поступают в толстую кишку. Железы толстой кишки малочисленны, они вырабатывают пищеварительные соки с малым содержанием ферментов. Эпителий, покрывающий поверхность слизистой, содержит большое количество бокаловидных клеток, представляющих собой одноклеточные слизистые железы, вырабатывающие густую, вязкую слизь, необходимую для формирования и выведения каловых масс.

Большую роль в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта играет микрофлора толстого кишечника, где обитают миллиарды различных микроорганизмов (анаэробные и молочные бактерии, кишечная палочка и др.). Нормальная микрофлора толстого кишечника принимает участие в осуществлении нескольких функций: защищает организм от вредных микробов; участвует в синтезе ряда витаминов (витамины группы В, витамин К, Е) и других биологически активных веществ; инактивирует и разлагает ферменты (трипсин, амилазу, желатиназу и др.), поступившие из тонкого кишечника, вызывает гниение белков, а также сбраживает и переваривает клетчатку. Движения толстого кишечника очень медленные, поэтому около половины времени, затрачиваемого на пищеварительный процесс (1—2 суток), идет на передвижение остатков пищи, что способствует более полному всасыванию воды и питательных веществ.

До 10 % принимаемой пищи (при смешанном питании) организмом не усваивается. Остатки пищевых масс в толстой кишке уплотняются, склеиваются слизью. Растяжение каловыми массами стенок прямой кишки вызывает позыв к дефекации, которая происходит рефлекторно.

11.3. Процессы всасывания в различных отделах
пищеварительного тракта и его возрастные особенности

Всасыванием называется процесс поступления в кровь и лимфу различных веществ из пищеварительной системы. Всасывание представляет собой сложный процесс, включающий диффузию, фильтрацию и осмос.

Наиболее интенсивно процесс всасывания осуществляется в тонком кишечнике, особенно в тощей и повздошной кишках, что определяется их большой поверхностью. Многочисленные ворсинки слизистой оболочки и микроворсинки эпителиоцитов тонкой кишки образуют огромную всасывательную поверхность (около 200 м²). Ворсинки благодаря имеющимся у них сокращающимся и расслабляющимся гладкомышечным клеткам работают как всасывающие микронасосы.

Углеводы всасываются в кровь в основном в виде глюкозы, хотя могут всасываться и другие гексозы (галактоза, фруктоза). Всасывание происходит преимущественно в 12-перстной кишке и верхней части тощей кишки, но частично может осуществляться в желудке и толстом кишечнике.

Белки всасываются в кровь в виде аминокислот и в небольшом количестве в виде полипептидов через слизистые оболочки 12-перстной и тощей кишок. Некоторые аминокислоты могут всасываться в желудке и проксимальной части толстого кишечника.

Жиры всасываются большей частью в лимфу в виде жирных кислот и глицерина только в верхней части тонкого кишечника. Жирные кислоты нерастворимы в воде, поэтому их всасывание, а также всасывание холестерина и других липоидов происходит лишь при наличии желчи.

Вода и некоторые электролиты проходят через мембраны слизистой оболочки пищеварительного канала в обоих направлениях. Вода проходит путем диффузии, и в ее всасывании большую роль играют гормональные факторы. Наиболее интенсивное всасывание происходит в толстом кишечнике. Растворенные в воде соли натрия, калия и кальция всасываются преимущественно в тонком кишечнике по механизму активного транспорта, против градиента концентрации.

11.4. Анатомия и физиология и возрастные особенности
пищеварительных желез

Печень— самая крупная пищеварительная железа, имеет мягкую консистенцию. Ее масса у взрослого человека 1,5 кг.

Печень участвует в обмене белков, углеводов, жиров, витаминов. Среди многочисленных функций печени весьма важны защитная, желчеобразовательная и др. В утробном периоде печень является также кроветворным органом. Ядовитые вещества, поступившие в кровь из кишечника, в печени обезвреживаются. Задерживаются здесь и чужеродные для организма белки. Эта важная функция печени называется барьерной.

Печень расположена в брюшной полости под диафрагмой в правом подреберье. Через ворота в печень входят воротная вена, печеночная артерия и нервы, а выходят общий печеночный проток и лимфатические сосуды. В передней части располагается желчный пузырь, а в задней лежит нижняя полая вена.

Печень со всех сторон покрыта брюшиной, кроме задней поверхности, где брюшина с диафрагмы переходит на печень. Под брюшиной находится фиброзная оболочка (глиссонова капсула). Тонкие соединительно-тканные прослойки внутри печени разделяют ее паренхиму на дольки призматической формы диаметром около 1,5 мм. В прослойках между дольками расположены междольковые ветви воротной вены, печеночной артерии, желчные протоки, которые образуют так называемую портальную зону (печеночную триаду). Кровеносные капилляры в центре дольки впадают в центральную вену. Центральные вены сливаются друг с другом, укрупняются и в конечном итоге формируют 2—3 печеночные вены, впадающие в нижнюю полую вену.

