1. Физиология питания и здоровье человека

ВВЕДЕНИЕ

Питание является одним из основных факторов внешней среды, влияющих на здоровье человека, нормальный рост и развитие, физическую и умственную работоспособность, продолжительность жизни, сопротивляемость организма к инфекциям и вредным факторам окружающей среды и т.д.

Питание во многом определяет показатели качества жизни и здоровье человека.

Изучение темы «Физиология питания» позволяет получить необходимые знания по основным вопросам питания и его роли в жизнедеятельности человека.

В условиях рыночных отношений во многом изменилась структура и характер питания населения России, широкое распространение получили различные патологические состояния, связанные с дефицитом различных макро- и микронутриентов в питании. В значительной степени нарушения питания населения обусловлены кризисным состоянием в производстве и переработке продовольственного сырья и пищевых продуктов, ухудшением экономических возможностей большей части населения и низкой покупательной способностью («карман»).
Остро стоит проблема качества пищевых продуктов, а также низкий уровень культуры питания населения.

В данной статье с учетом современных достижений науки о питании, изложены основы физиологии пищеварения, энергетической ценности питания, значение макро- и микронутриентов для организма человека, обоснованы подходы к обогащению пищевых продуктов.
Рассмотрены основные виды питания и даны научные основы дифференцированного питания для отдельных групп населения, а также лечебно-профилактического и лечебного питания.

1.1 Физиология пищеварения.

Сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ называется питанием.

Физиология питания – наука, которая изучает функциональные процессы, связанные с питанием, определяет потребность организма в пищевых веществах (нутриентах) и энергии, разрабатывает научные основы по рационализации питания человека, адекватные состоянию здоровья при определенных условиях существования.

Физиология (от греч. physis – природа, logos – учение) – наука о функциях и процессах, протекающих в организме или его составляющих системах, органах, тканях, клетках и механизмах их регуляции, обеспечивающих жизнедеятельность человека во взаимодействии с окружающей средой.

Питание – совокупность процессов, связанных с потреблением и усвоением в организме пищевых веществ, необходимых для энергетических, пластических целей и регуляции функциональной деятельности.

Функция – специфическая деятельность системы, органов, тканей и др.

Физиология питания является составной частью нутрициологии (от позднелатинского nutritio – питание) – науки о питании и включает основные положения физиологии, биохимии, гигиены, витаминологии, микробиологии, доказательной медицины, неинфекционной эпидемиологии, генетики, пищевой химии, товароведения, технологии, психологии, социологии и других наук.

Питание – одна из главных физиологических потребностей организма, обеспечивающая три важнейшие жизненные функции:

– построение и непрерывное обновление клеток и тканей;
– поступление энергии для восполнения энергозатрат организма;
– поступление веществ, из которых образуются ферменты, гормоны и другие регуляторы обменных процессов.

Результаты эпидемиологических наблюдений и статистических исследований, проведенных в последние два десятилетия (в 90-х гг. XX в. – прим. авт.), свидетельствуют о резком снижении продолжительности жизни населения России и постоянном росте заболеваний, в том числе связанных с изменением структуры и качества питания.

Нарушения питания приводят к развитию заболеваний, которые называются «болезни питания» – алиментарные и алиментарнозависимые заболевания (от лат. аlimentum – пища).

В настоящее время экспертами Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) введено понятие расстройство питания – это патологическое состояние, обусловленное недостатком или избытком в питании одного или нескольких незаменимых пищевых веществ (эссенциальных нутриентов) и (или) источников энергии.

В проблеме «питание и болезни» выделяют пять основных групп болезней:

1) первичные расстройства питания (алиментарные заболевания) – болезни недостаточного и избыточного питания: белковоэнергетическая недостаточность, ожирение, железодефицитные анемии, йоддефицитные заболевания, авитаминозы А и D и др.;
2) вторичные расстройства питания организма – обусловленые эндогенными (внутренними) причинами: заболеваниями различных органов и систем, ведущими к нарушению переваривания пищи, всасывания, усилению катаболизма и расхода пищевых веществ, ухудшению их метаболической утилизации (инфекционные, онкологические, эндокринные и другие заболевания);
3) болезни с алиментарными факторами риска – массовые неинфекционные заболевания, для которых питание имеет немаловажную роль, но не единственную (атеросклероз, артериальная гипертензия (гипертоническая болезнь), сахарный диабет, остеопороз, почечно-и мочекаменная болезнь, некоторые злокачественные новообразования и др.);
4) болезни, обусловленные пищевой непереносимостью – пищевая аллергия, кишечные ферментопатии (например, непереносимость молока), психогенная непериносимость пищи и др.;
5) болезни с алиментарными факторами передачи возбудителя (инфекционные заболевания).

