Физиология процесса переваривания принятой пищи сложна и состоит из множества физических, химических процессов. Именно они составляют суть пищеварения. Когда сложные вещества распадаются на более простые составные. Иными словами, это один из первых этапов катаболизма в организме человека. В череде механических и химических превращений участвуют ферменты и играют очень важную роль.
Отделы и подотделы пищеварительной системы человека
Пища попадает изначально в ротовую полость. Это и есть начало пищеварительного тракта, который не всегда верно называют в обиходе желудочно-кишечным, отождествляя понятия. Продукты обмена в конечном счете попадают в прямую кишку. Это терминальный отдел пищеварительной трубки.
| Отдел ЖКТ | Выполняемые функции |
| Полость рта | Механическая обработка, измельчение пищи, участие в элементарном распаде сложной углеводной пищи |
| Глотка | Пропульсия комка и его проглатывание |
| Пищевод | Транзит пищи, пищеводная фаза глотания. |
| Желудок | Механическое воздействие, гидролиз белков |
| Тонкая кишка | Участие во всех видах обмена, всасывание олигосахаридов, жирных кислот и олигопептидов, воды |
| Толстая кишка | Всасывание воды, витаминов, бактериальное пищеварение |
| Прямая кишка | Формирование каловых масс |
| Поджелудочная железа | Участие в гидролизе, липолизе |
| Печень | “фабрика” ферментов |
На всех этапах транзита пищевого комка с ним происходит механическая или химическая трансформация. У каждого из отделов гастро-интестинального тракта своя функция и задача в этом сложном, многоступенчатом процессе.
Ротовая полость
Она имеет два важных отдела: преддверие рта и ротоглотку. Здесь начинает формироваться пищевой комок. Поступившие продукты вызывают стимуляцию рецепторов языка. По обонятельным и вкусовым путям информация поступает в головной мозг.
Рефлекторно усиливается или уменьшается в зависимости от качества продукции объем слюны. Под воздействием этих импульсов готовится почва для дальнейшего процесса переваривания пищи в организме человека: увеличивается секреция иных пищеварительных соков.
Язык и зубы принимают участие в измельчении компонентов пищи. Это важный этап, ведь механическая обработка предшествует химической, начинающейся уже во рту.
Здесь под действием слюны расщепляются сложные углеводные компоненты. В составе слюны два важных энзима: мальтаза и альфа-амилаза. Образуются более простые дисахариды и олигосахариды, которые далее переварить становится проще.
Глотка
Ротовая полость отвечает не только за формирование комка, но и его дальнейшую пропульсию, движение по трубке.
В ротоглотке он долго не задерживается. На этапе, когда пища попадает в область корня языка, заканчивается ротовая фаза глотания. Далее следует глоточная или ротоглоточная. В течение примерно 1 секунды происходит целый каскад мышечных сокращений, в результате которых мышцы глотки сокращаются, а сфинктерный аппарат пищевода — следующего отдела ЖКТ — расслабляется.
Пищевод
В полости этой длинной изогнутой трубки проходит третий этап глотания — пищеводный. За счет секрета железистых клеток слизистой органа и мышечных сокращений пища продвигается по направлению к желудка.
Именно туда она попадает после сокращения нижнего пищегодного сфинктера. Начинаются более сложные химические процессы расщепления.
Желудок
Физиология пищеварения человека предусматривает, что процесс переработки пищи после прохождения через пищевод продолжается в желудке. Это очень важный орган. Состоит из нескольких анатомо-функциональных отделов. Из пищевода его содержимое попадает в кардиальный отдел. Здесь практически нет пищеварительных ферментов. Водородный показатель не достигает оптимума для их нормальной работы.
Из кардии пища попадает в тело желудка. Здесь большое количество париетальных или так называемых обкладочных клеток. Они отвечают за выработку анионов хлора и катионов водорода. Получающая соляная кислота отвечает за высокую кислотность желудочного сока. Оптимальным для нормальной работы ферментов является рН от 1.5 до 2.5.
Желудочный сок выполняет также следующие функции:
- участие в запирательном механизме пилорического отдела желудка, так как кислая пища в двенадцатиперстную кишку поступить не сможет;
- обеззараживающая: наличие достаточного количества кислоты обусловливает защиту от бактерий, вызывающих гниение и брожение;
- создает условия для аутокатализа пепсина — целого каскада реакций.
Профермент (неактивная форма) образуется в главных клетках слизистой оболочки желудка. Их максимум приходится тоже на область тела. В кислой среде пепсиноген превращается в активный белок, который активирует и ускоряет процессы распада белка. Он трансформируется в более простые олиго- и полипептидные цепочки.
В гидролизе углеводов желудочный сок и его компоненты не участвуют. Кислая среда для них губительна.
Жировой компонент тоже не расщепляется химически. Но здесь кислая среда желудка создает условия для их эмульгирования. В таком виде липиды в нижерасположенных отделах гастро-интестинального тракта распадаются проще и с меньшими затратами энергии.
Тонкая кишка
https://www.youtube.com/watch?v=_mjUHEnzpew
Она состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки. Они отличаются своим строением и выполняемыми функциями.
Из пилорического отдела желудка пища попадает прямо в двенадцатиперстную кишку. Это относительно небольшой участок кишечника, но чрезвычайно важный. Ведь именно здесь осуществляется катаболические реакции всех видов обмена, а также всасывание питательных компонентов.
Кашица, попавшая сюда из желудка, подвергается дальнейшим пропульсивным движениям, в результате которых продолжается механическая переработка пищевого комка. Водородный показатель здесь имеют щелочную реакцию — от 7.5 до 8.4. При закислении ферментативные процессы становятся замедленными и менее 
эффективными.
Самые главные ферменты, участвующие в расщеплении белковых структур, это триспин и химотрипсин. Они вырабатываются в щеточной каемке кишечных клеток. Они также синтезируются в неактивной форме и активируются энтерокиназой.
Трипсиноген, трансформировавшийся в трипсин, расщепляет оставшиеся полипептиды до более коротких аминокислотных цепочек и олигопептидов. Более тщательному гидролизу подвергается получающаяся смесь при помощи химотрипсина.
На этом распад белка не завершается. Концевые карбокси-группы отщепляются от пептидных цепочек при помощи эластазы и карбоксипептидазы. В итоге в дистальные отделы кишечника поступают олигопептиды, аминокислоты.
Жировой обмен в двенадцатиперстной кишке происходит под действием липазы. Этот фермент расщепляет различные группы липидов. В результате появляются глицерол и жирные кислоты.
Из углеводных компонентов под действием мальтазы, амилазы расщепляются сахара и образуются моносахара. Они используются в дальнейшем в анаболических реакциях.
Физиология пищеварения человека продолжается в тощей и подвздошной кишке. Здесь происходит всасывание олиго- и моносахаридов, жирных кислот, аминокислот. За это отвечает пристеночное пищеварение. Вместе с ними всасывается вода. Эти метаболиты попадают через микроворсинки в лимфоидный аппарат. Далее путь лежит через системный кровоток и печеночный фильтр.
Толстая кишка
В этом отделе пищеварительного тракта продолжается всасывание воды. Параллельно начинается формирование каловых масс.
Толстая кишка имеет следующие отделы:
- слепая кишка;
- восходящая и нисходящая ободочная кишка;
- поперечный отдел ободочной кишки;
- сигмовидная кишка.
В пределах проксимальных отделов тракта происходит всасывание воды, витаминов, а также оставшихся ионов хлора, калия, магния. Кроме этого слепую и ободочную кишку колонизируют различные бактерии. Они участвуют в переработке оставшихся масс. Этот процесс носит название бактериального пищеварения. Здесь может возникать брожение и гниение.
Толстая кишка — резервуар, своеобразное депо для будущих каловых масс. Они лишаются избытка воды. И поступают ниже.
Прямая кишка
Физиология пищеварения человека не заканчивается на всасывании элементов. Прямая кишка — финальный отдел пищеварительной трубки. Здесь окончательно формируются каловые массы.
Избыток воды всасывается слизистой оболочкой органа. Она обильно кровоснабжается. Есть особенность — отсюда берет начало геморроидальный кровоток, по которому кровь идет непосредственно к воротной вене по портокавальному анастомозу. Поэтому отсюда еще могут всосаться в кровоток растворенные в воде вещества.
Анальное отверстие
В процессе переваривания оно никак не участвует. Роль ануса заключается в процессе дефекации.
Мышечные сфинктеры подвластны коре головного мозга, что позволяет человеку контролировать процесс. Через анальное отверстие конечные продукты пищеварения покидают организм.
Другие органы – участники пищеварения
Физиология устроена настолько адекватно и уникально, что в процессе пищеварения в организме человека участвуют органы, не входящие в состав пищеварительного тракта.
Поджелудочная железа (иначе называют железой Альбаррана). Она синтезирует гормоны, участвующие в углеводном обмене, а также ферменты, которые принимают непосредственное участие в переваривании пищи.
Панкреатическая липаза — важный энзим, необходимый для того, чтобы расщепить жиры. Именно поэтому секреция панкреатического сока максимальна во время приема жирной пищи.
Кроме того, в секрете поджелудочной железы содержится дезоксирибонуклеаза, химотрипсин и трипсин.
Роль печени в пищеварении очень сложно переоценить. Ведь этот орган — кладезь ферментов. Именно он отвечает за синтез белков, участвующих в расщеплении продуктов от сложных до простых, готовых к поступлению в кровоток.
Очень велико участие печени в углеводном обмене. При нарушении функции этого органа развиваются тяжелые метаболические нарушения, вплоть до формирования сахарного диабета.
В печени формируется желчь. Она содержит желчные кислоты — необходимый участник переваривания. Это позволяет делать молекулы жира доступными для дальнейших биохимических превращений. Иными словами, желчные кислоты отвечают за эмульгирование жиров. Кроме того, они создают необходимый уровень кислотности в двенадцатиперстной кишке.
Желчные протоки и желчный пузырь — это резервуары для синтезируемой в печени желчи. Там она депонируется “до востребования”. При воспалении и систематическом нарушении диеты появляется склонность к формированию камней в желчном пузыре.
Секреты поджелудочной железы, печени и желчного пузыря попадают в двенадцатиперстную кишку и там реализуют свое действие и участие в переваривании.
Общая протяженность ЖКТ
В организме человека кишечник обладает огромными размерами. Ведь это увеличивает площадь соприкосновения с пищей. Этот факт важен для интенсивного всасывания электролитов, метаболитов, витаминов и воды.
Тонкая кишка — самый протяженный участок гастроинтестинального тракта. Это 6.5 — 7.0 м. Именно в этом отделе предусмотрена максимальная интенсивность всасывания и биохимической трансформации белков, жиров, углеводов.
На толстую кишку приходится около 2 метров. Процессы пищеварения здесь менее интенсивные, так как основная функция заключается в депонировании формирующихся каловых масс и финального всасывания остаточных нутриентов.
Пищеварение и экскрекция
Процесс начинается еще во рту и ротоглотки. С помощью языка, губ, мышц неба формируется комок пищи. Язык осуществляет вкусовую рецепцию. Глотка принимает участие в продвижении пищи к пищеводу, откуда пища практически неизменной попадает в желудок.
В этом отделе продолжается механическая обработка и начинается эмульгирование жиров. Белки гидролизуются с помощью пепсина до более простых полипептидных цепей. Жиры не подвержены в этом сегменте биохимической трансформации.
В тонкой кишке, а именно в полости двенадцатиперстной, под действием сока поджелудочной железы, секрета печени и желчного пузыря осуществляется распад жиров, белков и углеводов. Особенно интенсивно распадаются жиры.
Параллельно здесь происходит пристеночное всасывание простых продуктов обмена и воды. Далее в толстой кишке всасывается только вода и витамины. То, что не всосалось ранее, подвергается воздействию бактериальной флоры, их ферментам. В итоге происходит бактериальное пищеварение.
В прямой кишке формируются каловые массы, всасываются последние остатки воды. Выведение осуществляется через анальное отверстие.
Моторика и иннервация пищеварительного тракта
Стенки полых органов пищеварительной системы заключают в себе многочисленные сплетения из вегетативных нервных волокон. Но у каждого отдела есть свои особенности иннервации.
Симпатическая иннервация глотки осуществляется за счет гортанно-глоточных веточек верхнего шейного симпатического узла. А за парасимпатику отвечает блуждающий нерв.
В слизистой оболочке пищевода мышечные волокна ориентированы продольно для лучшего продвижения пищевого комка в краниокаудальном направлении. Около органа также формируются сплетения. Они состоят из волокон блуждающего нерва, который отвечает за парасимпатическую иннервацию, а также из веточек шейных и грудных узлов симпатического ствола.
Мышечный массив желудка состоит из разнонаправленных и ориентированных мышечных волокон. Это связано с тем, что в этом органе активно перемешивается пища, а также происходит максимально интенсивное механическое воздействие на пищевой комок.
Иннервация органа исходит из волокон чревного сплетения и блуждающего нерва. Их ветви формируют многочисленные сплетения, среди которых мощно выраженно переднее и заднее желудочные сплетения.
Схожий принцип иннервации у тонкой кишки. Только вместо чревного сплетения принимает участие брыжеечное.
Толстый кишечник устроен иначе. Мышечный слой практически полностью состоит из циркулярного слоя. Это обусловливает преобладание маятникообразных и перемешивающих движений в поперечной, восходящей и нисходящей ободочной кишке, а также маятниковых движения в сигме и прямой кишке.
Физиология пищеварения человека устроена непросто. Симпатический отдел представлен по-разному в верхних и нижних этажах толстой кишки. Равно, как и парасимпатические нервы. Симпатика формируется из ветвей существующих поджелудочного и брыжеечного сплетений. За парасимпатическую иннервацию отвечают ветви nervus vagus (10 пара черепно-мозговых нервов) и тазовые нервы.
Физиология процесса пищеварения в организме человека позволяет поддерживать постоянство внутри пищеварительного тракта. Это важно в постоянно меняющихся условиях его функционирования.
Оформление статьи: Мила Фридан
Видео о физиологии пищеварения человека
Физиология человеческого пищеварения: