Строение пищеварительной системы
Строение пищеварительной системы
На мой взгляд, прежде чем говорить о питании, необходимо иметь некоторое представление о строении нашей пищеварительной системы и о том, что же происходит с едой «внутри». Человек, умеющий вкусно готовить, но не знающий, какая судьба ожидает его блюда после того, как они съедены, уподобляется автолюбителю, который выучил правила движения и научился «крутить баранку», но ничего не знает об устройстве автомобиля. Согласитесь, отправляться в путешествие с таким водителем рискованно, даже если машина вполне надежна. В пути бывают всякие неожиданности. И для успешного продвижения по жизни также нелишне знать, как работает наше тело, в том числе «двигатель внутреннего сгорания». Ведь зависит от него очень многое. Здесь мы рассмотрим лишь общее устройство «пищеварительной машины», чтобы вы понимали что, как и почему там происходит.
Итак, взглянем на схему строения пищеварительной системы. Мы откусили кусочек чего-нибудь съестного. Откусили зубами (1) и ими же продолжаем пережевывать. Даже чисто физическое измельчение играет огромную роль - пища должна поступать в желудок в виде кашицы, кусками она переваривается в десятки раз хуже. При жевании происходит также пропитывание слюной, выделяемой 3 парами больших слюнных желез (3) и множеством мелких.
В сутки в норме вырабатывается от 0,5 до 2 литра слюны. Ее ферменты в основном расщепляют крахмалы. При должном пережевывании образуется однородная жидкая масса, требующая минимальных затрат для дальнейшего переваривания.
Помимо химического воздействия на пищу, слюна обладает бактерицидным свойствами. Даже в промежутках между едой она всегда смачивает полость рта, предохраняет слизистую оболочку от пересыхания и способствует ее обеззараживанию. Не случайно при мелких царапинах, порезах первое естественное движение — облизать ранку. Конечно, слюна как дезинфектор по надежности уступает перекиси или йоду, но зато всегда под рукою (то есть во рту).
Наконец, наш язык (2) безошибочно определяет, вкусно или невкусно, сладко или горько, солено или кисло. Эти сигналы служат указанием, сколько и каких соков нужно для переваривания.
Пережеванная пища через глотку попадает в пищевод (4). Глотание — довольно сложный процесс, в нем участвуют многие мышцы, и в известной мере оно происходит рефлекторно.
Пищевод представляет собой четырехслойную трубку длиной 22-30 см. В спокойном состоянии пищевод имеет просвет в виде щели, но съеденное и выпитое отнюдь не проваливается вниз, а продвигается за счет волнообразных сокращений его стенок. Все это время активно продолжается слюнное пищеварение.
Остальные пищеварительные органы располагаются в животе. Они отделены от грудной клетки диафрагмой (5) - главной дыхательной мышцей. Через специальное отверстие в диафрагме пищевод попадает в брюшную полость и переходит в желудок (6).
Этот полый орган формой напоминает реторту. На его внутренней слизистой поверхности находится несколько складок. Объем совершенно пустого желудка около 50 мл. При еде он растягивается и может вмещать весьма немало - до 3-4 л.
Итак, проглоченная пища в желудке. В дальнейшем превращения определяются прежде всего ее составом и количеством. Глюкоза, спирт, соли, избыток воды могут сразу всасываться — в зависимости от концентрации и от сочетания с другими продуктами. Основная же масса съеденного подвергается действию желудочного сока. Этот сок содержит соляную кислоту, ряд ферментов и слизь. Его выделяют специальные железы в слизистой желудка, которых насчитывают около 35 млн. Причем состав сока каждый раз разный: на каждую пищу — свой сок. Кстати, поэтому многие диетологи рекомендуют правильно сочетать пищу для более эффективного ее переваривания и, как следствие, усвоения (например, отдельно употреблять белковую и углеводную пищу).
Интересно, что желудок как бы заранее знает, какая работа ему предстоит, и выделяет нужный сок порой задолго до еды 1 при каждом виде пищи, при запахе или даже мысли о ней. Это доказал еще академик И. П. Павлов в своих знаменитых опытах с собаками.
Фрукты, простокваша и другая легкая пища требуют совсем немного сока невысокой кислотности и с малым количеством ферментов. Мясо же, особенно с острыми приправами, вызывает обильное выделение весьма концентрированного сока. Относительно слабый, но чрезвычайно богатый ферментами сок вырабатывается на хлеб.
Всего за день выделяется в среднем 2-2,5 л желудочного сока.
Пустой желудок периодически сокращается. Это знакомо всем по ощущениям «голодных спазмов». Съеденное же на какое-то время приостанавливает моторику Это важный факт. Ведь каждая порция пищи обволакивает внутреннюю поверхность желудка и располагается в виде конуса, вложенного в предыдущий. Желудочный сок действует в основном на поверхностные слои, контактирующие со слизистой оболочкой. Внутри же еще долгое время работают ферменты слюны.
Ферменты (энзимы) - это вещества белковой природы, обеспечивающие протекание какой-либо реакции.
Главный фермент желудочного сока — пепсин, отвечающий за расщепление белков. По мере переваривания порции пищи, расположенные у стенок желудка, продвигаются к выходу из него к привратнику. Благодаря возобновившейся к этому времени моторной функции желудка, то есть его периодическим сокращениям, пища основательно перемешивается. В результате в двеналнатнперстную кишку (11) поступает уже почти однородная полу-переваренная кашица.
Привратник желудка «охраняет» вход в двенадцатиперстную кишку. Это мышечный клапан, пропускающий пищевые массы только в одном направлении.
Двенадцатиперстная кишка относится к тонкой кишке. Вообще-то весь пищеварительный тракт, начиная с глотки и вплоть до заднего прохода представляет собой одну трубку с разнообразными утолщениями (даже таким крупным, как желудок), множеством изгибов, петель, несколькими сфинктерами (клапанами). Но отдельные части этой трубки выделяются и анатомически, и по выполняемым в пищеварении функциям. Так, тонкую кишку считают состоящей из двенадцатиперстной кишки (11), тощей кишки (12) и подвздошной кишки (13).
Двенадцатиперстная кишка самая толстая, но длина ее всего 25-30 см. Ее внутренняя поверхность покрыта множеством ворсинок, а в подслизистом слое находятся небольшие железки. Их секрет способствует дальнейшему расщеплению белков и углеводов.
В полость двенадцатиперстной кишки открываются общий желчный проток и главный проток поджелудочной железы.
По желчному протоку поставляется желчь, вырабатываемая самой крупной в организме железой - печенью (7). За день печень производит до 1 л желчи -довольно внушительное количество. Желчь состоит из воды, жирных кислот, холестерина и неорганических веществ.
Желчеотделение начинается уже через 5-10 мин после начала еды и заканчивается, когда последняя порция пищи покидает желудок.
Желчь полностью прекращает действие желудочного сока, благодаря чему желудочное пищеварение сменяется на кишечное. Она также эмульгирует жиры (образует с ними эмульсию), многократно повышая поверхность соприкосновения жировых частиц с воздействующими на них ферментами. В ее же задачу входит улучшить всасывание продуктов расщепления жиров и других питательных веществ - аминокислот, витаминов, способствовать продвижению пищевых масс и предупредить их гниение.
Запасы желчи хранятся в желчном пузыре (8). Его емкость около 40 мл, однако желчь в нем находится в концентрированном виде, сгущаясь в 3-5 раз по сравнению с печеночной желчью. При необходимости она поступает через пузырный проток, который соединяется с печеночным протоком. Образуемый общий желчный проток (9) и доставляет желчь в двенадцатиперстную кишку.
Сюда же выходит проток поджелудочной железы (10). Это вторая по величине железа у человека. Ее длина достигает 15-22 см, вес - 60-100 г.
Строго говоря, поджелудочная железа состоит из двух желез - экзокринной, вырабатывающей в день до 500-700 мл панкреатического сока, и эндокринной, производящей гормоны.
Разница между этими двумя видами желез заключается в том, что секрет экзокринных желез (желез внешней секреции) выделяется во внешнюю среду, в данном случае в полость двенадцатиперстной кишки, а производимые эндокринными (то есть внутренней секреции) железами вещества, называемые гормонами, попадают в кровь или в лимфу.
Панкреатический сок содержит целый комплекс ферментов, расщепляющих все пищевые соединения и белки, жиры и углеводы. Этот сок выделяется при каждом «голодном» спазме желудка, непрерывное же его поступление начинается через несколько минут после начала еды. Причем состав сока меняется в зависимости от характера пищи.
Гормоны поджелудочной железы -инсулин, глюкагон и др. - регулируют углеводный и жировой обмен. Инсулин, например, приостанавливает распад гликогена (животного крахмала) в печени и переводит клетки тела на питание преимущественно глюкозой. Уровень сахара в крови при этом снижается.
Но вернемся к превращениям пищи. В двенадцатиперстной кишке она смешивается с желчью и панкреатическим соком. Желчь приостанавливает действие желудочных ферментов и обеспечивает должную работу сока поджелудочной железы. Белки, жиры и углеводы подвергаются дальнейшему расщеплению. Лишняя вода, минеральные соли, витамины и полностью переваренные вещества всасываются через кишечные стенки.
Резко изгибаясь, двенадцатиперстная кишка переходит в тощую (12), длиной 2-2,5 м. Последняя в свою очередь соединяется с подвздошной кишкой (13), длина которой 2,5-3,5 м. Общая протяженность тонкой кишки составляет, таким образом, 5-6 м. Ее всасывающая способность многократно увеличивается благодаря наличию поперечных складок, число которых достигает 600-650. Кроме того, внутреннюю поверхность кишки выстилают многочисленные ворсинки. Их согласованные движения обеспечивают продвижение пищевых масс, через них же поглощаются питательные вещества.
Раньше считалось, что кишечное всасывание — процесс чисто механический. То есть предполагалось, что питательные вещества расщепляются до элементарных «кирпичиков» в полости кишки, а затем эти «кирпичики» проникают в кровь через кишечную стенку.
Но оказалось, что в кишке пищевые соединения «разбираются» не до конца, а окончательное расщепление происходит только вблизи стенок кишечных клеток. Этот процесс был назван мембранным, или пристеночным пищеварением.
В чем оно заключается? Питательные компоненты, уже изрядно измельченные в кишке под действием панкреатического сока и желчи, проникают между ворсинками кишечных клеток. Причем ворсинки образуют столь плотную кайму, что для крупных молекул, а тем более бактерий, поверхность кишки недоступна.
В эту стерильную зону кишечные клетки выделяют многочисленные ферменты, и осколки питательных веществ разделяются на элементарные составляющие — аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды, которые и всасываются. И расщепление, и всасывание происходят в очень ограниченном пространстве и часто объединяются в один, сложный взаимосвязанный процесс.
Так или иначе, на протяжении пяти метров тонкой кишки пища полностью переваривается, и полученные вещества попадают в кровь. Но они поступают не в общий кровоток. Если бы это произошло, человек мог бы умереть после первого же приема пищи от отравления.
Вся кровь от желудка и от кишечника (тонкого и толстого) собирается в воротную вену н направляется в печень. Ведь пища дает не только полезные соединения, при ее расщеплении образуется множество побочных продуктов. Сюда же надо добавить токсины, выделяемые кишечной микрофлорой, и многие лекарственные вещества и яды, присутствующие в продуктах (особенно при современной экологии). Да и чисто питательные компоненты не должны сразу попадать в общее кровяное русло, в противном случае их концентрация превысила бы все допустимые пределы.
Положение спасает печень. Ее не зря называют главной химической лабораторией тела. Здесь происходит обеззараживание вредных соединений и регуляция белкового, жирового и углеводного обмена. Все эти вещества могут синтезироваться и расщепляться в печени, по потребности обеспечивая постоянство нашей внутренней среды.
Об интенсивности ее работы можно судить по тому факту, что при собственном весе в 1,5 кг печень расходует примерно седьмую часть всей производимой организмом энергии. За минуту через печень проходит около полутора литров крови, причем в ее сосудах может находиться до 20% общего количества крови у человека.
Но проследим до конца путь пищи. Из подвздошной кишки через специальный клапан, препятствующий обратному затеканию, непереваренные остатки попадают в толстую кишку. Общая длина ее от 1,5 до 2 м. Анатомически она подразделяется на слепую кишку (15) с червеобразным отростком (аппендиксом) (16), восходящую ободочную кишку (14), поперечную ободочную (17), нисходящую ободочную (18), сигмовидную кишку (19) и прямую (20).
В толстой кишке завершается всасывание воды и формируется кал. Для этого кишечными клетками выделяется специальная слизь.
В толстой кишке находят прибежище мириады микроорганизмов. Выделяемый кал примерно на треть состоит из бактерий. Нельзя сказать, что это плохо. Ведь в норме устанавливается своеобразный симбиоз хозяина и его «квартирантов». Микрофлора питается отходами, а поставляет витамины, некоторые ферменты, аминокислоты и другие нужные вещества. Кроме того, постоянное наличие микробов поддерживает работоспособность иммунной системы, не позволяя ей «дремать». Да и сами «постоянные обитатели» не допускают внедрение «чужаков», нередко болезнетворных.
Но такая радужная картина бывает лишь при правильном питании. Не естественные, рафинированные продукты, избыток пищи, и неправильные ее сочетания изменяют состав микрофлоры. Начинают преобладать гнилостные бактерии, и вместо витаминов человек получает яды. Сильно бьют по микрофлоре и всевозможные лекарства, особенно антибиотики.
Но, так или иначе, фекальные массы продвигаются благодаря волнообразным движениям ободочной кишки -перистальтике - и достигают прямой кишки. На ее выходе для подстраховки расположены целых два сфинктера -внутренний и наружный, которые замыкают задний проход, открываясь лишь при дефекации.
При смешанном питании из тонкой кишки в толстую за сутки в среднем переходит около 4 кг пищевых масс, кала же вырабатывается лишь 150-250 г. Но у вегетарианцев кала образуется значительно больше, ведь в их пище очень много балластных веществ. Зато и кишечник работает идеально, микрофлора устанавливается самая дружественная, а ядовитые продукты в значительной части даже не достигают печени, поглощаясь клетчаткой, пектинами и другими волокнами.
На этом мы закончим наш экскурс по пищеварительной системе. Но надо отметить, что ее роль отнюдь не сводится только к перевариванию.
В нашем теле все взаимосвязано и взаимозависимо на физическом, и на энергетическом планах. Ученые еще в начале 1990-х установили, что кишечник является и мощнейшим аппаратом по производству гормонов. Причем по объему синтезируемых веществ он сопоставим со всеми остальными эндокринными железами, вместе взятыми!