Процесс пищеварения кратко. Переработка пищи желудочно-кишечным трактом. Отдел пищеварения - тонкий кишечник
Понятие физиология можно трактовать как науку о закономерностях работы и регуляции биологической системы в условиях здоровья и наличия заболеваний. Физиология изучает, в том числе, жизнедеятельность отдельных систем и процессов, в конкретном случае - это , т.е. жизнедеятельность процесса пищеварения, закономерности его работы и регуляции.
Само понятие пищеварения означает комплекс физических, химических и физиологических процессов, в результате которых , поступаемые в процессе , расщепляются до простых химических соединений - мономеров. Проходя сквозь стенку желудочно-кишечного тракта, они проникают в кровоток и усваиваются организмом.
Пищеварительная система и процесс пищеварения в полости рта
В процессе пищеварения участвует группа органов, которую подразделяют на два крупных отдела: пищеварительные железы (слюнные железы, железы печени и поджелудочной железы) и желудочно-кишечный тракт. Пищеварительные ферменты делятся на три основные группы: протеазы, липазы, амилазы.
Среди функций пищеварительного тракта можно отметить: продвижение пищи, всасывание и выведение из организма непереваренных пищевых остатков.
Зарождается процесс . В ходе жевания пища, поступаемая в процессе , измельчается и увлажняется слюной, которая вырабатывается тремя парами больших желез (подъязычных, подчелюстных и околоушных) и микроскопическими железами, расположенными во рту. В состав слюны входят ферменты амилаза, мальтаза, расщепляющие питательные вещества.
Таким образом, процесс пищеварения во рту заключается в физическом размельчении пищи, оказании на нее химического воздействия и увлажнения слюной для удобства глотания и продолжения процесса переваривания.
Пищеварение в желудке
Процесс начинается с того, что пища, измельченная и увлажненная слюной, проходит по пищеводу и попадает внутрь органа. В течение нескольких часов пищевой комок испытывает механическое (сокращение мышц при передвижении в кишечник) и химическое воздействие (желудочного сока) внутри органа.
Желудочный сок состоит из ферментов, соляной кислоты и слизи. Основная роль принадлежит соляной кислоте, которая активизирует ферменты, способствует фрагментарному расщеплению , оказывает бактерицидное действие, уничтожая массу бактерий. Фермент пепсин в составе желудочного сока является основным, расщепляя белки. Действие слизи направлено на предотвращение механических и химических повреждений оболочки органа.
Какой состав и количество желудочного сока будет зависеть от химического состава и характера пищевых . Вид и запах пищи способствует выделению нужного пищеварительного сока.
По мере процесса переваривания пища постепенно и порционно перемещается в двенадцатиперстную кишку.
Пищеварение в тонком кишечнике
Процесс начинается в полости двенадцатиперстной кишки, где на пищевой комок оказывают воздействие поджелудочного сок, желчь и кишечный сок, поскольку в ней находится общий желчный проток и основной проток поджелудочной железы. Внутри этого органа белки, и перевариваются до мономеров (простых соединений), которые усваиваются организмом. Подробнее о трех составляющих химического воздействия в тонком кишечнике.
В состав сока поджелудочной железы входит расщепляющий белки фермент трипсин, преобразующий жиры в жирные кислоты и глицерин фермент липаза, а также амилаза и мальтаза, расщепляющие крахмал до моносахаридов.
Желчь синтезируется печенью и накапливается в желчном пузыре, откуда поступает в двенадцатиперстную кишку. Она активизирует фермент липазу, участвует во всасывании жирных кислот, увеличивает синтез панкреатического сока, активирует моторику кишечника.
Кишечный сок вырабатывается специальными железами во внутренней оболочке тонкого кишечника. В нем содержится более 20 ферментов.
В кишечнике существует два вида пищеварения и это его особенность:
- полостное - осуществляется ферментами в полости органа;
- контактное или мембранное - выполняется ферментами, которые располагаются на слизистой оболочке внутренней поверхности тонкой кишки.
Таким образом, пищевые вещества в тонком кишечнике фактически полностью перевариваются, а конечные продукты - мономеры всасываются в кровь. По завершению процесса пищеварения переваренные остатки пищи проникают из тонкой кишки в толстую.
Пищеварение в толстом кишечнике
Процесс ферментативной обработки пищи в толстом кишечнике является довольно незначительным. Однако в процессе помимо ферментов, участвуют облигатные микроорганизмы (бифидобактерии, кишечная палочка, стрептококки, бактерии молочнокислые).
Бифидобактерии и лактобактерии чрезвычайно важны для организма: она благотворно воздействуют на работу кишечника, участвуют в расщеплении , обеспечивают качество белкового и минерального метаболизмов, усиливают устойчивость организма, оказывают антимутагенное и антиканцерогенное действие.
Промежуточные продукты углеводов, жиров и белков расщепляются здесь до мономеров. Микроорганизмы толстой кишки продуцируют (группы В, РР, К, Е, D, биотин, пантотеновую и фолиевую кислоты), ряд ферментов, аминокислот и других веществ.
Завершающим этапом процесса пищеварения является формирование каловых масс, которые на 1/3 состоят из бактерий, а также в их составе есть эпителий, нерастворимые соли, пигменты, слизь, клетчатка и др.
Всасывание питательных веществ.jpg)
Отдельно остановимся на процессе . Он представляет собой конечную цель процесса пищеварения, когда пищевые компоненты транспортируются из пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма - кровь и лимфу. Всасывание протекает во всех отделах ЖКТ.
Всасывание во рту практически не осуществляется из-за короткого периода (15 - 20 с) пребывания пищи в полости органа, но не без исключений. В желудке процесс всасывания охватывает частично глюкозу , ряд аминокислот, растворенные , алкоголь. Всасывание в тонком кишечнике наиболее обширное, во многом благодаря строению тонкой кишки, хорошо адаптированной к всасывающей функции. Всасывание в толстом кишечнике касается воды, солей, витаминов и мономеров (жирных кислот, моносахаридов, глицерина, аминокислот и др.).
Центральная нервная система координирует все процессы всасывания питательных веществ. Гуморальная регуляция также в это задействована.
Процесс всасывания белков происходит в виде аминокислот и растворов воды - 90 % в тонкой кишке, 10 % - в толстой кишке. Всасывания углеводов осуществляется в виде различных моносахаридов (галактозы, фруктозы, глюкозы) с разной скоростью. Определенную роль в этом играют соли натрия. Жиры всасываются в виде глицерина и жирных кислот в тонкой кишке в лимфу. Вода и минеральные соли начинают всасываться в желудке, но более интенсивно этот процесс протекает в кишечнике.
Таким образом, охватывает процесс переваривания питательных веществ в полости рта, в желудке, в тонком и толстом кишечнике, а также процесс всасывания.
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.
Для поддержания своей жизнедеятельности человек должен употреблять пищу. Пищевые продукты содержат все необходимые для жизни вещества: воду, минеральные соли и органические соединения. Белки, жиры и углеводы синтезируются растениями из неорганических веществ с помощью солнечной энергии. Животные строят своё тело из питательных веществ растительного или животного происхождения.
Питательные вещества, поступающие в организм с пищей, - это строительный материал и одновременно источник энергии. При распаде и окислении белков, жиров и углеводов выделяется разное, но постоянное для каждого вещества количество энергии, характеризующее их энергетическую ценность.
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.
Органы пищеварения
Пищеварительный канал представляет собой трубку, проходящую через всё тело. Стенка канала состоит из трёх слоёв: наружного, среднего и внутреннего.
Наружный слой (серозная оболочка) образован соединительной тканью, отделяющей пищеварительную трубку от окружающих тканей и органов.
Средний слой (мышечная оболочка) в верхних отделах пищеварительной трубки (полость рта, глотка, верхняя часть пищевода) представлен поперечнополосатой, а в нижних - гладкой мышечной тканью. Чаще всего мышцы располагаются в два слоя - круговой и продольный. Благодаря сокращению мышечной оболочки пища продвигается по пищеварительному каналу.
Внутренний слой (слизистая оболочка) выстлана эпителием. В нём содержатся многочисленные железы, выделяющие слизь и пищеварительные соки. Помимо мелких желёз имеются крупные железы (слюнные, печень, поджелудочная) лежащие вне пищеварительного канала и сообщающиеся с ними своими протоками. В пищеварительном канале различают следующие отделы: полость рта, глотку, пищевод, желудок, кишечник тонкий и толстый.
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.
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.
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.
Всасывание питательных веществ
Чтобы образовавшиеся в результате расщепления аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и глицерин были использованы организмом, они должны всосаться. В ротовой полости и пищеводе эти вещества практически не всасываются. В желудке всасываются в незначительном количестве вода, глюкоза и соли; в толстых кишках - вода и некоторые соли. Основные процессы всасывания питательных веществ происходят в тонком кишечнике, достаточно хорошо приспособленном для осуществления этой функции. В процессе всасывания активную роль играет слизистая оболочка тонкой кишки. Она имеет большое количество ворсинок и микроворсинок, которые увеличивают всасывающую поверхность кишечника. В стенках ворсинок имеются гладкие мышечные волокна, а внутри их находятся кровеносные и лимфатические сосуды.
Ворсинки принимают участие в процессах всасывания питательных веществ. Сокращаясь, они способствуют оттоку крови и лимфы, насыщенных питательными веществами. При расслаблении ворсинок в их сосуды вновь поступает жидкость из полости кишечника. Продукты расщепления белков и углеводов всасываются непосредственно в кровь, а основная масса переваренных жиров - в лимфу.
Толстый кишечник
Толстый кишечник имеет длину до 1,5 метров. Диаметр его в 2–3 раза больше тонкого. В него попадают непереваренные остатки пищи, главным образом растительной, клетчатка которой не разрушается ферментами пищеварительного тракта. В толстом кишечнике очень много различных бактерий, часть которых играет важную роль в организме. Целлюлозобактерии расщепляют клетчатку и тем самым улучшают усвоение растительной пищи. Есть бактерии которые синтезируют витамин К, необходимый для нормального функционирования системы свёртывания крови. Благодаря этому человек, не нуждается в приёме витамина К из внешней среды. Кроме бактериального расщепления клетчатки в толстом кишечнике происходит всасывание большого количества воды, поступившей туда вместе с жидкой пищей и пищеварительными соками, завершается всасыванием питательных веществ и происходит образование каловых масс. Последние переходят в прямую кишку, а оттуда выводятся наружу через анальное отверстие. Открытие и закрытие заднепроходного сфинктера происходит рефлекторно. Этот рефлекс находится под контролем коры головного мозга и на некоторое время может быть произвольно задержан.
Весь процесс пищеварения при животной и смешанной пище у человека длится около 1–2 суток, из которых более половины времени приходится на передвижение пищи по толстым кишкам. Каловые массы накапливаются в прямой кишке, в результате раздражения чувствительных нервов её слизистой оболочки наступает дефекация (опорожнение толстых кишок).
Процесс пищеварения представляет собой ряд этапов, каждый из которых проходит в определённом отделе пищеварительного тракта под действием определённых пищеварительных соков, выделяемых пищеварительными железами и действующих на определённые питательные вещества.
Ротовая полость - начало расщепления углеводов под действием ферментов слюны, вырабатываемой слюнными железами.
Желудок - расщепление белков и жиров под действием желудочного сока, продолжение расщепления углеводов внутри пищевого комка под действием слюны.
Тонкая кишка - завершение расщепления белков, полипептидов, жиров и углеводов под действием ферментов поджелудочного и кишечного соков и желчи. Сложные органические вещества в результате биохимических процессов превращаются в низкомолекулярные, которые, всасываясь в кровь и лимфу, становятся для организма источником энергии и пластических материалов.
Процесс переваривания пищи.
Пища, которую мы съедаем, служит для организма источником энергии и материалом для построения новых клеток. Но прежде чем принять участие во внутриклеточных процессах, продукты питания подвергаются механической и химической обработке в органах пищеварения.
Зубы размельчают пищу, химическая обработка ее идет под воздействием многочисленных пищеварительных соков и ферментов, которые выделяются слюнными и пищеварительными железами на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, кроме пищевода. Химические вещества расщепляют белки, жиры и углеводы до такого состояния, в котором они легко усваиваются клетками нашего тела. Во рту пища не только разжевывается, но и смачивается слюной. Под действием фермента слюны - амилазы - начинается первый этап расщепления углеводов на составные части.
Затем мягкий увлажненный комок пищи попадает в желудок (1). А здесь уже все подготовлено для дальнейшей обработки. Одновременно с появлением чувства голода, в организме протекает множество сложных рефлекторных реакций. В результате во рту начинает выделяться слюна, а в желудке - соляная кислота.
Таким образом, если прибегнуть к сравнению, пища попадает в желудок, как дрова в печь, в которой уже зажжен, «запален» огонек. Не случайно И. П. Павлов назвал сок, выделяющийся в желудке еще до поступления в него пищи, «запальным соком».
В желудке под воздействием фермента пепсина расщепляются белки до составных частей. Второй фермент, так называемый сычужный - химозин, створаживает молочные продукты. Третий - липаза - способствует начальному распаду жиров. А соляная кислота не только принимает участие в процессе пищеварения, но и обезвреживает микробов и некоторые ядовитые вещества.
Расщепленные продукты в желудке почти не всасываются. Через 3-4 часа вся пища переходит в следующий отдел - двенадцатиперстную кишку (2), которая названа так потому, что ее длина (26-30 сантиметров) равняется в среднем ширине двенадцати пальцев, сложенных рядом. Двенадцатиперстная кишка изогнута в виде подковы, внутри которой лежит поджелудочная железа. В начальном отделе тонкого кишечника - двенадцатиперстной кишке - с помощью желчи, поступающей из печени, м сока поджелудочной железы, содержащего фермент липазу, жиры полностью распадаются на глицерин и жирные кислоты. Под воздействием новых ферментов - трипсина и эрепсина - продолжается расщепление составных частей белка. А ферменты диастаза и мальтаза расщепляют некоторое количество углеводов до молекул глюкозы. Поэтому в двенадцатиперстной кишке наряду с процессами раздробления пищевых продуктов начинается незначительное всасывание их в сосуды кишечника.
Пищевые продукты, превратившись в двенадцатиперстной кишке в особую кашицу, переходят затем дальше, в следующий отдел тонкого кишечника (3). Длина его 4,5-5 метров, а диаметр - 2-3 сантиметра. Здесь происходит окончательный распад пищи на такие составные части, которые после того, как пройдут с кровью через печень, принимают участие во внутриклеточных обменных процессах тканей нашего организма.
В тонком кишечнике начинается активное всасывание распавшихся белков и углеводов, а также воды в кровь, а жиров - в лимфатические сосуды. Происходит это таким образом. Внутренняя -- слизистая - оболочка тонкого кишечника усеяна множеством маленьких, длиной около одного миллиметра, ворсинок. Их насчитывается до четырех миллионов, все эти ворсинки то сокращаются, то выпрямляются. Сокращаясь, они увлекают с собой распавшиеся пищевые продукты в кровеносные и лимфатические капилляры, которые пронизывают слизистую оболочку кишечника.
Та часть пищи, которая не всосалась в тонком кишечнике, поступает в следующий отдел желудочно-кишечного тракта - в толстый кишечник (4). Длина его около метра, диаметр - 5-6 сантиметров. Здесь заканчивается всасывание распавшихся пищевых продуктов.
Начальный отрезок толстого кишечника- слепая кишка (5). На дне ее есть небольшое отверстие, ведущее в так называемый аппендикс - червеобразный отросток, воспаление которого называется аппендицитом. Заканчивается толстый кишечник прямой кишкой (6).
Весь свой путь пища проходит за 21 - 24 часа. А из нескольких килограммов продуктов и одного - двух литров жидкости, которые мы съедаем и выпиваем за день, остается в конце концов 150 - 300 граммов ненужных отбросов.
Стенки всех отделов желудочно - кишечного тракта состоят из трех слоев: внутренний слой - слизистая оболочка - активно участвует в пищеварений. Средний слой - мышечный - обеспечивает сужение и расширение полостей желудка и кишечника. Кроме того, благодаря постоянным сокращениям мышечных волокон кишечник находится в непрерывном своеобразном движении, которое помогает передвигаться пищевой массе. Эти автоматические движения называются перистальтикой.
Каждый отдел пути, по которому движется пища, обладает отличительными признаками строения и функций. Но весь желудочно-кишечный тракт представляет собой цельную систему, выполняющую единую задачу. Эта цельность в значительной степени обеспечивается деятельностью, главным образом вегетативной нервной системы и поэтому не может быть изменена по нашему желанию.
Тем не менее психическое состояние человека весьма заметно влияет на этот своеобразный конвейер. Следовательно, волнение, страх, радость и другие чувства всегда отражаются на ходе пищеварительных процессов.
К желудочно-кишечному тракту надо относиться очень бережно - соблюдать постоянный режим питания, не перегружать себя излишками пищи и жидкости, но и не придерживаться чересчур голодной диеты. Не рекомендуется употреблять чрезмерно горячую, острую и соленую пищу, которая излишне раздражает слизистую оболочку.
Выполняя все эти рекомендации, мы помогаем желудку и кишечнику хорошо справляться со своими «обязанностями» и предупреждаем появление неприятных заболеваний. К ним, например, относятся воспалительные процессы в желудке - гастриты, в двенадцатиперстной кишке - дуодениты, в тонком кишечнике - энтериты, в толстом - колиты и более тяжелые - язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.
Мы говорили уже, что пища подвергается механической и химической обработке. В полости рта основную роль играет подготовительная механическая обработка - превращают пищу в мелко растертую влажную кашицу. Однако уже и во рту начинается - под действием слюны и ее ферментов - расщепление сложных углеводов. Крахмал хлеба, картофеля, различных групп под действием фермента амилазы превращается в мальтозу. Углевод этот состоит всего из двух частичек глюкозы, которые тут же под действием фермента мальтазы расщепляются с образованием моносахарида глюкозы. По опыту жизни мы знаем, что, действительно, если задержать во рту, он постепенно приобретет сладковатый вкус. Однако обычно пища надолго во рту не задерживается, и слюны, проглоченные вместе с пищевым комком, продолжают свою работу уже в желудке. Это очень важно, ибо желудочный сок на не действует. Его главными частями являются фермент пепсин и гастриксин, расщепляющие , и , без которой эти ферменты на белки практически не влияют. Пробыв в желудке 3-8 часов, пища переходит в тонкие кишки, по которым продвигается примерно в течение 6-7 часов, подвергаясь действию ферментов поджелудочного и кишечного соков. Особенно велико значение сока поджелудочной железы, который, как видно из прилагаемой таблицы, влияет и на белки, и на , и на углеводы. Не случайно люди с резко пониженной желудочной секрецией могут жить и работать - их спасает деятельность поджелудочной железы. Поджелудочного сока меньше, чем других соков, но он является самым ценным. Однако как ни ценен поджелудочный сок, без кишечного сока и желчи он не может проявить свою силу. С одной стороны, в лабораториях Павлова было открыто, что сам по себе трипсин, содержащийся в соке поджелудочной железы, будучи получен прямо из ее протока, не действует на белки. Стоит ему, однако, соприкоснуться со слизистой оболочкой кишки, хотя бы с тем ее кусочком, который окружает пришитое к коже отверстие протока, и трипсин приобретает всю свою силу. Оказалось, что железы кишечника вырабатывают фермент фермента - энтерокиназу, которая и превращает трипсиноген в активную форму. Вспомним, что и пепсин сам по себе мало активен и приобретает силу лишь там, где к нему прибавляется соляная кислота. И то, и другое биологически оправдано. Если бы пепсин и трипсин вырабатывались сразу в активной форме, они расщепили бы белки тех клеток, которые их вырабатывают. желудка и поджелудочная железа пали бы жертвами собственных соков.
Таким образом, с одной стороны, поджелудочному соку помогает кишечный сок, с другой стороны, ему помогает желчь. Именно она позволяет нормально переваривать и всасывать жиры. Хотя в желчи нет ферментов, она активирует действие расщепляющих жир ферментов поджелудочного сока. Недаром при заболеваниях печени организм плохо усваивает жирную пищу.
Возвращаясь к кишечному соку, следует указать, что он, помимо помощи трипсина, имеет и самостоятельное значение. Именно он расщепляет один из важнейших продуктов питания - . Только кишечным соком расщепляется и важнейший углевод молока - молочный сахар, .
Мы говорили уже, что химической обработке пищи способствует механическая ее обработка, осуществляемая благодаря движениям стенок пищеварительного тракта. Здесь отмечаются движения в основном двух видов. Во-первых, происходят так называемые маятникообразные сокращения, при которых определенный отрезок кишки становится то тоньше и длиннее, то толще и короче. При этом заключенная в нем пищевая кашица энергично перемешивается. Во-вторых, происходит так называемая перистальтика - в направлении от желудка к кишечнику пробегают во всей длине пищеварительной трубки волны сокращения мышц, продвигающие пищевую массу все дальше и дальше по узкому «коридору» пищеварительного тракта. В общей сложности пища тратит на прохождение всей этой трассы около суток. У травоядных животных, имеющих гораздо более длинный кишечник, время прохождения пищи значительно больше. Пищевые остатки выбрасываются у них через несколько суток после приема пищи (у овцы - через неделю).
В результате процесса около 90 % содержащихся в пище ценных питательных веществ расщепляется и превращается в усвояемые для организма продукты. Значение тонкой кишки состоит не только в. том, что в ней завершается процесс переваривания пищи, но и в том, что здесь происходит ее всасывание. Слизистая оболочка кишки имеет бархатистый вид из-за массы крохотных выпячиваний ее, которые так и называются ворсинками. Этим поверхность слизистой оболочки увеличивается в 300-500 раз. В каждую ворсинку входят кровеносные и лимфатические сосуды, в которые и поступают, всасываются продукты переваривания пищи, а также ряд прочих веществ пищи, не нуждающихся в переваривании - вода, соли и витамины. Поступают и некоторые вещества, подчас вредные для организма.
| Пищеварительный сок | Его ферменты | Действие этих ферментов | Примечания |
|---|---|---|---|
| (около 1 л в сутки) | Амилаза | Расщепляет крахмал до мальтозы | В основном действуют уже в желудке |
| Мальтаза | Расщепляет мальтозу до глюкозы | ||
| (около 3 л в сутки) | Расщепляет белки до альбумоз и пептонов (промежуточные продукты распада белков) | Действует лишь в кислой среде | |
| Расщепляет жиры | Слабый фермент | ||
| Поджелудочный сок (до 2 л в сутки) | |
Расщепляет белки до аминокислот | Активируется энтерокиназой |
| Липаза | Расщепляет жиры (самый сильный фермент этого рода) | Активируется желчью | |
| Амилаза Мальтаза |
Аналогичны таковым слюны | ||
| Кишечный сок (около 3,5 л в сутки) | Энтерокиназа | Фермент фермента, активирует трипсин | |
| Эрепсин | Расщепляет альбумозы и пептоны до аминокислот (как бы «доделывает» то, что было начато пепсином) | ||
| Липаза | Расщепляет жиры | Слабый фермент | |
| Инвертин | Расщепляет сахар на глюкозу и фруктозу | ||
| Лактаза | Расщепляет молочный сахар на глюкозу и | ||
| Амилаза Мальтаза |
Аналогичны таковым слюны и поджелудочного сока | ||
| (около 1 л в сутки) | - | - | Способствует перевариванию и всасыванию жиров |
