07. Строение и функция пищеварительной системы. Роль трудов И.П. Павлова в изучение пищеварения

Система пищеварения включает:

• весь желудочно-кишечный тракт;
• все пищеварительные железы;
• механизмы регуляции.

Желудочно-кишечный тракт начинается с ротовой полости, продолжается пищеводом, желудком и заканчивается кишечником. Железы расположены на протяжении всей пищеварительной трубки и выделяют в просвет органов секреты.

Все функции делятся на пищеварительные и не пищеварительные. К пищеварительным относятся:

1. секреторная активность пищеварительных желез;
2. моторная деятельность желудочно-кишечного тракта (осуществляется благодаря наличию гладкомышечных клеток и скелетных мышц, обеспечивающих механическую обработку и продвижение пищи);
3. всасывательная функция (поступление конечных продуктов в кровь и лимфу).

Не пищеварительные функции:

1. эндокринная;
2. экскреторная;
3. защитная;
4. деятельность микрофлоры.

Таким образом, система пищеварения обеспечивает механическую и химическую обработку пищи, осуществляет всасывание конечных продуктов распада в кровь и лимфу, транспортирует к клеткам и тканям питательные вещества, выполняет энергетическую и пластическую функции.

Выделяют три типа пищеварения:

1. внеклеточное;
2. внутриклеточное;
3. мембранное.

Внеклеточное пищеварение происходит за пределами клетки, которая синтезирует ферменты. В свою очередь, оно делится на полостное и внеполостное. При полостном пищеварении ферменты действуют на расстоянии, но в определенной полости (например, это выделение секрета слюнными железами в ротовую полость). Внеполостное осуществляется за пределами организма, в котором образуются ферменты (например, микробная клетка выделяет секрет в окружающую среду).

Мембранное (пристеночное осуществляется на границе между внеклеточным и внутриклеточным пищеварением, т. е. на мембране. У человека осуществляется в тонком кишечнике, поскольку там имеется щеточная кайма. Особенности мембранного пищеварения:

1. осуществляется за счет ферментов, имеющих двойное происхождение (синтезируются клетками и абсорбируются содержимого кишечника);
2. ферменты фиксируются на клеточной мембране таким образом, чтобы активный центр был направлен в полость;
3. происходит только в стерильных условиях;
4. является заключительным этапом в обработке пищи;
5. сближает процесс расщепления и всасывания за счет того, что конечные продукты переносятся на транспортных белках.

В организме человека полостное пищеварение обеспечивает расщепление 20–50 % пищи, а мембранное – 50–80 %.

Передний отдел пищеварительного аппарата — ротовая полость — является начальным отделом пищеварительной трубки, куда при естественных условиях прежде всего поступает пища и где она подвергается первоначальной механической и химической обработке. Поступившие в рот горькие, соленые, кислые и сладкие вещества производят раздражение вкусовых рецепторов, расположенных в различных зонах слизистой языка. Кроме того, в слизистой ротовой полости имеются нервные окончания, воспринимающие температурные и механические раздражения. Весь этот процесс является сложным рефлекторным актом. Пищеварение во рту сводится главным образом к механической обработке пищи. Химическое же воздействие слюны на пищевые вещества (углеводы) весьма ничтожно из-за непродолжительного пребывания пищевой массы в ротовой полости. Однако переваривающее действие слюны, поступившей вместе с пищевым комком в желудок, продолжается еще в течение некоторого времени, т. е. до тех пор, пока не наступит кислая реакция. 

Слюна - секрет слюнных желез, не имеет запаха, вкуса, цвета, имеет слабощелочную реакцию ( рН = 6,8 - 7,4). У взрослого человека за сутки образуется 0,5-2 л слюны. Своеобразный слизистый вид, вязкость и консистенция слюны зависят от присутствия в ней гликопротеида - муцина. В слюне содержатся ферменты: а- амилаза, мальтазой и лизоцим (мурамидаза) белки - альбумины, глобулины и муцин, минеральные вещества - Na, К, Са, Мg, Р, Cl и продукты метаболизма - мочевая кислота, мочевина, аммиак, аминокислоты, моносахара, витамины. В ротовой полости происходят такие процессы пищеварения: расщепления крахмала и гликогена под действием амилазы слюны до декстринов; расщепление мальтозы и сахарозы под действием мальтазы (глюкозидаза) к глюкозе; частичное всасывание глюкозы.

Желудок является расширением пищеварительной трубки, располагается между пищеводом и тонкой кишкой. В желудке происходит химическая переработка пищи благодаря выделению желудочного сока. Кроме того, желудок выполняет следующие функции:

• экскреторную;
• эндокринную;
• всасывающую (воду и растворенные в ней вещества);
• обезвреживающую (соляная кислота и иммунная система желудка обезвреживает большинство вредных веществ и микробов).

В течение суток у человека образуется около 2,5л сока. Его основные составные части - ферменты , НСl и слизь. Натощак рН сока близка к нейтральной или слабощелочная, а после еды - кислая ( 0,8-1,5 ).

Желудочный сок - это прозрачная жидкость, имеет кислую реакцию и содержит муцин (слизь), ферменты (пепсин, липазу) и хлорную кислоту. Его производят многочисленные железы, содержащихся в слизистой оболочке желудка. Они трех типов: железы первого типа выделяют муцин (слизь) второго - хлорную кислоту третьего - ферменты желудочного сока (пепсин, липазу). Муцин (слизь) защищает стенки желудка от действия соляной кислоты и раздражающих веществ пищи. Соляная кислота активирует ферменты желудочного сока, приводит частичное разрушение структуры белков и их набухание, что способствует лучшему перевариванию (расщеплению), стимулирует двигательную деятельность желудка; убивает болезнетворные бактерии, попавшие с пищей, прекращает гнилостные процессы. Кроме соляной кислоты, желудочный сок содержит в себе небольшое количество других кислых соединений - кислые фосфаты, молочную и угольную кислоты, аминокислоты. Основным ферментативным процессом в полости желудка является начальный гидролиз белков до альбунов и пептидов с образованием небольшого количества аминокислот.

Фазы желудочной секреции. Во время мозговой фазы секреция стимулируется преимущественно нервной системой. Компонентами ее являются условные и безусловные рефлексы. Запускается процесс сокоотделения условными рефлексами, вызванными видом, запахом пищи или даже представлением о ней. Безусловнорефлекторние реакции связаны с раздражением рецепторов слизистой оболочки языка. На первую фазу секреции накладывается вторая - желудочная. Эта фаза зависимости от наличия пищи в желудке (растяжения едой, тактильными и химическими раздражителями) длится несколько часов. В реализации желудочной фазы участвуют ваговагальный рефлексы (с участием ЦНС ) и местные, периферические рефлексы, замыкаются в ганглиях стенки желудка. При этом выделяется значительное количество сока. Эта фаза важна для коррекции сокоотделения.

Третья, кишечная, фаза желудочной секреции возникает при переходе химуса из желудка в двенадцатиперстную кишку. Количество желудочного сока, выделяющегося в эту фазу не превышает 10 % от общего объема желудочного секрета. Кишечная фаза желудочной секреции зависит также от нервных и гуморальных влияний, но преобладают последние. Нервные влияния с механо и хеморецепторов кишечника через дуоденогастральный рефлекс усиливают секреторные процессы в желудке, если сюда поступает еще недостаточно переварен химус. Однако наибольшее значение, особенно по коррекции желудочной секреции, имеют не нерворефлекторные механизмы, а гастроинтестинальные гормоны и продукты гидролиза пищевых белков.

Содержимое желудка переходит в двенадцатиперстную кишку только тогда, когда его консистенция становится жидкой или полужидкой. Пища находится в желудке от 6 до 10 ч. Возбуждение его рецепторов через блуждающие нервы приводит к расслаблению и открытию сфинктера. Двенадцатиперстная кишка является центральным отделом пищеварительного канала. Здесь начинается второй этап пищеварения, который имеет ряд особенностей. В процессе пищеварения в двенадцатиперстной кишке участвуют панкреатический (поджелудочный) сок, желчь и кишечный сок, которые имеют выраженную щелочную реакцию. В состав поджелудочного и кишечного соков входят ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы. У взрослого человека за сутки выделяется 1,5-2 л поджелудочного сока. В состав поджелудочного сока входят органические (ферменты) и неорганические вещества. В слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и верхнем отделе тонкого кишечника находится особое вещество (секретин), которое активируется хлористоводородной кислотой и гуморально стимулирует секрецию поджелудочной железы. В периоды покоя поджелудочной железы секреция полностью отсутствует. Во время и после еды секреция поджелудочного сока становится непрерывной. При этом количество выделяющегося сока, его переваривающая способность и продолжительность секреции зависят от состава и количества принятой пищи.

Желчь — продукт секреции печеночных клеток, представляет собой жидкость золотисто-желтого цвета, имеющую щелочную реакцию (рН 7,3—8,0) и относительную плотность 1,008—1,015. Желчь относят к пищеварительным сокам. Желчь повышает активность ферментов панкреатического сока, прежде всего липазы. Желчь необходима для всасывания жирных кислот, а следовательно, жирорастворимых витаминов А, В, Е и К. Желчь усиливает сокоотделение поджелудочной железы, повышает тонус и стимулирует перистальтику кишечника (двенадцатиперстная и толстая кишка). Желчь участвует в пристеночном пищеварении. Она оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов.

Кишечное пищеварение завершает этап механической и химической обработки пищи. В тонкий кишечник поступает секрет дуоденальных желез, поджелудочной железы и печени. Здесь пищеварительные соки продолжают свое переваривающее действие, так как в тонком кишечнике имеется также щелочная среда. К влиянию этих пищеварительных секретов присоединяется мощное действие кишечного сока. В кишечнике различают полостное и пристеночное, или мембранное, пищеварение. Полостное пищеварение обеспечивает начальный гидролиз пищевых веществ до промежуточных продуктов. Мембранное пищеварение обеспечивает гидролиз промежуточной и заключительной его стадий, а также переход к всасыванию.

В тонком кишечнике различают перистальтические и неперистальтические движения. Перистальтические сокращения обеспечивают продвижение пищевой кашицы по кишечнику. Этот вид двигательной активности кишечника обусловлен координированным сокращением продольного и циркулярного слоев мышц. Неперистальтические движения тонкого кишечника представлены сегментирующими сокращениями. К ним относят ритмическую сегментацию и маятникообразные движения. Ритмические сокращения делят пищевую кашицу на отдельные сегменты, что способствует ее лучшему растиранию и перемешиванию с пищеварительными соками.

Основной функцией проксимальной части толстых кишок является всасывание воды. Роль дистального отдела толстого кишечника состоит в формировании каловых масс и удалении их из организма. Всасывание питательных веществ в толстом кишечнике незначительно. Существенная роль в процессе пищеварения принадлежит микрофлоре – кишечной палочке и бактериям молочнокислого брожения. Бактерии в процессе своей жизнедеятельности выполняют полезные для организма функции. Бактерии молочнокислого брожения образуют молочную кислоту, которая обладает антисептическим свойством. Бактерии синтезируют витамины группы В, витамин К, пантотеновую и амидникотиновую кислоты, лактофлавин. Микроорганизмы подавляют размножение патогенных микробов. Моторная функция толстого кишечника обеспечивает накапливание каловых масс и периодическое их удаление из организма. Кроме того, моторная активность кишечника способствует всасыванию воды.

И. П. Павлов поставил перед собой задачу раскрыть роль нервной системы в пищеварении в нормальных условиях, он разработал новые хирургические приемы, позволяющие осуществлять хронические опыты. Были разработаны операции выведения наружу незарастающих отверстий протоков пищеварительных желез или наложения фистул: слюнных желез (1895), поджелудочной железы (1879), желчного протока (1902).

Благодаря этим операциям открыты закономерности слюноотделения, отделения поджелудочного сока и желчевыделения при обработке в пищеварительном канале различной пищи. Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов к операции простой желудочной фистулы присоединил операцию перерезки пищевода на шее и вшивания обоих его концов в кожу (эзофаготомия), что позволило обнаружить важный факт отделения желудочного сока во время нахождения пищи в ротовой полости и привело к открытию нервов, вызывающих отделение желудочную сока. В 1894 г. И. П. Павлов предложил свою знаменитую операцию изоляции маленького желудочка, при которой сохраняются нервы маленького желудочка и поэтому сокоотделение из изолированного павловского желудочка соответствует всем фазам отделения желудочного сока железами большого желудка во время нахождения в нем пищи. Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов использовал и прежний способ вставления в желудок фистульной трубки из неокисляемого металла, закрываемой пробкой В лаборатории И. П. Павлова был разработан способ выключения печени из общего кровотока путем образования соединения (соустья) между воротной и нижней полой венами (свищ Экка). Эта операция позволила изучить защитную, барьерную функцию печени, процесс обезвреживания ею ядовитых продуктов, всасывающихся в пищеварительном канале, а также ядовитых продуктов, которые образуются при работе пищеварительных желез. И. П. Павлов разработал новые способы изучения двигательной работы пищеварительного канала путем изолирования и (дельных его участков, выведения кишок под кожу, наложения многих фистул по всему ходу пищеварительного канала и др.