Пищеварение – это последовательные превращения еды в организме под действием механических и химических факторов. Крупные молекулы разбиваются на более мелкие, которые могут всасываться, проходя через стенку кишечника, попадать в кровоток и использоваться клетками. Желудочно-кишечный тракт устроен просто и изящно: это гибкая мышечная трубка, протянувшаяся от рта до ануса. Глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, которая заканчивается сигмовидной и прямой кишкой – вот эти 8–9 метров и есть пищеварительная фабрика. Не забудем ещё печень, желчный пузырь и поджелудочную железу.
Возьмите яблоко. Как вы его едите? Сначала откусываете небольшие кусочки и перетираете их между зубами. Порция еды хорошо пережёвана и увлажнена слюной, теперь пищевой комок легко проглотить, и он продвигается по пищеводу. Помогают ему перистальтические волны – сокращения гладких мышц пищевода, желудка и тонкого кишечника, которые перемещают еду дальше. Мы их не чувствуем, как и следующих этапов пищеварения, если всё идет хорошо: наш пищеварительный тракт работает автономно.
Из пищевода еда попадает в желудок. У основания пищевода расположен круговой мышечный жим – сфинктер, который смыкается и не даёт содержимому желудка вернуться в пищевод, когда желудок сокращается. В желудке, который похож на растянутый мышечный мешок, еда перемешивается почти как в бетономешалке, к ней при необходимости добавляется вода. Желудок – это что-то вроде резервуара для хранения еды, поэтому он такой эластичный. На выходе из желудка еда становится полужидкой однородной кашицей – химусом. Дальше небольшими порциями, величину которых контролирует лежащий между желудком и кишечником пилорический сфинктер, химус попадает в двенадцатиперстную кишку. За несколько часов желудок постепенно пустеет, а еда отправляется в путешествие по всем отделам тонкой кишки.
Пищеварительная система помогает расщепить большие молекулы на более мелкие, чтобы их могли использовать клетки. Она извлекает из еды витамины, микро– и макроминералы, которые не несут энергию, но тоже важны для счастливой жизни клеток. В нашей еде существует ещё масса веществ, чьё назначение только-только начинают изучать.
Пищеварение стартует во рту, ведь уже в слюне содержится фермент, расщепляющий углеводы. Если подольше пожевать кусочек хлеба, можно почувствовать сладкий вкус. Это потому, что от больших молекул крахмала отщепляются простые сахара. Во рту также частично расщепляются жиры. Особенно важна липаза слюны для младенцев, которые значительное количество энергии получают с молочным жиром.
В желудке продолжается работа с жирами, но главная его задача – начать перевариваривание белков. Желудочный сок содержит соляную кислоту, воду и пепсин – фермент, который расщепляет белки. Он становится активным и работает лишь в кислой среде. Клетки желудка производят густую слизь, которая защищает их от кислого-прекислого желудочного сока. До наших дней дошло предание, что, если долго не есть, желудок начнёт переваривать сам себя. К счастью, это невозможно: слизь настолько густая, что служит надёжным барьером для кислоты.
Из желудка еда, которую трудно узнать, потому что она превратилась в пюреобразный химус, порциями попадает в двенадцатиперстную кишку.
Двенадцатиперстная кишка соединена с поджелудочной железой, которая с точностью высококлассного лаборанта отмеряет не только бикарбонат натрия (соду) для нейтрализации соляной кислоты, но и все нужные ферменты – амилазу, липазы и протеазы.
Поджелудочная железа весит примерно 100 г, лежит ниже и позади желудка, состоит, как экзотическая рыба, из головки, тела и хвоста. По своей структуре она похожа на слюнные железы, вот почему её так любит вирус паротита (свинки). В поджелудочной железе как бы смешаны два разных органа, состоящие из разных клеток с разными функциями. Одну функцию мы уже знаем – это синтез и выделение пищеварительных ферментов.
Экзокринные клетки («экзо» – вне, снаружи) производят ферменты, которые по системе каналов поступают в главный проток поджелудочной железы. Он сливается с общим печёночным протоком, который несет желчь, и единым протоком они впадают в двенадцатиперстную кишку. Чтобы мощные ферменты, которые переваривают белки, не разрушали саму железу, они вырабатываются в неактивном виде, доходят до кишечника и только там начинают работать.
При травме, токсическом или вирусном поражении поджелудочной железы, при закупорке протока (например, желчным камнем) накапливается много панкреатического сока. Ферменты становятся активными, потому что блокируется их ингибитор. Они начинают переваривать ткани железы, вызывая воспаление. Это состояние называется острым панкреатитом.
Вторая часть поджелудочной железы – эндокринная («эндо» – внутри). Она состоит из скоплений клеток (эти структуры называются островками Лангерганса), которые разбросаны по всей железе. Разные виды этих клеток производят гормоны, регулирующие количество глюкозы в крови. Это инсулин и глюкагон, белковые гормоны с противоположным действием, которые не нуждаются в протоках, а непосредственно поступают в кровь. Уровень глюкозы в крови очень важен для поддержания постоянства внутренней среды и нормальной работы мозга, для которого глюкоза является основным источником энергии.
Кроме того, в двенадцатиперстную кишку поступает из желчного пузыря желчь, чтобы эмульгировать жиры – разбить крупные жировые капли на более мелкие, чтобы облегчить их переваривание. Если вы делали майонез, вы без труда представите себе, что такое эмульсия.
На фоне коллег по пищеварительной системе желчный пузырь и правда выглядит несолидно: весит всего 50–60 г и занят тем, что запасает желчь, около литра которой вырабатывает за сутки печень. Желчь состоит из солей желчных кислот, холестерина, билирубина (конечного продукта разрушения гемоглобина) и воды. В желчном пузыре лишняя вода всасывается. Пузырь маленький, поэтому желчь хранится в сильно концентрированном виде: её объем может уменьшаться в двадцать раз. Если нарушаются нормальные соотношения между компонентами желчи, в желчном пузыре могут образовываться камни.
Под действием желчи, ферментов поджелудочной железы и кишечного сока питательные вещества распадаются на мельчайшие компоненты и начинают всасываться. Вода, клетчатка и некоторые минералы продолжают свое путешествие из тонкой кишки в толстую.
Итак, питательные вещества распались до самых маленьких молекул и начали всасываться, чтобы в итоге добраться до пункта своего назначения – клетки. Поверхность тонкой кишки, которая занимается транспортом молекул, образует выросты – ворсинки, которые расположены довольно плотно друг к другу, так что кишка выглядит изнутри бархатистой. В каждой ворсинке собственная система сосудов – артериальный, венозный и лимфатический капилляры. Ворсинки образуют складки и имеют дополнительные выросты – микроворсинки. Это обеспечивает гигантскую площадь всасывания (величиной с теннисный корт) и эффективную работу системы.
Микроворсинки на электронных фотографиях похожи на щетку. Они улавливают молекулы питательных веществ, которые затем попадают в кишечные клетки – энтероциты. Эти умные клетки распределяют водорастворимые вещества в кровь, а жирорастворимые – в лимфу. Они крайне чувствительны: если какого-то элемента, например кальция, в еде мало, они постараются как можно полнее всосать его. Они могут регулировать количество всасываемых веществ, обеспечивая их столько, сколько нужно для тела, – при условии полноценного питания, разумеется.
В тонком кишечнике всасываются вода и минералы: натрий, кальций, железо, магний, хлор и другие. Аминокислоты – структурные элементы белков – в зависимости от своего строения связываются одним из видов транспортных молекул, поступают в клетки кишечника, оттуда в кровь и затем переносятся в печень, которая синтезирует из них собственные белки. Аминокислоты также используются клетками тела как строительный материал или источник энергии.
Углеводы (по большей части в виде глюкозы) попадают в кровь и доставляются в органы и ткани, где используются как источник энергии. В печени и мышцах глюкоза запасается в виде сложного углевода гликогена.
К толстому кишечнику процессы переваривания и всасывания практически заканчиваются. Здесь всасываются некоторые минералы и лишняя вода. А из непереваренных остатков вместе с другими отходами в нижней части толстого кишечника формируются фекальные массы, которые затем выводятся.
В верхних частях толстого кишечника живёт огромное количество микроорганизмов, которые частично переваривают клетчатку и синтезируют некоторые необходимые для тела вещества, например витамин K. Растительные волокна не только обеспечивают питанием наших друзей-бактерий, но и позволяют не иметь проблем со стулом. Если мы едим достаточно клетчатки и пьём достаточно воды (пытки водой в виде восьми дополнительных стаканов в день при этом не обязательны), если мы физически активны и слушаем сигналы тела, скорее всего, процесс дефекации будет гладким и регулярным.
(И конечно же, нельзя не упомянуть про печень – PapaSilver)
Печень – это полтора килограмма уникальной многозадачности, жизнь без неё невозможна, потому что она выполняет несколько сотен разных функций. В печени синтезируется желчь, которая запасается в желчном пузыре или поступает в двенадцатиперстную кишку. Что происходит дальше, мы уже знаем, поэтому давайте поговорим об остальных заботах печени.
Гепатоциты – печёночные клетки – это маленькие фабрики. Те базовые молекулы питательных веществ, которые мы получили в ходе пищеварения, она использует для построения наших собственных молекул. Печень производит белки и превращает друг в друга аминокислоты, она синтезирует разнообразные жиры (если нужно, из белков и углеводов) и окисляет их, когда нам необходима энергия. Печень много занимается углеводами. Она запасает их в виде гликогена – это поддерживает постоянное количество глюкозы в крови между приёмами пищи. Если гликоген на исходе, она может смастерить глюкозу из других молекул. Она создаёт факторы свертывания крови, поэтому нас не везут в больницу с кровопотерей от каждой царапины.
Печень – вроде завхоза: если вдруг чего не хватает, она сделает из подручных средств; если что в избытке – запасёт на чёрный день. Склад нужного для жизни – это витамины A, D и B12; последнего может быть столько, что хватит на 1–3 года. Печень запасает железо и, если его не хватает в еде, приходит на помощь, выделяя железо для синтеза гемоглобина.
Из книги "Мой лучший друг – желудок." Автор Мотова Е. В.
