С морфологической точки зрения под пищеварительной системой понимают пищеварительный тракт с примыкающими к нему компактными железистыми образованиями (большие слюнные железы, печень с желчным пузырем, поджелудочная железа), а желудок, тонкий и толстый кишечник называют желудочно-кишечным трактом.
Рассмотрим основную роль, которую выполняет в пищевом конвейере тот или иной отдел ЖКТ:
Ротовая полость осуществляет грубую механическую предобработку пищи.
Пищевод осуществляет проведение пищи в желудок.
Назначение желудка — превратить редкое поступление (4-5 раз в сутки) грубо размельченного пищевого комка в частую подачу в двенадцатиперстную кишку мелких порций химуса — кашицы, готовой к последующей химической обработке. Иными словами, у желудка две задачи:
окончательная предобработка пищи: превратить пищу в химус путем механической обработки (перемешивания, перетирания), химического разрушения межклеточных связей (то есть прежде всего белка коллагена) и пропитывания соками до полужидкой консистенции;
депонирование пищи: принимать пищу дробно и крупными порциями, хранить ее и эвакуировать в двенадцатиперстную кишку мелкими порциями. Желудок — это входное депо ЖКТ.
Двенадцатиперстная кишка отвечает за начальное переваривание пищи. Это главный химический котел ЖКТ, куда выделяются самые мощные пищеварительные ферменты.
Тонкая кишка обеспечивает постепенное окончательное переваривание компонентов пищи до низкомолекулярных веществ с последующим всасыванием последних. Это главный всасывающий отдел ЖКТ.
Толстая кишка превращает постоянное поступление полужидкого химуса в дробное выделение плотных каловых масс, выполняя тем самым функцию, обратную желудку. Это выходное депо ЖКТ, в котором из химуса всасывается вода, а вредные и ненужные вещества удаляются при дефекации.
Основные пищеварительные функции ЖКТ — моторная, секреторная, переваривание и всасывание. Они подчинены конвейерному принципу, а их особенности у человека вытекают из особенностей его питания.
Моторная, или двигательная — обеспечивает измельчение пищи, перемешивание ее с секретами пищеварительных желез и продвижение но желудочно-кишечному тракту в дистальном направлении.
Секреторная — обеспечивает секрецию пищеварительных соков в полость желудочно-кишечного тракта различными пищеварительными железами. В состав секретов входят различные ферменты, осуществляющие расщепление питательных веществ до мономеров, электролиты, слизистые вещества, конечные продукты метаболизма.
Всасывательная — представляет собой перенос продуктов расщепления питательных веществ, воды, электролитов, витаминов из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку в кровь и лимфу. Наиболее активный процесс всасывания происходит в тонком кишечнике.
Кроме вышеперечисленных пищеварительных функций желудочно-кишечный тракт осуществляет также ряд непищеварительных функций.
Защитная — связана с барьерными свойствами слизистой оболочки.
Экскреторная — заключается в выведении с секретами желез конечных продуктов обмена веществ, чужеродных и токсических веществ.
Эндокринная — заключается в секреции специализированными клетками биологически активных веществ — гормонов желудочно-кишечного тракта, регулирующих пищеварительные функции.
Витаминообразующая — обеспечивается за счет синтеза небольшого количества витаминов группы В и витамина К.
Главной функцией пищеварительной системы является переваривание пищи, заключающееся в ее поэтапной физической и химической обработке и образовании из нее питательных веществ, которые всасываются в кровь и лимфу.
Пища содержит питательные вещества в сложной форме пищевых веществ, которые не могут быть усвоены организмом человека и высших животных. Система пищеварения позволяет путем поэтапного гидролиза получать из пищевых веществ их мономеры — питательные вещества, сохраняющие энергетическую и пластическую ценность. Основную роль в процессе поэтапной деполимеризации (гидролизе) белков, жиров и углеводов (пищевых веществ) до их мономеров играют гидролазы — ферменты, обеспечивающие расщепление сложных органических веществ на менее простые при участии молекул воды.
В зависимости от происхождения гидролаз различают три типа пищеварения:
собственное — осуществляется ферментами, синтезированными самим макроорганизмом (слюнные железы, желудок, поджелудочная железа, тонкая кишка);
симбионтное — осуществляется ферментами симбионтов макроорганизма, т.е. ферментами микроорганизмов, населяющих ЖКТ (преимущественно толстая кишка);
аутокаталитическое — за счет экзогенных гидролаз, которые содержатся в составе пищи (например, в материнском молоке).
Пищеварение в нормальных условиях осуществляется главным образом собственными ферментами организма человека, но определенную роль в нем играют симбионтное и аутокаталитическое переваривание. Поэтому такое пищеварение называют смешанным.
В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делят на внутри- и внеклеточное. Внутриклеточное состоит в том, что поступившие в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза сложные вещества гидролизуются клеточными ферментами.
Внеклеточное пищеварение обеспечивается ферментами, находящимися во внеклеточной среде, и делится на полостное (дистантное) и пристеночное (контактное).
Полостное пищеварение осуществляется в полостях пищеварительного тракта ферментами слюны, желудочного сока, соков поджелудочной железы и кишечника.
Пристеночное пищеварение является продолжением полостного и осуществляется ферментами тонкой кишки на ее поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками слизистой, покрытых гликокаликсом, состоящим из сети волокон мукополисахаридов. Заключительным этапом пристеночного пищеварения является мембранное пищеварение, которое происходит на мембране эпителиоцитов кишечника с помощью ферментов, встроенных в их мембраны, и сопряжено с процессами всасывания питательных веществ.
Пищеварительная система — это совокупность органов пищеварения и связанных с ними пищеварительных желез. Система органов пищеварения представлена пищеварительным каналом и рядом желез, расположенных за его пределами (печень, поджелудочная железа и крупные слюнные железы). Пищеварительный канал начинается ротовой полостью, затем идут глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная, тонкая и толстая кишки; его длина составляет 8-10 м, процесс пищеварения в нем может длиться около двух суток.
Функции системы пищеварения весьма разнообразны, но в целом их можно разделить на две большие группы:
К ним относятся сенсорная, моторная, секреторная и всасывательная функции.
Сенсорная функция. Обеспечивается сенсорными рецепторами пищеварительного тракта и заключается в восприятии физико-химических параметров принимаемой пищи (температуры, консистенции, вкусовых качеств и др.), их изменений в процессе пищеварения и передаче информации в ЦНС для се оценки. Во всех отделах пищеварительного тракта имеются механореценторы, реагирующие на моторику, тонус, степень растяжения стенок желудка, кишечника, протоков желез, многочисленных сфинктеров. Их сигналы используются для координации моторики органов пищеварительного тракта. В поперечно-полосатых мышцах и сухожилиях содержатся проприорецепторы, сигналы которых используются для контроля их тонического напряжения и силы сокращения, например во время жевания.
Моторная функция. Обеспечивает поступление пищи в организм, ее размельчение и перемешивание с пищеварительными соками, передвижение полученной смеси (пищевых комков или химуса) в дистальном направлении и удаление (экскреция) непереваренных веществ из организма в составе кала. Сложность моторики органов пищеварительного тракта обусловлена наличием в нем как поперечно-полосатых мышц, так и гладких мышц. Скелетные мышцы расположены на входе и выходе из пищеварительного тракта, позволяя сознательно регулировать процессы поступления пищи и удаления из организма ее непереваренных компонентов. Гладкие мышцы, расположенные в стенках органов ЖКТ, при их расслаблении или сокращении позволяют уменьшать или увеличивать тонус желудка и его объем, изменять просвет кишечника. Волны сокращения и расслабления круговых и продольных гладких мышц распространяются вдоль пищеварительного канала, обеспечивая его перистальтические движения.
Моторика ЖКТ определяет также продолжительность нахождения перевариваемой пищи в том или ином его отделе. Этому способствует работа множества сфинктеров пищеварительной системы. Их согласованные сокращения обеспечивают продвижение пищи в каудальном направлении, се задержку на необходимое время в определенных отделах ЖКТ, разобщение этих отделов для создания строго специфических условий пищеварения в каждом из них.
Сократительная активность желчного пузыря, желчного и панкреатического протоков и расслабление их сфинктеров способствуют выведению желчи и сока поджелудочной железы в просвет кишечника.
В координации моторики пищеварительного тракта важная роль принадлежит центральной и периферической нервной системе, а также собственным миогенным механизмам. ЦНС играет определяющую роль в осуществлении моторики поперечно-полосатых мышц, обеспечивая осознаваемую регуляцию таких важных процессов, как принятие пищи, ее пережевывание и глотание, а также дефекация. Парасимпатическая система при повышении ее тонуса преимущественно усиливает моторную активность пищевода, желудка и кишечника, симпатическая система, напротив, тормозит ее.
Важное значение в регуляции моторики имеет собственная (энтеральная) нервная система ЖКТ, нейроны которой располагаются от среднего отдела пищевода до толстого кишечника. Она состоит из двух сплетений:
межмышечного, расположенного между внешним продольным и внутренним циркулярным слоями мышечной оболочки;
подслизистого, расположенного между циркулярным слоем мышечной оболочки и слоем слизистой оболочки.
К нейронам этих сплетений подходят волокна парасимпатической и симпатической нервной системы. В результате сложного взаимодействия между нейронами автономной и энтеральной систем оказываются сочетанные координирующие влияния на моторную и другие функции ЖКТ.
Секреторная функция. Заключается в синтезе секреторными клетками (гландулоцитами) специфического продукта — секрета определенного состава и функционального назначения и выделении его из клеток. По строению и характеру выделяемого секрета клетки пищеварительных желез подразделяются на три вида:
образующие и секретирующие белки;
образующие и секретирующие мукоиды;
секретирующие минеральные вещества.
Каждая железа состоит из гландулоцитов, вырабатывающих разные компоненты секрета, и характеризуется своими особенностями регуляции. Это обеспечивает широкое варьирование состава и свойств выделяемого железой сока.
В различных отделах пищеварительного тракта секретируются разнообразные пищеварительные соки: слюна, желудочный, поджелудочный, кишечный, желчь. Важнейшие их компоненты — вода (до 99%) и белки, основной составной частью которых являются ферменты (гидролазы). Среди пищеварительных ферментов имеются протеазы, расщепляющие белки до аминокислот; липазы, расщепляющие триацилглицеролы до моноглицеридов и свободных жирных кислот; карбоксигидразы, расщепляющие углеводы до моносахаридов. Кроме того, в составе ферментов находятся нуклеазы, холестеролэстераза, фосфолипазы, расщепляющие другие вещества пищи.
В состав секретов пищеварительных желез входят также электролиты, создающие оптимальную для работы ферментов рН; соли желчных кислот, обеспечивающие эмульгирование жиров, формирование мицелл для всасывания продуктов гидролиза липидов, а также жирорастворимых витаминов; мукоидные вещества, выполняющие защитную роль.
Всасывательная функция. Заключается в переносе питательных веществ — аминокислот, глюкозы, жирных кислот, холестерола; воды, солей, витаминов и других веществ из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку во внутреннюю среду организма.
Всасывание в полости рта выражено слабо, поскольку переваривание пищевых продуктов там только начинается, а время нахождения одной порции пищи не превышает обычно 15- 30 с. Многие лекарственные вещества мгновенно всасываются в кровь из полости рта и оказывают быстрый эффект в организме (например, нитроглицерин, валидол).
Всасывание из глотки и пищевода практически отсутствует из-за скоротечности прохождения по ним пищевых комков (от 1 до 9 с соответственно) или жидкой пищи.
Поскольку всасывание слабо выражено и в желудке, то промывание желудка при отравлениях может предупредить развитие токсических эффектов. Эта процедура широко используется в медицине для снижения влияния алкоголя, при отравлении лекарствами, наркотиками, солями тяжелых металлов и другими токсическими веществами.
Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонком кишечнике, где имеются огромная поверхность, специальные транспортные системы для осуществления этого процесса и образуется наибольшее количество продуктов гидролиза компонентов пищи. В толстом кишечнике всасывается преимущественно вода и растворенные в ней вещества, включая токсические продукты обмена. На этом основаны методы введения в организм растворов питательных веществ (питательные клизмы) при заболеваниях, когда прием пищи через рот затруднен, и очистки организма путем очистительных клизм.
К ним относятся защитная, метаболическая, экскреторная, эндокринная функции.
Защитная функция. Обеспечивается неспецифическими и специфическими механизмами пищеварительного тракта за счет:
рефлекторного отторжения (выплевывание или рвота) некачественной пищи (слишком горячей или холодной; содержащей механические примеси и (или) токсические вещества; имеющей нарушения органолептических свойств);
барьерных неспецифических механизмов слизистой пищеварительного тракта и печени;
бактерицидного и бактериостатического действия компонентов пищеварительных соков;
неспецифического клеточного и гуморального иммунитета;
специфического клеточного и гуморального иммунитета.
Метаболическая функция. Заключается в доставке питательных веществ из ЖКТ в кровь и лимфу и круговороте эндогенных и экзогенных веществ между кровью и пищеварительным трактом, что создает возможность их повторного использования в обмене веществ.
Экскреторная функция. Состоит в выведении из крови с секретами желез в полость ЖКТ продуктов обмена и различных чужеродных веществ, поступивших в кровоток энтеральным и парентеральным путями (билирубин, производные холестерола, мочевина, аммиак, креатинин, креатин, лекарственные, диагностические и другие вещества).
Эндокринная функция. Осуществляется клетками островков поджелудочной железы, печенью, клетками диффузной эндокринной системы пищеварительного тракта, которые секретируют гастроинтестинальные и другие гормоны.
Ряд непищеварительных функций осуществляется при участии печени.
С исследовательской целью фистулы человеку не накладывают. Иногда фистулы образуются при ранении, иной патологии, их делают с целью сохранения жизни человека, например для введения пищи в желудок при непроходимости пищевода. Основные методы исследования пищеварительных функций у человека ориентированы на их безвредность и безболезненность. Эти методы используют в функциональной диагностике здорового и больного человека.
Таблица. Современные методы исследования пищеварительного тракта у человека
Название метода
Характеристика метода
Введение резиновой трубки-зонда в полость желудка и двенадцатиперстной кишки для получения желудочного и кишечного соков или желчи
Больному дают выпить жидкую кашицу из вещества, непроницаемого для рентгеновских лучей. Затем при просвечивании на экране прибора определяют контуры разных отделов пищеварительного канала
Введение во внутренние органы человека специальных оптических и осветительных приборов, позволяющих осматривать полость пищеварительного канала и даже протоки желез
Получение на экране изображения внутренних органов по отражению ультразвуковых волн от их границ
Построение на экране компьютера изображения внутренних органов с использованием метода ядерного парамагнитного резонанса
При прохождении в кишечнике «радиопилюли» (цилиндр, снабженный датчиком) информация о кишечной среде передается с помощью радиоволн
Современная физиология располагает методическими приемами, позволяющими исследовать пищеварительные функции на различных уровнях их организации, механизмы регуляции этих функций в норме и при патологии, что составляет основу функциональной диагностики клинической гастроэнтерологии.
источник
Пищеварительные функции связаны с восприятием пищи, ее механической обработкой, продвижением по желудочно-кишечному тракту, химической переработкой. Желудок выполняет функцию депо пищи. Пищеварительные функции — это моторная, секреторная и всасывательная.
Непищеварительных функций несколько. Во-первых, это защитная функция. Соляная кислота желудочного сока обладает бактерицидным действием. Во-вторых, это гормональная функция. Некоторые отделы пищеварительного тракта вырабатывают гормоны и различные биологически активные вещества, поэтому 12-перстную кишку называют «гипофизом брюшной полости» . В-третьих, слизистая оболочка пищеварительного тракта относится к органам выделения и обладает экскреторной функцией. Далее, благодаря экскреторной функции, которую выполняют главные пищеварительные железы и слизистая, желудочно-кишечный тракт участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия, регуляции объема водной фазы, сохранении концентрации солей. Это также коррегирующая функция. Между пищеварительной трубкой и жидкой внутренней средой организма существует кругооборот эндогенных органических веществ, а также воды и электролитов. Так, например, в полость желудочно-кишечного тракта в сутки поступает до 60 г эндогенного белка, который подвергается пищеварительному гидролизу. При этом освобождаются заменимые и незаменимые аминокислоты — своеобразный резервуар, из которого даже в условиях голодания организм может некоторое время получать вещества, необходимые для сохранения структур центральной нервной системы или мышцы сердца. Наконец, благодаря тому, что в желудке вырабатывается особое вещество — фактор Кастла, пищеварительная система принимает участие в регуляции выработки и созревания эритроцитов — эритропоэза.
источник
Основными функциями системы пищеварения являются:
секреторная — заключается в синтезе и секреции железистыми клетками пищеварительных соков (слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков, желчи);
моторная, или двигательная: жевание, глотание, продвижение и перемешивание с пищеварительными соками, и выведение остатков – осуществляется гладкими мышцами, и только ротовая полость, начальный отдел пищевода и наружный сфинктер прямой кишки имеют поперечно-полосатую мускулатуру;
всасывательная – проникновение через слизистую оболочку в кровь или лимфу продуктов расщепления белков, жиров и углеводов, воды, солей и витаминов.
Процессы секреции, моторики и всасывания взаимосвязаны между собой и подчинены сложным нервно-гуморальным механизмам регуляции. Кроме пищеварительных функций системе пищеварения присущи: эндокринная функция, связанная с секрецией гормонов и биологически активных веществ в кровь; экскреторная, связанная с выведением токсинов и остатков пищи во внешнюю среду; защитная функция.
Поступление пищи в организм теория адекватного питания рассматривает не только как способ восстановления пластических и энергетических затрат, но и как аллергическую и токсическую агрессию. Питание связано с опасностью проникновения в организм экзогенных пищевых антигенов (белки и пептиды пищи), аутоантигенов слущенных кишечных клеток. С пищей через пищеварительный тракт в организм попадает множество бактерий, вирусов и различных токсических веществ. Можно с уверенностью утверждать, что в настоящее время экологически чистых продуктов питания и природной воды практически нет. Во второй половине XX века произошло повсеместное загрязнение окружающей среды промышленными, в некоторых регионах – радиационными отходами. В растениеводстве и животноводстве широко применяются химические и биологические технологии без соответствующего строгого санитарно-эпидемического надзора производимой продукции.
В настоящее время при изготовлении пищевых продуктов широко используются пищевые добавки (консерванты, красители, ароматизирующие вещества). Это, как правило, химические вещества, использование которых в пищевом производстве должно быть научно обоснованным, а их содержание в продукте не должно превышать допустимые нормы. Многие из таких веществ способны вызвать не только аллергические реакции, но и оказывать канцерогенное воздействие. В растительной пище может содержаться избыточное количество нитратов и пестицидов (химические вещества, применяемые для защиты растений от вредителей), многие из них ядовиты для человека. Продукты животного происхождения могут содержать лекарственные препараты, которыми лечат животных, стимуляторы роста, применяемые при их выращивании. Присутствие этих препаратов в пище может изменить чувствительность к антибиотикам и вызвать эндокринные нарушения. Перечисленные выше негативные стороны питания в здоровом организме нейтрализуются благодаря сложной системе защиты пищеварительного тракта. Различают неспецифические и специфические (иммунные) механизмы защиты.
Виды неспецифической защиты:
Механическая или пассивная защита связана с ограниченной проницаемостью слизистой оболочки пищеварительного тракта для крупномолекулярных веществ (исключение составляют новорожденные).
Слизистая оболочка выстлана слоем слизи, который защищает ее не только от механических, но и химических воздействий. Наружный слой слизи адсорбирует вирусы, токсические вещества, соли тяжелых металлов (ртуть, свинец) и, отторгаясь в полость желудка и кишечника, способствует их выведению из организма.
Слюна, желудочный сок, желчь обладают антибактериальной активностью. Соляная кислота создает кислую среду в желудке, оказывает бактериостатическое действие, предупреждая развитие гнилостных процессов.
Неспецифический защитный барьер связан с предварительным ферментативным гидролизом антигенных молекул, которые утрачивают при этом антигенные свойства.
Специфическая защита в пищеварительном тракте осуществляется иммунокомпетентной лимфоидной тканью. В слизистой оболочке рта и миндалинах присутствует большое количество клеточных элементов: макрофагов, нейтрофилов, лимфоцитов, осуществляющих фагоцитоз бактерий и антигенных белков. В слизистой оболочке тонкой кишки имеется мощный лейкоцитарный слой, разделяющий энтеральную и внутреннюю среды организма. Он состоит из большого количества плазматических клеток, макрофагов, эозинофилов, лимфоцитов. Кишечная иммунная система является частью иммунной системы организма. Лимфатическая ткань тонкой кишки (25% всей слизистой) состоит из пейеровых бляшек, отдельных лимфатических узелков, локализованных в области собственной пластинки ворсинок и рассеянных в эпителии Т- и В-лимфоцитов (см. рис.3). Обозначения на рисунке, описание в тексте. Имеются также внутриэпителиальные лимфоциты.
Рис.3 Поперечный срез кишечной ворсинки.
В эпителии над бляшками локализуются особые М-клетки, которые транспортируют антигены в лимфатические узелки. Таким образом, лимфоциты осуществляют как клеточный, так и гуморальный иммунитет. Они продуцируют иммуноглобулины, адсорбирующиеся на поверхности эпителия в области гликокаликса, и создают дополнительный защитный слой. Кроме этих тканей, в защитную систему входят мезэнтериальные лимфатические узлы и ретикулоэндотелиальная система печени. Дезинтоксикационная и барьерная функции печени имеют существенное значение в обезвреживании продуктов гниения белка (индол, скатол, фенол), образующихся в кишечнике, а также поступающих с пищей токсических веществ, лекарственных препаратов и детально рассматриваются биологической химией.
Общие принципы регуляции пищеварительных функций
Центральная нервная регуляция осуществляется пищеварительными центрами головного и спинного мозга с помощью условных и безусловных рефлексов. Вид и запах пищи, время и обстановка ее приема, напоминание о пище возбуждают пищеварительные железы (слюнные, желудочные, поджелудочную) условно-рефлекторным путем.
Приём пищи, раздражая рецепторы полости рта и желудка, вызывает безусловные рефлексы. Афферентные пути безусловных рефлексов представлены чувствительными волокнами черепно-мозговых нервов: язычного, языкоглоточного, верхнего гортанного, блуждающего. Эфферентные пути, общие для условных и безусловных рефлексов, образованы парасимпатическими и симпатическими волокнами.
По мере удаления от проксимального отдела участие центральных рефлексов в регуляции функций уменьшается. Основное значение в тонкой и толстой кишках приобретает местная нервная и гуморальная регуляция. Местная нервная регуляция базируется на «коротких» рефлекторных дугах. В стенке желудка и кишечника имеется развитая сеть нервных клеток, образующих два основных сплетения: межмышечное (Ауэрбаха) и подслизистое (Мейсснера). Среди нервных клеток имеются сенсорные нейроны, вставочные и эффекторные. Последние иннервируют гладкие мышцы, секреторный эпителий и эндокринные клетки.
Рисунок 4. Метасимпатическая система тонкого кишечника
В передаче регуляторных воздействий на клетки-мишени наряду с ацетилхолином и норадреналином принимают участие более десяти нейропептидов: холецистокинин, соматостатин, нейротензин, вещество Р, энкефалин и др. Имеются нейроны, медиатором которых являются серотонин и пуриновые основания. Совокупность нервных клеток, лежащих внутри органа и образующих локальные рефлекторные дуги, получила название метасимпатической нервной системы (А.Д. Ноздрачёв). Эта система взаимодействует с центральной нервной системой, но обладает большей независимостью от неё, чем вегетативная нервная система, потому что имеет собственное сенсорное звено (рецептивное поле). Различные рецепторы реагируют на исходный состав пищи и те изменения, которые происходят в процессе гидролиза. Метасимпатическая нервная система (Рис.4) программирует и координирует двигательную активность, регулирует секрецию и осуществляет взаимосвязь между этими процессами, регулирует секрецию эндокринных клеток, локальный кровоток.
