Пищеварение. Пищеварительная система

Определение. Пищеварение

Пищеварение — совокупность физических и химических процессов, при которых пища расщепляется до мономеров (аминокислот, глюкозы, жирных кислот), способных всасываться в кровь и использоваться клетками.

Без пищеварения крупные молекулы белков, жиров и углеводов не могут пройти через стенки кишечника — они слишком велики. Ферменты разрезают их на маленькие «кирпичики».

Органы пищеварительной системы

Отдел|Орган|Ключевое событие Пищеварительный тракт|Ротовая полость|Механическое измельчение; амилаза слюны расщепляет крахмал Пищеварительный тракт|Глотка + пищевод|Продвижение пищевого комка к желудку Пищеварительный тракт|Желудок|HCl + пепсин → расщепление белков; 3–4 часа Пищеварительный тракт|Двенадцатипёрстная кишка|Сок поджелудочной железы + желчь → расщепление всего Пищеварительный тракт|Тонкий кишечник|Всасывание мономеров (3–5 м) Пищеварительный тракт|Толстый кишечник|Всасывание воды; формирование кала; микрофлора Пищеварительные железы|Слюнные железы|Амилаза, муцин Пищеварительные железы|Печень|Желчь (эмульгирование жиров); детоксикация Пищеварительные железы|Поджелудочная железа|Сок с ферментами (трипсин, липаза, амилаза); инсулин

Ротовая полость

В ротовой полости пища подвергается механической (жевание, перемешивание языком) и химической обработке.

Слюна (1–1,5 л/сут) содержит фермент амилазу (птиалин), которая начинает расщепление крахмала до мальтозы, а также муцин — слизь для скольжения комка.

💡 Опыт: если долго жевать белый хлеб, он начнёт казаться сладким — амилаза слюны расщепляет крахмал до сахаров.

Желудок

Название|Желудок Класс|Полый мышечный орган Среда|Верхний этаж брюшной полости Факты|Объём 0,5–4 л; стенка — три слоя мышц (перемешивание); слизистая содержит желудочные ямки с главными (пепсиноген), обкладочными (HCl) и добавочными (слизь) клетками

Желудочный сок содержит пепсин (расщепляет белки) и соляную кислоту (pH 1,5–2, денатурирует белки, убивает бактерии, активирует пепсиноген). Слизь защищает стенку желудка от самопереваривания.

⚠️ Гастрит и язва — результат повреждения защитного слизистого слоя. Причина в 90% случаев — бактерия Helicobacter pylori и/или нарушение питания.

Ферменты: ключ к перевариванию

Ферменты (энзимы) — биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции расщепления в миллионы раз. Каждый фермент специфичен: работает только с определённым субстратом.

Термин|Субстратная специфичность фермента Суть|Активный центр фермента имеет форму, комплементарную только одному типу молекул (принцип «ключ — замок») Пример 1|Пепсин расщепляет только белки — не действует на жиры или углеводы Пример 2|Липаза расщепляет только жиры — не действует на белки или крахмал Значение|Пищеварение — строго поэтапный процесс: каждый отдел кишечника содержит именно те ферменты, которые нужны на данной стадии

Ферменты работают только в определённом диапазоне pH. Пепсин желудка активен при pH 1,5–2 (сильная кислота); трипсин поджелудочной железы — при pH 7,8–8 (слабая щёлочь). Именно поэтому поджелудочная железа выделяет бикарбонаты вместе с ферментами — они нейтрализуют кислоту желудочного содержимого, создавая щелочную среду для работы панкреатических ферментов.

Тонкий кишечник — главный отдел всасывания

Название|Переваривание в двенадцатипёрстной кишке Шаг 1|Кислое содержимое желудка поступает в двенадцатипёрстную кишку Шаг 2|Желчь из желчного пузыря эмульгирует жиры — разбивает крупные капли на мелкие Шаг 3|Сок поджелудочной железы нейтрализует кислоту (бикарбонаты) и расщепляет: белки (трипсин, химотрипсин), жиры (липаза), углеводы (панкреатическая амилаза) Шаг 4|Собственные ферменты кишечного сока расщепляют ди- и трипептиды, дисахариды Итог|Образуются мономеры: аминокислоты, глюкоза, глицерин + жирные кислоты

Всасывание происходит в тонком кишечнике (длина 5–6 м). Слизистая образует ворсинки (~1–1,5 мм высотой), а на поверхности каждой ворсинки — микроворсинки (щёточная кайма). Суммарная площадь поверхности — ~200 м².

Срез тонкой кишки при ×40: видны пальцевидные ворсинки, выступающие в просвет. На вершине ворсинки — плотно стоящие энтероциты с щёточной каймой (микроворсинки не различимы при малом увеличении). Внутри ворсинки — кровеносный капилляр (для глюкозы, аминокислот) и лимфатический синус (хилусный сосуд, для жиров).

• Аминокислоты и глюкоза — всасываются в капилляры ворсинок → воротная вена → печень.
• Глицерин и жирные кислоты — всасываются в лимфатические сосуды ворсинок → лимфатическая система → кровь.

Роль печени

Печень (~1,5 кг) выполняет более 500 функций:

• Синтез желчи (600–1000 мл/сут).
• Детоксикация ядов, лекарств, алкоголя.
• Синтез белков плазмы (альбумин, факторы свёртывания).
• Глюконеогенез и гликогенолиз (регуляция уровня глюкозы в крови).
• Депо гликогена, жирорастворимых витаминов (A, D, E, K).

📌 Ключевое правило: вся кровь от кишечника проходит через печень по воротной вене. Печень — «таможня» организма: задерживает и обезвреживает то, что не должно попасть в общий кровоток.

Пример. Переваривание бутерброда

Бутерброд = хлеб (крахмал) + масло (жир) + колбаса (белок):

1. Рот — амилаза начинает расщеплять крахмал.
2. Желудок — пепсин + HCl денатурируют и расщепляют белки колбасы.
3. Двенадцатипёрстная кишка — желчь эмульгирует масло; ферменты поджелудочной завершают расщепление всего.
4. Тонкий кишечник — всасывание мономеров.
5. Толстый кишечник — всасывание воды, формирование кала.

Важно! Толстый кишечник и микрофлора

⚠️ Кишечная микробиота (~1,5 кг бактерий) синтезирует витамины группы B и K, расщепляет клетчатку, защищает от патогенных бактерий. Антибиотики нарушают микрофлору — это объясняет диарею при приёме антибиотиков.

Название|Роль кишечной микрофлоры Шаг 1|Пища, не переваренная в тонком кишечнике (клетчатка, резистентный крахмал), поступает в толстый кишечник Шаг 2|Бактерии (Bacteroides, Lactobacillus, Bifidobacterium) ферментируют клетчатку → короткоцепочечные жирные кислоты (пропионат, ацетат, бутират) Шаг 3|Бутират питает клетки слизистой толстого кишечника; ацетат и пропионат всасываются в кровь и используются печенью Итог|Микробиота синтезирует витамины K и B₁₂, подавляет рост патогенов, поддерживает местный иммунитет слизистой; нарушение её состава (дисбиоз) связывают с ожирением, диабетом и даже депрессией