Процесс механической обработки пищи в пищеварительном канале и химическое расщепление ферментами питательных веществ на более простые составные части, усваиваемые организмом.
Для обеспечения физической и умственной работы, роста и развития, покрытия энергетических затрат, происходящих при осуществлении физиологических функций, помимо непрерывного поступления кислорода, организму необходимы самые разнообразные химические вещества. Их организм получает с пищей, основу которой составляют продукты растительного, животного и минерального происхождения. Потребляемые человеком продукты содержат питательные вещества: белки, жиры и углеводы, богатые, энергией, выделяющейся при их расщеплении в организме. Потребность организма в питательных веществах определяется интенсивностью происходящих в нем энергетических процессов.
| Таблица 12.2. Пищеварительные соки и их характеристика | |||
| Пищеварительный сок | Фермент | Субстрат | Продукт расщепления |
| Слюна | Амилаза | Крахмал | Мальтоза |
| Желудочный сок | Пепсин (оген) | Белки | Полипептиды |
| Липаза | Жиры эмульгированные | Жирные кислоты, глицерин | |
| Поджелудочный сок | Трипсин (оген) | Белки | Полипептиды и аминокислоты |
| Химотрипсин (оген) | Белки | Полипептиды и аминокислоты | |
| Липаза | Жиры | Жирные кислоты, глицерин | |
| Амилаза | Крахмал | Мальтоза | |
| Желчь | - | Жиры | Капли жира |
| Кишечный сок | Энтерокиназа | Трипсиноген | Трипсин |
| Другие ферменты | Действуют на все составные части пищи | ||
| Дипептидазы | Дипептиды | Аминокислоты | |
В качестве строительного материала используются преимущественно белки, содержащие необходимые аминокислоты. Из них организм синтезирует собственные, свойственные только ему белки. При их недостаточном количестве в пище у человека развиваются различные патологические состояния. Белки не могут быть заменены другими питательными веществами, в то время как жиры и углеводы в определенных пределах способны заменять друг друга. Следовательно, пища человека должна содержать определенное минимальное количество каждого питательного вещества. При составлении пищевого рациона (состав и количество продуктов) необходимо учитывать не только их энергетическую ценность, но и качественный состав. Пища человека должна обязательно включать продукты как растительного, так и животного происхождения.
Многие химические вещества, содержащиеся в пище, в том виде, в каком они поступают в организм, усваиваться не могут. Необходима их тщательная механическая и химическая переработка. Механическая обработка заключается в измельчении, перемешивании и протирании пищи до состояния кашицы. Химическая обработка осуществляется ферментами, которые выделяются пищеварительными железами. При этом сложные органические вещества расщепляются на более простые и усваиваются организмом. Происходящие в организме сложные процессы механического измельчения и химического расщепления пищевых продуктов называются пищеварением.
Пищеварительные ферменты действуют только в определенной химической среде: одни - в кислой (пепсин), другие - в щелочной (трипсин), третьи - в нейтральной (амилаза слюны). Максимальная активность ферментов наблюдается при температуре 37 - 40 °С. При более высокой температуре большинство ферментов разрушается, при низкой подавляется их активность. Пищеварительные ферменты строго специфичны: каждый из них действует только на вещество определенного химического состава. В пищеварении участвуют три основные группы ферментов (табл. 12.2): протеолитические (протеазы), расщепляющие белки, липолитические (липазы), расщепляющие жиры, и гликолитические (карбогидразы), расщепляющие углеводы.
Различают три типа пищеварения:
- внеклеточное (полостное) - совершается в полости желудочно-кишечного тракта.
- мембранное (пристеночное) - происходит на границе вне- и внутриклеточной среды, осуществляется ферментами, связанными
с мембраной клеток;
Внеклеточное и мембранное пищеварение характерно для высших животных. Внеклеточное пищеварение начинает переваривание питательных веществ, мембранное обеспечивает промежуточные и завершающие стадии этого процесса.
- внутриклеточное - встречается у простейших организмов.
СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ
В пищеварительной системе различают пищеварительный канал и сообщающиеся с ним выводными протоками пищеварительные железы: слюнные, желудочные, кишечные, поджелудочную и печень, расположенные вне пищеварительного канала и сообщающиеся с ним своими протоками. Все пищеварительные железы относятся к железам внешней секреции (железы внутренней секреции выделяют свой секрет в кровь). За сутки у взрослого человека образуется до 8 л пищеварительного сока.
Пищеварительный канал у человека имеет длину около 8-10 м и подразделяется на следующие отделы: ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, прямую кишку, анус (рис. 1.). Каждый отдел имеет свои характерные особенности строения и специализирован на выполнении определенной фазы пищеварения.
Стенка пищеварительного канала на большей части своего протяжения состоит из трех слоев:
- наружного
[показать]
Наружный слой - серозная оболочка - образован соединительной тканью и брыжейкой, которые отделяют пищеварительный канал от внутренних органов.
- среднего
[показать]
Средний слой - мышечная оболочка - в верхнем отделе (полость рта, глотка, верхняя часть пищевода) представлен поперечнополосатой, а в остальных отделах - гладкомышечной тканью. Гладкие мышцы расположены в два слоя: наружный - продольный, внутренний - круговой.
Благодаря сокращению этих мышц совершается продвижение пищи по пищеварительному каналу и перемешивание веществ с пищеварительными соками.
В мышечном слое находятся нервные сплетения, состоящие из скоплений нервных клеток. Они регулируют сокращение гладких мышц и секрецию пищеварительных желез.
- внутреннего
[показать]
Внутренний слой состоит из слизистого и подслизистого слоев, имеющих обильное крове- и лимфоснабжение. Наружный слой слизистой оболочки представлен эпителием, клетки которого выделяют слизь, облегчающую продвижение содержимого по пищеварительному каналу.
Кроме того, в слизистом слое пищеварительного канала диффузно расположены эндокринные клетки, вырабатывающие гормоны, которые принимают участие в регуляции двигательной и секреторной деятельности пищеварительной системы, а также в нем много лимфатических узелков, выполняющих защитную функцию. В них обезвреживаются (частично) болезнетворные микроорганизмы, попадающие в организм с пищей.
Подслизистый слой имеет многочисленные мелкие железы, выделяющие пищеварительные соки.
Пищеварение в полости рта. Ротовая полость ограничена сверху твердым и мягким небом, снизу - челюстно-подъязычной мышцей (диафрагмой рта), по бокам - щеками. Ротовое отверстие ограничено губами. У взрослого человека в ротовой полости имеется 32 зуба: по 4 резца, 2 клыка, 4 малых коренных и 6 больших коренных зуба на каждой челюсти. Зубы состоят из особого вещества дентина, являющегося видоизмененной костной тканью. Снаружи они покрыты эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервы и кровеносные сосуды. Зубы предназначены для измельчения пищи, они играют определенную роль в образовании звуков.
Полость рта выстлана слизистой оболочкой. В нее открываются протоки трех пар слюнных желез - околоушных, подъязычных и подчелюстных. В ротовой полости находится язык, представляющий собой мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой, на которой находятся небольшие многочисленные сосочки, содержащие вкусовые рецепторы. На кончике языка имеются рецепторы, воспринимающие сладкий вкус, на корне языка - горький, на боковых поверхностях - кислый и соленый. С помощью языка пища перемешивается во время пережевывания и проталкивается при глотании. Язык является органом речи человека.
Область перехода ротовой полости в глотку обозначается как зев. По бокам его находятся скопления лимфоидной ткани - миндалины. Содержащиеся в них лимфоциты выполняют защитную роль в борьбе с микроорганизмами. Глотка представляет собой мышечную трубку, в которой различают носовую, ротовую и гортанную части. Две последние связывают ротовую полость с пищеводом. Длина пищевода около 25 см. Его слизистая образует продольные складки, облегчающие проведение жидкости. В пищеводе никаких изменений пищи не происходит.
Пищеварение в желудке . Желудок - самый расширенный отдел пищеварительного канала, имеющий форму перевернутого химического сосуда - реторты. Он расположен в брюшной полости. Начальная часть желудка, соединенная с пищеводом, называется кардиальной, расположенная слева от пищевода и приподнятая вверх от места их соединения, обозначается как дно желудка, а нисходящая средняя - как тело. Плавно суживаясь, желудок переходит в тонкий кишечник. Этот выходной отдел желудка называется пилорическим. Боковые края желудка изогнуты. Левый выпуклый край называется большой кривизной, а правый вогнутый - малой кривизной желудка. Вместимость желудка у взрослого человека составляет около 2 л.
Размеры и форма желудка изменяются в зависимости от количества принятой пищи и степени сокращения мышц его стенок. В местах перехода пищевода в желудок и желудка в кишечник имеются сфинктеры (сжиматели), регулирующие продвижение пищи. Слизистая оболочка желудка образует продольные складки, значительно увеличивающие ее поверхность. В толще слизистой оболочки содержится большое количество трубчатых желез, вырабатывающих желудочный сок. Железы состоят из секреторных клеток нескольких типов: главных, вырабатывающих фермент пепсин, обкладочных - соляную кислоту, слизистых - слизь и эндокринных - гормоны.
Пищеварение в кишечнике . Тонкий кишечник - самая длинная часть пищеварительного канала, длиною 5-6 м у взрослого человека. В нем выделяют двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. Двенадцатиперстная кишка имеет форму подковы и является самым коротким отделом тонкого кишечника (около 30 см). В полость двенадцатиперстной кишки открываются выводные протоки печени и поджелудочной железы.
Граница между тощей и подвздошной кишками очерчена нечетко. Эти отделы кишечника образуют многочисленные изгибы - петли кишок и на всем протяжении подвешены брыжейкой к задней брюшной стенке. Слизистая оболочка тонкого кишечника образует круговые складки, поверхность ее покрыта ворсинками, представляющими собой специализированный аппарат всасывания. Внутри ворсинки проходят артерия, вена, лимфатический сосуд.
Поверхность каждой ворсинки покрыта однослойным цилиндрическим эпителием. Каждая эпителиальная клетка ворсинки имеет выросты апикальной мембраны - микроворсинки (3-4 тыс.). Круговые складки, ворсинки и микроворсинки увеличивают поверхность слизистой кишечника (рис. 2). Эти структуры способствуют заключительным этапам пищеварения и всасыванию продуктов переваривания.
Между ворсинками слизистая оболочка тонкого кишечника пронизана огромным количеством устьев трубчатых желез, секретирующих кишечный сок и ряд гормонов, обеспечивающих различные функции пищеварительной системы.
Поджелудочная железа имеет продолговатую форму и находится на задней стенке брюшной полости под желудком. В железе различают три отдела: головку, тело и хвост. Головка железы окружена двенадцатиперстной кишкой, хвостовая ее часть прилегает к селезенке. Через толщу всей железы проходит ее главный проток, открывающийся в двенадцатиперстную кишку. Поджелудочная железа содержит клетки двух видов: одни клетки секретируют пищеварительный сок, другие - специальные гормоны, регулирующие обмен углеводов. Поэтому она относится к железам смешанной секреции.
Печень является крупной пищеварительной железой, ее масса у взрослого человека достигает 1,8 кг. Расположена она в верхнем отделе брюшной полости, справа под диафрагмой. Передняя поверхность печени выпуклая, нижняя же - вогнутая. Печень состоит из двух долей - правой (большой) и левой. На нижней поверхности правой доли находятся так называемые ворота печени, через которые в нее входят печеночная артерия, воротная вена и соответствующие нервы; здесь же располагается желчный пузырь. Функциональной единицей печени является долька, состоящая из вены, расположенной в центре дольки, и радиально расходящихся от нее рядов печеночных клеток. Продукт печеночных клеток - желчь - по специальным желчным капиллярам поступает в желчевыводящую систему, включающую желчные протоки и желчный пузырь, а затем - в двенадцатиперстную кишку. В желчном пузыре желчь накапливается в промежутках между приемами пищи, а во время активного пищеварения выделяется в кишечник. Кроме образования желчи печень принимает активное участие в обмене белков и углеводов, в синтезе ряда важных для организма веществ (гликоген, витамин А), оказывает влияние на процессы кроветворения и свертывания крови. Печень осуществляет защитную функцию. В ней обезвреживаются, а затем выводятся почками многие ядовитые вещества, приносимые с кровью из желудочно-кишечного тракта. Эта функция настолько важна, что при полном отключении печени (например, при травме) человек сразу же погибает.
Последний отдел пищеварительного канала - толстый кишечник. Длина его около 1,5 м, а диаметр в 2-3 раза больше диаметра тонкого кишечника. Толстая кишка расположена на передней стенке брюшной полости и окружает в виде обода тонкую кишку. Она подразделяется на слепую, сигмовидную и прямую кишки.
Характерной особенностью строения толстого кишечника является наличие вздутий, образованных слизистой и мышечными оболочками. В отличие от тонкого кишечника слизистая оболочка толстых кишок не содержит круговых складок и ворсинок, пищеварительных желез в ней мало и состоят они в основном из слизистых клеток. Обилие слизи способствует продвижению по толстой кишке более плотных остатков пищи.
В области перехода тонкого кишечника в толстый (в слепую кишку) находится специальный клапан (заслонка), обеспечивающий движение содержимого кишечника в одном направлении - из тонкого в толстый. В слепой кишке имеется червеобразный отросток - аппендикс, играющий определенную роль в иммунной защите организма. Прямая кишка заканчивается сфинктером - кольцевой поперечнополосатой мышцей, регулирующей опорожнение кишечника.
В пищеварительной системе осуществляется последовательная механическая и химическая обработка пищи, специфичная для каждого ее отдела.
В полость рта пища попадает в виде твердых кусочков или жидкостей разной консистенции. В зависимости от этого она или сразу же поступает в глотку, или подвергается механической и первоначальной химической обработке. Первая осуществляется жевательным аппаратом - координированной работой жевательных мышц, зубов, губ, неба и языка. В результате жевания пища измельчается, перетирается и смешивается со слюной. Содержащийся в слюне фермент амилаза начинает гидролитическое расщепление углеводов. Если пища задерживается в полости рта длительное время, то образуются продукты расщепления - дисахариды. Ферменты слюны активны только в нейтральной или слабощелочной среде. Выделяемая со слюной слизь нейтрализует попавшие в рот кислые продукты. Лизоцим слюны губительно действует на многие микроорганизмы, содержащиеся в пище.
Механизм отделения слюны рефлекторный. При контакте пищи с рецепторами полости рта происходит их возбуждение, которое по чувствительным нервам передается в продолговатый мозг, где расположен центр слюноотделения, а от него сигнал поступает к слюнным железам. Это безусловные слюноотделительные рефлексы. Слюнные железы начинают выделять свой секрет не только при раздражении рецепторов полости рта пищевыми продуктами, но и при виде, запахе пищи, звуках, связанных с приемом пищи. Это условные слюноотделительные рефлексы. Слюна склеивает частицы пищи в комок и делает его скользким, облегчая прохождение через глотку и пищевод, предупреждая повреждение слизистой этих органов пищевыми частицами. Состав и количество слюны могут изменяться в зависимости от физических свойств пищи. В течение суток у человека выделяется до двух литров слюны.
Сформированный пищевой комок движением языка и щек перемещается к глотке и вызывает раздражение рецепторов корня языка, неба и задней стенки глотки. Возникшее возбуждение по афферентным нервным волокнам передается в продолговатый мозг - к центру глотания, а оттуда - к мышцам полости рта, глотки, гортани, пищевода. Благодаря сокращению этих мышц пищевой комок проталкивается в глотку, минуя дыхательные пути (носоглотку, гортань). Затем сокращением мышц глотки пищевой комок продвигается в открытое отверстие пищевода, откуда посредством его перистальтических движений перемещается в желудок.
Поступающая в полость желудка пища вызывает сокращения его мышц и усиление секреции желудочного сока. Пища перемешивается с желудочным соком и превращается в жидкую кашицу - химус. За сутки у взрослого человека выделяется до 3 л сока. Основными его компонентами, принимающими участие в расщеплении питательных веществ, являются ферменты - пепсин, липаза и соляная кислота. Пепсин расщепляет сложные белки на простые, которые подвергаются дальнейшим химическим изменениям в кишечнике. Он действует только в кислой среде, которая обеспечивается присутствием в желудке соляной кислоты, секретируемой обкладочными клетками. Желудочная липаза расщепляет только эмульгированный жир молока. Углеводы в полости желудка не перевариваются. Важным компонентом желудочного сока является слизь (муцин). Она предохраняет стенку желудка от механических и химических повреждений и переваривающего действия пепсина.
После 3-4-часовой обработки в желудке химус маленькими порциями начинает поступать в тонкий кишечник. Передвижение пищи в кишечник осуществляется сильными сокращениями пилорического отдела желудка. Скорость опорожнения желудка зависит от объема, состава и консистенции принятой пищи. Жидкости переходят в кишечник сразу же после поступления в желудок, а плохо пережеванная и жирная пища задерживается в желудке до 4-х и более часов.
Сложный процесс пищеварения желудка регулируется нервными и гуморальными механизмами. Секреция желудочного сока начинается еще до приема пищи (условные рефлексы). Так, приготовление к еде, разговоры о пище, вид и запах ее вызывают выделение не только слюны, но и желудочного сока. Такой предварительно выделившийся желудочный сок называется аппетитным или запальным. Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием его нормальной работы.
Прием пищи сопровождается механическими раздражениями рецепторов полости рта, глотки, пищевода и желудка. Это приводит к усилению желудочной секреции (безусловные рефлексы). Центры секреторных рефлексов расположены в продолговатом и промежуточном мозге, в гипоталамусе. От них импульсы по блуждающим нервам поступают к желудочным железам.
Кроме рефлекторных (нервных) механизмов в регуляции желудочного сокоотделения участвуют гуморальные факторы. Слизистая желудка продуцирует гормон гастрин, который стимулирует секрецию соляной кислоты и в незначительной степени выделение пепсина. Гастрин выделяется в ответ на поступление пищи в желудок. При повышении секреции соляной кислоты высвобождение гастрина тормозится и таким образом осуществляется саморегуляция желудочной секреции.
К стимуляторам желудочной секреции относится гистамин, образуемый в слизистой желудка. Сокогонным действием обладают многие пищевые вещества и продукты их расщепления, которые попадают в кровь при их всасывании в тонком кишечнике. В зависимости от факторов, возбуждающих секрецию желудочного сока, выделяют несколько фаз: мозговую (нервную), желудочную (нервно-гуморальную) и кишечную (гуморальную).
В тонком кишечнике завершается расщепление питательных веществ. В нем переваривается основное количество углеводов, белков и жиров. Здесь осуществляется и внеклеточное, и мембранное пищеварение, в которых участвуют желчь и ферменты, образующиеся кишечными железами и поджелудочной железой.
Клетки печени секретируют желчь непрерывно, но в двенадцатиперстную кишку она выделяется только с поступлением пищи. В состав желчи входят желчные кислоты, желчные пигменты и многие другие вещества. Пигмент билирубин определяет светло-желтую окраску желчи у человека. Желчные кислоты способствуют процессам переваривания и всасывания жиров. Желчь в силу присущей ей щелочной реакции нейтрализует поступающее в двенадцатиперстную кишку из желудка кислое содержимое и тем самым прекращает действие пепсина, а также создает благоприятные условия для действия ферментов кишечника и поджелудочной железы. Жировые капли под влиянием желчи превращаются в тонкодисперсионную эмульсию, а затем липазой расщепляются до глицерина и жирных кислот, способных проникать через слизистую кишечника. Если желчь в кишечник не выделяется (закупорка желчного протока), то жиры не усваиваются организмом и выделяются с каловыми массами.
Ферменты, образуемые поджелудочной железой и выделяемые в двенадцатиперстную кишку, способны расщеплять белки, жиры и углеводы. В течение суток у человека образуется до 2 л поджелудочного сока. Основные ферменты, содержащиеся в нем, - трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза и глюкозидаза. Большинство ферментов вырабатываются поджелудочной железой в неактивном состоянии. Их активация осуществляется в полости двенадцатиперстной кишки. Так, трипсин и химотрипсин в составе поджелудочного сока находятся в виде неактивного трипсиногена и химотрипсиногена и переходят в активную форму в тонком кишечнике: первый под действием фермента энтерокиназы, второй - трипсина. Трипсин и химотрипсин расщепляют белки до полипептидов и пептидов. Дипептидазы кишечного сока расщепляют дипептиды до аминокислот. Липаза гидролизует эмульгированные желчью жиры на глицерин и жирные кислоты. Под действием амилазы и глюкозидазы большинство углеводов расщепляются до глюкозы. Эффективному всасыванию питательных веществ в тонком кишечнике способствует его большая поверхность, наличие множественных складок, ворсинок и микроворсинок слизистой оболочки. Специализированными органами всасывания являются ворсинки. Сокращаясь, они способствуют контакту поверхности слизистой с химусом, а также оттоку крови и лимфы, насыщенных питательными веществами. При расслаблении из полости кишечника в их сосуды вновь поступает жидкость. В течение суток в тонком кишечнике всасывается до 10 л жидкости, из которых 7 - 8 л составляют пищеварительные соки.
Большая часть образовавшихся при переваривании пищи веществ и вода всасываются в тонком кишечнике. Непереваренные остатки пищи поступают в толстый кишечник, в котором продолжается всасывание воды, минеральных веществ и витаминов. Существенное значение для разложения непереваренных остатков пищи имеют содержащиеся в толстом кишечнике многочисленные бактерии. Одни из них способны расщеплять целлюлозу растительной пищи, другие - разрушать невсосавшиеся продукты переваривания белков и углеводов. В процессе брожения и гниения остатков пищи образуются ядовитые вещества. При попадании в кровеносное русло они обезвреживаются в печени. Интенсивное всасывание воды в толстом кишечнике способствует уменьшению и уплотнению химуса - формированию каловых масс, которые удаляются из организма во время акта дефекации.
Гигиена питания
Питание человека должно организовываться с учетом закономерностей работы пищеварительной системы. Постоянно следует придерживаться правил гигиены питания.
- Стараться соблюдать определенное время приема пищи. Это способствует образованию условных соковыделительных рефлексов и лучшему перевариванию принятой пищи и значительному предварительному сокоотделению.
- Пища должна быть вкусно приготовленной и красиво оформленной. Вид, запах поданной пищи, сервировка стола возбуждают аппетит, усиливают выделение пищеварительных соков.
- Принимать пищу следует медленно, хорошо пережевывая. Размельченная пища быстрее переваривается.
- Температура пищи не должна быть выше 50-60 °С и ниже 8-10 °C. Горячая и холодная пища раздражают слизистые оболочки полости рта и пищевода.
- Пища должна быть приготовлена из доброкачественных продуктов, чтобы не вызвать пищевое отравление.
- Стараться регулярно употреблять сырые овощи и фрукты. В них содержится много витаминов и клетчатки, которая стимулирует двигательную работу кишечника.
- Сырые овощи и фрукты необходимо мыть перед едой кипяченой водой и защищать от загрязнения мухами - переносчиками болезнетворных микробов.
- Строго соблюдать правила личной гигиены (мыть руки перед едой, после контакта с животными, после посещения туалета и т.д.).
УЧЕНИЕ И. П. ПАВЛОВА О ПИЩЕВАРЕНИИ
Изучение деятельности слюнных желез. Слюна выделяется в полость рта через протоки трех пар крупных слюнных желез и из множества мелких желез, находящихся на поверхности языка и в слизистой оболочке нёба и щек. Для изучения функции слюнных желез Иван Петрович Павлов предложил применять у собак операцию выведения на поверхность кожи щеки отверстия выводного протока одной из слюнных желез. После того как собака поправилась после операции, собирают слюну, исследуют ее состав и измеряют ее количество.
Так И. П. Павлов установил, что выделение слюны происходит рефлекторно, в результате раздражения пищей нервных (сенсорных) рецепторов слизистой оболочки полости рта. Возбуждение передается в центр слюноотделения, расположенный в продолговатом мозге, откуда оно направляется по центробежным нервам к слюнным железам, которые усиленно выделяют слюну. Это безусловно-рефлекторное отделение слюны.
И. П. Павлов обнаружил, что слюна может выделяться и тогда, когда собака только видит пищу или ощущает ее запах. Эти открытые И. П. Павловым рефлексы были им названы условными, рефлексами, так как они вызваны условиями, которые предшествуют возникновению безусловного слюноотделительного рефлекса.
Изучение пищеварения в желудке , регуляции выделения желудочного сока и его состава в различные стадии процессов пищеварения стало возможно благодаря методам исследования, разработанным И. П. Павловым. Он усовершенствовал метод наложения фистулы желудка у собаки. В образованное отверстие желудка вставляют канюлю (фистулу) из нержавеющего металла, которую выводят наружу и укрепляют на поверхности брюшной стенки. Через фистульную трубку можно брать для исследования содержимое желудка. Однако чистый желудочный сок таким методом получить не удается.
Для изучения роли нервной системы в регуляции деятельности желудка И. П. Павловым был разработан еще один специальный метод, давший возможность получать чистый желудочный сок. И. П. Павлов объединил наложение фистулы на желудок с перерезкой пищевода. При еде заглатываемая пища вываливается наружу через отверстие пищевода, не попадая в желудок. При таком мнимом кормлении в результате раздражения пищей нервных рецепторов слизистой оболочки полости рта в желудке рефлекторно выделяется желудочный сок.
Выделение желудочного сока может быть вызвано и условно-рефлекторно - видом пищи или любым раздражителем, сочетающимся с едой. Желудочный сок, выделяемый условнорефлекторно до начала еды, И. П. Павлов назвал "аппетитным" соком. Эта первая сложнорефлекторная фаза желудочной секреции длится около 2 ч, а пища переваривается в желудке в течение 4-8 ч. Следовательно, сложнорефлекторная фаза не может объяснить все закономерности отделения желудочного сока. Для того чтобы выяснить эти вопросы, необходимо было изучить влияние пищи на секрецию желудочных желез. Эту задачу блестяще решил И. П. Павлов, разработав операцию малого желудочка. При этой операции выкраивают лоскут из дна желудка, не отделяя его полностью от желудка и сохраняя все подходящие к нему кровеносные сосуды и нервы. Слизистую оболочку перерезают и сшивают так, чтобы восстановить целостность большого желудка и образовать маленький желудочек в виде мешочка, полость которого изолирована от большого желудка, а открытый конец выведен на брюшную стенку. Таким образом создаются два желудка: большой, в котором переваривание пищи идет обычным путем, и малый, изолированный желудочек, в который пища не попадает.
С поступлением пищи в желудок начинается вторая - желудочная, или нервно-гуморальная, фаза желудочной секреции. Пища, поступившая в желудок, механически раздражает нервные рецепторы его слизистой оболочки. Их возбуждение вызывает усиленное рефлекторное выделение желудочного сока. Кроме того, во время пищеварения в кровь поступают химические вещества - продукты расщепления пищи, физиологически активные вещества (гистамин, гормон гастрин и др.), которые приносятся кровью к железам пищеварительной системы и усиливают секреторную деятельность.
В настоящее время разработаны безболезненные методы исследования пищеварения, которые широко применяются на людях. Так, метод зондирования - введения резиновой трубки-зонда в полость желудка и двенадцатиперстной кишки - позволяет получить желудочный и кишечный соки; рентгенографический метод - изображение органов пищеварения; эндоскопия - введение оптических приборов - дает возможность осматривать полость пищеварительного канала; с помощью радиопилюль - миниатюрных радиопередатчиков, проглатываемых больным, изучаются изменения химического состава пищи, температуры и давления в различных отделах желудка и кишечника.
| Пищеварительный тракт | Строение | Функции | |
| Ротовая полость | зубы | Всего 32 зуба: по четыре плоских резца, по два клыка, по четыре малых и шесть больших коренных зубов на верхней и нижней челюстях. Зуб состоит из корня, шейки и коронки. Зубная ткань - дентин. Коронка покрыта прочной эмалью. Полость зуба заполнена пульпой, несущей нервные окончания и кровеносные сосуды | Откусывание и пережевывание пищи. Механическая обработка пищи необходима для ее последующего переваривания. Измельченная пища доступна действию пищеварительных соков |
| язык | Мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. Задняя часть языка - корень, передняя свободная - тело, заканчивающееся закругленной верхушкой, верхняя сторона языка - спинка | Орган вкуса и речи. Тело языка формирует пищевой комок, корень языка участвует в глотательном движении, которое осуществляется рефлекторно. Слизистая оболочка снабжена вкусовыми рецепторами | |
| слюнные железы | Три пары слюнных желез, образованных железистым эпителием. Пара желез - околоушные, пара - подъязычные, пара - подчелюстные. Протоки желез открываются в ротовую полость | Выделяют слюну рефлекторно. Слюна смачивает пищу во время ее пережевывания, способствуя образованию пищевого комка для проглатывания пищи. Содержит пищеварительный фермент птиалин, расщепляющий крахмал до сахара | |
| Глотка, пищевод | Верхняя часть пищеварительного канала, представляющая собой трубку длиной 25 см. Верхняя треть трубки состоит из поперечно-полосатой, нижняя часть - из гладкой мышечной ткани. Выстлана плоским эпителием | Проглатывание пищи. Во время глотания пищевой комок проходит в глотку, при этом мягкое небо приподнимается и загораживает вход в носоглотку, надгортанник закрывает путь в гортань. Глотание рефлекторное | |
| желудок | Расширенная часть пищеварительного канала грушевидной формы; имеются входное и выходное отверстия. Стенки состоят из гладкой мышечной ткани, выстланы железистым эпителием. Железы вырабатывают желудочный сок (содержащий фермент пепсин), соляную кислоту и слизь. Объем желудка до 3 л | Переваривание пищи. Сокращающиеся стенки желудка способствуют перемешиванию пищи с желудочным соком, который выделяется рефлекторно. В кислой среде фермент пепсин расщепляет сложные белки до более простых. Фермент слюны птиалин расщепляет крахмал до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком и не произойдет нейтрализация фермента | |
| Пищеварительные железы | печень | Самая крупная пищеварительная железа массой до 1,5 кг. Состоит из многочисленных железистых клеток, образующих дольки. Между ними находится соединительная ткань, желчные протоки, кровеносные и лимфатические сосуды. Желчные протоки впадают в желчный пузырь, где собирается желчь (горькая, слегка щелочная прозрачная жидкость желтоватого или зеленовато-бурого цвета - окраску придает расщепленный гемоглобин). Желчь содержит обезвреженные ядовитые и вредные вещества | Вырабатывает желчь, которая скапливается в желчном пузыре и по протоку во время пищеварения поступает в кишечник. Желчные кислоты создают щелочную реакцию и эмульгируют жиры (превращают их в эмульсию, которая подвергается расщеплению пищеварительными соками), что способствует активизации поджелудочного сока. Барьерная роль печени заключается в обезвреживании вредных и ядовитых веществ. В печени глюкоза преобразуется в гликоген под воздействием гормона инсулина |
| поджелудочная железа | Железа гроздевидной формы, 10-12 см длиной. Состоит из головки, тела и хвоста. Поджелудочный сок содержит пищеварительные ферменты. Деятельность железы регулируется вегетативной нервной системой (блуждающий нерв) и гуморально (соляной кислотой желудочного сока) | Выработка поджелудочного сока, который по протоку попадает в кишечник во время пищеварения. Реакция сока щелочная. Он содержит ферменты: трипсин (расщепляет белки), липазу (расщепляет жиры), амилазу (расщепляет углеводы). Кроме пищеварительной функции железа вырабатывает гормон инсулин, который поступает в кровь | |
| Кишечник | двенадцатиперстная кишка (начальный отдел тонкого кишечника) | Начальный отдел тонкого кишечника длиной до 15 см. В него открываются протоки поджелудочной железы и желчного пузыря. Стенки кишки состоят из гладких мышц, сокращаются непроизвольно. Железистый эпителий вырабатывает кишечный сок | Переваривание пищи. Пищевая кашица порциями поступает из желудка и подвергается действию трех ферментов: трипсина, амилазы и липазы, а также кишечного сока и желчи. Среда щелочная. Белки расщепляются до аминокислот, углеводы - до глюкозы, жиры - до глицерина и жирных кислот |
| тонкий кишечник | Самая длинная часть пищеварительной системы - 5-6 м. Стенки состоят из гладких мышц, способных к перистальтическим движениям. Слизистая оболочка образует ворсинки, к которым подходят кровеносные и лимфатические капилляры | Переваривание пищи, разжижение пищевой кашицы пищеварительными соками, перемещение ее посредством перистальтических движений. Всасывание через ворсинки в кровь аминокислот и глюкозы. Глицерин и жирные кислоты всасываются в клетки эпителия, где из них синтезируются собственные жиры организма, которые поступают в лимфу, затем в кровь | |
| толстый кишечник, прямая кишка | Имеет длину до 1,5 м, диаметр в 2-3 раза больше, чем у тонкого. Вырабатывает только слизь. Здесь обитают симбиотические бактерии, расщепляющие клетчатку. Прямая кишка - конечный отдел тракта, заканчивается заднепроходным отверстием | Переваривание остатков белков и расщепление клетчатки. Образующиеся при этом ядовитые вещества всасываются в кровь, по воротной вене поступают в печень, где обезвреживаются. Всасывание воды. Образование каловых масс. Рефлекторное выведение их наружу | |
Органы пищеварительной системы выполняют очень важную миссию – обеспечивают организм всеми необходимыми для его полноценной работы микроэлементами и витаминами. Если в системе пищеварения отсутствуют сбои, то в кровоток не будут проникать ни яды, ни токсические вещества. Также стоит отметить, что благодаря ее слаженной работе человек защищается от инфекционных патологий, а также организм получает возможность самостоятельно осуществлять синтезирование витаминов.
Строение
У каждого человека пищеварительный тракт комплектуется следующими органами:
- печенкой;
- глоткой;
- поджелудочной;
- желудком;
- толстой кишкой;
- ротовой полостью (включаются и слюнные железы);
- тонкой кишкой;
- пищеводом;
- кишкой 12-ти перстной.
По внешнему виду пищеварительный тракт напоминает трубку, протяженность которой достигает 9-ти метров. Несмотря на то, что некоторые железы, принимающие участие в пищеварительных процессах, локализируются за пределами его стенок, они полностью с ним взаимодействуют. Особое строение органов пищеварения позволяет ЖКТ помещаться в организме человека и полноценно функционировать.
Функциональность
Функции пищеварительной системы заключаются в следующем:
- Изначально еда попадает в ротовую полость, где она начинает измельчаться и смачиваться слюнной жидкостью.
- После глотания пищевой ком начинает продвижение по пищеводу.
- Добравшись до желудка, измельченная пища подвергается воздействию кислой среды, благодаря которой происходит изменение ее структуры.
- После перемешивания и переваривания пищевая масса перемещается в тонкий отдел кишечника. В этом органе происходит всасывание всех питательных веществ.
- Остатки пищи продвигаются в толстый отдел кишечника. Здесь из них всасывается вся жидкость, после чего происходит их трансформация в каловые массы.
- В процессе акта дефекации сформировавшиеся фекалии покидают организм.
Большую роль в пищеварительном процессе играют слюнные железы.
Они генерируют жидкость, которая смешивается с пищевым комком и помогает ему продвигаться по пищеводу:
- Изначально пища попадает в ротовую полость, где она соприкасается со слизистыми, на поверхности которых расположены большие и маленькие слюнные железы.
- Большие железы, локализирующиеся в непосредственной близости от ушных раковин, генерируют слизь. Железы, расположенные под челюстями и языком, продуцируют смешанный секрет.
- Процесс с выделения слюнной жидкости может быть очень интенсивным. Например, если человек употребляет лимон, то в минуту его железы способны спродуцировать до 7,5мл жидкости.
- Процесс продвижения пищевого комка по пищеводу занимает не более 20-ти секунд.
Особенности желудка
Одним из самых важных органов пищеварения является желудок, который располагается сразу после пищевода. Его местом локализации является подложечная зона. Что касается параметров органа, то они напрямую зависят от того, что в нем содержится. Например, если желудок полностью освобожден от пищевых фрагментов, то его протяженность не превышает 20-ти см, а расстояние между его стенками варьируется в диапазоне от 7-ми до 8-ми см. В том случае, когда замеры будут проводиться после заполнения едой желудка, то его протяженность сразу увеличится до 25-ти см, а ширина до 12-ти см.
Вместительность органа напрямую зависит от его содержимого и может варьироваться в диапазоне от 1,5л до 4-х л. Когда человек делает глотательные движения, мышечные ткани желудка начинают расслабляться и находятся в таком состоянии вплоть до завершения трапезы. Благодаря желудочной мускулатуре осуществляется перетирание, и переработка пищи, после чего сформированный пищевой комок продолжает движение в тонкий кишечный отдел.
В процессе переваривания пищи принимает непосредственное участие желудочный сок. В его составе присутствует соляная кислота, поэтому удается расщеплять пищевые фрагменты. Продуцирование желудочного сока осуществляется во время трапез и продолжается еще в течение 4-6 час. За сутки в организме5 человека может выделиться до 2,5л желудочных кислот.
Тонкий кишечный отдел
К органам пищеварения человека относится тонкий кишечный отдел, который состоит из нескольких фрагментов:
- кишки подвздошной;
- кишки 12-ти перстной;
- кишечника тощего.
Тонкий отдел кишечника имеет очень большую протяженность, но благодаря петлеобразному размещению он способен умещаться в области брюшины. Его функции заключаются в смешивании пищевых фрагментов и их продвижении к толстому кишечному отделу. Что касается 12-ти перстной кишки, то в ее полости содержится слабощелочная среда.
Но, как только в орган проникают пищевые массы из желудка, состав среды начинает изменяться, причем в меньшую сторону. Стоит отметить, что в непосредственной близости от 12-ти перстной кишки находится проток, по которому из поджелудочной выводятся панкреатические ферменты. Задача секрета железы заключается в максимальном ощелачивании пищи.
Толстый кишечный отдел
В пищеварительном тракте этот кишечный отдел рассматривается в качестве конечной «остановки» для пищевого комка. Протяженность органа может достигать 2-х м. Несмотря на то, что этот кишечный отдел имеет наиболее крупный просвет, у его ободочного нисходящего звена ширина просвета сужается до 4-х см. После проникновения из тонкого кишечного отдела пищевой ком на протяжении длительного временного промежутка будет находиться в толстой части органа. Процесс переваривания еды может занимать до 3-х час.
В толстом кишечном отделе осуществляется не только накапливание пищевых масс, но и всасывание из них жидкости, а также полезных микроэлементов. После этого переработанная еда продвигается к прямой кишке и выводится наружу в виде фекалий. Как правило, после трапезы пища добирается до толстого кишечного отдела приблизительно за три часа. Орган в течение суток накапливает фрагменты еды, и после переработки раз несколько суток избавляется от них.
Патологии
Если у человека происходят сбои в работе ЖКТ, то у него будет наблюдаться характерная симптоматика. В такой ситуации необходимо обратиться в больничное учреждение и получить консультацию. Врач-гастроэнтеролог, прежде чем назначить пациенту индивидуальную схему медикаментозной терапии, должен провести комплексное обследование, которое позволит выявить причину патологии, а также дифференцировать ее от недугов, имеющих схожую клиническую картину.
Чаще всего люди сталкиваются с такой проблемой как гастриты, при которых у них наблюдаются расстройства такого плана:
- возникает тошнота;
- появляется изжога;
- начинается рвота;
- возникает отрыжка;
- вздувается живот и т. д.
Стоит отметить, что этот недуг является неизлечимым, особенно если его появление спровоцировала патогенная бактерия Хеликобактер. Он способен протекать как в острой, так и в хронической форме (с периодическим рецидивированием). Пациенты могут нормализовать свое состояние после курса медикаментозной терапии (совместно с диетой), после чего им удастся перевести заболевание в состояние стойкой ремиссии.
Довольно часто у людей возникает дисбактериоз, спровоцировать который может продолжительное применение некоторых видов лекарственных препаратов, чрезмерное увлечение диетами и прочие внешние и внутренние факторы.
Чтобы устранить эту патологию люди должны нормализовать естественный баланс кишечной микрофлоры. Для этих целей им необходимо курсово пропить пробиотические и пребиотические препараты.
Еще одним нарушением в работе ЖКТ является запор.
С этой проблемой регулярно сталкиваются следующие категории людей:
- будущие мамочки;
- люди преклонного возраста;
- пациенты, которые не соблюдают питьевой режим;
- люди, в жизни которых отсутствует физическая активность;
- пациенты, которые неправильно и нережимно трапезничают и т. д.
Чтобы нормализовать процесс дефекации пациенты должны начать правильно питаться. В их рацион следует включить продукты, которые в своем составе содержат грубую клетчатку. При затяжных запорах некоторым больным специалисты прописывают слабительные медикаменты, а также микроклизмы.
Что касается поноса, который относится к нарушениям процессов дефекации, то он может быть спровоцирован кишечной инфекцией и другими факторами. В такой ситуации люди должны начать употреблять продукты, способные закреплять стул, а также принимать медикаменты, которые были прописаны лечащими врачами.
У многих людей наблюдаются проблемы с кишечником. Если происходит его воспаление, то у человека может прогрессировать такой недуг как энтерит.
У пациентов наблюдается характерная симптоматика:
- возникают болезненные ощущения в области брюшины;
- повышается температура;
- начинается тошнота;
- частично или полностью снижается аппетит;
- нарушаются процессы дефекации (развивается сильный понос).
Если у человека недуг протекает в хронической форме, то вероятнее всего ор является следствием течение опасной патологии, требующей хирургической терапии. В том случае, когда случилось обострение заболевания, то у юных и пожилых пациентов может на фоне затяжной диареи случиться обезвоживание, что для них крайне опасно. Им необходимо срочно начать проводить восполнение водно-солевого баланса, задействуя для этих целей собственноручно приготовленный или купленный в аптечной сети раствор, например, «Регидрона».
Для обеспечения жизнедеятельности человека необходима энергия , которую возможно получить, употребляя пищевые продукты. Для их переработки в человеческом организме существует пищеварительная система, представляющая собой сложный механизм, состоящий из различных взаимосвязанных между собой органов. Основными функциями пищеварительной системы являются: механическая - измельчение пищи, а также ее передвижение и выделение; всасывающая - извлечение питательных веществ, витаминов , воды; секреторная - выработка слюны, желчи и ферментов, а также выделительная - выведение из организма не переваренных остатков пищи.
В пищеварительную систему входят следующие органы пищеварения: как желудочно-кишечного тракта и вспомогательные органы - слюнные железы, печень, поджелудочная железа, желчные протоки и желчный пузырь. Процесс пищеварения проходит по следующему пути - ротовая полость, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка и прямая кишка. Если рассматривать систему пищеварения с топографической точки зрения, то она включает в себя несколько частей - головную, шейную, брюшную и тазовую.
Процесс пищеварения проходит 3 стадии - механическая обработка, химическая и выведение отходов. 1 стадия начинается с момента попадания пищи в ротовую полость , где происходит ее измельчение. Кроме того, на этом этапе не малу, роль играют слюнные железы, которые обрабатывают своими ферментами частички еды. Далее уже измельченные пищевые продукты проходят в глотку и пищевод , откуда попадают на следующую стадию обработки. Здесь происходят сложные химические процессы, в результате которых извлекаются питательные вещества и формируются массы отходов. На этом этапе пищеварения работают желудок, печень, поджелудочная железа, тонкая и толстая кишка. Завершающей стадией является процесс выведения отходов через прямую кишку и анус.
Ротовая полость - отверстие, с помощью которого пища попадает в организм человека и запускается процесс пищеварения. Рот имеет язык и зубы, а его поверхность покрыта слизистой оболочкой. Язык не только помогает нам различать вкусы с помощью рецепторов, но и осуществляет перемешивание пищи во рту. Зубы человека разделены на 3 группы - резцы, клыки и коренные, каждая из которых выполняют свою важную функцию для измельчения пищевых продуктов. Дальнейшая обработка приходится на слюнные железы, которых в человеческом организме 3 пары - околоушные, подчелюстные и подъязычные . Выделяемая ими слюна смачивает пищу и начинает химические процессы пищеварения.
Глотая пищу, она переходит в глотку , где с помощью надгортанника минует дыхательные пути. Размер глотки около 12 сантиметров, а визуально она напоминает воронку. Соединяющим звеном между глоткой и желудком является пищевод - это мышечная трубка, достигающая в длину 30 сантиметров, и покрытая слизистой оболочкой. Продвижение пищи в желудок происходит благодаря мышечным сокращениям. Пища, проходящая по пищеводу, растягивает его и дает рефлекс на открытие входа в желудок. Желудок представляет собой полый орган, в который попадает пища. Здесь происходит процесс ее переваривания, в котором активное участие принимает желудочный сок. Он визуально выглядит как прозрачная жидкость без цвета. Клетки желудка производят 3 вещества, которые необходимы для нормального функционирования пищеварительной системы - слизь, пепсиноген и соляную кислоту. При воздействии соляной кислоты пепсиноген преобразуется в пепсин. Именно это вещество способно расщеплять белки на полипептиды.
Органы пищеварения, а именно тонкая кишка является переработчиком пищи. Она начинается с двенадцатиперстной кишки, далее следует тощая и подвздошная кишки. Этот участок пищеварения самый протяженный, длина тонкой кишки может колебаться от 4 до 7 метров. На этом этапе происходит всасывание питательных веществ и расщепление пищи с помощью желчи, а также желудочного и поджелудочного соков. Важно, что сок поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку непостоянно, а только в те моменты, когда человек употребляет пищу и немного после. Количество желчи напрямую зависит от съеденной пищи. Например, очень большое количество выделяется для обработки мяса и меньше на жир. Последней частью пищеварительного тракта является толстая кишка . Здесь в большей степени происходит всасывание воды и образование каловых масс. Высокое содержание различных бактерий способствует усвоению пищи, выработке значимых для организма веществ и витаминов, потребность в которых уменьшается. Размер толстой кишки достигает 2 метров, ее поверхность покрыта слизистой, что способствует сохранению целостности ее стенок и более простому прохождению кала. Прямая кишка завершает процесс пищеварения человека, являясь последней частью толстой кишки. В нормальном состоянии она должна быть пустой, так как каловые массы собираются выше - в толстой кишке. При ее заполнении происходит позыв к дефекации, в процессе которого через прямую кишку и задний проход кал выходит из человеческого организма.
Помимо всех вышеперечисленных органов, которые составляют неразрывную цепь пищеварения, в этом процессе не менее значимую роль играют такие вспомогательные органы, как печень, поджелудочная железа и желчный пузырь.
Печень - невероятно важный орган человеческого организма, расположенный в правой части брюшной полости под диафрагмой . Функциональность печени очень велика. Этот орган выделяет желчь, которая необходима для расщепления жиров, которые вместе с пищей попадают в человеческий организм. 2 печеночных протока - правый и левый выделяют желчь, и объединившись в один, перенаправляют ее в желчный пузырь.
Небольшой мешочек, длина которого доходит до 14 сантиметров и ширина - 5, в нижней части печени называется желчным пузырем. Он представляет собой удлиненный резервуар с узким и широким концом. Прохождение пищи по пищеварительной системе влечет за собой сокращение желчного пузыря, и как результат выделение желчи, которая попадая в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди, смешивается с пищевыми продуктами.
Поджелудочная железа - еще один немало важный орган, который принимает участие в процессе пищеварения. Размеры ее достаточно крупные, а функции делятся на функции внешней и внутренней секреции. Этот орган относится к одному из самых значимых источников ферментов для переваривания белков, жиров и углеводов. Кроме того, панкреатический сок, выделяемый поджелудочной железой, участвует в процессе нейтрализации кислого желудочного химуса. Также существует островковый аппарат, который вырабатывает такие важные гормоны, как инсулин и глюкагон. Именно они отвечают за метаболизм углеводов - инсулин понижает уровень глюкозы в крови, а глюкагон, напротив, повышает.
Пищеварительная система представляет собой комплекс органов, функция которых заключается в механической и химической обработке принимаемых пищевых веществ, всасывании переработанных и выделении оставшихся непереваренными составных частей пищи. К ней относятся полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишка, печень, желчный пузырь и поджелудочная железа (рис. 2). Пищевод, желудок и весь кишечник образуют желудочно-кишечный тракт.
Рис. 2. Общий план строения пищеварительной системы.
Полость рта делится на два отдела: преддверие рта и собственно полость рта. Преддверием рта называется пространство, расположенное между губами и щеками снаружи и зубами и деснами изнутри. Посредством ротового отверстия преддверие рта открывается наружу.
Полость рта простирается от зубов спереди и латерально до входа в глотку сзади. Сверху полость рта ограничена твердым и мягким небом, дно образуется диафрагмой рта и занято языком. В полость рта открываются протоки трех пар больших слюнных желез: околоушной, поднижнечелюстной и подъязычной. Кроме того, в слизистой оболочке рта имеются многочисленные мелкие железы, которые по характеру секрета могут быть серозные, слизистые или смешанные.
Небо состоит из двух частей (рис. 3). Передние две трети его имеют костную основу (небный отросток верхней челюсти и горизонтальная пластинка небной кости), это – твердое небо ; задняя треть – мягкое небо (является мышечным образованием). Свободный задний край мягкого неба свободно свисает вниз, имея посередине выступ – язычок , а по бокам переходит в две пары складок, образуя две пары дужек, между которыми расположены небные миндалины (гланды) . В толще мягкого неба расположены мышцы, которые определяют его участие в глотании и звукообразовании.
Рис. 3. Строение ротовой полости.
1 – верхняя губа, 2, 9 – десны, 3 – зубы, 4 – твердое небо, 5 – мягкое небо, 6 – язычок, 7 – миндалина, 8 – язык, 10 – уздечка нижней губы, 11 – нижняя губа 12 – уздечка верхней губы, 13 – зев.
Отверстие, ограниченное с боков дужками мягкого неба, сверху язычком, а снизу начальным отделом языка, называется зевом . Благодаря ему ротовая полость сообщается с глоткой.
Язык является мышечным органом. В нем выделяют три части – корень, верхушку и расположенное между ними тело . На корне языка расположены многочисленные лимфоидные скопления – язычная миндалина . Верхняя поверхность языка называется спинкой языка, на ней расположены многочисленные сосочки , в которых находятся рецепторы, определяющие чувствительность языка к прикосновению, боли, температуре, восприятию и идентификации вкуса.
Зубы (рис. 4) представляют собой окостеневшие сосочки слизистой оболочки, служащие для механической обработки пищи. У человека смена зубов происходит 2 раза, поэтому различают зубы молочные и постоянные.
Рис. 4. Строение зуба.
Число постоянных зубов равно 32, по 16 в верхнем и нижнем ряду. Каждая половина зубного ряда имеет 8 зубов. Развитие зубов у человека начинается приблизительно на 7-й неделе эмбриональной жизни. Зубы расположены в ячейках альвеолярных отростков верхней и нижней челюстей.
Ткань, покрывающая альвеолярные отростки, носит название десен . Каждый зуб состоит из коронки зуба, шейки и корня. Коронка выдается над десной, шейка охватывается десной, а корень сидит в зубной альвеоле и оканчивается верхушкой, на которой имеется маленькое отверстие. Через это отверстие в зуб входят сосуды и нервы. Внутри коронки зуба имеется полость, которая заполнена зубной мякотью (пульпой ), богатой сосудами и нервами. Твердое вещество зуба состоит из дентина, эмали и цемента. Главную массу зуба составляет дентин. Эмаль покрывает снаружи коронку, а корень покрыт цементом. Полностью развитый и сохранившийся жевательный аппарат взрослого человека содержит 32 зуба, образующих верхний и нижний зубные ряды. Каждая половина зубного ряда содержит 8 зубов: 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных (премоляры) и 3 больших коренных зуба (моляры). Третий коренной называется зубом мудрости и прорезывается последним.
Количество зубов принято изображать зубной формулой, в которой верхние зубы обозначаются в числителе, а нижние – в знаменателе. Зубы отмечают, начиная с середины, а так как правая и левая половины симметричны, берут в расчет только левую. Первой цифрой обозначается количество резцов, второй – клыков, третьей – малых коренных и четвертой – больших коренных зубов.
Формула постоянных зубов:
Формула молочных зубов:
В зубоврачебной практике пользуются следующими цифровыми формулами:
Справа 
Слева
Цифрой 1 обозначается медиальный резец, цифрой 8 – третий большой коренной зуб. На основании этой формулы отдельные зубы обозначаются следующим образом:
– правый верхний первый коренной зуб;
– левый верхний клык;
– правый нижний первый малый коренной зуб;
В ротовой полости расположены три пары крупных желез – околоушная, подъязычная и подчелюстная, которые вырабатывают пищеварительные ферменты и слизь, выделяющиеся по выводным протокам в полость рта.
Глотка (рис. 5) – часть пищеварительной трубки и дыхательных путей, которая является соединительным звеном между полостью рта и носа с одной стороны, пищеводом и гортанью – с другой. Она начинается от основания черепа и заканчивается на уровне 6-7 шейных позвонков. Внутреннее пространство глотки составляет полость глотки. Глотка расположена позади носовой и ротовой полостей и гортани. Соответственно органам, расположенным кпереди от глотки, она может быть разделена на три части: носовую, ротовую, гортанную.
Рис. 5. Полость глотки.
Носовая часть (носоглотка) – это верхний отдел, который к пищеварению не имеет никакого отношения и в функциональном отношении является частью дыхательной системы. Посредством хоан глотка сообщается с носовой полостью. На латеральных стенках носоглотки находятся отверстия слуховых (евстахиевых) труб , соединяющих этот отдел с полостью среднего уха. У входа в глотку находится кольцо лимфоидных образований : миндалина языка, две небные, две трубные и глоточная миндалины. Слизистая оболочка носовой части глотки покрыта мерцательным эпителием в соответствии с дыхательной функцией этой части глотки.
