Пищеварительная система.
Пищеварение – сложный физиологический процесс, в ходе которого пища, поступающая в организм, подвергается физическим и химическим изменениям и всасывается в кровь или лимфу.
Пищеварительная система начинается ротовой полостью, затем пища проходит в глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник. В двенадцатиперстную кишку впадают протоки печени и поджелудочной желез.
Функции пищеварительной системы:
1 – моторная (механическая) – механическое измельчение пищи, передвижение пищи вдоль пищеварительного тракта и выделение отработанных продуктов;
2 – секреторная (химическая) – выработка железистыми клетками пищеварительных соков, слюны, желудочного, кишечного соков и желчи;
3 – всасывающая – всасывание белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды.
Ротовая полость
В ней происходит первичная обработка пищи, осуществляется ее механическое измельчение и с помощью языка и зубов образуется пищевой комок. Ротовая полость ограничена сверху твердым и мягким небом, заканчивающимся небным язычком. Спереди ротовая полость ограничена губами, а снизу – диафрагмой рта. Ротовая полость сообщается с глоткой.
В полости рта находятся язык, зубы, по бокам мягкого неба – небные миндалины. В ротовую полость впадают протоки околоушной, подъязычной и подчелюстной желез.
Язык – мышечный орган. Слизистая языка покрыта многослойным неороговевающим эпителием. На ее слизистой оболочке находится большое количество сосочков разной величины и формы. На поверхности языка и неба располагаются вкусовые рецепторы. Мышцы языка располагаются в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что и обеспечивает изменение длины и ширины языка.
После поступления в ротовую полость пища измельчается. Благодаря жеванию стимулируется процесс слюноотделения. Слюна образуется в ротовой полости около 1 л в сутки. Она имеет важное значение для сохранения зубов. В ее отсутствие легко возникает кариес зубов. Слюна очищает полость рта. Она обладает бактерицидным действием благодаря присутствию в ней лизоцима. При уменьшении слюноотделения возникает чувство жажды, стимулирующее потребление жидкости.
На нижней поверхности языка находится уздечка. По сторонам от уздечки располагаются сосочки, где открываются протоки подчелюстной и подъязычной слюнных желез. Протоки околоушной железы оканчиваются в слизистой щеки на уровне второго большого коренного зуба верхней челюсти. Наиболее древняя функция слюны – увлажнение и ослизнение пищи. Подчелюстная и подъязычная железы выделяют более вязкую и густую слюну, чем околоушная.
Слюна состоит на 99 % из воды. Важными минеральными компонентами слюны являются Na+, K+, Cl-, HCO3-. Слюнные железы секретируют амилазу, лизоцим, иммуноглобулины, мукополисахариды и т.д. Фермент птиалин (амилаза) расщепляет крахмал до ди- и моносахаридов.
Слюноотделение находится под контролем вегетативной нервной системы. Парасимпатическая стимуляция вызывает образование больших количеств слюны с низким содержанием белка. Симпатическая стимуляция вызывает секрецию относительно небольшого количества вязкой слюны из подчелюстных и подъязычных желез.
В каждой половине челюсти находится 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба. На каждой челюсти находится по 16 зубов, по 8 зубов с левой и правой стороны. Количество зубов в полости рта можно изобразить в виде зубной формулы, которая имеет у человека следующий вид:
3 2 1 2 2 1 2 3
3 2 1 2 2 1 2 3
- в числителе показано количество зубов в верхней челюсти, а в знаменателе – в нижней челюсти. Левая сторона показывает количество зубов в левой части челюстей, а правая сторона – в правой части челюстей.
Зуб состоит из коронки, шейки и 1-3 корней. Корень удерживается в зубной ячейке очень прочно за счет соединительной ткани – перидонта. Внутренняя полость зуба заполнена сосудами и нервной тканью, называемыми пульпой. Поверхность зуба покрыта эмалью, а костная ткань называется дентином.
Глотка
Из полости рта пища попадает в глотку, расположенную позади мягкого неба и языка. В ней перекрещиваются пути дыхательной и пищеварительной систем. В глотку открываются ротовая полость, отверстия носовой полости, гортань, пищевод, две евстахиевы трубы.
Скользкий комок пережеванной и смоченной слюной пищи благодаря движениям языка и щек попадает на спинку языка и проталкивается дальше в глотку. В этот момент гортань поднимается и вход в нее закрывается надгортанником. В результате пища не попадает в дыхательные пути, а проталкивается дальше в пищевод. Глотание является сложным рефлекторным актом. Центр глотания находится в продолговатом мозге и взаимодействует с центром дыхания и центром сердечной деятельности.
Пищевод
Представляет собой трубку, соединяющую глотку с желудком. Пищевод проходит грудную полость, диафрагму; на поперечном разрезе его диаметр 2-2,5 см, а при растяжении может увеличиваться до 4-4,5 см. В верхней трети пищевода мышцы пищевода состоят из поперечнополосатых мышечных волокон, а в остальных отделах – из гладких. Слизистая пищевода образует складки, что облегчает движение пищевых масс. В пищеводе переваривания пищи не происходит.
Желудок
Желудок – толстостенный мышечный мешок, находящийся под диафрагмой в левой половине брюшной полости. Он состоит из трех частей: дна, тела и пилорической области (привратник). В месте перехода пищевода в желудок располагается сфинктер (мышечный жом), который регулирует поступление и прохождение пищи в желудок. Форма желудка и его размеры широко варьируют в зависимости от характера питания и телосложения. Средняя его вместимость 3 л, но может вмещать и до 5 л пищевой массы.
Стенка желудка состоит из слизистой, подслизистой, мышечной и серозной оболочек. Мышечный слой состоит из внутреннего слоя: косых мышечных волокон; среднего слоя, представленного круговыми мышцами; и наружного. Благодаря согласованной деятельности этих мышц осуществляются перистальтические сокращения желудка, которые перемешивают его содержимое.
В слизистой оболочке находится большое количество желез. В стенке дна и тела желудка присутствуют обкладочные, главные клетки и слизистые железы. В пилорической части желудка имеются клетки, вырабатывающие гормон – гастрин.
Обкладочные клетки вырабатывают соляную кислоту. Соляная кислота в желудке активизирует пепсин. Главные клетки вырабатывают фермент пепсин. В составе желудочного сока пепсин сначала находится в неактивном состоянии. Соляная кислота также вызывает денатурацию белка, способствуя ферментативному расщеплению. В слизистых клетках вырабатывается слизь, которая покрывает всю внутреннюю поверхность желудка, образуя слой толщиной около 0,6 мм. Слизь обволакивает слизистую и защищает ее от механического и химического повреждений. Слизистый слой сохраняется постоянно и при его удалении образуется вновь.
За сутки у взрослого человека выделяется до 3 л сока. Физиологическая активность желез желудка зависит от химического состава пищи, ее консистенции, температуры, механических раздражений слизистой желудка.
Секрецию желудочного сока можно разделить на три фазы – условнорефлекторную, желудочную и кишечную.
Условнорефлекторная фаза выделения желудочного сока связана с образовавшимися в связи с приемом пищи условными рефлексами, с вкусовыми ощущениями. Желудочная фаза наступает при последующем поступлении пищи в желудок. Его растяжение ведет к возбуждению рецепторов блуждающих нервов. Нервные импульсы от желудка поступают по афферентным волокнам блуждающего нерва в стволовые центры. Затем эфферентные волокна блужлающего нерва стимулируют образование гастрина привратником желудка. Кишечная фаза желудочной секреции начинается при переходе в тонкий кишечник, что стимулирует растяжение тонкого кишечника. Одновременно слизистая тонкого кишечника выделяет гормон – энтерогастрон, тормозящий секрецию желудочного сока. Под влиянием находящихся в кишечнике кислот, жиров и т.д. слизистая двенадцатиперстной кишки секретирует также гормон секретин, подавляющий секреции желез желудка.
Перистальтика желудка регулируется вегетативной нервной системой – симпатической и парасимпатической благодаря саморегуляции при участии внутриорганных нервных узлов. Существенно влияние гормонов. При перерезке блуждающего нерва перистальтика желудка значительно ослабевает и опорожнение желудка замедляется. Перистальтика желудка усиливается под влиянием таких гормонов как холецистокинин, гастрин, а тормозится под влиянием секретина, адреналина, глюкагона, соматостатина.
Между желудком и двенадцатиперстной кишкой расположено мышечное кольцо, пилорический сфинктер, регулирующий поступление пищи в двенадцатиперстную кишку. На время нахождения пищи в желудке влияют кислотность, консистенция пищи, ее объем, осмотическое давление и качественный состав пищи.
Из желудка пища поступает в тонкий кишечник, где происходит дальнейшее переваривание пищи. В тонкий кишечник впадают протоки самых крупных желез: печени и поджелудочной железы.
Печень
Располагается в области правого подреберья. Верхняя поверхность печени прилежит к диафрагме. На нижней поверхности в нее входят воротная вена, печеночная артерия, отростки нервных клеток, а выходят общий печеночный проток и лимфатические сосуды. К печени прилегает желчный пузырь. Печень – самая большая железа человеческого организма. Масса печени взрослого здорового человека около 1500 г. Структурно-функциональной единицей печени является печеночная долька микроскопического строения. Общее их число в печени около 500 тысяч, а диаметр – от 0,5-2 мм. По форме дольки напоминают многогранники, расположенные в виде трехмерных сот. Каждую дольку окружает слой соединительной ткани, в котором проходят сосуды печеночного протока, мелких вен и печеночной артерии. Дольки пронизаны желчными, артериальными и венозными капиллярами. Железистыми клетками печени, входящими в состав печеночных долек, являются гепатоциты, в которых происходит образование желчи.
Печеночные клетки (гепатоциты) вырабатывают в сутки до 1 л желчи. Желчь образуется постоянно, а поступление ее в кишечник связано с приемом пищи. Желчь состоит из воды, минеральных солей, слизи, липидов, холестерола и лецитина и двух видов специфических компонентов – желчных клеток и пигмента билирубина. Билирубин – конечный продукт распада гемоглобина, подлежащий выведению из организма. Состав желчи, выделяемой печенью и состав желчи, накапливающейся в желчном пузыре, значительно отличаются друг от друга. Состав пузырной желчи отличается большей концентрацией желчных кислот, желчных пигментов, холестерола. Емкость желчного пузыря составляет 50-60 мл.
Желчевыведение связано с согласованной деятельностью желчного пузыря и сфинктера общего желчного протока. Сфинктер расположен у места впадения общего желчного протока в двенадцатиперстную кишку и регулирует выход желчи в кишечник.
В период покоя желчь скапливается в желчном пузыре, а во время приема пищи выделяется в кишечник. Выделение желчи регулируется как рефлекторно, так и гуморально. При поступлении пищи в желудок и кишечник происходит безусловно-рефлекторное выделение желчи. Условнорефлекторные раздражители также способствуют выделению желчи. Выделение желчи регулируется парасимпатической и симпатической нервной системой. Сокращение желчного пузыря связано также с выделением гормона холецистокинина, секретируемого двенадцатиперстной кишкой, при поступлении в нее пищевых масс, содержащих жиры. Уже через 2 минуты после соприкосновения жирной пищи со слизистой кишечника начинаются сокращения желчного пузыря, а через 15-90 минут он полностью опорожняется.
Печень выполняет ряд функций: 1) защитная (барьерная) - обезвреживание до 95% ядов; 2) пищеварительная – желчь создает щелочную реакцию, что способствует активизации поджелудочного сока. Желчь ферментов не содержит, но при ее участии жиры превращаются в легко растворимые соединения; 3) участвует в обмене веществ – глюкоза превращается в гликоген, аммиак – в мочевину; 4) обеспечивает синтез веществ, участвующих в свертывании крови (протромбин) и препятствующих свертыванию (гепарин).
Поджелудочная железа
Вторая по величине пищеварительная железа. Она выделяет до 2 л пищеварительного сока в сутки. Масса этой железы – 70-110 г, длина – около 17 см. В железе выделяют головку, тело и хвост. Большая часть поджелудочной железы имеет типичное строение экзокринной железы – мелкие протоки собирают секрет, вырабатываемый клетками концевых отделов железы, и несут его в более крупные протоки. Проток поджелудочной железы проходит через всю железу.
