Пищеварение. Питательные вещества и пищевые продукты. Строение органов пищеварения и процесс пищеварения и всасывания в разных отделах пищеварительного тракта; роль пищеварительных желез. Нервно-гуморальная регуляция пищеварения - ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Пищеварение включает в себя механическую переработку пищи, ее расщепление с помощью пищеварительных ферментов (переваривание), всасывание питательных веществ и выведение из организма непереваренных остатков. Все эти процессы идут в пищеварительном тракте.

Вещества, поступающие в организм с пищей, являются источниками энергии (энергетическая функция), а также материалом для построения клеток различных тканей (пластическая функция). Их можно разделить на неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины).

В пищеварительном тракте различают ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, прямую кишку. В начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстную кишку — впадают протоки двух крупных пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез (околоушной, подъязычной и подчелюстной) и множества мелких желез. В стенках желудка и кишечника также имеется множество мелких пищеварительных желез. Пищеварительные железы выделяют секреты — пищеварительные соки. В них содержатся ферменты — биологические катализаторы белковой природы. Под влиянием пищеварительных ферментов и некоторых других соединений происходит расщепление пищи, то есть сложные органические соединения расщепляются до простых.

В ротовой полости идет механическая переработка пищи: она пережевывается зубами. У человека 32 зуба. Та часть зуба, которая выступает над поверхностью челюсти, называется коронкой. Она состоит из дентина и покрыта эмалью. Эмаль — очень плотное вещество, она защищает зуб от повреждения. На языке находится множество вкусовых рецепторов: у корня языка — воспринимающие горький вкус, на кончике языка — рецепторы сладкого, а по бокам языка — рецепторы кислого и соленого вкуса.

В ротовой полости выделяется слюна. На 98-99% она состоит из воды и пищеварительных ферментов — амилазы (расщепляет углеводы до мальтозы) и мальтазы (расщепляет мальтозу до двух молекул глюкозы). Ферменты слюны активны только в щелочной среде. В состав слюны входят также муцин — слизистое вещество и лизоцим — бактерицидное вещество. В сутки выделяется от 600 мл до 1500 мл слюны. В желудке продолжается расщепление пищи. В стенке слизистой оболочки желудка есть клетки, которые выделяют пищеварительный фермент в неактивной форме — пепсиноген. Эти клетки называют главными. Пепсиноген переходит в активную форму — пепсин — под влиянием соляной кислоты, которая выделяется обкладочными клетками желудка. Третий вид клеток — добавочные — выделяют слизистый секрет, который защищает стенки желудка от действия на них пепсина. Пепсин — это фермент, который расщепляет белки до пептидов. Кроме того, в желудочном соке есть фермент, который расщепляет жир молока (липаза); этот фермент особенно важен у грудных детей. Ферменты желудочного сока не влияют на углеводы. Но какое-то время расщепление углеводов продолжается под действием ферментов слюны, оставшейся внутри пищевого комка. Ферменты желудочного сока активны в кислой среде. Объем желудка у взрослого человека равен примерно трем литрам.

Пища в желудке находится в течение 3-4 часов, затем она порциями переходит в тонкий кишечник. В двенадцатиперстной кишке на пищу действует поджелудочный сок. Это бесцветная жидкость со слабо щелочной реакцией. Он содержит ферменты, которые действуют на разные виды пищи. Липазы действуют на эмульгированные жиры, расщепляя их до жирных кислот и глицерина, амилаза и мальтаза — на углеводы, расщепляя их до глюкозы, трипсин и химотрипсин — на пептиды, расщепляя их до аминокислот. Эмульгирование жиров (дробление их на мельчайшие капли, что увеличивает поверхность взаимодействия жиров с ферментами) достигается за счет желчи, которая синтезируется в печени. Желчь скапливается в желчном пузыре, а затем по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку. Желчь также активирует липазы и усиливает моторику кишечника.

В слизистой тонкого кишечника есть множество желез, которые выделяют кишечный сок. Ферменты этого сока действуют на разные виды пищи.

Вслед за перевариванием пищи начинается ее всасывание. Основное всасывание происходит в тонком кишечнике, слизистая оболочка которого образует ворсинки. Внутри ворсинок находятся кровеносные и лимфатические сосуды. На 1 см2 поверхности слизистой находится до 2500 ворсинок, что увеличивает поверхность всасывания до 400-500 м2. Аминокислоты, глюкоза, витамины, минеральные соли в виде водных растворов всасываются в кровь, а жирные кислоты и глицерин, образовавшиеся при расщеплении жиров, переходят в эпителиальные клетки ворсинок. Здесь из них образуются свойственные человеческому организму молекулы жира, которые поступают сначала в лимфу, а потом уже в кровь. В толстом кишечнике главным образом всасывается вода. В этом отделе в симбиозе с человеком живет огромное количество бактерий. В кишечнике человека имеется микробная флора (микрофлора) — это бактерии (кишечная палочка, бифидобактерии, лактобактерии), которые подавляют развитие патогенных бактерий, синтезируют витамины (например, кишечная палочка синтезирует необходимый для свертывания крови витамин К), способствуют перевариванию пищи. При их участии расщепляется целлюлоза, которая проходит весь пищеварительный тракт без изменений. При подавлении микрофлоры антибиотиками может развиться тяжелое состояние — дисбактериоз.

Значение всасывания заключается в том, что благодаря этому процессу в организм поступают все необходимые органические вещества, минеральные соли, вода и витамины.

Нервная регуляция пищеварения осуществляется рефлекторно вегетативной нервной системой. Парасимпатический отдел (блуждающий нерв) активирует работу пищеварительных желез и стимулирует моторику желудочно-кишечного тракта; симпатический отдел, как правило, оказывает противоположное действие. Вегетативную систему контролируют центры, которые находятся в гипоталамусе и коре больших полушарий. Гуморальная регуляция обеспечивается за счет гормонов пищеварительного тракта.

Великий русский физиолог И.П. Павлов различал безусловно-рефлекторную и условно-рефлекторную регуляцию процесса пищеварения. Отделение слюны может происходить в ответ на попадание пищи в ротовую полость, в результате чего будут возбуждаться рецепторы слизистой, от них импульсы будут поступать в центр слюноотделения в продолговатом мозгу и по эфферентным путям — к слюнным железам; это — безусловно-рефлекторное слюноотделение. Но отделение слюны может возникать и в ответ на запах или вид пищи; в этом случае будут возбуждаться рецепторы соответствующих анализаторов, возбуждение будет поступать в соответствующую зону коры больших полушарий, а уже оттуда — в центр слюноотделения и к слюнным железам; это — условно-рефлекторное слюноотделение.

При изучении механизмов секреции желудочного сока И. П. Павлов выделил две фазы. Первую фазу он назвал фазой рефлекторного сокоотделения, вторую — желудочной или нейрогуморальной фазой. В первой фазе происходит выделение запального (аппетитного) желудочного сока в ответ на вид или запах пищи или же в ответ на попадание пищи в ротовую полость (соответственно, условно- и безусловно-рефлекторное сокоотделение). Во второй фазе пищевой комок попадает уже в желудок, и это приводит к рефлекторному (при участии блуждающего нерва) выделению гормона гастрина. Гастрин регулирует моторику пищеварительного тракта и активирует секрецию желудочного сока.

Гигиена питания связана прежде всего с качеством пищи и режимом питания. Качество потребляемой пищи и режим питания в значительной мере определяют состояние желудочно-кишечного тракта. Питание в одни и те же часы вызывает обильное условно-рефлекторное выделение пищеварительных соков, что делает усвоение питательных веществ более эффективным. Напротив, отсутствие режима питания может привести к повреждению стенок желудка и кишечника ферментами (гастриты, язвы). Умеренность в пище также приводит к наилучшему усвоению веществ. Переедание же снижает качество пищеварения и приводит к попаданию в толстый кишечник непереваренных органических соединений, что вызывает бурное размножение микрофлоры.

Серьезные проблемы может вызвать потребление несвежей пищи, в которой развились болезнетворные микроорганизмы. Наиболее опасными из них являются бактерии, вызывающие дизентерию, брюшной тиф, холеру. Выделяемые ими токсины серьезно отравляют организм человека и могут поставить под угрозу его жизнь. Примыкают к желудочно-кишечным и глистные заболевания, поскольку яйца плоских и круглых червей попадают в наш организм также с пищей. Меры профилактики всех этих заболеваний просты: мытье рук, а также овощей и фруктов, борьба с мухами; сырую воду нельзя пить ни в коем случае, а мясо и рыба должны быть хорошо прожарены или проварены.