Жизнедеятельность организма человека невозможна без постоянного обмена веществ с внешней средой. Пища содержит жизненно необходимые питательные вещества, используемые организмом как пластический материал (для построения клеток и тканей организма) и энергетический (как источник энергии, необходимой для жизнедеятельности организма). Вода, минеральные соли, витамины усваиваются организмом в том виде, в котором они находятся в пище. Высокомолекулярные соединения: белки, жиры, углеводы – не могут всасываться в пищеварительном тракте без предварительного расщепления до более простых соединений.
Пищеварительная система обеспечивает прием пищи, ее механическую и химическую переработку, продвижение пищевой массы по пищеварительному каналу, всасывание питательных веществ и воды в кровеносное и лимфатическое русло и удаление из организма непереваренных остатков пищи в виде каловых масс.
Пищеварение – это совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи и химическое расщепление макромолекул питательных веществ (полимеров) на компоненты, пригодные для всасывания (мономеры).
В систему пищеварения входит желудочно-кишечный тракт, а также органы, осуществляющие серкецию пищеварительных соков (слюнные железы, печень, поджелудочная железа). Желудочно-кишечный тракт начинается с ротового отверстия, включает полость рта, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, который заканчивается анальным отверстием.
Основная роль в химической переработке пищи принадлежит ферментам (энзимам), которые, несмотря на огромное разнообразие, обладают некоторыми общими свойствами. Для ферментов характерны:
1. Высокая специфичность – каждый из них катализирует только одну реакцию или действует только на один тип связи. Например, протеазы, или протеолитические ферменты, расщепляют белки до аминокислот (пепсин желудка, трипсин, химотрипсин двенадцатиперстной кишки и др.); липазы, или липолитические ферменты, расщепляют жиры до глицерина и жирных кислот (липазы тонкого кишечника и др.); амилазы, или гликолитические ферменты, расщепляют углеводы до моносахаридов (мальтаза слюны, амилаза, мальтаза и лактаза поджелудочного сока).
2. Пищеварительные ферменты активны только при определенном значении рН среды. Например, пепсин желудка действует только в кислой среде.
3. Действуют в узком интервале температур (от 36 °С до 37 °С), за пределами этого температурного интервала их активность падает, что сопровождается нарушением процессов пищеварения.
4. Обладают высокой активностью, поэтому расщепляют огромное количество органических веществ.
Основные функции пищеварительной системы:
1. Секреторная – выработка и выделение пищеварительных соков (желудочного, кишечного), которые содержат ферменты и другие биологически активные вещества.
2. Моторно-эвакуаторная, или двигательная, – обеспечивает измельчение и продвижение пищевых масс.
3. Всасывательная – перенос всех конечных продуктов переваривания, воды, солей и витаминов через слизистую оболочку из пищеварительного канала в кровь.
4. Экскреторная (выделительная) – выделение из организма продуктов обмена.
5. Инкреторная – выделение пищеварительной системой специальных гормонов.
6. Защитная:
а) механический фильтр для крупных молекул-антигенов, который обеспечивается гликокаликсом на апикальной мембране энтероцитов;
б) гидролиз антигенов ферментами пищеварительной системы;
в) иммунная система желудочно-кишечного тракта представлена специальными клетками (пейеровы бляшки) в тонкой кишке и лимфоидной тканью аппендикса, в которых содержатся Т- и В-лимфоциты.
I. Основные типы пищеварения (по месту действия):
1) внутриклеточное – пищеварительные ферменты действуют внутри клетки;
2) внеклеточное (полостное) – пищеварение осуществляется под действием выделяющихся в полость желудочно-кишечного тракта ферментов. Оно не является основным, так как при этом происходит разрушение не более 20 – 30 % всех химических связей питательных веществ.
3) мембранное, или пристеночное, контактное (в зонах слизистого слоя и щеточной каймы энтероцитов, составляющих стенку тонкой кишки), осуществляется за счет ферментов, выделяемых энтероцитами.
I I. Типы пищеварения (по источникам ферментов):
1. Аутолитическое, происходящее с помощью ферментов, которые содержатся в самой пище. Например, ферменты, поступающие с материнским молоком, активируются при контакте со слизистой оболочкой пищеварительного тракта грудного ребенка и расщепляют белки и жиры женского молока.
2. Симбионтное, т.е. пищеварение под действием не собственных ферментов, а ферментов других организмов, попадающих в желудочно-кишечный тракт вместе с пищей. У человека, в отличие от жвачных животных, этот вид пищеварения представлен слабо, может осуществляться за счет собственной микрофлоры кишечника. Микробиоценоз пищеварительного тракта очень чувствителен к питанию (при чрезмерном употреблении белков развиваются гнилостные процессы) и действию лекарственных препаратов, особенно антибиотиков, сильно угнетающих микрофлору кишок. Для нормальной деятельности микрофлоры необходимы пищевые волокна (клетчатка). Продукты гидролиза пищевых веществ ферментами микроорганизмов кишечника носят название вторичных.
3. Собственное пищеварение, протекающее за счет ферментов пищеварительной системы. Это основной вид переработки питательных веществ в пищеварительной системе человека.
