Механизм пищеварения

Долгая дорога по желудочно-кишечному тракту

Длина желудочно-кишечного тракта взрослого человека составляет около восьми метров. Каждый кусочек пищи, который вы съедаете, «от» и «до» проходит этот долгий путь. А начинается пищеварение ещё до того, как вы успели положить еду в свой рот.

Рот

Запах или даже мысль о еде включает слюнные железы. Как только пища оказывается во рту, она увлажняется слюной – это первый этап химического пищеварения. В свою очередь, зубы и язык запускают процесс механического пищеварения.

Человеческая слюна на 98,5% состоит из воды, а также содержит муцин (формирует и склеивает пищевой комок), лизоцим (бактерицидный агент), ферменты амилазу и мальтазу, расщепляющие углеводы.

Когда вы закончите пережёвывать еду, она станет маленьким круглым шариком – болюсом. Болюс при помощи перистальтики пройдёт через глотку, верхний пищеводный сфинктер, пищевод и окажется в желудке.

Желудок

В желудке болюс подвергнется обработке желудочным соком, который состоит из двух основных компонентов:

• соляной кислоты – она убивает патогены, попавшие в организм вместе с пищей, и готовит болюс к перевариванию в кишечнике;
• пепсина – фермента, расщепляющего белки.

Перистальтика работает и в желудке: она помогает смешивать пищу с желудочным соком. Совсем немного соединений из пищи попадает в кровь на этом этапе пищеварения. Исключения – вода, алкоголь и нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП). Если говорить о спиртном и НПВП, то исключение досадное, потому что они оказывают на желудок повреждающее воздействие.

Тонкая кишка

Двенадцатиперстная кишка – это первый отдел тонкой кишки. Здесь химус смешивается с ферментами, желчью и кишечным соком:

• желчь – вырабатывается печенью, помогает расщеплять жиры и накапливается в желчном пузыре;
• панкреатический сок – содержит коктейль из ферментов, в том числе трипсиногена, эластазы и амилазы;
• кишечный сок – эта жидкость активирует некоторые ферменты в соке поджелудочной железы. Он также содержит другие ферменты, слизь и гормоны.

Продвигаясь по двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишке, химус постепенно разрушается и питательные вещества всасываются в кровь.

Толстая кишка

В толстой кишке происходит всасывание остатков воды, солей и питательных веществ из химуса. В результате он обезвоживается и превращается в каловые массы. В толстой кишке, в отличие от стерильного желудка, существует огромное количество бактерий. Они утилизируют оставшиеся неусвоенными компоненты. В результате процессов микробного гниения выделяются органические кислоты, углекислый газ, метан, сероводород, токсичные вещества – за их обезвреживание отвечает печень.

Прямая кишка

Прямая кишка действительно почти прямая, в отличие от тонкой и толстой (хотя сама по сути является завершающим отделом толстой кишки). Это нужно для того, чтобы фекалии могли беспрепятственно покидать организм.

В прямой кишке пищеварительный процесс завершается: происходит окончательное формирование каловых масс и их подготовка к эвакуации из организма. Заканчивается прямая кишка анальным отверстием.

Физиология

Нормальное пищеварение (см.) совершается при участии всех органов П. с. Функциональная связь этих органов осуществляется благодаря расположенным в различных органах специализированным нервным аппаратам, к-рые могут регистрировать состав пищи, степень ее переработки и усвоения.

В ротовой полости (см. Рот, ротовая полость) с помощью зубов (см.), жевательных движений челюстей и языка (см.) происходит измельчение и перетирание пищи, а под влиянием выделяющейся слюны (см.) совершается ее размягчение, разжижение и ферментативная обработка. Слюнные железы (см.) бывают большие — околоушные железы (см.), подчелюстная железа (см.), подъязычная железа (см.) и малые — щечные, язычные, небные, губные. Большие слюнные железы расположены в особых вместилищах и имеют длинные выводные протоки. Малые слюнные железы находятся в слизистой оболочке соответствующих отделов ротовой полости, протоки их короткие. Обработанная слюной пища поступает через глотку и пищевод в желудок.

Глотка (см.) соединяет ротовую и носовую полости с пищеводом и гортанью. При акте глотания мягкое небо закрывает отверстия носовой полости, а надгортанник и корень языка — вход в гортань. Из глотки пища попадает в пищевод (см.) и отдельными порциями (глотками) проходит по нему в желудок. Глотание (см.) является сложным рефлекторным актом. В пищеводе происходит дальнейшая, хотя и кратковременная, переработка пищи: перетирание и хим. обработка ее соком пищеводных желез. На месте перехода пищевода в желудок располагается пищеводно-желудочный сфинктер, который предупреждает регургитации) — обратное поступление содержимого желудка в пищевод.

В желудке (см.) осуществляется дальнейшее размельчение пищи, ее ферхментативно-химическая обработка желудочным соком (см.) и частичное всасывание. Желудок выполняет, кроме того, защитную функцию, т. к. желудочный сок обладает бактерицидным действием. При достаточной переработке пищи продукты расщепления действуют на нервные окончания желудка; сфинктер привратника рефлекторно периодически открывается и пропускает часть содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку.

Двенадцатиперстная кишка (см.), куда открываются выводные протоки кишечных желез, общий желчный проток, протоки поджелудочной железы, и тощая кишка (см. Кишечник), в слизистой оболочке которой находится огромное количество кишечных желез, являются основным местом ферментативной обработки пищи. В тонкой кишке происходит всасывание (см.) расщепленных продуктов. Слизистая оболочка в тонкой кишке имеет сложное строение. Она складчатая и образует многочисленные выросты (ворсинки) и углубления (крипты). Регулятором степени ферментативно-химической переработки пищи и процесса всасывания является терминальный отдел подвздошной кишки и илеоцекальный клапан.

Большие пищеварительные железы — печень (см.) и поджелудочная железа (см.) — органы, сложные по устройству и функции. Наряду с участием в пищеварении путем выделения пищеварительных соков им принадлежит важная роль в ряде других жизненных процессов. Так, в печени происходит синтез гликогена; она обладает защитной и обезвреживающей функциями (нейтрализует поступающие в кровь вредные вещества), участвует в регуляции водного обмена. Поджелудочная железа функционирует и как железа внутренней секреции (см. Железы внутренней секреции).

Толстая кишка (см. Кишечник) является продолжением тонкой и простирается от илеоцекального клапана до заднепроходного отверстия (см. Задний проход); она выполняет следующие функции: в ней происходит в основном всасывание воды, формирование плотного содержимого и в определенный момент удаление его из организма (см. Дефекация).

Патология органов пищеварительной системы — см. статьи, посвященные отдельным органам (напр., Желудок, Кишечник, Пищевод), а также статьи по отдельным заболеваниям и патол, состояниям (напр., Гастрит, Геморрой, Гепатит, Дуоденит, Кариес зуба, Колит, Проктит, Фарингит, Холангит, Холецистит, Холецистопанкреатит).

Библиография: Алмазов И. В. и Сутулов Л. С. Атлас по гистологии и эмбриологии, с. 359, М., 1978; Синельников Р. Д. Атлас анатомии человека, т. 2, с. 11, М., 1979; Хирургическая анатомия живота, под ред.А. Н. Максименкова, Л., 1972; Schumacher G. H. Embryonale Entwick-Jung des Menschen, B., 1977.

С. С. Михайлов

Тонкий кишечник

Тонкий кишечник представляет собой самую длинную часть пищеварительной трубки, достигающую у взрослого человека 6–7 метров. Он состоит из двенадцатипёрстной, тощей и подвздошной кишок.

В начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатипёрстную кишку — открываются выводные протоки двух крупных пищеварительных желёз — поджелудочной железы и печени. Здесь происходит наиболее интенсивное переваривание пищевой кашицы, которая подвергается действию трёх пищеварительных соков: поджелудочного, желчи и кишечного.

Поджелудочная железа расположена позади желудка. В ней различают верхушку, тело и хвост. Верхушка железы окружена подковообразно двенадцатипёрстной кишкой, а хвост прилегает к селезёнке.

Клетки железы вырабатывают поджелудочный сок (панкреатический). Он содержит ферменты, действующие на белки, жиры и углеводы. Фермент трипсин расщепляет белки до аминокислот, но оказывается активным только в присутствии кишечного фермента — энтерокиназы. Липаза расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты. Активность её резко усиливается под влиянием желчи, вырабатываемой в печени и поступающей в двенадцатипёрстную кишку. Под влиянием амилазы и мальтозы поджелудочного сока происходит расщепление большинства углеводов пищи до глюкозы. Все ферменты поджелудочного сока активны только в щелочной среде.

В тонком кишечнике пищевая кашица подвергается не только химической, но и механической обработке. Благодаря маятникообразным движениям кишки (попеременное удлинение и укорочение) она перемешивается с пищеварительными соками и разжижается. Перистальтические движения кишечника вызывают перемещения содержимого в направлении толстого кишечника.

Печень — самая крупная пищеварительная железа нашего тела (до 1,5 кг). Она лежит под диафрагмой, занимая правое подреберье. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь. Печень состоит из железистых клеток, образующих дольки. Между дольками находятся прослойки соединительной ткани, в которой проходят нервы, лимфатические и кровеносные сосуды и мелкие желчные протоки.

Желчь, вырабатываемая печенью, играет большую роль в процессе пищеварения. Она не расщепляет пищевых веществ, но подготавливает жиры к перевариванию и всасыванию. Под её действием жиры распадаются на мелкие капли, взвешенные в жидкости, т.е. превращаются в эмульсию. В таком виде они легче перевариваются. Кроме того, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонком кишечнике, усиливает перистальтику кишечника и отделение поджелудочного сока. Несмотря на то, что желчь образуется в печени непрерывно, в кишечник она поступает только при приёме пищи. Между периодами пищеварения желчь собирается в желчном пузыре. По воротной вене в печень притекает венозная кровь из всего пищеварительного канала, поджелудочной железы и селезёнки. Ядовитые вещества, попадающие в кровь из желудочно-кишечного тракта, здесь обезвреживаются и затем выводятся с мочой. Таким образом печень осуществляет свою защитную (барьерную) функцию. Печень участвует в синтезе целого ряда важных для организма веществ, таких, как гликоген, витамин А, оказывает влияние на процесс кроветворения, обмена белков, жиров, углеводов.

Как работает пищеварительная система?

Как мы уже сказали, пищеварение начинается в полости рта, где пища измельчается в процессе жевания и смешивается со слюной. Слюна не так агрессивна, как желудочный сок, но и она содержит определённые ферменты, которые запускают процесс пищеварения и способны расщеплять крахмал. Когда человек проглатывает пищу, она попадает в пищевод, этот участок находится между глоткой и желудком. Чтобы проглотить пищу, человек должен приложить некоторые усилия, потому что на стыке пищевода и желудка находятся кольцевые мышцы, своеобразный клапан, роль которого выполняет нижний сфинктер пищевода. Он открывается при давлении поступившей пищи и пропускает её в желудок.

В желудке происходит сразу три важных процесса:

• хранение пищи;
• смешивание пищи с желудочным соком;
• транспортировка пищи в тонкий кишечник.

Когда человек ест, желудок работает преимущественно как “мешок” или накопитель, куда попадает вся съеденная пища и выпитые жидкости. Чтобы принять весь этот груз, желудок должен уметь увеличиваться в размере, в этом ему помогают мышцы, которые находятся в верхней части желудка. В процессе потребления человеком пищи они расслабляются, что позволяет стенкам желудка растягиваться.

Смешивание пищи с желудочным соком происходит в нижней части желудка. Небольшое количество желудочного сока присутствует там всегда, но для расщепления большого количества пищи организм вырабатывает дополнительный объём желудочного сока. У желудочного сока сложных химический состав, основу которого составляют соляная кислота и пищеварительные ферменты, которые расщепляют белок. Сама по себе соляная кислота опасна и для стенок желудка, но их покрывает большое количество слизи, которая не даёт кислоте воздействовать на стенки.

Смешанная с желудочным соком пища переходит в двенадцатиперстную кишку, где под воздействием ферментов тонкого кишечника и сока поджелудочной железы перевариваются белки, жиры и углеводы. Дополнительная обработка происходит желчью, которая в остальное время накапливается в желчном пузыре, а во время еды порционно впрыскивается в двенадцатиперстную кишку. Желчные кислоты преимущественно воздействуют на жир, разбивая его на мелкие частицы, которые легко расщепляются ферментами.

Полученные в процессе расщепления пищи вещества всасываются через стенки тонкого кишечника в кровь и разносятся по всему организму. Частицы, которые переварить не удалось, перемещаются в толстый кишечник. В толстом кишечнике из непереваренных частиц всасывается вода и оставшиеся витамины, которые могут быть полезны для организма. Отходы же организм считает бесполезными и непригодными для дальнейшего использования, поэтому из них формируются каловые массы, которые попадают в прямую кишку и естественным образом выводятся. Считается, что выведение скопившихся каловых масс должно происходить ежедневно, таким образом организм самоочищается.

Сравнительная анатомия

По мере развития организмов формируются отдельные системы, обеспечивающие ту или иную функцию. Так, П. с. обособляется впервые у кишечнополостных. У плоских червей, кроме П. с., образуется выделительная система, а у кольчатых червей появляется примитивная дыхательная система (наружные жабры). Пищеварительный канал уже у червей подразделяется на передний, включающий ротовую полость, средний и задний отделы, к-рые у позвоночных получают дальнейшее развитие. У рептилий произошло разделение ротовой полости посредством неба на первичные полости носа и рта. У млекопитающих окружность ротового отверстия включает мышцы, способные закрывать рот. В зависимости от способа питания существенно усложняются нек-рые части пищеварительного канала. Так, желудок жвачных разделяется на ряд отделов: рубец, вентральный мешок, сетка, книжка, сычуг и т. д. В зависимости от характера пищи меняется длина кишечника — у растительноядных животных он длиннее. Происходит усложнение строения пищеварительных желез.

Пищеварение в ротовой полости

Ротовая полость — начальный отдел пищеварительного тракта. Сверху она ограничена твёрдым и мягким нёбом, снизу диафрагмой рта, а спереди и с боков — зубами и дёснами.

В полость рта открываются протоки трёх пар слюнных желёз: околоушных, подъязычных и подчелюстных. Кроме этих имеется масса мелких слизистых слюнных желёз, разбросанных по всей ротовой полости. Секрет слюнных желёз — слюна — смачивает пищу и участвует в её химическом изменении. В слюне содержатся только два фермента — амилаза (птиалин) и мальтаза, которые переваривают углеводы. Но так как в ротовой полости пища находится недолго, расщепление углеводов не успевает закончиться. В слюне содержатся также муцин (слизистое вещество) и лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами. Состав и количество слюны может изменяться в зависимости от физических свойств пищи. В течение суток у человека выделяется от 600 до 150 мл слюны.

В полости рта у взрослого человека имеется 32 зуба по 16 в каждой челюсти. Ими пища захватывается, откусывается и пережёвывается.

Зубы состоят из особого вещества дентина являющегося видоизменением костной ткани и обладающей большей прочностью. Снаружи зубы покрыты эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, в которой находятся нервы и кровеносные сосуды.

Большая часть ротовой полости занята языком , который представляет собой мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой. В нём различают верхушку, корень, тело и спинку, на которой находятся вкусовые рецепторы. Язык — орган вкуса и речи. С его помощью пища перемешивается во время пережёвывания и проталкивается при глотании.

Подготовленная в ротовой полости пища проглатывается. Глотание — сложное движение, в котором участвуют мышцы языка и глотки. Во время глотания мягкое нёбо приподнимается и преграждает пище путь в носовую полость. Надгортанник в это время закрывает вход в гортань. Пищевой комок попадает в глотку — верхнюю часть пищеварительного канала. Она представляет собой трубку, внутренняя поверхность которой выстлана слизистой оболочкой. Через глотку пища поступает в пищевод.

Пищевод — трубка длиной около 25 см, являющаяся прямым продолжением глотки. В пищеводе никаких изменений пищи не происходит, так как в нём не секретируются пищеварительные соки. Он служит для проведения пищи в желудок. Продвижение пищевого комка по глотке и пищеводу происходит в результате сокращения мускулатуры этих отделов.

Онтогенез

У зародыша человека на 3—4-й неделе эмбрионального развития образуется первичная кишка, имеющая два слоя: внутренний (слизистая оболочка), образованный энтодермой, и наружный (мышечная и серозная оболочки), образованный висцеральной мезодермой. После отграничения тела эмбриона от внезародышевой части зародышевых листков и формирования полости тела выделяют в первичной кишке три отдела: переднюю, среднюю и заднюю кишку. У 4—5-недельных эмбрионов на поверхности тела в области головы и в каудальной части появляются две ямки, к-рые постепенно углубляются до встречи со слепыми концами первичной кишки, а затем прорываются, образуя ротовое и клоачное отверстия. Клоака в дальнейшем разделяется на анальное и мочеполовое отверстия (см. Мочеполовая система). К концу 2-го месяца эмбрионального развития передняя кишка кзади от будущей глотки суживается, превращаясь в первичный пищевод. Каудальнее пищевода кишка расширяется и образует первичный желудок. Средняя кпшка и задняя кишка преобразуются в кишечник. В этот же период развития ниже желудка из средней кишки появляются выросты — зачатки поджелудочной железы и печени.

У новорожденных органы П. с. не достигают еще своих окончательных формы и положения. Так, прорезывание молочных (временных) зубов отмечается в сроки от 6 мес. до 2,5 лет, а постоянных от 6 до 25 лет. Пищевод не имеет изгибов, сформировавшихся сужений. Желудок веретенообразной формы, залегает почти вертикально. Кишечник относительно короткий, илеоцекальный угол расположен высоко, слепая кишка маленькая и лежит почти под печенью. С возрастом пищеварительный канал постепенно удлиняется, наблюдается опущение подвижных его отделов (желудка, кишечника).

Пищеварение в желудке

Желудок — самый расширенный отдел пищеварительной трубки ёмкостью до трёх литров. Размеры и форма желудка изменяются в зависимости от количества принятой пищи и степени сокращения его стенок. В местах впадения пищевода в желудок и перехода желудка в тонкий кишечник имеются сфинктеры (сжиматели), регулирующие движение пищи.

Слизистая оболочка желудка образует продольные складки и содержит большое количество желёз (до 30 млн). Железы состоят из трёх типов клеток: главных (вырабатывающих ферменты желудочного сока), обкладочных (выделяющих соляную кислоту) и добавочных (выделяющих слизь).

Сокращениями стенок желудка пища перемешивается с соком, что способствует её лучшему перевариванию. В процессе переваривания пищи в желудке участвует несколько ферментов. Главный из них пепсин. Он расщепляет сложные белки на более простые, которые подвергаются дальнейшей переработке в кишечнике. Пепсин действует только в кислой среде, которая создаётся соляной кислотой желудочного сока. Большая роль отводится соляной кислоте в обеззараживании содержимого желудка. Другие ферменты желудочного сока (химозин и липаза) способны переваривать белок и жиры молока. Химозин створаживает молоко, благодаря чему оно дольше задерживается в желудке и подвергается перевариванию. Липаза, имеющаяся в незначительном количестве в желудке, расщепляет только эмульгированный жир молока. Действие этого фермента в желудке взрослого человека выражено слабо. Ферментов, действующих на углеводы, в составе желудочного сока нет. однако значительная часть крахмала пищи продолжает перевариваться в желудке амилазой слюны. Слизь, выделяемая железами желудка, играет важную роль в защите слизистой оболочки от механических и химических повреждений, от переваривающего действия пепсина. Железы желудка выделяют сок только во время пищеварения. При этом характер сокоотделения зависит от химического состава употребляемой пищи. После 3–4 часовой обработки в желудке пищевая кашица маленькими порциями поступает в тонкий кишечник.

Пищеварение

Попав в организм, пищевые продукты подвергаются механическим изменениям — измельчаются, смачиваются, расщепляются на более простые соединения, растворяются в воде и всасываются. Совокупность процессов, в результате которых питательные вещества из окружающей среды переходят в кровь, называется пищеварением.

Огромное значение в процессе пищеварения играют ферменты — биологически активные белковые вещества, которые катализируют (ускоряют) химические реакции. В процессах пищеварения они катализируют реакции гидролитического расщепления питательных веществ, но сами при этом не изменяются.

Основные свойства ферментов:

• специфичность действия — каждый фермент расщепляет питательные вещества только определённой группы (белки, жиры или углеводы) и не расщепляет другие;
• действуют только в определённой химической среде — одни в щелочной, другие в кислой;
• наиболее активно ферменты действуют при температуре тела, а при температуре 70–100ºС они разрушаются;
• небольшое количество фермента может расщепить большую массу органического вещества.