. Строение и функции
Питание — это сложный и взаимосвязанный процесс поступления в организм пищевых веществ, их переваривания, всасывания, усвоения доставленных нутриентов клетками организма (ассимиляции), распада пищевых веществ
(диссимиляции) и выведения из организма конечных продуктов обмена веществ
(метаболизма).
Человек получает с пищей энергию и все необходимые вещества для нормальной жизнедеятельности. Однако только минеральные соли, вода и витамины усваиваются организмом в том виде, в котором они находятся в пище. Белки,
жиры и углеводы поступают в организм в виде сложных комплексов, поэтому
для их усвоения требуется сложная физическая и химическая переработка пищи
(пищеварение).
38
Пищеварение — совокупность физических,
химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых
продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма. Обязательным условием является утрата видовой специфичности белков, иначе они будут восприняты системой иммунитета как чужеродные вещества. Эти
процессы идут в определенной последовательности
во всех отделах пищеварительной системы и обеспечиваются регуляторными механизмами различного уровня.
Пищеварительная система — система органов, в которой происходит переваривание пищи,
всасывание переработанных и выделение непереваренных веществ. Она включает пищеварительный
тракт и пищеварительные железы.
Пищеварительный тракт — это трубчатая часть пищеварительной системы, в котором различают ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую
и толстую кишку (рис. 2.11). В свою очередь желудок, тонкий и толстый кишечник составляют желудочно-кишечный тракт (ЖКТ).
Пищеварительные железы (слюнные, желудочные, кишечные, поджелудочная железа, печень) располагаются по ходу пищеварительного тракта и вырабатывают пищеварительные соки.
Последовательная цепь процессов расщепления пищевых веществ до мономеров, способных всасываться в организме, называется пищевым конвейером.
По происхождению гидролитических ферментов различают три типа пищеварения:
собственное — осуществляется ферментами, синтезированными пищеварительными железами человека;
симбионтное — происходит под влиянием ферментов, синтезированных
микроорганизмами пищеварительного тракта (расщепление клетчатки в толстом
кишечнике);
аутолитическое — осуществляется ферментами, содержащимися в принимаемой пище.
• • •
Рис. 2.11. Органы пищеварения:
1 — пищевод; 2 — желудок; 3 — печень; 4 — желчный пузырь;
5 — желчный проток; 6 — двенадцатиперстная кишка;
7 — поджелудочная железа; 8 — тонкий кишечник;
9 — аппендикс; 10 — слепая кишка; 11 — толстый кишечник;
12 — прямая кишка
39
У человека пищеварение внеклеточное и подразделяется на два вида: дистантное (полостное) — происходит в полостях пищеварительного тракта под
действием ферментов пищеварительных секретов в полостях ЖКТ на расстоянии от места образования этих ферментов; контактное (пристеночное, или
мемб ранное) — идет на поверхности микроворсинок тонкого кишечника с участием ферментов, фиксированных на клеточной мембране.
В результате пищеварения образуются продукты переваривания, которые
всасываются слизистой оболочкой пищеварительного тракта, поступают в кровь
и лимфу, а затем усваиваются клетками организма.
Основные функции пищеварительной системы: секреторная, моторная (двигательная), всасывательная, эндокринная, экскреторная (выделительная), защитная.
Секреторная функция связана с выработкой пищеварительных соков, содержащих ферменты. Слюнные железы вырабатывают слюну, желудочные железы — желудочный сок, поджелудочная железа — поджелудочный сок, печень —
желчь, кишечные железы — кишечный сок. Всего за сутки вырабатывается около 8,5 л соков.
Ферменты пищеварительных соков обладают выраженной специфичностью — каждый из них действует на конкретное химическое соединение. Ферменты являются белками, и для их деятельности необходимы определенная температура, рН среды и др. Различают три основные группы пищеварительных
ферментов: протеазы, которые расщепляют белки до аминокислот; липазы —
расщепляют жиры до моноглицеридов и жирных кислот; карбогидразы — расщепляют углеводы до моносахаридов.
В клетках пищеварительных желез присутствует полный набор ферментов — конститутивные ферменты, соотношение между которыми может изменяться в зависимости от характера пищи. При поступлении нового вида пищи
могут появляться адаптированные (индуцированные) ферменты с узкой направленностью действия.
Моторная (двигательная) функция осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивает жевание, глотание, перемешивание, передвижение пищи, всасывание воды, формирование каловых масс и их удаление
во внешнюю среду.
Всасывательная функция обеспечивается слизистой оболочкой, через которую с помощью различных механизмов транспорта переносятся в кровь и лимфу
конечные продукты расщепления белков, жиров, углеводов, а также вода, соли
и витамины.
Эндокринная функция — выделение гормонов специализированными эндокринными клетками слизистой оболочки ЖКТ и поджелудочной железы, которые регулируют моторную, секреторную и всасывательную функции, а также
влияют на деятельность сердечно-сосудистой системы и ЦНС, регулируют обмен веществ и др. В настоящее время выделено более 30 таких гормонов (гастрин, вилликинин, эндорфины и др.).
40
Экскреторная (выделительная) функция — выведение из крови с секретами желез в полость пищеварительного тракта продуктов обмена (мочевина, аммиак, креатинин, креатин), солей тяжелых металлов и др.
Защитная функция — ограждает организм от чужеродных агентов с помощью неспецифических и специфических механизмов. К неспецифическим
механизмам относятся: барьерная способность слизистых оболочек пищеварительного тракта препятствовать проникновению во внутреннюю среду вредных
агентов; бактерицидное и бактериостатическое действие пищеварительных соков и др. Специфические механизмы — защита иммунокомпетентными Т- и Влимфоцитами местной иммунной системы пищеварительного тракта (миндалины, червеобразный отросток и др.).
2.4.2. Пищеварение в ротовой полости. Глотка и пищевод
Пищеварение начинается в ротовой полости. В состав ротовой полости
входят язык, зубы, слюнные железы. В ней осуществляется прием пищи, анализ,
размельчение, смачивание слюной и химическая обработка. Пища находится
в полости рта в среднем около 15 секунд.
Язык — мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой, состоящей из
множества различных сосочков, которые содержат вкусовые нервные окончания.
Кончик языка воспринимает сладкое, тело языка — кислое и соленое, корень —
горькое.
Вкусовые ощущения воспринимаются, если анализируемое вещество растворено в слюне. Утром язык мало чувствителен к восприятию вкуса, усиливается
чувствительность к вечеру (19–21 ч). Поэтому на завтрак следует включать продукты, усиливающие раздражение вкусовых рецепторов (салаты, закуски, фрукты
и др.). Оптимальная температура для восприятия вкусовых ощущений 35–40 °С.
Чувствительность рецепторов снижается в процессе еды, при однообразном питании, принятии холодной пищи, а также с возрастом. Установлено, что
сладкая пища вызывает ощущение удовольствия, благоприятно влияет на настроение, в то время как кислая может оказывать обратное действие.
Зубы. В ротовой полости у взрослого человека всего 32 зуба — 8 резцов
(передние зубы), 4 клыка, 8 малых и 12 больших коренных зубов. Резцы откусывают пищу, клыки разрывают ее, коренные зубы разжевывают.
Зуб состоит из коронки, шейки и корня. Зубная полость заполнена пульпой — соединительной тканью, пронизанной нервами и кровеносными сосудами. Основу зуба составляет дентин — костная ткань. Коронка зуба покрыта эмалью, а корни — зубным цементом.
Тщательное пережевывание пищи зубами увеличивает ее контакт со слюной, высвобождает вкусовые и бактерицидные вещества и облегчает проглатывание пищевого комка.
41
Слюнные железы. В слизистой оболочке полости рта имеется большое
количество мелких слюнных желез (губные, щечные, язычные, нёбные). Кроме
того, в полость рта открываются выводные протоки трех пар крупных слюнных
желез — околоушных, подъязычных и подчелюстных.
Слюна состоит на 99 % из воды и на 1 % из неорганических и органических
веществ. Реакция слюны слабощелочная (рН 6,8–7,4). Неорганические вещества
слюны — Na, K, Ca, Mg, хлориды, фосфаты, йодиды, фториды и др. (из слюны
кальций и фосфор проникают в эмаль зуба); органические — представлены главным образом муцином, ферментами и антибактериальными веществами.
Муцин — это мукопротеин, который придает слюне вязкость, склеивает пищевой комок, делая его скользким и легко проглатываемым.
Основными ферментами слюны являются карбогидразы — амилаза (расщепляет крахмал до мальтозы) и мальтаза (расщепляет мальтозу до глюкозы).
Амилаза и мальтаза действуют только в слабощелочной среде. Они высокоактивные, но вследствие непродолжительного нахождения пищи в ротовой полости полного расщепления углеводов не происходит. Действие ферментов слюны
продолжается и в желудке примерно в течение 30 мин, пока щелочная реакция
пищевого комка не сменится на кислую.
В слюне также обнаружены протеазы (грандулин, катепсин) и липаза, однако ни в ротовой полости, ни в желудке эти ферменты не проявляют свою активность. Поэтому роль этих ферментов до конца неясна.
Слюна выполняет защитную функцию за счет содержания в ней лизоцима,
обладающего выраженным бактерицидным действием, а также присутствия иммуноглобулинов, ограждающих организм от патогенной микрофлоры.
Слюна смачивает пищу, растворяет ее, обволакивает твердые компоненты,
облегчает проглатывание, частично расщепляет углеводы, нейтрализует вредные
вещества, очищает зубы от остатков пищи.
За сутки у человека выделяется от 0,5 до 2 л слюны. Выделение слюны
регулирует центр слюноотделения, расположенный в продолговатом мозге. Секреция слюны происходит непрерывно, но больше в дневное время.
Возрастает слюноотделение при ощущении голода, виде и запахе пищи,
при звуках, связанных с приготовлением пищи, во время приема пищи, особенно вкусной, ароматной, сухой, при употреблении холодных напитков, при устной
речи, письме, разговоре о пище, а также мысли о ней. Тормозит секрецию слюны
непривлекательная пища, неэстетическая обстановка, быстрая еда, напряженная
физическая и умственная работа, отрицательные эмоции и др.
Влияние пищевых факторов на состояние ротовой полости. Недостаточное поступление белков, фосфора, кальция, витаминов С, D, группы В и избыток
сахара приводят к развитию кариеса зубов. Увеличивают риск кариеса рафинированные пищевые продукты. Они содержат много сахара, но бедны пищевыми
волокнами, которые помогают очищать зубы от остатков пищи.
42
Резкая смена горячей и холодной пищи приводит к появлению микротрещин
эмали зубов и затем к кариесу. Некоторые пищевые кислоты, например, виннокаменная, а также соли кальция и других катионов, могут образовывать зубные
камни.
Дефицит в питании витаминов группы В, особенно В2 (рибофлавин), —
причина трещин в углах рта и воспаления слизистой оболочки языка. О недостаточном поступлении витамина А (ретинол) свидетельствует ороговение слизистых оболочек ротовой полости, трещины и их инфицирование. При дефиците
витаминов С (аскорбиновая кислота) и Р (рутин) развивается парадонтоз — воспаление околозубных тканей (парадонт), что приводит к ослаблению фиксации
зубов в челюстях.
Отсутствие зубов, кариес и парадонтоз нарушают жевание и ухудшают процессы пищеварения в ротовой полости.
Глотка (pharynx) — часть пищеварительного канала, соединяющего полость
рта с пищеводом. В полости глотки происходит перекрест пищеварительных и дыхательных путей. Глотка делится на три части: носовую, ротовую и гортанную.
Гортань является отделом верхних дыхательных путей. В результате глотательных движений, сопровождающихся подъемом гортани и закрытием ее надгортанником (что предотвращает попадание пищи в дыхательные пути), пищевой комок переводится в пищевод. При разговоре, смехе во время еды, приеме
сухой пищи и т. п. возможно попадание пищи в дыхательные пути, в результате
чего возникает кашлевая реакция, а в отдельных случаях, особенно у детей, —
обтурация (закупорка) верхних дыхательных путей.
Пищевод (esophagus) — мышечная трубка диаметром около 2,2 см и длиной 23–28 см, соединяющая глотку с желудком. В пищеводе выделяют шейную,
грудную и брюшную части. Пищевод имеет несколько физиологических сужений. В нижней части находится сфинктер (особые круговые мышцы), сокращение которого закрывает вход в желудок. При глотании сфинктер расслабляется
и пищевой комок поступает в желудок.
Пищевод выполняет только транспортную функцию (путем последовательных сокращений кольцевых мышц сверху вниз). Скорость передвижения
пищи к желудку составляет 1–9 секунд, в зависимости от ее консистенции. При
употреблении очень горячей, острой пищи, грубых, плохо пережеванных кусков
возможно травматическое повреждение слизистой оболочки пищевода, наиболее выраженное в области физиологических сужений.