Жизнь в своих разнообразных проявлениях требует питательные вещества для обеспечения пластических процессов и компенсации энергетических затрат. Естественным источником этих веществ является пища, с которой в организм поступают белки, жиры, углеводы, минеральные соли и витамины.
Питательные вещества, кроме минеральных солей и воды, не поступают в организм в готовом для усвоения виде, а потому не могут попасть через клеточные мембраны во внутреннюю среду, что в процессе эволюции приводит к формированию пищеварительной системы (sistema digesterum), которая состоит из пищеварительного тракта и больших пищеварительных желез, и где во время пищеварения происходит расщепление сложных компонентов пищи до простых соединений и их всасывание.
Таким образом, пищеварение — это совокупность процессов, благодаря которым обеспечивается физическая и химическая переработка пищевых продуктов до химических соединений, утративших видовую специфичность и пригодных для обмена веществ в организмах живых существ. Основными функциями пищеварительной системы считаются:
- Секреторная — выработка и выделение железистыми клетками пищеварительных соков (слюна, желудочный, поджелудочный, кишечный сок, желчь), содержащие ферменты и компоненты, обеспечивающие их высокую активность.
- Моторно — эвакуаторная или двигательная — осуществляется мышцами пищеварительного тракта и обеспечивает изменение агрегатного состояния пищи (измельчение, перемешивание) и передвижения ее в аборальном направлении (дальний относительно ротового отверстия).
- Всасывающая — обеспечивает транспорт конечных продуктов пищеварения, воды, солей и витаминов через слизистую оболочку из полости пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма (межклеточная жидкость, кровь, лимфа).
- Экскреторная (выделительная) — выделение с пищеварительными секретами естественных метаболитов, солей тяжелых металлов, лекарственных веществ или их метаболитов.
- Инкреторная — выделение специфическими клетками слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы гормонов, стимулирующих или тормозящих функции органов пищеварения.
- Защитная — осуществляется благодаря барьерной функции желудочно-кишечного тракта (бактерицидная, бактериостатическая, дезинтоксикационная) и рефлекторным механизмам.
- Рецепторная (анализаторная) — хемо — и механорецепторные поля внутренних поверхностей органов пищеварительного тракта могут быть общими для рефлекторных дуг висцеральных и соматических рефлексов.
- Гемопоэтическая (кроветворная) — осуществляется гемамином (продукт железистых клеток слизистой оболочки желудка, фактор Кастля), который стимулирует всасывание цианкобаламина, необходимого для созревания эритроцитов. Кроме того, слизистая оболочка желудка, тонкой кишки и печени депонирует ферритин, который принимает участие в синтезе гемоглобина.
Необходимо обратить внимание на то, что функции пищеварительного тракта мужчин, женщин и детей имеют свои особенности. Различие функций проявляется в разной чувствительности, активности и течении пищеварительных процессов, что связано с половой и возрастной дифференциацией тканей.
Функции пищеварительной системы
Пищеварение является начальным этапом обмена веществ. Человек получает с пищей энергию и все необходимые вещества для обновления и роста тканей, однако, содержащиеся в пище белки, жиры и углеводы являются для организма чужеродными веществами и не могут быть усвоены его клетками. Для усвоения они должны из сложных, крупномолекулярных и нерастворимых в воде соединений превратиться в более мелкие молекулы, растворимые в воде и лишенные специфичности.
Пищеварение — это процесс превращения пищевых веществ в форму, доступную для усвоения тканями, осуществляемый в пищеварительной системе.
Пищеварительная система — система органов, в которой происходит переваривание пищи, всасывание переработанных и выделение непереваренных веществ. Она включает пищеварительный тракт и пищеварительные железы
Пищеварительный тракт состоит из следующих отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкий кишечник, толстый кишечник (рис.1).
Пищеварительные железы располагаются по ходу пищеварительного тракта и вырабатывают пищеварительные соки (слюнные, желудочные железы, поджелудочная железа, печень, кишечные железы).
В пищеварительной системе пища подвергается физическим и химическим превращениям.
Физические изменения пищи — заключаются в ее механической обработке, размельчении, перемешивании и растворении.
Химические изменения — это ряд последовательных этапов гидролитического расщепления белков, жиров, углеводов.
В результате пищеварения образуются продукты переваривания, которые способны всасываться слизистой оболочкой пищеварительного тракта и поступать в кровь и лимфу, т.е. в жидкие среды организма, и затем усваиваться клетками организма.
Основные функции пищеварительной системы:
— Секреторная — обеспечивает выработку пищеварительных соков, содержащих ферменты. Слюнные железы вырабатывают слюну, желудочные железы — желудочный сок, поджелудочная железа — поджелудочный сок, печень – желчь, кишечные железы — кишечный сок. Всего за сутки вырабатывается около 8,5 л. соков. Ферменты пищеварительных соков обладают большой специфичностью – каждый фермент действует на определенное химическое соединение. Ферменты являются белками и для их деятельности необходимы определенная температура, рН среды и др. Различают три основные группы пищеварительных ферментов: протеазы, расщепляющие белки до аминокислот; липазы, расщепляющие жиры до глицерина и жирных кислот; амилазы, расщепляющие углеводы до моносахаров.
В клетках пищеварительных желез присутствует полный набор ферментов — конститутивные ферменты, соотношение между которыми может изменяться в зависимости от характера пищи. При поступлении специфического субстрата могут появляться адаптированные (индуцированные) ферменты с узкой направленностью действия.
— Моторно-эвакуаторная — это двигательная функция, осуществляемая мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивающая изменение агрегатного состояния пищи, ее измельчение, перемешивание с пищеварительными соками и передвижение в орально-анальном направлении (сверху вниз).
— Всасывательная — эта функция осуществляет перенос конечных продуктов переваривания, воды, солей и витаминов, через слизистую оболочку пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма.
— Экскреторная -это выделительная функция, обеспечивающая выделения из организма продуктов обмена (метаболитов), неусвоенной пищи и др.
— Инкреторная — заключается в том, что специфические клетки слизистой оболочки пищеварительного тракта и поджелудочной железы, выделяют гормоны, регулирующие пищеварение.
— Рецепторная (анализаторная) — обусловлена рефлекторной связью (через рефлекторные дуги) хемо- и механорецепторов внутренних поверхностей органов пищеварения с сердечно-сосудистой, выделительной и др. системами организма.
— Защитная — это барьерная функция, обеспечивающая защиту организма от вредных факторов (бактерицидное, бактериостатическое, дезинтоксикационное действие).
Для человека характерен собственный тип пищеварения, подразделяющийся на три вида:
— внутриклеточное пищеварение – филогенетически наиболее древний тип, при котором ферменты гидролизуют мельчайшие частицы пищевых веществ, поступивших в клетку, путем мембранных транспортных механизмов.
— внеклеточное, дистантное или полостное – происходит в полостях пищеварительного тракта под действием гидролитических ферментов, причем секреторные клетки пищеварительных желез находятся на некотором отдалении. В результате внеклеточного пищеварения пищевые вещества распадаются до размеров, доступных для внутриклеточного пищеварения.
— мембранное, пристеночное или контактное – происходит непосредственно на клеточных мембранах слизистой оболочки кишечника.