Ротовая часть (ротоглотка) представляет собой средний отдел глотки, который спереди сообщается через зев с полостью рта. Отверстие зева расположено под хоанами. В этом отделе происходит перекрест дыхательных и пищеварительных путей. Здесь слизистая оболочка приобретает гладкую поверхность, способствующую скольжению пищевого комка при глотании. Этому содействуют также секрет заложенных в слизистой желез и мышцы глотки, расположенные продольно (расширители – дилататоры) и циркулярно (суживатели – констрикторы).
Гортанная часть (гортаноглотка) является нижним отделом глотки, расположенным позади гортани и простирающимся от входа в гортань до входа в пищевод. На передней стенке находится отверстие – вход в гортань, ограниченное надгортанником. Основу стенки глотки составляет фиброзная оболочка, которая вверху прикрепляется к костям основания черепа. Изнутри глотка покрыта слизистой оболочкой, кнаружи от нее располагается мышечная оболочка, а за ней тонкая фиброзная, соединяющая стенку глотки с окружающими органами. На уровне VI шейного позвонка глотка переходит в пищевод.
Функция глотки заключается в проведении воздуха от носовой полости до входа в гортань, а пищевого комка из ротовой полости в пищевод, а также в изоляции воздухоносных путей во время совершения глотания.
Акт глотания . В ротовой полости происходит механическая и начальная химическая обработка пищи. Вследствие чего и формируется пищевой комок, который продвигается к корню языка, вызывая раздражение его рецепторов. При этом рефлекторно поднимается мягкое небо и перекрывает сообщение с носоглоткой. Сокращением мышц языка пищевой комок прижимается спинкой языка к твердому небу и проталкивается через зев. Одновременно с этим мышцы, расположенные выше подъязычной кости, тянут гортань кверху, а корень языка опускается книзу (благодаря сокращению мышцы) и давит на надгортанник, опуская его и тем самым, перекрывая вход в гортань. Далее происходит последовательное сокращение мышц-сжимателей глотки, вследствие чего пищевой комок проталкивается по направлению к пищеводу.
Лимфатическое глоточное кольцо . В организм человека постоянно проникают чужеродные вещества и микроорганизмы, их источниками являются воздух и пища. Эти вещества необходимо задержать либо обезвредить. Эту роль и выполняют расположенные в ротовой полости у входа в глотку шесть миндалин (глоточная, язычная, парные трубная и небная), образующих лимфатическое глоточное кольцо (кольцо Пирогова) . Острое инфекционное поражение небных миндалин называется ангиной, разрастание глоточной миндалины – аденоидами.
Пищевод является начальным отделом желудочно-кишечного тракта. Он представляет собой узкую и длинную трубку длиной 23-25 см, расположенную между глоткой и желудком и способствующую продвижению пищи от глотки до желудка. Пищевод начинается на уровне VI-го шейного позвонка и оканчивается на уровне XI-го грудного. Пищевод, начавшись в области шеи, проходит в грудную полость и, прободая диафрагму, входит в брюшную полость, поэтому в нем различают шейную, грудную и брюшную части.
Начиная с желудка все отделы пищеварительного тракта вместе с его большими железами (печень, поджелудочная железа), а также селезенка и мочеполовая система расположены в брюшной полости и в полости таза.
Брюшной полостью называется пространство, находящееся в туловище ниже диафрагмы и заполненное брюшными органами. Диафрагма является верхней стенкой брюшной полости и отделяет е от грудной полости. Передняя стенка образована сухожильными растяжениями трех широких мышц живота и прямыми мышцами живота. В состав боковых стенок живота входят мышечные части трех широких мышц живота, а задней стенкой служат поясничная часть позвоночного столба и квадратная мышца поясницы. Внизу брюшная полость переходит в полость таза. Тазовая полость ограничена сзади передней поверхностью крестца, а спереди и с боков частями тазовых костей с лежащими на них мышцами. Брюшная полость разделяется на полость брюшины и забрюшинное пространство. Стенки брюшной полости выстланы серозной оболочкой – брюшиной.
Брюшина представляет собой замкнутый серозный мешок, который только у женщин сообщается с внешней средой через отверстия маточных труб. Брюшина состоит из двух листков: пристеночного париетального и внутренностного или висцерального. Париетальный листок выстилает стенки брюшной полости, а висцеральный покрывает внутренности, образуя их серозный покров на большем или меньшем протяжении. Между листками находится полость брюшины , в которой содержится небольшое количество серозной жидкости, увлажняющей поверхность органов и облегчающей передвижение их относительно друг друга. Брюшина, переходя со стенок брюшной полости на органы, с одного органа на другой, образует связки, брыжейки, сальники. С помощью связок органы брюшной полости фиксируются между собой и к стенке живота. Брыжейки служат для фиксации положения органов брюшной полости, в них проходят сосуды и нервы, идущие к органу. Сальники представляют собой складки брюшины, между листками которой содержится большое количество жировой клетчатки. Пространство между фасцией, покрывающей мышцы, и брюшиной на задней брюшной стенке называется забрюшинным . В нем располагаются поджелудочная железа и почки.
Желудок (рис. 6) представляет собой мешкообразное расширение пищеварительного тракта, в желудке скапливается пища после прохождения ее через пищевод и протекают первые стадии ее переваривания, когда твердые составные части пищи превращаются в жидкую или кашицеобразную смесь. В желудке различают переднюю и заднюю стенки. Вогнутый край желудка, обращенный вверх и вправо, называется малой кривизной , выпуклый край, обращенный вниз и влево – большой кривизной . В желудке различают следующие части:
- кардиальную часть (кардию) – начальный отдел, место входа пищевода в желудок;
- дно – куполообразная часть полости желудка, расположенная в самом верху слева от кардии;
- тело – самый большой отдел, в котором происходит «складирование» пищи в момент ее переваривания;
- привратниковую часть , расположенную следом за телом и заканчивающуюся пилорическим сфинктером , который отграничивает полость желудка от полости двенадцатиперстной кишки.
Стенка желудка состоит из трех оболочек: слизистой, мышечной и серозной.
Слизистая оболочка желудка выстлана однослойным цилиндрическим эпителием, образует множество складок, которые сглаживаются при наполнении желудка. В ней имеются специальные желудочные железы, вырабатывающие желудочный сок, содержащий пепсин и соляную кислоту.
Рис. 6. Желудок.
Мышечная оболочка хорошо выражена и состоит из трех слоев: продольного, косого и циркулярного. При выходе из желудка круговой мышечный слой образует мощный сфинктер привратника , который перекрывает сообщение между желудком и двенадцатиперстной кишкой.
Серозная оболочка представляет собой висцеральный листок брюшины и покрывает желудок со всех сторон. При выполнении некоторых упражнений (например, вис, вис прогнувшись, стойка на кистях) желудок может смещаться и изменять свою форму по сравнению с его исходным положением при обычном стоянии.
Основными функциями желудка являются ферментативное расщепление (гидролиз) белков и других питательных веществ в условиях кислой среды, дальнейшее размельчение и размягчение пищи (механическая обработка), депонирование (пища находится в желудке от 3 до 10 часов), проведение пищи до кишечника, всасывание лекарственных веществ, бактерицидное действие.
Тонкая кишка (рис. 2) является следующим за желудком отделом пищеварительного канала. Она занимает весь средний и нижний отделы брюшной полости, образуя большое количество петель, и переходит в области правой подвздошной ямки в толстую кишку. У живого человека длина тонкой кишки не превышает 2,7м, у трупов – 6,5-7м. В тонкой кишке совершаются механическая (продвижение) и дальнейшая химическая обработка пищи в условиях щелочной среды, а также всасывание питательных веществ. Поэтому в тонкой кишке имеются специальные приспособления для выделения пищеварительных соков (железы, расположенные как в стенке кишки, так и вне ее) и для всасывания переваренных веществ (кишечные ворсинки и складки ). Тонкая кишка делится на три отдела: двенадцатиперстную кишку, тощую и подвздошную.
Двенадцатиперстная кишка (рис. 7) начинается от привратника желудка, подковообразно огибает головку поджелудочной железы и на уровне 2-го поясничного позвонка слева переходит в тощую кишку. В просвет двенадцатиперстной кишки открываются выводные протоки печени и поджелудочной железы, секрет которых содержит ряд важных ферментов, участвующих в кишечном пищеварении. Нередко эти протоки открываются одним общим отверстием. В области впадения протоков печени и поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку расположены 2 сфинктера, регулирующие истечение желчи и панкреатического сока в просвет двенадцатиперстной кишки. Если надобности в соках нет, то эти сфинктеры находятся в сокращенном состоянии.
Тощая кишка является продолжением двенадцатиперстной кишки. Спускаясь вниз, она образует изгибы и петли, расположенные преимущественно в пупочной области и в левой части живота.
Подвздошная кишка является продолжением тощей кишки и на уровне правого крестцово-подвздошного сустава она впадает в толстую кишку. В этом месте расположен илеоцекальный клапан , который регулирует продвижение пищи из тонкой кишки в толстую и препятствует ее обратному прохождению.
Рис. 7. Двенадцатиперстная кишка.
Стенка тонкой кишки состоит из трех оболочек: слизистой с хорошо выраженным подслизистым слоем, мышечной и серозной.
Слизистая оболочка характеризуется наличием большого количества круговых складок, особенно выраженных в двенадцатиперстной кишке. На всем протяжении тонкой кишки слизистая оболочка образует многочисленные выпячивания – кишечные ворсинки (рис. 8), увеличивающие всасывательную поверхность слизистой оболочки в 25 раз. Снаружи кишечная ворсинка покрыта эпителием, в центре нее проходят кровеносные и лимфатические капилляры. Белки и углеводы поступают в кровь и по венозным сосудам попадают в печень, а жиры поступают в лимфатические сосуды.
Рис. 8. Кишечная ворсинка.
Мышечная оболочка состоит из гладких мышечных клеток, образующих два слоя: внутренний циркулярный и наружный продольный. Сокращения мышечных волокон носят перистальтический характер, они последовательно распространяются в направлении к нижнему концу, при этом циркулярные волокна суживают просвет, а продольные, укорачиваясь, способствуют его расширению.
Серозная оболочка охватывает тонкую кишку практически со всех сторон.
Толстая кишка (рис. 2, 9) начинается в правой подвздошной ямке, где в нее переходит подвздошная кишка. Длина толстой кишки составляет 1,5-2м, в ней происходит всасывание воды и формирование каловых масс.
Стенка толстой кишки состоит из трех оболочек. Слизистая оболочка образует редко расположенные полулунные складки, ворсинки в толстой кишке отсутствуют, однако кишечных крипт намного больше, чем в тонкой кишке. Кнаружи от слизистой располагаются два мышечных слоя : внутренний круговой и наружный продольный. Продольный слой не сплошной, он образует три продольные ленты. Между лентами образуются выпячивания – гаустры . Снаружи толстая кишка покрыта брюшиной .
Рис. 9. Толстая кишка.
В толстой кишке различают следующие отделы : слепая кишка с червеобразным отростком, ободочная кишка (восходящая, поперечная, нисходящая и сигмовидная ободочная кишка) и прямая кишка.
Слепая кишка является начальным отделом толстой кишки. Она расположена в правой подвздошной ямке. От задневнутренней поверхности слепой кишки отходит червеобразный отросток (аппендикс), в слизистой оболочке которого имеются скопления лимфоидной ткани. На месте впадения толстой кишки в тонкую расположен илеоцекальный клапан , содержащий слой кольцевой мускулатуры.
Ободочная кишка состоит из четырех частей. Восходящая ободочная кишка является продолжением слепой кишки. Она поднимается кверху до печени, образует изгиб влево и переходит в поперечную ободочную кишку , которая проходит поперек брюшной полости и левым концом доходит до селезенки, где образует левый изгиб, переходя в нисходящую ободочную кишку . Последняя располагается слева на задней брюшной стенке и тянется до подвздошного гребня, откуда и продолжается в сигмовидную кишку , которая расположена в левой подвздошной ямке и на уровне 3-го крестцового позвонка переходит в прямую кишку. Посредством брыжейки поперечная ободочная кишка прикрепляется к задней брюшной стенке.
Прямая кишка (рис. 9) начинается на уровне 3-го крестцового позвонка и является конечным отделом толстой кишки. Заканчивается она задним проходом. Располагается прямая кишка в малом тазу. В средней части кишки образуется расширение – ампула , в котором скапливаются каловые массы. Слизистая оболочка образует поперечные и продольные складки. В области заднего прохода в толще слизистой оболочки находится большое количество вен, образующих геморроидальное сплетение . Волокна мышечной оболочки стенки прямой кишки расположены продольно и циркулярно. В области заднего прохода волокна кругового слоя утолщаются и образуют внутренний сфинктер заднего прохода , неуправляемый произвольно. Несколько ниже него располагается наружный сфинктер , управляемый произвольными усилиями человека.
К пищеварительной системе относятся две крупные железы – печень и поджелудочная железа.
Печень является самой крупной железой в человеческом теле. Ее вес достигает 1,5 кг, вещество ее мягкой консистенции, красно-бурого цвета.
Функции печени многообразны:
o как пищеварительная железа печень вырабатывает желчь, которая по выводному протоку поступает в 12-перстную кишку и способствует перевариванию жиров;
o барьерная (защитная) функция – в печени нейтрализуются ядовитые продукты белкового обмена, которые приносятся туда с венозной кровью по воротной вене;
o обладает фагоцитарными свойствами, т.е. свойствами поглощать и обезвреживать всасывающиеся в кишечнике ядовитые вещества. Этими свойствами обладают клетки ретикуло-эндотелиальной системы, т.е. эндотелий капилляров и так называемые купферовы клетки;
o участвует во всех видах обмена, в частности углеводного, являясь “депо” гликогена (всасываемые слизистой оболочкой кишечника углеводы превращаются в печени в гликоген;
o в эмбриональном периоде выполняет функцию кроветворения, так как в этот период вырабатывает эритроциты;
o выполняет гормональные функции.
Рис. 10. Доли и ворота печени.
Таким образом, печень является одновременно органом пищеварения, кровообращения и всех видов обмена веществ, включая гормональный, а также выполняет защитную функцию.
Расположена печень непосредственно под диафрагмой, в верхней части брюшной полости справа (в правом подреберье). На ней различают две поверхности: верхнюю – диафрагмальную и нижнюю – висцеральную и два края: передний острый и задний тупой.
На диафрагмальной поверхности печени , прилегающей к нижней поверхности диафрагмы, различают две доли (правую и левую), разделенные серповидной связкой.
На висцеральной поверхности , обращенной вниз и назад, расположены две продольные и одна поперечная борозды, которые делят печень на четыре доли: правую, левую, квадратную и хвостатую (рис. 10). В продольных бороздах расположены желчный пузырь и нижняя полая вена.
В поперечной борозде находятся ворота печени (рис. 10), т.е. место, через которое в орган входят и из органа выходят сосуды, нервы и другие образования. В ворота печени входят воротная вена, печеночная артерия и нервы. Из ворот выходят общий печеночный проток и лимфатические сосуды. По общему печеночному протоку из печени оттекает желчь.
Почти вся печень, за исключением задней части диафрагмальной поверхности, покрыта брюшиной. Под серозной оболочкой находится тонкая фиброзная оболочка, которая в области ворот печени вместе с сосудами входит в вещество печени и продолжается в тонкие прослойки соединительной ткани, окружающие печеночные дольки , которые являются структурно-функциональной единицей печени (рис. 11). Долька имеет поперечный размер 1-2мм и состоит, в свою очередь, из печеночных балок, которые располагаются радиально от осевой части дольки к периферии. Печеночные балки построены из двух рядов печеночных клеток, между которыми проходит желчный капилляр. Печеночные балки являются своего рода трубчатыми железами. Между печеночными клетками, из которых складываются дольки печени, идут желчные протоки . Выходя из дольки, они впадают в междольковые протоки , которые, сливаясь вместе, образуют правый и левый печеночные протоки . Из слияния правого и левого протоков образуется общий печеночный проток , выходящий из ворот печени и выносящий из нее желчь.
Печень (в отличие от других внутренних органов) получает богатую кислородом кровь из печеночной артерии и кровь, обогащенную питательными веществами, из воротной вены (от желудка, селезенки, тонкой и толстой кишки). Артериальная и венозная кровь смешивается в особых капиллярах (синусоидах), расположенных между балками печени. В синусоидах кровь через специальные отверстия омывает клетки печени, очищается, а затем вливается в расположенную в центре дольки центральную вену. Центральные вены, сливаясь вместе, образуют 3-4 печеночные вены, которые выходят из печени (не из ворот) и впадают в нижнюю полую вену.
Рис. 11. Печеночная долька.
Желчный пузырь (рис. 10) имеет грушевидную форму, в нем различают дно, тело и шейку, которая продолжается в пузырный проток.
Из слияния пузырного протока и общего печеночного протока образуется общий желчный проток , который открывается в просвет 12-перстной кишки.
Пути выведения желчи . Так как желчь вырабатывается в печени круглосуточно, а поступает в кишечник по мере надобности, то возникла потребность в резервуаре для хранения желчи. Таким резервуаром и является желчный пузырь. Вырабатываемая в печени желчь вытекает из нее по общему печеночному протоку (рис. 10). В случае надобности она поступает сразу в двенадцатиперстную кишку по общему желчному протоку. Этот проток образован в результате слияния общего печеночного и пузырного протоков. Если же этой надобности нет, то общий желчный проток и его сфинктер находятся в сокращенном состоянии и не пускают желчь в кишку, вследствие чего желчь может направляться только в пузырный проток и далее в желчный пузырь. Когда пища поступает в желудок и возникает соответствующий рефлекс, происходит сокращение мышечной стенки желчного пузыря и одновременно расслабление мускулатуры общего желчного протока и сфинктеров, в результате чего желчь поступает в просвет 12-перстной кишки.
Поджелудочная железа (рис. 7, 12) является второй по величине железой пищеварительного тракта. Вес ее у взрослого человека 70-80г, длина – 12-15см. Железа лежит забрюшинно, позади желудка на задней брюшной стенке. Она делится на головку, тело и хвост . Головка охвачена двенадцатиперстной кишкой. По строению поджелудочная железа относится к сложным альвеолярным железам . Она имеет дольчатое строение. Выводной проток поджелудочной железы идет внутри железы по ее длиннику и принимает многочисленные мелкие протоки, отходящие от долек. Соединившись с общим желчным протоком, он открывается общим отверстием в двенадцатиперстную кишку.
Рис. 12. Поджелудочная железа.
В железе различают две составные части : главная масса железы имеет внешнесекреторную функцию, выделяя свой секрет через выводной проток в двенадцатиперстную кишку; меньшая часть железы в виде поджелудочных островков (островков Лангергаанса) относится к эндокринным образованиям (т.е. к железам, не имеющим выводных протоков, секреты которых называются гормонами). Клетки этих островков выделяют в кровь гормоны поджелудочной железы – инсулин и глюкагон, регулирующие содержание сахара в крови.
Заданная последовательность процессов пищеварения обеспечивает наиболее полную механическую и химическую обработку пищевого комка с целью извлечения всех необходимых веществ. Этапы процесса пищеварения рассмотрены в этой статье. Можно узнать про процесс пищеварения в организме человека, начиная с ротовой полости и заканчивая толстой кишкой. Значение процесса пищеварения переоценить очень сложно, по сути это он является фактором поддержания органической жизни тела. Нормальный процесс пищеварения у человека обеспечивает все потребности в белках, жирах и углеводах. С энергетической точки зрения процесс пищеварения в организме необходим для извлечения калорий с целью их направления на работу мышц и внутренних органов. На этом же принципе устроена работы головного мозга и всей центральной нервной системы, включая её функцию терморегуляции.
Основы физиологии пищеварения
Питание - это сложный процесс поступления, переваривания и всасывания питательных веществ. В последние десятилетия стала активно развиваться специальная наука о питании - нутрициология. Рассмотрим основы физиологии пищеварения в ротовой полости, желудке и кишечнике человека.
Пищеварительная система - это совокупность органов, обеспечивающих усвоение организмом питательных веществ, необходимых ему в качестве источника энергии для обновления клеток и роста. Различают полостное и мембранное пищеварение. Полостное осуществляется в полости рта, желудка, тонкого и толстого кишечника. Мембранное - на уровне поверхности мембраны клетки и межклеточного пространства, характерного для тонкого кишечника.
Поступающие с пищей белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества не могут быть усвоены организмом, его тканями и клетками в неизменном виде. Сложные пищевые вещества расщепляются ферментами-гидролазами, выделяющимися в полость пищеварительного тракта в определенных его участках. В процессе пищеварения из высокомолекулярных соединений они постепенно превращаются в низкомолекулярные, растворимые в воде. Белки расщепляются протеазами до аминокислот, жиры - липазами до глицерина и жирных кислот, углеводы - амилазами до моносахаридов.
Все эти вещества всасываются в пищеварительном тракте и поступают в кровь и лимфу, т. е. в жидкие среды организма, откуда они извлекаются клетками тканей. Конечные продукты пищеварения, которые всасываются в кровь, - это простые сахара, аминокислоты, жирные кислоты и глицерин.
Витамины, макро- и микроэлементы в пищеварительной системе могут освобождаться из связанного состояния, в котором они находятся в пищевых продуктах, но сами молекулы не расщепляются.
Пищеварительная система состоит из нескольких частей: это полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая, толстая и прямая кишка.
Суть, физиология и особенности процессов пищеварения в ротовой полости человека
Суть пищеварения в ротовой полости заключается в том, что происходит измельчение пищи. В ротовой полости процессы пищеварения заключают в том, что идет активная обработка пищи слюной (за сутки образуется 0,5-2 л), взаимодействие микроорганизмами и ферментами (амилазами, протеиназами, липазами). В слюне некоторые вещества растворяются и начинает проявляться их вкус. Физиология пищеварения в ротовой полости основана на том, что в слюне содержится фермент амилаза, который расщепляет крахмал до сахаров.
Так, действие амилазы легко проследить: если жевать хлеб в течение 1 минуты, то ощущается сладкий вкус. Белки и жиры не расщепляются во рту. Средняя продолжительность пищеварения в ротовой полости минимальна и составляет всего 15-20 с.
Особенности пищеварения в ротовой полости заключаются в том, что далее пищевой комок (обычно объемом 5-15 см3) продвигается в желудок. Акт глотания включает фазу ротовую (произвольную), глоточную (быструю непроизвольную), пищеводную (медленную непроизвольную). На этом процесс пищеварения в ротовой полости человека считается фактически завершенным. Средняя продолжительность времени прохождения пищевого комка через пищевод составляет 2-9 с и зависит от плотности пищи. Пищеварительный тракт обеспечен специальными клапанами для предотвращения обратного тока, а также для разграниченного воздействия пищеварительных ферментов.
Процессы пищеварения, происходящие в желудке человека
Желудок - самая широкая часть пищеварительного тракта, он способен увеличиваться в размерах и вмещать большое количество пищи. Благодаря ритмическому сокращению мышц стенок пищеварение в желудке начинается с того, что пища тщательно смешивается с кислым желудочным соком.
Пищевой комок, попав в желудок, пребывает в нем в течение 3-5 ч и подвергается механической и химической обработке. Процессы пищеварения в желудке начинаются с т ого, что пища подвергается воздействию желудочного сока (за сутки выделяется 2-2,5 л) и присутствующих в нем соляной кислоты (обеспечивает кислую среду), пепсина (переваривает белки) и других кислых протеаз типа реннина (химозина).
Пепсиногены (предшественники пепсина) делятся на две группы. Первая после активации соляной кислотой и превращения в пепсины гидролизует для процессов пищеварения, происходящих в желудке, определенные типы белков с образованием крупных пептидов при pH 1,5-2,0. Вторая фракция после активации соляной кислотой превращается в гастриксин, гидролизующий белки пищи при pH 3,2-3,5.
Ферменты в процессе пищеварения в желудке человека переваривают белки до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Переваривание углеводов, начавшееся во рту, в желудке приостанавливается, т. к. в кислой среде амилаза теряет свою активность.
Особенности физиологии пищеварения в полости желудка человека
Пищеварение в желудке человека основано на действии желудочного сока, который содержит липазу, расщепляющую жиры. В пищеварении в полости желудка большую роль играет соляная кислота желудочного сока. Соляная кислота повышает активность ферментов, вызывает денатурацию и набухание белков, оказывает бактерицидное действие.
В норме кислотность желудочного сока колеблется в пределах pH от 1,6 до 1,8. Отклонение желудочного сока от нормы используется в диагностике язвы желудка, анемии, опухолей. Особенности пищеварения в желудке заключается в том, что под действием соляной кислоты происходит деактивация многих патогенов.
Физиология пищеварения в желудке такова, что пища, богатая углеводами, находится в желудке около двух часов, эвакуируется быстрее, чем белковая или жирная пища, которая задерживается в желудке на 8-10 ч.
Перемешанная с желудочным соком и частично переваренная пища небольшими порциями, через определенные промежутки времени, когда ее консистенция становится жидкой или полужидкой, переходит в тонкий кишечник.
Функции и особенности процесса пищеварения в тонком кишечнике человека
Из желудка пищевой комок попадает в тонкий кишечник, длина которого у взрослого человека достигает 6,5 метров. Пищеварение в тонком кишечнике является наиболее важным с биохимической точки зрения усвоения веществ.
Кишечный сок в этом отделе пищеварительного тракта имеет щелочную среду за счет поступления в тонкий кишечник желчи, сока поджелудочной железы и выделений стенок кишечника. У некоторых лиц отмечается замедленный процесс пищеварения в тонком кишечнике, обусловленный недостаточностью фермента лактазы, гидролизующего молочный сахар (лактозу), с чем связана неусвояемость цельного молока. Всего в пищеварении в тонком кишечнике человека используется более 20 ферментов (энтерокиназы, пептидазы, фосфатазы, нуклеазы, липаза, амилаза, лактаза, сахараза и др.).
Функции пищеварения в тонком кишечнике зависят от его отделов. Тонкий кишечник имеет три переходящих друг в друга отдела -двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. В двенадцатиперстную кишку выделяется желчь, которая образуется в печени. В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию поджелудочного сока, желчи. Выделяемый поджелудочной железой сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с pH 7,8-8,4. Поджелудочный (панкреатический) сок содержит ферменты, расщепляющие белки и полипептиды: трипсин, химотрипсин, эластазу, карбоксипептидазы и аминопептидазы.
В поджелудочном соке присутствуют: липаза, расщепляющая жиры; амилаза, заканчивающая полное расщепление крахмала до дисахарида - мальтозы; рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, расщепляющие рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты. Секреция поджелудочного сока в зависимости от состава пищи продолжается 6-14 ч, она наиболее длительна при приеме жирной пищи.
Важную роль в процессе пищеварения играет печень, где происходит образование желчи (в сутки 0,5-1,5 л). Особенности пищеварения в тонком кишечнике заключаются в том, что желчь способствует эмульгированию жиров, всасыванию триглицеридов, активирует липазу, стимулирует перистальтику, инактивирует пепсин в двенадцатиперстной кишке, оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие, усиливает гидролиз и всасывание белков и углеводов.
Желчь не содержит пищеварительных ферментов, но необходима для растворения и всасывания жиров и жирорастворимых витаминов. При недостаточной выработке желчи или ее выделении в кишечник нарушаются переваривание и всасывание жиров, и увеличивается их выделение в неизменном виде с калом.
Окончательное переваривание углеводов, остатков белков, жиров происходит в тощей и подвздошной кишках при помощи ферментов, которые вырабатываются клетками слизистой оболочки самой кишки. Выросты стенки тонкого кишечника покрыты энтероцитами - ворсинками. Через множество ворсинок с его поверхности продукты расщепления белков и углеводов поступают в кровь, а продукты расщепления жиров -в лимфу. Благодаря большому количеству особых складок и ворсинок общая всасывающая поверхность кишечника составляет около 500 м2.
В тонком кишечнике происходит всасывание основной массы простых химических фрагментов пищи.
Физиология, функции и процессы пищеварения в толстом отделе кишечника
Непереваренные остатки пищи далее поступают в толстый кишечник, в котором они могут находиться от 10 до 15 часов. В этом отделе пищеварительного тракта осуществляются такие процессы пищеварения в кишечнике, как всасывания воды и микробной метаболизации питательных веществ.
Длина толстого кишечника у взрослого человека в среднем 1,5 м. Он состоит из трех частей - слепой, поперечно-ободочной и прямой кишки.
В пищеварении в толстом отделе кишечника преобладают механизмы обратного всасывания. В нем всасываются глюкоза, витамины и аминокислоты, вырабатываемые бактериями кишечной полости.
Важную роль в процессах пищеварения в толстом кишечнике играют балластные вещества пищи. К ним относятся неперевариваемые биохимические компоненты: клетчатка, гемицеллюлоза, лигнин, камеди, смолы, воски.
Основу балластных компонентов составляют вещества растительного происхождения, входящие в структуру стенок растений и содержащиеся в древесине, шелухе семян, отрубях. Большая часть балластных веществ - это целлюлоза и разветвленные полисахариды на основе ксилозы, арабинозы, маннозы, галактозы. К балластным ингредиентам животного происхождения относятся неутилизируемые человеческим организмом элементы соединительной ткани животных.
Устойчивый к действию протеолитических ферментов белок коллаген выполняет физиологические функции пищеварения в толстом кишечнике, сходные с пищевыми волокнами. Такими же свойствами обладают и не гидролизуемые в кишечнике мукополисахариды, содержащиеся в межклеточном веществе животных тканей. Наибольшее количество этих структурных полисахаридов находится в соединительной ткани, легких, крови.
Структурирование пищи влияет на скорость всасывания в тонкой кишке и продолжительность транзита через желудочно-кишечный факт.
Пищевые волокна и продукты термогидролиза коллагена обладают способностью удерживать значительное количество воды, что существенно влияет на давление, массу и элекфолитный состав фекалий, способствуя формированию мягких фекалий.
Пищевые волокна и неперевариваемые соединительнотканные белки входят в число основных компонентов, составляющих среду, в которой обитают полезные кишечные бактерии.
Пищевые волокна и элементы соединительной ткани имеют большое значение для электролитного обмена в желудочно-кишечном тракте. Это связано с тем, что коллаген, как и полисахариды, обладает катионообменными свойствами и способствует выведению из организма различных вредных соединений.
Пищевые балластные вещества в питании людей снижают риск развития опухолевых заболеваний, язвенной болезни, заболеваний двенадцатиперстной кишки, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, оказывают благотворное влияние на организм людей с избыточной массой тела, страдающих атеросклерозом, гипертонией и другими заболеваниями.
Пищевые волокна, не расщепленные ферментами желудочно-кишечного тракта, частично разрушаются под влиянием микрофлоры.
В толстой кишке формируются каловые массы, состоящие из непереваренных остатков пищи, слизи, отмерших клеток слизистой оболочки и микробов, которые непрерывно размножаются в кишечнике, вызывая процессы брожения и газообразования.
Общая масса кишечной микрофлоры человека составляет 1,5-2,0 кг. В состав флоры содержимого толстого кишечника входят анаэробные виды микроорганизмов: бифидобактерии (108-1010 КОЕ/г у взрослых, 109-10ш КОЕ/г у детей), бактероиды (109- 1010 КОЕ/г у взрослых, 106- 108 КОЕ/г у детей), лактобактерии (106-107 КОЕ/г у взрослых, 106-10 КОЕ/г у детей), пептострептококки, клостридии, что составляет до 99% всего состава. Около 1% микрофлоры толстого кишечника представлены аэробами: кишечной палочкой, энтеробактериями (протей, энтеробактер и др.), энтерококками, стафилококками, дрожжеподобными грибами. Количество каждого вида колеблется в пределах 104- 108 КОЕ/г.
Процесс расщепления и всасывания веществ в пищеварении
Процесс всасывания в пищеварении - это прохождение пищевых веществ из полости пищеварительной трубки внутрь клеток кишечного эпителия, а затем в кровь. Предварительное расщепление веществ в процессе пищеварения необходимо для получения продуктов клеточного и молекулярного уровня.
Всасывание осуществляется на всем протяжении пищеварительного тракта, поверхность которого покрыта ворсинками. На 1 мм2 слизистой приходится 30-40 ворсинок. При этом 50-60% продуктов метаболизации белков всасывается в двенадцатиперстной кишке; 30% - в тонкой и 10% - в толстой кишке. Углеводы всасываются только в виде моносахаридов. Продукты метаболизации жиров так же, как и большинство поступающих с пищей водо- и жирорастворимых витаминов, всасываются в тонкой кишке.