Гепатоциты (печеночные клетки) в дольках располагаются в виде печеночных балок, между которыми проходят кровеносные капилляры. Каждая печеночная балка построена из двух рядов печеночных клеток, между которыми внутри балки располагается желчный капилляр. Таким образом, печеночные клетки одной своей стороной прилежат к кровеносному капилляру, а другой стороной обращены к желчному капилляру. Такое взаимоотношение печеночных клеток с кровеносным и желчным капиллярами позволяет продуктам обмена веществ поступать из этих клеток в кровеносные капилляры (белки, глюкозу, жиры, витамины и другие) и в желчные капилляры (желчь).

У новорожденного печень больших размеров и занимает более половины объема брюшной полости. Масса печени новорожденного 135 г, что составляет 4,0—4,5 % массы тела, у взрослых — 2—3 %. Левая доля печени по размерам равна правой или больше ее. Нижний край печени выпуклый, под ее левой долей располагается ободочная кишка. У новорожденных нижний край печени по правой средне-ключичной линии выступает из-под реберной дуги на 2,5— 4,0 см, а по передней срединной линии — на 3,5—4,0 см ниже мечевидного отростка. После семи лет нижний край печени из-под реберной дуги уже не выходит: под печенью располагается только желудок. У детей печень очень подвижна, и ее положение легко изменяется при изменении положения тела.

Желчный пузырь является резервуаром для желчи, его емкость около 40 см³. Широкий конец пузыря образует дно, суженный — его шейку, переходящую в пузырный проток, по которому желчь попадает в пузырь и выделяется из него. Между дном и шейкой расположено тело пузыря. Стенка пузыря снаружи образована волокнистой соединительной тканью, имеет мышечную и слизистую оболочку, образующую складки и ворсинки, что способствует интенсивному всасыванию воды из желчи. Желчь по желчному протоку поступает в 12-перстную кишку через 20—30 минут после еды. В промежутках между приемами пищи желчь поступает по пузырному протоку в желчный пузырь, где происходит ее накопление и увеличение концентрации в 10—20 раз в результате всасывания воды стенкой желчного пузыря.

Желчный пузырь у новорожденного удлиненный (3,4 см), однако дно его не выступает из-под нижнего края печени. К 10—12 годам длина желчного пузыря возрастает примерно в 2—4 раза.

Поджелудочная железа имеет длину около 15—20 см и массу
60—100 г. Расположена забрюшинно, на задней брюшной стенке поперечно на уровне I—II поясничных позвонков. Поджелудочная железа состоит из двух желез — экзокринной, вырабатывающей у человека в течение суток 500—1000 мл панкреатического сока, и эндокринной, продуцирующей гормоны, регулирующие углеводный и жировой обмен.

Экзокринная часть поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую железу, разделенную на дольки тонкими соединительно-тканными перегородками, отходящими от капсулы. Дольки железы состоят из ацинусов, имеющих вид пузырьков, образованных железистыми клетками. Секрет, выделяемый клетками, по внутридольковым и междольковым потокам поступает в общий проток поджелудочной железы открывающийся в 12-перстную кишку. Отделение поджелудочного сока происходит рефлекторно через 2—3 минуты после начала еды. Количество сока и содержание в нем ферментов зависят от вида и количества пищи. Поджелудочный сок содержит 98,7 % воды и плотные вещества, главным образом, белки. В соке имеются ферменты: трипсиноген — расщепляющий белки, эрепсин — расщепляющий альбумозы и пептоны, липаза — расщепляющая жиры до глицирина и жирных кислот и амилазы — расщепляющие крахмал и молочный сахар до моносахаридов.

Эндокринная часть образована группами мелких клеток, образующих панкреатические островки (Лангерганса) диаметром 0,1—0,3 мм, количество которых у взрослого колеблется от 200 тыс. до 1800 тыс. Островковые клетки вырабатывают гормоны инсулин и глюкагон.

Поджелудочная железа новорожденного очень мала, ее длина составляет 4—5 см, масса равна 2—3 г. К 3—4 месяцам масса железы увеличивается в два раза, к трем годам достигает 20 г. В 10—12 лет масса железы равна 30 г. У новорожденных детей поджелудочная железа относительно подвижна. Топографические взаимоотношения железы с соседними органами, характерные для взрослого человека, устанавливаются в первые годы жизни ребенка.