Физиология пищеварения. Сущность процессов, происходящих в желудочно-кишечном тракте

 

Передвижение пищевого комка (химуса) по желудочно-кишечному тракту - процесс, который осуществляется на оральном и аборальном концах с участием произвольных поперечно-полосатых мышц, а на остальных этапах - с участием гладкой мускулатуры.

 

СЕКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ЖКТ

 

Секреция различных соков, слюны - важнейшая функция ЖКТ. Слюнные  железы, панкреатическая железа - это  обособленные железы, в которых вырабатываются секреты. Эти секреты идут в полость  ЖКТ. Существует множество железистых клеток, которые находятся в толще слизистой ротовой полости, желудка, тонкого и толстого кишечника, в которых осуществляется секреция, продукты которой выделяются в полость ЖКТ через специальные мелкие выводные протоки. Секреция в ЖКТ обеспечивает наличие в секретах гидролитических ферментов, создание оптимальной рН среды, наличие защитных факторов (слизь, бактерицидные вещества). Секреторные клетки ЖКТ выполняют и роль экскреторных структур.

 

Пищеварение в различных отделах  пищеварительного тракта. Пищеварение  в полости рта

Здесь имеются три большие парные слюнные железы - околоушная (продуцирует  серозную слюну, богатую ферментами, но с малым содержанием слизи - муцина), подъязычная и подчелюстная (обе смешанные, продуцируют серозную и слизистую слюну) и масса мелких слюнных желез, расположенных в слизистой ротовой полости. В сумме за сутки выделяется 0,5-2 литра, из них 30% приходится на долю околоушной железы. Так как слюнные железы являются также и органами выделения, то в слюне всегда имеются продукты, выводимые пачками и другими органами выделения: мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин, их уровень существенно повышается при нарушении функции почек. В слюне содержатся муцин, лизоцим (мурамидаза), различные гидролазы: альфа-амилаза (расщепляет крахмал до декстринов и мальтазы) и альфа-глюкозидаза, или мальтаза. Эти ферменты при рН 6,8-7,4 способны начать гидролиз углеводов. Слюна также содержит про теазы: катенсин, гландулаин, саливаин, липазу, щелочную и кислую фосфатазы, РНК-азу, нуклеазы.

 

Регуляция слюноотделения - это сложнорефлекторный процесс, совокупность безусловных  и условных рефлексов. Раздражение  рецепторов ротовой полости, также  как и органов обоняния, зрения вызывает активацию центров, регулирующих слюноотделение. Центр слюноотделения - это совокупность нейронов коры, подкорковых  образований, гипоталамуса, продолговатого и спинного мозга.

 

Желудочный сок

За сутки выделяется 2-2,5 литра. Натощак  секретируется незначительное количество (вариант запального сока). В момент начала приема пищи и после тою, как  пища попала в желудок, секреция желудочного  сока постепенно возрастает и держится на сравнительно высоком уровне 4-6 часов от момента приема нищи. Наибольшее количество желудочного сока выделяется на белковую пищу, меньше - на углеводную и еще меньше - на жирную. Следовательно, характер выделения желудочного сока и его объем зависят от вида и объема пищи.

 

В норме желудочный сок богат  ионами водорода, поэтому его рН = 1,5-1,8. Это обусловлено содержанием  в соке соляной кислоты.

 

Помимо HCI, желудочный сок содержит воду (995 г/л), хлориды (5-б г/л), сульфаты, фосфаты, бикарбонаты, ионы натрия, калия, кальция. Главным компонентом являются ферменты - пепсины (около 8 видов), гидроСоляная кислота.

Соляная  кислота

Париетальные клетки фундальных желёз желудка секретируют соляную кислоту — важнейшую составляющую желудочного сока. Основные её функции: поддержание определённого уровня кислотности в желудке, обеспечивающего превращение пепсиногена в пепсин, препятствование проникновению в организм болезнетворных бактерий и микробов, способствование набуханию белковых компонентов пищи, подготовка её к гидролизу.

Соляная кислота, продуцируемая париетальными  клетками, имеет постоянную концентрацию: 160 ммоль/л (0,3–0,5%).

 

Бикарбонаты

Бикарбонаты НСО3− необходимы для  нейтрализации соляной кислоты  у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки  в целях защиты слизистой от воздействия  кислоты. Продуцируются поверхностными добавочными (мукоидными) клетками. Концентрация бикарбонатов в желудочном соке — 45 ммоль/л.

 

Пепсиноген и пепсин

Пепсин является основным ферментом, с помощью которого происходит расщепление  белков. Существует несколько изоформ пепсина, каждая из которых воздействует на свой класс белков. Пепсины получаются из пепсиногенов, когда последние попадают в среду с определённой кислотностью. За продукцию пепсиногенов в желудке отвечают главные клетки фундальных желёз.

 

Слизь

Слизь — важнейший фактор защиты слизистой оболочки желудка. Слизь  формирует несмешивающийся слой геля, толщиной около 0,6 мм, концентрирующий  бикарбонаты, которые нейтрализуют кислоту и, тем самым, защищают слизистую  оболочку от повреждающего действия соляной кислоты и пепсина. Продуцируется  поверхностными добавочными клетками.

 

Внутренний фактор

Внутренний фактор (фактор Кастла) — фермент, переводящий неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, усваиваемую. Секретируется париетальными клетками фундальных желёз желудка.

 

Химический состав желудочного  сока

Основные химические компоненты желудочного  сока:[1]

вода (995 г/л);

хлориды (5—6 г/л);

сульфаты (10 мг/л);

фосфаты (10—60 мг/л);

гидрокарбонаты (0—1,2 г/л) натрия, калия, кальция, магния;

аммиак (20—80 мг/л).

[править]

Объём продукции желудочного сока

В сутки в желудке взрослого  человека вырабатывается около 2 л желудочного  сока.

Базальная (то есть в состоянии  покоя, не стимулированная пищей, химическим стимуляторами и т. п.) секреция у  мужчин составляет (у женщин на 25—30 % меньше):

желудочного сока — 80—100 мл/ч;

соляной кислоты — 2,5—5,0 ммоль/ч;

пепсина — 20—35 мг/ч.

Максимальная продукция соляной  кислоты у мужчин 22—29 ммоль/ч, у  женщин — 16—21 ммоль/ч.

[править]

 

Физические свойства желудочного  сока

Желудочный сок практически  бесцветен и не имеет запаха. Зеленоватый  или желтоватый цвет показывает на наличие примесей желчи и патологического дуодено-гастрального рефлюкса. Красный или коричневый оттенок может быть из-за примесей крови. Неприятный гнилостный запах обычно является следствием серьёзных проблем с эвакуацией желудочного содержимого в кишечник. В норме в желудочном соке имеется лишь небольшое количество слизи. Заметное количество слизи в желудочном соке говорит о воспалении слизистой желудка.

 

Исследование желудочного сока

Исследование кислотности желудочного  сока проводят с помощью внутрижелудочной рН-метрии. Распространённое ранее  фракционное зондирование, в процессе которого желудочный сок предварительно откачивался желудочным или дуоденальным зондом, сегодня имеет не более, чем  историческое значение.лизующие белки до крупных полипептидов, липаза (она здесь неактивна) и, конечно, муцин, благодаря которому организуется слизистый барьер - важнейший механизм, предотвращающий разрушение слизистой желудка под влиянием HCl и пепсинов.

 

Основное назначение желудочного  сока - это обезвреживание пищи за счет разрушения микроорганизмов с помощью  HCl, подготовка белков к гидролизу путем денатурации под влиянием HCl, первичный гидролиз белков с помощью пепсинов, которые активируются HCI (возникают из пенсиногенов). Осуществление депонирующей функции желудка невозможно при отсутствии HCl.

 

Регуляция желудочного сока

Центр регуляции желудочной секреции - это совокупность нейронов, локализованных в коре больших полушарий, гипоталамусе и в продолговатом мозге, где  они представлены нейронами вагуса.

 

Сок поджелудочной железы

 

 Поджелудочная железа играет большую роль в процессах пищеварения и обмена веществ. Внешняя секреторная деятельность ее состоит в выделении в двенадцатиперстную кишку панкреатического сока, содержащего ферменты, участвующие в процессах пищеварения.

 

Методика исследования механизма  панкреатической секреции, состава  панкреатического сока и влияния  различных условий, прежде всего  пищевых факторов, на отделение сока разработана И.П. Павловым и его  школой. Павлов впервые выработал  способ получения чистого поджелудочного сока в течение длительного времени  путем наложения у животного  постоянной панкреатической фистулы. Павловская методика дала возможность  ему и его ученикам (С.Г. Метт, Л.Б. Попельский, А.А. Вальтер, И.А. Долинский, И.П: Разенков и др.) подробно изучить панкреатическую секрецию в различных условиях постановки опыта и тем самым получить представление о физиологических процессах этого органа. В последующем изучение панкреатической секреции на человеке было произведено К.М. Быковым и Г.М. Давыдовым у больного с хронической панкреатической фистулой, а также в клинике путем применения двойного зонда, дающего возможность получить дуоденальное содержимое отдельно от желудочного.

 

Состав панкреатического сока. В  течение суток поджелудочная  железа выделяет 1500—2000 мл сока. Панкреатический  сок, полученный в чистом виде, представляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелочной реакции (рН = 7,8— 8,4) благодаря  наличию в ней двууглекислого натрия. Панкреатический сок содержит значительное количество плотных веществ (1,3%), что и обусловливает его  высокий удельный вес (1,015). Из органических веществ в его состав входят главным образом белки, из неорганических — бикарбонаты, хлориды и другие соли. В панкреатическом соке содержатся также слизистые вещества, выделяемые железами выводного протока. Состав сока меняется в зависимости от того, вызвано ли его отделение раздражением блуждающего нерва или действием секретина. Но главной составной частью панкреатического сока являются ферменты, имеющие большое значение в процессах пищеварения. Эти ферменты следующие: трипсин, липаза, амилаза, мальтаза, пивертаза, лактаза, нуклеаза, а также в незначительном количестве эрепсин и ренин.

 

Трипсин представляет собой комплекс протеолитических ферментов: собственно трипсин, химотрипсин и карбоксипептидазу, что дает ему возможность, в отличие от пепсина, расщеплять белки до конечных продуктов всасывания — аминокислот. Трипсин выделяется в кишечник в недеятельном или слабодеятельном состоянии в виде трписиногена, который под влиянием кишечного фермента — энтерокиназы (Шеповальников) — переходит в активное состояние.

 

Липаза — фермент, расщепляющий жиры и, в частности, глицериды высших жирных кислот. Этот фермент также  выделяется в недеятельном состоянии  и активируется в кишечнике желчью и главным образом желчными кислотами, под влиянием которых липаза приобретает  способность расщеплять нейтральный  жир на жирные кислоты и глицерин. Панкреатический сок совместно  с желчью также способствует эмульгированию жиров. В норме с испражнениями  выделяется весьма незначительное количество жира, при уменьшении же панкреатической  секреции содержание его в фекальных  массах увеличивается, а при полной обтурации панкреатического протока может достигать 80% или даже более.

 

Амилаза (диастаза), в отличие от трипсина и липазы, выделяется поджелудочной  железой в активном состоянии. Место  образования амилазы до сих пор  остается невыясненным. Некоторые исследователи  полагают, что амилаза образуется в печени, селезенке и поджелудочной  железе, другие, не отрицая этой возможности, считают все же, что основным и  главным местом образования амилазы  является поджелудочная железа. Преимущественная роль поджелудочной железы в продуцировании амилазы подтверждается следующими фактами:

1) быстрое повышение количества  амилазы в крови в случае  перевязки панкреатического протока  и соответственно в клинике  при заболеваниях поджелудочной  железы, сопровождающихся закрытием  протока;

2) острые воспалительные процессы  в поджелудочной железе ведут  к кратковременному, но резко  выраженному подъему амилазы  в крови;

3) после удаления поджелудочной  железы выявляется, наоборот, уменьшение  количества амилазы в крови.

 

Вольгемут и другие исследователи считают, что поджелудочная железа является единственным местом образования этого фермента. К такому заключению они приходят на основании того, что при перевязке главного панкреатического протока быстро возрастает количество амилазы в крови и моче и, наоборот, атрофические процессы в поджелудочной железе ведут к уменьшению количества этого фермента в крови. Амилаза способствует перевариванию углеводов (крахмал, полисахариды, гликоген). Она гидролизирует их в мальтозу, которая под влиянием мальтазы расщепляется до стадии декстрозы. Инвертаза расщепляет сахарозу на декстрозу и фруктозу, а лактаза — молочный сахар на декстрозу и галактозу. Ферменты поджелудочной железы обладают действием только в щелочной среде.

 

Механизм панкреатической секреции двойной — нервный и гуморальный. И.П. Павловым впервые был доказан  нервный механизм этой секреции. В  работе с М.А. Афанасьевым «О секреторных  нервах поджелудочной железы» (1877) он показал, что раздражение блуждающего  нерва вызывает секрецию поджелудочной железы. По его же наблюдениям, панкреатическую секрецию вызывает и раздражение симпатического нерва.

 

Кишечный сок

Кишечный сок на 98% состоит из воды и 2% сухого остатка: (рН - 8-8,6), в  котором находятся органические и неорганические вещества. К последним  относятся бикарбонаты и соли Nа+, К+, Са2+ и др. К органическим - мочевина, мочевая кислота, аминокислоты, слизи и многочисленные ферменты, которые действуют на промежуточные продукты распада, фактически завершая гидролиз. В кишечном соке обнаружено 22 фермента: различные протеазы - лейцинаминопептидаза, аминопептидаза, карбоксипептидаза, трипептидаза, дипептидаза, кислые катепсины, энтеропептидаза и др. Кроме того, в кишечном соке содержатся фосфатаза, фосфорилаза, нуклеаза и др. К амилолитическим ферментам относятся карбогидразы - сахараза, мальтаза, лактаза, гидролизирующие соответствующие дисахариды.

 

 Секреторная функция кишечника регулируется нервными и гуморальными механизмами. Нервная регуляция секреции осуществляется на системном (пищевой центр) и органном уровнях (ганглиозные нервные клетки стенки кишечной трубки, в пределах которых замыкаются короткие рефлекторные дуги). За их счет секреция может усиливаться (холинэргические и серотонинэргические системы) или тормозиться (адренэргические системы). Однако, последний вид регуляции находится под контролем системного.