За последние годы произошли существенные перемены в обществе и науке о питании, повлекшие необходимость пересмотра некоторых положений.
За счет внедрения методов доказательной медицины появились новые подходы к сбору, анализу и обобщению огромной информации крупномасштабных международных исследований по изучению физиологической роли отдельных макро- и микронутриентов, минорных компонентов пищи, пробиотических микроорганизмов, пребиотиков, генетически модифицированных источников пищи и т.д. Появились новые теории, концепции и виды питания. Широкое применение получили пищевые и биологически активные добавки к пище, позволяющие улучшать традиционные свойства и состав пищевых продуктов.

- 1.2. Основные функции пищеварительной системы

Пищеварение является начальным этапом обмена веществ.
Человек получает с пищей энергию и все необходимые вещества для обновления и роста тканей, однако содержащиеся в пище белки, жиры и углеводы являются для организма чужеродными веществами и не могут быть усвоены его клетками.
Для усвоения они должны из сложных, крупномолекулярных и нерастворимых в воде соединений превратиться в более мелкие молекулы, растворимые в воде и лишенные специфичности.

Пищеварение – это процесс превращения пищевых веществ в форму, доступную для усвоения тканями, осуществляемый в пищеварительной системе.

Пищеварительная система – система органов, в которой происходит переваривание пищи, всасывание переработанных и выделение непереваренных веществ.
Она включает пищеварительный тракт и пищеварительные железы.

Пищеварительный тракт состоит из следующих отделов:

ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкий кишечник, толстый кишечник.

Пищеварительные железы располагаются по ходу пищеварительного тракта и вырабатывают пищеварительные соки (слюнные, желудочные железы, поджелудочная железа, печень, кишечные железы).

В пищеварительной системе пища подвергается физическим и химическим превращениям.

Физические изменения пищи – заключаются в ее механической обработке, размельчении, перемешивании и растворении.

Химические изменения – это поэтапное гидролитическое расщепление белков, жиров, углеводов.

В результате пищеварения образуются продукты переваривания, которые способны всасываться слизистой оболочкой пищеварительного тракта и поступать в кровь и лимфу, т.е. в жидкие среды организма, и затем усваиваться клетками организма.

Основные функции пищеварительной системы:

– Секреторная – обеспечивает выработку пищеварительных соков, содержащих ферменты.
Слюнные железы вырабатывают слюну, желудочные железы – желудочный сок, поджелудочная железа – поджелудочный сок, печень – желчь, кишечные железы – кишечный сок.
Всего за сутки вырабатывается около 8,5 л соков. Ферменты пищеварительных соков обладают большой специфичностью – каждый фермент действует на определенное химическое соединение. Ферменты являются белками и для их деятельности необходимы определенная температура, рН среды и др. Различают три основные группы пищеварительных ферментов: протеазы, расщепляющие белки до аминокислот; липазы, расщепляющие жиры до глицерина и жирных кислот; амилазы, расщепляющие углеводы до моносахаров. В клетках пищеварительных желез присутсвует полный набор ферментов – конститутивные ферменты, соотношение между которыми может изменяться в зависимости от характера пищи. При поступлении специфического субстрата могут появляться адаптированные (индуцированные) ферменты с узкой направленностью действия.
– Моторно-эвакуаторная – это двигательная функция, осуществляемая мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивающая изменение агрегатного состояния пищи, ее измельчение, перемешивание с пищеварительными соками и передвижение в оральноанальном направлении (сверху вниз).
– Всасывательная – эта функция осуществляет перенос конечных продуктов переваривания, воды, солей и витаминов, через слизистую оболочку пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма.
– Экскреторная – это выделительная функция, обеспечивающая выделения из организма продуктов обмена (метаболитов), неусвоенной пищи и др.
– Инкреторная – заключается в том, что специфические клетки слизистой оболочки пищеварительного тракта и поджелудочной железы, выделяют гормоны, регулирующие пищеварение.
– Рецепторная (анализаторная) – обусловлена рефлекторной связью (через рефлекторные дуги) хемо- и механорецепторов внутренних поверхностей органов пищеварения с сердечно-сосудистой, выделительной и другими системами организма.
– Защитная – это барьерная функция, обеспечивающая защиту организма от вредных факторов (бактерицидное, бактериостатическое, дезинтоксикационное действие).

Для человека характерен собственный тип пищеварения, подразделяющийся на три вида:

1 ) внутриклеточное пищеварение – филогенетически наиболее древний тип, при котором ферменты гидролизуют мельчайшие частицы пищевых веществ, поступивших в клетку, путем мембранных транспортных механизмов;
2 ) внеклеточное, дистантное, или полостное – происходит в полостях пищеварительного тракта под действием гидролитических ферментов, причем секреторные клетки пищеварительных желез находятся на некотором отдалении. В результате внеклеточного пищеварения пищевые вещества распадаются до размеров, доступных для внутриклеточного пищеварения;
3 ) мембранное, пристеночное, или контактное – происходит непосредственно на клеточных мембранах слизистой оболочки кишечника.

1.3. Строение и функции органов пищеварения

Ротовая полость.
В состав ротовой полости входят язык, зубы, слюнные железы. Здесь осуществляется прием пищи, анализ, размельчение, смачивание слюной, и химическая обработка. Пища находится в полости рта в среднем 10…15 секунд.

