СИСТЕМА ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ - АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА

Человек для своей жизнедеятельности нуждается в определенных веществах, энергии, поэтому он должен принимать пищу. Пища не может усваиваться без переработки, она должна пройти ряд физических, химических и биохимических превращений. Этот процесс — пищеварение — способствует превращению углеводов, жиров и белков пищевых продуктов в вещества, используемые организмом. Система органов пищеварения, начинающаяся полостью рта и кончающаяся задним проходом, имеет длину около 10 метров. Она представляет собой комплекс органов, осуществляющих процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пиши. Сложные органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) распадаются на более простые вещества, которые всасываются в кровь или лимфу и усваиваются клетками как пластический и энергетический материал. В пищеварительной системе различают пищеварительный канал (полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка и толстая кишка) и пищеварительные железы (слюнные, печень и поджелудочная железа), открывающиеся в него своими выводными протоками (рис. 28.1). Стенка пищеварительного канала состоит из трех слоев:

1) наружного (соединительнотканного);

2) среднего (мышечного), образованного в полости рта, в глотке, верхней трети пищевода и в сфинктере прямой кишки поперечнополосатой мускулатурой, а в остальных отделах пищеварительной трубки — гладкой мускулатурой;

3) внутреннего (слизистого), состоящего из эпителия и соединительнотканной пластинки. Производными эпителия являются большие и малые пищеварительные железы.

Рис. 28.1. Пищеварительная система человека:

1 — ротовая полость, 2 — слюнные железы (подчелюстная и околоушная), 3 — глотка, 4 — пищевод, 5 — желудок, 6 — поджелудочная железа, 7 — тонкая кишка, 8 — прямая кишка, 9 — толстая кишка, 10 — двенадцатиперстная кишка, 11 — желчный пузырь, 12 — печень

Ротовая полость. В ней происходит пережевывание и смачивание пиши слюной. В ротовой полости находятся зубы, язык, туда открываются протоки трех пар крупных слюнных желез и многих мелких. Зубы расположены в верхней и нижней челюстях. Взрослый человек имеет 32 зуба, по 8 в каждой половине челюсти. Расположение зубов в каждой половине челюсти: 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных зуба, и 3 коренных зуба. Молочные зубы включают в себя 20 зубов: 2 резца, 1 клык, 2 коренных зуба в каждой половине челюсти. Они выпадают и заменяются постоянными зубами. Зуб состоит из зубной коронки, шейки и одного или нескольких корней. Внутри зуба имеется небольшая зубная полость, заполненная пульпой (соединительная ткань, богатая сосудами и нервами). Твердую основу зуба составляет дентин (разновидность костной ткани). Коронка зуба покрыта эмалью — самой твердой тканью организма, а в области корней — цементом.

Язык — это мышечный орган, состоящий из поперечнополосатой мускулатуры, покрытой слизистой. В слизистой языка имеются выросты — вкусовые сосочки, содержащие вкусовые рецепторы (а также температурные, болевые и тактильные). Язык является органом речи, участвует в оценке вкуса пищи, помогает ее перемешиванию при жевании, смачиванию ее слюной и глотанию. В ротовую полость открываются протоки крупных слюнных желез — околоушных, подчелюстных и подъязычных, а также большое количество мелких желез, выделяющих слюну. Секреция слюнных желез происходит рефлекторно при раздражении рецепторов языка и слизистой оболочки рта. Далее по отросткам чувствительных нейронов возбуждение проводится в центр слюноотделения продолговатого мозга и затем по двигательным нейронам передается к слюнным железам. Слюна может выделяться не только во время еды, но и при виде вкусной пищи, ощущении ее запаха и др. Слюна состоит на 98,5—99% из воды (1—1,5% сухого остатка), имеет щелочную реакцию. Компонентами слюны являются муцин (слизистое белковое вещество, помогающее формированию пищевого комка), лизоцим (бактерицидное вещество), ферменты амилаза и мальтаза. Амилаза расщепляет крахмал до мальтозы, а мальтаза — дисахарид, мальтозу на две молекулы глюкозы. Ферменты слюны активны в слабощелочной среде. Пища находится в ротовой полости 15—20 секунд. За это время она измельчается, смягчается слюной; формируется пищевой комок, частично происходит переваривание углеводов, которое может продолжаться ферментами, содержащимися в слюне, во время продвижения пищевого комка по пищеводу и некоторое время в желудке.

Глотка является следующим отделом пищеварительного канала. Это мышечная трубка, покрытая слизистой. В глотке различают три части:

1) носоглотку — в нее докрываю юн хоаны (соединяют с носовой полостью) и отверстия евстахиев труб (связывают глотку с полостью среднего уха);

2) ротоглотку (зев сообщает ее с полостью рта);

3) гортанная часть глотки — в нее открывается вход в гортань и отверстие пищевода.

При попадании пищи на корень языка или мягкое небо рефлекторно возникают глотательные движения. Сокращаются мышцы, поднимающие мягкое небо (закрывают вход в носовую полость), подъязычная кость и гортань поднимаются (надгортанник закрывает вход в гортань). Пищевой комок, соскальзывая с языка, попадает через зев в глотку и сокращением мышц глотки проталкивается в пищевод.

Следующим отделом пищеварительного канала является пищевод — мышечная трубка длиной 25—30 см. Верхняя треть пищевода образована поперечнополосатой мышечной тканью, остальная часть — гладкой мышечной тканью. Пищевод проходит через отверстие в диафрагме в брюшную полость и здесь переходит в желудок. Сокращения мышечной оболочки пищевода обеспечивают проведение пищевого комка в желудок.

Желудок — орган, расположенный в брюшной полости. Получает пишу уже смоченную слюной и пережеванную, смешивает ее с желудочным соком и проталкивает через привратник в двенадцатиперстную кишку. Стенка его состоит из соединительнотканной, мышечной и слизистой оболочек. В желудке различают вход, или кардиальную часть, дно, тело и выход, или пилорическую часть. Емкость желудка составляет от одного до нескольких литров. В слизистой оболочке находятся трубчатые железы, вырабатывающие желудочный сок (2,0—2,5 л/сут.). Они содержат главные клетки, вырабатывающие пищеварительные ферменты, обкладочные клетки, вырабатывающие соляную кислоту, и добавочные клетки, секретирующие мукоидный (слизистый) секрет. Желудочный сок имеет кислую реакцию (концентрация HCl — 0,5%). Соляная кислота обладает бактерицидным действием; активирует пепсин, вызывает денатурацию и набухание белков и тем самым способствует их последующему расщеплению пепсином. Слизь, содержащая мукоиды, защищает оболочку желудка от механических и химических раздражений. В состав желудочного сока входят ферменты — пепсин, желатиназа, липаза, химозин. Пепсин расщепляет белки до полипептидов, желатиназа гидролизует желатин, липаза расщепляет эмульгированные жиры молока на глицерин и жирные кислоты, химозин створаживает молоко. При сокращении стенок желудка пища перемешивается с желудочным соком. Перистальтическими движениями она перемещается вдоль стенок к пилорическому отделу. При поступлении кислой пищевой массы в пилорический отдел происходит раздражение рецепторов слизистой этой части желудка, что приводит к раскрытию сфинктера в двенадцатиперстную кишку. Щелочная реакция в ней меняется на кислую, это вызывает рефлекторное закрытие сфинктера. Иногда в результате попадания недоброкачественной пищи или сильно раздражающих веществ происходит рвота, которая появляется в результате возбуждения центра рвотного рефлекса в продолговатом мозге. При этом содержимое верхних отделов кишечника возвращается в желудок и вместе с его содержимым выбрасывается через пищевод в полость рта благодаря антиперистальтике и сильным сокращениям диафрагмы и брюшных мышц.

И.П. Павлов предложил для изучения пищеварения в желудке метод наложения фистулы на желудок собаки в сочетании с перерезкой пищевода. У такой собаки во время еды пища не попадала в желудок — мнимое кормление. Применение этого метода позволило установить, что желудочная секреция осуществляется рефлекторно. Отделение желудочного сока связано с видом пиши, ее запахом, а также раздражением пищей рецепторов ротовой полости и желудка. Импульсы от рецепторов по чувствительным волокнам достигают пищевого центра в продолговатом мозге, а от него по секреторным нервам поступают к железам желудка, вызывая отделение желудочного сока. Важное значение для пищеварения имеет также гуморальное возбуждение и торможение де”1ельнос1И желез желудка, осуществляемое различными веществами, которые входят в состав пиши, а также биологически активными веществами, образующимися в слизистой оболочке желудка и двенадцатиперстной кишки.

При длительном непоступлении пищи в желудок субъективно возникает ощущение голода. В формировании чувства голода ведущая роль принадлежит центральной нервной системе. При этом от пустого желудка к головному мозгу идут потоки нервных импульсов. Эти ощущения исчезают в процессе еды, когда пища начинает поступать в желудок, и не возобновляются, пока желудок наполнен. Аппетит характеризуется избирательным отношением к качеству пиши и зависит от множества психологических факторов.

Тонкая кишка — самая длинная часть пищеварительной трубки (5—7 м). Она подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную. Двенадцатиперстная кишка (длиной около 30 см) имеет форму подковы. В ней пищевая кашица подвергается переваривающему действию сока поджелудочной железы, желчи и сока кишечных желез. Кишечный сок выделяется железами, расположенными в слизистой оболочке на протяжении всей тонкой кишки. Входящие в его состав ферменты завершают процесс расщепления питательных веществ: пептидаза — полипептидов; нуклеаза — нуклеиновых кислот; амилаза, мальтаза, инвертаза, лактаза — полисахаридов; липаза — жиров; энтерокиназа переводит трипсиноген в трипсин.

В двенадцатиперстную кишку поступает сок поджелудочной железы, которая расположена позади желудка на задней брюшной стенке

В ней различают головку, тело и хвост. Железа состоит из экзокринной части, вырабатывающей панкреатический сок, который по выводному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку, и эндокринной (островкой) части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкагон. Сок поджелудочной железы имеет щелочную реакцию и содержит ряд пищеварительных ферментов. Трипсиноген — профермент, переходящий в двенадцатиперстной кишке под влиянием энтерокиназы (входит в состав кишечного сока) в трипсин. Трипсин в щелочной среде действует на белки и промежуточные продукты распада, расщепляя их до аминокислот. Амилаза, мальтаза и лактаза расщепляют углеводы. Липаза в присутствии желчи расщепляет жиры на глицерин и жирные кислоты. Нуклеаза расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. Секреция панкреатического сока осуществляется рефлекторно (1,5—2 л/сут.).

Помимо поджелудочной железы в пищеварении большую роль играет печень. Она расположена в брюшной полости под диафрагмой. Печень состоит из долек, разделенных прослойками соединительной ткани. Дольки образованы печеночными клетками; между ними находятся желчные и кровеносные капилляры. В центре дольки проходит вена, в междольковой соединительной ткани расположены сосуды и нервы. В ворота печени входят воротная вена и печеночная артерия, а выходят печеночная вена и слагающийся из правого и левого желчных протоков общий печеночный проток. Общий печеночный проток, сливаясь с протоком желчного пузыря, образует общий желчный проток, который вместе с протоком поджелудочной железы открывается в двенадцатиперстную кишку. Образование желчи клетками печени происходит непрерывно независимо от того, находится пища в пищеварительном канале или нет. Вне процесса пищеварения желчь поступает в желчный пузырь. Отделение желчи усиливается во время еды. Желчь имеет щелочную реакцию, содержит помимо воды желчные кислоты (гликохолевую и таурохолевую) и желчные пигменты (билирубин и биливердин). Желчь не содержит пищеварительных ферментов, но выполняет разнообразные функции, связанные с пищеварением:

• активирует действие всех пищеварительных ферментов;

• эмульгирует жиры;

• способствует всасыванию жирных кислот;

• обеспечивает щелочную реакцию тонкой кишки:

• усиливает перистальтику кишечника;

• усиливает сокоотделение поджелудочной железы.

Помимо участия в пищеварении печень выполняет барьерную функцию в организме, обезвреживая ядовитые вещества, образующиеся в процессе обмена веществ или поступившие извне. В клетках печени синтезируется гликоген и разнообразные белки.

В зависимости от локализации пищеварительного процесса в кишечнике различают полостное и пристеночное пищеварение. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под воздействием пищеварительных ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране, на границе внеклеточной и внутриклеточной среды. Мембраны клеток слизистой тонкой кишки образуют огромное количество микроворсинок (до 3000 на клетке), на которых адсорбируется мощный слой пищеварительных ферментов. Маятникообразные движения кольцевых и продольных гладких мышц кишки способствуют перемешиванию пищевой кашицы, перистальтические волнообразные движения кольцевых мышц обеспечивают продвижение кашицы к прямой кишке.

В тощем и подвздошном отделах тонкой кишки происходит всасывание (процесс перехода веществ из органов пищеварительного тракта в кровь и лимфу). Оно осуществляется за счет выростов слизистой тонкой кишки — ворсинок (рис. 28.2), эпителий которых образует микроворсинки. Внутри микроворсинок проходят микроканальцы, по которым всасывающиеся вещества поступают в цитоплазму клеток слизистой и затем в кровеносные и лимфатические сосуды, проходящие внутри ворсинок. Во всасывании большую роль играют диффузия, осмос, фильтрация и сокращение ворсинок. Аминокислоты и глюкоза всасываются в кровь. Глицерин растворим в воде и легко поступает в клетки. Жирные кислоты предварительно соединяются с щелочами, образуя соли, которые в присутствии желчных кислот хорошо растворяются и всасываются. В эпителии ворсинок глицерин и соли жирных кислот взаимодействуют, образуя специфичный для человека жир, который поступает в лимфу. Всасывание воды и солей происходит также в желудке, тонкой и толстой кишках.

Рис. 28.2. Строение кишечной ворсинки:

1 — артерия, 2 — вена, 3 — гладкие мышцы, 4 — центральный лимфатический сосуд, стрелками показано направление тока крови

Толстая кишка — последняя часть пищеварительного тракта, имеет длину 1,5—2 м, диаметр в среднем 4 см и включает три отдела: слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишку. На границе перехода подвздошной кишки в слепую слизистая оболочка вместе с мышечной образует илеоцекальный клапан, выполняющий роль сфинктера, который допускает свободное движение содержимого тонкой кишки в толстую отдельными порциями и препятствует его обратному перемещению. Для толстой кишки, как и для тонкой, характерны перистальтические и маятникообразные движения. Железы толстой кишки вырабатывают небольшое количество сока, который не содержит ферментов, а имеет много слизи, необходимой для формирования кала. В толстой кишке находится большое количество бактерий. Одни из них вызывают брожение клетчатки, другие — гниение белка; ряд бактерий синтезирует витамины (К и группы В). Продукты гидролиза клетчатки всасываются и используются организмом. При распаде белков выделяются ядовитые вещества (индол, скатол, фенол и др.), причем часть из них всасывается в кровь, поступает в печень и там обезвреживается. В толстой кишке всасывается вода (до 4 л/сут.). Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке и затем удаляются через анальное отверстие. Центр рефлекса дефекации помешается в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга.