ЭНЕРГИЯ

Роль питания в жизнедеятельности человека.

Пищеварение

Обмен веществ в нашем организме находится в прямой зависимости не только от количества и качества поступаю­щих с пищей питательных веществ, но и от состояния пи­щеварения. Пищеварение — сложный физиологический процесс, в результате которого пищевые вещества в желу­дочно-кишечном тракте с помощью ферментов пищевари­тельных соков превращаются в более простые вещества.

Сложные сахара и крахмал (полисахариды) превраща­ются в простейшие сахара (моносахариды), жир — в гли­церин и жирные кислоты, белки — в аминокислоты. После расщепления питательные вещества теряют свою видо­вую специфичность и становятся исходным материалом для синтеза веществ, свойственных структуре человечес­кого организма. В пищеварении схематично можно разли­чить следующие основные процессы: секреторная деятель­ность пищеварительных желез; моторная деятельность же­лудочно-кишечного тракта; всасывание. Секреторная фун­кция заключается в выработке в секреторных клетках пи­щеварительных желез пищеварительных соков: слюны, сока поджелудочной железы, желудочного и кишечного соков, желчи. Моторная, или двигательная, функция пи­щеварительной системы заключается в сокращении мы­шечных волокон, расположенных в стенках пищеваритель­ной трубки. Это обеспечивает акт глотания, передвижение пищи внутри пищеварительной системы и выбрасывание из организма непереварившихся частей пищи. Всасыва­тельная функция представляет собой переход пищи после химической переработки, простых и хорошо растворимых химических соединений через кишечную стенку в кровь или лимфу.

Вода, минеральные соли поступают в кровь в неизмен­ном виде.

Пищеварительная система — это длинная, в отдельных местах расширяющаяся трубка, которая начинается рото­вым отверстием и заканчивается выходным, или аналь­ным .

1.1.  ПИЩЕВАРЕНИЕ В РОТОВОЙ ПОЛОСТИ

В ротовой полости пища пережевывается и смачивает­ся слюной. Хорошее размельчение пищи имеет большое значение для ее дальнейшего переваривания. К химичес­ким раздражителям секреции слюны относятся химичес­кие вещества, входящие в состав пищи — соленое, горь­кое, кислое. Степень секреции зависит от силы действия раздражителя и его концентрации в пище.

К механическим раздражителям относятся пищевые вещества, поступающие в обезвоженном виде, т. е. сухие, например сухари.

Термические раздражители также играют значитель­ную роль в слюноотделении. Установлено, что наибольшую секрецию слюны вызывает вода, имеющая температуру 55—60°С. Наконец, хорошо известно условно-рефлектор­ное, или «психическое», возбуждение секреции слюны, которое наступает от вида пищи, ее запаха.

В ротовой полости расположены три пары крупных желез: околоушных, подъязыковых и подчелюстных. Эти железы выделяют в ротовую полость слюну, а в кровь — некоторые соединения, влияющие на обмен веществ в дру­гих органах и тканях.

Слюна содержит 99,4—99,5% воды, высоковязкий муко-протеид — муцин, обволакивающий куски пищи, чтобы они становились скользкими и легко проходили по пищеводу; фер­менты; ряд минеральных веществ (Na, К, Са, Mg, P, C1 и др.); антибактериальные соединения (белок лизоцим); некоторые продукты метаболизма; рН слюны составляет примерно 7,5.

Основным ферментом слюны является u-амилаза; она катализирует гидролиз крахмала до мальтозы, которая может дальше расщепляться благодаря наличию в слюне небольшого количества мальтозы. Ферменты слюны актив­ны в нейтральных и слабощелочных средах.

Секреция слюны происходит непрерывно в количестве около J 500 мл/сут.

В ротовой полости происходит начальное пищеварение, когда пища в течение 15--20^эС тщательно пережевывается. Из-за кратковременности пребывания пищи в ротовой полости пищевые белки и жиры практически не изменяются.

При глотании надгортанник закрывает вход в дыха­тельные пути и пищевой комок попадает в пищевод, по которому, благодаря сокращениям его стенок, продвигает­ся в желудок. Продолжительность продвижения жидкой пищи по пищеводу в среднем составляет 1-2 с, плотная пища проходит медленнее — 8-9 с.

1.2. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ

В желудке  происходит перемешивание пищи с желудочным соком, превращение ее в полужидкую каши­цу (химус) и медленное опорожнение желудка переходом химуса в двенадцатиперстную кишку. Емкость желудка новорожденного невелика — около 20 мл; у взрослых — до 3 л. Пища может находиться в желудке от 3 до 10 ч. В толще его слизистой оболочки находится около 14 млн трубчатых желез, продуцирую­щих желудочный сок. За сутки его выделяется около 2— 2,5 л. Желудочный сок представляет собой бесцветную жидкость, резкокислую на вкус из-за содержания соляной кислоты, концентрация которой — 0,4—0,5%. Кроме того, в желудке содержится от 1,4 до 9,7 мг % молочной кисло­ты. Из минеральных веществ в желудочном соке имеются хлористый натрий и калий, хлористый аммоний, неболь­шое количество фосфатов и сульфатов. Соляная кислота желудочного сока вызывает денатурацию и набухание бел­ков, активирует пепсиноген, переводя его в пепсин, обла­дает бактерицидным действием, задерживает развитие гнилостных процессов в желудке.

Основное значение принадлежит расщепляющим белок ферментам — протеазам. Пепсин и гастриксин расщепля­ют белки до полипептидов различной степени сложности. Ренин, называемый химозином, или сычужным фермен­том, осуществляет свертывание белка молока в желудке детей. Желатиназа ограничивает свое действие расщепле­нием желатина белка, входящего в состав соединительной ткани (хрящи, сухожилия).

В составе желудочного сока находится липаза, облада­ющая способностью гидролизировать жир, но гидролизу-ющая в желудке только эмульгированный жир до глице­рина и жирных кислот.

Желудок не содержит ферментов, способных перева­ривать углеводы.

Дольше всего в желудке задерживаются жиры, несколь­ко меньше — белки, быстрее всего из желудка уходят уг­леводы.

Выход из желудка закрыт сфинктером, состоящим из кольцевых мышц. После того как пищевая кашица пропи­тается кислым желудочным соком, сфинктер расслабля­ется и пропускает ее в кишечник. Соляная кислота явля­ется раздражителем, обусловливающим рефлекторное расслабление сфинктера, в результате чего порция пищи переходит в двенадцатиперстную кишку. Затем сфинктер закрывается и не открывается до тех пор, пока под влияни­ем кишечного сока, сока поджелудочной железы и желчи реакция в двенадцатиперстной кишке не станет щелочной.

1.3. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ

Кишечник (рис. 46) — это отдел пищеварительного тракта, который начинается от желудка и кончается за­днепроходным отверстием. Длина кишечника у человека достигает 7 м. Протяженность тонкой кишки примерно 5 м. Она состоит из 2 частей: короткой — двенадцатипер­стной и длинной — брыжеечной. Двенадцатиперстная кишка названа так потому, что длина ее равна сумме по­перечников 12 пальцев, т. е. приблизительно 25—30 см. Тонкая кишка многократно изгибается, ее петли плотно размещаются в полости живота и отчасти таза. Спереди они прикрыты большим сальником. Благодаря сокраще­ниям мышечной оболочки тонкой кишки пищевая масса перемешивается и транспортируется в сторону толстой кишки и из нее извлекаются нужные для организма ве­щества.

В тонком кишечнике происходит расщепление пище­вых веществ до конечных продуктов их переваривания и их всасывание.

После переваривания в желудке пищевая кашица не­большими порциями поступает в начальный отдел тонких кишок — двенадцатиперстную кишку, где пищевая масса подвергается активному воздействию пищеварительных соков поджелудочной железы, печени и слизистой оболоч­ки самой кишки.

Поджелудочная железа — пищеварительный орган, состоящий из клеток, образующих дольки, которые имеют выводные протоки, соединяющиеся в общий проток. По этому протоку пищеварительный сок поджелудочной же­лезы поступает в двенадцатиперстную кишку (до 0,8 л в сутки).

Пищеварительный сок поджелудочной железы пред­ставляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелоч­ной реакции. В его состав входят ферменты: трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза, мальтоза. Трипсин и химотрипсин расщепляют белки, пептоны, альбумозы, посту­пившие из желудка, до полипептидов. Липаза с помощью желчи расщепляет жиры пищи до глицерина и жирных кислот. Амилаза и мальтоза расщепляют крахмал до глю­козы. Кроме того, в поджелудочной железе есть специаль­ные клетки (островки Лангерганса), вырабатывающие гор­мон инсулин, поступающий в кровь. Этот гормон регулирует углеводный обмен, способствуя усвоению сахара ор­ганизмом. При отсутствии инсулина возникает сахарный диабет.

Второй железой, выделяющей продукт своей деятель­ности — желчь, в двенадцатиперстную кишку, является печень. Желчь — это жидкость золотисто-желтого цвета, имеющая щелочную реакцию (рН 7,3—8,0). У здорового человека в сутки выделяется 500—1200 мл желчи. В ее составе 97,5% воды, 2,5% сухого остатка, в который входят желчные кислоты, пигменты и холестерин. Усиливают желчеобразование соляная кислота, яичные желтки, мо­локо, хлеб, клетчатка и пектиновые вещества, соли маг­ния, теплая пища, а тормозят процесс холод, голод, пере­гревание организма, недостаточность кислорода.

Желчь выполняет многообразные функции, связанные с деятельностью желудочно-кишечного тракта:

1. Активизирует ферменты сока поджелудочной железы, особенно липазу, действие которой увеличивается в 20 раз.

2. Усиливает секрецию поджелудочного сока и моторику, т. е. сократительную деятельность стенок кишечника.

3. Желчь способствует всасыванию жирных кислот, об­разуя с ними водорастворимые соединения.

4. Осуществляет эмульгирование всех неэмульгирован-ных пищевых жиров, что способствует их последующему расщеплению ферментом липазой до конечных продуктов переваривания.

5. Желчь участвует в пристеночном пищеварении.

6.  Желчь оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов.

Необходимо отметить, что печень выполняет еще и гли-когенообразовательную функцию: большая часть поступив­шей в кровь глюкозы задерживается в клетках печени и превращается в сложное соединение — полисахарид, гли­коген и откладывается как запасной материал, а при на­добности, например при усилении мышечной работы, гли­коген печени распадается на глюкозу, поступающую в кровь и используемую организмом. Печень выполняет также защитную и обезвреживающую функции. Вся кровь от ки­шечника, желудка поступает в воротную вену и через нее в печень. В ней могут содержаться и ядовитые вещества — индол, скэтол, фенол и другие, и, проходя через печень, эти вещества теряют свои ядовитые свойства.

Кишечный сок представляет собой бесцветную мутно­ватую жидкость слабощелочной реакции (рН 7,2—7,5).

Имеющиеся в составе кишечного сока различные поли-пептидазы расщепляют продукты переваривания белков (полипептидов) до аминокислот, а ферменты амилаза, маль-таза, лактаза — все продукты переваривания углеводов до глюкозы. Липаза завершает расщепление жиров на гли­церин и жирные кислоты. В тонком кишечнике заверша­ется этап механической и химической обработки пищи.

Слизистая оболочка тонких кишок имеет множество складок, выпячиваний, образующих ворсинки, микровор­синки, обращенные в полость кишечника, они резко уве­личивают поверхность стенок до 5 м^2..  

Благодаря этому обеспечиваются интенсивные процес­сы переваривания и всасывания продуктов гидролиза в кровеносные и лимфатические капилляры, которыми обиль­но снабжена стенка тонкого кишечника. В пространство, занятое микроворсинками, не могут проникнуть микроор­ганизмы, находящиеся в полости кишечника; следователь­но, эти структуры слизистой оболочки выполняют и барь­ерную функцию.

В кишечном соке содержится до 22 ферментов, довер­шающих гидролиз сложных пищевых веществ, в том чис­ле связанных форм витаминов. Эти ферменты локализо­ваны не только в полости кишки, но и на поверхности мик­роворсинок, где происходит пристеночное, или контакт­ное, пищеварение. Пристеночное пищеварение эффектив­нее полостного, так как при этом не происходит потерь пищевых веществ в результате деятельности микроорга­низмов, а также обеспечивается более быстрое всасыва­ние (поскольку на микроворсинках гидролазы простран­ственно сближены со специфичными переносчиками, тран­спортирующими нутриенты в кровь и лимфу).

Универсальным физиологическим процессом, связанным с переходом разного рода веществ во внутреннюю среду, является всасывание, происходящее на всем протяжении пищеварительного канала. Хорошо всасываются в ротовой полости некоторые лекарственные вещества, в желудке — вода, минеральные соли, моносахара, алкоголь, лекарствен­ные вещества, гормоны, альбумозы, пептоны, в двенадца­типерстной кишке — вода, минеральные вещества и гор­моны, продукты расщепления белка, в толстом кишечнике — вода и минеральные вещества.

Основной же процесс всасывания происходит в тонком кишечнике. Большую роль играют такие процессы, как диффузия, фильтрация, осмос и активная деятельность эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника. В переходе веществ в кровь и лимфу важную роль играют сокращения ворсинок, а также моторика стенок тонкой кишки. При бурной моторике значительная часть конеч­ных продуктов переходит в толстый кишечник, не будучи усвоенной. Под термином усвояемость пищи пони­мают степень использования ее организмом, т- е. способ­ность пищевых веществ всасываться, выражают ее в про­центах к общему содержанию данного вещества в пище. Основными продуктами гидролиза белков, всасываю­щимися в кровь, являются аминокислоты. Углеводы тран­спортируются в кровь главным образом в виде глюкозы (в слабощелочной среде кишечного сока фруктоза частично превращается в глюкозу).

Продуктами переваривания липидов являются легко вса­сывающийся глицерин, фосфорная кислота, холин и другие растворимые компоненты, а также нерастворимые — жирные кислоты, холестерин, жирорастворимые витамины. Затем в клетках тонкого кишечника эти комплексы рас­щепляются. Большинство освободившихся липидов вновь синтезируются в эфиры, специфичные для организма че­ловека.

Они образуют жировые капельки — хиламикроны, ко­торые всасываются в основном в лимфу, откуда затем по­падают в кровь.

Водорастворимые витамины всасываются из тонкого ки­шечника в кровь, где образуют комплексы с соответству­ющими белками и в таком виде транспортируются к раз­личным тканям. Усвоению рибофлавина способствует желчь. Во всасывании воды и минеральных веществ зна­чительную роль играет их активный транспорт через мем­браны кишечной стенки. Здесь за день в среднем проходит 8—9 _л воды. Основным источником ее являются пищева­рительные соки вышерасположенных отделов пищевари­тельной системы, лишь 1,5 л воды поступает извне. Это важный путь сохранения водного баланса в организме.

Для всасывания кальция и магния необходимы желчные кислоты. Железо усваивается в виде двухвалентного иона.

1.4. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ

Непереваренная  невсосавшаяся часть пищи из тонкого кишечника переходит в толстый. В нем частично продол­жается процесс переваривания за счет действия фермен­тов пищеварительных соков, которыми пропиталось ки­шечное содержимое в тонком кишечнике. Секрет слизис­той оболочки толстого кишечника имеет резкощелочную реакцию (рН 8,5—9,0) и содержит 98,5% воды, 0,63% орга­нических и^0,68% неорганических веществ. В нем присут­ствуют отторгнутые клетки эпителия, лимфоциты, слизь, а также небольшое количество ферментов (пептидаза, ли­паза, амилаза, щелочная фосфатаза).

Толстый кишечник обильно населен микрофлорой, вы­полняющей полезные функции: она защищает организм от болезнетворных микроорганизмов, препятствуя их жиз­недеятельности и размножению, в силу явления антаго­низма; стимулирует деятельность защитных механизмов, формирующих иммунные барьеры против чужеродных веществ; синтезирует некоторые витамины, частично ис­пользуемые организмом: пантотеновую кислоту, фолацин, ниацин, инозит, блотин, витамины В₆ и К; участвует в кру­гообороте стероидных гормонов, освобождая их из эфиров, после чего они частично возвращаются в кровяное русло. В толстом кишечнике идет формирование каловых масс и обратное всасывание воды через стенку кишки в кровь. Формированию кала способствуют комочки слизи кишеч­ного сока, которые склеивают непереваренные частицы пищи. В состав кала входят отмершие клетки кишечника, желч­ные пигменты и в большом количестве (30—55%) бактерии. У взрослого человека с каловыми массами за сутки выде­ляется около 480 млрд бактерий. Каловые массы накапли­ваются в сигмовидной кишке. При акте дефекации они вы­деляются из организма человека через прямую кишку.