Желудочно кишечный тракт лекция
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.
Рис. 15. Схема пищеварительного тракта: 1 — глотка; 2 — пищевод; 3 — желудок; 4 — место перехода желудка в двенадцатиперстную кишку; 5—место перехода двенадцатиперстной кишки в тощую; 6— тощая кишка; 7— нисходящая ободочная кишка; 8— сигмовидная ободочная кишка; 9 — прямая кишка; 10 — червеобразный отросток (аппендикс); // — подвздошная кишка; 12 —слепая кишка; 13 — восходящая ободочная кишка; 14 — двенадцатиперстная кишка
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.
Источник
Функции органов пищеварения
Для возмещения энергетических затрат, для роста и развития организму человека необходимы различные химические вещества. Эти вещества человек получает с пищей и водой. В пище содержатся высокомолекулярные соединения — белки, жиры, углеводы; вещества, богатые энергией и с различной дальнейшей судьбой. Белки для организма являются основным строительным материалом, они состоят из 20 видов аминокислот, из которых наш организм синтезирует собственные белки. Десять аминокислот являются незаменимыми, и их организм должен получать с пищей. Основная часть углеводов и жиров окисляется, обеспечивая организм энергией. Вместе с пищей в организм должны поступать в достаточном количестве вода, минеральные соли, витамины. Пищевой рацион должен быть полноценным, пищевые продукты, входящие в рацион человека, должны быть растительного и животного происхождения. Механическая и химическая переработка, расщепление и всасывание продуктов расщепления происходит в пищеварительной системе и называется пищеварением.
Химическое расщепление осуществляется ферментами, которые активны при определенных условиях — максимальная активность наблюдается при температуре около 37ºС, различные ферменты работают при разной pH: одни в нейтральной среде (амилаза), другие в кислой (пепсин), третьи в щелочной (трипсин). При изменении условий происходит денатурация ферментов, снижение или потеря каталитической активности. Протеолитические ферменты участвуют в расщеплении белков, липолитические — в расщеплении жиров, гликолитические — в расщеплении углеводов.
Для человека характерны полостное и мембранное пищеварение. Полостное пищеварение происходит в полости пищеварительной системы, мембранное осуществляется ферментами, связанными с мембраной клеток.
Пищеварительная система выполняет четыре основные функции: секреторную, моторную, всасывательную, экскреторную.
Секреторная функция связана с секрецией пищеварительных соков и химическим расщеплением пищи; моторная — с жеванием, глотанием, передвижением пищи, выведением непереваренных остатков. Всасывательная функция связана с всасывание переваренных органических веществ, воды, солей, витаминов; экскреторная — с выведением в просвет кишечника азотистых соединений, солей, воды, ядовитых веществ и других продуктов метаболизма.
Строение пищеварительной системы
Длина пищеварительного тракта 8-10 м (рис. 1). Стенка состоит из 3 слоев: наружного соединительно-тканного — серозной оболочки, среднего мышечного и внутреннего слизистого. Производными эпителия являются большие (3 пары слюнных желез, печень, поджелудочная железа) и малые пищеварительные железы, находящие в стенках пищеварительного тракта. Эти железы выделяют в сутки до 8 л пищеварительных соков.
Рис. 1. Схема строения пищеварительной системы:
1 — ротовая полость; 2 — слюнные железы; 3 — глотка; 4 — пищевод; 5 — желудок; 6 — двенадцатиперстная кишка;
7 — тонкий кишечник (тощая кишка); 8 — тонкий кишечник (подвздошная кишка); 9 — слепая кишка;
10, 11, 12, 13 — восходящая, поперечная, нисходящая, сигмовидная части толстого кишечника;
14 — прямая кишка; 15, 16 — печень и желчный пузырь; 17 поджелудочная железа; 18 — аппендикс.
В слизистом слое располагаются также скопления лимфатических узелков (пейеровы бляшки), выполняющих защитную функцию.
В пищеварительной системе различают несколько отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник. Здесь, как на конвейере, происходит поэтапное пищеварение. Тонкий кишечник — самая длинная часть пищеварительного канала, достигает в длину до 5 м. Начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстная кишка, в которую открываются протоки поджелудочной железы и печени, затем идет тощая кишка и подвздошная. В толстой кишке, длина которой около 1,5 м, различают слепую кишку с аппендиксом, восходящую, поперечную и нисходящую ободочные, сигмовидную и прямую кишку, заканчивающуюся анальным отверстием.
Пищеварение в ротовой полости
Ротовая полость отграничена сверху твердым и мягким небом, сбоку — мышцами щек, снизу — челюстно-подъязычной мышцей. Молочные зубы к 12 годам заменяются постоянными. У взрослого человека в ротовой полости 32 зуба: в каждой челюсти 4 резца, 2 клыка, 4 малых коренных и 6 больших коренных зуба. Количество зубов можно изобразить в виде зубной формулы:
— в числителе показано количество зубов в верхней челюсти, в знаменателе — в нижней челюсти (рис. 2).
Рис. 2. Строение ротовой полости.
Каждый зуб состоит из трех частей: коронки, выступающей в ротовую полость, шейки, прикрытой десной, и корня, находящегося в зубной альвеоле. Зубы состоят из разновидности костной ткани — дентина, снаружи покрыты эмалью, внутри зуба имеется полость, в которой расположена пульпа — рыхлая соединительная ткань, содержащая кровеносные сосуды и нервы. Цемент и связки закрепляют зубы в альвеолах (рис. 3).
Рис. 3. Строение зуба:
1 — эмаль; 2 — дентин; 3 — пульпа
С помощью языка пища передвигается при пережевывании, на многочисленных сосочках расположены вкусовые рецепторы. На кончике языка располагаются рецепторы на сладкое, у коня — на горькое, на боковых поверхностях — на кислое и соленое. Язык является органом речи человека.
В ротовую полость открываются три пары крупных слюнных желез: околоушные, подчелюстные и подъязычные. Кроме того, в слизистой рта множество микроскопических слюнных желез — небных, щечных, язычных. В слюне (2л/сутки) содержатся ферменты — амилаза, расщепляющая крахмал до мальтозы и мальтаза, расщепляющая дисахариды до глюкозы. Третий фермент слюны — лизоцим, обладает бактерицидными свойствами. Слизистое белковое вещество муцин участвует в формировании пищевого комка. Среда в ротовой полости слабощелочная.
Слюноотделение происходит рефлекторно при попадании пищи в ротовую полость. От рецепторов полости рта возбуждение по чувствительным нейронам предается в центр слюноотделения продолговатого мозга, оттуда по двигательным нейронам возбуждение идет к слюнной железе и происходит секреция слюны. Такое слюноотделение носит название безусловного слюноотделительного рефлекса.
Возможность условно-рефлекторного слюноотделения доказал выдающийся русский физиолог И.П.Павлов. Было показано слюноотделение до приема пищи, когда собака видела пищу, чувствовала ее запах. Методика наложения фистулы на слюнную железу разработана И.П.Павловым (рис. 4).
Рис. 4. Фистула слюнной железы:
1 — слюнная железа; 2 — проток слюнной железы.
Пищеварение в желудке
Когда пища попадает на корень языка, рефлекторно осуществляется глотание, пища попадает в глотку и затем в пищевод, длина которого около 25 см. По пищеводу пищевой комок попадает в желудок. Объем желудка около 2 л. В местах перехода пищевода в желудок и желудка в кишечник имеются кардиальный и пилорический сфинктеры (сжиматели). В желудке различают кардиальную часть, дно, тело и выход, или пилорическую часть с привратником (рис. 5). Есть малая кривизна и большая кривизна. В слизистой имеются складки, увеличивающие поверхность и здесь находятся три вида желез, образующие до 2,5 л в сутки желудочного сока. Главные железы образуют ферменты, обкладочные — соляную кислоту, добавочные — слизь.
Рис. 5. Строение желудка:
1 — кардиальная часть; 2 — малая кривизна; 3 — большая кривизна;
4 — пилорическая часть; 5 — дно желудка; 6 — привратник, сфинктер.
Кислая среда (концентрация HCl 0,5%) активирует ферменты и оказывает бактерицидное действие. Под действием пепсина, основного фермента желудочного сока, перевариваются белки, желудочная липаза расщепляет жиры молока, продолжают перевариваться углеводы ферментами слюны, до тех пор, пока пищевой комочек не пропитается кислым желудочным соком. Химозин створаживает молоко. В желудке всасываются вода, соли, глюкоза, алкоголь.
Для изучения сокоотделения в желудке И.П.Павлов разработал методику «мнимого кормления», наложения фистулы на желудок в сочетании с перерезкой пищевода. Несмотря на то, что в этом случае пища в желудок не попадала, наблюдалось желудочное сокоотделение.
Для изучения сокоотделения при раздражении стенок желудка пищей, И.П.Павловым была разработана операция, при которой из дна желудка формировался изолированный «малый» желудок для сбора через фистулу чистого желудочного сока (рис. 6). С помощью этого метода удалось показать, что больше всего желудочного сока выделяется на белковую пищу, меньшее — на углеводную и совсем мало — на жиры. Было показано безусловно-рефлекторное и условно-рефлекторное сокоотделение в желудке (на вид, на запах пищи, на время кормления).
Рис. 6. Фистула пищевода и малый желудок.
Гуморальная регуляция осуществляется за счет гормона гастрина, образуемого железами желудка.
Пищеварение в кишечнике
Из желудка пища небольшими порциями попадает в тонкий кишечник, длина которого от 2 до 5 м. Среда в кишечнике слабощелочная. Начальный отдел тонкого кишечника длиной 25-30 см — двенадцатиперстная кишка, в которую открываются протоки печени и поджелудочной железы. На пищевую кашицу здесь действуют три пищеварительных сока: желчь печени, сок поджелудочной железы, сок кишечных железок.
Печень (рис. 7). Самая крупная железа человека, расположена в брюшной полости, справа, под диафрагмой. Масса печени составляет в среднем 1,5 кг. В ворота печени входят воротная вена печени, печеночная артерия, выходят печеночная вена и печеночный проток. В печени различают две доли, большую — правую и меньшую — левую.
Рис 7. Печень и поджелудочная железа.
Клетки печени (гепатоциты), собраны в дольки, которые являются структурной и функциональной единицей печени (рис. 8). Таких долек насчитывается около 500000. Образование желчи происходит непрерывно, и она накапливается в желчном пузыре.
Рис 8. Печеночные дольки.
1 — долька; 2 — внутридольковая вена; 3 — триада (желчный проток, междольковая вена и междольковая артерия); 4 — гепатоциты.
Функции. Желчь не содержит ферментов, она усиливает работу поджелудочной железы, активирует ее ферменты, эмульгирует жиры (увеличивая их поверхность в 40000 раз).
Важнейшая функция печени — барьерная, вредные и ядовитые вещества, всосавшиеся в кровь из кишечника, попадают через воротную вену в печень и обезвреживаются. В печени запасаются избыток глюкозы в форме гликогена, витамины, железо, высвобождающееся при разрушении гемоглобина — запасающая функция печени. Печень участвует в углеводном обмене, участвуя в регуляции содержания сахара в крови, в белковом обмене, превращая аммиак в мочевину. Желчь выводит в просвет кишечника продукты распада гемоглобина. В печени синтезируются белки плазмы крови, в частности протромбин, участвующий в свертывании крови.
Поджелудочная железа. Различают головку, тело и хвост. Состоит из экзокринной и эндокринной частей. Островки Лангерганса эндокринной части секретируют гормоны инсулин и глюкагон.
Сок поджелудочной железы, (до 2 л/сутки) содержит ферменты, расщепляющие белки (трипсин и химотрипсин), амилазу, мальтазу и лактазу, расщепляющие углеводы, липазу, гидролизующую жиры до глицерина и карбоновых кислот, нуклеазы расщепляющие нуклеиновые кислоты.
Из двенадцатиперстной кишки пищевая кашица попадает в тощую, а затем подвздошную кишку. Петли этих отделов тонкого кишечника подвешены брыжейкой к задней стенке брюшной полости, спереди прикрыты сальником. Ферменты кишечника: амилаза, мальтаза, лактаза, сахараза расщепляют углеводы; эрепсин — пептиды и дипептиды, липазы — жиры. Происходит полостное и мембранное пищеварение. Благодаря тому, что слизистая кишечника имеет многочисленные складки, ворсинки и микроворсинки на клетках ворсинок, поверхность мембранного пищеварения и всасывания очень велика.
В ворсинку входят нервы, капилляры и лимфатические сосуды. Аминокислоты и глюкоза всасываются в капилляры кровеносной системы, глицерин и жирные кислоты — в эпителий ворсинок, где синтезируются жиры, поступающие затем в лимфатические капилляры (рис. 9).
Рис. 9. Схема строения ворсинок тонкого кишечника
(А — стенка кишечника; Б — клетка ворсинки):
1 — кровеносные капилляры; 2 — лимфатический капилляр; 3 — эпителий ворсинок.
Толстая кишка подразделяется на слепую кишку с аппендиксом, ободочную (восходящую, поперечную, нисходящую и сигмовидную), и прямую. В толстой кишке отсутствуют ворсинки, железы образуют сок, бедный ферментами, но там находится большое количество бактерий: одни гидролизуют клетчатку; другие вызывают гниение белка, ядовитые вещества, образующиеся при этом обезвреживаются печенью; третьи синтезируют витамины К и В12. Всасывается вода (до 4 л/сутки), формируются каловые массы. Центр дефекации находится в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга, в прямой кишке есть сфинктер из двух кольцевых мышц, одна из которых образована поперечно-полосатыми волокнами.
Источник