Фізіологія травлення. Загальні уявлення про функції шлунково-кишкового тракту. Механізми регуляції. Гормони і пептиді. Моторика. Всмоктування.

ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ. Для нормальной жизнедеятельности организму необходим пластический и энергетический материал. Эти вещества поступают в организм с пищей. Но только минеральные соли, вода и витамины усваиваются человеком в том виде, в котором они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы попадают в организм

в виде сложных комплексов, и для того чтобы всосаться и подвергнуться усвоению, требуется сложная физическая и химическая переработка пищи. При этом компоненты пищи должны утратить свою видовую специфичность, иначе они будут приняты системой иммунитета как чужеродные вещества. Для этих целей и служит система пищеварения.

Пищеварение - совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма.

Эти процессы идут в определенной последовательности во всех отделах пищеварительного тракта (полости рта, глотке, пищеводе, желудке, тонкой и толстой кишке с участием печени и желчного пузыря, поджелудочной железы), что обеспечивается регуляторными механизмами различного уровня.

Последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться, носит название пищеварительного конвейера.

В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делят на 3 типа: собственное, симбионтное и аутолитическое.

Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезированными железами человека или животного.

Симбионтное пищеварение происходит под влиянием ферментов, синтезированных симбионтами макроорганизма (микроорганизмами) пищеварительного тракта. Так происходит переваривание клетчатки пищи в толстой кишке.

Аутолитическое пищеварение осуществляется под влиянием ферментов, содержащихся в составе принимаемой пищи. Материнское молоко содержит ферменты, необходимые для его створаживания.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ различают внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. Внутриклеточное пищеварение представляет собой процесс гидролиза веществ внутри клетки клеточными (лизосомальными) ферментами. Вещества поступают в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза. Внутриклеточное пищеварение характерно для простейших животных. У человека внутриклеточное пищеварение встречается в лейкоцитах и клетках лимфоретикуло-гистиоцитарной системы. У высших животных и человека пищеварение осуществляется внеклеточно.

Внеклеточное пищеварение делят на дистантное (полостное) и контактное (пристеночное, или мембранное). Дистантное (полостное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов пищеварительных секретов в полостях желудочно-кишечного тракта на расстоянии от места образования этих ферментов. Контактное (пристеночное, или мембранное) пищеварение (А.М. Уголев) происходит в тонкой кишке в зоне гликокаликса, на поверхности микроворсинок с участием ферментов, фиксированных на клеточной мембране и заканчивается всасыванием - транспортом питательных веществ через энтероцит в кровь или лимфу.

Основное назначение желудочно-кишечного тракта — превращение пищи в такие молекулы, которые могут всасываться в кровь и транспортироваться в другие органы. Начинаются эти процессы с механической обработки пищи и секреции пищеварительных соков. Содержащиеся в них ферменты расщепляют белки, жиры и углеводы на мелкие фрагменты, способные всасываться (переваривание). Вместе с водой, минеральными солями и витаминами конечные продукты переваривания поступают в кровь и лимфу через клетки слизистой оболочки кишечника (всасывание).

Желудочно-кишечный тракт представляет собой сплошную трубку и состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника. Туда поступают продукты секреции нескольких органов: слюнных желез, поджелудочной железы, печени. Стенки пищеварительной трубки на всем ее протяжении построены по единому плану, хотя разные ее отделы выполняют разные функции. Одни отделы желудочно-кишечного тракта (ротовая полость и пищевод) служат в основном для транспортировки пищи, другие (желудок и тонкий кишечник) — для ее хранения, а третьи (тонкий кишечник) — для переваривания и всасывания.

Функции желудочно-кишечного тракта

Секреторная функция связана с выработкой железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков и желчи.

Двигательная, или моторная, функция осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата на всех этапах процесса пищеварения и заключается в жевании, глотании, перемешивании и передвижении пищи по пищеварительному тракту и удалении из организма непереваренных остатков. К моторике также относятся движения ворсинок и микроворсинок.

Всасывательная функция осуществляется слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. Из полости органа в кровь или лимфу поступают продукты расщепления белков, жиров, углеводов (аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, моносахариды), вода, соли, лекарственные вещества.

Инкреторная, или внутрисекреторная, функция заключается в выработке ряда гормонов, оказывающих регулирующее влияние на моторную, секреторную и всасывательную функции желудочно-кишечного тракта. Это гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин и др.

Экскреторная функция обеспечивается выделением пищеварительными железами в полость желудочно-кишечного тракта продуктов обмена (мочевина, аммиак, желчные пигменты), воды, солей тяжелых металлов, лекарственных веществ, которые затем удаляются из организма.

Органы желудочно-кишечного тракта выполняют и ряд других не пищеварительных функций, например, участие в водно-солевом обмене, в реакциях местного иммунитета, гемопоэзе, фибринолизе и т.д.

Нарушение нормальной функции пищеварительного тракта может приводить к различным заболеваниям и проявлениям (понос, запор, рвота, изжога, колики и другие).

Регуляция. Кроме регуляции извне (вегетативная нервная система: блуждающий нерв и симпатические нервные волокна), у желудочно-кишечного тракта имеется собственная, внутренняя нервная система — " кишечный мозг", которая работает независимо и регулирует моторную (двигательную) и секреторную (выделение биологически активных веществ) функции желудка и кишечника.

Моторика. Переваривание и всасывание в желудочно-кишечном тракте в большой степени зависят от изменений конфигурации его стенок, связанным с сокращением и расслаблением их мускулатуры. Эти изменения способствуют продвижению пищи (причем в определенном направлении — от ротового отверстия к анальному), перемешиванию ее с пищеварительными соками. Когда в желудке и тонком кишечнике иссякают остатки пищи, в пищеварительном тракте происходит характерное явление — ритмические " голодные" сокращения (мы ясно ощущаем их, когда голодны). Пищеварительные соки активно вырабатываются в специальных (секреторных) клетках различных органов: как самого желудка и кишечника, так и слюнных желез и поджелудочной железы. Выделяемый этими клетками секрет представляет собой раствор, содержащий минеральные соли, ферменты и другие белки.

ГАСТРОИНТЕСТИНАЛЬНЫЕ ГОРМОНЫ, группа биологически активных веществ пептидной природы, вырабатываемых в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта; участвуют в регуляции деятельности пищеварительной системы, а также оказывают специфическое действие на некоторые другие органы и системы. В отличие от «классических» гормонов гастроинтестинальные гормоны секретируются не эндокринными железами, а специальными клетками, рассеянными в поверхностном эпителиальном слое антрального отдела желудка и тонкой кишки. Поэтому их иногда называют парагормонами, гормоноидами, тканевыми гормонами или энтеринами. К гастроинтестинальным гормонам относятся гастрин, секретин, холецистокинин, мотилин и химоденин. В кишечнике вырабатываются также вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), расширяющий кровеносные сосуды, понижающий кровяное давление, усиливающий секрецию воды и электролитов поджелудочной железой и желчевыделение; гастроингибирующий полипептид (ГИП), способный подавлять секрецию кислоты в желудке; глюкагон, известный как гормон поджелудочной железы; гормон гипоталамуса соматостатин; бомбезин, выделенный впервые из кожи лягушек и по биологической активности сходный с холецистокинином, и др. К гастроинтестинальным гормонам относят также так называемый панкреатический полипептид, выделенный из поджелудочных желёз кур и крупного рогатого скота и регулирующий некоторые функции органов пищеварения. Отдельные гастроинтестинальные гормоны могут быть также регуляторами метаболических процессов в организме. Пептиды, идентичные или близкие по химическому строению гастроинтестинальным гормонам, обнаружены не только в эндокринных клетках кишечника, но и в центральной и периферической нервной системе (например, холецистокинин, ВИП, гастрин, бомбезин). В свою очередь, некоторые пептиды, присутствующие в ЦНС, найдены в желудочно-кишечном тракте (субстанция Р, энкефалины, эндорфины, тиролиберин, нейротензин и др.). Таким образом, одни и те же вещества могут обладать в организме двойной функцией — кишечных гормонов и нейрорегуляторов.

Всасывание — процесс транспорта компонентов пищи из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду, кровь и лимфу организма. Всосавшиеся вещества разносятся по организму и включаются в обмен веществ тканей. В полости рта химическая обработка пищи сводится к частичному гидролизу углеводов амилазой слюны, при котором крахмал расщепляется на дек­стрины, мальтоолигосахариды и мальтозу. Кроме того, время пре­бывания пищи в полости рта незначительно, поэтому всасывания здесь практически не происходит. В желудке всасывается небольшое количество аминокислот, глюкозы, несколько больше воды и растворенных в ней минеральных солей, значительно всасывание растворов алкоголя. Всасывание питательных веществ, воды, электролитов осу­ществляется в основном в тонкой кишке и сопряжено с гидроли­зом питательных веществ. Всасывание зависит от величины по­верхности, на которой оно осуществляется. Особенно велика по­верхность всасывания в тонкой кишке. У человека поверхность слизистой оболочки тонкой кишки увеличена в 300—500 раз за счет складок, ворсинок и микроворсинок. На 1 мм* слизистой обо­лочки кишки приходится 30—40 ворсинок, а каждый энтероцит имеет 1700—4000 микроворсинок. На 1 мм поверхности кишечного эпителия приходится 50-100 млн микроворсинок.

Скорость всасывания зависит от свойств кишечного содержи­мого. Так, при прочих равных условиях всасывание идет быстрее при нейтральной реакции этого содержимого, чем при кислой и щелочной; из изотонической среды всасывание электролитов и пи­тательных веществ происходит быстрее, чем из гипо- и гипертони­ческой среды. Активное создание в пристеночной зоне тонкой кишки с помощью двустороннего транспорта веществ слоя с отно­сительно постоянными физико-химическими свойствами является оптимальным для сопряженного гидролиза и всасывания питатель­ных веществ.

Большое значение для всасывания имеют движения ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки и микроворсинок энтероцитов. Сокращениями ворсинок лимфа с всосавшимися в нее веществами выдавливается из сжимающейся полости лимфатических.сосудов. Наличие в них клапанов препятствует возврату лимфы в сосуд при последующем расслаблении ворсинки и создает присасываю­щее действие центрального лимфатического сосуда. Сокращения микроворсинок усиливают эндоцитоз и, возможно, являются одним из его механизмов.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке незначи­тельно, так как при нормальном пищеварении большая часть их уже всосалась в тонкой кишке. В толстой кишке всасывается боль­шое количество воды, в небольшом количестве могут всасываться глюкоза, аминокислоты и некоторые другие вещества. На этом основано применение так называемых питательных клизм, т. е. введение легкоусвояемых питательных веществ в прямую кишку.

Функции желудочно-кишечного тракта

Секреторная функция связана с выработкой железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков и желчи.

Двигательная, или моторная, функция осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата на всех этапах процесса пищеварения и заключается в жевании, глотании, перемешивании и передвижении пищи по пищеварительному тракту и удалении из организма непереваренных остатков. К моторике также относятся движения ворсинок и микроворсинок.

Всасывательная функция осуществляется слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. Из полости органа в кровь или лимфу поступают продукты расщепления белков, жиров, углеводов (аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, моносахариды), вода, соли, лекарственные вещества.

Инкреторная, или внутрисекреторная, функция заключается в выработке ряда гормонов, оказывающих регулирующее влияние на моторную, секреторную и всасывательную функции желудочно-кишечного тракта. Это гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин и др.

Экскреторная функция обеспечивается выделением пищеварительными железами в полость желудочно-кишечного тракта продуктов обмена (мочевина, аммиак, желчные пигменты),

Органы желудочно-кишечного тракта выполняют и ряд других не пищеварительных функций, например, участие в водно-солевом обмене, в реакциях местного иммунитета, гемопоэзе, фибринолизе и т.д.