Пищеварительная система

Пищеварительная система — трубка длиной около 9–10 метров от рта до анального отверстия, плюс пищеварительные железы. Отделы. Ротовая полость: механическое измельчение пищи зубами; смачивание слюной; первичная химическая обработка. Глотка и пищевод: транспорт пищи; пищевод длиной около 25 см. Желудок: химическое переваривание; механическое перемешивание. Тонкий кишечник (около 6–7 метров): основное переваривание и всасывание; три отдела: двенадцатиперстная кишка, тощая кишка, подвздошная кишка. Толстый кишечник (около 1,5 метра): всасывание воды и электролитов; формирование каловых масс; бактерии кишечника; три отдела: слепая кишка, ободочная кишка, прямая кишка. Пищеварительные железы: слюнные железы, печень, поджелудочная железа.

В ротовой полости пищеварение механическое и химическое. Механическое пищеварение: зубы измельчают пищу (жевание); язык перемешивает пищу со слюной и формирует пищевой комок. Зубы человека: резцы (откусывание), клыки (разрывание), премоляры и моляры (перемалывание); у взрослого 32 зуба. Химическое пищеварение: слюна вырабатывается тремя парами слюнных желёз (около 1,5 литра в сутки); состав слюны: вода; муцин (слизь, смазывает пищевой комок); амилаза (расщепляет крахмал до мальтозы); лизоцим (антибактериальное вещество). Внимание! В ротовой полости расщепляется только крахмал (под действием амилазы). Белки и жиры в ротовой полости не расщепляются.

Желудок — мышечный орган объёмом 1,5–2 литра. Функции желудка: механическое перемешивание пищи; химическое переваривание белков; депо пищи (порционная эвакуация в кишечник). Желудочный сок: вырабатывается железами слизистой оболочки желудка; объём до 3 литров в сутки; кислая среда (pH 1,5–2,0) — соляная кислота; пепсин (протеаза): расщепляет белки до пептидов; липаза (в небольшом количестве): расщепляет молочный жир у детей; слизь: защищает стенку желудка от переваривания. Регуляция желудочной секреции: нервная (вид и запах пищи — безусловный рефлекс; Павлов — «мнимое кормление»); гормональная (гастрин). Внимание! В желудке расщепляются белки, а не углеводы. Крахмал в желудке не переваривается (кислая среда инактивирует амилазу слюны).

Тонкий кишечник — главное место пищеварения и всасывания. Двенадцатиперстная кишка: в неё открываются протоки поджелудочной железы и желчный проток; здесь происходит основное химическое расщепление. Поджелудочный сок (щелочной, pH 7,5–8,5): амилаза (расщепляет углеводы); липаза (расщепляет жиры); протеазы (трипсин, химотрипсин — расщепляют белки). Желчь (вырабатывается печенью, хранится в желчном пузыре): эмульгирует жиры (дробит на мелкие капли, увеличивая площадь для липазы); активирует ферменты. Кишечный сок: мальтаза, лактаза, сахараза (расщепляют дисахариды до моносахаридов); пептидазы. Всасывание: ворсинки и микроворсинки (щёточная кайма) многократно увеличивают площадь всасывания (около 200 квадратных метров); моносахариды и аминокислоты всасываются в кровь; глицерин и жирные кислоты — в лимфу (через млечные сосуды).

Печень — самая крупная железа организма (масса около 1,5–2 кг); расположена в правом подреберье. Функции. Первое — пищеварительная: вырабатывает желчь (около 500–1000 мл в сутки); желчь эмульгирует жиры и активирует ферменты. Второе — обезвреживающая (детоксикация): все вещества, всасывающиеся из кишечника, проходят через печень через воротную вену; печень обезвреживает токсины, лекарства, алкоголь. Третье — регуляция уровня глюкозы: избыток глюкозы → гликоген (гликогенез); при голоде гликоген → глюкоза (гликогенолиз); синтез глюкозы из неуглеводных субстратов (глюконеогенез). Четвёртое — синтез белков плазмы крови: альбумины, фибриноген, факторы свёртывания. Пятое — депо витаминов (A, D, E, K, B12) и железа. Шестое — разрушение эритроцитов; желчные пигменты из гема гемоглобина. Внимание! Печень одновременно и железа внешней секреции (желчь в кишечник) и эндокринный орган (факторы роста в кровь).

Толстый кишечник длиной около 1,5 метра; начинается слепой кишкой (с аппендиксом), продолжается ободочной и прямой кишкой. Функции. Первое — всасывание воды и минеральных солей: из кишечного содержимого всасывается около 1,5 литра воды в сутки; формирование оформленных каловых масс. Второе — микробиота (кишечная флора): около 100 триллионов бактерий (в основном Bacteroidetes и Firmicutes); синтез витамина K и витаминов группы B; расщепление клетчатки с образованием коротких жирных кислот (питание клеток кишечника); защита от патогенных микроорганизмов; иммунная регуляция. Третье — формирование и удаление каловых масс. Аппендикс: рудиментарный отросток слепой кишки; содержит лимфоидную ткань; участвует в иммунной защите кишечника. Внимание! В толстом кишечнике ферментативное пищеварение практически не происходит.

Витамины — органические вещества, необходимые в ничтожных количествах для нормального обмена веществ; не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме; должны поступать с пищей. Жирорастворимые витамины: накапливаются в жировой ткани и печени; A, D, E, K. Витамин A (ретинол): зрение (синтез родопсина), рост эпителия; дефицит — куриная слепота. Витамин D (кальциферол): всасывание кальция; дефицит — рахит у детей; синтезируется в коже при ультрафиолете. Витамин E: антиоксидант. Витамин K: синтез факторов свёртывания; дефицит — нарушение свёртывания. Водорастворимые витамины: не накапливаются; выводятся с мочой; группа B, C. Витамин C (аскорбиновая кислота): синтез коллагена; антиоксидант; дефицит — цинга. Витамин B1 (тиамин): углеводный обмен; дефицит — бери-бери. Витамин B12: синтез нуклеиновых кислот; дефицит — анемия.

Пищеварительные ферменты — биологические катализаторы, расщепляющие крупные молекулы пищи на мелкие. Принцип субстратной специфичности: каждый фермент расщепляет только определённый тип связей. Классификация. Протеазы (расщепляют белки): пепсин (желудок, pH 1,5–2); трипсин и химотрипсин (поджелудочная железа, pH 7–8); пептидазы кишечника. Амилазы (расщепляют углеводы): слюнная амилаза (рот, pH 7); панкреатическая амилаза (поджелудочная); мальтаза, сахараза, лактаза (кишечник). Липазы (расщепляют жиры): панкреатическая липаза (основная); желчь не является ферментом, но эмульгирует жиры. Нуклеазы: расщепляют нуклеиновые кислоты. Конечные продукты: белки → аминокислоты; углеводы → глюкоза и другие моносахариды; жиры → глицерин и жирные кислоты.

Углеводы пищи (крахмал, дисахариды): ротовая полость — амилаза расщепляет крахмал до мальтозы; тонкий кишечник — амилаза и дисахаридазы → глюкоза и другие моносахариды; всасывание в кровь через стенку тонкого кишечника; кровь → воротная вена → печень (депо гликогена) и другие органы. Белки пищи: желудок — пепсин расщепляет до пептидов; тонкий кишечник — трипсин, химотрипсин, пептидазы → аминокислоты; всасывание в кровь; кровь → воротная вена → печень и другие ткани для синтеза белков. Жиры пищи: тонкий кишечник — желчь эмульгирует; липаза расщепляет → глицерин и жирные кислоты; всасывание в стенку кишечника → ресинтез триглицеридов → хиломикроны → лимфа → грудной проток → кровь (в обход воротной вены).

Регуляция пищеварения — нервная и гуморальная (гормональная). Нервная регуляция: условные рефлексы: вид, запах пищи → слюноотделение (безусловный рефлекс — «мнимое кормление» Павлова); блуждающий нерв (парасимпатический) усиливает секрецию желудочного сока; симпатические нервы тормозят пищеварение. Гуморальная регуляция (гормоны желудочно-кишечного тракта): гастрин (G-клетки желудка): выделяется при поступлении пищи в желудок; стимулирует секрецию соляной кислоты и пепсина. Секретин (тонкий кишечник): стимулирует выделение бикарбоната поджелудочной железой (нейтрализует кислоту). Холецистокинин (тонкий кишечник): стимулирует выброс желчи из желчного пузыря; стимулирует выработку ферментов поджелудочной железы.

Гастрит: воспаление слизистой оболочки желудка; причины: бактерия Helicobacter pylori (хеликобактер пилори), НПВС (аспирин, ибупрофен), алкоголь, стресс. Язвенная болезнь: дефект слизистой желудка или двенадцатиперстной кишки; возникает при нарушении баланса между агрессивными факторами (соляная кислота, пепсин) и защитными (слизь, простагландины); Helicobacter pylori — основная причина. Панкреатит: воспаление поджелудочной железы; причины: алкоголь, желчнокаменная болезнь; ферменты активируются внутри железы и «переваривают» её. Холецистит: воспаление желчного пузыря; обычно связано с желчными камнями. Лактазная недостаточность: дефицит фермента лактазы; непереносимость молочного сахара (лактозы); симптомы: вздутие, диарея после употребления молока.

Свободные радикалы — нестабильные молекулы с неспаренным электроном; образуются при нормальном обмене веществ и усиленно — под действием ультрафиолета, ионизирующего излучения, табачного дыма; повреждают ДНК, белки и липиды клеточных мембран — вносят вклад в старение и развитие рака. Антиоксиданты — вещества, нейтрализующие свободные радикалы. Витамин C (аскорбиновая кислота): водорастворимый антиоксидант; защищает белки и ДНК; содержится в цитрусовых, шиповнике, перце. Витамин E (токоферол): жирорастворимый антиоксидант; защищает мембраны клеток; содержится в растительных маслах. Бета-каротин (провитамин A): в моркови, тыкве; антиоксидантные свойства. Ферментные антиоксиданты: супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза — вырабатываются самим организмом. Правильное питание с достаточным количеством антиоксидантов снижает окислительный стресс.

Внимание! Первая ошибка — думать, что крахмал начинает расщепляться в желудке. Нет: крахмал начинает расщепляться амилазой в ротовой полости; в желудке (кислая среда) амилаза инактивируется; основное расщепление углеводов — в тонком кишечнике. Вторая ошибка — считать, что желчь расщепляет жиры. Желчь не содержит ферментов: она эмульгирует жиры (дробит на капли), облегчая работу липазы. Третья ошибка — думать, что жиры всасываются в кровь напрямую. Жиры (жирные кислоты и глицерин) ресинтезируются в хиломикроны и всасываются в лимфу, а не в кровь (в отличие от аминокислот и глюкозы). Четвёртая ошибка — путать функции желудка и тонкого кишечника. В желудке расщепляются белки; в тонком кишечнике — все питательные вещества (белки, жиры, углеводы) и происходит всасывание.