94184 (Физиология питания военнослужащих), страница 2

Строение и функции желудка

Желудок представляет собой полый, постоянно замкнутый орган (мускулистый мешок), расположенный под диафрагмой ёмкостью около

2-3 л.

В нём различают кардиальный отдел, находящийся своей верхней частью вблизи сердца. Этот отдел состоит из собственно кордиальной части (куда пища переходит из пищевода), дна или фундальной части и тела.

Ниже расположен пилорический или превратниковый отдел, который заканчивается группой мышц - привратником, которые при их сокращении «запирают» выход из желудка в двенадцатиперстную кишку. Полость желудка служит для временного депонирования съеденной пищи и дальнейшего её превращения.

В слизистой оболочке кардиального отдела расположены три вида секреторных клеток:

главные, где вырабатываются протеазы в неактивной форме;

обкладочные, образующие соляную кислоту;

добавочные, секретирующие слизь.

В состав слизи входят мукопротеины, не расщепляющиеся протазами желудочного сока и тормозящие их активность, поэтому при обильном выделении слизи мышечные стенки желудка надёжно защищены от самопереваривания протеазами желудочного сока.

В сутки у взрослого человека выделяется 1,5-2 л желудочного сока, который содержит соляную кислоту (концентрации 0,4-0,5%), слизистые вещества, гормоноподобные вещества - гистамин и гастрин, основные протеолитические ферменты - пепсин, гастриксин и желудочную липазу. Оптимальная кислотность желудочного сока pH 1,5-1,8.

Основными раздражителями желудочных желёз является пища и условные сигналы, ранее сочетавшиеся с её приёмами.

Различают три последовательные фазы секреции желудочного сока:

1. мозговая фаза, включающая секрецию «запального» сока, возникающая при действии условных раздражителей (запах, вид пищи, время её приёма и т.д.) ещё до поступления пищи в ротовую полость, такой сок назван аппетитным. После приёма пищи в ротовую полость вступает в действие и безусловно - рефлекторная подфаза, возникающая под воздействием пищи на соответствующие рецепторы;

2. желудочная или «химическая» фаза. Она развивается при поступлении пищи в желудок в ответ на её механические и температурные воздействия, вызывающие возбуждение главных, обкладочных и добавочных клеток слизистой оболочки. Раздражителями секреции желудочного сока являются: слюна, желчь, сок поджелудочной железы, частично забрасываемые в полость желудка. Сильный сокогонный эффект оказывает гистамин, образующийся в слизистой оболочке желудка, а также выделяющийся в пилоргической части желудка гормон гастрин, который усиливает секреторную и двигательную активность кардиального отдела;

3. кишечная фаза. Этот этап желудочной секреции развивается при переходе пищевой кашицы из желудка в тонкий кишечник. Образующиеся здесь продукты гидролиза, особенно аминокислоты, всасываются в кровь и, воздействуя таким путём на желудочные железы, стимулируют их активность.

Торможение секреции желудочного сока вызывает перегрев и переохлаждение организма, тяжёлая физическая работа, психоэмоциональное возбуждение.

В желудке происходит гидролиз пищевых белков пепсином (оптимум pH 1,5-2,5) и гастриксином (оптимум pH 3,0).

Пепсин образуется в неактивной форме, в виде профермента пепсиногена и не может переваривать собственные белки клеток.

В полости желудка пепсиноген активизируется с помощью соляной кислоты и аутокаталитически, т.е. с помощью образовавшихся молекул пепсина.

Соотношение пепсин/гастриксин в желудочном соке 4:1. Регуляторами, стимулирующими выделение пепсиногена и соляной кислоты, являются гистамин и гастрин, выделяемые главными и добавочными клетками слизистой оболочки желудка.

Под влиянием пепсина и гастриксина белки пищи гидролизуются до смеси полипептидов, называемых также альбумозами и пептонами.

Соляная кислота облегчает гидролиз белков, благодаря денатурирующему действию, а также вызывает их набухание, что увеличивает контакт с ферментами.

Соляная кислота оказывает также бактерицидный эффект: способствует усвоению железа, стимулирует деятельность нижерасположенных отделов пищеварительного тракта, а также секрецию некоторых гормонов его стенками.

Под влиянием липазы желудочного сока жиры частично расщепляются на глицерин и жирные кислоты. У взрослых людей желудочная липаза не имеет существенного значения в пищеварении, так как она действует только на эмульгированные жиры: жир молока, майонеза, яичного желтка и др.

У детей имеется фермент химозин, вызывающий свёртывание молока, а желудочная липаза расщепляет до 25% жира молока.

Крахмал и мальтоза продолжают перевариваться - амилазой и мальтазой слюны в кардиальном отделе в течение около 30 мин, т.е. до тех пор, пока пищевой комок полностью не пропитается кислым желудочным соком.

В толщине стенок желудка находятся продольные, косые и круговые мышцы. Сокращение желудка способствует перемешиванию пищи, пропитыванию желудочным соком и эвакуации. Каждое сокращение желудка длится 10-30 сек.

Выход из желудка закрыт превратником, состоящим из кольцевых мышц, который осуществляет ритмичную эвакуацию пищевой массы в кишечник.

Пища в желудке обычно находится 6-8 ч. и дольше. Пища богатая углеводами эвакуируется быстрее, чем богатая белками, жирная пища задерживается в желудке на 8-10 ч.

Жидкости начинают переходить в кишечник почти сразу после их поступления в желудок. Нагретые жидкости быстрее покидают желудок, чем холодные.

Большие количества пищи, съеденной за один приём, вызывают растяжение стенок желудка, повышение давления в области сердца, что неблагоприятно сказывается на самочувствии людей, особенно в пожилом возрасте или лиц, ведущих малоподвижный образ жизни (выполнение работ в сидячей рабочей позе).

Строение и функции тонкого кишечника

Тонкий кишечник - это трубка длинной 5-6 м. Верхняя часть - двенадцатиперстная кишка - имеет длину 24-30 см, тощая кишка составляет 2/5 всего размера тонкого кишечника, подвздошная - около 3/5.

Двенадцатиперстная кишка занимает фиксированное положение. Пищеварение в ней обеспечивается соком поджелудочной железы и желчью, поступающими по протокам.

Поджелудочная (панкреатическая железа) обладает смешанной функцией: эндокрильная ткань синтезирует гормоны инсулин и глюкагон, выделяющиеся в кровь (внутренняя секреция), другая часть железы образует пищеварительный сок. За сутки образуется около 700 мл сока. Он содержит двууглекислый натрий, поэтому pH сока составляет 7,5-8,5; ферменты: протеазы (трипсиноген, химотрипсиноген, проэластазу, карбоксипептидазу и аминопептидазу) в неактивном состоянии, липазу в неактивном состоянии, а также нуклеазы и карбогидразы ( - амилазу, сахаразу, мальтазу, лактазу, расщепляющие нуклеотиды и соответствующие углеводы).

Гидролиз белков вначале осуществляется трипсином, который образуется из трипсиногена под влиянием фермента энтерокиназы, синтезируемого в тонком кишечнике. Образующиеся молекулы трипсина активируют остальной трипсиноген, химотрипсиноген и проэластазу. В результате действия этих протеаз, а также коллагеназы из различных пищевых белков, в том числе и фибриллярных, образуются пептиды и аминокислоты. Действие пепсина в двенадцатиперстной кишке прекращается.

Липаза поджелудочного сока расщепляет эмульгированные желчью жиры на глицерин и жирные кислоты.

Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3 мин после приёма пищи и продолжается 6-14 ч. Наиболее длительное поджелудочное сокоотделение бывает при приёме жирной пищи.

Слизистая оболочка тощей и подвздошной кишок имеет множество складок, выпячиваний, образующих ворсинки, микроворсинки, обращённые в полость кишечника, они резко увеличивают поверхность стенок до 500 м².

Благодаря этому обеспечиваются интенсивные процессы переваривания и всасывания продуктов гидролиза в кровеносные и лимфатические каппиляры, которыми обильно снабжена стенка тонкого кишечника. В кишечном соке содержится до 22 ферментов, довершающих гидролиз сложных пищевых веществ, в т.ч. связанных форм витаминов. Эти ферменты локализованы не только в полости кишечника, но и на поверхности микроворсинок, где происходит пристеночное или контактное пищеварение. Пристеночное пищеварение эффективнее полостного, т.к. при этом не происходит пищевых потерь в результате деятельности микроорганизмов, а также обеспечивается более быстрое всасывание.

Роль печени и желчи в пищеварении

Печень - это непарный жизненно важный орган, расположенный справа в верхней части брюшной полости. Это главная биохимическая «лаборатория» организма.

Печень выполняет разнообразные функции: участвует в пищеварении, распределении во внутренней среде ряда пищевых веществ, всосавшихся из желудочно-кишечного тракта, депонируя некоторые из них (белки, гликоген, витамины, жиры и др.), обезвреживает токсические соединения, поступившие из внешней и внутренней среды. Печень играет ведущую роль в обмене белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, гормонов, является важным звеном гомеостаза (постоянства и единства внутренней среды организма).

Железистые клетки печени непрерывно образует желчь 500-1500 мл/сут. Когда пища не потребляется, желчь накапливается в желчном пузыре. Во время приёма пищи желчь поступает в двенадцатиперстную кишку как непосредственно из печени по протокам, так и из желчного пузыря.

Желчь содержит желчные кислоты, пигменты, холестерин, хлориды натрия и калия, фосфатиды, кальций, железо, магний, ряд гормонов и продуктов обмена веществ.

Желчь выполняет следующие функции:

инактивация пепсина; эмульгирование жиров, что обеспечивает их контакт с липазой;

активация липазы поджелудочного сока;

обеспечение всасывания жиров и других липидов, а также кальция, магния (благодаря образованию с желчными кислотами комплексов, легко проникающих через стенки тонкого кишечника);

повышение устойчивости холестерина в растворённом состоянии; создание благоприятных условий для пищеварения на всём протяжении тонкого кишечника вследствие усиления его секреторной и двигательной активности;

угнетение размножения микроорганизмов и их жизнедеятельности;

выделение продуктов обмена хромопротеинов (желчные пигменты), холестерина, стероидных гормонов, кальция, железа и многих ядов, лекарственных веществ;

стимуляция образования желчи печёночными клетками и выведения её.

При недостатке в желчи желчных кислот и лицетина, холестерин выпадает в осадок, способствуя образованию камней в желчных путях, развивается желчнокаменная болезнь. Если отток желчи в кишечник нарушен, то продукты обмена, содержащиеся в ней, всасываются в кровь и оказывают токсическое действие на организм - возникает желтуха вследствие окрашивания тканей желчными пигментами.

Образование желчи стимулируется следующими факторами: актом еды; условными раздражителями, сопровождающими ранее приём пищи; соляной и другими кислотами; раздражителями механорецепторов желудка, а также гастрином и некоторыми другими гормонами, образующимися в стенке кишечника.

Тормозят желчевыделение холод, голодание, недостаточность кислорода, глюкагон и некоторые другие гормоны.

Всасывание продуктов переваривания в тонком кишечнике

В тонком отделе кишечника осуществляется транспорт (всасывание) в кровь и лимфу основной массы переварившихся пищевых веществ. В переходе веществ в кровь и лимфу важную роль играют сокращения ворсинок, а также моторика стенок тонкой кишки.

Всасывание - активный процесс, требующий затрат энергии; зачастую он происходит против градиента концентрации, т.е. когда уровень пищевых веществ в крови выше, чем кишечном соке.

Основными продуктами гидролиза белков являются аминокислоты. Их всасывание в кишечнике, также как и транспорт через другие клеточные мембраны, осуществляется с помощью специальных транспортных систем для аминокислот. Наиболее универсальной является система Na⁺, K⁺ - АТфаза (натриевый насос). При транспорте аминокислот через мембрану кишечного эпителия ионы Na⁺ входят с ними внутрь клетки. Натрий вновь «откачивается» из клетки Na⁺, K⁺ - АТфазой, а аминокислоты остаются внутри клетки. В кишечнике возможно всасывание небольших количеств дипептидов и негидролизованных белков.

Часть аминокислот и продукты гидролиза нуклеотидов всасываются путём диффузии.

Углеводы транспортируются в кровь, главным образом, в виде глюкозы (в слабощелочной среде кишечного сока фруктоза частично превращается в глюкозу). Наиболее быстро всасывается галактоза, затем глюкоза.

Всасывание глюкозы происходит как путём активного транспорта (натриевого насоса), так и путём диффузии.

Продукты переваривания липидов всасываются по-разному. Глицерин, фосфорная кислота, холин и другие растворимые компоненты всасываются путём диффузии. Таким же путём могут всасываться и короткоцепочные (до 10-12 углеродных атомов) жирные кислоты.

Длинноцепочные (более 14 углеродных атомов) жирные кислоты, холестерин и жирорастворимые витамины всасываются через стенку тонкого кишечника при участии желчных кислот, с которыми они образуют комплексы. Эти комплексы называют холеиновыми кислотами. Внутри стенки кишечника холеиновый комплекс распадается, а желчные кислоты уходят в кровь портальной вены и в печень. Из печени они вновь возвращаются с желчью в кишечник.

Большинство освободившихся жирных кислот, прежде чем поступить в лимфу, в кишечной стенке синтезируются в липиды, специфичные для организма человека (жиры, фосфолипиды, холестерин). Они образуют жировые капельки - хиломикроны, которые всасываются в основном в лимфу, откуда попадают в кровь, которая становится мутной. В крови хиломикроны расщепляются липопротеиназой и плазма крови просветляется.

Водорастворимые витамины всасываются из тонкого кишечника в кровь путём диффузии, где образуют комплексы с соответствующими белками и в таком виде транспортируются к различным тканям.

Во всасывании воды и минеральных веществ значительную роль играет их активный транспорт через мембраны кишечной стенки. Здесь за день в среднем проходит 8-9 л воды. Основными источниками её являются пищеварительные соки вышерасположенных отделов пищеварительной системы, лишь около 1,5 л воды поступает извне. Это важный путь сохранения водного баланса в организме. Для всасывания кальция и магния необходимы желчные кислоты. Железо усваивается в виде вдухвалентного иона.

Регуляция функции тонкого кишечника осуществляется ЦНС. Стимуляторами функции тонких кишок являются соки желудка и двенадцатиперстной кишки.