Пищеварительная система выполняет функции механической и химической обработки пищи, всасывания продуктов расщепления в кровь и лимфу и выделения из организма непереваренных веществ.
Пищеварительная система представляет собой пищеварительную трубку, которая делится на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, кишечник, и ряд расположенных возле нее крупных пищеварительных желез, таких как, слюнные железы, поджелудочная железа, печень и желчный пузырь.
Пищеварение в ротовой полости. Расщепление продуктов питания начинается в ротовой полости, куда открываются протоками три пары слюнных желез (нижнечелюстных, околоушных и подъязычных). Эти железы выделяют в ротовую полость слюну, которая содержит воду, муцин, лизоцим, амилазу и мальтазу. Вода смачивает пищу, лизоцим ее обезвреживает, а муцин смягчает. Фермент амилаза расщепляет углеводы до мальтозы, а фермент мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы.
Пища в ротовой полости находится 15-18 секунд, поэтому ферменты не успевают расщепить весь крахмал (углевод). Однако их действие продолжается в желудке до тех пор, пока желудочный сок не пропитает пищевой комок полностью.
Механизм выделения слюны. Слюна у человека выделяется рефлекторно. Когда пища попадает в полость рта, она воздействует на механические, химические и температурные рецепторы. В результате этого воздействия в рецепторах возникают нервные импульсы, которые по нервным волокнам язычного нерва поступают в продолговатый мозг в центр слюноотделения. Из мозга к слюнным железам направляются ответные сигналы по симпатическим и парасимпатическим волокнам языкоглоточного и лицевого нервов. Эти сигналы активизируют процесс выработки слюны. Такая реакция выделения слюны называется безусловно-рефлекторной. Но слюна выделяется не только при непосредственном воздействии пищи на рецепторы, но и в ответ на обонятельные, зрительные, слуховые и другие воздействия. Такая реакция выделения слюны носит название условно-рефлекторной.
Глотание пережеванной и смоченной слюной пищи – сложный рефлекторный акт. Пищевой комок попадает на корень языка и вызывает раздражение нервных окончаний. Эти сигналы поступают по чувствительным нервным волокнам в продолговатый мозг в центр глотания. Здесь информация обрабатывается, в результате формируется ответный сигнал, который по двигательным волокнам поступает на мышцы мягкого неба и глотки. Мягкое небо закрывает вход в носовую полость, а надгортанник – вход в гортань. При этом вход в глотку открывается и пищевой комок движением корня языка проталкивается в ротовую часть глотки. Затем путем сокращения круговых мышц глотки он проталкивается в пищевод, откуда круговые мышцы пищевода проталкивают комок в желудок.
Пищеварение в желудке. Пища, поступившая из пищевода в желудок, находится в нем до 4-6 часов. Внутренняя поверхность желудка покрыта слизистой оболочкой, которая имеет в своем составе многочисленные железы трубчатого строения. Эти железы образованы тремя типами клеток:
1. главные клетки располагаются, в основном, в кардиальном и фундальном отделах желудка и вырабатывают ферменты протеазы, к которым относят пепсин и гастриксин. Эти ферменты синтезируются главными клетками в неактивной форме: в виде пепсиногена и гастриксиногена. Функцией пепсина и гастриксина является расщепление белков до пептонов и альбумозов. Кроме этого, главные клетки вырабатывают: фермент желатиназу, которая расщепляет белок соединительной ткани – желатину, фермент липазу, расщепляющий липиды, и у детей - фермент химозин, который створаживает белок молока;
2. обкладочные клетки располагаются в основном в фундальном отделе желудка и вырабатывают соляную кислоту, которая превращает неактивные пепсиноген и гастрисиноген в активную форму – пепсин и гастриксин;
3. добавочные клетки разбросаны по всей толще слизистой желудка и вырабатывают муцин, который предохраняет ее от самопереваривания, и «внутренний фактор Касла», необходимый для всасывания витамина В12.
В совокупности все ферменты, муцин и соляная кислота составляют желудочный сок, который имеет в разных отделах желудка разный состав: так, в состав сока дна желудка входит большое количество соляной кислоты, поэтому он имеет кислую реакцию; сок, который вырабатывается железами пилорического отдела желудка, имеет слабо щелочную реакцию, так как в нем практически нет соляной кислоты.
Отделение желудочного сока – акт рефлекторный. Безусловный рефлекс сокоотделения возникает при раздражении рецепторов полости рта и желудка. Сигналы от этих рецепторов идут по чувствительным нервным волокнам в продолговатый мозг, где информация обрабатывается и формируется ответ, который по двигательным волокнам поступает к железам желудка. Условно-рефлекторная реакция сокоотделения возникает при ощущении запаха пищи, ее виде, и даже при разговоре о еде. При этом кроме продолговатого мозга, в реакции участвует кора больших полушарий.
Для переваривания пищи важную роль играет моторика желудка. Выделяют два вида мышечных сокращений стенок желудка: перистолу и перистальтику. Перистолой называют способность желудка плотно охватывать находящиеся в нем пищевые массы. Этому способствует тоническое сокращение мускулатуры в стенках желудка. При перистоле слизистая оболочка желудка плотно соприкасается с пищей и, выделяемый желудочный сок сразу же ее смачивает. Перистальтикой называют ритмичные, чередующиеся волнообразные сокращения мускулатуры желудка. Перистальтические сокращения возникают в кардиальном отделе желудка и распространяются в сторону привратника. Благодаря перистальтике пища перемешивается и продвигается к выходу из желудка в двенадцатиперстную кишку.
Переход пищевой кашицы в двенадцатиперстную кишку происходит отдельными порциями тогда, когда кислая кашица поступает в привратниковую часть желудка и раздражает рецепторы слизистой оболочки. Возбуждение, возникшее в результате химического раздражения рецепторов, идет в центральную нервную систему, там обрабатывается и формируется ответ. Этот ответ по центробежному нерву поступает к пилорическому сфинктеру, он открывается и пропускает порцию пищевой кашицы в двенадцатиперстную кишку. Переход пищи в кишечник длится до тех пор, пока реакция в двенадцатиперстной кишке не сменится со щелочной на кислую. В результате смены реакции в кишке сфинктер рефлекторно закрывается. Таким образом, переход пищи из желудка в кишечник является сложным рефлекторным актом, который носит название пилорического запирательного рефлекса.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. В двенадцатиперстной кишке пищевая кашица подвергается дальнейшему расщеплению под воздействием панкреатического сока и желчи. Панкреатический сок, или сок поджелудочной железы, содержит ряд ферментов и муцин. Муцин защищает слизистую оболочку, а ферменты расщепляют белки, липиды и углеводы. В панкреатическом соке содержатся следующие ферменты:
1. трипсин и химотрипсин, расщепляющие белки до пептонов и альбумозов;
2. энтерокиназа, которая активизирует трипсин и химотрипсин;
3. липаза, расщепляющая жиры;
4. амилаза, расщепляющая углеводы до мальтозы;
5. мальтаза, расщепляющая мальтозу;
6. лактаза, расщепляющая молочный сахар лактозу.
Кроме ферментов и муцина в двенадцатиперстную кишку поступает желчь из желчного пузыря. Желчь эмульгирует жиры до мельчайших капель и способствует их всасыванию, активирует ферменты, замедляет гнилостные процессы, усиливает перистальтику тонкой кишки.
Пищеварение в нижних отделах тонкого кишечника. Из двенадцатиперстной кишки пищевая кашица продвигается в тощую, а затем в подвздошную кишку. Выделяемый кишечными железами кишечный сок продолжает расщеплять белки, жиры и углеводы с помощью своих ферментов до следующего состояния:
1. белки расщепляются пептидазами до аминокислот, которые затем всасываются в кровь;
2. жиры расщепляются липазой до глицерина и жирных кислот, причем, глицерин всасывается в кровь, а жирные кислоты в лимфу;
3. углеводы расщепляются амилазой, мальтазой, лактазой и инвертазой до глюкозы, фруктозы и галактозы и всасываются в кровь.
Пищеварение в тонком кишечнике происходит как в просвете тонкой кишки, так и на поверхности микроворсинок кишечного эпителия. Расщепление, которое осуществляется в просвете кишки, называется полостным пищеварением. Пищеварение, осуществляемое на поверхности микроворсинок, называется пристеночным, или мембранным пищеварением).
Перемешивание и продвижение пищевой кашицы по кишечнику осуществляется за счет сокращения мышц стенки кишечной трубки. Стенка кишечника состоит из двух слоев гладких мышц: наружного продольного слоя и внутреннего кольцевого. Их сокращения вызывают два вида движения кишечных петель:
- маятникообразные, когда сокращаются и продольные, и кольцевые мышцы;
- и червеобразные, или перистальтические, когда сокращаются попеременно кольцевые мышцы соседних участков.
Маятникообразные движения совершают перемешивание химуса, а перистальтические – продвижение его по просвету кишечника.
Пищеварение в толстом кишечнике. Непереваренные остатки пищи поступают из тонкого кишечника в толстую кишку, где заканчивается расщепление пищевых продуктов. В просвете толстого кишечника происходят следующие процессы:
1. всасывание воды и солей;
2. формирование каловых масс;
3. расщепление растительного белка ферментами микрофлоры кишечника путем гниения;
4. расщепление растительной клетчатки ферментами микрофлоры путем брожения.
При смешанном питании до 10% принимаемой пищи организмом не усваивается и выводится рефлекторно.
Печень является самой крупной пищеварительной железой. Она участвует в обмене белков, жиров, углеводов и витаминов. Кроме этого важной функцией печени является синтез желчи. Печень пропускает через себя всю кровь, которая оттекает от кишечника, тем самым, очищая ее от таких вредных продуктов метаболизма, как скатол, индол и метан. В печени задерживается часть глюкозы, которая откладывается в ней в виде гликогена. Гликоген – это запас глюкозы на случай экстремального большого потребления ее при физической нагрузке.
Зубы. В процессе онтогенеза у человека имеется две модификации зубов – молочные (временные) и постоянные. Молочные зубы появляются в раннем детском возрасте. Им на смену приходят постоянные зубы. И молочные, и постоянные зубы располагаются в зубных альвеолах. По форме коронки и количеству корней различают следующие формы зубов: резцы, клыки, малые и большие коренные зубы. Число зубов принято обозначать зубной формулой, которая представляет собой дробь. В числителе первая цифра обозначает количество резцов, вторая – количество клыков, третья – малых коренных, четвертая – больших коренных зубов на одной стороне верхней челюсти. В знаменателе такими же числами обозначают количество зубов на одной половине нижней челюсти. У взрослого человека имеется 32 зуба, и зубная формула выглядит следующим образом: 2-1-2-3 / 2-1-2-3 (2 резца, 1 клык, 2 малых коренных, 3 больших коренных).
Ребенок рождается без зубов. Первые молочные зубы прорезываются в возрасте 6-8 месяцев. Первыми появляются нижние медиальные резцы. К концу года их насчитывается восемь, ко второй половине третьего года – 20. Молочных зубов у ребенка 20. Зубная формула имеет такой вид: 2-1-0-2 / 2-1-0-2 (2 резца, 1 клык, 2 больших коренных).