Желудочно кишечного тракт физиология

Лекция 4. Пищеварительная система.

В пищеварительную систему входят полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки, печень, поджелудочная железа (рис. 15).

Органы, составляющие пищеварительную систему, располагаются в области головы, шеи, грудной клетки, брюшной полости и таза.

Основная функция пищеварительной системы заключается в приеме пищи, механической и химической ее обработке, усвоении пищевых веществ и выделении непереваренных остатков.

Процесс пищеварения — начальный этап обмена веществ. С пищей человек получает энергию и необходимые для своей жизнедеятельности вещества. Однако поступающие с пищей белки, жиры и углеводы не могут быть усвоены без предварительной обработки. Необходимо, чтобы крупные сложные нерастворимые в воде молекулярные соединения превратились в более мелкие, растворимые в воде и лишенные своей специфичности. Этот процесс происходит в пищеварительном тракте и называется пищеварением, а образованные при этом продукты — продуктами переваривания.

Физиология пищеварения

Начальным этапом обмена веществ является пищеварение.

Для возобновления и роста тканей организма необходимо поступление с пищей соответствующих веществ.

Пищевые продукты содержат белки, жиры и углеводы, а также необходимые организму витамины, минеральные соли и воду. Однако белки, жиры и углеводы, содержащиеся в пище, не могут быть усвоены его клетками в первоначальном виде.

В пищеварительном тракте происходит не только механическая обработка пищи, но и химическое расщепление под воздействием ферментов пищеварительных желез, которые расположены по ходу желудочно-кишечного тракта.

Пищеварение в полости рта. В полости рта осуществляется гидролиз полисахаридов (крахмала, гликогена). Ферменты слюны расщепляет гликозидные связи гликогена и молекул амилазы и амилопектина, которые входят в структуру крахмала, с образованием декстринов.

Пищеварение в желудке. В желудке происходит переваривание пищи под влиянием желудочного сока.

У человека объем суточной секреции желудочного сока составляет 2—3 л. Натощак реакция желудочного сока нейтральная или слабокислая, после приема пищи — сильнокислая (рН 0,8—1,5). В состав желудочного сока входят такие ферменты, как пепсин, гастриксин и липаза, а также значительное количество слизи — муцина.

В желудке происходит начальный гидролиз белков под влиянием протеолитических ферментов желудочного сока с образованием полипептидов.

Пищеварение в тонком кишечнике. У человека железы слизистой оболочки тонкой кишки образуют кишечный сок, общее количество которого за сутки достигает 2,5 л. Его рН составляет 7,2—7,5, но при усилении секреции может увеличиться до 8,6.

Кишечный сок содержит более 20 различных пищеварительных ферментов. Значительное выделение жидкой части сока наблюдается при механическом раздражении слизистой оболочки кишки. Продукты переваривания пищевых веществ также стимулируют выделение сока, богатого ферментами.

В тонком кишечнике происходят два вида переваривания пищи: полостное и мембранное (пристеночиое).

Первое осуществляется непосредственно кишечным соком, второе — ферментами, адсорбированными из полости тонкой кишки, а также кишечными ферментами, синтезируемыми в кишечных клетках и встроенными в мембрану.

Пищеварение в толстом кишечнике. Пищеварение в толстом кишечнике практически отсутствует. Низкий уровень ферментативной активности связан с тем, что поступающий в этот отдел пищеварительного тракта химус беден непереваренными пищевыми веществами.

Однако толстая кишка в отличие от других отделов кишечника богата микроорганизмами. Под влиянием бактериальной флоры происходит разрушение остатков непереваренной пищи и компонентов пищеварительных секретов, в результате чего образуются органические кислоты, газы (СО2, СН4, H2S) и токсичные для организма вещества (фенол, скатол, индол, крезол).

Часть этих веществ обезвреживается в печени, другая — выводится с каловыми массами.

Большое значение имеют ферменты бактерий, расщепляющие целлюлозу, гемицеллюлозу и пектины, на которые не действуют пищеварительные ферменты. Эти продукты гидролиза всасываются толстой кишкой и используются организмом.

В толстой кишке микроорганизмами синтезируются витамин К и витамины группы В.

Наличие в кишечнике нормальной микрофлоры защищает организм человека и повышает иммунитет.

Остатки непереваренной пищи и бактерии, склеенные слизью сока толстой кишки, образуют каловые массы.

При определенной степени растяжения прямой кишки возникает позыв к дефекации и происходит произвольное опорожнение кишечника; рефлекторный непроизвольный центр дефекации находится в крестцовом отделе спинного мозга.

Всасывание. Продукты пищеварения проходят через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и всасываются в кровь и лимфу при помощи транспорта и диффузии.

Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике.

Слизистая оболочка ротовой полости также обладает способностью к всасыванию, это свойство используется в применении некоторых лекарственных препаратов (валидол, нитроглицерин и др.).

В желудке всасывание практически не происходит. В нем всасываются вода, минеральные соли, глюкоза, лекарственные вещества и др.

В двенадцатиперстной кишке также происходит всасывание воды, минеральных веществ, гормонов, продуктов расщепления белка.

В верхних отделах тонкого кишечника углеводы в основном всасываются в виде глюкозы, галактозы, фруктозы и других моносахаридов.

Аминокислоты белков всасываются в кровь при помощи активного транспорта.

Всасывание жиров тесно связано с всасыванием жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К).

Витамины, растворимые в воде, могут всасываться методом диффузии (например, аскорбиновая кислота, рибофлавин).

В тонкой и толстой кишках происходит всасывание воды и минеральных солей, которые поступают с пищей и секретируются пищеварительными железами.

Общее количество воды, которое всасывается в кишечнике человека в течение суток, составляет около 8—10 л.

Физиология процесса переваривания принятой пищи сложна и состоит из множества физических, химических процессов. Именно они составляют суть пищеварения. Когда сложные вещества распадаются на более простые составные. Иными словами, это один из первых этапов катаболизма в организме человека. В череде механических и химических превращений участвуют ферменты и играют очень важную роль.

Отделы и подотделы пищеварительной системы человека

Пища попадает изначально в ротовую полость. Это и есть начало пищеварительного тракта, который не всегда верно называют в обиходе желудочно-кишечным, отождествляя понятия. Продукты обмена в конечном счете попадают в прямую кишку. Это терминальный отдел пищеварительной трубки.

Схема физиологии пищеварения человека

На всех этапах транзита пищевого комка с ним происходит механическая или химическая трансформация. У каждого из отделов гастро-интестинального тракта своя функция и задача в этом сложном, многоступенчатом процессе.

Ротовая полость

Она имеет два важных отдела: преддверие рта и ротоглотку. Здесь начинает формироваться пищевой комок. Поступившие продукты вызывают стимуляцию рецепторов языка. По обонятельным и вкусовым путям информация поступает в головной мозг.

Рефлекторно усиливается или уменьшается в зависимости от качества продукции объем слюны. Под воздействием этих импульсов готовится почва для дальнейшего процесса переваривания пищи в организме человека: увеличивается секреция иных пищеварительных соков.

Язык и зубы принимают участие в измельчении компонентов пищи. Это важный этап, ведь механическая обработка предшествует химической, начинающейся уже во рту.

Здесь под действием слюны расщепляются сложные углеводные компоненты. В составе слюны два важных энзима: мальтаза и альфа-амилаза. Образуются более простые дисахариды и олигосахариды, которые далее переварить становится проще.

Глотка

Ротовая полость отвечает не только за формирование комка, но и его дальнейшую пропульсию, движение по трубке.

В ротоглотке он долго не задерживается. На этапе, когда пища попадает в область корня языка, заканчивается ротовая фаза глотания. Далее следует глоточная или ротоглоточная. В течение примерно 1 секунды происходит целый каскад мышечных сокращений, в результате которых мышцы глотки сокращаются, а сфинктерный аппарат пищевода — следующего отдела ЖКТ — расслабляется.

Пищевод

В полости этой длинной изогнутой трубки проходит третий этап глотания — пищеводный. За счет секрета железистых клеток слизистой органа и мышечных сокращений пища продвигается по направлению к желудка.

Именно туда она попадает после сокращения нижнего пищегодного сфинктера. Начинаются более сложные химические процессы расщепления.

Желудок

Физиология пищеварения человека предусматривает, что процесс переработки пищи после прохождения через пищевод продолжается в желудке. Это очень важный орган. Состоит из нескольких анатомо-функциональных отделов. Из пищевода его содержимое попадает в кардиальный отдел. Здесь практически нет пищеварительных ферментов. Водородный показатель не достигает оптимума для их нормальной работы.

Из кардии пища попадает в тело желудка. Здесь большое количество париетальных или так называемых обкладочных клеток. Они отвечают за выработку анионов хлора и катионов водорода. Получающая соляная кислота отвечает за высокую кислотность желудочного сока. Оптимальным для нормальной работы ферментов является рН от 1.5 до 2.5.

Желудочный сок выполняет также следующие функции:

• участие в запирательном механизме пилорического отдела желудка, так как кислая пища в двенадцатиперстную кишку поступить не сможет;
• обеззараживающая: наличие достаточного количества кислоты обусловливает защиту от бактерий, вызывающих гниение и брожение;
• создает условия для аутокатализа пепсина — целого каскада реакций.

Профермент (неактивная форма) образуется в главных клетках слизистой оболочки желудка. Их максимум приходится тоже на область тела. В кислой среде пепсиноген превращается в активный белок, который активирует и ускоряет процессы распада белка. Он трансформируется в более простые олиго- и полипептидные цепочки.

В гидролизе углеводов желудочный сок и его компоненты не участвуют. Кислая среда для них губительна.

Жировой компонент тоже не расщепляется химически. Но здесь кислая среда желудка создает условия для их эмульгирования. В таком виде липиды в нижерасположенных отделах гастро-интестинального тракта распадаются проще и с меньшими затратами энергии.

Тонкая кишка

Она состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки. Они отличаются своим строением и выполняемыми функциями.

Из пилорического отдела желудка пища попадает прямо в двенадцатиперстную кишку. Это относительно небольшой участок кишечника, но чрезвычайно важный. Ведь именно здесь осуществляется катаболические реакции всех видов обмена, а также всасывание питательных компонентов.

Кашица, попавшая сюда из желудка, подвергается дальнейшим пропульсивным движениям, в результате которых продолжается механическая переработка пищевого комка. Водородный показатель здесь имеют щелочную реакцию — от 7.5 до 8.4. При закислении ферментативные процессы становятся замедленными и менее эффективными.

Самые главные ферменты, участвующие в расщеплении белковых структур, это триспин и химотрипсин. Они вырабатываются в щеточной каемке кишечных клеток. Они также синтезируются в неактивной форме и активируются энтерокиназой.

Трипсиноген, трансформировавшийся в трипсин, расщепляет оставшиеся полипептиды до более коротких аминокислотных цепочек и олигопептидов. Более тщательному гидролизу подвергается получающаяся смесь при помощи химотрипсина.

На этом распад белка не завершается. Концевые карбокси-группы отщепляются от пептидных цепочек при помощи эластазы и карбоксипептидазы. В итоге в дистальные отделы кишечника поступают олигопептиды, аминокислоты.

Жировой обмен в двенадцатиперстной кишке происходит под действием липазы. Этот фермент расщепляет различные группы липидов. В результате появляются глицерол и жирные кислоты.

Из углеводных компонентов под действием мальтазы, амилазы расщепляются сахара и образуются моносахара. Они используются в дальнейшем в анаболических реакциях.

Физиология пищеварения человека продолжается в тощей и подвздошной кишке. Здесь происходит всасывание олиго- и моносахаридов, жирных кислот, аминокислот. За это отвечает пристеночное пищеварение. Вместе с ними всасывается вода. Эти метаболиты попадают через микроворсинки в лимфоидный аппарат. Далее путь лежит через системный кровоток и печеночный фильтр.

Толстая кишка

В этом отделе пищеварительного тракта продолжается всасывание воды. Параллельно начинается формирование каловых масс.

Толстая кишка имеет следующие отделы:

• слепая кишка;
• восходящая и нисходящая ободочная кишка;
• поперечный отдел ободочной кишки;
• сигмовидная кишка.

В пределах проксимальных отделов тракта происходит всасывание воды, витаминов, а также оставшихся ионов хлора, калия, магния. Кроме этого слепую и ободочную кишку колонизируют различные бактерии. Они участвуют в переработке оставшихся масс. Этот процесс носит название бактериального пищеварения. Здесь может возникать брожение и гниение.

Толстая кишка — резервуар, своеобразное депо для будущих каловых масс. Они лишаются избытка воды. И поступают ниже.

Прямая кишка

Физиология пищеварения человека не заканчивается на всасывании элементов. Прямая кишка — финальный отдел пищеварительной трубки. Здесь окончательно формируются каловые массы.

Избыток воды всасывается слизистой оболочкой органа. Она обильно кровоснабжается. Есть особенность — отсюда берет начало геморроидальный кровоток, по которому кровь идет непосредственно к воротной вене по портокавальному анастомозу. Поэтому отсюда еще могут всосаться в кровоток растворенные в воде вещества.

Анальное отверстие

В процессе переваривания оно никак не участвует. Роль ануса заключается в процессе дефекации.

Мышечные сфинктеры подвластны коре головного мозга, что позволяет человеку контролировать процесс. Через анальное отверстие конечные продукты пищеварения покидают организм.

Другие органы – участники пищеварения

Физиология устроена настолько адекватно и уникально, что в процессе пищеварения в организме человека участвуют органы, не входящие в состав пищеварительного тракта.

Поджелудочная железа (иначе называют железой Альбаррана). Она синтезирует гормоны, участвующие в углеводном обмене, а также ферменты, которые принимают непосредственное участие в переваривании пищи.

Панкреатическая липаза — важный энзим, необходимый для того, чтобы расщепить жиры. Именно поэтому секреция панкреатического сока максимальна во время приема жирной пищи.

Кроме того, в секрете поджелудочной железы содержится дезоксирибонуклеаза, химотрипсин и трипсин.

Роль печени в пищеварении очень сложно переоценить. Ведь этот орган — кладезь ферментов. Именно он отвечает за синтез белков, участвующих в расщеплении продуктов от сложных до простых, готовых к поступлению в кровоток.

Очень велико участие печени в углеводном обмене. При нарушении функции этого органа развиваются тяжелые метаболические нарушения, вплоть до формирования сахарного диабета.

В печени формируется желчь. Она содержит желчные кислоты — необходимый участник переваривания. Это позволяет делать молекулы жира доступными для дальнейших биохимических превращений. Иными словами, желчные кислоты отвечают за эмульгирование жиров. Кроме того, они создают необходимый уровень кислотности в двенадцатиперстной кишке.

Желчные протоки и желчный пузырь — это резервуары для синтезируемой в печени желчи. Там она депонируется “до востребования”. При воспалении и систематическом нарушении диеты появляется склонность к формированию камней в желчном пузыре.

Секреты поджелудочной железы, печени и желчного пузыря попадают в двенадцатиперстную кишку и там реализуют свое действие и участие в переваривании.

Общая протяженность ЖКТ

В организме человека кишечник обладает огромными размерами. Ведь это увеличивает площадь соприкосновения с пищей. Этот факт важен для интенсивного всасывания электролитов, метаболитов, витаминов и воды.

Тонкая кишка — самый протяженный участок гастроинтестинального тракта. Это 6.5 — 7.0 м. Именно в этом отделе предусмотрена максимальная интенсивность всасывания и биохимической трансформации белков, жиров, углеводов.

На толстую кишку приходится около 2 метров. Проце