Переваривание пищи – это поэтапный и продолжительный процесс, поэтому большое значение в регуляции секреции, моторики и всасывания имеют гуморальные механизмы. В эпителиальном слое слизистой желудка и тонкой кишки, поджелудочной железе имеются диффузно разбросанные эндокринные клетки (масса этих клеток больше массы всех эндокринных желез), которые секретируют гормоны и пептиды. Одни гормоны секретируются в кровь и через нее оказывают дистантное действие на клетки-мишени (гастрин обкладочная клетка), другие — обладают местным или паракринным действием выделяясь в межклеточную жидкость, третьи (нейропептиды) выделяются в нервных окончаниях вместе с медиаторами. Секрецию гормонов может активировать ЦНС (например, блуждающий нерв), но многие эндокринные клетки имеют рецепторы в энтеральной среде, на которые оказывают прямое влияние продукты гидролиза пищи. Поскольку во всех учебниках дана подробная характеристика гастроинтестинальным гормонам и их влияниям, позволим лишь отметить, что гормоны обладают как синергизмом различной выраженности, так и антагонизмом. Они могут активировать или угнетать секрецию, моторику, всасывание.
Таким образом, в пищеварительном тракте существует градиент распределения регуляторных механизмов. В начальных отделах преобладают центральные рефлекторные механизмы. В средних отделах (желудок, 12-перстная, тощая кишка, поджелудочная железа) – центральные рефлексы имеют пусковое значение, а гормональная регуляция дополняет ее и становится доминирующей. В тонком и особенно в толстом кишечнике велика роль местных (нервных и гуморальных) механизмов регуляции. Однако все механизмы могут регулировать деятельность одного и того же органа (желудок, поджелудочная железа).
источник
Основными функциями системы пищеварения являются:
секреторная — заключается в синтезе и секреции железистыми клетками пищеварительных соков (слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков, желчи);
моторная, или двигательная: жевание, глотание, продвижение и перемешивание с пищеварительными соками, и выведение остатков – осуществляется гладкими мышцами, и только ротовая полость, начальный отдел пищевода и наружный сфинктер прямой кишки имеют поперечно-полосатую мускулатуру;
всасывательная – проникновение через слизистую оболочку в кровь или лимфу продуктов расщепления белков, жиров и углеводов, воды, солей и витаминов.
Процессы секреции, моторики и всасывания взаимосвязаны между собой и подчинены сложным нервно-гуморальным механизмам регуляции. Кроме пищеварительных функций системе пищеварения присущи: эндокринная функция, связанная с секрецией гормонов и биологически активных веществ в кровь; экскреторная, связанная с выведением токсинов и остатков пищи во внешнюю среду; защитная функция.
Поступление пищи в организм теория адекватного питания рассматривает не только как способ восстановления пластических и энергетических затрат, но и как аллергическую и токсическую агрессию. Питание связано с опасностью проникновения в организм экзогенных пищевых антигенов (белки и пептиды пищи), аутоантигенов слущенных кишечных клеток. С пищей через пищеварительный тракт в организм попадает множество бактерий, вирусов и различных токсических веществ. Можно с уверенностью утверждать, что в настоящее время экологически чистых продуктов питания и природной воды практически нет. Во второй половине XX века произошло повсеместное загрязнение окружающей среды промышленными, в некоторых регионах – радиационными отходами. В растениеводстве и животноводстве широко применяются химические и биологические технологии без соответствующего строгого санитарно-эпидемического надзора производимой продукции.
В настоящее время при изготовлении пищевых продуктов широко используются пищевые добавки (консерванты, красители, ароматизирующие вещества). Это, как правило, химические вещества, использование которых в пищевом производстве должно быть научно обоснованным, а их содержание в продукте не должно превышать допустимые нормы. Многие из таких веществ способны вызвать не только аллергические реакции, но и оказывать канцерогенное воздействие. В растительной пище может содержаться избыточное количество нитратов и пестицидов (химические вещества, применяемые для защиты растений от вредителей), многие из них ядовиты для человека. Продукты животного происхождения могут содержать лекарственные препараты, которыми лечат животных, стимуляторы роста, применяемые при их выращивании. Присутствие этих препаратов в пище может изменить чувствительность к антибиотикам и вызвать эндокринные нарушения. Перечисленные выше негативные стороны питания в здоровом организме нейтрализуются благодаря сложной системе защиты пищеварительного тракта. Различают неспецифические и специфические (иммунные) механизмы защиты.
Виды неспецифической защиты:
Механическая или пассивная защита связана с ограниченной проницаемостью слизистой оболочки пищеварительного тракта для крупномолекулярных веществ (исключение составляют новорожденные).
Слизистая оболочка выстлана слоем слизи, который защищает ее не только от механических, но и химических воздействий. Наружный слой слизи адсорбирует вирусы, токсические вещества, соли тяжелых металлов (ртуть, свинец) и, отторгаясь в полость желудка и кишечника, способствует их выведению из организма.
Слюна, желудочный сок, желчь обладают антибактериальной активностью. Соляная кислота создает кислую среду в желудке, оказывает бактериостатическое действие, предупреждая развитие гнилостных процессов.
Неспецифический защитный барьер связан с предварительным ферментативным гидролизом антигенных молекул, которые утрачивают при этом антигенные свойства.
Специфическая защита в пищеварительном тракте осуществляется иммунокомпетентной лимфоидной тканью. В слизистой оболочке рта и миндалинах присутствует большое количество клеточных элементов: макрофагов, нейтрофилов, лимфоцитов, осуществляющих фагоцитоз бактерий и антигенных белков. В слизистой оболочке тонкой кишки имеется мощный лейкоцитарный слой, разделяющий энтеральную и внутреннюю среды организма. Он состоит из большого количества плазматических клеток, макрофагов, эозинофилов, лимфоцитов. Кишечная иммунная система является частью иммунной системы организма. Лимфатическая ткань тонкой кишки (25% всей слизистой) состоит из пейеровых бляшек, отдельных лимфатических узелков, локализованных в области собственной пластинки ворсинок и рассеянных в эпителии Т- и В-лимфоцитов (см. рис.3). Обозначения на рисунке, описание в тексте. Имеются также внутриэпителиальные лимфоциты.
Рис.3 Поперечный срез кишечной ворсинки.
В эпителии над бляшками локализуются особые М-клетки, которые транспортируют антигены в лимфатические узелки. Таким образом, лимфоциты осуществляют как клеточный, так и гуморальный иммунитет. Они продуцируют иммуноглобулины, адсорбирующиеся на поверхности эпителия в области гликокаликса, и создают дополнительный защитный слой. Кроме этих тканей, в защитную систему входят мезэнтериальные лимфатические узлы и ретикулоэндотелиальная система печени. Дезинтоксикационная и барьерная функции печени имеют существенное значение в обезвреживании продуктов гниения белка (индол, скатол, фенол), образующихся в кишечнике, а также поступающих с пищей токсических веществ, лекарственных препаратов и детально рассматриваются биологической химией.
Общие принципы регуляции пищеварительных функций
Центральная нервная регуляция осуществляется пищеварительными центрами головного и спинного мозга с помощью условных и безусловных рефлексов. Вид и запах пищи, время и обстановка ее приема, напоминание о пище возбуждают пищеварительные железы (слюнные, желудочные, поджелудочную) условно-рефлекторным путем.
Приём пищи, раздражая рецепторы полости рта и желудка, вызывает безусловные рефлексы. Афферентные пути безусловных рефлексов представлены чувствительными волокнами черепно-мозговых нервов: язычного, языкоглоточного, верхнего гортанного, блуждающего. Эфферентные пути, общие для условных и безусловных рефлексов, образованы парасимпатическими и симпатическими волокнами.
По мере удаления от проксимального отдела участие центральных рефлексов в регуляции функций уменьшается. Основное значение в тонкой и толстой кишках приобретает местная нервная и гуморальная регуляция. Местная нервная регуляция базируется на «коротких» рефлекторных дугах. В стенке желудка и кишечника имеется развитая сеть нервных клеток, образующих два основных сплетения: межмышечное (Ауэрбаха) и подслизистое (Мейсснера). Среди нервных клеток имеются сенсорные нейроны, вставочные и эффекторные. Последние иннервируют гладкие мышцы, секреторный эпителий и эндокринные клетки.
Рисунок 4. Метасимпатическая система тонкого кишечника
В передаче регуляторных воздействий на клетки-мишени наряду с ацетилхолином и норадреналином принимают участие более десяти нейропептидов: холецистокинин, соматостатин, нейротензин, вещество Р, энкефалин и др. Имеются нейроны, медиатором которых являются серотонин и пуриновые основания. Совокупность нервных клеток, лежащих внутри органа и образующих локальные рефлекторные дуги, получила название метасимпатической нервной системы (А.Д. Ноздрачёв). Эта система взаимодействует с центральной нервной системой, но обладает большей независимостью от неё, чем вегетативная нервная система, потому что имеет собственное сенсорное звено (рецептивное поле). Различные рецепторы реагируют на исходный состав пищи и те изменения, которые происходят в процессе гидролиза. Метасимпатическая нервная система (Рис.4) программирует и координирует двигательную активность, регулирует секрецию и осуществляет взаимосвязь между этими процессами, регулирует секрецию эндокринных клеток, локальный кровоток.
Переваривание пищи – это поэтапный и продолжительный процесс, поэтому большое значение в регуляции секреции, моторики и всасывания имеют гуморальные механизмы. В эпителиальном слое слизистой желудка и тонкой кишки, поджелудочной железе имеются диффузно разбросанные эндокринные клетки (масса этих клеток больше массы всех эндокринных желез), которые секретируют гормоны и пептиды. Одни гормоны секретируются в кровь и через нее оказывают дистантное действие на клетки-мишени (гастрин обкладочная клетка), другие — обладают местным или паракринным действием выделяясь в межклеточную жидкость, третьи (нейропептиды) выделяются в нервных окончаниях вместе с медиаторами. Секрецию гормонов может активировать ЦНС (например, блуждающий нерв), но многие эндокринные клетки имеют рецепторы в энтеральной среде, на которые оказывают прямое влияние продукты гидролиза пищи. Поскольку во всех учебниках дана подробная характеристика гастроинтестинальным гормонам и их влияниям, позволим лишь отметить, что гормоны обладают как синергизмом различной выраженности, так и антагонизмом. Они могут активировать или угнетать секрецию, моторику, всасывание.
Таким образом, в пищеварительном тракте существует градиент распределения регуляторных механизмов. В начальных отделах преобладают центральные рефлекторные механизмы. В средних отделах (желудок, 12-перстная, тощая кишка, поджелудочная железа) – центральные рефлексы имеют пусковое значение, а гормональная регуляция дополняет ее и становится доминирующей. В тонком и особенно в толстом кишечнике велика роль местных (нервных и гуморальных) механизмов регуляции. Однако все механизмы могут регулировать деятельность одного и того же органа (желудок, поджелудочная железа).
источник
Одна из наиболее важных составляющих тела человека – его пищеварительная система органов. Эта совокупность продумана и организована природой таким образом, чтобы ее обладатель смог извлечь из потребляемой пищи все самое необходимое для осуществления нормальной жизнедеятельности. И в то же время в пищеварительной системе работают такие «волшебные» механизмы, которые уберегают нас от инфекций, обезвреживают яды и позволяют нам даже самостоятельно синтезировать важные витамины. Учитывая всю важность этого комплекса органов, нужно его беречь.
Пищеварительная система состоит из следующих органов и отделов:
ротовая полость с входящими в нее слюнными железами;
глотка;
область пищевода;
желудок;
тонкий и толстый кишечник;
печень;
поджелудочная железа.
Далее мы будем рассматривать строение и функции органов пищеварительной системы. Таблица, представленная ниже, дает общее представление о составных частях ЖКТ.
Название органа
Анатомические особенности
Выполняемые функции
полость рта
имеются зубы и язык для измельчения пищи
анализ поступающей пищи, ее измельчение, размягчение и смачивание слюной
пищевод
оболочки: серозная, мышечная, эпителий
моторная, секреторная, защитная
обильное шунтирование артериями и капиллярами кровеносных сосудов
выделение секрета с энзимами, расщепляющими белки, жиры и сахара
тонкая кишка
уложена петлями, стенки могут сокращаться, на внутренней поверхности есть ворсинки
осуществление полостного и пристеночного пищеварения, всасывание продуктов расщепления веществ
толстый кишечник с прямым отделом и анусом
стенки имеют мышечные волокна
завершение пищеварения благодаря работе бактерий, поглощение воды, образование кала, опорожнение кишечника
Если взглянуть на строение данной системы органов, то можно отметить, что пищеварительный тракт представляет собой трубку протяженностью 7-9 м. Некоторые крупные железы расположены вне стенок системы и имеют с ней сообщение.
Особенность данной совокупности органов в том, что они уложены очень компактно. Протяженность тракта от ротового отверстия до ануса составляет до 900 см, однако уместить их в теле человека помогла способность мышц пищеварительного пути к образованию петель и изгибов. Однако наша задача — не только перечислить органы пищеварительной системы. Мы внимательно изучим все процессы, протекающие в каждом из отделов ЖКТ.
Полость рта, глотки и пищевод имеют фактически прямое направление.
Теперь давайте вкратце рассмотрим последовательность прохождения пищи по органам пищеварительной системы. Питательные компоненты поступает в организм человека через ротовое отверстие.
В области таза расположен прямой кишечник. Пища в полости желудка находится разное время в зависимости от типа продуктов, но данный период не превышает нескольких часов. В это время в полость органа выделяется так называемый желудочный сок. Пища становится жидкой, происходит ее перемешивание и переваривание. Продвигаясь далее, масса попадает в отдел тонкого кишечника. Здесь активность ферментов обеспечивает дальнейшее растворение питательных субстанций до простых соединений, которые без затруднения всасываются в кровяное русло и в лимфу.
Далее остаточные массы продвигаются в отдел толстого кишечника, где происходит всасывание воды и образование кала. По сути, это вещества, которые не перевариваются и не могут всасываться в кровь и лимфу. Они и удаляются во внешнюю среду посредством заднего прохода.
На слизистой рта, с которой начинается последовательность прохождения пищи по органам пищеварительной системы, имеются большие и малые слюнные железы. Крупными называют те, что расположены около ушных раковин, под челюстями и под языком. Последние два вида слюнных желез продуцируют смешанный секрет: они выделяют как слюну, так и воду. Железы возле ушей способны производить только слизь. Слюнотечение может быть достаточно интенсивным. Например, при употреблении лимонного сока может выделиться до 7,5 мл в минуту.
По большей части слюна состоит из воды, однако в ней имеются энзимы: мальтаза и амилаза. Эти ферменты запускают процесс пищеварения уже в ротовой полости: крахмал превращается амилазой в мальтозу, которая далее расщепляется мальтазой до глюкозы. Пища находится во рту кратковременно — не более 20 секунд, и за это время крахмал просто не успевает раствориться полностью. Слюна обычно имеет либо нейтральную, либо слабощелочную реакцию. Также в этой жидкой среде содержится специальный белок лизоцим, который обладает бактерицидным свойством.
Анатомия органов пищеварительной системы называет пищевод следующим за ртом и глоткой органом ЖКТ. Если рассмотреть его стенку в разрезе, то можно явно выделить три слоя. Срединный является мышечным и способен сокращаться. Это качество позволяет пище перемещаться от глотки к желудку. Мускулатура пищевода производит волнообразные сокращения, которые распространяются из верхней части органа по всей его продолжительности. При прохождении пищевого комка вдоль этой трубки происходит раскрытие входного сфинктера в желудок.
Продолжаем изучать порядок органов пищеварительной системы. За пищеводом следует желудок. Локализация его – левое подреберье в подложечной области. Этот орган – не что иное, как расширение пищеварительного тракта с выраженной мускулатурой стенки.
Форма и размер желудка напрямую зависят от его содержимого. Пустой орган имеет длину до 20 см, расстояние между стенками – 7-8 см. Если желудок вмеру заполнить, то его длина станет уже около 25 см, а ширина – до 12 см. Емкость органа также может меняться в зависимости от степени его наполненности и варьируется от 1,5 л до 4 л. Когда человек глотает, мускулатура желудка расслабляется, и этот эффект длится до окончания трапезы. Но даже когда прием пищи окончен, мышцы желудка пребывают в состоянии активности. Пища перетирается, происходит ее механическая и химическая переработка посредством движения мышц. Переваренная пища продвигается к тонкому кишечнику.
Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкою с множеством складок, в которых расположены железы. Их задача – выделить как можно больше пищеварительных соков. Клетки желудка продуцируют ферменты, соляную кислоту и мукоидный секрет. Пищевой комок пропитывается всеми этими веществами, измельчается и перемешивается. Мышцы, сокращаясь, способствуют пищеварению.
Желудочный сок представляет собой бесцветную жидкость с кислой реакцией, которая объясняется присутствием соляной кислоты. В нем работают три основные группы ферментов:
протеазы (в основном пепсин) расщепляют белки до полипептидных молекул;
липазы, воздействующие на молекулы жиров, превращая их в жирные кислоты и глицерин (в желудке расщепляется лишь эмульгированный жир коровьего молока);
амилазы слюны продолжают работу по расщеплению сложных углеводов до простых сахаров (по мере того, как пищевой комок полностью пропитывается кислым желудочным соком, амилолитические энзимы инактивируются).
Соляная кислота является очень важным элементом пищеварительного секрета, так как она приводит в активное состояние фермент пепсин, подготавливает к расщеплению белковые молекулы, створаживает молоко и обезвреживает все микроорганизмы. Выделение желудочного сока происходит в основном при приеме пищи и продолжается на протяжении 4-6 часов. Всего за сутки данной жидкости выделяется до 2,5 л.
Интересен тот факт, что количество и состав желудочного сока зависят от качества поступающей пищи. Наибольшее количество секрета выделяется для переваривания белковых веществ, наименьшее – при поглощении человеком жирной еды. В здоровом организме желудочный сок содержит довольно большое количество соляной кислоты, его рН колеблется в пределах 1,5-1,8.
При изучении вопроса о том, какие органы входят в пищеварительную систему, дальнейший объект исследования – тонкий кишечник. Данный отдел системы пищеварения берет начало от желудочного привратника и имеет общую длину до 6 метров. Он подразделяется на несколько участков:
12-перстная кишка является самым коротким и широким отделом, ее длина составляет около 30 см;
тощий кишечник характеризуется уменьшением просвета и длиной до 2,5 м;
подвздошная кишка является самым узким участком тонкого отдела, ее длина составляет до 3,5 м.
Тонкий кишечник расположен в брюшной полости в форме петель. С фронтальной части он прикрыт сальником, а по бокам ограничивается толстым пищеварительным трактом. Функция тонкой кишки – продолжение химических превращений компонентов пищи, ее перемешивание и дальнейшее направление к толстому отделу.
Стенка данного органа имеет типичное строение для всех компонентов ЖКТ и состоит из следующих элементов:
слой слизистой;
подслизистая ткань со скоплениями нервов, желез, лимфатических и кровеносных сосудов;
мышечная ткань, которая состоит из наружного продольного и внутреннего кругового слоев, а между ними расположена прослойка соединительной ткани с нервами и сосудами (мышечный слой отвечает за перемешивание и перемещение переваренной пищи вдоль системы);
серозная оболочка является гладкой и увлажненной, она предотвращает трение органов между собой.
Железы, входящие в структуру ткани кишечника, выделяют секрет. Он защищает слизистую от травмирования и от активности пищеварительных ферментов. Слизистая ткань формирует множество складок круговой направленности, и это увеличивает площадь всасывания. Количество данных образований уменьшается по направлению к толстому кишечнику. Изнутри слизистая тонкой кишки изобилует ворсинками и углублениями, которые помогают пищеварению.
В 12-перстном отделе слабощелочная среда, однако с попаданием в нее содержимого желудка рН уменьшается. Поджелудочная железа имеет проток в эту зону, и ее секрет ощелачивает пищевой комок, среда которого при этом становится нейтральной. Таким образом, ферменты желудочного сока здесь инактивируются.
Пищеварительная система органов имеет протоки желез внутренней секреции. Поджелудочная железа выделяет свой сок по мере приема пищи человеком, и его количество зависит от состава еды. Белковый рацион провоцирует наибольшую секрецию, а жиры вызывают обратный эффект. Всего за сутки поджелудочная железа продуцирует до 2,5 л сока.
Также в тонкий кишечник выделяет свой секрет желчный пузырь. Уже спустя 5 минут с момента начала трапезы начинает активно вырабатываться желчь, которая активизирует все ферменты кишечного сока. Этот секрет также усиливает моторные функции ЖКТ, интенсифицирует перемешивание и движение пищи. В 12-перстном отделе перевариваются около половины поступающих с пищей белков и сахаров, а также небольшая часть жиров. В тонком кишечнике энзимный распад органических соединений продолжается, но менее интенсивно, и преобладает всасывание пристеночного характера. Наиболее интенсивно этот процесс происходит спустя 1-2 часа с момента приема пищи. Он превышает по эффективности аналогичный этап в желудке.
Этот участок ЖКТ является конечным, длина его составляет около 2 м. Названия органов пищеварительной системы учитывают их анатомические особенности, и логически понятно, что данный отдел имеет наибольший просвет. Ширина толстого кишечника уменьшается от 7 до 4 см у нисходящего ободочного отдела. На данном участке пищеварительного тракта выделяют следующие зоны:
слепая кишка, имеющая червеобразный отросток, или аппендикс;
восходящий ободочный отдел;
поперечно-ободочная кишка;
нисходящий ободочный участок;
сигмовидная ободочная кишка;
прямой отдел, заканчивающийся анальным отверстием.
Переваренная пища попадает из тонкой кишки в толстую через небольшое отверстие в виде щели, расположенной горизонтально. Здесь существует своеобразный клапан со сфинктером в виде губ, который препятствует попаданию содержимого слепого отдела в обратном направлении.
Если весь процесс переваривания пищи длится от одного до трех часов, то большая часть отводится на пребывание комка в толстом кишечнике. В нем происходит накапливание содержимого, осуществление всасывания необходимых веществ и воды, перемещение вдоль тракта, образование и удаление каловых масс. Физиологической нормой считается поступление перевариваемой пищи в толстый кишечник спустя 3-3,5 часа после трапезы. Данный отдел заполняется на протяжении суток, далее следует его полное опорожнение за 48-72 часа.
В толстом кишечнике происходит всасывание глюкозы, аминокислот, витаминов и прочих веществ, продуцируемых бактериями, живущими в этом отделе, а также подавляющая часть (95%) воды и различных электролитов.
Практически все органы и части пищеварительной системы населены микроорганизмами. Лишь желудок обладает относительной стерильностью (натощак) благодаря кислой среде. Самое большое количество бактерий находится в толстом кишечнике – до 10 млрд/1 г каловых масс. Нормальная микрофлора толстого отдела ЖКТ называется эубиозом и играет огромную роль в жизни человека:
препятствует развитию патогенных микроорганизмов;
синтез витаминов группы В и К, ферментов, гормонов и других полезных для человека веществ;
расщепление целлюлозы, гемицеллюлозы и пектинов.
Качество и количество микрофлоры у каждого человека уникально и регулируется как внешними, так и внутренними факторами.
Как и любая часть человеческого тела, пищеварительная система органов может быть подвержена различным заболеваниям. Зачастую они связаны с попаданием извне патогенных микроорганизмов. Однако если человек здоров и желудок у него работает без сбоев, то все вредные бактерии обречены на гибель в кислой среде. Если по ряду причин этот орган функционирует ненормально, то практически любая инфекция может развиться и привести к тяжелым последствиям, таким как рак органов пищеварительной системы. Все начинается с малого: нерациональное питание, отсутствие в рационе грубой волокнистой пищи, употребление алкоголя и жирных продуктов, курение, стрессы, несбалансированные диеты, плохая экология и другие неблагоприятные факторы постепенно разрушают наш организм и провоцируют развитие заболеваний.
Пищеварительная система органов особенно подвержена разрушительному влиянию извне. Поэтому не забывайте своевременно проходить диспансеризацию и обращаться к врачу при сбоях в нормальном функционировании организма.
ис.3 Поперечный срез кишечной ворсинки.
Рисунок 4. Метасимпатическая система тонкого кишечника 
ис.3 Поперечный срез кишечной ворсинки.
Рисунок 4. Метасимпатическая система тонкого кишечника