Физиология питания

Секреторная функция заключается в образовании железистыми клетками пищеварительных соков, содержащих ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы.

Всасывательная  функция осуществляется слизистой оболочкой желудка, тонкого и толстого кишечника. Этот процесс обеспечивает поступление переваренных органических веществ, солей, витаминов и воды во внутреннюю среду организма.

Моторная (двигательная) функция осуществляется мускулатурой пищеварительного тракта и обеспечивает жевание, глотание, передвижение пищи по пищеварительному тракту и удаление непереваренных остатков.

Пищеварительные ферменты и  их роль

 Главнейшая роль в  химической переработке пищи  принадлежит ферментам. Они вырабатываются в слюнных железах, желудке, поджелудочной железе, кишечнике. Несмотря на большое разнообразие ферментов, все они обладают некоторыми общими свойствами. Всем ферментам присуща высокая специфичность, заключающаяся в том, что каждый из них катализирует только одну реакцию или действует только на один тип связи.

 Так, протеазы расщепляют  белки, липазы — жиры, а амилазы  — углеводы. К протеазам относятся  пепсин и химозин желудка, трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза поджелудочной железы, эрепсин килечного сока. К амилазам принадлежат амилаза и мальтаза слюны, амилаза, мальтаза, лактаза поджелудочного сока. Благодаря высокой специфичности действия ферментов обеспечивается тонкая регуляция всех жизненно важных процессов, протекающих в клетке и организме.

 Ферменты активны только  при определенных значениях активной  реакции среды (рН). Так, пепсин активен только в кислой среде желудка. Напротив, амилазы активны в слабощелочной среде и теряют свою активность в кислой среде.

 Ферменты действуют  в узком интервале температур, близком к 36—37°С. За пределами  этого интервала их активность  значительно снижается, что сопровождается  нарушением процессов пищеварения. 

 Ферменты обладают  высокой активностью, что позволяет  расщеплять большое количество  органических веществ. 

Строение и  функции органов пищеварительной  системы

 Система органов пищеварения  представлена пищеварительным каналом  длиной 8—10 метров (ротовая полость,  глотка, пищевод, желудок, тонкий  и толстый кишечник) и пищеварительными  железами (слюнные, печень, поджелудочная  железа)

Стенка пищеварительного тракта состоит из трех слоев: наружного, среднего и внутреннего. Наружный слой образован волокнистой, соединительной тканью, средний слой - мышечной. В  полости рта, глотки и верхней  части пищевода он представлен поперечнополосатой, а в остальных отделах —  гладкомьипечной тканью, расположенной в два слоя: наружный — продольный, внутренний — кольцевой. Благодаря сокращениям этих мышц (сокращения называются червеобразными или перистальтическими) пища продвигается по пищеварительному каналу и смешивается с пищеварительными соками.

 Внутренний слой состоит  из слизистого и подслизистого слоев, имеющих обильное крово и лимфо снабжение. Железистые клетки этого слоя выделяют слизь и пищеварительные соки. В нем же диффузно расположены эндокринные клетки, вырабатывающие гормоны, которые регулируют двигательную и секреторную деятельность пищеварительной системы.

Ротовая полость — начальный отдел пищеварительного тракта, функциями которого являются опробование вкуса и качества пищи, ее измельчение, начало расщепления углеводов, формирование пищевого комка и проталкивание его в следующий отдел. Она образована губами, щеками, небом, языком и мышцами дна ротовой полости. Двумя рядами зубов полость делится на преддверие и собственно полость рта. Размельчение пищи осуществляется зубами, сидящими в ячейках (альвеолах) верхней и нижней челюстей.

Язык — мышечный орган, в слизистой оболочке которого расположены вкусовые рецепторы, дающие возможность ощутить вкус еды. Он также участвует в перемешивании пищи и проталкивании ее в глотку.

 В ротовую полость  открываются протоки трех пар  слюнных желез: околоушных, подчелюстных  и подъязычных. Слюна - прозрачная, слегка вязкая жидкость, имеющая  слабощелочную реакцию. В ее  состав входят вода (98—99%), неорганические  соли (1—1,5%) и органические вещества: белок муцин и ферменты птиалин  и мальтаза.

 Слизистый тягучий  муцин обеспечивает пищевому  комку легкость проглатывания.  Содержащийся в слюне лизоцим  выполняет бактерицидную функцию,  растворяя клеточную оболочку  бактерий. Птиалин расщепляет крахмал  пищи до промежуточного вещества  — солодового сахара, или мальтозы, который в присутствии фермента  мальгазы превращается в простой сахар — глюкозу. Увлажняя пищу, слюна растворяет отдельные ее частицы и этим облегчает воздействие на них ферментов. Количество и состав слюны зависят от характера пищи. Так, например, больше слюны выделяется при потреблении сухой пищи, чем жидкой. В среднем за сутки выделяется около 1-1,5 л слюны.

Глотка - трубка конической формы (с расширением сверху) длиной около 13 см. Сокращаясь, мощные мышцы стенки глотки проталкивают пищевой комок в пищевод.

Пищевод - мышечная трубка длиной около 25 см, лежащая позади трахеи. Через отверстие в диафрагме пищевод из грудной полости проникает в брюшную полость, где соединяется с желудком. Сокращения мышц пищевода продвигают пищевой комок в желудок.

Желудок — расширенная часть пищеварительной трубки объемом около 1,5-2 л. Размеры и форма желудка изменяются в зависимости от количества принятой пищи и степени сокращения мышц его стенок. В желудке выделяют верхнюю часть - дно, среднюю наибольшую часть - тело, а также нижнюю горизонтально расположенную часть - привратник. Отверстие привратника ведет в двенадцатиперстную кишку.

  Мышцы стенки желудка хорошо развиты и представлены тремя слоями волокон, имеющими разную ориентацию: продольными, кольцевыми (в области перехода привратника в двенадцатиперстную кишку слой утолщается и образует сфинктер, регулирующий продвижение пищи) и косыми. Слизистая оболочка желудка образует складки, увеличивающие ее поверхность. В толще слизистой оболочки содержится большое количество желез, вырабатывающих желудочный сок. Железы состоят из секреторных клеток нескольких типов: главных, вырабатывающих пищеварительные ферменты, обкладочных, секретирующих соляную кислоту, и добавочных, выделяющих слизь.

 В желудке за счет  мышечных сокращений происходит  перемешивание пищи с желудочным  соком — прозрачной жидкостью,  имеющей кислую реакцию вследствие  присутствия в ней свободной  0,4%-ной соляной кислоты. Она  действует как дезинфицирующее  средство, уничтожая большинство  поступающих с пищей бактерий, а также создает необходимую кислотность среды, при которой становятся активными ферменты желудочного сока. Протеазами желудочного сока являются пепсин и химозин.

 Главными клетками  желез желудка синтезируется  пепсиноген — неактивный предшественник пепсина. В полости желудка в присутствии соляной кислоты пепсиноген превращается в активный пепсин. Он расщепляет белки до пептидов.

Фермент химозин (ренин) переводит  растворимый белок молока в нерастворимый  казеин (створоженное молоко). Секретируемая  желудочная липаза действует только на эмульгированные (в виде мельчайших капелек) жиры молока, расщепляя их до глицерина и жирных кислот. Выделяемая добавочными клетками слизь (муцин) выполняет роль барьера, предохраняя стенку желудка от механических повреждений, а также разрушающего воздействия соляной кислоты и переваривающего действия пепсина. Ферменты слюны в кислой среде желудка недеятельны.

В секреции желудочных желез выделяют две фазы; сложно-рефлекторную и желудочную.

Первая фаза секреции является результатом действия комплекса условных и безусловных раздражителей, предшествующих попаданию пищи в желудок (вид и запах пищи, разговоры о ней). Выделяемый в этой фазе желудочный сок называют запольным, или аппетитным. Он подготавливает желудок к восприятию пищи.

Вторая фаза секреции - желудочная, или нейрогуморальная, - обусловлена раздражением пищей рецепторов слизистой оболочки желудка в результате механического и химического воздействия на них. Ведущую регуляторную роль в этой фазе играет гормон гастрин, вырабатываемый некоторыми клетками слизистой оболочки желудка. Он активирует секрецию желудочного сока и регулирует двигательную активность желудка и кишечника. Сильное возбуждающее действие на желудочную секрецию оказывают вещества, содержащиеся в отварах мясной и овощной пищи. Жиры тормозят сокоотделение, поэтому жирная пища переваривается значительно дольше (8-10 ч), чем другие ее виды (3-4 ч).

Слизистая оболочка тонкой кишки имеет выпячивания - ворсинки высотой около 0,5-1,2 мм и количеством  от 18 до 40 на 1 м2. Поверхность ворсинки представлена каемчатым эпителием. Каемка этих клеток образована огромным количеством микроворсинок. За их счет резко увеличивается всасывающая поверхность кишечника. В полости каждой ворсинки расположен слепо оканчивающийся лимфатический сосудик, из которого лимфа оттекает в более крупный лимфатический сосуд. В каждую ворсинку входят 1-2 артериолы, распадающиеся там на капиллярные сети. В соединительнотканной основе ворсинки имеются отдельные гладкомышечные волокна, благодаря которым ворсинка способна сокращаться.

В слизистой оболочке тонкого  кишечника расположены многочисленные железы, вырабатывающие ежесуточно до 2 л кишечного сока - непрозрачной вязкой жидкости. В составе кишечного  сока более 20 ферментов, расщепляющих молекулы белков, жиров и углеводов  до низкомолекулярных соединений, способных  всосаться, т. е. проникнуть из пищеварительного канала в кровь или лимфу.

Печень - самая крупная железа человеческого организма массой до 2 кг. Она расположена в брюшной полости справа непосредственно под диафрагмой и состоит из четырех неравных долей. Ее верхняя сторона выпуклая, нижняя - слегка вогнутая. В центре нижней поверхности находятся ворота печени - место прохождения крупных кровеносных сосудов, нервов и желчных протоков. Там же располагается желчный пузырь — резервуар объемом 40—70 мл. Основу печени образуют многочисленные печеночные дольки. Железистый эпителий долек вырабатывает примерно 0,5-1,5 л желчи ежесуточно.

Желчь — густоватая жидкость золотисто-желтого цвета. В ее состав входят желчные кислоты и пигменты (главным образом продукты распада гемоглобина), холестерин, минеральные соли. Основные функции желчи следующие: перевод жиров в эмульгированное состояние, создание щелочной среды в тонком кишечнике, усиление активности всех пищеварительных ферментов и в особенности липазы, активирование процесса всасывания продуктов расщепления жира и витамина К, вырабатываемого бактериями толстого отдела кишечника, усиление перистальтических движений кишечника. Процесс образования желчи непрерывен, а желчевыведение в полость двенадцатиперстной кишки происходит периодически и связано в основном с приемом пищи. Часть желчи скапливается в желчном пузыре, откуда ее запасы выделяются в кишечник при усиленном пищеварений. В случае закупорки желчного протока желчь в кишечник не выделяется и жиры не усваиваются человеком.

Пищеварительные ферменты в  тощей и подвздошной кишках вырабатываются железами слизистой оболочки. В кишечном соке содержатся энтерокиназа, активирующая протеазы поджелудочного сока, полипептидазы, под действием которых завершается расщепление белков до аминокислот, и амилолитические ферменты (сахараза, мальтаза, лактаза), расщепляющие в конечном итоге сложные углеводы до мономеров. Переваривание пищи в тонкой кишке завершается примерно за 4 часа.

Всасывание - совокупность процессов, обеспечивающих перенос веществ из просвета кишки в кровь и лимфу. Осуществляется этот процесс через эпителии кровеносных и лимфатических капилляров кишечных ворсинок слизистой оболочки. В лимфатический сосудик из содержимого тонкой кишки всасываются продукты расщепления жиров — глицерин и жирные кислоты. Растворимый в воде глицерин легко проникает через клеточные мембраны, а жирные кислоты образуют комплексы со щелочами и желчными кислотами и после омыления в растворимом состоянии всасываются через мембраны ворсинок. В клетках ворсинок из глицерина и жирных кислот синтезируются жиры, свойственные человеку. Они затем поступают в лимфатический сосудик ворсинки. Лимфа, оттекающая от кишечника, имеет желтый цвет, так как насыщена мельчайшими капельками жира. Через грудной лимфатический проток жиры попадают в общий кровоток и вступают в обменные процессы.

Аминокислоты и моносахариды всасываются в кровеносные капилляры  ворсинок. Током крови аминокислоты доставляются клеткам организма, в  которых из них синтезируются  белки. Часть моносахаридов используется на нужды клеток, а другая их часть  поступает в печень, где запасается в виде животного крахмала — гликогена. Ворсинки, сокращаясь, способствуют контакту поверхности слизистой оболочки тонкой кишки с пищевой кашицей (химусом), а также оттоку крови  и лимфы, насыщенных питательными веществами.

 Из тонкого кишечника  химус поступает в толстую  кишку. Ее длина примерно 1,5-2 м  и диаметр 4-8 см. Слизистая оболочка  кишки образует складки полулунной  формы, ворсинки отсутствуют.  Начальный отдел толстого кишечника  — мешковидная слепая кишка с небольшим червеобразным отростком — аппендиксом. При воспалении этого отростка (аппендиците) может создаться угроза для жизни человека. За слепой кишкой следуют ободочная, сигмовидная и прямая кишки. Заканчивается прямая кишка анальным отверстием.

 Через слизистую оболочку  толстой кишки интенсивно всасывается  вода, минеральные соли. Специализированные  микроорганизмы кишечника расщепляют  целлюлозную клеточную стенку  растительной пищи, а также остатки  непереваренных белков. В результате гнилостного распада белков образуются ядовитые вещества, которые всасываются через слизистую оболочку толстой кишки в кровь. Кровь, оттекающая от кишечника, по воротной вене поступает в печень, где ядовитые вещества обезвреживаются. Эта функция печени называется барьерной (защитной). Микроорганизмы кишечника синтезируют витамины К и группы В, подавляют деятельность патогенных бактерий. Образующиеся каловые массы периодически выводятся из организма.