В поджелудочной железе имеются два вида клеток. Одни вырабатывают сок, участвующий в пищеварении, другие – гормоны, регулирующие углеводный обмен. Наиболее важные компоненты поджелудочного сока – это бикарбонат, нейтрализующий кислое содержимое желудка, и пищеварительные ферменты: пептидазы, расщепляющие белки, липаза, действующая на жиры, амилаза, расщепляющая углеводы. Ферментный состав сока зависит от характера питания. Под влиянием поджелудочной железы в кишечнике происходит наиболее значительная по объему химическая обработка всех компонентов пищи. Ферменты поджелудочной железы обеспечивают в основном процессы полостного переваривания, расщепление крупномолекулярных соединений.
Выделяют следующие фазы секреции поджелудочного сока: условно-рефлекторную, желудочную и кишечную. Во время условно-рефлекторной фазы выделение поджелудочного сока, связанное с запахами пищи, ее вкусом, актом глотания, повышается секреция бикарбоната и ферментов. Во время желудочной и кишечной фазы секреция поджелудочного сока нарастает.
Поджелудочная железа обладает большими компенсаторными возможностями. Она образует в 10 раз больше ферментов, чем требуется для переваривания, поэтому даже после удаления 90% железы активности оставшихся 10% достаточно для предотвращения несварения пищи.
Тонкий кишечник
Из желудка пищевые массы поступают в тонкий кишечник. Тонкий кишечник делится на двенадцатиперстную кишку, тощую и подвздошную. Общая длина кишечника – 5-6 м. Граница между подвзошной и тощей кишкой достаточно неопределенна. В тонком кишечнике происходит перемешивание пищевых масс с секретами поджелудочной железы, печени (желчью) и слизистой кишечника. Происходит переваривание пищи, ее всасывание, продвижение. Выделяются гормоны, а также осуществляется иммунологическая защита.
Двенадцатиперстная кишка имеет длину от 15 до 30 см. В ее нисходящую часть впадают протоки поджелудочной железы и желчного пузыря, имеющие общее отверстие. В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию поджелудочного сока, желчи, в ней происходит расщепление основных пищевых продуктов и образуются низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, дисахариды, моносахариды, жирные кислоты.
Пищеварительные массы, частично подвергнутые обработке в желудке и 12-перстной кишке, поступают в тощую кишку, где претерпевают дальнейшее расщепление. В кишечном соке тонкого кишечника находятся ферменты, переваривающие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и т.д. Секреция кишечного сока стимулируется как механическим раздражением стенок кишечника пищевыми массами, так и веществами, образующимися в процессе расщепления пищевых масс.
Стенка кишечника состоит из следующих слоев: слизистого, подслизистого, мышечного и соединительнотканного. Слизистая оболочка образует большое количество складок, что увеличивает поверхность соприкосновения с пищевыми массами. В слизистой находится железистый эпителий, который выделяет слизь, ферменты и гормоны. Клетки эпителия кишечника образуют ворсинки, которые наряду со складками увеличивают всасывающую поверхность. На поверхности ворсинок в один слой расположены клетки, которые покрыты микроворсинками. Благодаря ворсинкам и микроворсинкам резко увеличивается поверхность, на которой происходят процессы пристеночного (мембранного) переваривания. Внутри ворсинки проходит кровеносный сосуд, оплетаемый лимфатическими сосудами.
Мышечный слой кишечника состоит из гладких мышц, которые располагаются в два слоя: внутренний, с кольцевым расположением волокон, и внешний, волокна которого идут в продольном направлении. Согласованные сокращения продольных и кольцевых мышц обеспечивают перистальтику кишечника, способствующую прохождению кишечного содержимого. Между стенками кольцевых и продольных мышц лежат сплетения нервных клеток вегетативной нервной системы. Они осуществляют местные рефлексы. Стенка желудочно-кишечного тракта снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами, к ней подходит большое количество отростков нервных клеток. Импульсы, поступающие по симпатической нервной системе, ведут к расслаблению гладких мышц кишечника, а парасимпатическая нервная система усиливает их сокращения.
На моторику тонкого кишечника влияют количество и качество поступающей в кишечник пищи. Различают перис тальтические и маятникообразные движения кишечника. Перистальтические сокращения заключаются в том, что выше пищевого комка происходят сокращения кольцевых мышц, а ниже благодаря сокращению продольных мышц создается расширение полости кишки. В связи с этим содержимое кишки передвигается к расширенному участку, и, следовательно, происходит перемещение пищи. По длине кишечника происходит несколько таких волнообразных сокращений. Маятникообразные движения заключаются в том, что на небольшом участке кишки происходит то укорачивание, то удлинение ее, и содержимое передвигается вперед и назад. Происходят попеременные ритмические сокращения продольных и кольцевых мышечных волокон кишки. Сокращение продольной мускулатуры вызывает укорочение и расширение участка кишки. Сокращение кольцевых мышечных волокон сужает просвет кишечника и передвигает содержимое кишечника в обе стороны от суженного участка. Сокращения происходят беспорядочно то в одном, то в другом участке кишечника. Благодаря маятникообразным движениям происходит перемешивание кишечного содержимого с пищеварительными соками.
Ритмические сокращения кишечника происходят на фоне постоянного тонуса, т.е. некоторого напряжения мускулатуры кишечника. Это связано с тем, что гладкие мышечные волокна кишечника обладают свойством автоматии. Сокращения кишечной стенки регулируются вегетативной нервной системой. Парасимпатическая нервная система при раздражении блуждающего нерва усиливает мышечные сокращения и повышает тонус. Симпатические волокна угнетают двигательную активность тонкого кишечника. Существенно влияние желудочно-кишечных гормонов гастрина и холецистокинина, которые стимулируют сокращения гладких мышц кишечника.
Поступившие в организм пищевые массы перевариваются как в полости кишечника, так и на поверхности его стенок. Первый путь расщепления называют полостным, т.е. не имеющим непосредственного контакта со слизистой кишечника, второй – пристеночным или мембранным. Они взаимосвязаны. Пищеварение, происходящее на поверхности кишечной стенки, активируется ферментами, сосредоточенными на поверхности мембран клеток.
Полостное или внеклеточное переваривание осуществляет начальные его этапы превращения крупномолекулярных соединений в низкомолекулярные. Происходит оно в полости кишечного тракта благодаря ферментам, секретируемым пищеварительными железами. Мембранное пищеварение (пристеночное) осуществляется на свободной поверхности ворсинок, образованных микроворсинками.
Всасывание в тонком кишечнике является чрезвычайно интенсивным процессом. Через 3-7 часов после приема пищи все ее основные компоненты практически полностью исчезают из полости тонкой кишки. Благодаря наличию складок кишечника, ворсинкам и микроворсинкам поверхность всасывания резко увеличивается. Поверхность кишечника достигает 500 м2. Во внутреннюю среду организма из кишечной полости всасываются мономеры и олигомеры. Аминокислоты и моносахариды преимущественно всасываются в кровь, а продукты расщепления жиров переходят в лимфу.
Переваривание и всасывание в тонком кишечнике углеводов, белков, жиров и воды
Суточное потребление углеводов должно быть около 300 г. 60% углеводов в пище составляет растительный крахмал. 30% углеводов – сахароза, получаемая из сахарной свеклы. Примерно 10% углеводов составляет лактоза. Помимо этих двух дисахаридов в пище также содержатся небольшие количества моносахаридов – глюкоза и фруктоза и полисахарид – гликоген. Переваривание углеводов начинается в ротовой полости, где выделяется амилаза, и продолжается в двенадцатиперстной кишке под влиянием амилазы, выделяемой поджелудочной железой. Углеводы, подвергшиеся полостному расщеплению, в дальнейшем подвергаются последующему расщеплению на мембранах двенадцатиперстной, а особенно тощей кишки. В результате образуются моносахариды. Только в виде моносахаридов может произойти их всасывание.
Взрослые люди потребляют с пищей 70-90 г белков в день. Переваривание начинается в желудке. Но роль этого этапа не велика, пепсин расщепляет не более 10-15% белков пищи. Через 10-20 минут после приема пищи начинается образование панкреатических пептидаз, которое продолжается до тех пор, пока белки присутствуют в кишечнике. Далее начинается мембранное переваривание. Примерно 50-60% белков пищи всасывается в двенадцатиперстной кишке, около 30% - до подвздошной, т.е. 80-90% белков всасывается в тонком кишечнике. Только около 10% белков достигают толстого кишечника, где они расщепляются под действием бактерий. Пептиды всасываются в виде ди- и трипептидов.
Человек потребляет в день около 60-100 г жиров. Примерно 90% жиров пищи – это триглицериды, большую часть которых составляют липиды, содержащие жирные кислоты с длинной цепью из 16 или 18 атомов углерода. Еще около 10% жиров приходится на фосфолипиды, эфиры холестерола и жирорастворимые витамины. В желудке жиры образуют капельки диаметром около 100 нм. В щелочной среде тонкого кишечника образуются эмульсии с размером капелек 5 нм. В тонком кишечнике жиры стимулируют выделение клетками слизистой холецистокинина, активирующего секрецию ферментов поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря. Выделяемая поджелудочной железой липаза расщепляет жиры. Образующиеся в процессе распада липидов продукты плохо растворимы в воде и могут находиться в кишечнике в растворенном виде лишь в составе мицелл, в состав которых входят желчные кислоты и липиды. Только в этом случае липиды всасываются. 95% жиров триглицеридов поглощается уже из просвета двенадцатиперстной кишки и верхнего отдела тощей кишки. В результате у человека выделяется с калом лишь 5-7 г жира.
В среднем за сутки через тонкий кишечник проходит около 9 л жидкости. Приблизительно 2 л поступают из крови и 7 л с эндогенными секретами желез и слизистой кишечника. Более 80% этой жидкости всасывается обратно в тонком кишечнике – около 60% в двенадцатиперстной кишке и 20% в подвздошной кишке. Остальная часть всасывается в толстом кишечнике. Только 1% выделяется из кишечника с каловыми массами.
Толстая кишка
Толстая кишка – заключительный отдел пищеварительной системы. В ней формируются каловые массы. Длина ее колеблется от 1 м и до 1,7 м, ее диаметр – 5-8 см, а в конечном отделе – 4 см. В состав толстого кишечника входят слепая кишка с червеобразным отростком (аппендикс), восходящая, поперечно-ободочная, нисходящая, сигмовидная и прямая. Слепая кишка является начальным отделом толстого кишечника. В месте впадения тонкой кишки в слепую находится клапан, который способствует прохождению пищи из тонкой кишки в толстую, но ограничивает обратное движение пищевых масс. Аппендикс представляет собой вырост слепой кишки длиной от 2 до 20 см и диаметром 5-10 см, в нем хорошо развита лимфоидная ткань. Прямая кишка заканчивается анальным отверстием, где находится сфинктер, регулирующий выход каловых масс из организма. Длина прямой кишки – 12-15 см, диаметр 2-8 см.
В слизистой толстого кишечника отсутствуют ворсинки, подобные ворсинкам тонкого кишечника, но имеются микроворсинки. Слизистая оболочка образует крипты глубиной 0,7 мм, выстланные эпителиальными клетками, многочисленными слизистыми клетками и небольшим числом эндокринных клеток. В слизистой кишечника находится лимфоидная ткань, особенно много ее в области аппендикса. Обилие лимфоидной ткани в кишечнике имеет большое значение в связи с наличием здесь большого количества бактерий. Иммунные клетки секретируют иммуноглобулины.
Частота и сокращения толстого кишечника зависят от миогенных процессов в гладких мышцах кишечника. Парасимпатические импульсы активируют сокращения, а симпатические – расслабляют сокращения мышц. Гастрин и холецистокинин усиливают, а секретин, глюкагон угнетают сокращения толстого кишечника. Вегетативная регуляция находится под влиянием центральной нервной системы. В среднем время продвижения пищи с низким содержанием грубоволокнистых веществ от слепой кишки до прямой составляет 2-3 суток. При увеличении содержания грубоволокнистых веществ время прохождения пищи может в толстом кишечнике сократиться до 1,5 суток.
За день в слепую кишку поступает 1-1,5 л жидкости. Около 90% этого объема всасывается в толстом кишечнике и только 100 мл выделяется вместе с калом. Всасывание воды в слепой кишке происходит быстрее и в большем объеме, чем в прямой.
В то время как верхний отдел тонкого кишечника практически стерилен, численность бактерий вдоль кишечника возрастает. Особенно резко увеличивается их число в начале толстого кишечника. В толстом кишечнике присутствует более 400 видов бактерий, составляющих 30-50% сухого вещества каловых масс. В результате распада белков, углеводов образуются органические кислоты, газы (углекислый газ, метан, сероводород), токсические вещества (фенол, скатол), обезвреживающиеся в печени. В результате процессов переваривания образуются каловые массы, которые выводятся из организма.
Дефекация – опорожнение кишечника и освобождение его от каловых масс. Она осуществляется благодаря сокращению гладких мышц прямой кишки и расслаблению внутреннего и наружного сфинктеров. Внутренний сфинктер прямой кишки образован гладкими мышцами, и его сокращение и расслабление регулируется непроизвольно. Наружный анальный сфинктер образован поперечно-полосатой мускулатурой, и его раскрытие регулируется произвольно. Опорожнение кишечника осуществляется в норме произвольно. Произвольная регуляция акта дефекации регулируется корой головного мозга.
Регуляция работы желудочно-кишечного тракта
Деятельность желудочно-кишечного тракта тонко приспособлена к условиям питания, качеству и количеству поступающей пищи. Процессы, происходящие в пищеварительном тракте, строго согласованы. При изменении характера питания перестраиваются системы, осуществляющие процессы секреции, всасывания; изменяется характер полостного и мембранного пищеварения. Уже при поступлении пищи в ротовую полость в ответ на раздражение рецепторов рта железы желудка начинают выделять желудочный сок. Спустя несколько секунд начинают вырабатываться секреты поджелудочной железой, печенью, железами кишечника; изменяется двигательная активность кишечника. Таким образом, кишечник подготавливается к предстоящему перевариванию пищи. Поступившая в него пища обуславливает дальнейшую секрецию кишечного сока и активирует ферменты, находящиеся на поверхности по всей длине кишечника.
Регуляцию всех процессов, происходящих в кишечной стенке, осуществляют парасимпатические и симпатические отделы вегетативной нервной системы, местные внутриорганные рефлекторные механизмы, гормоны желудочно-кишечного тракта.
Парасимпатическая нервная система, представленная блуждающим нервом, играет существенную роль в регуляции всех процессов пищеварения. От ядер блуждающего нерва продолговатого мозга выходят нервные волокна, иннервирующие пищевод, желудок, тонкий кишечник, проксимальный отдел толстого кишечника, печень, желчный пузырь, поджелудочную железу. Крестцовый отдел парасимпатической нервной системы иннервирует сигмовидную кишку, прямую кишку и область анального отверстия. Симпатические нейроны, иннервирующие желудочно-кишечный тракт, выходят из 5-12-го грудных и 1-3 поясничных сегментов спинного мозга.
Большинство простейших функций желудочно-кишечного тракта не нарушаются при разрушении связей с вегетативной нервной системой. Внутриорганная кишечная нервная система имеет существенное влияние на процессы секреции, перистальтики, кровоснабжения кишечника.
Желудочно-кишечный тракт находится под влиянием большого количества гормонов (около 20). К классическим гормонам желудочно-кишечного тракта относят гастрин, секретин и холецистокинин. Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта обладают рецепторами, которые взаимодействуют со специфическими веществами, находящимися в просвете кишечника. Секреция гормонов зависит от прямого воздействия компонентов пищи с эндокринными клетками пищеварительного тракта. Это ведет к выделению гормонов в капилляры.
Дыхательная система
Дыхание – сложный физиологический процесс, в результате которого организм потребляет кислород и выделяет двуокись углерода.
Органы дыхания
К системе органов дыхания относятся носовая полость, гортань, трахея, бронхи, легкие.
Полость носа образована костями лицевой части черепа и хрящами. В ней имеются извилистые носовые ходы. Слизистая оболочка обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта мерцательным эпителием, имеющим много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полость носа открываются воздухоносные пазухи костей. Вдыхаемый воздух, попадая в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Отсюда он попадает в носоглотку, в ротовую часть глотки и в гортань.
Гортань состоит из нескольких подвижно соединенных хрящей и вверху соединена с подъязычной костью, а внизу – с трахеей. С боков к ней прилегает щитовидная железа. В гортани находятся голосовые связки. Их вибрация при прохождении воздуха вызывает образование звуков. Сверху в ход в гортань прикрывает надгортанник, препятствующий попаданию пищи в дыхательные пути. Длина и толщина голосовых связок зависят от пола, возраста, величины гортани, что определяет высоту и тембр голоса. Чем короче голосовые связки, тем выше их звук. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой.
Гортань переходит в трахею, которая имеет форму трубки, длиной 10-12 см. Она состоит из 18-20 гиалиновых хрящевых полуколец, не позволяющих ей спадаться. Позади трахеи располагается пищевод, впереди - щитовидная и вилочковая железы.
Трахея делится на два бронха, которые входят в правое и левое легкое. В легких бронхи многократно ветвятся, и их диаметр постепенно уменьшается. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой. Эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность трахеи, бронхов, а также полости носа и гортани, носит название мерцательного. Колебательные движения ресничек мерцательного эпителия бронхов и трахей способствуют удалению частиц пыли.
На концах самых мелких бронхов (бронхиол) располагаются легочные пузырьки – альвеолы. Таким образом, легкое состоит из разветвлений бронхов, образующих бронхиальное дерево, и системы легочных пузырьков или альвеол. В альвеолах происходит газообмен между кровью легочных капилляров и воздухом, содержащимся в легких. Общее число альвеол равно примерно 300 млн., а суммарная площадь их поверхности примерно 80 м2. Диаметр альвеол составляет 0,2-0,3 мм. Стенки альвеол выстланы однослойным плоским эпителием. Альвеолы оплетены многочисленными кровеносными капиллярами. Эпителий капилляров вместе с эпителием альвеол образуют барьер между кровью и воздухом толщиной 0,5 мкм, не препятствующий обмену газов и выделению водяных паров.
Процесс дыхания
Процесс дыхания может быть разделен на ряд последовательных этапов:
1. Внешнее дыхание – обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом;
2. Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей в легочных капиллярах;
3. Транспорт газов кровью;
4. Газообмен между кровью и тканями.
Внешнее дыхание
Механизм вдоха и выдоха
Внешнее дыхание начинается с увеличения объема грудной клетки в вертикальном, передне-заднем и поперечном направлениях. Вдох осуществляется в связи с тем, что нервные импульсы из дыхательного центра подходят к межреберным мышцам и диафрагме. При сокращении межреберных мышц и опускании диафрагмы размер грудной клетки увеличивается, легкие растягиваются – происходит вдох.
Во время выдоха расслабляются межреберные мышцы, ребра опускаются, диафрагма поднимается, объем грудной клетки и легких уменьшается, воздух выходит наружу. Сокращению легких способствует эластическая тяга легких.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)
В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает около 500мл (от 300-600 мл) воздуха – дыхательный объем. После спокойного вдоха человек может вдохнуть еще 1500-2000 мл – дополнительный объем воздуха, а после спокойного выдоха может выдохнуть еще 1500 мл – резервный объем воздуха. Совокупность дыхательного, дополнительного и резервного объемов воздуха называется жизненной емкостью легких. Это тот объем воздуха, который может максимально вдохнуть человек после максимального выдоха. Для взрослого здорового мужчины ЖЕЛ в среднем составляет 4000-5000 мл. После максимально глубокого выдоха легкие не освобождаются полностью от всего воздуха – в них остается 1000-1500 мл воздуха. Это остаточный объем.
Искусственное дыхание
Остановка дыхания независимо от причин ведет к смерти организма. С момента остановки дыхания и кровообращения человек находится в состоянии клинической смерти. Как правило уже через 5-10 минут недостаток О2 и накопление СО2 приводят к необратимым повреждениям клеток жизненно важных органов, в результате чего возникает биологическая смерть. Однако в течение некоторого времени после остановки дыхания возможно его восстановление.
Реанимация (re – вновь, animare – оживлять) – это искусственное поддерживание и восстановление жизненно важных функций организма, в первую очередь дыхания и кровообращения.
Техника искусственного дыхания:
1. Больной на спине, голова откидывается назад, чтобы воздух свободно проходил по дыхательным путям.
2. Е