Язык – мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой, состоящей из множества сосочков четырех типов. Различают нитевидные и конусовидные сосочки общей чувствительности (прикосновение, температура, боль); а также листовидные и грибовидные, которые содержат вкусовые нервные окончания. Кончик языка воспринимает сладкое, тело языка – кислое и соленое, корень – горькое.

Вкусовые ощущения воспринимаются, если анализируемое вещество растворено в слюне. Утром язык мало чувствителен к восприятию вкуса, усиливается чувствительность к вечеру (19…21 часу). Поэтому в завтрак следует включать продукты, усиливающие раздражение вкусовых рецепторов (салаты, закуски, фрукты и др.). Оптимальная температура для восприятия вкусовых ощущений 35…40 °С. Чувствительность рецепторов падает в процессе еды, при однообразном питании, принятии холодной пищи, а также с возрастом. Установлено, что сладкая пища вызывает ощущение удовольствия, благоприятно влияет на настроение, в то время как кислая может оказывать обратное действие.

Зубы – костные образования в ротовой полости. Служат для захватывания, удержания, механической переработки пищи. У взрослого человека всего 32 зуба на обеих челюстях: восемь резцов, четыре клыка, восемь малых и 12 больших коренных зубов. Передние зубы (резцы) откусывают пищу, клыки разрывают ее, коренные зубы разжевывают с помощью жевательных мышц. Зубы начинают прорезываться на седьмом месяце жизни, к году обычно появляется восемь зубов (все резцы). При рахите прорезывание зубов задерживается. У детей к семи – девяти годам молочные зубы (всего их 20) меняются на постоянные.

Зуб состоит из коронки, шейки и корня. Зубная полость заполнена пульпой – соединительной тканью, пронизанной нервами и кровеносными сосудами. Основу зуба составляет дентин – костная ткань. Коронка зуба покрыта эмалью, а корни зубным цементом.

Тщательное пережевывание пищи зубами увеличивает ее контакт со слюной, высвобождает вкусовые и бактерицидные вещества и облегчает проглатывание пищевого комка.

Слюнные железы – в слизистой оболочке полости рта имеется большое количество мелких слюнных желез (губные, щечные, язычные, небные). Кроме того, в полость рта открываются выводные протоки трех пар крупных слюнных желез – околоушных, подъязычных и подчелюстных.

Слюна примерно на 98,5 % состоит из воды и на 1,5 % из неорганических и органических веществ. Реакция слюны слабощелочная (рН около 7,5).

Неорганические вещества – Na, K, Ca, Mg, хлориды, фосфаты, азотистые соли, NH3 и др. Из слюны кальций и фосфор проникают в эмаль зуба.

Органические вещества слюны главным образом представлены муцином, ферментами и антибактериальными веществами.

Муцин – мукопротеин, который придает слюне вязкость, склеивает пищевой комок, делая его скользким и легко проглатываемым.

Ферменты слюны представлены амилазой, расщепляющей крахмал до мальтозы, и мальтазой, расщепляющей мальтозу до глюкозы. Эти ферменты высокоактивные, но вследствие непродолжительного нахождения пищи в ротовой полости полного расщепления этих углеводов не происходит.

Антибактериальные вещества – ферментоподобные вещества лизоцим, ингибины и сиаловые кислоты, которые обладают бактерицидными свойствами и защищают организм от микробов, поступающих с пищей и вдыхаемым воздухом.

Слюна смачивает пищу, растворяет ее, обволакивает твердые компоненты, облегчает проглатывание, частично расщепляет углеводы, нейтрализует вредные вещества, очищает зубы от остатков пищи.

За сутки у человека выделяется около 1,5 л слюны. Секреция слюны происходит непрерывно, но больше в дневное время. Слюноотделение возрастает при ощущении голода, виде и запахе пищи, во время приема пищи, особенно сухой, при воздействии вкусоароматических и экстрактивных веществ, при употреблении холодных напитков, при устной речи, письме, разговоре о пище, а также мысли о ней. Тормозит секрецию слюны, непривлекательная пища и обстановка, напряженная физическая и умственная работа, отрицательные эмоции и др.

Влияние пищевых факторов на функции ротовой полости

Недостаточное поступление белков, фосфора, кальция, витаминов С, D, группы В и избыток сахара приводят к развитию кариеса зубов.
Некоторые пищевые кислоты, например виннокаменная, а также соли кальция и других катионов, могут образовывать зубные камни.
Резкая смена горячей и холодной пищи приводит к появлению микротрещин эмали зубов и развитию кариеса.

Дефицит в питании витаминов группы В, особенно В₂ (рибофлавин), способствует появлению трещин в углах рта, воспалении слизистой оболочки языка.
Недостаточное поступление витамина А (ретинол) характеризуется ороговением слизистых оболочек ротовой полости, появлением трещин и их инфицированием.
При дефиците витаминов С (аскорбиновая кислота) и Р (рутин) развивается парадонтоз, что приводит к ослаблению фиксации зубов в челюстях.

Отсутствие зубов, кариес, парадонтоз, нарушает процесс жевания и ухудшает пищеварение в ротовой полости.

Глотка и пищевод. Глотка – представляет собой часть пищеварительного канала, соединяющую полость рта с пищеводом. В полости глотки происходит перекрест пищеварительных и дыхательных путей. Глотка делится на три части: носовую, ротовую и гортанную. Гортань является отделом верхних дыхательных путей. В результате глотательных движений, сопровождающихся подъемом гортани и закрытии ее надгортанником (что предотвращает попадание пищи в дыхательные пути), пищевой комок переводится в пищевод. При разговоре, смехе во время еды, приеме сухой пищи и т.п., возможно поступление пищи в дыхательные пути, в результате чего возникает кашлевая реакция, а в отдельных случаях, особенно у детей, может быть обтурация (закупорка) верхних дыхательных путей.

Пищевод – мышечная трубка диаметром около 2,2 см и длиной 23…28 см, соединяющая глотку с желудком. В пищеводе выделяют шейную, грудную и брюшную части. Пищевод имеет несколько физиологических сужений. В нижней части имеется сфинктер (особые круговые мышцы), сокращение которого закрывает вход в желудок. При глотании сфинктер расслабляется и пищевой комок поступает в желудок.

Пищевод выполняет только транспортную функцию путем последовательных сокращений кольцевых мышц сверху вниз. Скорость передвижения пищи к желудку составляет одну – девять секунд, в зависимости от ее консистенции. Возможно травматическое повреждение слизистой оболочки пищевода при употреблении очень горячей, острой пищи, грубых, плохо пережеванных кусков, наиболее выраженное в области физиологических сужений.

Желудок (от греч. gaster) – это расширенный отдел пищеварительного канала, расположенный в верхней части брюшной полости под диафрагмой, между концом пищевода и началом двенадцатиперстной кишки.

В желудке различают переднюю и заднюю стенки. Вогнутый край желудка называется малой кривизной, выпуклый край – большой кривизной. Часть желудка, прилегающая к месту входа пищевода в желудок, называется кардиальной, куполообразное выпячивание желудка – дно желудка (фундальная часть). Средняя часть называется телом желудка, а часть, переходящая в двенадцатиперстную кишку – привратниковой, или пилорической частью желудка.

Стенка желудка состоит из четырех слоев: слизистой оболочки, подслизистой, мышечной и серозной оболочек.

Слизистая оболочка желудка имеет большое количество складок, в ямках которых располагаются железы, выделяющие желудочный сок. Различают желудочные (собственные) железы, расположенные в области дна и тела, и железы привратника (пилорические). Желудочные железы очень многочисленны и содержат клетки трех видов: 1) главные, вырабатывающие ферменты, 2) обкладочные, выделяют соляную кислоту, и 3) добавочные, выделяющие слизь. Пилорические железы не содержат клеток, образующих соляную кислоту.

Подслизистая оболочка содержит большое количество кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.

Мышечная оболочка состоит из трех слоев: продольного, кольцевого и косого. В привратниковой части желудка кольцевой слой мышц утолщается и образует сфинктер. Слизистая оболочка в этом месте образует круговую складку – привратниковую заслонку, которая при сокращении сфинктера отделяет желудок от двенадцатиперстной кишки.

Серозная оболочка, т.е. брюшина, покрывает желудок со всех сторон.

Желудок человека вмещает в среднем 1,5…3 кг пищи. Здесь происходит переваривание пищи под действием желудочного сока.

Желудочный сок – бесцветная прозрачная жидкость, кислой реакции (рН = 1,5-2,0). За сутки у человека отделяется 1,5…2 л желудочного сока. Благодаря большому количеству сока пищевая масса превращается в жидкую кашицу (химус). В состав желудочного сока входят ферменты, соляная кислота и слизь.

Ферменты желудочного сока представлены протеазами (пепсин, гастриксин, реннин и химозин) и липазой. Протеазы желудочного сока в кислой среде расщепляют белки до полипептидов, т.е. крупных частиц, которые еще не могут всасываться.

Пепсин – основной протеолитический фермент (оптимум рН 1,5-2,5) вырабатывается в виде неактивного пепсиногена, который под действием соляной кислоты превращается в активный пепсин.

Гастриксин проявляет свою максимальную активность при рН- 3,2.

Химозин – сычужный фермент, створаживает молоко в присутствии солей кальция, т.е. осуществляет переход растворимого в воде белка в казеин.

Липаза желудочного сока действует только на эмульгированные жиры, расщепляя их на глицерин и жирные кислоты (молочный жир, майонез).

Углеводы пищи расщепляются в желудке только под действием ферментов, поступивших со слюной, до тех пор, пока пищевая кашица полностью не пропитается желудочным соком и щелочная реакция не сменится на кислую.

Соляная кислота желудочного сока активирует пепсин, который переваривает белки только в кислой среде, повышает двигательную функцию желудка и стимулирует гормон гастрин, участвующий в возбуждении желудочной секреции.

Слизь желудочного сока представлена мукоидами, она предохраняет слизистую оболочку от механических и химических раздражителей.

Желудочный сок выделяется в две фазы:

1. Сложнорефлекторная фаза включает секрецию «запального» желудочного сока в ответ на действие условных раздражителей до приема пищи в полость рта (запах, вид пищи, время приема и тому подобное) и безусловно-рефлекторную секрецию при поступлении пищи в ротовую полость и раздражении ее рецепторов. Запальный желудочный сок имеет большое физиологическое значение, так как его выделение сопровождается появлением аппетита, он богат ферментами и создает оптимальные условия для пищеварения. Красиво оформленная и вкусная пища, соответствующая сервировка и эстетическая обстановка стимулируют выделение запального сока и улучшают пищеварение.
2. Нейрогуморальная фаза секреции возникает в результате непосредственного раздражения рецепторов слизистой оболочки желудка пищей, а также в результате всасывания продуктов расщепления в кровь и гуморальным путем (от лат. humor – жидкость) возбуждающим желудочную секрецию.

Влияние пищевых факторов на желудочную секрецию

Сильными стимуляторами секреции желудочного сока являются мясные, рыбные, грибные бульоны, содержащие экстрактивные вещества; жареное мясо и рыба; свернувшийся яичный белок; черный хлеб и другие продукты, в состав которых входит клетчатка; специи; алкоголь в небольшом количестве, щелочные минеральные воды, употребляемые во время еды и др.

Умеренно возбуждают секрецию отварное мясо и рыба; соленые и квашеные продукты; белый хлеб; творог; кофе, молоко, газированные напитки и др.

Слабые возбудители – овощи протертые и бланшированные, разбавленные овощные, фруктовые и ягодные соки; свежий белый хлеб, вода и др.

Тормозят желудочную секрецию жиры, щелочные минеральные воды, принимаемые за 60…90 минут до еды, неразбавленные овощные, фруктовые и ягодные соки, непривлекательная пища, неприятные запахи и вкус, неэстетичная обстановка, однообразное питание, отрицательные эмоции, переутомление, перегревание, переохлаждение и т.д.

Длительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава, характера технологической обработки и других факторов. Так два яйца, сваренных всмятку, находятся в желудке один-два часа, а вкрутую – шесть – восемь часов. Богатые жиром продукты задерживаются в желудке до восьми часов, например, шпроты. Горячая пища быстрее покидает желудок, чем холодная. Обычный мясной обед находится в желудке около пяти часов.

Нарушение пищеварения в желудке происходит при систематических погрешностях режима питания, еде всухомятку, частом приеме грубой и плохо пережеванной пищи, редких приемах пищи, поспешной еде, употреблении крепких алкогольных напитков, курении, дефиците витаминов А, С, витаминов группы В. Большое количество пищи, съеденной за один прием, вызывает растяжение стенок желудка, повышенную нагрузку на сердце, что неблагоприятно сказывается на самочувствии и здоровье. Поврежденная слизистая оболочка подвергается воздействию протеолитических ферментов и соляной кислоты желудочного сока, что приводит к гастритам (воспалению) и язвам желудка.

Переход пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку

Поступление пищи в двенадцатиперстную кишку происходит отдельными порциями в момент рефлекторного открытия пилорического сфинктера. Причиной открытия служит накопление в химусе продуктов переваривания белков, усиление моторной деятельности желудка и раздражения пилорической части желудка наличием соляной кислоты в пищевой кашице.

Тонкий кишечник – самый длинный отдел пищеварительного тракта, располагающийся между выходом из желудка и началом толстого кишечника.
Его длина пять – семь метров, диаметр 3…3,5 см.

Тонкая кишка делится на три отдела: двенадцатиперстная кишка (duodenum), тощая кишка (jejunum) и подвздошная кишка (ileum).

Двенадцатиперстная кишка представляет собой начальный отдел тонкого кишечника, имеет форму подковы, длина 25…27 см.

Поступающая из желудка пища в двенадцатиперстной кишке подвергается воздействию поджелудочного сока, желчи и кишечного сока, в результате чего конечные продукты переваривания легко всасываются в кровь. Активное действие соков проявляется в щелочной среде. Поджелудочный сок вырабатывается поджелудочной железой, желчь – печенью, кишечный сок – множеством мелких желез, имеющихся в слизистой оболочке стенки кишки.

Поджелудочная железа (от греч. pancreatos) – сложная железа, располагающаяся позади желудка, длиной 12…15 см.
Обладает внутри- и внешнесекреторной функциями.

Внутрисекреторная функция – продукция гормонов инсулина и глюкагона непосредственно в кровь, регулирующих углеводный обмен.

Внешнесекреторная функция – продукция поджелудочного сока, поступающего через выводной проток в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочный (панкреатический) сок – бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции (рН 7,8-8,4) за счет присутствия бикарбоната натрия. За сутки вырабатывается около одного литра поджелудочного сока. В нем содержатся ферменты, переваривающие белки, жиры и углеводы до конечных продуктов, пригодных для всасывания и усвоения клетками организма. Ферменты, переваривающие белки (трипсин и химотрипсин) действуют, в отличие от пепсина, в щелочной среде и расщепляют белки до аминокислот. В соке содержится липаза, осуществляющая основное переваривание жиров до глицерина и жирных кислот; амилаза, лактаза и мальтаза, расщепляющие углеводы до моносахаридов; нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты.

Поджелудочный сок начинает выделяться через две-три минуты после начала приема пищи. Раздражение пищей рецепторов полости рта рефлекторно возбуждает поджелудочную железу. Дальнейшее отделение сока обеспечивается раздражением слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки пищевой кашицей, соляной кислотой желудочного сока и образующимися в самой слизистой оболочке активными гормонами секретином и панкреозимином.

Стимулируют пищеварительную функцию поджелудочной железы пищевые кислоты, капуста, лук, разбавленные овощные соки, жиры, жирные кислоты, вода, небольшие дозы алкоголя и др.

Тормозят поджелудочную секрецию – щелочные минеральные соли, молочная сыворотка и др.

Печень – крупный железистый орган массой около 1,5 кг, располагающийся в правом подреберье. Печень участвует в пищеварении, депонировании гликогена, обезвреживании токсических веществ, синтезирует белки фибриноген и протромбин, участвует в свертывании крови, метаболизме белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов, гормонов и других веществ, т.е. является многофункциональным звеном гомеостаза.

Печеночные клетки непрерывно вырабатывают желчь, которая по системе протоков поступает в двенадцатиперстную кишку только во время пищеварения. Когда пищеварение прекращается, желчь собирается в желчном пузыре, вмещающем 40…70 мл желчи. Здесь ее концентрация повышается в семь-восемь раз в результате всасывания воды. За сутки вырабатывается 500…1200 мл желчи.

Желчь на 90 % состоит из воды и на 10 % из органических и неорганических веществ (желчные пигменты, желчные кислоты, холестерин, лецитин, жиры, муцин и др.). Цвет печеночной желчи – золотисто-желтый, пузырной – желто-бурый.

Значение желчи в пищеварении связано главным образом с желчными кислотами и заключается в следующем:

– желчь активирует ферменты, особенно липазу поджелудочного и кишечного соков, которая в присутствии желчи действует в 15…20 раз быстрее;
– эмульгирует жиры, т.е. под ее воздействием происходит дробление жира на мельчайшие частицы, что увеличивает площадь взаимодействия с ферментами;
– способствует растворению жирных кислот и их всасыванию;
– нейтрализует кислую реакцию пищевой кашицы, поступающей из желудка;
– обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов, кальция, железа и магния;
– усиливает двигательную функцию кишечника;
– обладает бактерицидными свойствами, тормозит гнилостные процессы в кишечнике.

Соли желчных кислот удерживают в желчи в растворенном состоянии нерастворимый в воде холестерин. При недостатке желчных кислот холестерин выпадает в осадок, что приводит к образованию камней в желчных путях и формированию желчнокаменной болезни. При нарушении оттока желчи в кишечник (камни, воспаление) часть желчи из желчных протоков поступает в кровь, что обусловливает желтую окраску кожи, слизистых оболочек и белков глаз (желтуха).

Процесс образования желчи усиливается рефлекторно при наличии пищи в желудке и двенадцатиперстной кишке, а также некоторыми веществами (секретин, желчные кислоты), действующими на печеночные клетки.

Тормозит желчевыделение холод, перегревание организма, гипоксия, голодание, гормоны (глюкагон и др.).

Влияние пищевых факторов на желчевыделение

Стимулируют продукцию желчи – органические кислоты, экстрактивные вещества мяса и рыбы. Увеличивают выведение желчи в двенадцатиперстную кишку растительные масла, мясо, молоко, яичные желтки, клетчатка, ксилит, сорбит, теплая пища, соли магния, некоторые минеральные воды. Холодная пища вызывает спазм (сужение) желчевыводящих путей.

Неблагоприятное влияние на желчевыделение и поджелудочную секрецию оказывает избыточное потребление животных жиров, белков, поваренной соли, эфирных масел, а также быстрая еда и длительное нарушение режима питания.

Тощая и подвздошная кишки. Длина тощей кишки составляет около двух пятых, а подвздошной кишки около трех пятых длины тонкого кишечника. В этих отделах осуществляются следующие физиологические функции: выделение кишечного сока, перемешивание и передвижение химуса, расщепление и активное всасывание продуктов переваривания, воды и солей.

Кишечный сок вырабатывается множеством кишечных желез, заложенных в складках слизистой оболочки, только под влиянием механических и химических раздражителей в месте нахождения пищевой массы. За сутки выделяется около 2,5 литров кишечного сока. Он представляет собой непрозрачную, бесцветную, опалесцирующую щелочную жидкость. Состоит из жидкой и плотной частей. Плотная часть представляет собой железистые клетки слизистой оболочки кишки, накопившие ферменты и отторгнутые в ее просвет. Распадаясь, они отдают ферменты в окружающую жидкость. В кишечном соке содержится двадцать два фермента. Главными из них являются энтерокиназа (активатор трипсиногена поджелудочного сока), пептидазы, расщепляющие полипептиды, липаза и амилаза (в небольшой концентрации), щелочная фосфотаза и сахараза (альфа-глюкозидаза), фермент нигде больше не встречающийся.

Движение тонкой кишки осуществляется за счет сокращения продольной и кольцевой мускулатуры. Различают два вида движений: маятникообразные и перистальтические, которые перемешивают и передвигают пищу по направлению к толстой кишке.

Маятникообразные движения обеспечивают перемешивание пищи, за счет попеременного сокращения и расслабления продольных и кольцевых мышц на коротком участке кишки.

Перистальтические, или червеобразные движения обеспечивают медленное волнообразное перемещение химуса к толстому кишечнику в результате сокращения кольцевых мышц одного участка кишки при одновременном расширении нижнего участка.

В тонком кишечнике заканчивается процесс переработки пищевых веществ, начавшийся в желудке и двенадцатиперстной кишке. Ферменты кишечного сока тонкой кишки обеспечивают окончательное расщепление пищевых веществ.

Процесс пищеварения в тонком кишечнике осуществляются в виде полостного и пристеночного пищеварения.

Полостное пищеварение характеризуется тем, что ферменты кишечного сока в свободном виде поступают в пищевую массу, расщепляют пищевые вещества на простые и через эпителий кишечника транспортируются в кровь.

Пристеночное (мембранное) пищеварение открыто академиком А.М. Уголевым в 60-х гг. ХХ в. и обусловлено строением слизистой оболочки тонкого кишечника, которое образует множество складок. На складках имеются выпячивания слизистой оболочки, называемые ворсинками. Высота ворсинок 0,5…1,5 мм, на 1 мм² располагается 18…40 ворсинок. В центре каждой ворсинки находится лимфатический капилляр, кровеносный сосуд и нервные окончания. Сверху ворсинка покрыта слоем цилиндрических эпителиальных клеток, наружная сторона которых обращена в просвет кишки и имеет кайму, образованную нитевидными выростами – микроворсинками. Внешняя сторона этого каемчатаго эпителия является полупроницаемой биологической мембраной, на которой адсорбируются ферменты и протекают процессы переваривания и всасывания. Наличие микроворсинок увеличивает площадь всасывания до 500…1000 м².

Начальные стадии пищеварения происходят исключительно в полости тонкого кишечника. Мелкие молекулы, образовавшиеся в результате полостного гидролиза, попадают на мембраны ворсинок, где действуют пищеварительные ферменты. Вследствие мембранного гидролиза образуются мономерные соединения, которые всасываются в кровь и лимфу. В лимфу поступают продукты переработки жиров, а в кровь аминокислоты и простые углеводы.

Всасыванию способствуют также сокращения ворсинок. В стенках ворсинок находятся гладкие мышцы, которые, сокращаясь, выдавливают содержимое лимфатического капилляра в более крупный лимфатический сосуд. Движения ворсинок вызываются продуктами распада пищевых веществ – желчными кислотами, глюкозой, пептонами, некоторыми аминокислотами.

Влияние пищевых факторов на деятельность тонкого кишечника

Двигательную и секреторную функцию тонких кишок повышает грубая, плотная пища, богатая пищевыми волокнами.
Аналогично влияют пищевые кислоты, углекислота, щелочные соли, лактоза, витамин В₁ (тиамин), холин, пряности, продукты гидролиза пищевых веществ, особенно жиров (жирные кислоты).

Толстый кишечник находится между тонким кишечником и анальным отверстием. Он начинается слепой кишкой, имеющей червеобразный отросток аппендикс, затем продолжается в ободочную кишку (восходящую, поперечную, нисходящую), далее в сигмовидную и заканчивается прямой кишкой. Общая длина толстого кишечника 1,5…2 м, ширина в верхних отделах 7 см, в нижних около 4 см. Тонкий кишечник отделяется от толстого заслонкой, пропускающей пищевую массу только в направлении толстой кишки. Вдоль стенки толстой кишки проходят три продольные мышечные ленты, стягивающие ее и образующие вздутия (гаустры).

Слизистая оболочка толстого кишечника имеет полулунные складки, ворсинки отсутствуют. В слизистой оболочке расположены кишечные железы, выделяющие кишечный сок. Сок имеет щелочную реакцию, содержит большое количество слизи, ферменты практически отсутствуют.

В толстый кишечник пища поступает почти полностью переваренной, за исключением клетчатки и очень небольшого количества белков, жиров и углеводов.

В толстом кишечнике преимущественно всасывается вода (около 0,5 литра в сутки), всасывание пищевых веществ несущественно.

Толстая кишка богата микроорганизмами (более 260 видов микробов). В 1 г содержимого кишечника присутствует 10⁹-10¹¹ микробных клеток. Около 30 % сухой массы фекалий составляют микробы, за сутки взрослый человек выделяет с экскрементами около 17 триллионов микроорганизмов. Численно превалируют анаэробы (бифидобактерии, бактероиды и другие) – 96…99 %, факультативноанаэробные микроорганизмы составляют 1…4 % (в т.ч. бактерии группы кишечной палочки).

Под влиянием кишечной микрофлоры происходит расщепление клетчатки, которая доходит до толстого кишечника в неизмененном виде. В результате брожения клетчатка расщепляется до простых углеводов и частично всасывается в кровь. У человека переваривается в среднем 30…50 % клетчатки, содержащейся в пище.

Присутствующие в толстом кишечнике гнилостные бактерии из продуктов белкового распада образуют ядовитые вещества: индол, скатол, фенол и другие, которые поступают в кровь и обезвреживаются в печени (детоксикация). Поэтому избыточное потребление белка, а также нерегулярное опорожнение кишечника может быть причиной самоотравления организма.

Микрофлора толстого кишечника способна синтезировать некоторые витамины (эндогенный синтез) группы В, К (филлохинон), никотиновую, пантотеновую и фолиевую кислоты.

Сравнительно недавно доказано, что микрофлора снабжает организм дополнительной энергией (6…9 %) за счет всасывания летучих жирных кислот, образующихся при брожении клетчатки.

Кроме того, кишечные лактобактерии и бифидобактерии образуют бактерицидные вещества (кислоты, спирты, лизоцим), а также препятствует канцерогенезу (противоопухолевое действие).

Двигательная функция толстого кишечника осуществляется благодаря гладким мышцам стенки кишки. Движения медленные, так как мускулатура развита слабо. Осуществляются маятникообразные, перистальтические и антиперистальтические движения, в результате которых пища перемешивается, уплотняется, склеивается слизью кишечного сока, в результате чего формируются каловые массы, эвакуирующиеся через прямую кишку. Опорожнение прямой кишки (дефекация) является рефлекторным актом, находящимся под влиянием коры головного мозга.

В целом весь процесс пищеварения у человека продолжается 24…48 часов. Причем, половина этого времени приходится на толстый кишечник, где заканчивается процесс пищеварения.

При обычном смешанном питании примерно 10 % принятой пищи не усваивается.

Факторы, влияющие на состояние толстого кишечника

Функции толстого кишечника находятся в прямой зависимости от характера труда человека, возраста, состава потребляемой пищи и др. Так, у лиц умственного труда, ведущих малоподвижный образ жизни и подверженных гиподинамии, снижается двигательная функция кишечника. С увеличением возраста также уменьшается активность двигательной, секреторной и других функций толстого кишечника. Следовательно, при организации питания этих групп населения необходимо включение «пищевых раздражителей», оказывающих послабляющее действие (хлеб из муки грубого помола, отруби, овощи и фрукты, кроме вяжущих, чернослив, холодные овощные соки, минеральные воды, компот, молочнокислые напитки, растительное масло, сорбит, ксилит и др.).

Ослабляют моторику кишечника (оказывают закрепляющее действие) горячие блюда, мучные изделия (пироги, блины, свежий хлеб, макароны, яйца всмятку, творог, рисовая и манная каши, крепкий чай, какао, шоколад, черника и др.).

Снижают двигательную и выделительную функции толстого кишечника рафинированные углеводы. Перегрузка рациона мясными продуктами увеличивает процессы гниения, избыток углеводов усиливает брожение.

Дефицит в питании клетчатки и дисбиозы кишечника являются фактором риска канцерогенеза.

1.4. Регуляция процессов пищеварения

Регуляция пищеварения обеспечивается на центральном и местном уровнях.

Центральный уровень осуществляется центральной нервной системой, где в подкорковых ядрах гипоталамуса находится пищевой центр.

Действие его многостороннее, он регулирует моторную, секреторную, всасывательную, экскреторную и другие функции желудочно-кишечного тракта.
Пищевой центр обеспечивает появление сложных субъективных ощущений – голод, аппетит, чувство сытости и др.
Пищевой центр состоит из центра голода и центра насыщения. Эти центры тесно связаны между собой.
Так, с уменьшением в крови питательных веществ, освобождением желудка снижается активность центра насыщения и одновременно стимулируется центр голода.
Это приводит к появлению аппетита и активации пищевого поведения. И наоборот – после приема пищи начинает доминировать центр насыщения.

Регуляция процессов пищеварения на местном уровне осуществляется нервной системой, и представляющих собой комплекс связанных между собой нервных сплетений, расположенных в толще стенок пищеварительного канала. В их состав входят чувствительные, двигательные и вставочные нейроны симпатической и парасимпатической нервной системы.

Кроме того, в желудочно-кишечном тракте находятся эндокринные клетки (диффузная эндокринная система), расположенные в эпителии слизистой оболочки и в поджелудочной железе. Они вырабатывают гормоны и другие биологически активные вещества, которые образуются при механическом и химическом воздействии пищи на эндокринные клетки.

Ожирение – как лечить эту болезнь?