Пищеварение в кишечнике. Типичные факторы образа жизни, отрицательно влияющие на эффективность пищеварения. В чем заключается правильная работа кишечника

Именно здесь в основном происходят процессы пищеварения и всасывания. Пищеварительные ферменты, расщепляющие жиры, белки и углеводы, секретируются поджелудочной железой и способствуют дальнейшей переработке частично переваренной в желудке пищевой кашицы (химуса), подготавливая её к всасыванию в трех отделах тонкого кишечника: в двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишках. Общая длина этих трех отделов составляет около 7 метров, однако все эти кишки компактно уложены в брюшной полости.

Полезную площадь тонкого кишечника значительно увеличивают многочисленные крохотные пальцеобразные выросты на внутренней поверхности, которые называются ворсинками. Они секретируют ферменты, всасывают необходимые питательные вещества, не позволяют частицам пищи и потенциально опасным веществам проникать в кровяное русло. Эти чувствительные процессы могут нарушить антибиотики и другие лекарственные средства, алкоголь и/или неумеренное потребление сахара. При контакте с этими веществами крохотные промежутки между ворсинками воспаляются и расширяются, в результате чего в кровяное русло проникают нежелательные частицы. Это называется повышенной кишечной проницаемостью или «дырявой кишкой» и может приводить к пищевой непереносимости, головным болям, усталости, кожным заболеваниям и болям артритного типа в костях и мышцах всего тела.

В двенадцатиперстную кишку поступает желчь, которая вырабатывается в печени, а затем концентрируется и накапливается в желчном пузыре. Желчь необходима для измельчения частиц частично переваренных жиров, в результате чего те приобретают способность всасываться. Поджелудочная железа вырабатывает бикарбонаты, которые нейтрализуют или снижают кислотность желудочного сока, а также секретирует три пищеварительных фермента - протеазу, липазу и амилазу, необходимые для переваривания, соответственно, белков, жиров и углеводов .

Чтобы залечить язву желудка, ежедневно пейте картофельный отвар (вскипятите картофельную кожуру и отцедите жидкость) или картофельный сок (выжмите сок из сырого картофеля, а для вкуса добавьте сок моркови или сельдерея). Никогда не берите картофель с зеленой кожурой.

Тощая и подвздошная кишки служат главным плацдармом для всасывания оставшихся питательных веществ, в том числе белков, аминокислот, водорастворимых витаминов, холестерина и солей желчи.

Илеоцекальный клапан

Толстый кишечник, или ободочная кишка, состоит из трех последовательных отделов (восходящая, поперечная и нисходящая ободочная кишка), а заканчивается прямой кишкой и заднепроходным отверстием. Толстая кишка активными движениями способствует перемешиванию содержимого (воды, бактерий, нерастворимой клетчатки и шлаков, образовавшихся после переваривания питательных веществ) и продвижению его к прямой кишке и анусу. Содержимое толстого кишечника удаляется через анус в виде фекалий.

Сразу после заглатывания весь дальнейший процесс пищеварения зависит от сокращения мускулатуры глотки, а затем и пищевода, по которому пищевой комок продвигается благодаря мышечным сокращениям, наподобие ползущей змеи.

Почувствовав стремление облегчиться, желательно пойти в туалет и опорожнить кишечник, поскольку при задержке каловых масс даже на пару часов происходит дальнейшее всасывание воды, и в результате кал становится суше, что способствует запорам . Это также одна из причин геморроя .

«Нормальным» считается опорожнять кишечник, по меньшей мере, один раз в сутки. У людей с активным пищеварением стул может наблюдаться после каждой трапезы. С другой стороны, задержка стула может случиться и на несколько дней - и тогда токсические вещества вновь поступают в кровь через стенку кишечника. Вот почему иногда нас посещает ощущение непонятной усталости, головная боль, тошнота и общее недомогание. Этим объясняются вопросы о характере нашего стула, которые задает нам врач на приеме почти по любому поводу.

Другие проблемы, связанные со стулом, обсуждаются дальше.

Здоровый толстый кишечник

Для поддержания толстого кишечника в идеальном состоянии, необходимо ежедневно есть овощи, фрукты и нерастворимую клетчатку , которая содержится в зерновых и бобовых. В этих продуктах присутствует и магний, необходимый для нормального функционирования кишечной мускулатуры. Если магний вы можете почерпнуть и из овощных или фруктовых соков, то для того, чтобы запастись клетчаткой, помогающей удалять из кишечника шлаки и улучшающей перистальтику кишечника, необходимо хотя бы понемногу есть овощи и фрукты целиком.

Людям, перенесшим какие-либо полостные операции, в послеоперационный период необходимо особо тщательно следить за своей диетой, поскольку отправление естественных надобностей у них может быть в течение нескольких дней усложнено. Желательно в первые дни принимать простую пищу, не нагружающую кишечник и снижающую вероятность запора. Овощные супы, салаты, приготовленные на пару овощи и рис - все это идеально подходит для послеоперационного периода. Эти продукты богаты в питательном отношении, легко перевариваются и содержат достаточно клетчатки, чтобы функции прямой кишки быстро восстановились.

Пищеварительная иммунная система

В пищеварительном тракте находится 60-70 % всей иммунной системы организма, и это вовсе не удивительно, если учесть, какое колоссальное количество болезнетворных микроорганизмов и потенциально опасных веществ попадают в наш организм через рот - ворота пищеварительной системы. В самой ротовой полости, пищеводе и тонком кишечнике обитают миллиарды полезных бактерий, тогда как в толстом кишечнике их триллионы. А вот в желудке, где царит кислая среда обитания, их не слишком много, поскольку мало какие болезнетворные микробы способны выжить в таких суровых условиях.

Пищеварительная система

Всего в кишечнике обнаружено от 400 до 500 видов различных бактерий, некоторые из которых обладают противоопухолевыми, а другие, наоборот, канцерогенными свойствами; есть бактерии, которые синтезируют витамины В , А и К; другие продуцируют вещества, противоборствующие некоторым инфекциям; есть также бактерии, переваривающие лактозу (молочный сахар) и регулирующие сокращение и расслабление мышц. Кишечные бактерии выделяют естественные антибиотики и фунгициды - вещества, подавляющие размножение болезнетворных бактерий и грибков, соответственно. Выделяя кислоту, они также разрушают токсические продукты вредных бактерий, которые зачастую таят в себе куда более серьезную угрозу, чем сами болезнетворные микробы.

Кроме того, кишечная микрофлора оберегает нас от отравления металлами - например, ртутью (из присутствующей в пломбах амальгамы или из зараженной рыбы), радионуклидами (при противоопухолевой терапии или из контаминированных продуктов), а также пестицидами и гербицидами. Есть также бактерии, которые продуцируют перекись водорода, в присутствии которой погибают раковые клетки. Однако, как вы увидите ниже, есть и много факторов, которые нарушают нормальный баланс кишечной микрофлоры.

Полезные бактерии должны преобладать в кишечнике при условии отсутствия вредных факторов, перечисленных в таблице (см. ниже). Если же вы питаетесь скудно и однообразно, регулярно потребляете спиртные напитки, подвергаетесь стрессу, часто применяете антациды, болеутоляющие средства и антибиотики, то хрупкое равновесие будет неизбежно нарушено. И тогда болезнетворные бактерии получат возможность бесконтрольно размножаться и вытеснить полезную микрофлору.

К сожалению, такой образ жизни присущ довольно многим. Такие люди страдают от несварения желудка, вздутия живота, метеоризма, и не могут понять, в чем причины их бед. Ответ прост: их кишечник стал полем брани полезных и болезнетворных бактерий.

На следующих шести страницах мы более подробно рассмотрим наиболее распространенные болезни пищеварительной системы.

Типичные факторы образа жизни, отрицательно влияющие на эффективность пищеварения

• Антибиотики
• Рацион, богатый жирами
• Сахар
• Рафинированные продукты
• Противовоспалительные лекарства
• Жареная пища
• Спиртные напитки
• Баночные напитки (газированные)
• Стресс
• Тяжелая утрата
• Курение
• Стимулирующие препараты

Тонкая кишка расположена между желудком и слепой кишкой и представляет собой самый большой по своей протяженности отдел пищеварительной системы. Главной функцией тонкой кишки является химическая обработка пищевого комка (химуса) и всасывание продуктов его переваривания.

Строение

Тонкая кишка представляет собой очень длинную (от 2 до 5 м) полую трубку. Она начинается от желудка, а заканчивается в илеоцекальном углу, в месте ее соединения со слепой кишкой. Анатомически тонкую кишку условно подразделяют на три отдела:

1. Двенадцатиперстная кишка. Она расположена в задней части брюшной полости и по своей форме напоминает букву «С».;

2. Тощая кишка. Расположена в средней части брюшной полости. Ее петли лежат очень свободно, покрыты брюшиной со всех сторон. Свое название эта кишка получила из-за того, что при вскрытии трупов патологоанатомы практически всегда обнаруживают ее пустой;

3. Подвздошная кишка – находится в нижней части брюшной полости. От других отделов тонкого кишечника она отличается более толстыми стенками, лучшим кровоснабжением и большим диаметром.

Пищеварение в тонкой кишке

Пищевая масса проходит по тонкой кишке примерно за четыре часа. За это время питательные вещества, содержащиеся в пище, продолжают расщепляться ферментами кишечного сока на более мелкие составные части. Пищеварение в тонкой кишке заключается также и в активном всасывании питательных веществ. Внутри ее полости слизистая оболочка образовывает многочисленные выросты и ворсинки, что существенно увеличивает площадь всасывающей поверхности. Так у взрослых людей площадь тонкого кишечника составляет не менее 16,5 квадратных метров.

Функции тонкой кишки

Как и любой другой орган в организме человека тонкая кишка выполняет не одну, а несколько функций. Рассмотрим их подробнее:

• Секреторная функция тонкой кишки – заключается в выработке клетками ее слизистой оболочки кишечного сока, содержащего в себе такие ферменты как щелочная фосфатаза, дисахаридаза, липаза, катепсины, пептидаза. Все они разлагают содержащиеся в химусе питательные вещества на более простые (белки на аминокислоты, жиры на воду и жирные кислоты, а углеводы на моносахариды). В сутки у взрослого человека секретируется примерно два литра кишечного сока. В нем содержится большое количество слизи, которая защищает стенки тонкого кишечника от самопереваривания;
• Пищеварительная функция. Пищеварение в тонкой кишке заключается в расщеплении питательных веществ и в их дальнейшем всасывании. Благодаря этому в толстую кишку попадают только неусвояемые и неперевариваемые продукты.
• Эндокринная функция. В стенках тонкого кишечника имеются специальные клетки, вырабатывающие пептидные гормоны, которые не только регулируют функцию кишечника, но и оказывают влияние и на другие внутренние органы организма человека. Больше всего подобных клеток расположено в двенадцатиперстной кишке;
• Моторная функция. За счет продольных и кольцевых мышц происходят волнообразные сокращения стенок тонкой кишки, проталкивающие химус вперед.

Заболевания тонкой кишки

Все заболевания тонкой кишки имеют схожие симптомы и проявляются болями в животе, метеоризмом, урчанием, поносами. Стул бывает несколько раз в день, обильный, с остатками непереваренной пищи и большим количеством слизи. Кровь в нем наблюдается крайне редко.

Среди заболеваний тонкой кишки чаще всего наблюдается ее воспаление – энтерит, который может быть острым или хроническим. Острый энтерит обычно вызывается патогенной микрофлорой и при полноценном лечении в течение нескольких дней заканчивается полным выздоровлением. При длительно протекающем хроническом энтерите с частыми обострениями у больных развиваются и внекишечные симптомы заболевания, обусловленные нарушением всасывающей функции тонкого кишечника. Они жалуются на похудание и общую слабость, нередко у них возникает анемия. Дефицит витаминов группы B и фолиевой кислоты приводит к появлению трещин в углах рта (заеды), стоматита, глоссита. Недостаточное поступление в организм витамина A является причиной возникновения сухости роговицы и нарушения сумеречного зрения. Нарушения всасывания кальция могут стать причиной развития остеопороза и возникающих на его фоне патологических переломов.

Разрыв тонкой кишки

Среди всех органов брюшной полости более всего подвержена травматическим повреждениям тонкая кишка. Это объясняется незащищенностью и значительной длиной этого участка кишечника. Изолированный разрыв тонкой кишки наблюдается в не более чем в 20% случаев, а чаще он сочетается и с другими травматическими повреждениями органов брюшной полости.

Наиболее частый механизм травматического повреждения тонкого кишечника – это прямой и достаточно сильный удар в живот, приводящий к прижатию петель кишечника к костям таза или позвоночнику и повреждению их стенок.

При разрыве тонкой кишки более чем у половины пострадавших возникает шоковое состояние и значительное внутреннее кровотечение.

Единственным методом лечения разрыва тонкой кишки является хирургическая операция, выполняемая в экстренном порядке. В ходе оперативного вмешательства производят остановку кровотечения (гемостаз), устраняют источник поступления в брюшную полость кишечного содержимого, восстанавливают нормальную проходимость кишечника и тщательно санируют брюшную полость.

Чем раньше от момента травмы тонкой кишки выполняется операция, тем больше шансов на выздоровление пострадавшего.

После выхода из желудка пищевая кашица подвергается действию ферментов сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока, вырабатываемого железами двенадцатиперстной и тонкой кишки.

Пищеварительный сок поджелудочной железы богат ферментами, обеспечивающими переваривание белков, жиров и углеводов. Ферменты, участвующие в расщеплении белков (трипсин и химотрипсин), вырабатываются поджелудочной железой в неактивном состоянии. Для перехода в активное состояние они нуждаются в воздействии других ферментов, продуцируемых слизистой оболочкой тонкой кишки.

Ферменты, расщепляющие жиры и углеводы: липаза и амилаза - синтезируются клетками поджелудочной железы в активной форме. Липаза действует только на поверхности жировых капель, поэтому при уменьшении их объёма (эмульгировании жиров) и, следовательно, увеличении их общей поверхности активность липазы повышается. В этом случае она способствует максимально быстрому перевариванию жиров. Активность липазы повышается в присутствии желчных солей и ионов кальция. Переваривание углеводов продолжается в двенадцатиперстной кишке под влиянием фермента амилазы.

Поджелудочная железа начинает функционировать через 1-3 мин после начала еды. В отличие от желудочной секреции наибольшее количество поджелудочного сока выделяется при приёме хлеба, несколько меньшее - мяса. На молоко же поджелудочная железа, как и желудок, реагирует минимальным сокоотделением.

Ферментный состав панкреатического (pancreas - латинское название поджелудочной железы) сока «художественно гармонирует» (по выражению И.П. Павлова) с количеством и качеством пищевых веществ, поступающих в тонкую кишку. Специальные исследования, в которых испытуемые в течение 1-3 недель получали рационы с повышенным содержанием жиров, или белков, или углеводов, показали, что в соке поджелудочной железы концентрация и соотношение ферментов изменяются соответственно преобладающему в рационе пищевому веществу. Активными возбудителями секреции поджелудочной железы являются разбавленные овощные соки, бульоны, различные органические кислоты (лимонная, яблочная, уксусная).

Деятельность поджелудочной железы не ограничивается выработкой составных частей пищеварительного сока. Ее функции гораздо шире. В ней образуются различные гормоны, в том числе широко известный гормон инсулин, регулирующий концентрацию сахара в крови.

На секреторную деятельность поджелудочной железы оказывают влияние гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и кора больших полушарий. Так, у человека, находящегося в возбуждённом состоянии, наблюдается снижение ферментативной активности поджелудочного сока, а в состоянии покоя - ее повышение.

При некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также при перегрузке пищевого рациона жирами «художественная гармония» исчезает: нарушается способность поджелудочной железы выделять сок соответственно пищевым веществам, поступающим в тонкую кишку. Такое же влияние оказывает недостаток белка в пищевом рационе.

Печень занимает совершенно особое положение среди всех органов пищеварительной системы. К печени по воротное вене (одной из самых крупных вен) притекает вся кровь, идущая от желудка, селезёнки, поджелудочной железы, тонкого и толстого отделов кишечника. Таким образом, все продукты пищеварения из желудка и кишечника поступают прежде всего в печень - главную химическую лабораторию организма, где они подвергаются сложной обработке, и затем по печёночной вене переходят в нижнюю полую вену. В печени происходит обезвреживание (дезинтоксикация) ядовитых продуктов распада белка и многих лекарственных соединений, а также продуктов жизнедеятельности микробов, обитающих в толстой кишке. Туда же поступает гемоглобин из селезенки-главного «депо» крови. Таким образом, печень является своеобразным барьером на пути пищевых веществ.

Продукт секреторной деятельности печени - желчь - принимает активное участие в процессе пищеварения. В состав желчи входят желчные, жирные кислоты, холестерин, пигменты, вода и различные минеральные вещества. Желчь поступает в двенадцатиперстную кишку через 5-10 мин после приёма пищи. Желчеотделение продолжается несколько часов и прекращается с выходом из желудка последней порции пищи. Пищевой рацион отражается на количестве и качестве желчи: больше всего ее образуется при смешанном питании, а наиболее сильными физиологическими возбудителями выхода желчи в двенадцатиперстную кишку являются яичные желтки, молоко, мясо, жиры и хлеб.

«Главная роль желчи - сменять желудочное переваривание на кишечное, уничтожая действие пепсина как опасного для ферментов поджелудочного сока агента и чрезвычайно благоприятствуя ферментам поджелудочного сока, в особенности жировому».

Желчь усиливает действие ферментов поджелудочного сока (трипсина, амилазы) и активирует липазу, а также эмульгирует жиры, что помогает их расщеплению и всасыванию.

Наиболее мощное эмульгирующее действие на жиры в кишечнике оказывают соли желчных кислот, изливающиеся в двенадцатиперстную кишку вместе с желчью.

В результате воздействия желчных кислот на жиры в кишечнике образуется чрезвычайно тонкая эмульсия, что приводит к колоссальному увеличению поверхности соприкосновения жира с липазой, облегчает его разложение на составные части - глицерин и жирные кислоты.

Желчь играет важную роль в процессе всасывания каротина, витаминов D, Е, К и аминокислот. Она повышает тонус и усиливает перистальтику кишечника, главным образом двенадцатиперстной и толстой кишки, оказывает угнетающее действие на кишечную микробную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов.

Печень участвует практически во всех видах обмена веществ: белковом, жировом, углеводном, пигментном, водном. Ее участие в белковом обмене выражается в синтезе альбумина (белка крови) и поддержании его постоянного количества в крови, а также в синтезе белковых факторов свёртывающей и противосвертывающей систем крови (фибриногена, протромбина, гепарина). В печени происходит образование мочевины - конечного продукта белкового обмена - с последующим выделением ее из организма почками.

В печени образуются холестерин и некоторые гормоны. Излишки холестерина выводятся из организма главным образом с желчью. Кроме того, в печени синтезируются сложные соединения, состоящие из фосфора и жироподобных веществ - фосфолипиды. В дальнейшем они включаются в состав нервных волокон и нейронов. Печень является главным местом образования гликогена (животного крахмала) и местом накопления его запасов. Обычно в печени содержится 2/3 всего количества гликогена (1/3 содержится в мышцах). Вместе с поджелудочной железой печень поддерживает и регулирует концентрацию глюкозы в крови.

Из желудка пища переходит в двенадцатиперстную кишку, которая является начальным отделом тонкой кишки (общая длина ее - около 7 м).

Двенадцатиперстная кишка в комплексе с поджелудочной железой и печенью является центральным узлом секреторной, моторной и эвакуаторной деятельности системы пищеварения. В желудке разрушаются клеточные оболочки (начинается частичное расщепление белков соединительной ткани), в полости же двенадцатиперстной кишки продолжаются основные процессы переваривания белков, жиров и углеводов. Здесь всасываются почти все продукты, полученные в результате расщепления пищевых веществ, а также витамины, большая часть воды и солей.

В тонкой кишке происходит окончательное расщепление пищевых веществ. Пищевая кашица перерабатывается под влиянием панкреатического сока и желчи, пропитывающих ее в двенадцатиперстной кишке, а также под влиянием многочисленных ферментов, продуцируемых железами тонкой кишки.

Процесс всасывания происходит на очень большой поверхности, так как слизистая оболочка тонкой кишки образует множество складок. Слизистая густо усеяна ворсинками - своеобразными пальцевидными выпячиваниями (количество ворсинок очень велико: у взрослого человека оно достигает 4 млн.). Кроме того, на эпителиальных клетках слизистой оболочки имеются микроворсинки. Все это увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки в сотни раз.

Из тонкой кишки питательные вещества переходят в кровь воротной вены и поступают в печень, где они перерабатываются и обезвреживаются, после чего часть из них разносится с током крови по всему организму, проникает через стенки капилляров в межклеточные пространства и далее в клетки. Другая часть (например, гликоген) откладывается в печени.

В толстой кишке завершается всасывание воды и происходит формирование каловых масс. Сок толстой кишки характеризуется наличием слизи, в плотной его части содержатся некоторые ферменты (щелочная фосфатаза, липаза, амилаза).

Толстая кишка является местом обильного размножения микроорганизмов. В 1 г кала содержится несколько миллиардов микробных клеток. Кишечная микрофлора участвует в конечном разложении компонентов пищеварительных соков и остатков непереваренной пищи, синтезирует ферменты, витамины (группы В и витамин К), а также другие физиологически активные вещества, которые всасываются в толстой кишке. Кроме того, микрофлора кишечника создаёт иммунологический барьер по отношению к болезнетворным микробам. Так, животные, выращенные в стерильных условиях без микробов в кишечнике, гораздо более чувствительны к инфекции, чем животные, выросшие в обычных условиях. Таким образом, было показано, что кишечная микрофлора способствует выработке естественного иммунитета.

Присутствующие в здоровом кишечнике микробы выполняют ещё одну защитную функцию: они обладают выраженным антагонизмом по отношению к «чужим» бактериям, в том числе и к болезнетворным, и тем самым предохраняют организм хозяина от их внедрения и размножения.

Защитные функции нормальной кишечной микрофлоры особенно резко страдают при введении в желудочно-кишечный тракт антибактериальных препаратов. В опытах на собаках подавление нормальной микрофлоры антибиотиками вызывало обильный рост в толстой кишке дрожжеподобных грибов. Клинические наблюдения показали, что слишком длительное применение антибиотиков нередко вызывает тяжёлые осложнения, вызванные бурным размножением устойчивых к действию антибиотиков форм стафилококков и кишечной палочки, не сдерживаемым больше конкурирующими микроорганизмами.

Кишечная микрофлора разлагает избыток ферментов поджелудочного сока (трипсин и амилазу) и желчи, способствует распаду холестерина.

У человека за сутки из тонкой кишки в толстую переходит около 4 кг пищевых масс. В слепой кишке пищевая кашица продолжает подвергаться перевариванию. Здесь с помощью ферментов, вырабатываемых микробами, расщепляется клетчатка и всасывается вода, после чего пищевые массы постепенно превращаются в кал. Этому способствуют движения толстой кишки, перемешивающие пищевую кашицу и благоприятствующие всасыванию воды. В сутки вырабатывается в среднем 150-250 г сформированных каловых масс, приблизительно одну треть из них составляют бактерии.

Характер кала и его количество зависят от состава пищи. При питании преимущественно растительной пищей каловых масс значительно больше, чем при питании смешанной или мясной пищей. После употребления ржаного хлеба или картофеля образуется в 5-6 раз больше кала, чем после такого же количества мяса.

Акт дефекации оказывает рефлекторное влияние на сердечно-сосудистую систему. В это время повышается максимальное и минимальное артериальное давление крови, пульс учащается на 15-20 ударов в минуту. У большинства здоровых людей стул бывает один раз в день.

Освобождение кишечника от каловых масс обеспечивается активной перистальтикой, которая возникает при раздражении каловыми массами рецепторов кишечных стенок. При употреблении продуктов, содержащих в достаточном количестве растительную клетчатку, ее грубые непереваренные волокна раздражают нервные окончания в мышцах тонкой, а особенно толстой кишки и вызывают тем самым перистальтические движения, ускоряющие перемещение пищевой кашицы. Недостаток клетчатки затрудняет освобождение кишечника, так как слабая перистальтика, а тем более ее отсутствие вызывают длительную задержку в кишках пищевых остатков, что может явиться причиной различных заболеваний органов пищеварения (например, нарушение функции желчного пузыря, геморрой). При хронических запорах кал сильно обезвоживается, так как в толстой кишке происходит избыточное всасывание воды, в обычных условиях подлежащей удалению с калом. Кроме того, слишком длительное нахождение каловых масс в толстой кишке (хронический запор) нарушает кишечный «барьер», и стенки кишечника начинают пропускать в кровь не только воду с мелкими молекулами питательных веществ, но и вредные для организма крупные молекулы продуктов гниения и брожения - происходит самоотравление организма.

Первый отдел тонкого кишечника называется двенадцатиперстной кишкой, длина которой составляет около 25 см. В нее открываются протоки поджелудочной железы и желчного пузыря. Двенадцатиперстная кишка переходит в подвздошную кишку, длина которой при жизни составляет примерно 3 м (после смерти она расслабляется и ее длина увеличивается). Подслизистая основа слизистой и слизистая имеют складчатую структуру.

Кроме того, слизистая оболочка имеет многочисленные пальцевидные выросты, называемые ворсинками . Стенки ворсинок обильно снабжены кровеносными и лимфатическими капиллярами, а также содержат волокна гладких мышц. Ворсинки, постоянно сокращаются и расслабляются, обеспечивая таким образом тесный контакт с пищей, находящейся в тонком кишечнике. Свободные поверхности эпителиальных клеток ворсинок покрыты тончайшими микроворсинками. Благодаря микроворсинкам площадь поверхности тонкого кишечника значительно увеличивается.

Между ворсинками имеются длинные трубчатые углубления, называемые либеркюновыми криптами. Именно здесь образуются новые эпителиальные клетки, которые замешают постоянно отшелушивающиеся клетки ворсинок (средняя продолжительность жизни таких клеток около пяти дней). Помимо этого, клетки крипт секретируют кишечный сок - слабо щелочную жидкость, содержащую воду и слизь и способствующую увеличению объема содержимого пищеварительного тракта. Клетки Панета, расположенные в основании крипт, секретируют лизоцим - антибактериальный фермент, о котором уже упоминалось при рассказе о слюне.

На всем протяжении тонкого кишечника расположены особые эпителиальные клетки, называемые бокаловидными клетками; эти клетки секретируют слизь, функции которой уже обсуждались в соответствующей статье (см. описание слизистой оболочки). Двенадцатиперстная кишка тоже секретирует щелочную жидкость, нейтрализующую кислоту желудочного сока и обеспечивающую поддержание значения рН 7-8, что оптимально для работы ферментов тонкого кишечника.

Переваривание с помощью ферментов в тонком кишечнике

На рисунке представлены общие пути переваривания углеводов, белков и липидов. Все пищеварительные ферменты тонкого кишечника , кроме ферментов поджелудочной железы, связаны с плазматической мембраной микроворсинок эпителия или расположены внутрисамих эпителиальных клеток. Именно в этих местах протекает окончательный гидролиз дисаха-ридов, дипептидов и некоторых трипептидов (рис. 8.23). Конечными продуктами такого гидролиза являются соответственно моносахариды и аминокислоты. Перечень ферментов, принимающих участие в пищеварении, приведен в таблице.

Помимо собственных ферментов в тонкий кишечник поступают щелочной поджелудочный сок из поджелудочной железы и желчь из печени. Желчь образуется в гепатоцитах и хранится в желчном пузыре. Она содержит смесь солей (желчных солей), которые, попадая в тонкий кишечник, действуют как природные детергенты, уменьшая поверхностное натяжение жировых глобул. При этом происходит образование более мелких капель, что увеличивает общую площадь их поверхности. (Этот процесс называется эмульгирование.) Эти мелкие капли более эффективно подвергаются воздействию липаз (ферментов, расщепляющих липиды). Более подробная информация относительно строения и функции печени приведена в соответствующей статье.

Поджелудочная железа является крупной железой, расположенной за желудком. В ней находятся группы клеток, секретирующих целый ряд пищеварительных ферментов, которые попадают в двенадцатиперстную кишку через проток поджелудочной железы. К ним относятся следующие ферменты:

1) амилаза - превращает амилозу в мальтозу;
2) липаза - расщепляет липиды (жиры и масла) на жирные кислоты и глицерол;
3) трипсиноген - под действием энтерокиназы превращается в трипсин, который расщепляет белки на более короткие полипептиды, а также превращает избыток трипсиногена в трипсин;
4) химотрипсиноген - превращаясь в химотрипсин, расщепляет белки до аминокислот;
5) карбоксипептидаза - превращает пептиды в аминокислоты.

14.7. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОЙ КИШКЕ

Общими закономерностями пищеварения, справедливыми для многих видов животных и человека, являются первоначальное пере­варивание пищевых веществ в кислой среде в полости желудка и последующий их гидролиз в нейтральной или слабощелочной среде тон­кой кишки.

Ощелачивание кислого желудочного химу­са в двенадцатиперстной кишке желчью, под­желудочным и кишечным соками, с одной стороны, прекращает действие желудочного пепсина, а с другой - создает оптимум рН для панкреатических и кишечных ферментов.

Начальный гидролиз пищевых веществ в тонкой кишке осуществляется ферментами поджелудочного и кишечного соков с помо­щью полостного пищеварения, а его промеж­уточный и конечный этапы - с помощью пристеночного пищеварения.

Образующиеся в результате пищеварения в тонкой кишке питательные вещества (в ос­новном мономеры) всасываются в кровь и лимфу и используются для удовлетворения энергетических и пластических нужд орга­низма.

14.7.1. СЕКРЕТОРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ТОНКОЙ КИШКИ

Секреторная функция осуществляется всеми отделами тонких кишок (двенадцатиперст­ной, тощей и подвздошной).

А. Характеристика секреторного процесса. В проксимальной части двенадцатиперстной кишки, в ее подслизистом слое, находятся бруннеровы железы, которые по строению и функции во многом похожи на пилорические железы желудка. Сок бруннеровых желез представляет собой густую бесцветную жид­кость слабощелочной реакции (рН 7,0-8,0), обладающую небольшой протеолитической, амилолитической и липолитической актив­ностью. Главным его компонентом является муцин, который выполняет защитную функ­цию, покрывая густым слоем слизистую обо­лочку двенадцатиперстной кишки. Секреция бруннеровых желез резко усиливается под влиянием приема пищи.

Кишечные крипты, или либеркюновы же­лезы, заложены в слизистой оболочке две­надцатиперстной и остальной части тонкой кишки. Они окружают каждую ворсинку. Секреторной активностью обладают не толь­ко крипты, но и клетки всей слизистой обо­лочки тонкой кишки. Эти клетки обладают пролиферативной активностью и восполняют отторгнутые эпителиальные клетки на вер­шинах ворсинок. В течение 24-36 ч они перемещаются из крипт слизистой оболочки к вершине ворсинок, где подвергаются дес-квамации (морфонекротический тип секре­ции). Поступая в полость тонкой кишки, эпителиальные клетки распадаются и отдают содержащиеся в них ферменты в окружаю­щую жидкость, благодаря чему участвуют в полостном пищеварении. Полное обновле­ние клеток поверхностного эпителия у чело­века происходит в среднем за 3 сут. Кишеч­ные эпителиоциты, покрывающие ворсинку, имеют на апикальной поверхности исчерчен­ную кайму, образованную микроворсинками с гликокаликсом, что повышает их всасыва­тельную способность. На мембранах микро­ворсинок и гликокаликсе находятся кишеч­ные ферменты, транспортируемые из энтеро-цитов, а также адсорбируемые из полости тонкой кишки, которые принимают участие в пристеночном пищеварении. Бокаловид­ные клетки продуцируют слизистый секрет, обладающий протеолитической активностью.

Кишечная секреция включает в себя два самостоятельных процесса - отделение жид­кой и плотной части. Плотная часть кишеч­ного сока нерастворима в воде, она представ-

ляет собой главным образом десквамирован-ные эпителиальные клетки. Именно плотная часть содержит основную массу ферментов. Сокращения кишки способствуют слущива-нию клеток, близких к стадии отторжения, и формированию из них комочков. Наряду с этим тонкая кишка способна интенсивно от­делять жидкий сок.

Б. Состав, объем и свойства кишечного сока. Кишечный сок является продуктом де­ятельности всей слизистой оболочки тонкой кишки и представляет собой мутную, вязкую жидкость, включающую плотную часть. За сутки у человека отделяется 2,5 л кишечного сока.

Жидкая часть кишечного сока, отделенная от плотной части центрифугированием, со­стоит из воды (98 %) и плотных веществ (2 %). Плотный остаток представлен неорга­ническими и органическими веществами. Основными анионами жидкой части кишеч­ного сока являются СГ и НСОз. Изменение концентрации одного из них сопровождается противоположным сдвигом в содержании другого аниона. Значительно меньше кон­центрация в соке неорганического фосфата. Среди катионов преобладают Na + , K + и Са 2+ .

Жидкая часть кишечного сока изоосмо-тична плазме крови. Величина рН в верхнем отделе тонкой кишки составляет 7,2-7,5, а при увеличении скорости секреции может достигать 8,6. Органические вещества жид­кой части кишечного сока представлены сли­зью, белками, аминокислотами, мочевиной и молочной кислотой. Содержание в ней фер­ментов невелико.

Плотная часть кишечного сока - желто­вато-серая масса, имеющая вид слизистых комочков, в состав которых входят распадаю­щиеся эпителиальные клетки, их фрагменты, лейкоциты и слизь, продуцируемая бокало­видными клетками. Слизь образует защит­ный слой, предохраняющий слизистую обо­лочку кишки от чрезмерного механического и химического раздражающего действия ки­шечного химуса. В составе кишечной слизи находятся адсорбированные ферменты. Плотная часть кишечного сока обладает зна­чительно большей ферментативной актив­ностью, чем жидкая. Более 90 % всей секре-тируемой энтерокиназы и большая часть дру­гих кишечных ферментов содержится в плот­ной части сока. Основная часть ферментов синтезируется в слизистой оболочке тонкой кишки, но некоторое их количество поступа­ет в ее полость из крови путем рекреции.

В. Ферменты тонкой кишки и их роль в пи­щеварении. В кишечном секрете и слизистой

оболочке тонкой кишки содержится более 20 ферментов, принимающих участие в пи­щеварении. Большинство ферментов кишеч­ного сока осуществляет завершающие стадии переваривания пищевых веществ, начатого под действием энзимов других пищевари­тельных соков (слюны, желудочного и под­желудочного соков). В свою очередь участие кишечных ферментов в полостном пищева­рении подготавливает исходные субстраты для пристеночного пищеварения.

В составе кишечного сока содержатся те же ферменты, которые образуются в слизи­стой оболочке тонкой кишки. Однако актив­ность ферментов, участвующих в полостном и пристеночном пищеварении, может суще­ственно различаться и зависит от их раство­римости, способности к адсорбции и проч­ности связи с мембранами микроворсинок энтероцитов. Многие ферменты (лейцинами-нопептидаза, щелочная фосфатаза, нуклеаза, нуклеотидаза, фосфолипаза, липаза], синтези­руемые эпителиальными клетками тонкой кишки, проявляют свое гидролитическое действие вначале в зоне щеточной каймы эн­тероцитов (мембранное пищеварение), а затем после их отторжения и распада фер­менты переходят в содержимое тонкой кишки и участвуют в полостном пищеваре­нии. Энтерокиназа, хорошо растворимая в воде, легко переходит из десквамированных эпителиоцитов в жидкую часть кишечного сока, где и проявляет максимальную протео-литическую активность, обеспечивая актива­цию трипсиногена и в конечном итоге всех протеаз поджелудочного сока. В больших ко­личествах присутствует в секрете тонкой кишки лейцинаминопептидаза, расщепляю­щая пептиды различной величины с образо­ванием аминокислот. В кишечном соке со­держатся катепсины, гидролизующие белки в слабокислой среде. Щелочная фосфатаза гид-ролизует моноэфиры ортофосфорной кисло­ты. Кислая фосфатаза оказывает подобное действие в кислой среде. В секрете тонкой кишки присутствуют нуклеаза, деполимери-зующая нуклеиновые кислоты, и нуклеотида­за, дефосфорилирующая мононуклеотиды. Фосфолипаза расщепляет фосфолипиды самого кишечного сока. Холестеринэстераза расщепляет эфиры холестерина в полости кишечника и тем самым подготавливает его к всасыванию. Секрет тонкой кишки обладает слабо выраженной липолитической и амилоли-тической активностью.

Основная часть кишечных ферментов при­нимает участие в пристеночном пищеваре­нии. Образующиеся в результате полостного

пищеварения под действием ос-амилазы под­желудочного сока продукты гидролиза углево­дов подвергаются дальнейшему расщеплению кишечными олигосахаридазами и дисахарида-зами на мембранах щеточной каймы энтеро­цитов. Ферменты, осуществляющие заключи­тельный этап гидролиза углеводов, синтезиру­ются непосредственно в кишечных клетках, локализованы и прочно фиксированы на мем­бранах микроворсинок энтероцитов. Актив­ность мембраносвязанных ферментов чрезвы­чайно высока, поэтому лимитирующим зве­ном в усвоении углеводов является не их рас­щепление, а всасывание моносахаридов.

В тонкой кишке продолжается и заверша­ется на мембранах щеточной каймы энтеро­цитов гидролиз пептидов под действием ами-нопептидазы и дипептидазы, в результате чего образуются аминокислоты, поступаю­щие в кровь воротной вены.

Пристеночный гидролиз липидов осу­ществляет кишечная моноглицеридлипаза.

Ферментный спектр слизистой оболочки тонкой кишки и кишечного сока изменяется под влиянием режимов питания в меньшей степени, нежели желудка и поджелудочной железы. В частности, образование липазы в слизистой оболочке кишки не меняется ни при повышенном, ни при пониженном со­держании жира в пище.

14.7.2. РЕГУЛЯЦИЯ КИШЕЧНОЙ СЕКРЕЦИИ

Прием пищи тормозит отделение кишечного сока. При этом уменьшается отделение как жидкой, так и плотной части сока без изме­нения концентрации в ней ферментов. Такая реакция секреторного аппарата тонкой киш­ки на прием пищи биологически целесооб­разна, поскольку исключает потери кишеч­ного сока, в том числе ферментов, до момен­та поступления химуса в данный участок ки­шечника. В связи с этим в процессе эволю­ции выработались механизмы регуляции, обеспечивающие отделение кишечного сока в ответ на местное раздражение слизистой оболочки тонкой кишки при ее непосредст­венном контакте с кишечным химусом.

Угнетение секреторной функции тонкой кишки во время приема пищи обусловлено тормозными влияниями ЦНС, которые уменьшают реакцию железистого аппарата на действие гуморальных и местных стимулиру­ющих факторов. Исключением является сек­реция бруннеровых желез двенадцатиперст­ной кишки, которая усиливается во время акта еды.

Возбуждение блуждающих нервов усиливает секрецию ферментов в кишечном соке, но не влияет на количество отделяемого сока. Хо-линомиметические вещества оказывают сти­мулирующее действие на кишечную секре­цию, а симпатомиметические вещества - тормозящее влияние.

В регуляции кишечной секреции ведущее значение имеют локальные механизмы. Мест­ное механическое раздражение слизистой оболочки тонкой кишки вызывает увеличе­ние отделения жидкой части сока, не сопро­вождающееся изменением содержания в нем ферментов. Натуральными химическими сти­муляторами секреции тонкой кишки являют­ся продукты переваривания белков, жиров, сок поджелудочной железы. Местное воздей­ствие продуктов переваривания пищевых ве­ществ вызывает отделение кишечного сока, богатого ферментами.

Гормоны энтерокринин и дуокринин, вы­рабатываемые в слизистой оболочке тонкой кишки, стимулируют соответственно секре­цию либеркюновых и бруннеровых желез. Усиливают кишечную секрецию ГИП, ВИП, мотилин, тогда как соматостатин оказывает на нее тормозящее действие.

Гормоны коры надпочечников (кортизон и дезоксикортикостерон) стимулируют сек­рецию адаптируемых кишечных ферментов, способствуя более полной реализации нерв­ных влияний, регулирующих интенсивность выработки и соотношение различных фер­ментов в составе кишечного сока.

14.7.3. ПОЛОСТНОЕ И ПРИСТЕНОЧНОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОЙ КИШКЕ

Полостное пищеварение происходит во всех отделах пищеварительного тракта. В резуль­тате полостного пищеварения в желудке час­тичному гидролизу подвергается до 50 % уг­леводов и до 10 % белков. Образующиеся при этом мальтоза и полипептиды в составе желу­дочного химуса поступают в двенадцати­перстную кишку. Вместе с ними эвакуируют­ся не подвергнутые гидролизу в желудке уг­леводы, белки и жиры.

Поступление в тонкую кишку желчи, под­желудочного и кишечного соков, содержа­щих полный набор ферментов (карбогидраз, протеаз и липаз), необходимых для гидролиза углеводов, белков и жиров, обеспечивает вы­сокую эффективность и надежность полост­ного пищеварения при оптимальных значе­ниях рН кишечного содержимого на всем протяжении тонкой кишки (около 4 м). По-

лостное пищеварение в тонкой кишке проис­ходит как в жидкой фазе кишечного химуса, так и на границе фаз: на поверхности пище­вых частиц, отторгнутых эпителиоцитов и флоккул (хлопьев), образованных при взаи­модействии кислого желудочного химуса и щелочного дуоденального содержимого. По­лостное пищеварение обеспечивает гидролиз различных субстратов, в том числе крупных молекул и надмолекулярных агрегаций, в ре­зультате чего образуются в основном олиго-меры.

Пристеночное пищеварение последователь­но осуществляется в слое слизистых наложе­ний, гликокаликсе и на апикальных мембра­нах энтероцитов.

Панкреатические и кишечные ферменты, адсорбированные из полости тонкой кишки слоем кишечной слизи и гликокаликсом, ре­ализуют главным образом промежуточные стадии гидролиза пищевых веществ. Обра­зующиеся в результате полостного пищеваре­ния олигомеры проходят через слой слизис­тых наложений и зону гликокаликса, где под­вергаются частичному гидролитическому расщеплению. Продукты гидролиза поступа­ют на апикальные мембраны энтероцитов, в которые встроены кишечные ферменты, осу­ществляющие собственно мембранное пище­варение - гидролиз димеров до стадии моно­меров.

Мембранное пищеварение происходит на поверхности щеточной каймы эпителия тон­кой кишки. Оно осуществляется фермента­ми, фиксированными на мембранах микро­ворсинок энтероцитов - на границе, отде­ляющей внеклеточную среду от внутрикле­точной. Ферменты, синтезируемые кишеч­ными клетками, переносятся на поверхность мембран микроворсинок (олиго- и дисахари-дазы, пептидазы, моноглицеридлипаза, фос-фатазы). Активные центры ферментов опре­деленным образом ориентированы к поверх­ности мембран и полости кишки, что являет­ся характерной чертой мембранного пищева­рения. Мембранное пищеварение малоэф­фективно по отношению к крупным молеку­лам, но является очень эффективным меха­низмом расщепления мелких молекул. С по­мощью мембранного пищеварения гидроли-зуется до 80-90 % пептидных и гликозидных связей.

Гидролиз на мембране - на границе ки­шечных клеток и химуса происходит на ог­ромной поверхности, обладающей субмикро­скопической пористостью. Микроворсинки на поверхности кишки превращают ее в по­ристый катализатор.

Собственно кишечные ферменты распола­гаются на мембранах энтероцитов в непо­средственной близости от транспортных сис­тем, отвечающих за процессы всасывания, что обеспечивает сопряжение конечного этапа переваривания пищевых веществ и на­чального этапа всасывания мономеров.