Расщепление пищи в организме человека. Процесс пищеварения

Зачем нужны пищеварительные процессы

Во время пищеварения (его также называют перевариванием) соединения со сложной структурой расщепляются на более простые. Вся потребляемая нами пища содержит белки, углеводы и жиры (липиды). В основном это крупные, сложно построенные молекулы, которые образуют ветвящиеся цепочки, многоярусные циклические структуры и даже стабильные комплексы из различных компонентов. Именно эти соединения являются строительным и энергетическим материалом для клеток всех живых существ на Земле. Важно понимать, что у каждого биологического вида своя уникальная структура сложных молекул. При этом чужеродные соединения потребляемой нами еды не могут быть усвоены нашей пищеварительной системой в своем первоначальном виде. Зачем же нужно пищеварение? Именно благодаря ему такие соединения расщепляются на более мелкие базовые молекулы.

Переработка поступающих веществ в доступные базовые соединения – суть пищеварения. Но ему присущи и второстепенные, не менее важные задачи.

Что еще обеспечивают пищеварительные процессы

Процесс пищеварения является в некотором роде и защитой для организма. Ведь при расщеплении чужеродные вещества теряют свои специфические свойства. Они становятся универсальными, нейтральными. Поэтому их поступление в кровоток после всасывания не провоцирует аллергических реакций. Кроме того, во время процесса пищеварения могут распадаться не только компоненты из продуктов питания. Попавшие в пищеварительный тракт микроорганизмы подвергаются тому же воздействию. И если они не способны противостоять достаточно агрессивным ферментам, то погибают и расщепляются на простые молекулы. Это защищает человека от проникновения многих болезнетворных микроорганизмов.

Этапы пищеварения

Основные этапы пищеварения включают:

• механическую и частичную ферментную обработку еды в ротовой полости;
• проглатывание и транспортировку пищевого комка по пищеводу;
• желудочное переваривание;
• тонко- и толстокишечный этапы процесса пищеварения;
• накопление и последующую эвакуацию каловых масс.

Основная суть процесса пищеварения в организме человека в его последовательности: пищевой комок переходит в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта и по мере своего передвижения все больше переваривается. В норме обмена с вышестоящим участком происходить не должно. При нарушениях могут наблюдаться изжога, отрыжка и другие специфические симптомы.

Этап 1: пищеварительные процессы во рту

Процесс пищеварения начинается уже в ротовой полости, где пища измельчается, смачивается и перемешивается. Это облегчает проглатывание и подготавливает еду к дальнейшей обработке в желудке. Чем тщательнее была прожевана пища, тем качественнее и быстрее будут происходить процессы пищеварения в желудке. Слюна также обладает некоторой ферментативной активностью. При достаточно продолжительном пребывании еды во рту содержащиеся в ней сложные углеводы начинают расщепляться на простые. Но все же это является скорее вспомогательным процессом, ведь еда обычно быстро проглатывается. На состояние белков и жиров слюна не влияет. По сути, пищеварения (собственно переваривания) во рту не происходит, это лишь начальный его этап.

Этап 2: пищеварительные процессы в желудке

Процессы пищеварения в организме человека происходят преимущественно в средних отделах пищеварительного тракта: желудке и тонком кишечнике. Именно здесь осуществляется наиболее интенсивная химическая обработка, что позволяет в несколько этапов расщеплять крупные сложные молекулы.

В желудке процессы пищеварения обусловлены действием химически активного желудочного сока. В нем содержится ряд ферментов, важнейшими из которых являются пепсины, расщепляющие белки. Они отвечают за переваривание основных белковых веществ соединительной ткани и казеина молочных продуктов. Но образующиеся при этом соединения еще не могут всасываться, они окончательно перерабатываются на этапе пищеварения в кишечнике.

Но для переваривания важны не только ферменты. Большую роль на этом этапе пищеварения играет и высокая кислотность желудочного сока. Она обеспечивается соляной кислотой, которая участвует в переработке молока, активирует ферменты, стимулирует секрецию и моторику желудка и верхних отделов тонкой кишки. В кислой среде также гибнут бактерии.

Этап 3: пищеварительные процессы в кишечнике

Процессы пищеварения в кишечнике обеспечиваются соком поджелудочной железы, желчью и ферментами множественных мелких желез кишечной стенки. Здесь происходит окончательное переваривание всех базовых нутриентов и всасывание образовавшихся конечных продуктов. К кишечным ферментам относят амилазу, липазу, мальтазу, несколько видов протеаз.

Неиспользованные соединения и значительная масса воды переходят в толстый кишечник. В непосредственном процессе пищеварения пищи он практически не участвует. Отделы толстой кишки отвечают за всасывание воды, ряда витаминов и минералов, обеспечивают формирование и эвакуацию каловых масс. Белки, жиры и углеводы в норме сюда не доходят, так как перевариваются в вышележащих отделах. Правда, содержащиеся в толстом кишечнике бактерии способны расщеплять белковые и углеводные молекулы. Но образующиеся при этом соединения не приносят организму человека пользу, фактически оказывая токсическое действие. Поэтому-то нарушение этапов пищеварения достаточно быстро приводит к ухудшению самочувствия пациента и негативно влияет на обмен веществ.

Что делать при нарушении пищеварительных процессов

Проблемы с пищеварением – достаточно частый повод для обращения к врачу. При этом чаще всего диагностируется относительная ферментная недостаточность, которая нарушает не только процесс пищеварения и обмен веществ, но и самочувствие в целом. В состав Микразим входят ферменты амилаза, липаза и протеаза, каждый из которых отвечает за расщепление определенной группы питательных веществ (углеводов, жиров и белков). Отсутствие даже одного из них в процессе переваривания пищи негативно сказывается на здоровье человека.

Если кратко охарактеризовать процесс пищеварения, то это будет передвижение съеденной пищи по органам пищеварения, при котором происходит расщепление пищи на более простые элементы. Мелкие вещества способны всасываться и усваиваться организмом, а потом переходят в кровь и питают все органы и ткани, давая им возможность нормально работать.

Пищеварение – это процесс механического дробления и химическое, в основном ферментативное, расщепление пищи на вещества, лишенные видовой специфичности и пригодные к всасыванию и участию в метаболизме человеческого организма. Пища, поступая в организм, перерабатывается ферментами, вырабатывающимися специальными клетками. Сложные структуры еды, такие как белки, жиры и углеводы, расщепляются с присоединением к ним молекулы воды. Белки распадаются в процессе пищеварения до аминокислот, жиры на глицерин и жирные кислоты, а углеводы – до простых сахаров. Данные вещества хорошо всасываются, а потом в тканях и органах снова синтезируются в сложные соединения.

Длина человеческого пищеварительного пути – 9 метров. Процесс полной переработки пищи длится от 24 до 72 часов и у всех людей бывает по-разному. Система пищеварения включает такие органы: полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник и прямая кишка.

Сам процесс пищеварения разделен на этапы пищеварения у человека, и они состоят из головной, желудочной и кишечной фазы.

Головная фаза пищеварения

Это этап, где начинается процесс переработки. Человек видит еду и чувствует запах, у него активизируется кора головного мозга, сигналы вкуса и запаха начинают поступать в гипоталамус и продолговатый мозг, участвующие в процессе пищеварения.

В желудке выделяется много сока, готового принять пищу, вырабатываются ферменты и активно выделяется слюна. Затем еда поступает в ротовую полость, где происходит ее механическое измельчение, посредством пережевывания зубами. При этом проходит смешивание еды со слюной, начинается взаимодействие с ферментами и микроорганизмами.

Определенный объем еды в процессе пищеварения расщепляется уже слюной, от чего ощущается вкус пищи. Пищеварение в полости рта производит расщепление крахмала до простых сахаров ферментом амилаза, имеющимся в слюне. Белки и жиры во рту не распадаются. Длится весь процесс во рту не более 15-20 секунд.

Фаза переработки еды в желудке организма

Далее фаза процесса пищеварения продолжается в желудке. Это самая широкая часть органов пищеварения, способен растягиваться и вмещает в себя довольно много пищи. Желудок имеет свойство ритмично сокращаться, при этом наблюдается смешивание поступившей еды с желудочным соком. Он имеет в составе соляную кислоту, поэтому у него кислая среда, нужная для расщепления пищи.

Еда в желудке перерабатывается в процессе пищеварения 3-5 часов, всячески подвергаясь перевариванию, механическим и химическим способом. Помимо соляной кислоты, воздействие производится и пепсином. Поэтому начинается расщепление белков на более мелкие фрагменты: низкомолекулярные пептиды и аминокислоты. А вот расщепление углеводов в желудке в процессе пищеварения прекращается, потому что амилаза прекращает свое действие под напором кислой среды. Как происходит пищеварение в желудке? Желудочный сок имеет в составе липазу, дробящую жиры. Огромное значение имеет соляная кислота, под ее воздействием активизируются ферменты, происходит денатурация и набухание белков, срабатывает бактерицидное свойство сока желудка.

Обратите внимание: Углеводная пища в процессе пищеварения задерживается в данном органе 2 часа, затем она перемещается в тонкий кишечник. А вот белковая и жирная пища перерабатывается в нем 8-10 часов.

Затем еда, частично переработанная процессом пищеварения и имеющая жидкую или полужидкую структуру, смешанная с желудочным соком, порционно падает в тонкий кишечник. Желудок сокращается в процессе пищеварения через равные промежутки времени, и пища выдавливается в кишечник.

Пищеварительная фаза в тонком кишечнике организма человека

Логическая схема переработки еды в тонком кишечнике, считается наиболее важной во всем процессе, потому что именно там больше всего усваиваются питательные вещества. В данном органе действует кишечный сок, имеющий щелочную среду, и состоит из желчи, поступившей в отдел, сока поджелудочной железы и жидкости из стенок кишечника. Переваривание на данном этапе не у всех длится короткое время. Это происходит вследствие нехватки фермента лактазы, перерабатывающего молочный сахар, поэтому молоко плохо усваивается. Особенно у людей в возрасте после 40 лет. В кишечном отделе для переработки пищи участвуют более 20 различных ферментов.

Тонкий кишечник состоит из трех частей, переходящих друг в друга и, зависящих от работы соседа:

• двенадцатиперстная кишка;
• тощая;
• подвздошная кишки.

Именно в двенадцатиперстную кишку вливается желчь в процессе пищеварения из печени и поджелудочный сок, именно их воздействие приводит к перевариванию пищи. Поджелудочный сок имеет ферменты, растворяющие жиры. Здесь распадаются углеводы до простых сахаров и белки. В данном органе бывает наибольшее усвоение еды, витамины и питательные вещества всасываются стенками кишечника.

Полностью перевариваются все углеводы, жиры и части белков в тощей и подвздошной отделах кишки под действием ферментов, вырабатывающихся на месте. Слизистая кишечника усыпана ворсинками – энтероцитами. Именно они всасывают продукты переработки белков и углеводов, которые поступают в кровь, а жировые элементы – в лимфу. Вследствие большой площади стенок кишечника и многочисленных ворсинок, поверхность всасывания составляет приблизительно 500 квадратных метров.

Далее пища поступает в толстую кишку, в которой происходит формирование кала, а слизистая органа всасывает воду и другие полезные микроэлементы. Заканчивается толстая кишка прямым отделом, сопряженным с анусом.

Роль печени в переработке пищи в организме

Печень вырабатывает желчь в процессе пищеварения от 500 до 1500 мл в сутки. Желчь выбрасывается в тонкий кишечник и выполняет там большую работу: помогает эмульгированию жиров, всасыванию триглицеридов, стимулирует деятельность липазы, улучшает перистальтику, инактивирует пепсин в двенадцатиперстной кишке, обеззараживает, улучшает гидролиз и всасывание белков и углеводов.

Это интересно: Желчь не имеет в составе ферментов, но требуется для дробления жиров и жирорастворимых витаминов. Если она вырабатывается в небольшом объеме, то нарушается переработка и всасывание жиров, и они выходят из организма естественным путем.

Как проходит пищеварение без желчного пузыря и желчи

Последнее время часто производятся хирургические удаления желчного пузыря – органа в виде мешочка для накопления и сохранения желчи. Печень производить желчь непрерывно, а требуется она только на момент переработки пищи. Когда еда перерабатывается, двенадцатиперстная кишка становится пустой, и потребность в желчи исчезает.

Что же происходит, когда желчь отсутствует и, что такое пищеварение без одного из главных органов? Если он удален до того, как начались изменения у взаимозависимых с ним органов, его отсутствие переносится нормально. Желчь, непрерывно вырабатываемая печенью, накапливается в ее протоках в процессе пищеварения, а потом направляется прямо в двенадцатиперстную кишку.

Важно! Выбрасывается желчь туда, независимо от наличия в ней пищи, поэтому, сразу после операции есть нужно часто, но по немного. Это требуется для того, что на переработку большого объема еды желчи будет недостаточно. Иногда организму нужно время, чтобы научиться жить без желчного пузыря и вырабатываемой желчи, чтобы он нашел место, где накапливать данную жидкость.

Переваривание еды в толстом кишечнике организма

Остатки не переработанной еды затем идут в толстый кишечник, где и перевариваются не менее 10-15 часов. Толстая кишка имеет размеры 1,5 метра и содержит три отдела: слепая кишка, поперечно-ободочная и прямая. В данном органе идут следующие процессы: всасывание воды и микробная метаболизация питательных элементов. Большое значение в переработке пищи в толстой кишке имеет балласт. К нему относятся не перерабатываемые биохимические вещества: клетчатка, смолы, воск, гемицеллюлоза, лигнин, камеди. Та часть пищевых волокон, которая не расщепляется в желудке и тонком кишечнике, перерабатывается в толстой кишке микроорганизмами. Структурно-химический состав еды влияет на длительность всасывания веществ в тонкой кишке и его передвижению по ЖКТ.

В толстой кишке в процессе пищеварения образуются каловые массы, в которые входят не переработанные остатки еды, слизь, отмершие клетки слизистой кишечника, микробы, постоянно размножающиеся в кишке и вызывающие брожение и вздутие живота.

Расщепление и всасывание питательных веществ в организме

Цикл переработки пищи и всасывания необходимых элементов у здорового человека длится от 24 до 36 часов. На всем его протяжении происходят механические и химические воздействия на пищу, чтобы расщепить ее до простых веществ, способных всасываться в кровь. Оно происходит на всем протяжении ЖКТ в процессе пищеварения, слизистая которого усыпана мелкими ворсинками.

Это интересно: Для нормального всасывания жирорастворимой пищи требуется желчь и жиры в кишечнике. Чтобы всасывались водорастворимые вещества, такие как аминокислоты, моносахариды, применяются кровеносные капилляры.

В настоящее время под питанием понимается сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме веществ (нутриентов), необходимых для удовлетворения энергетических и пластических потребностей организма, в том числе регенерации клеток и тканей, регуляции различных функций организма. Пищеварением называется совокупность физико-химических и физиологических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные всасываться и усваиваться в организме.

Не вызывает сомнений тот факт, что поступающая в организм извне пища, обычно состоящая из нативного полимерного материала (белки, жиры, углеводы), должна быть деструктурирована и гидролизована до таких элементов, как аминокислоты, гексозы, жирные кислоты и т. д., которые непосредственно участвуют в процессах метаболизма. Превращение исходных веществ в резорбируемые субстраты происходит поэтапно в результате гидролитических процессов, проходящих с участием различных ферментов.

Последние достижения в области фундаментальных исследований работы пищеварительной системы существенно изменили традиционные представления о деятельности "пищеварительного конвейера". В соответствии с современной концепцией под пищеварением понимаются процессы ассимиляции пищи от ее поступления в желудочно-кишечный тракт до включения во внутриклеточные метаболические процессы.

Многокомпонентная система пищеварительного конвейера состоит из следующих этапов:

1. Поступление пищи в ротовую полость, ее измельчение, смачивание пищевого комка и начало полостного гидролиза. Преодоление глоточного сфинктера и выход в пищевод.

2. Поступление пищи из пищевода через кардиальный сфинктер в желудок и временное ее депонирование. Активное перемешивание пищи, ее перетирание и измельчение. Гидролиз полимеров желудочными ферментами.

3. Поступление пищевой смеси через антральный сфинктер в двенадцатиперстную кишку. Перемешивание пищи с желчными кислотами и ферментами поджелудочной железы. Гомеостазирование и формирование химуса с участием кишечной секреции. Гидролиз в полости кишки.

4. Транспорт полимеров, олиго- и мономеров через пристеночный слой тонкой кишки. Гидролиз в пристеночном слое, осуществляемый панкреатическими и энтероцитарными ферментами. Транспорт нутриентов в зону гликокаликса, сорбция - десорбция на гликокаликсе, связывание с акцепторными гликопротеидами и активными центрами панкреатических и энтероцитарных ферментов. Гидролиз нутриентов в щеточной кайме энтероцитов (мембранное пищеварение). Доставка продуктов гидролиза к основанию микроворсинок энтероцитов в зону образования эндоцитозных инвагинаций (с возможным участием сил полостного давления и капиллярных сил).

5. Перенос нутриентов в кровеносные и лимфатические капилляры путем микропиноцитоза, а также диффузии через фенестры эндотелиальных клеток капилляров и по межклеточному пространству. Поступление нутриентов через портальную систему в печень. Доставка пищевых веществ лимфо- и кровотоком в ткани и органы. Транспорт нутриентов через мембраны клеток и их включение в пластические и энергетические процессы.

Какова же роль различных отделов пищеварительного тракта и органов в обеспечении процессов переваривания и всасывания нутриентов?

В полости рта происходит механическое размельчение пищи, смачивание слюной и подготовка ее к дальнейшему транспорту, который обеспечивается тем, что пищевые нутриенты превращаются в более или менее однородную массу. Движениями, в основном, нижней челюсти и языка формируется пищевой комок, который затем проглатывается и, в большинстве случаев, очень быстро достигает полости желудка. Химическая обработка пищевых веществ в ротовой полости, как правило, не имеет большого значения. Хотя слюна содержит целый ряд ферментов, их концентрация очень невелика. Лишь амилаза может играть определенную роль в предварительном расщеплении полисахаридов.

В полости желудка пища задерживается и затем медленно, небольшими порциями перемещается в тонкую кишку. По-видимому, основная функция желудка - депонирующая. Пища быстро накапливается в желудке и затем постепенно утилизируется организмом. Это подтверждается большим числом наблюдений над больными с удаленным желудком. Основным нарушением, характерным для этих больных, является не выключение собственно пищеварительной деятельности желудка, а нарушение депонирующей функции, то есть постепенной эвакуации пищевых веществ в кишечник, что проявляется в виде так называемого "демпинг-синдрома". Пребывание пищи в желудке сопровождается ферментативной обработкой, при этом желудочный сок содержит ферменты, осуществляющие начальные стадии расщепления белков.

Желудок рассматривается как орган пепсинно-кислотного пищеварения, так как это единственный отдел пищеварительного канала, где ферментативные реакции проходят в резко кислой среде. Железы желудка выделяют несколько протеолитических ферментов. Наиболее важными из них являются пепсины и, кроме того, химозин и парапепсин, которые осуществляют дезагрегацию белковой молекулы и лишь в небольшой степени расщепление пептидных связей. Большое значение имеет, по-видимому, действие соляной кислоты на пищу. Во всяком случае, кислая среда желудочного содержимого не только создает оптимальные условия для действия пепсинов, но и способствует денатурации белков, вызывает набухание пищевой массы, увеличивает проницаемость клеточных структур, тем самым благоприятствуя последующей пищеварительной обработке.

Таким образом, слюнные железы и желудок играют весьма ограниченную роль в переваривании и расщеплении пищи. Каждая из упомянутых желез по сути осуществляет воздействие на один из видов пищевых веществ (слюнные железы - на полисахариды, желудочные - на белки), причем в ограниченных пределах. В то же время поджелудочная железа выделяет самые разнообразные ферменты, которые осуществляют гидролиз всех пищевых веществ. Поджелудочная железа воздействует с помощью вырабатываемых ею ферментов на все виды нутриентов (белки, жиры, углеводы).

Ферментативное действие секрета поджелудочной железы реализуется в полости тонкой кишки, и уже один этот факт заставляет считать, что кишечное пищеварение является наиболее существенным этапом в переработке пищевых веществ. Сюда же, в полость тонкой кишки, попадает и желчь, которая вместе с панкреатическим соком осуществляет нейтрализацию кислого желудочного химуса. Ферментативная активность желчи невелика и, в общем, не превышает ту, что обнаруживается в крови, моче и других непищеварительных жидкостях. Вместе с тем желчь и, в особенности, ее кислоты (холевая и дезоксихолевая) выполняют ряд важных пищеварительных функций. Известно, в частности, что желчные кислоты стимулируют деятельность некоторых панкреатических ферментов. Наиболее отчетливо это доказано в отношении панкреатической липазы, в меньшей степени это касается амилазы и протеаз. Кроме того, желчь стимулирует перистальтику кишечника и, по-видимому, обладает бактериостатическим действием. Но наиболее важно участие желчи во всасывании нутриентов. Желчные кислоты необходимы для эмульгирования жиров и для всасывания нейтральных жиров, жирных кислот и, возможно, других липидов.

Принято считать, что кишечное полостное пищеварение - это процесс, который осуществляется в просвете тонкой кишки под влиянием, главным образом, секрета поджелудочной железы, желчи и кишечного сока. Внутрикишечное пищеварение осуществляется за счет слияния части транспортных везикул с лизосомами, цистернами эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. Предполагается участие нутриентов во внутриклеточном метаболизме. Происходит слияние транспортных везикул с базолатеральной мембраной энтероцитов и выход содержимого везикул в межклеточное пространство. Тем самым достигается временное депонирование нутриентов и их диффузия по градиенту концентрации через базальную мембрану энтероцитов в собственную пластинку слизистой оболочки тонкой кишки.

Интенсивное изучение процессов мембранного пищеварения позволило достаточно полно охарактеризовать деятельность пище-варительно-транспортного конвейера в тонкой кишке. Согласно сложившимся на сегодня представлениям, ферментативный гидролиз пищевых субстратов последовательно осуществляется в полости тонкой кишки (полостное пищеварение), в надэпителиальном слое слизистых наложений (пристеночное пищеварение), на мембранах щеточной каймы энтероцитов (мембранное пищеварение) и после проникновения не полностью расщепленных субстратов внутрь энтероцитов (внутриклеточное пищеварение).

Начальные стадии гидролиза биополимеров осуществляются в полости тонкой кишки. При этом пищевые субстраты, не подвергшиеся гидролизу в кишечной полости, и продукты их начального и промежуточного гидролиза диффундируют сквозь неперемешивае-мый слой жидкой фазы химуса (автономный примембранный слой) в зону щеточной каймы, где осуществляется мембранное пищеварение. Крупномолекулярные субстраты гидролизуются панкреатическими эндогидролазами, адсорбированными преимущественно на поверхности гликокаликса, а продукты промежуточного гидролиза - экзогидролазами, транслоцированными на внешней поверхности мембран микроворсинок щеточной каймы. Благодаря сопряженности механизмов, осуществляющих заключительные стадии гидролиза и начальные этапы транспорта через мембрану, продукты гидролиза, образующиеся в зоне мембранного пищеварения, всасываются и поступают во внутреннюю среду организма.

Переваривание и всасывание основных нутриентов осуществляется следующим образом.

Переваривание белков в желудке происходит при превращении в кислой среде пепсиногенов в пепсины (оптимальный рН 1,5-3,5). Пепсины расщепляют связи между ароматическими аминокислотами, соседствующими с карбоксильными аминокислотами. Они инактивируются в щелочной среде, расщепление пептидов пепсинами прекращается после поступления химуса в тонкую кишку.

В тонкой кишке полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению протеазами. В основном расщепление пептидов осуществляется панкреатическими ферментами: трипсином, химотрипсином, эластазой и карбоксипептидазами А и В. Энтерокиназа переводит трипсиноген в трипсин, который затем активирует и другие протеазы. Трипсин расщепляет полипептидные цепочки в местах соединений основных аминокислот (лизина и аргинина), в то время как химотрипсин разрушает связи ароматических аминокислот (фенилала-нина, тирозина, триптофана). Эластаза расщепляет связи алифатических пептидов. Эти три фермента являются эндопептидазами, поскольку гидролизуют внутренние связи пептидов. Карбоксипеп-тидазы А и В представляют собой экзопептидазы, так как отщепляют только концевые карбоксильные группы преимущественно нейтральных и основных аминокислот соответственно. При протеолизе, осуществляемом панкреатическими ферментами, происходит отщепление олигопептидов и некоторых свободных аминокислот. Микроворсинки энтероцитов имеют на своей поверхности эндопептидазы и экзопептидазы, которые расщепляют олигопептиды до аминокислот, ди- и трипептидов. Всасывание ди- и трипептидов осуществляется с помощью вторичного активного транспорта. Эти продукты затем расщепляются до аминокислот внутриклеточными пептидазами энтероцитов. Аминокислоты абсорбируются по принципу механизма ко-транспорта с натрием на апикальном участке мембраны. Последующая диффузия через базолатеральную мембрану энтероцитов происходит против градиента концентрации, и аминокислоты попадают в капиллярное сплетение кишечных ворсинок. По типам переносимых аминокислот различают: нейтральный транспортер (переносящий нейтральные аминокислоты), основной (переносящий аргинин, лизин, гистидин), дикарбоксильный (транспортирующий глутамат и аспартат), гидрофобный (транспортирующий фенилаланин и метионин), иминотранспортер (переносящий пролин и гидроксипролин).

В кишечнике расщепляются и всасываются только те углеводы, на которые действуют соответствующие ферменты. Непереваривае-мые углеводы (или пищевые волокна) не могут быть ассимилированы, поскольку для этого нет специальных ферментов. Однако возможен их катаболизм бактериями толстой кишки. Углеводы пищи состоят из дисахаридов: сахарозы (обычный сахар) и лактозы (молочный сахар); моносахаридов - глюкозы и фруктозы; растительных крахмалов - амилозы и амилопектина. Еще один углевод пищи - гликоген - является полимером глюкозы.

Энтероциты не способны транспортировать углеводы размером больше, чем моносахариды. Поэтому большая часть углеводов должна расщепляться перед всасыванием. Под действием амилазы слюны образуются ди- и триполимеры глюкозы (соответственно мальтоза и мальтотриоза). Амилаза слюны инактивируется в желудке, так как оптимальный рН для ее активности составляет 6,7. Панкреатическая амилаза продолжает гидролиз углеводов до мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов в полости тонкой кишки. Микроворсинки энтероцитов содержат ферменты, расщепляющие олиго- и дисахариды до моносахаридов для их абсорбции. Глюкоамилаза расщепляет связи на нерасщепленных концах олигосахаридов, которые образовались при расщеплении амилопектина амилазой. В результате этого образуются наиболее легко расщепляемые тетрасахариды. Сахаразно-изомальтазный комплекс имеет два каталитических участка: один с сахаразной активностью, другой - с изомальтазной. Изомальтазный участок переводит тетрасахариды в мальтотриозу. Изомальтаза и сахараза отщепляют глюкозу от нередуцированных концов мальтозы, мальтотриозы и концевых декстранов. При этом сахараза расщепляет дисахарид сахарозу до фруктозы и глюкозы. Кроме того, на микроворсинках энтероцитов также имеется лактаза, которая расщепляет лактозу до галактозы и глюкозы.

После образования моносахаридов начинается их абсорбция. Глюкоза и галактоза транспортируются в энтероциты вместе с натрием посредством транспортера "натрий-глюкоза", при этом всасывание глюкозы значительно возрастает в присутствии натрия и нарушается в его отсутствие. Фруктоза же поступает в клетку через апикальный участок мембраны путем диффузии. Галактоза и глюкоза проходят через базолатеральный участок мембраны с помощью переносчиков, механизм выхода фруктозы из энтероцитов менее изучен. Моносахариды поступают через капиллярное сплетение ворсинок в воротную вену и далее в кровоток.

Жиры в пище представлены в основном триглицеридами, фосфолипидами (лецитином) и холестерином (в виде его эфиров). Для полноценного переваривания и всасывания жиров необходимо сочетание нескольких факторов: нормальной работы печени и желчевыводящих путей, наличия панкреатических ферментов и щелочного рН, нормального состояния энтероцитов, лимфатической системы кишечника и регионарной кишечно-печеночной циркуляции. Отсутствие любого из этих компонентов приводит к нарушению всасывания жиров и стеаторее.

В основном переваривание жиров происходит в тонкой кишке. Однако начальный процесс липолиза может проходить в желудке под действием желудочной липазы при оптимальном значении рН 4-5. Липаза желудка расщепляет триглицериды до жирных кислот и диглицеридов. Она устойчива к воздействию пепсина, однако разрушается под действием протсаз поджелудочной железы в щелочной среде двенадцатиперстной кишки, ее активность снижается также под действием солей желчных кислот. Желудочная липаза имеет небольшое значение по сравнению с панкреатической липазой, хотя обладает некоторой активностью, особенно в антральном отделе, где при механическом перемешивании химуса образуются мельчайшие жировые капли, что повышает площадь поверхности переваривания жиров.

После попадания химуса в двенадцатиперстную кишку происходит дальнейший липолиз, включающий несколько последовательных стадий. Сначала триглицериды, холестерин, фосфолипиды и продукты расщепления липидов желудочной липазой сливаются в мицеллы под действием желчных кислот, мицеллы стабилизируются фосфолипидами и моноглицеридами в щелочной среде. Затем колипаза, секретируемая поджелудочной железой, воздействует на мицеллы и служит точкой приложения действия панкреатической липазы. В отсутствие колипазы панкреатическая липаза обладает слабой липолитической активностью. Связывание колипазы с мицеллой улучшается в результате воздействия панкреатической фосфолипазы А на лецитин мицелл. В свою очередь, для активации фосфолипазы А и образования лизолецитина и жирных кислот необходимо наличие солей желчных кислот и кальция. После гидролиза лецитина триглицериды мицелл становятся доступными для переваривания. Затем панкреатическая липаза прикрепляется к соединению "колипаза-мицелла" и гидролизует 1- и 3-связи триглицеридов, образуя моноглицерид и жирную кислоту. Оптимальный рН для панкреатической липазы составляет 6,0-6,5. Другой фермент - панкреатическая эстераза - гидролизует связи холестерина и жирорастворимых витаминов с эфирами жирной кислоты. Основными продуктами расщепления липидов под действием панкреатической липазы и эстеразы являются жирные кислоты, моноглицериды, лизолецитин и холестерин (неэстерифицированный). Скорость поступления гидрофобных веществ в микроворсинки зависит от их солюбилизации в мицеллах в просвете кишки.

Жирные кислоты, холестерин и моноглицериды поступают в энтероциты из мицелл путем пассивной диффузии; хотя жирные кислоты с длинной цепью могут переноситься и с помощью поверхностного связывающего протеина. Поскольку эти компоненты жирорастворимы и гораздо мельче, чем непереваренные триглицериды и эфиры холестерина, они легко проходят через мембрану энтероцита. В клетке жирные кислоты с длинной цепью (более 12 атомов углерода) и холестерин переносятся связывающими протеинами в гидрофильной цитоплазме к эндоплазматическому ретикулуму. Холестерин и жирорастворимые витамины переносятся стерольным белком-переносчиком к гладкому эндоплазматическому ретикулуму, где холестерин реэстерифицируется. Жирные кислоты с длинной цепью транспортируются через цитоплазму специальным белком, степень их поступления в шероховатый эндоплазматический ретикулум зависит от количества жиров в пище.

После ресинтеза эфиров холестерина, триглицеридов и лецитина в эндоплазматическом ретикулуме они образуют липопротеины, соединяясь с аполипопротеинами. Липопротеины делят по размеру, по содержанию в них липидов и по типу апопротеинов, входящих в их состав. Хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности имеют больший размер и состоят, в основном, из триглицеридов и жирорастворимых витаминов, тогда как липопротеины низкой плотности имеют меньший размер и содержат преимущественно эсте-рифицированный холестерин. Липопротеины высокой плотности - самые маленькие по размеру и содержат, главным образом, фосфолипиды (лецитин). Сформированные липопротеины выходят через базолатеральную мембрану энтероцитов в везикулах, далее они поступают в лимфатические капилляры. Жирные кислоты со средней и короткой цепью (содержащие менее 12 атомов углерода) могут прямо поступать в систему воротной вены из энтероцитов без образования триглицеридов. Кроме того, жирные кислоты с короткой цепью (бутират, пропионат и др.) образуются в толстой кишке из непереваренных углеводов под действием микроорганизмов и являются важным источником энергии для клеток слизистой оболочки толстой кишки (колоноцитов).

Подытоживая представленные сведения, следует признать, что знания физиологии и биохимии пищеварения позволяют оптимизировать условия проведения искусственного (энтерального и перорального) питания, опираясь на основные принципы деятельности пищеварительного конвейера.

Пищеварение – это процесс химической и механической обработки пищи, при котором она переваривается и усваивается клетками организма. Пищеварительные пигменты обрабатывают поступившую еду и расщепляют ее на сложные и простые пищевые компоненты. Сначала в организме образуются белки, жиры и углеводы, которые в свою очередь становятся аминокислотами, глицерином и жирными кислотами, моносахаридами.

Компоненты подлежат всасыванию в кровь и ткани, способствуя дальнейшему синтезу сложных органических веществ, необходимых для правильного функционирования организма. Пищеварительные процессы важны для организма в энергетических целях. За счет процесса пищеварения из пищи извлекаются калории, улучшающие работу внутренних органов, мышц, центральной нервной системы. Пищеварительная система – это сложный механизм, в котором задействована ротовая полость, желудок и кишечник человека. Если продукты будут усваиваться неправильно, а минеральные вещества останутся в неизменном виде, она не принесет пользу организму. У здорового человека все этапы процесса пищеварения длятся на протяжении 24 – 36 часов. Изучим физиологию и особенности процесса пищеварения, чтобы понять, как устроен человеческий организм.

Чтобы понять, что такое пищеварение, необходимо рассмотреть строение и функции пищеварительной системы.

Она состоит из органов и отделов:

• ротовая полость и слюнные железы;
• глотка;
• пищевод;
• желудок;
• тонкий кишечник;
• толстый кишечник;
• печень;
• поджелудочная железа.

Перечисленные органы структурно взаимосвязаны и представляют собой своеобразную трубку, длинной 7 – 9 метров. Но органы уложены настолько компактно, что с помощью петель и изгибов располагаются от ротовой полости до ануса.

Интересно! Сбои в пищеварительной системе приводят к различным заболеваниям. Чтобы пищеварение правильно происходило, откажитесь от нерационального питания, жирной пищи, жестких диет. Также на органы неблагоприятно воздействует плохая экология, регулярные стрессы, алкоголь и курение.

Основная функция процесса пищеварения – переваривание пищи и ее постепенная обработка в организме для образования питательных веществ, всасываемых в лимфу и кровь.

Но кроме этого пищеварение выполняет ряд других важных задач:

• двигательная или моторная отвечает за измельчение пищи, перемешивание с секретами желез пищеварения и дальнейшее передвижение по ЖКТ;
• секреторная обеспечивает расщепление питательных компонентов до слизистых, электролитов, мономеров и конечных метаболических продуктов;
• всасывание способствует перемещению питательных веществ из полости тракта в кровь и лимфу;
• защитная заключается в создании барьеров с помощью слизистой оболочки;
• экскреторная выводит из организма токсические вещества и инородные тела;
• эндокринная вырабатывает биологически активные вещества для регуляции пищеварительных функций;
• витаминообразующая обеспечивает выработку витаминов группы В и К.

К пищеварительным функциям относится сенсорная, моторная, секреторная и всасывание. Среди непищеварительных задач ученые выделяют защитную, метаболическую, экскреторную и эндокринную.

Особенности процесса пищеварения в ротовой полости

Этапы пищеварения у человека в ротовой полости, где начинается измельчение пищи для дальнейшей переработки – важные процессы. Продукты взаимодействуют со слюной, микроорганизмами и ферментами, после чего появляется вкус еды и происходит расщепление крахмалистых веществ до сахаров. В процессе переработки участвуют зубы и язык. Во время координированного глотания участвует язычок и небо. Они предотвращают попадание пищи в надгортанник и носовую полость. В организме происходит анализ поступившей пищи, ее размягчение и измельчение. После этого она через пищевод поступает в желудок.

Процессы пищеварения в желудке

Желудок расположен в теле человека в левом подреберье под диафрагмой и защищен тремя оболочками: внешней, мышечной и внутренней. Основная функция желудка – переваривание пищи за счет обильного шунтирования капиллярами кровеносных сосудов и артериями. Это самая широкая часть пищеварительного тракта, которая может увеличиваться в размерах для всасывания большого количества пищи. В процессе обработки пищи в желудке сокращаются стенки и мышцы, после чего она смешивается с желудочным соком. Процесс химической и механической обработки в желудке длится на протяжении 3 – 5 часов. На пищу воздействует соляная кислота, которая содержится в желудочном соке и пепсине.

После логической схемы процесса пищеварения белки перерабатываются в аминокислоты и низкомолекулярные пептиды. Углеводы в желудке перестают перевариваться, поэтому теряется активность амилазам в кислой среде. В полости желудка благодаря соляной кислоте происходит набухание белков, а также обеспечивается бактерицидное действие. Особенность желудочного процесса пищеварения в том, что продукты, богатые углеводами, перерабатываются кратко и через 2 часа переходят к следующему процессу. Белки и жиры задерживаются в отделе до 8 – 10 часов.

Как происходит пищеварение в тонком кишечнике?

Частично переваренная пища вместе с желудочным соком небольшими порциями перемещается в тонкий кишечник. Здесь происходят более важные циклы пищеварения. Кишечный сок состоит из щелочной среды за счет поступления желчи, выделений кишечных стенок и поджелудочного сока. Процесс пищеварения в кишечнике может замедлиться из-за недостатка лактазы, гидролизирующей молочный сахар. В тонком кишечнике в результате процесса пищеварения расходуется больше 20 ферментов. Работа тонкого кишечника зависит от бесперебойного функционирования трех отделов, плавно переходящих друг в друга: двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки.

Двенадцатиперстная кишка во время пищеварения принимает желчь, образованную в печени. За счет соединений желчи и поджелудочного сока белки и полипептиды расщепляются до простых частиц: эластаза, аминопептидаза, трипсина, карбоксипептидаза и химотрипсина. Происходит их всасывание в кишечник.

Функции печени

Следует отметить неоценимую роль печени, которая вырабатывает желчь во время процесса пищеварения. Работа тонкого кишечника не была бы полноценна без желчи, так как она помогает эмульгировать жиры, активировать липазы и всасывание в желудок триглицеридов. Желчь стимулирует перильстатику, усиливает всасывание белков и углеводов, увеличивает гидролиз и способствует инактивированию пепсина. Желчь играет важную роль во всасывании и растворении жиров и жирорастворимых витаминов. Если желчи в организме не достаточно или она выделяется в кишечник, то процессы пищеварения нарушаются, а жиры выделяются в начальном виде при выходе кала.

Важность желчного пузыря

В желчном пузыре здорового человека откладываются запасы желчи, которые организм расходует при переработке большого объема. Необходимость в желчи пропадает после опустошения двенадцатиперстной кишки. Но работа печени не останавливается, когда пища выводится. Она вырабатывает желчь, откладывая ее в желчный пузырь, чтобы она не испортилась и хранилась до того момента, пока потребность в ней не появится снова.

Если желчный пузырь по каким-то причинам удален из организма, его отсутствие легко переносится. Желчь хранится в желчных протоках и оттуда легко и беспрерывно направляется в двенадцатиперстную кишку вне зависимости от факта приема пищи. Поэтому после операции нужно принимать пищу часто и небольшими порциями, чтобы желчи хватало для ее обработки. Это связано с тем, что места для хранения остатков больше нет, а значит, и резервный запас предельно мал.

Особенности толстого кишечника

В толстый кишечник попадают остатки непереваренной еды. Они находятся в нем 10 – 15 часов. За этот период происходит всасывание воды и микробная метаболизация питательных веществ. Благодаря микрофлоре толстого кишечника, в этом отделе разрушаются пищевые волокна, которые относят к неперевариваемым биохимическим компонентам.

Среди них выделяют:

• воск,
• смолу,
• камедь,
• клетчатку,
• лигнин,
• гемицеллюлозу.

В толстом кишечнике формируются каловые массы. Они состоят из остатковеды, которые не переварились в процессе пищеварения, слизи, микробов и отмерших клеток слизистой оболочки.

Гормоны, влияющие на пищеварение

Кроме основных отделов ЖКТ на качество и скорость процесса пищеварения влияют биологически активные вещества.

Название	В каком отделе находятся	Функция
Гастроэнтеропанкреатическая эндокринная система	эндокринная система	продуцирует пептидные гормоны
Гастрин	пилорический отдел	увеличение секреции желудочного сока, пепсина, бикарбонатов и слизи, торможение опорожнения желудка, увеличение продукции простагландина Е
Секретин	тонкий кишечник	усиление стимуляции продукции желчи, увеличение щелочи в соке поджелудочной железы, обеспечивает до 80% секреции бикарбонатов
Холецистокинин	двенадцатиперстная кишка, проксимальный отдел тощей кишки	стимуляция расслабления сфинктера Одди, увеличение тока желчи, повышение панкреатической секреции
Сомастостатин	поджелудочная железа, гипоталамус	понижение секреции инсулина, глюкагона, гастрина

Как мы видим, процесс пищеварения в организме человека – это сложная система, без которой невозможна жизнь человека. Правильное всасывание пищи способствует качественной работе организма. Каждый орган, составляющий желудочно-кишечный тракт, играет важную роль. Для поддержания здоровья необходимо придерживаться принципов рационального питания и исключить вредные привычки. Тогда механизмы будут работать как часы.

Топ-7 лучших препаратов для похудения:

Название	Цена
	990 руб.
	147 руб.
	990 руб.
	1980 руб. 1 руб. (до 12.03.2019)
	1190 руб.
	990 руб.
	990 руб.

Также читайте:

Пищеварение - химическая и механическая обработка еды в пищеварительном (желудочно-кишечном) тракте. Проще говоря, пищеварение — процесс переваривания пищи и её усвоение клетками. В результате химических и физических процессов, которые протекают под действием пищеварительных соков, белки-жири-углеводы т.е. питательные вещества изменяются так, что организм всасывает и использует в обмене веществ. Сам механизм пищеварения пищи происходит в процессе перемещения пищи по органам, пищеварительный тракт (рот,глотка,пищевод,желудок,кишечник) и вспомогательные органы такие как: поджелудочная железа, слюнные железы, печень, желчный пузырь.

Физические процессы переваривания пищи в организме

Основной физический процесс - измельчение пищи, которое происходит как при жевании пищи, так и в результате ритмичных сокращений кишечника и желудка.

Химические реакции переваривания пищи в организме

Основной химической реакцией является гидролиз(распад белков, жиров, углеводов) осуществляемый набором ферментов. В процессе гидролиза питательные вещества(Б+Ж+У) расщепляются на мелкие в тоже время растворимые кусочки, которые усваиваются организмом.

Переваривания пищи во рту

Еда, которая поступает в человеческий организм, на 15-20 сек. задерживается во рту, там она увлажняется слюной, измельчается и превращается в пищевой комок. Чем суше пища, то тем больше выделяется слюна. Измельчение пищи нужно для последующего ее лучшего усвоения и переваривания.

Переваривание пищи в желудке

Желудок человека способен вмещать в себя несколько килограммов пищевых веществ (Б+Ж+У) и жидкости. Так вот когда пища попала в рот она задержалась на 10-15 сек для того чтобы измельчиться и превратиться в пищевой комок, после чего из рта пищевой комок за 5-10 сек попадет в желудок, а уже там пища в течении 2-6 часов переваривается ферментами сока желудочных желез.

Ферменты сока желудочных желез содержит соляную кислоту, пепсин, гастроксин(ферменты) в процессе совместного действия ферментов и соляной кислоты растворяет в пищи вещества, такие как например белок(это в первую очередь относиться к нему).

Так же продолжительность переваривания и совместного пребывания пищи в желудке так же зависит и от состава продуктов. Например, твердая пища дольше остается в желудке, потому, что содержит большое количество белка, а значит, она сильнее стимулирует секрецию желудочного сока. А вот если пища жидкая, то соответственно содержит меньше белка, а значит и быстрее усваивается. Что касается жира, то жир остается в желудке довольно долго, в то время как углеводы проходят очень быстро. В конечной стадии желудочного пищеварения кислая жидкая масса под названием ХИМУС перемещается в тонкий кишечник.

Переваривание пищи в тонком кишечнике

В тонком кишечнике проходят основные процессы, которые связанные с усвоением пищи. Тонкий кишечник имеет длину 6 метров, общая поверхность оболочки тонкого кишечника примерно в 3 раза больше наружной поверхности всего человеческого тела, так же железы тонкого кишечника выделяют до 2 литров сока в сутки. В тонком кишечнике рассеяны клетки, которые синтезируют и выделяют гормоны. На данный момент в тонком кишечнике обнаружено 7 типов эндокринных клеток, в свою очередь каждая клетка - производит определенный гормон. Мой вывод состоит в том, что правильная работа органов пищеварения во многом конечно зависит от правильного сбалансированного питания, но и от того какой ещё режим питания у конкретного человека.

С уважением, администратор.