ЙОГА-СТАТЬЯ: Анатомия. Пищеварение

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

Значение пищеварения:

• сохранение пластической и энергетической ценности пищевых компонентов;
• преобразование компонентов пищи в легко усвояемые организмом питательные вещества;
• утрата видовой специфичности питательных веществ (в противном случае компоненты пищи не усваиваются и воспринимаются как антигены, вызывая иммунный ответ).

Принципы пищеварения:

• пищеварение — многоэтапный последовательный процесс;
• пищеварение включает как механическую, так и химическую обработку пищи;
• химическая обработка пищи происходит при участии пищеварительных ферментов;
• ферменты — высокоспецифические биологические катализаторы: каждый фермент работает только с определённым субстратом (веществом), при определённой температуре и кислотности;
• в каждом отделе пищеварительного тракта поддерживаются определённые условия для работы определённых пищеварительных ферментов; каждый отдел тракта ограничен сфинктерами. То есть соблюдается определённая последовательность пищеварительного процесса.

В пищеварительном тракте около 35 сфинктеров. Они выполняют роль клапанов, обесп­чивающих движение пищевого содержимого в каудальном (от лат. cauda — хвост) направ­лении, однонаправленное движение пищеварительных секретов, раз­общение отделов пищеварительного тракта, где пищеварение про­исходит на характерных для них этапах.

Все ферменты разделяются на 4 основные группы:

• амилазы расщепляют углеводы;
• липазы расщепляют жиры;
• нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты;
• протеазы расщепляют белки.

В результате расщепления питательных веществ образуются мономеры, которые вса­сываются из кишечника в кровь и лимфу, транспортируются к тканям организма и включаются в его метаболизм. Вода, мине­ральные соли и витамины всасываются в кровь неизменёнными.

Ферментативная активность свойственна каждому отделу пи­щеварительного тракта и максимальна при определённом значении рН среды. Так, в желудке пищеварительный процесс осу­ществляется в кислой среде, а в двенадцатиперстной кишке желчь и поджелудочный сок создают нейтральную или слабощелочную среду, и желудочные ферменты перестают работать (инактивируются).

Перистальтика

Перистальтика — волнообразные сокращения стенок пищеварительного канала; способствует продвижению пищи.

На протяжении пище­варительного тракта имеется несколько водителей ритма его со­кращений. Эти водители ритма особенно чувствительны к физиоло­гически активным веществам и получают обильную иннервацию.

Сложность движений пищеварительного тракта обеспечивается наличием в нём пучков гладких мышц, идущих в разных направлениях. Гладкие мышцы регулируют тонус кишки и изменяют просвет пи­щеварительного канала. Волна сокращений и расслаблений круго­вых мышц продвигается вдоль пищеварительного канала, создавая его перистальтические сокращения. 

Интересно, что в перемещении жидкости по пищеварительному тракту перистальтика не участвует, и жидкость передвигается под действием гравитации и повышенного давления в ротовой полости.

Значение перистальтики:

• продвижение пищевого содержимого (химуса);
• задержка пищевого комка на различное время в разных отделах пищева­рительного тракта;
• смешивание пищевых веществ с пищеваритель­ными секретами для более полного переваривания.

Функциональные отделы пищеварительной системы

Выделяют три функциональных отдела пищеварительной системы.

1. Передний отдел: органы ротовой полости, глотка и пищевод.
   Функция: механическая переработка пищи.
2. Средний отдел: желудок, тонкая и часть толстой кишки, печень и поджелудочная железа.
   Функция: химическая обработка пищи; всасывание продуктов расщепления.
3. Задний отдел: прямая кишка.
   Функция: формирование каловых масс; выведение кала из организма.

Три этапа пищеварения:

1. Полостное пищеварение: началь­ный гидролиз полимеров до олигомеров.
2. Пристеночное пищеваре­ние: расщепление олигомеров до мономеров.
3. Всасывание мономеров.

Пищеварение в ротовой полости

Несмотря на кратковременность пребывания пищи в полости рта (в среднем 15−18 с), импульсы от вкусовых рецепторов по афферентным волокнам поступают в ЦНС и активируют весь пищеварительный тракт:

• возбуждают секрецию слюнных, желудочных желез и поджелудочной железы;
• активируют желчевыделение;
• изменяют моторную деятельность пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки;
• влияют на кровоснабжение органов пищеварения (усиливают расходы энергии на переработку и усвоение пищи).

Особенно важно раздражение рецепторов языка, слизистой оболочки рта и зубов в осуществле­нии пищеварительных процессов в самой ротовой полости:

• механическое измельчение пищи в процессе жевания: резцы и клыки откусывают пищу, малые коренные зубы её раздавливают, большие коренные зубы расти­рают; 
• смачивание, перемешивание со слюной и растворение пищи;
• начинается ферментативное расщепление углеводов под действием ферментов слюны — амилаз: птиалина и мальтазы;

• обеззараживание пищи лизоцимом слюны;
• оценка качества пищи с помощью вкусовых рецепторов языка;
• формирование ослизнённого пищевого комка, предназначенного для глотания.

Всасывание веществ в полости рта практически не происходит, т. к. пища быстро проглатывается. Однако известно, что некоторые фармакологические вещества всасываются быстро, и это находит применение как способ введения лекарственных веществ.

Слюна

Слюна обладает выраженными бактерицидными свойствами и ферментативной активностью. 

Слюна обладает pH 5,6−7,6. Идеальный уровень pH для ротовой полости выше 7. Чем выше кислотность (ниже рН), тем более благоприятна среда для развития микроорганизмов. Кислая среда возникает, например, после употребления богатой углеводами пищи. 

Состав слюны: вода, пищеварительные ферменты, лизоцим.

Вещество	Функция
вода (до 98,5%)	увлажняет слизистую ротовой полости раздражает корень языка
муцин	формирует и склеивает пищевой комок защищает слизистую оболочку рта и пищевода
пищеварительные ферменты: птиалин мальтаза	частичное переваривание углеводов крахмал и гликоген → мальтоза мальтоза → глюкоза
лизоцим	уничтожает микробы заживляет повреждения защищает зубы от кариеса

Глотание — рефлекторный ответ на раздражение корня языка.

Центр глотания: подолговатый мозг.

При проглатывании пищи язычок мягкого нёба закрывает проход в носовую полость, а надгортанник, опускаясь, закрывает вход в гортань.

Пищевод принимает участие в проглатывании пищи, перистальтические сокращения мышц пищевода обеспечивают продвижение пищи в желудок.

Вне глотания вход в желудок закрывается кольцевой мышцей — нижним пищеводным сфинктером (кардией), который препятствует обратному движению пищи из желудка в пищевод. 

Одно­стороннему движению пищи способствует и острый угол впадения пищевода в желудок. Острота угла увеличивается при наполнении желудка.

При некоторых патологических состояниях тонус кардии сни­жается, перистальтика пищевода нарушается и содержимое же­лудка может забрасываться в пищевод. Это вызывает неприятное ощущение, называемое изжогой.

Нарушением глотания является аэрофагия — избыточное заглатывание воздуха, что чрезмерно по­вышает внутрижелудочное давление, и человек испытывает дис­комфорт. Воздух выталкивается из желудка и пищевода, часто с характерным звуком (отрыгивание).

Пищеварение в желудке

Объём пустого желудка составляет около 500 мл. После принятия пищи он обычно растягивается до одного литра, но может увеличиться и до четырёх. Желудок является резервуаром для проглоченной пищи, а также осуществляет химическое переваривание этой пищи. Кроме того, осуществляет секрецию биологически активных веществ и выполняет функцию всасывания.

Функции желудка:

• депониро­вание пищи;
• механическая и химическая обработка пищи;
• частичное всасывание веществ;
• постепенная порционная эвакуация содержимого желудка в кишечник.

Железы слизистой оболочки желудка выделяют 2−2,5 л желудочного сока в сутки. 

Состав желудочного сока:

• вода и минеральные соли;
• соляная кислота (HCl). 
  Функции: обеззараживание пищевых веществ, денатурация белков, поддержание кислой среды для активности ферментов;
• пищеварительные ферменты: пепсин (расщепление белков) и липаза (расщепление жиров).

Благодаря соляной кислоте желудочный сок имеет кислую реакцию: рН 1,5−1,8 (для сравнения: сок лимона имеет рН 2). Однако величина рН содержимого желуд­ка значительно выше, так как кислотность нейтрализуется принятой пищей.

Для защиты слизистой оболочки желудка мукоциты стенок желудка выделяют слой слизи (мукоидный секрет) толщиной 1−1,5 мм, который называется слизистым защитным барьером желудка. 

Пища находится в желудке несколько часов. За это время она набухает, разжи­жается и переваривается ферментами слюны и желудочного сока. 

Ферменты слюны действуют на углеводы пищи, находя­щиеся в центральной части пищевого комка, куда ещё не проник желудочный сок, прекращающий их действие.

Ферменты желудочного сока действуют на белки пищевого комка только в кислотной среде желудочного сока, т. е. в непосредственной близости со сли­зистой оболочкой желудка.

В желудке частично переваренная пища смешивается с желудочным соком и выводится отдельными порциями в двенадцатиперстную кишку.

Время полной эвакуации смешанной пищи из желудка здоро­вого взрослого человека составляет 6−10 часов. Пища, богатая углеводами, быстрее эвакуируется из желудка, чем богатая белками. Жирная пища эвакуируется из него с наименьшей скоростью.

Жидкости начинают переходить в кишку сразу после их поступления в же­лудок.

Повреждения слизистой оболочки желудка

Разрушение слизистого барьера желудка может быть одной из причин повреждения слизистой оболочки желудка и более глубоких слоёв его стенки.

Повреждающие факторы:

• высокая концентрация в содержимом желудка соляной кислоты;
• неорганические кислоты: ортофосфорная, ацетилсалициловая (аспирин);
• уксусная кислота — даже в небольшой концентрации;
• желч­ные кислоты;
• алкоголь;
• бактерия Helicobacter pylori.

В кислой среде и в условиях нарушенного слизистого барьера возможно переваривание элемен­тов слизистой оболочки пепсином. Это приводит к гастриту (воспалению слизистой оболочки желудка) и язвенной болезни желудка.

Пищеварение в тонкой кишке

В обеспечении начального этапа пищеварения большая роль принадлежит процессам, происходящим в двенадцатиперстной кишке. В двенадцатиперстную кишку впадают протоки поджелудочной железы и печени. 

Содержимое двенадцатиперстной кишки имеет слабощелочную реакцию, которая поддерживается за счёт поступающих в кишку щелочных секретов поджелудочной железы, тонкой кишки и желчи. Желудочный пепсин при этом инактивируется.

По мере про­движения по двенадцатиперстной кишке пищевое содержимое сме­шивается с поступающими в кишку секретами, ферменты которых уже в двенадцатиперстной кишке осуществляют расщепление пита­тельных веществ. Особенно велика в этом роль сока поджелудоч­ной железы и желчи.

Этапы пищеварения:

1. Полостное пищеварение: в полости тонкой кишки при участии ферментов поджелудочной железы осуществляется гидролиз сложных полимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) до полипептидов и дисахаридов.
2. Пристеночное пищеварение: на стенке тонкой кишки, в частности на мембранах кишечного эпителия, происходит дальнейшее расщепление образовавшихся соединений до моносахаридов, аминокислот, жирных кислот и глицерина.  При этом важная роль принадлежит собственно кишечным ферментам. 
3. Всасывание через стенки ворсинок пищевых веществ в кровь (аминокислоты, моносахариды) и лимфу (жирные кислоты).

Мышечные сокращения ворсинок способствуют перемешиванию пищи в полости кишки и продвижению поступивших через её эпителиальные клетки (энтероциты) питательных веществ по кровеносным и лимфатическим сосудам.

Секреция поджелудочной железы

Поджелудочная железа человека натощак выделяет небольшое количество секрета. Активное выделение сока железой начинается при поступлении пищевого содержимого из желудка в двенадцатиперстную кишку.

За сутки выделяется  до 2,5 л поджелудочного сока.

Состав сока поджелудочной железы: 

• вода;
• гидрокарбонаты: нейтрализуют кис­лое пищевое содержимого желудка в двенадцатиперстной кишке;
• ферменты (амилазы, липа­зы, нуклеазы, протеазы): переваривают все виды питательных веществ. 

Ферменты поджелудочной железы:

• трипсин и химотрипсин: расщепление белков;
• амилаза: расщепление крахмала и гликогена;
• липаза: расщепление жиров.

Липаза действует только на поверхности жира. Чем больше суммарная площадь поверхности контакта жира и липазы, тем активнее идёт его расщепление. Поэтому эмульгирование жира имеет огромное значение для его перевари­вания. Эмульгирование обеспечивается желчью (желч­ными кислотами и их солями). 

Секреция желчи

Желчь образуется в печени, и ее участие в пищеварении многообразно. У человека за сутки образуется до 1,8 л желчи. Процесс образования желчи осуществляется непрерывно, а поступление желчи в двенадцатиперстную кишку — периодически, в основном в связи с приёмом пищи. Нато­щак в кишечник желчь почти не поступает, она направляется в желчный пузырь, где при депонировании концентрируется и не­сколько изменяет свой состав, поэтому принято говорить о двух видах желчи — печёночной и пузырной.

В желчи содержатся белки, аминокислоты, витамины и другие вещества. Желчь обладает небольшой ферментативной ак­тивностью. При прохождении по желчевыводящим путям и нахождении в желчном пузыре жидкая и прозрачная золотисто-желтого цвета печёночная желчь концентрируется (всасываются вода и минеральные соли), к ней добавляется муцин желчных путей и пузыря, и желчь становится тёмной, тягучей.

Основной компонент желчи — желчные кислоты — синтезируется в гепатоцитах (клетках печени). Из тонкой кишки всасывается в кровь около 90% желчных кислот, выделившихся в кишку в составе жел­чи. Всосавшиеся желчные кислоты с кровью по воротной вене транспортируются в печень и включаются в состав желчи. Осталь­ные 10−15% желчных кислот выводятся из организма в основ­ном в составе кала. Эта потеря желчных кислот восполняется их синтезом в гепатоцитах.

Значение желчи:

• эмульгация жиров;
• инактивация пепсина;
• растворение и всасывание жирных кислот (продуктов расщепления липидов);
• повышение активности ферментов поджелудочной железы и кишеч­ных ферментов (особенно липазы);
• стимуляция расщепления и всасывания белков и углеводов;
• стимуляция перистальтики;
• стимуляция секреторной дея­тельности тонкой кишки;
• стимуляция обновления клеток кишечного эпителия (эпителиоцитов);
• бактериостатическое действие;
• участие во всасывании из кишеч­ника жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот и солей кальция.

Кишечная секреция

Кишечный сок представляет собой мутную, вязкую жид­кость, является продуктом деятельности всей слизистой оболочки тонкой кишки. За сутки у человека выделяется до 2,5 л кишечного сока.

Слизистая оболочка тонкой кишки образует ворсинки — выросты, выступающие в просвет кишечника. На 1 кв. мм поверхности приходится 20−40 кишечных ворсинок. Кишечные ворсинки покрыты каёмчатыми клетками, выросты их плазматической мембраны формируют множество микроворсинок.

Поверхность кишечных ворсинок содержит кишечные ферменты и слизь, вырабатываемые бокаловидными клетками. 

В слизистой оболочке тонкой кишки происходит непрерывная смена слоя клеток поверхностного эпителия. Они образуются в криптах (впадинах между ворсинками), затем продвигаются по ворсинкам и слущиваются с их верхушек. Полное обновление этих клеток у человека совершается за 1−6 суток. Такой высокий темп образования и отторжения кле­ток обеспечивает достаточно большое их количество в кишечном соке (у человека за сутки отторгается около 250 г эпителиоцитов).

Состав кишечного сока:

• вода;
• минеральные соли;
• слизь;
• ферменты (более 20);
• отторгнутые эпителиоциты.

При дефиците определённых кишечных амилаз возникает пищевая непереносимость соответствующего дисахарида. Известны генетически закреплённые и приобретённые лактазная, сахаразная и комбинированные недоста­точности. У значительной популяции людей, особенно народов Азии и Африки, выявлена лактазная недостаточность: непереносимость молока и многих молочных продуктов.

Пищеварение в толстой кишке

Из тонкой кишки химус (пищевая кашица) через сфинктер порциями переходит в толстую кишку. При наполнении слепой кишки и её растяжении сфинктер закрывается, и в норме содержимое толстой кишки в тонкую кишку не возвращается. При переполнении толстой кишки увеличивает тонус сфинктера и тормозится поступ­ление в толстую кишку содержимого тонкой кишки. За сутки у здорового человека из тонкой в толстую кишку переходит до 4,0 л химуса.

Пища почти полностью переваривается и всасывается в тонкой кишке. Небольшое количество веществ пищи, в том числе клетчатка и пектин (растительный полисахарид) расщепляются в толстой кишке. Гидролиз осуществляется ферментами химуса, микроорганизмов и сока толстой кишки.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке незначительно. Там всасывается много воды, что необходимо для формирования кала, в небольшом количестве глюкоза, аминокислоты, хлориды, минеральные соли, жирные кислоты и жирорастворимые витамины A, D, Е, К.

Вещества из прямой кишки всасываются так же, как и из ротовой полости, т. е. непосредственно в кровь. На этом основано действие так называемых питательных клизм. 

Сок толстой кишки имеет щелочную реакцию.

Состав сока толстой кишки:

• вода;
• слизь;
• отторгну­тые кишечные эпителиоциты;
• ферменты: их активность значительно меньше, чем в тонкой кишке, хотя  спектры ферментов близки. 

Толстая кишка является конечной частью пищеварительного тракта человека и состоит из нескольких отделов. Общая длина толстой кишки у человека составляет около 2 метров.

Функции толстой кишки:

• всасывание воды и солей;
• расщепление остатков пищевых веществ кишечными бактериями;
• всасывание остатков питательных веществ и жирорастворимых витаминов;
• синтез витаминов группы В и витамина К;
• формирование и выведение (дефекация) каловых масс.

Автор: Анастасия Рудакова