Физиология человека. Пищеварительная система

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Глотка и пищевод

Желудок

Тонкая и толстая кишки

Печень

Поджелудочная железа

Брюшинная полость. Брюшина

ПИТАНИЕ И ПИЩЕВАРЕНИЕ

Основные пищеварительные процессы

Всасывание

Механизмы всасывания

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

 

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

 

Пищеварительный аппарат  человека (рис. 1) включает пищеварительный  канал (желудочно- кишечный тракт) длиной 8-12 м, в который входят в последовательной взаимосвязи ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкий и толстый кишечник с прямой кишкой и основные железы — слюнные железы, печень, поджелудочная железа.

 

Рис. 1 Схема пищеварительного аппарата:

1 — глотка; 2 — пищевод; 3 — желудок; 4 — тонкая кишка; 5 — нисходящая часть толстой кишки; 6— прямая кишка; 7— подвздошная кишка; 8 — аппендикс; 9— слепая кишка; 10— восходящая часть толстой кишки; 11 — ободочная кишка; 12— двенадцатиперстная кишка; 13— поджелудочная железа; 14 — Желчный проток; 15— желчный пузырь; 16 – печень; 17 – ротовая полость; 18 – слюнные железы

 

Желудочно-кишечный тракт  выполняет три основные функции:

• пищеварительную;
• экскреторную;
• регуляторную.

Пищеварительная функция  желудочно-кишечного тракта объединяет четыре процесса: процесс моторики, процесс секреции, процесс гидролиза, процесс всасывания.

Различные процессы последовательной обработки пищи, приводящие к физическим, физико-химическим или химическим изменениям, осуществляются по мере ее перемещения по пищеварительному каналу, функции различных отделов которого строго специализированы.

Все отделы пищеварительной  системы, от пищевода до прямой кишки, имеют сходное гистологическое  строение и состоят из одних и  тех же трех слоев: внутренней слизистой  оболочки (или просто "слизистой"), среднего мышечного слоя и наружного соединительнотканного слоя . Внутренняя выстилка слизистой оболочки, выходящая в просвет пищеварительного тракта, состоит из эпителиальных клеток (обычно столбчатых); некоторые из них выделяют вязкую слизь, служащую смазкой. Слизистая желудка и кишок образует множество складок, что увеличивает секретирующую и всасывающую поверхность. Железы пищеварительного тракта развиваются из карманов слизистой оболочки. Мышечный слой состоит из гладкой мускулатуры; только в верхней трети пищевода он образован поперечнополосатой мускулатурой. Большая часть пищеварительного тракта имеет два слоя мускулатуры: внутренний, с кольцевым расположением волокон, и внешний, волокна которого идут в продольном направлении. Поочередное или совместное сокращение этих слоев позволяет пищеварительным органам осуществлять разнообразные движения для перемешивания пищи и проталкивания ее вперед. Стенки пищеварительного тракта обильно снабжены нервами, координирующими работу разных его частей, и кровеносными и лимфатическими сосудами для доставки клеткам пищи и кислорода, удаления продуктов обмена и переноса всосавшихся пищевых веществ к местам их хранения.

 

Глотка и пищевод

 

Из полости рта пища попадает в глотку — полость, находящуюся  позади мягкого нёба и языка, где  перекрещиваются пути дыхательной и пищеварительной систем. С глоткой сообщаются семь различных проходов: ротовая полость, две хоаны, ведущие в носовую полость, гортань, соединяющая глотку с трахеей, пищевод, направляющийся к желудку, и две евстахиевы трубы, которые идут в полость среднего уха и служат для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки. Особый автоматический механизм обеспечивает прохождение пищи и воздуха по надлежащим каналам. После того как пища подготовлена для проглатывания, она передвигается из полости рта в желудок благодаря сложному ряду рефлексов. Первая часть акта глотания находится под контролем воли: язык поднимается к нёбу и волнообразным движением проталкивает находящийся между его спинкой и нёбом пищевой комок в глотку. Когда начинается глотание, рефлекторный механизм мгновенно прекращает дыхание, с тем чтобы пища не могла попасть в гортань или трахею. Для пищи, вошедшей в глотку, возможны четыре пути выхода, из которых желателен только один. В нормальных условиях рефлекторное закрытие трех других путей заставляет пищу при сокращении глотки переходить в пищевод. Проход в носовую полость закрывается рефлекторным поднятием мягкого нёба , в то время как язык прижимается к твердому нёбу, препятствуя возвращению пищи в полость рта. Вход в гортань закрывается в результате сокращения мышц, приподнимающих всю гортань и прижимающих края ее входного отверстия к находящемуся над нею хрящу — надгортаннику. При этом отверстие гортани полностью закрывается, что исключает попадание пищи в трахею, и в то же время вход в пищевод расширяется, облегчая прохождение пищевого комка.

 

Желудок

 

Из пищевода пища попадает в желудок — толстостенный  мышечный мешок, находящийся на левой  стороне тела, под нижними ребрами. Этот орган делят на три главные  части : верхнюю, расположенную ближе всего к сердцу и называемую дном, среднюю, называемую телом желудка, и часть, переходящую в тонкий кишечник,— пилорическую область (область привратника). Мышечные слои стенки желудка чрезвычайно толсты; кроме круговых и продольных волокон, имеющихся во всех других отделах пищеварительного тракта, здесь есть еще слой диагональных волокон. В слизистой оболочке, выстилающей желудок, лежат миллионы микроскопических желез; эти железы выделяют желудочный сок, содержащий ферменты и соляную кислоту. Чистый желудочный сок имеет очень сильную кислую реакцию (рН около 1), но содержимое желудка, в котором желудочный сок смешан с пищей, не имеет столь кислой реакции (рН около 3).

Величина желудка при  поступлении и переваривании  пищи, конечно, изменяется. Максимальная емкость желудка у человека достигает в среднем около 2,5 л. При глотании желудок рефлекторно расслабляется, чтобы дать место пище. Вскоре после того, как пища достигнет желудка, в области привратника возникают перистальтические волны, проходящиз слева направо, по направлению к кишечнику. Другие участки желудка, содержащие большую часть пищи, на этой стадии остаются в покое. По мере того как идет пищеварение, волны начинают возникать все дальше от привратника, пока, наконец, всю стенку желудка, от верхней части до пилорического конца, не охватят глубокие, мощные перистальтические волны, перемешивающие содержимое и механически дробящие крупные куски пищи на более мелкие.

Пища теперь имеет  консистенцию протертого супа и уже  в значительной степени переварена. Время от времени пилорический сфинктер расслабляется и небольшое количество химуса (так называют содержимое желудка и тонких кишок) выталкивается сокращением желудка в тонкую кишку.

Тонкая и толстая  кишки

 

Тонкая кишка, в которую  пища переходит под действием перистальтических волн желудка, представляет собой извилистую трубку около 6,5 м длиной и около 2,5 см в диаметре. Большая часть процесса пищеварения и почти все всасывание происходят в этом органе (только спирт и некоторые яды могут всасываться через стенку желудка). У разных животных длина кишечника различна в соответствии с характером их питания: у растительноядных животных тонкая кишка длинная, у плотоядных — короткая, а у всеядных, в том числе и у человека,— промежуточной длины. Интересным примером этой зависимости может служить лягушка: личинка ее (головастик) травоядна и имеет длинную тонкую кишку, у взрослой же лягушки, питающейся животной пищей, тонкая кишка гораздо короче.

Первый отдел тонкой кишки длиной около 25 см называется двенадцатиперстной кишкой. Эта кишка занимает в брюшной полости фиксированное положение, так как ее удерживают связки, соединяющие ее с печенью и желудком, а также с задней стенкой полости тела. Остальные отделы тонкой кишки (и большая часть толстой кишки) прикреплены только к задней стенке полости тела при помощи тонкой, просвечивающей перепонки (брыжейки) и поэтому обладают значительной свободой перемещения. По этой брыжейке от стенки тела к кишке подходят нервы и кровеносные сосуды.

В двенадцатиперстной кишке к перевариваемой пище примешиваются две чрезвычайно важные жидкости: желчь из печени и панкреатический сок из поджелудочной железы. Кроме того, в стенке кишки находятся миллионы мельчайших кишечных желез, которые выделяют кишечный сок, содержащий ряд ферментов. Эти три сока смешиваются в тонкой кишке и завершают процесс пищеварения, начатый в ротовой полости и в желудке. моторика кишечника. При наличии пищи тонкие кишки находятся в более или менее непрерывном движении, и для этого движения не требуется никаких внешних стимулов, так как оно продолжается и после перерезки всех нервов, идущих к кишечнику. Существует два типа кишечных движений: перистальтические сокращения, продвигающие химус вперед, и маятникообразные движения, просто перемешивающие содержимое кишки . Отдельная перистальтическая волна не распространяется по кишке далеко; пройдя 10—12 см, она обычно затухает, хотя иногда быстрые перистальтические волны проходят значительные расстояния. Перемешивающие движения обусловливаются попеременным сокращением и расслаблением смежных участков кишки, повторяющимся около 10 раз в 1 мин. Эти движения завершают механическое измельчение кишечного содержимого, перемешивают его с различными пищеварительными соками и обеспечивают соприкосновение всех частей содержимого со стенкой кишечника, с тем чтобы переваренная пища могла всосаться в кровь. Таким образом пища в конце концов проходит через всю тонкую кишку и спустя примерно 8 час оказывается в толстой кишке. Материал, поступающий в следующий отдел пищеварительного тракта — толстую кишку, состоит из непереваренных остатков и большого количества воды, входившей в состав принятой пищи и пищеварительных соков.

Печень

 

Печень является органом, жизненно важным для пищеварения, так  как она вырабатывает один из пищеварительных соков — желчь. Это самая крупная железа тела: она занимает почти всю верхнюю часть брюшной полости, располагаясь под самой диафрагмой. Большая часть ее лежит на правой стороне тела, но она заходит и на левую сторону, частично прикрывая желудок. Помимо вырабатывания желчи, печень играет важную роль в накоплении и взаимопревращении Сахаров, в синтезе белков плазмы и во Множестве реакций промежуточного обмена. Желчь образуется во всей печени и собирается по разветвленной системе мелких протоков в более крупные протоки, которые проводят ее в желчный пузырь , где желчь сохраняется, пока в ней не возникнет надобность. Здесь из желчи удаляются вода и соли, так что концентрация ее может сильно возрасти. Клетки печени выделяют желчь непрерывно, но в двенадцатиперстную кишку желчь поступает только после приема пищи. Присутствие химуса побуждает слизистую двенадцатиперстной кишки секретировать гормон холецистокинин, который с кровью попадает в печень и стимулирует сокращение мышечной стенки желчного пузыря.

Желчь не содержит пищеварительных ферментов, но доставляет желчные соли, играющие роль эмульгаторов, так что при перемешивающих движениях кишок в химусе образуется тонкая эмульсия или суспензия жировых капелек. Когда жир разбивается на мелкие капельки, то создается большая поверхность для действия липазы. Сами желчные соли тщательно сохраняются организмом: они всасываются в нижних отделах кишечника и переносятся обратно в печень, чтобы снова поступить в желчь. Другой компонент желчи, холестерин, плохо растворяется в воде, и при некоторых обстоятельствах в результате удаления воды его концентрация в желчном пузыре может достигнуть точки осаждения, вследствие чего образуются небольшие твердые шарики, называемые желчными камнями.

Поджелудочная железа

 

Поджелудочная железа массой 60-100г и длинной 15-20 см имеет серовато-красный цвет и расположена заднебрюшинно, на уровне I и II поясничных позвонков.

Поджелудочная железа состоит  из двух желёз: экзокринной, вырабатывающей 500-1000 мл панкреатического сока и эндокринной продуцирующей гормоны регулирующие углеводный и жировой обмен. У новорожденных железа очень мала всего 2-3г и относительно подвижна, к 3-4 месяцам её масса удваивается а к 12 – 30г.

Брюшинная полость. Брюшина

 

Брюшная полость, или полость живота, ограничена вверху диафрагмой, сзади — позвоночником и прилежащими к нему мышцами, спереди и с боков — передней и боковыми стенками живота, внизу — костями и мышцами таза. Изнутри брюшная полость выстлана внутрибрюшной фасцией, образованной переходящими одна в другую фасциями, покрывающими мышцы, участвующими в формировании стенок живота.

Брюшинная полость —  это узкая щель, ограниченная брюшиной, покрывающей внутренние органы, расположенные  в брюшной полости, и стенки живота. Брюшина представляет собой тонкую, прочную серозную оболочку, образованную пластинкой соединительной ткани, покрытой со стороны брюшинной полости плоскими эпителиальными клетками — мезотелием. У брюшины выделяют пристеночный листок (париетальную брюшину), выстилающий изнутри стенки живота, и внутренностный листок (висцеральную брюшину), покрывающий желудок, печень, селезенку, большую часть тонкой кишки и другие органы.

Брюшина представляет собой  непрерывную пластинку, переходящую  со стенок живота на внутренние органы и с внутренних органов на стенки живота. Общая поверхность (площадь) брюшины у взрослого человека составляет примерно 1,7 м2. Между листками висцеральной и париетальной брюшины имеется узкая, щелевидная брюшинная полость (полость брюшины), в которой находится небольшое количество серозной жидкости. Эта жидкость, выделяющаяся в брюшинную полость из кровеносных капилляров, смачивает брюшину и облегчает скольжение ее листков друг относительно друга (при перистальтике желудка, кишок, изменениях положения тела). У мужчин брюшинная полость замкнутая, у женщин — через маточные трубы и полость матки сообщается с внешней средой.

 

ПИТАНИЕ И ПИЩЕВАРЕНИЕ

Основные пищеварительные  процессы

 

Пищеварение является начальным  этапом ассимиляции пищевых веществ, который состоит в превращении исходных пищевых структур сложного химического состава в компоненты, лишенные видовой специфичности, легко усваиваемые организмом. Другими словами, пищеварение представляет собой совокупность процессов, связанных с расщеплением пищевых веществ на простые растворимые соединения, способные легко всасываться и усваиваться организмом. Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения:

 

полостное →  мембранное (пристеночное) → внутриклеточное (всасывание)

 

Полостным является пищеварение, происходящее в пищеварительных  полостях — ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание. Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностей клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также сопряжение конечных этапов переваривания и начальных этапов всасывания. В общем случае физические и физико-химические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, набухании, частичном растворении, образовании суспензий и эмульсий; химические изменения связаны с рядом последовательных стадий расщепления основных нутриентов. Процесс разрушения (деполимеризация) природных полимеров осуществляется в организме путем ферментативного гидролиза с помощью пищеварительных (гидролитических) ферментов, именуемых гидролазами. Деполимеризуются только макронутриенты (белки, жиры, углеводы). В деполимеризации участвуют три группы гидролаз: протеазы (ферменты, разрушающие белки), липазы (ферменты, расщепляющие жиры), амилазы (ферменты, расщепляющие углеводы). Ферменты образуются в специальных секреторных клетках пищеварительных желез и поступают внутрь пищеварительного тракта вместе со слюной и пищеварительными соками — желудочным, поджелудочным и кишечным, объем выделения которых составляет у человека около 7 литров в сутки. Процесс образования и выделения специальными железами организма особых активных веществ (секретов) называется секрецией.Наряду с ферментами, являющимися катализаторами биохимических процессов расщепления пищевых веществ, в состав пищеварительных соков входят вода, различные соли, а также слизь, способствующая лучшему передвижению пищи. Одной из ключевых биологических закономерностей, определяющих процессы ассимиляции пищи, является правило соответствия: ферментные наборы организма находятся в соответствии с химическими структурами пищи; нарушение этого соответствия служит причиной многих заболеваний. Общие представления об этом соответствии иллюстрирует таблица 1 В действительности, для эффективного пищеварения необходим набор обеспечивающих комплексное действие ферментов, которые вырабатываются пищеварительными железами в зависимости от состава поглощаемой пищи.Основные отделы пищеварительного канала (пищевод, желудок и кишечник) имеют три оболочки: