§45. Переваривание пищи в пищеварительных органах. Всасывание. Фазы пищеварения

Отношение к еде у разных людей заметно отличается. Для некоторых это просто способ восполнения утраченных энергетических ресурсов, а для других - удовольствие и наслаждение. Но общим остается одно: мало кто знает, что происходит с едой после того, как она попадает в организм человека.

Между тем вопросы переваривания и усваивания пищи очень важны, если вы хотите иметь крепкое здоровье. Зная законы, в соответствии с которыми устроен наш организм, можно скорректировать свое питание и сделать его более сбалансированным и грамотным. Ведь чем быстрее переваривается пища, тем эффективнее работает пищеварительная система и улучшается обмен веществ.

Рассказываем, что нужно знать о переваривании пищи, усваивании полезных веществ и времени, которое необходимо организму для переваривания тех или иных продуктов.

Как работает обмен веществ

Для начала необходимо дать определение такому важному процессу, как переваривание пищи. Что же это такое? По сути, это совокупность механических и биохимических процессов в организме, преобразующих поглощаемую человеком пищу в вещества, которые могут быть усвоены.

Сначала еда попадает в желудок человека. Это начальный процесс, который обеспечивает дальнейшее всасывание веществ. Затем пища поступает в тонкий кишечник, где подвергается действию различных пищевых ферментов. Так, именно на этом этапе углеводы превращаются в глюкозу, липиды расщепляются на жирные кислоты и моноглицериды, а белки преобразуются в аминокислоты. Все эти вещества попадают в кровь, всасываясь через стенки кишечника.

Переваривание и последующее усваивание пищи - это сложный процесс, который между тем не длится часами. Кроме того, далеко не все вещества действительно усваиваются организмом человека. Это нужно знать и учитывать.

От чего зависит переваривание пищи

Сомнений в том, что переваривание пищи - это сложный и комплексный процесс, не осталось. От чего же он зависит? Существуют определенные факторы, которые могут как ускорить, так и замедлить переваривание пищи. Их обязательно нужно знать, если вы заботитесь о своем здоровье.

Так, переваривание пищи во многом зависит от обработки продуктов питания и способа их приготовления. Так, время усвоения жареной и вареной пищи увеличивается на 1,5 часа по сравнению с сырой едой. Это связано с тем, что модифицируется изначальная структура продукта и разрушаются некоторые важные ферменты. Именно поэтому следует отдавать предпочтение сырым продуктам, если есть возможность есть их без термической обработки.

Помимо этого, на переваривание пищи влияет ее температура. Холодная еда, например, переваривается гораздо быстрее. В связи с этим между горячим и теплым супом предпочтительнее выбирать второй вариант.

Важным является также фактор смешивания пищи. Дело в том, что каждый продукт имеет свое время усваивания. А есть и такие продукты, которые вовсе не перевариваются. Если смешивать продукты с разным временем усваивания и употреблять их за один прием пищи, то время их переваривания заметно изменится.

Всасывание углеводов

Углеводы расщепляются в организме под действием пищеварительных ферментов. Ключевым для этого процесса является амилаз слюнной и поджелудочной желез.

Еще один важный термин, если мы говорим о всасывании углеводов, - это гидролиз. Это превращение углеводов в усваиваемую организмом глюкозу. Этот процесс напрямую зависит от гликемического индекса того или иного продукта. Объясняем: если гликемический индекс глюкозы равен 100%, то это значит, что организм человека усвоит ее на 100% соответственно.

При равной калорийности продуктов их гликемический индекс может отличаться друг от друга. Следовательно, концентрация глюкозы, которая попадет в кровь при расщеплении такой пищи, будет неодинаковой.

Как правило, чем ниже гликемический индекс продукта, тем он полезнее. Он содержит меньше калорий и заряжает организм энергией на более долгий срок. Таким образом, у сложных углеводов, к которым относятся зерновые, бобовые, ряд овощей, есть преимущество перед простыми (кондитерские и мучные изделия, сладкие фрукты, фастфуд, жареная пища).

Рассматриваем на примерах. В 100 граммах жареного картофеля и чечевицы содержится 400 килокалорий. Их гликемический индекс равен 95 и 30 соответственно. После переваривания этих продуктов в кровь в виде глюкозы поступает 380 килокалорий (жареный картофель) и 120 килокалорий (чечевица). Разница является достаточно существенной.

Всасывание жиров

Тяжело переоценить роль жиров в рационе человека. Они должны присутствовать обязательно, ведь это ценный источник энергии. Они обладают более высокой калорийностью по сравнению с белками и углеводами. Кроме того, жиры напрямую связаны с поступлением и усваиванием витаминов A, D, E и ряда других, так как они являются их растворителями.

Многие жиры также являются источником полиненасыщенных жирных кислот, которые крайне важны для полноценного роста и развития организма и для укрепления иммунитет а. Вместе с жирами человек получает и комплекс биологически активных веществ, благоприятно влияющих на работу пищеварительной системы и обмен веществ.

Как же перевариваются жиры в организме человека? В ротовой полости они не подвергаются никаким изменениям, так как в слюне человека нет ферментов, расщепляющих жиры. В желудке взрослого человека жиры также не претерпевают значительных изменений, так как там нет особых условий для этого. Таким образом, расщепление жиров у человека происходит в верхних отделах тонкого кишечника.

Среднее суточное оптимальное потребление жиров для взрослого человека составляет 60–100 граммов. Большинство жиров в пище (до 90%) относятся к категории нейтральных жиров, то есть триглицеридов. Остальные жиры – это фосфолипиды, эфиры холестерина и жирорастворимые витамины.

Полезные жиры, к которым относятся мясо, рыба, авокадо, оливковое масло, орехи, используются организмом практически сразу после употребления. А вот трансжиры, которые считаются нездоровой пищей (фастфуд, жареная пища, сладкое), откладываются в жировые запасы.

Всасывание протеинов

Белок является очень важным веществом для здоровья человека. Он обязательно должен присутствовать в рационе. Белки, как правило, советуют употреблять на обед и на ужин, сочетая их с клетчаткой. Однако хороши они и на завтрак. Этот факт подтверждают многочисленные исследования ученых, в ходе которых было установлено, что яйца - ценный источник белка - это идеальный вариант для вкусного, сытного и полезного завтрака.

На всасывание протеинов влияют различные факторы. Самыми важными из них являются происхождение и состав белка. Белки бывают растительные и животные. К животным относятся мясо, птица, рыба и ряд других продуктов. В основном эти продукты усваиваются организмом на 100%. Чего не скажешь о белках растительного происхождения. Немного цифр: чечевица всасывается организмом на 52%, нут - на 70%, а пшеница - на 36%.

Зачем нужны пищеварительные процессы

Во время пищеварения (его также называют перевариванием) соединения со сложной структурой расщепляются на более простые. Вся потребляемая нами пища содержит белки, углеводы и жиры (липиды). В основном это крупные, сложно построенные молекулы, которые образуют ветвящиеся цепочки, многоярусные циклические структуры и даже стабильные комплексы из различных компонентов. Именно эти соединения являются строительным и энергетическим материалом для клеток всех живых существ на Земле. Важно понимать, что у каждого биологического вида своя уникальная структура сложных молекул. При этом чужеродные соединения потребляемой нами еды не могут быть усвоены нашей пищеварительной системой в своем первоначальном виде. Зачем же нужно пищеварение? Именно благодаря ему такие соединения расщепляются на более мелкие базовые молекулы.

Переработка поступающих веществ в доступные базовые соединения – суть пищеварения. Но ему присущи и второстепенные, не менее важные задачи.

Что еще обеспечивают пищеварительные процессы

Процесс пищеварения является в некотором роде и защитой для организма. Ведь при расщеплении чужеродные вещества теряют свои специфические свойства. Они становятся универсальными, нейтральными. Поэтому их поступление в кровоток после всасывания не провоцирует аллергических реакций. Кроме того, во время процесса пищеварения могут распадаться не только компоненты из продуктов питания. Попавшие в пищеварительный тракт микроорганизмы подвергаются тому же воздействию. И если они не способны противостоять достаточно агрессивным ферментам, то погибают и расщепляются на простые молекулы. Это защищает человека от проникновения многих болезнетворных микроорганизмов.

Этапы пищеварения

Основные этапы пищеварения включают:

• механическую и частичную ферментную обработку еды в ротовой полости;
• проглатывание и транспортировку пищевого комка по пищеводу;
• желудочное переваривание;
• тонко- и толстокишечный этапы процесса пищеварения;
• накопление и последующую эвакуацию каловых масс.

Основная суть процесса пищеварения в организме человека в его последовательности: пищевой комок переходит в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта и по мере своего передвижения все больше переваривается. В норме обмена с вышестоящим участком происходить не должно. При нарушениях могут наблюдаться изжога, отрыжка и другие специфические симптомы.

Этап 1: пищеварительные процессы во рту

Процесс пищеварения начинается уже в ротовой полости, где пища измельчается, смачивается и перемешивается. Это облегчает проглатывание и подготавливает еду к дальнейшей обработке в желудке. Чем тщательнее была прожевана пища, тем качественнее и быстрее будут происходить процессы пищеварения в желудке. Слюна также обладает некоторой ферментативной активностью. При достаточно продолжительном пребывании еды во рту содержащиеся в ней сложные углеводы начинают расщепляться на простые. Но все же это является скорее вспомогательным процессом, ведь еда обычно быстро проглатывается. На состояние белков и жиров слюна не влияет. По сути, пищеварения (собственно переваривания) во рту не происходит, это лишь начальный его этап.

Этап 2: пищеварительные процессы в желудке

Процессы пищеварения в организме человека происходят преимущественно в средних отделах пищеварительного тракта: желудке и тонком кишечнике. Именно здесь осуществляется наиболее интенсивная химическая обработка, что позволяет в несколько этапов расщеплять крупные сложные молекулы.

В желудке процессы пищеварения обусловлены действием химически активного желудочного сока. В нем содержится ряд ферментов, важнейшими из которых являются пепсины, расщепляющие белки. Они отвечают за переваривание основных белковых веществ соединительной ткани и казеина молочных продуктов. Но образующиеся при этом соединения еще не могут всасываться, они окончательно перерабатываются на этапе пищеварения в кишечнике.

Но для переваривания важны не только ферменты. Большую роль на этом этапе пищеварения играет и высокая кислотность желудочного сока. Она обеспечивается соляной кислотой, которая участвует в переработке молока, активирует ферменты, стимулирует секрецию и моторику желудка и верхних отделов тонкой кишки. В кислой среде также гибнут бактерии.

Этап 3: пищеварительные процессы в кишечнике

Процессы пищеварения в кишечнике обеспечиваются соком поджелудочной железы, желчью и ферментами множественных мелких желез кишечной стенки. Здесь происходит окончательное переваривание всех базовых нутриентов и всасывание образовавшихся конечных продуктов. К кишечным ферментам относят амилазу, липазу, мальтазу, несколько видов протеаз.

Неиспользованные соединения и значительная масса воды переходят в толстый кишечник. В непосредственном процессе пищеварения пищи он практически не участвует. Отделы толстой кишки отвечают за всасывание воды, ряда витаминов и минералов, обеспечивают формирование и эвакуацию каловых масс. Белки, жиры и углеводы в норме сюда не доходят, так как перевариваются в вышележащих отделах. Правда, содержащиеся в толстом кишечнике бактерии способны расщеплять белковые и углеводные молекулы. Но образующиеся при этом соединения не приносят организму человека пользу, фактически оказывая токсическое действие. Поэтому-то нарушение этапов пищеварения достаточно быстро приводит к ухудшению самочувствия пациента и негативно влияет на обмен веществ.

Что делать при нарушении пищеварительных процессов

Проблемы с пищеварением – достаточно частый повод для обращения к врачу. При этом чаще всего диагностируется относительная ферментная недостаточность, которая нарушает не только процесс пищеварения и обмен веществ, но и самочувствие в целом. В состав Микразим входят ферменты амилаза, липаза и протеаза, каждый из которых отвечает за расщепление определенной группы питательных веществ (углеводов, жиров и белков). Отсутствие даже одного из них в процессе переваривания пищи негативно сказывается на здоровье человека.

В настоящее время под питанием понимается сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме веществ (нутриентов), необходимых для удовлетворения энергетических и пластических потребностей организма, в том числе регенерации клеток и тканей, регуляции различных функций организма. Пищеварением называется совокупность физико-химических и физиологических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные всасываться и усваиваться в организме.

Не вызывает сомнений тот факт, что поступающая в организм извне пища, обычно состоящая из нативного полимерного материала (белки, жиры, углеводы), должна быть деструктурирована и гидролизована до таких элементов, как аминокислоты, гексозы, жирные кислоты и т. д., которые непосредственно участвуют в процессах метаболизма. Превращение исходных веществ в резорбируемые субстраты происходит поэтапно в результате гидролитических процессов, проходящих с участием различных ферментов.

Последние достижения в области фундаментальных исследований работы пищеварительной системы существенно изменили традиционные представления о деятельности "пищеварительного конвейера". В соответствии с современной концепцией под пищеварением понимаются процессы ассимиляции пищи от ее поступления в желудочно-кишечный тракт до включения во внутриклеточные метаболические процессы.

Многокомпонентная система пищеварительного конвейера состоит из следующих этапов:

1. Поступление пищи в ротовую полость, ее измельчение, смачивание пищевого комка и начало полостного гидролиза. Преодоление глоточного сфинктера и выход в пищевод.

2. Поступление пищи из пищевода через кардиальный сфинктер в желудок и временное ее депонирование. Активное перемешивание пищи, ее перетирание и измельчение. Гидролиз полимеров желудочными ферментами.

3. Поступление пищевой смеси через антральный сфинктер в двенадцатиперстную кишку. Перемешивание пищи с желчными кислотами и ферментами поджелудочной железы. Гомеостазирование и формирование химуса с участием кишечной секреции. Гидролиз в полости кишки.

4. Транспорт полимеров, олиго- и мономеров через пристеночный слой тонкой кишки. Гидролиз в пристеночном слое, осуществляемый панкреатическими и энтероцитарными ферментами. Транспорт нутриентов в зону гликокаликса, сорбция - десорбция на гликокаликсе, связывание с акцепторными гликопротеидами и активными центрами панкреатических и энтероцитарных ферментов. Гидролиз нутриентов в щеточной кайме энтероцитов (мембранное пищеварение). Доставка продуктов гидролиза к основанию микроворсинок энтероцитов в зону образования эндоцитозных инвагинаций (с возможным участием сил полостного давления и капиллярных сил).

5. Перенос нутриентов в кровеносные и лимфатические капилляры путем микропиноцитоза, а также диффузии через фенестры эндотелиальных клеток капилляров и по межклеточному пространству. Поступление нутриентов через портальную систему в печень. Доставка пищевых веществ лимфо- и кровотоком в ткани и органы. Транспорт нутриентов через мембраны клеток и их включение в пластические и энергетические процессы.

Какова же роль различных отделов пищеварительного тракта и органов в обеспечении процессов переваривания и всасывания нутриентов?

В полости рта происходит механическое размельчение пищи, смачивание слюной и подготовка ее к дальнейшему транспорту, который обеспечивается тем, что пищевые нутриенты превращаются в более или менее однородную массу. Движениями, в основном, нижней челюсти и языка формируется пищевой комок, который затем проглатывается и, в большинстве случаев, очень быстро достигает полости желудка. Химическая обработка пищевых веществ в ротовой полости, как правило, не имеет большого значения. Хотя слюна содержит целый ряд ферментов, их концентрация очень невелика. Лишь амилаза может играть определенную роль в предварительном расщеплении полисахаридов.

В полости желудка пища задерживается и затем медленно, небольшими порциями перемещается в тонкую кишку. По-видимому, основная функция желудка - депонирующая. Пища быстро накапливается в желудке и затем постепенно утилизируется организмом. Это подтверждается большим числом наблюдений над больными с удаленным желудком. Основным нарушением, характерным для этих больных, является не выключение собственно пищеварительной деятельности желудка, а нарушение депонирующей функции, то есть постепенной эвакуации пищевых веществ в кишечник, что проявляется в виде так называемого "демпинг-синдрома". Пребывание пищи в желудке сопровождается ферментативной обработкой, при этом желудочный сок содержит ферменты, осуществляющие начальные стадии расщепления белков.

Желудок рассматривается как орган пепсинно-кислотного пищеварения, так как это единственный отдел пищеварительного канала, где ферментативные реакции проходят в резко кислой среде. Железы желудка выделяют несколько протеолитических ферментов. Наиболее важными из них являются пепсины и, кроме того, химозин и парапепсин, которые осуществляют дезагрегацию белковой молекулы и лишь в небольшой степени расщепление пептидных связей. Большое значение имеет, по-видимому, действие соляной кислоты на пищу. Во всяком случае, кислая среда желудочного содержимого не только создает оптимальные условия для действия пепсинов, но и способствует денатурации белков, вызывает набухание пищевой массы, увеличивает проницаемость клеточных структур, тем самым благоприятствуя последующей пищеварительной обработке.

Таким образом, слюнные железы и желудок играют весьма ограниченную роль в переваривании и расщеплении пищи. Каждая из упомянутых желез по сути осуществляет воздействие на один из видов пищевых веществ (слюнные железы - на полисахариды, желудочные - на белки), причем в ограниченных пределах. В то же время поджелудочная железа выделяет самые разнообразные ферменты, которые осуществляют гидролиз всех пищевых веществ. Поджелудочная железа воздействует с помощью вырабатываемых ею ферментов на все виды нутриентов (белки, жиры, углеводы).

Ферментативное действие секрета поджелудочной железы реализуется в полости тонкой кишки, и уже один этот факт заставляет считать, что кишечное пищеварение является наиболее существенным этапом в переработке пищевых веществ. Сюда же, в полость тонкой кишки, попадает и желчь, которая вместе с панкреатическим соком осуществляет нейтрализацию кислого желудочного химуса. Ферментативная активность желчи невелика и, в общем, не превышает ту, что обнаруживается в крови, моче и других непищеварительных жидкостях. Вместе с тем желчь и, в особенности, ее кислоты (холевая и дезоксихолевая) выполняют ряд важных пищеварительных функций. Известно, в частности, что желчные кислоты стимулируют деятельность некоторых панкреатических ферментов. Наиболее отчетливо это доказано в отношении панкреатической липазы, в меньшей степени это касается амилазы и протеаз. Кроме того, желчь стимулирует перистальтику кишечника и, по-видимому, обладает бактериостатическим действием. Но наиболее важно участие желчи во всасывании нутриентов. Желчные кислоты необходимы для эмульгирования жиров и для всасывания нейтральных жиров, жирных кислот и, возможно, других липидов.

Принято считать, что кишечное полостное пищеварение - это процесс, который осуществляется в просвете тонкой кишки под влиянием, главным образом, секрета поджелудочной железы, желчи и кишечного сока. Внутрикишечное пищеварение осуществляется за счет слияния части транспортных везикул с лизосомами, цистернами эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. Предполагается участие нутриентов во внутриклеточном метаболизме. Происходит слияние транспортных везикул с базолатеральной мембраной энтероцитов и выход содержимого везикул в межклеточное пространство. Тем самым достигается временное депонирование нутриентов и их диффузия по градиенту концентрации через базальную мембрану энтероцитов в собственную пластинку слизистой оболочки тонкой кишки.

Интенсивное изучение процессов мембранного пищеварения позволило достаточно полно охарактеризовать деятельность пище-варительно-транспортного конвейера в тонкой кишке. Согласно сложившимся на сегодня представлениям, ферментативный гидролиз пищевых субстратов последовательно осуществляется в полости тонкой кишки (полостное пищеварение), в надэпителиальном слое слизистых наложений (пристеночное пищеварение), на мембранах щеточной каймы энтероцитов (мембранное пищеварение) и после проникновения не полностью расщепленных субстратов внутрь энтероцитов (внутриклеточное пищеварение).

Начальные стадии гидролиза биополимеров осуществляются в полости тонкой кишки. При этом пищевые субстраты, не подвергшиеся гидролизу в кишечной полости, и продукты их начального и промежуточного гидролиза диффундируют сквозь неперемешивае-мый слой жидкой фазы химуса (автономный примембранный слой) в зону щеточной каймы, где осуществляется мембранное пищеварение. Крупномолекулярные субстраты гидролизуются панкреатическими эндогидролазами, адсорбированными преимущественно на поверхности гликокаликса, а продукты промежуточного гидролиза - экзогидролазами, транслоцированными на внешней поверхности мембран микроворсинок щеточной каймы. Благодаря сопряженности механизмов, осуществляющих заключительные стадии гидролиза и начальные этапы транспорта через мембрану, продукты гидролиза, образующиеся в зоне мембранного пищеварения, всасываются и поступают во внутреннюю среду организма.

Переваривание и всасывание основных нутриентов осуществляется следующим образом.

Переваривание белков в желудке происходит при превращении в кислой среде пепсиногенов в пепсины (оптимальный рН 1,5-3,5). Пепсины расщепляют связи между ароматическими аминокислотами, соседствующими с карбоксильными аминокислотами. Они инактивируются в щелочной среде, расщепление пептидов пепсинами прекращается после поступления химуса в тонкую кишку.

В тонкой кишке полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению протеазами. В основном расщепление пептидов осуществляется панкреатическими ферментами: трипсином, химотрипсином, эластазой и карбоксипептидазами А и В. Энтерокиназа переводит трипсиноген в трипсин, который затем активирует и другие протеазы. Трипсин расщепляет полипептидные цепочки в местах соединений основных аминокислот (лизина и аргинина), в то время как химотрипсин разрушает связи ароматических аминокислот (фенилала-нина, тирозина, триптофана). Эластаза расщепляет связи алифатических пептидов. Эти три фермента являются эндопептидазами, поскольку гидролизуют внутренние связи пептидов. Карбоксипеп-тидазы А и В представляют собой экзопептидазы, так как отщепляют только концевые карбоксильные группы преимущественно нейтральных и основных аминокислот соответственно. При протеолизе, осуществляемом панкреатическими ферментами, происходит отщепление олигопептидов и некоторых свободных аминокислот. Микроворсинки энтероцитов имеют на своей поверхности эндопептидазы и экзопептидазы, которые расщепляют олигопептиды до аминокислот, ди- и трипептидов. Всасывание ди- и трипептидов осуществляется с помощью вторичного активного транспорта. Эти продукты затем расщепляются до аминокислот внутриклеточными пептидазами энтероцитов. Аминокислоты абсорбируются по принципу механизма ко-транспорта с натрием на апикальном участке мембраны. Последующая диффузия через базолатеральную мембрану энтероцитов происходит против градиента концентрации, и аминокислоты попадают в капиллярное сплетение кишечных ворсинок. По типам переносимых аминокислот различают: нейтральный транспортер (переносящий нейтральные аминокислоты), основной (переносящий аргинин, лизин, гистидин), дикарбоксильный (транспортирующий глутамат и аспартат), гидрофобный (транспортирующий фенилаланин и метионин), иминотранспортер (переносящий пролин и гидроксипролин).

В кишечнике расщепляются и всасываются только те углеводы, на которые действуют соответствующие ферменты. Непереваривае-мые углеводы (или пищевые волокна) не могут быть ассимилированы, поскольку для этого нет специальных ферментов. Однако возможен их катаболизм бактериями толстой кишки. Углеводы пищи состоят из дисахаридов: сахарозы (обычный сахар) и лактозы (молочный сахар); моносахаридов - глюкозы и фруктозы; растительных крахмалов - амилозы и амилопектина. Еще один углевод пищи - гликоген - является полимером глюкозы.

Энтероциты не способны транспортировать углеводы размером больше, чем моносахариды. Поэтому большая часть углеводов должна расщепляться перед всасыванием. Под действием амилазы слюны образуются ди- и триполимеры глюкозы (соответственно мальтоза и мальтотриоза). Амилаза слюны инактивируется в желудке, так как оптимальный рН для ее активности составляет 6,7. Панкреатическая амилаза продолжает гидролиз углеводов до мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов в полости тонкой кишки. Микроворсинки энтероцитов содержат ферменты, расщепляющие олиго- и дисахариды до моносахаридов для их абсорбции. Глюкоамилаза расщепляет связи на нерасщепленных концах олигосахаридов, которые образовались при расщеплении амилопектина амилазой. В результате этого образуются наиболее легко расщепляемые тетрасахариды. Сахаразно-изомальтазный комплекс имеет два каталитических участка: один с сахаразной активностью, другой - с изомальтазной. Изомальтазный участок переводит тетрасахариды в мальтотриозу. Изомальтаза и сахараза отщепляют глюкозу от нередуцированных концов мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов. При этом сахараза расщепляет дисахарид сахарозу до фруктозы и глюкозы. Кроме того, на микроворсинках энтероцитов также имеется лактаза, которая расщепляет лактозу до галактозы и глюкозы.

После образования моносахаридов начинается их абсорбция. Глюкоза и галактоза транспортируются в энтероциты вместе с натрием посредством транспортера "натрий-глюкоза", при этом всасывание глюкозы значительно возрастает в присутствии натрия и нарушается в его отсутствие. Фруктоза же поступает в клетку через апикальный участок мембраны путем диффузии. Галактоза и глюкоза проходят через базолатеральный участок мембраны с помощью переносчиков, механизм выхода фруктозы из энтероцитов менее изучен. Моносахариды поступают через капиллярное сплетение ворсинок в воротную вену и далее в кровоток.

Жиры в пище представлены в основном триглицеридами, фосфолипидами (лецитином) и холестерином (в виде его эфиров). Для полноценного переваривания и всасывания жиров необходимо сочетание нескольких факторов: нормальной работы печени и желчевыводящих путей, наличия панкреатических ферментов и щелочного рН, нормального состояния энтероцитов, лимфатической системы кишечника и регионарной кишечно-печеночной циркуляции. Отсутствие любого из этих компонентов приводит к нарушению всасывания жиров и стеаторее.

В основном переваривание жиров происходит в тонкой кишке. Однако начальный процесс липолиза может проходить в желудке под действием желудочной липазы при оптимальном значении рН 4-5. Липаза желудка расщепляет триглицериды до жирных кислот и диглицеридов. Она устойчива к воздействию пепсина, однако разрушается под действием протсаз поджелудочной железы в щелочной среде двенадцатиперстной кишки, ее активность снижается также под действием солей желчных кислот. Желудочная липаза имеет небольшое значение по сравнению с панкреатической липазой, хотя обладает некоторой активностью, особенно в антральном отделе, где при механическом перемешивании химуса образуются мельчайшие жировые капли, что повышает площадь поверхности переваривания жиров.

После попадания химуса в двенадцатиперстную кишку происходит дальнейший липолиз, включающий несколько последовательных стадий. Сначала триглицериды, холестерин, фосфолипиды и продукты расщепления липидов желудочной липазой сливаются в мицеллы под действием желчных кислот, мицеллы стабилизируются фосфолипидами и моноглицеридами в щелочной среде. Затем колипаза, секретируемая поджелудочной железой, воздействует на мицеллы и служит точкой приложения действия панкреатической липазы. В отсутствие колипазы панкреатическая липаза обладает слабой липолитической активностью. Связывание колипазы с мицеллой улучшается в результате воздействия панкреатической фосфолипазы А на лецитин мицелл. В свою очередь, для активации фосфолипазы А и образования лизолецитина и жирных кислот необходимо наличие солей желчных кислот и кальция. После гидролиза лецитина триглицериды мицелл становятся доступными для переваривания. Затем панкреатическая липаза прикрепляется к соединению "колипаза-мицелла" и гидролизует 1- и 3-связи триглицеридов, образуя моноглицерид и жирную кислоту. Оптимальный рН для панкреатической липазы составляет 6,0-6,5. Другой фермент - панкреатическая эстераза - гидролизует связи холестерина и жирорастворимых витаминов с эфирами жирной кислоты. Основными продуктами расщепления липидов под действием панкреатической липазы и эстеразы являются жирные кислоты, моноглицериды, лизолецитин и холестерин (неэстерифицированный). Скорость поступления гидрофобных веществ в микроворсинки зависит от их солюбилизации в мицеллах в просвете кишки.

Жирные кислоты, холестерин и моноглицериды поступают в энтероциты из мицелл путем пассивной диффузии; хотя жирные кислоты с длинной цепью могут переноситься и с помощью поверхностного связывающего протеина. Поскольку эти компоненты жирорастворимы и гораздо мельче, чем непереваренные триглицериды и эфиры холестерина, они легко проходят через мембрану энтероцита. В клетке жирные кислоты с длинной цепью (более 12 атомов углерода) и холестерин переносятся связывающими протеинами в гидрофильной цитоплазме к эндоплазматическому ретикулуму. Холестерин и жирорастворимые витамины переносятся стерольным белком-переносчиком к гладкому эндоплазматическому ретикулуму, где холестерин реэстерифицируется. Жирные кислоты с длинной цепью транспортируются через цитоплазму специальным белком, степень их поступления в шероховатый эндоплазматический ретикулум зависит от количества жиров в пище.

После ресинтеза эфиров холестерина, триглицеридов и лецитина в эндоплазматическом ретикулуме они образуют липопротеины, соединяясь с аполипопротеинами. Липопротеины делят по размеру, по содержанию в них липидов и по типу апопротеинов, входящих в их состав. Хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности имеют больший размер и состоят, в основном, из триглицеридов и жирорастворимых витаминов, тогда как липопротеины низкой плотности имеют меньший размер и содержат преимущественно эсте-рифицированный холестерин. Липопротеины высокой плотности - самые маленькие по размеру и содержат, главным образом, фосфолипиды (лецитин). Сформированные липопротеины выходят через базолатеральную мембрану энтероцитов в везикулах, далее они поступают в лимфатические капилляры. Жирные кислоты со средней и короткой цепью (содержащие менее 12 атомов углерода) могут прямо поступать в систему воротной вены из энтероцитов без образования триглицеридов. Кроме того, жирные кислоты с короткой цепью (бутират, пропионат и др.) образуются в толстой кишке из непереваренных углеводов под действием микроорганизмов и являются важным источником энергии для клеток слизистой оболочки толстой кишки (колоноцитов).

Подытоживая представленные сведения, следует признать, что знания физиологии и биохимии пищеварения позволяют оптимизировать условия проведения искусственного (энтерального и перорального) питания, опираясь на основные принципы деятельности пищеварительного конвейера.

Прием пищи - процесс, ради которого каждый человек несколько раз в день оставляет все свои дела и заботы, ведь питание снабжает его организм энергией, силой и всеми необходимыми для нормальной жизнедеятельности веществами. Важно и то, что пища обеспечивает его материалом для пластических процессов, благодаря чему ткани тела могут расти и восстанавливаться, а разрушенные клетки заменяются новыми. После того как все, что было нужно от пищи, организм получил, она превращается в отходы, которые выводятся из тела естественным путем.

Слаженная работа такого сложного механизма возможна благодаря пищеварительной системе, осуществляющей переваривание пищи (физическую и химическую ее обработку), всасывание продуктов расщепления (они всасываются в лимфу и кровь через слизистую оболочку) и выведение непереваренных остатков.

Таким образом, пищеварительная система выполняет несколько важнейших функций:

• Моторно-механическую (пища измельчается, передвигается и выделяется)
• Секреторную (вырабатываются ферменты, пищеварительные соки, слюна и желчь)
• Всасывающую (всасываются белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и вода)
• Выделительную (выводятся непереваренные остатки пищи, избыток ряда ионов, соли тяжелых металлов)

Немного о развитии органов пищеварения

Пищеварительная система начинает закладываться еще на первых стадиях развития человеческого эмбриона. По прошествии 7-8 суток развития оплодотворенной яйцеклетки из энтодермы (внутреннего зародышевого листка) формируется первичная кишка. На 12-е сутки она разделяется на две части: желточный мешок (внезародышевая часть) и будущий пищеварительный тракт - ЖКТ (внутризародышевая часть).

Изначально первичная кишка не соединена с ротоглоточной и клоакальной мембранами. Первая расплавляется после 3 недель внутриутробного развития, а вторая - после 3 месяцев. Если по какой-то причине процесс расплавления мембран нарушается, в развитии появляются аномалии.

По истечении 4 недель развития эмбриона начинают формироваться отделы пищеварительного тракта:

• Глотка, пищевод, желудок, сегмент двенадцатиперстной кишки (начинает закладываться печень и поджелудочная железа) - производные передней кишки
• Дистальная часть, тощая кишка и подвздошная кишка - производные средней кишки
• Отделы толстой кишки - производные задней кишки

Основу поджелудочной железы составляют выросты передней кишки. Одновременно с железистой паренхимой формируются панкреатические островки, состоящие из эпителиальных тяжей. 8 недель спустя в альфа-клетках иммунохимическим путем определяется гормон глюкагон, а на 12-й неделе в бета-клетках определяется гормон инсулин. Между 18-й и 20-й неделями гестации (беременности, срок которой определяется количеством полных недель вынашивания, прошедших с 1-го дня последней менструации до момента перерезки пуповины новорожденного) активность альфа- и бета-клеток возрастает.

После того как ребенок родился, желудочно-кишечный тракт продолжает расти и развиваться. Заканчивается формирование ЖКТ примерно к трехлетнему возрасту.

Органы пищеварения и их функции

Одновременно с изучением органов пищеварения и их функций, мы разберем и путь, проделываемый пищей с момента ее попадания в ротовую полость.

Главная функция превращения пищи в необходимые организму человека вещества, как уже стало понятно, выполняется желудочно-кишечным трактом. Он совершенно не просто так называется трактом, т.к. представляет собой продуманную природой дорогу для пищи, причем длина ее составляет около 8 метров! ЖКТ наполнен всевозможными «регулировочными приспособлениями», при помощи которых пища, совершая остановки, постепенно проходит свой путь.

Началом пищеварительного тракта служит ротовая полость, в которой твердая пища смачивается слюной и перемалывается зубами. Слюна выделяется в нее тремя парами крупным и множеством мелких желез. В процессе принятия пищи выделение слюны многократно увеличивается. А вообще за 24 часа железы выделяют примерно 1 литр слюны.

Слюна требуется для смачивания пищевых комков, чтобы они могли легче продвигаться дальше, а также поставляет важный фермент - амилазу или птиалин, при помощи которого углеводы начинают расщепляться уже в полости рта. Ко всему прочему слюна удаляет из полости любые вещества, раздражающие слизистую оболочку (они попадают в полость случайно, и пищей не являются).

Комки пищи, разжеванные зубами и смоченные слюной, при совершении человеком глотательных движений проходят через рот в глотку, минуют ее и далее направляются в пищевод.

Пищевод можно охарактеризовать как узкую (диаметром около 2-2,5 см и длиной примерно в 25 см) вертикально расположенную трубку, которая соединяет глотку и желудок. Несмотря на то, что пищевод активно не участвует в переработке пищи, его устройство аналогично устройству нижележащих отделов пищеварительной системы - желудка и кишечника: у каждого из этих органов есть стенки, состоящие из трех слоев.

Что же это за слои:

• Внутренний слой образуется слизистой оболочкой. В ней содержатся разные железы, которые отличаются своими особенностями во всех отделах ЖКТ. Из желез выделяются пищеварительные соки, благодаря которым могут расщепляться пищевые продукты. Также из них выделяется слизь, необходимая для защиты внутренней поверхности пищеварительного канала от воздействия острой, грубой и другой раздражающей пищи.
• Средний слой лежит под слизистой оболочкой. Он является мышечной оболочкой, составленной продольными и круговыми мышцами. Сокращения этих мышц позволяют плотно обхватывать пищевые комки, а затем при помощи волнообразных движений (эти движения называются перистальтикой) проталкивать их далее. Отметим, что мышцы пищеварительного канала - это мышцы группы гладких мышц, и их сокращение происходит непроизвольно в отличие от мускулов конечностей, туловища и лица. По этой причине человек не может расслаблять или сокращать их по желанию. Намеренно сокращать можно лишь прямую кишку с поперечнополосатой, а не гладкой мускулатурой.
• Наружный слой называют серозной оболочкой. У него блестящая и гладкая поверхность, а составляет его главным образом плотная соединительная ткань. От наружного слоя желудка и кишечника по всей длине берет начало соединительнотканная широкая пластина, называемая брыжейкой. При помощи нее органы пищеварения соединяются с задней стенкой брюшной полости. В брыжейке имеются лимфатические и кровеносные сосуды - они снабжают лимфой и кровью пищеварительные органы и нервы, которые отвечают за их движения и секрецию.

Таковы основные характеристики трех слоев стенок пищеварительного тракта. Безусловно, в каждом отделе есть свои различия, однако общий принцип един для всех, начиная пищеводом и заканчивая прямой кишкой.

После прохождения пищевода, на что уходит около 6 секунд, пища попадает в желудок.

Желудок - это так называемый мешок, имеющий удлиненную форму и косое расположение в верхней области брюшной полости. Основная часть желудка находится слева от центрального сечения туловища. Он начинается у левого купола диафрагмы (мышечная перегородка, отделяющая брюшную и грудную полости). Входом в желудок является место его соединения с пищеводом. Так же, как и выход (привратник), он отличается круговыми запирательными мышцами - жомами. Благодаря сокращениям жомы отделяют желудочную полость от двенадцатиперстной кишки, которая находится за ней, а также от пищевода.

Если выражаться образно, желудок как бы «знает», что скоро в него поступит пища. И он начинает готовиться к новому ее приему еще до того момента, когда еда попадает в рот. Вспомните сами тот момент, когда вы видите некое вкусное яство, и у вас начинают «течь слюнки». Вместе с этими «слюнками», которые возникают в полости рта, в желудке начинает выделяться пищеварительный сок (именно это происходит до того, как человек начинает непосредственно кушать). Кстати, этот сок был назван академиком И. П. Павловым запальным или аппетитным соком, и ученый отводил ему большую роль в процессе последующего пищеварения. Аппетитный сок служит катализатором более сложных химических процессов, принимающих основное участие в переваривании пищи, поступившей в желудок.

Заметим, что если внешний вид пищи не вызывает аппетитного сока, если едок абсолютно равнодушен к стоящей перед ним еде, это может создать определенные помехи для успешного пищеварения, а значит, пища поступит в желудок, который подготовлен для ее переваривания недостаточно. Вот поэтому-то и принято придавать красивой сервировке стола и аппетитному виду блюд такое большое значение. Знайте, что в центральной нервной системе (ЦНС) человека происходит образование условнорефлекторных связей между запахом и видом пищи и работой желудочных желез. Эти связи способствуют определению отношения человека к еде еще на расстоянии, т.е. в одних случаях он испытывает удовольствие, а в других - никаких чувств или вообще отвращение.

Не будет лишним отметить и еще одну сторону этого условнорефлекторного процесса: в случае, когда запальный сок по каким-либо причинам уже вызван, т.е. если «слюнки» уже «потекли», откладывать прием пищи не рекомендуется. В противном случае нарушается связь деятельности участков ЖКТ, и желудок начинает работать «вхолостую». Если такие нарушения будут частыми, увеличится вероятность возникновения определенных недугов, например, язвы желудка или катара.

Когда пища оказывается в полости рта, увеличивается интенсивность секреции желез слизистой оболочки желудка; в силу вступают врожденные рефлексы в работе вышеназванных желез. Рефлекс же передается по чувствительным окончаниям вкусовых нервов глотки и языка в продолговатый мозг, а после отправляется в нервные сплетения, заложенные в слоях стенок желудка. Интересно, что пищеварительные соки при этом выделяются лишь при попадании в ротовую полость только съедобных продуктов.

Получается, что к моменту, когда измельченная и смоченная слюной пища оказывается в желудке, он уже абсолютно готов к работе, представляя собой словно машину по перевариванию еды. Комки пищи, попадая в желудок и автоматически раздражая его стенки имеющимися в них химическими элементами, способствуют еще более активному выделению пищеварительных соков, воздействующих на отдельные элементы пищи.

Пищеварительный сок желудка содержит в себе соляную кислоту и пепсин - особый фермент. Вместе они расщепляют белки на альбумозы и пептоны. Также в соке есть химозин - сычужный фермент, который створаживает молочные продукты, и липаза - фермент, необходимый для начального распада жиров. Кроме всего прочего, из некоторых желез выделяется слизь, предохраняющая внутренние стенки желудка от чрезмерно раздражающего воздействия пищи. Аналогичную защитную функцию выполняет и соляная кислота, помогающая переваривать белки, - она нейтрализует ядовитые вещества, которые попадают вместе с пищей в желудок.

Из желудка в кровеносные сосуды почти не попадают продукты расщепления пищи. По большей части в желудке всасывается алкоголь и вещества, имеющие в своем составе спирт, например, растворенные на спирте.

«Метаморфозы» пищи в желудке так велики, что в случаях, когда переваривание почему-либо нарушается, страдают все отделы ЖКТ. Исходя из этого, необходимо всегда придерживаться . Это можно назвать основным условием для предохранения желудка от любого рода нарушений.

В желудке пища находится приблизительно 4-5 часов, после чего перенаправляется в другой отдел ЖКТ - двенадцатиперстную кишку. Переходит она в него небольшими частями и постепенно.

Как только новая доля пищи попала в кишку, происходит сокращение мышечного жома привратника, и очередная доля не покинет желудок, пока соляная кислота, оказавшаяся в двенадцатиперстной кишке вместе с уже поступившим комом пищи, не нейтрализуется щелочами, содержащимися в соках кишки.

Двенадцатиперстной кишку назвали еще древние ученые, причиной чему послужила ее длина - где-то 26-30 см, что можно сравнить с шириной 12 пальцев, расположенных рядом. По форме эта кишка напоминает подкову, а в ее изгибе располагается поджелудочная железа.

Из поджелудочной железы выделяется пищеварительный сок, изливающийся в полость двенадцатиперстной кишки через отдельный канал. Также сюда попадает желчь, которую вырабатывает печень. Вкупе с ферментом липазой (он содержится в соке поджелудочной железы) желчь расщепляет жиры.

Есть в соке поджелудочной железы и фермент трипсин - он помогает организму переваривать белки, а также фермент амилаза - он способствует расщеплению углеводов до промежуточной стадии дисахаридов. В итоге двенадцатиперстная кишка служит местом, где на все органические составляющие еды (белки, жиры и углеводы) активно воздействуют самые разные ферменты.

Превращаясь в двенадцатиперстной кишке в пищевую кашицу (она называется химусом), пища продолжает свой путь и попадает в тонкий кишечник. Представленный отрезок ЖКТ является самым протяженным - примерно 6 метров в длину и 2-3 см в диаметре. Ферменты окончательно расщепляют на этом пути сложные вещества на более простые органические элементы. И уже эти элементы становятся началом нового процесса - они всасываются в кровеносные и лимфатические сосуды брыжейки.

В тонком кишечнике принятая человеком пища наконец-таки трансформируется в вещества, которые всасываются в лимфу и кровь, а затем используются клетками тела в своих целях. У тонкого кишечника есть петли, находящиеся в непрерывном движении. Такая перистальтика обеспечивает полноценное перемешивание и передвижение пищевых масс к толстому кишечнику. Этот процесс достаточно продолжителен: например, обычная смешанная пища, входящая в рацион человека, проходит по тонкому кишечнику за 6-7 часов.

Если даже без микроскопа посмотреть вблизи на слизистую оболочку тонкого кишечника, можно наблюдать по всей ее поверхности маленькие волоски - ворсинки высотой приблизительно в 1 мм. Один квадратный миллиметр слизистой наличествует 20-40 ворсинками.

Когда пища проходит по тонким кишкам, ворсинки постоянно (причем у каждой из ворсинок есть свой ритм) сокращаются где-то на ½ своего размера, а после снова вытягиваются вверх. Благодаря совокупности данных движений появляется всасывающее действие - именно оно позволяет расщепленным пищевым продуктам переходить из кишечника в кровь.

Большое количество ворсинок способствуют увеличению всасывающей поверхности тонкого кишечника. Ее площадь составляет 4-4,5 кв. м (а это почти в 2,5 раза больше наружной поверхности тела!).

Но в тонком кишечнике всасываются не все вещества. Остатки отправляются в толстый кишечник длиной около 1 м и диаметром примерно в 5-6 см. Толстый кишечник от тонкого отделяет клапан - баугиниевая заслонка, время от времени пропускающая части химуса к начальному отрезку толстого кишечника. Толстый кишечник называется слепой кишкой. На ее нижней поверхности есть отросток, напоминающий червяка, - это всем известный аппендикс.

Толстый кишечник отличается П-образной формой и приподнятыми верхними углами. Состоит он из нескольких отрезков, среди которых слепая, восходящая, поперечная ободочная, нисходящая и сигмовидная кишки (последняя изогнута как греческая буква сигма).

Толстый кишечник является средоточием множества бактерий, продуцирующих процессы брожения. Эти процессы помогают размельчать клетчатку, в обилие содержащуюся в пище растительного происхождения. А вместе с ее всасыванием происходит и всасывание воды, которая поступает в толстый кишечник с химусом. Тут же начинает формироваться кал.

Толстые кишки не так активны, как тонкие. По этой причине химус пребывает в них намного дольше - вплоть до 12 часов. За это время пища проходит окончательные стадии переваривания и обезвоживания.

Весь объем поступившей в организм пищи (а также вода) претерпевает массу всевозможных изменений. В результате в толстом кишечнике он значительно уменьшается, и от нескольких килограммов еды остается от 150 до 350 граммов. Эти остатки подлежат дефекации, происходящей за счет сокращения поперечнополосатых мускулов прямой кишки, мышц брюшного пресса и промежности. Процесс дефекации завершает путь пищи, проходящей через ЖКТ.

На полное переваривание еды здоровый организм тратит от 21 до 23 часов. Если же замечаются какие-либо отклонения, их ни в коем случае нельзя игнорировать, т.к. они свидетельствуют о том, что на каких-то участках пищеварительного канала или даже в отдельных органах имеются проблемы. При любом нарушении необходимо обратиться к специалисту - это не позволит начавшемуся заболеванию стать хроническим и привести к осложнениям.

Говоря об органах пищеварения, следует сказать не только об основных, но и о вспомогательных органах. Об одном из них мы уже говорили (это поджелудочная железа), поэтому осталось упомянуть печень и желчный пузырь.

Печень относится к жизненно важным непарным органам. Она находится в брюшной полости под правым куполом диафрагмы и выполняет огромное количество самых разных физиологических функций.

Из клеток печени образуются печеночные балки, получающие кровь из артериальной и воротной вен. От балок кровь отходит к нижней полой вене, где начинаются пути, по которым желчь отводится в желчный пузырь и двенадцатиперстную кишку. А желчь, как мы уже знаем, принимает активное участие в пищеварении, как и панкреатические ферменты.

Желчный пузырь - это расположенный на нижней поверхности печени мешкообразный резервуар, где собирается вырабатываемая организмом желчь. Резервуар отличается удлиненной формой в двумя концами - широким и узким. В длину пузырь достигает 8-14 см, а в ширину - 3-5 см. Объем же его равен примерно 40-70 куб. см.

Пузырь имеет желчный проток, соединяющийся с печеночным протоком в воротах печени. Слияние двух протоков образует общий желчный проток, который объединяется с протоком поджелудочной железы и открывается в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди.

Значение желчного пузыря и функции желчи нельзя недооценивать, т.к. они выполняют целый ряд важных операций. Они участвуют в переваривании жиров, создают щелочную среду, активируют пищеварительные ферменты, стимулируют моторику кишечника и выводят из организма шлаки.

В общем и целом же желудочно-кишечный тракт представляет собой настоящий конвейер для непрерывного движения пищи. Его работа подчинена строгой последовательности. Каждый этап воздействует на пищу конкретным образом, благодаря чему она снабжает организм энергией, нужной для его надлежащей работы. А еще одной важной характеристикой ЖКТ является то, что он достаточно легко приспосабливается к разным типам пищи.

Однако ЖКТ «нужен» не только для переработки пищи и удаления непригодных ее остатков. На самом деле его функции намного шире, т.к. в результате метаболизма (обмена веществ) во всех клетках тела появляются ненужные продукты, подлежащие обязательному удалению, иначе их яды могут отравить человека.

Большая доля ядовитых продуктов метаболизма поступает через кровеносные сосуды в кишечник. Там эти вещества распадаются и выводятся вместе с калом при дефекации. Из этого следует, что ЖКТ помогает организму освободиться от множества ядовитых веществ, появляющихся в нем в процессе жизнедеятельности.

Четкая и гармоничная работа всех систем пищеварительного канала является результатом регуляции, за которую по большей части отвечает нервная система. Некоторые процессы, к примеру, акт глотания пищи, акт ее пережевывания или акт дефекации, подконтрольны сознанию человека. Но другие, такие как выделение ферментов, расщепление и всасывание веществ, сокращения кишечника и желудка и т.д., осуществляются сами по себе, без сознательных усилий. За это отвечает вегетативная нервная система. Кроме того, эти процессы связаны с ЦНС, и в частности с корой головного мозга. Так что какие-либо человека (радость, страх, стресс, волнение и т.п.) сразу же сказываются на деятельности пищеварительной системы. Но это уже разговор немного на другую тему. Мы же подводим итог первому уроку.

Во втором уроке мы подробно побеседуем о том, из чего состоит пища, расскажем, почему организму человека требуются те или иные вещества, а также приведем таблицу содержания полезных элементов в продуктах.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

ПИЩЕВАРЕНИЕ
процесс, в ходе которого поглощенная пища переводится в форму, пригодную для использования организмом. В результате физических процессов и разнообразных химических реакций, протекающих под действием пищеварительных соков, питательные вещества, т.е. углеводы, белки и жиры, изменяются таким образом, что организм может их всасывать и использовать в обмене веществ. Пищеварение происходит в процессе перемещения пищи по органам, составляющим пищеварительный тракт. У высших животных к таким органам относятся рот со всеми его структурами, глотка, пищевод, желудок, кишечник и анальное отверстие (задний проход). Процесс пищеварения обеспечивают также вспомогательные органы: слюнные железы, поджелудочная железа, печень и желчный пузырь. У человека и других млекопитающих та часть пищеварительного тракта, которая включает желудок и кишечник, называется желудочно-кишечным трактом
(см. также
АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ;
СИСТЕМАТИКА ЖИВОТНЫХ).
Питательные вещества. Основные компоненты нормального рациона питания представлены главным образом тремя классами химических соединений: углеводами (в том числе сахарами), белками и жирами (липидами).

Углеводы присутствуют в растительной пище в основном в виде крахмала. В процессе пищеварения он превращается в глюкозу, которая может запасаться в виде полимера - гликогена - и использоваться организмом. Молекула крахмала - очень крупный полимер, образованный множеством молекул глюкозы. В сыром виде крахмал заключен в гранулы, которые должны быть разрушены, чтобы он смог превратиться в глюкозу. Обработка и приготовление пищи приводят к разрушению части крахмальных гранул. Некоторые пищевые продукты содержат углеводы в форме дисахаридов. Эти сравнительно простые сахара, в частности сахароза (тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар), в процессе пищеварения превращаются в еще более простые соединения - моносахариды. Последние не нуждаются в переваривании. Белки представляют собой различные по составу полимеры, в образовании которых участвуют 20 видов аминокислот (см. БЕЛКИ). При переваривании белков образуются в качестве конечных продуктов свободные аминокислоты и аммиак. Важными промежуточными продуктами переваривания являются альбумозы, пептоны, полипептиды и дипептиды.
Жиры. Пищевые жиры представлены в основном нейтральными жирами, или триглицеридами. Это сравнительно простые соединения, которые в процессе пищеварения распадаются на составные части - глицерин и жирные кислоты.
Физические процессы. Основной физический процесс во время пищеварения - измельчение пищевой массы, которое происходит как при жевании, так и в результате ритмических сокращений желудка и кишечника. Такие физические воздействия способствуют растворению пищи и тщательному перемешиванию ее частиц с пищеварительными соками, которые выделяются во рту, желудке и кишечнике. Кроме того, сокращения стенок желудочно-кишечного тракта в сочетании с периодическим открытием и закрытием кишечных клапанов обеспечивают постепенное, небольшими порциями, продвижение пищевого комка из одного отдела тракта в другой. Все движения кишечника (перистальтика) регулируются вегетативной нервной системой и главным образом ее внутрикишечным отделом, называемым иногда "кишечным мозгом".
Химические реакции. Основной химической реакцией, приводящей к распаду углеводов, белков и жиров, является гидролиз, осуществляемый набором гидролитических ферментов. В процессе гидролиза питательные вещества, присоединяя фрагменты молекулы воды, расщепляются на мелкие растворимые звенья, которые могут усваиваться организмом. Благодаря действию специфических ферментов, содержащихся в пищеварительных соках, гидролиз протекает очень быстро.
См. также ФЕРМЕНТЫ .
ПРОЦЕССЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ
Пищеварение в полости рта. Попав в рот, пища в ходе пережевывания смешивается с имеющей щелочную реакцию слюной, которая и начинает процесс пищеварения; слюна обеспечивает тесный контакт пищевых частиц с содержащимся в ней ферментом птиалином, растворяет некоторые легко растворимые вещества, размягчает более плотные частицы и покрывает пищевой комок слизью, облегчающей глотание. Действие птиалина (слюнной амилазы) на крахмал, прошедший тепловую обработку, или на декстрин начинает химическую стадию пищеварения. При этом часть крахмала превращается в декстрин, а часть декстрина - в мальтозу. Количество и состав слюны, а также в какой-то мере и степень переваривания пищи на данном этапе зависят от стимуляции слюнных желез. Уже сама мысль о пище вызывает психогенное слюноотделение, а присутствие пищи во рту рефлекторно активирует секрецию слюны, а также удлиняет время ее выделения. При приеме сухой пищи выделяется изобилующая слизью (муцином) слюна, а богатая углеводами пища стимулирует секреторную активность околоушных желез, в слюне которой особенно много ферментов. Поскольку пища обычно недолго остается во рту, здесь пищеварение лишь начинается, а пищеварительный эффект слюны проявляется в основном в желудке.
Пищеварение в желудке. После кратковременного пребывания во рту полужидкая пищевая масса, благодаря перистальтическим движениям пищевода, попадает в желудок. Здесь действие слюны продолжается до тех пор, пока кислота желудочного сока не пропитает пищевую массу и не разрушит амилазу слюны. При обычной смешанной пище это может занять до 30 минут. Время пропитывания пищи желудочным соком зависит от характера и размеров пищевого комка и активности желудочной секреции. По мере проникновения желудочного сока в пищевую массу начинается желудочная фаза пищеварения, в течение которой происходит главным образом протеолиз (расщепление белка). В ходе этого процесса фермент пепсин с помощью соляной кислоты, которая тоже присутствует в желудочном соке, превращает большое количество белков в альбумозы и пептоны. Точно так же действует фермент реннин (химозин), который содержится в желудочном соке маленьких детей; он расщепляет молочный белок казеин, вызывая створаживание молока. В желудке может начаться и частичное переваривание жира, поскольку в нормальном желудочном соке присутствует небольшое количество липазы. Липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот. Желудочные ферменты пепсин и реннин непрерывно секретируются многочисленными главными, или зимогенными, клетками слизистой оболочки желудка в виде предшественников - пепсиногена и прореннина. Последние превращаются в активные ферменты под действием соляной кислоты, которую выделяют обкладочные (париетальные) клетки, расположенные в области дна желудка. Их секреторную активность повышает гормон гастрин, выделяемый желудочными стенками (вероятно, при их механическом раздражении пищей или какими-то ее составными частями) и поступающий в кровь. Небольшое количество кислого секрета, т.н. "запальный сок", выделяется в результате психической стимуляции. Смесь продуктов всех клеток желудочных стенок составляет желудочный сок. Под влиянием соляной кислоты неактивные предшественники пищеварительных ферментов превращаются в активные формы. Совместное действие ферментов и кислоты желудочного сока растворяет большинство содержащихся в пище веществ. Это относится в первую очередь к белковым соединениям, с которыми соляная кислота легко образует растворимые соли. Соляная кислота разрушает также основную массу бактерий, попадающих в желудок с пищей, и тем самым предотвращает или тормозит процессы гниения. Продолжительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава. Твердая пища, содержащая большое количество белка, сильнее стимулирует секрецию желудочного сока и дольше остается в желудке, чем более жидкая пища, содержащая меньше белка. Жир остается в желудке относительно долго, а углеводы быстро проходят через него. На конечной стадии желудочного пищеварения кислая жидкая масса (химус) под действием перистальтических сокращений желудочно-кишечного тракта перемещается в тонкий кишечник.
См. также ЖЕЛУДОК .
Пищеварение в кишечнике. Поступающие в кишечник продукты желудочного пищеварения смешиваются с секретом кишечных стенок и двумя щелочными жидкостями - соком поджелудочной железы (панкреатическим соком) и желчью, которые выделяются в кишечник в области сфинктера привратника, отделяющего желудок от тонкого кишечника. Эти щелочные жидкости нейтрализуют поступившую из желудка кислую массу, приводя к окончанию желудочной фазы пищеварения. Одновременно под влиянием ферментов панкреатического и кишечного сока начинается последняя стадия процесса пищеварения. Секрет поджелудочной железы содержит высокоактивные ферменты - амилазу, протеазы (трипсин и химотрипсин) и липазу, которые расщепляют крахмал, белки и жиры, уцелевшие после слюнной и желудочной фаз пищеварения. В кишечном соке присутствуют ферменты, разрушающие промежуточные продукты расщепления белков и крахмала, а также некоторые меньшие молекулы питательных веществ. Панкреатическая амилаза (амилопсин) превращает сырой крахмал, не разрушенный амилазой слюны, и все остатки прошедшего тепловую обработку крахмала в декстрин, а декстрин в мальтозу. Панкреатическая липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот. Важная роль в этой реакции принадлежит щелочным секретам и присутствующим в желчи желчным солям: изменяя поверхностное натяжение и усиливая перистальтику, они эмульгируют жир (разбивают на множество микрокапель), что значительно увеличивает поверхность, на которую может действовать липаза. Панкреатические протеазы, трипсин и химотрипсин, действуют подобно пепсину, превращая все не расщепленные желудочным соком белки (обычно это 50-70% от общего количества белков пищи) в альбумозы и пептоны. Эти промежуточные продукты расщепления белков подвергаются затем действию смеси кишечных ферментов (аминопептидаз и дипептидаз) и превращаются в полипептиды, дипептиды и, наконец, в отдельные аминокислоты. (Раньше полагали, что в данном случае действует только один кишечный фермент и называли эту смесь пептидаз эрепсином.) Кишечные ферменты мальтаза, сахараза и лактаза гидролизуют соответствующие дисахариды (мальтозу, сахарозу и лактозу) до составляющих их моносахаридов. В кишечном соке присутствует также и ряд других ферментов, которые расщепляют поступающие в малом количестве компоненты пищи, например нуклеиновые кислоты, гексозофосфаты и лецитин. К таким ферментам относятся соответственно поли- и мононуклеотидазы, фосфатаза и лецитиназа. Непищеварительный фермент кишечного сока - энтерокиназа - является специфическим активатором трипсиногена (предшественника протеолитического фермента трипсина). Ферменты, содержащиеся в кишечном соке, в еще большей концентрации присутствуют на поверхности слизистой оболочки кишки. Поэтому часть реакций, которые раньше считались происходящими в просвете кишечника, на самом деле может протекать на кишечной стенке (пристеночное пищеварение). Секреция панкреатического сока и желчи (но не кишечного сока) находится под своеобразным гормональным контролем, особенность которого состоит в том, что гормонально-активные вещества секретируются в кровь не железами, а отдельными эндокринными клетками слизистой кишечника. Выделение этих гормонов происходит, по-видимому, под влиянием кислот, в частности свободных жирных кислот химуса, при его поступлении из желудка в кишечник. Полипептидный гормон секретин стимулирует выработку жидкой части панкреатического сока (а именно секрецию воды и солей, в особенности бикарбонатов); другой гормон, панкреозимин, усиливает выделение ферментов этого сока; третий, холецистокинин, вызывает обильное желчеотделение. В результате трех стадий пищеварения происходит гидролиз почти всех поглощенных питательных веществ с образованием более простых молекул. Наряду с витаминами, минеральными веществами и немногими не требующими переваривания питательными веществами, эти простые молекулы быстро всасываются через слизистую оболочку кишечника (см. также МЕТАБОЛИЗМ), и кровь переносит их в клетки различных тканей. В толстый кишечник попадают отходы пищеварения, которые выводятся из организма через задний проход.
См. также АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА .
ЛИТЕРАТУРА
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология, т. 2, М., 1996 Физиология человека, под ред. Шмидта Р., Тевса Г., т. 3, М., 1996

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое "ПИЩЕВАРЕНИЕ" в других словарях:

Пищеварение … Орфографический словарь-справочник

Совокупность процессов, обеспечивающих механич. измельчение и химич. (гл. обр. ферментативное) расщепление пищ. веществ на компоненты, пригодные к всасыванию и участию в обмене веществ. Поступающая в организм пища переваривается под действием… … Биологический энциклопедический словарь - ПИЩЕВАРЕНИЕ, пищеварения, мн. нет, ср. (физиол., мед.). Переработка, переваривание и усвоение пищи организмом. Расстройство пищеварения. Плохое пищеварение. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ПИЩЕВАРЕНИЕ - ПИЩЕВАРЕНИЕ. Встречается 2 типа П. внутриклеточное и внеклеточное. При внеклеточном П., широко распространенном среди высших организмов, процесс протекает в.специальной системе органов кишечной трубки с ее железистым аппаратом. П. это хим. физ … Большая медицинская энциклопедия

ПИЩЕВАРЕНИЕ, процесс механической и химической обработки пищи, в результате которого происходит ее расщепление (главным образом с участием ферментов слюны, желудочного, панкреатического и кишечного соков, желчи), всасывание и усвоение питательных … Современная энциклопедия

ПИЩЕВАРЕНИЕ, я, ср. Переработка пищи и её усвоение организмом человека и животного. Расстройство пищеварения. | прил. пищеварительный, ая, ое. П. процесс. П. тракт (пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки; спец.). Толковый словарь Ожегова. С.И.… … Толковый словарь Ожегова

- (digestio) строго говоря, должно было бы обозначатьтолько процесс переваривания пищевых веществ под влиянием нормальныхпищеварительных соков, т. е. превращение их в состояния, легкоусваиваемые организмом. Между тем в физиологии под П.… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

пищеварение - — Тематики биотехнологии EN digestion … Справочник технического переводчика

ПИЩЕВАРЕНИЕ - механическая и химическая обработка пищи в пищеварительном канале. Обработанная таким образом пища затем всасывается стенками кишечника, поступая в жидкости организма в кровь и лимфу. Пищеварительный тракт представляет собой длинную мышечную… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства