В процессе жизнедеятельности человек испытывает постоянную потребность в веществах, необходимых для осуществления пластической и энергетической функций (аминокислоты, моносахара, глицин и жирные кислоты). Источником этих веществ являются белки, жиры и углеводы, поступающие в организм с различными продуктами питания. В процессе пищеварения сложные вещества под действием ферментов расщепляются на простые химические соединения, которые всасываются из кишечника, транспортируются к клеткам и используются ими в различных обменных процессах.

Пищеварительная система состоит из пищеварительного канала и открывающихся в его просвет пищеварительных желез.

Пищеварительный канал представляет полую трубку длиной 8-12 метров, начинающуюся ротовой полостью и заканчивающуюся анальным отверстием, имеющую расширение в области желудка (рис. 1).

Рис. 1. Строение пищеварительного тракта

Пищеварительные железы выделяют:

• слизь, которая помогает продвижению пищевых масс по пищеварительному каналу;

• пищеварительные соки, с помощью которых происходит расщепление пищи до низкомолекулярных веществ, способных всосаться в кровеносные или лимфатические сосуды.

Стенки пищеварительного канала имеют мышечные клетки, сокращение которых способствует продвижению пищи, перемешиванию ее с пищеварительными соками, всасыванию питательных веществ и воды, формированию и удалению непереваренных остатков пищи из организма.

В ротовой полости пища измельчается, перемешивается со слюной и превращается в пищевой комок. Перемешивание осуществляется за счет произвольного сокращения жевательных мышц щек и языка.

В формировании пищевого комка непосредственное участие принимает слюна – смесь секретов, которые поступают по открывающимся в ротовую полость выводным протокам трех пар крупных слюнных желез (околоушных, поднижнечелюстных и подъязычных) и множества мелких слюнных желез, расположенных в слизистой оболочке полости рта. Образование слюны – процесс непрерывный. У взрослого человека за сутки выделяется около 1 литра слюны.

Секрет слюнных желез содержит около 99 % воды и 1 % сухого остатка, в состав которого входят Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, хлориды, фосфаты, сульфаты, бикарбонаты, иодиты, бромиды, фториды, микроэлементы (железо, медь, никель и др.), азотсодержащие компоненты (мочевина, аммиак и др.). Кроме того, в слюне имеются различные белки, в том числе и белковое слизистое вещество муцин, который склеивает измельченную пищу в самостоятельный комок.

Слюна является основным источником кальция, фосфора, цинка и других микроэлементов для зубной эмали.

В слюне обнаружено свыше 50 ферментов, под влиянием которых уже в полости рта начинается химическая переработка пищи: амилаза слюны расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до мальтозы, которая под действием мальтазы расщепляется до глюкозы.

Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания и обладает противовирусным и противомикробным действием: лизоцим оказывает бактериостатический эффект, нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты и предохраняют организм от вирусной инфекции, а иммуноглобулины слюны способствуют элиминации патогенных возбудителей. Кроме того, в слюне обнаружены ферменты свертывания крови, от которых зависят процессы воспаления и регенерации слизистой оболочки полости рта, а также вещества, препятствующие свертыванию крови (антитромбинопластины и антитромбины).

Сформированный в ротовой полости пищевой комок проглатывается и, продвигаясь по пищеводу за счет волнообразных сокращений его стенки, попадает в желудок.

Желудок соединяется с пищеводом через кардиальное отверстие, а с двенадцатиперстной кишкой – через отверстие привратника. Внутренняя поверхность желудка выстлана слизистой оболочкой, в которой содержатся железы, вырабатывающие слизь, ферменты и соляную кислоту. Из-за различного строения фундальные и пилорические железы продуцируют сок разного состава. Сок фундального отдела желудка содержит пепсины, много соляной кислоты и имеет ведущее значение в желудочном пищеварении. Сок пилорического отдела содержит много слизи, мало ферментов и соляной кислоты.

При обычных условиях за сутки у человека выделяется 2–2,5 л желудочного сока. В его состав входят органические (пепсин, гастриксин, ренин, лизоцим, муцин, мукоиды, аминокислоты, мочевина, мочевая кислота) и неорганические вещества (соляная кислота, хлориды, фосфаты, сульфаты, гидрокарбонаты, Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺ и др.). Важной составной частью желудочного сока являются мукоиды (желудочная слизь), которые покрывают слизистую желудка по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и самопереваривания. Из неорганических компонентов желудочного сока наибольшее значение имеет соляная кислота, которая вызывает набухание белков, облегчая их расщепление пепсинами, создает кислую среду, необходимую для действия пепсинов. В норме pH желудочного сока составляет 1,5–1,8. Кроме того, кислая среда в желудке усиливает антибактериальное действие желудочного сока.

В желудке пища перемешивается и частично переваривается под влиянием желудочного сока: пепсины начинают расщеплять (гидролизовать) белки, фермент ренин (химозин) створаживает молоко в присутствии солей кальция. Под действием ферментов слюны продолжается гидролиз углеводов. В желудке всасываются вода и растворенные в ней минеральные соли, а также слабые растворы алкоголя, глюкоза и в небольших количествах аминокислоты.

При нарушении переваривания в желудке в кале появляются неизмененные (сохранившие поперечно-полосатую исчерченность) мышечные волокна и соединительная ткань.

Далее частично переваренная полужидкая масса (химус) поступает в тонкую кишку На скорость эвакуации содержимого желудка в кишку оказывают влияние многие факторы:

• консистенция пищи – содержимое желудка поступает в кишку, когда его консистенция становится жидкой или полужидкой (жидкости начинают переходить в кишку сразу же после поступления их в желудок);

• характер пищи – углеводистая пища эвакуируется быстрее, чем белковая, жирная пища задерживается в желудке на 8-10 часов;

• степень наполнения желудка и двенадцатиперстной кишки;

• моторная функция желудка и двенадцатиперстной кишки;

• гормоны секретин и холецистокинин-панкреозимин – тормозят моторику желудка и скорость эвакуации его содержимого;

• энтерогастральный рефлекс – выражается в торможении моторной активности желудка при поступлении химуса в двенадцатиперстную кишку

Тонкая кишка является наиболее длинным отделом пищеварительного тракта, располагается в виде петель в брюшной полости и делится на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки.

Двенадцатиперстная кишка – начальный отдел тонкой кишки. Начинается от привратника желудка и доходит до тощей кишки. В ее стенке находится большое количество желез, секретирующих богатый слизью щелочной секрет, который защищает слизистую оболочку от воздействия кислого химуса. В двенадцатиперстную кишку открываются общий желчный проток и проток поджелудочной железы, через которые в просвет кишки поступают желчь и панкреатический сок.

Тощая кишка составляет примерно две пятых всей тонкой кишки. Ее петли лежат в левой верхней части брюшной полости.

Подвздошная кишка является продолжением тощей кишки, занимает правую нижнюю часть брюшной полости и впадает в слепую кишку в области правой подвздошной ямки. В слизистой оболочке подвздошной кишки имеются крупные скопления лимфоидной ткани – пейеровы бляшки.

Тонкая кишка содержит много желез, выделяющих кишечный сок и слизь. Именно здесь под воздействием кишечного сока, желчи и сока поджелудочной железы происходит большая часть процессов переваривания пищи и всасывания продуктов гидролиза пищевых веществ в кровеносные и лимфатические сосуды.

За счет многочисленных складок, ворсинок и микроворсинок всасывательная поверхность слизистой оболочки тонкой кишки увеличивается в 300–500 раз.

Пищеварение в тонкой кишке происходит вначале в ее полости – полостное пищеварение, а затем продолжается в зоне кишечного эпителия при помощи ферментов, фиксированных на его микроворсинках и складках – пристеночное пищеварение.

В гидролизе пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке особенно велика роль ферментов панкреатического сока, которые расщепляют белки, жиры и углеводы: амилаза превращает углеводы в олигосахара, панкреатическая липаза расщепляет эмульгированные желчью сложные жиры до триглицеридов, рибонуклеаза панкреатического сока расщепляет рибонуклеиновую кислоту до нуклеотидов.

Участие желчи в процессах пищеварения также очень разнообразно:

• нейтрализация кислого желудочного содержимого;

• эмульгация жиров и увеличение поверхности для гидролиза их липазами;

• повышение активности ферментов (панкреатических и кишечных), особенно липаз;

• растворение продуктов гидролиза жира, что способствует их всасыванию;

• всасывание жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот и солей кальция;

• участие в пристеночном пищеварении за счет облегчения фиксации ферментов;

• усиление моторной и секреторной функций тонкой кишки;

• бактериостатическое действие – тормозит размножение микробов, предупреждает развитие гнилостных процессов в кишечнике. Кишечный сок выделяется железами слизистой оболочки тонкой кишки. В нем обнаружено более 20 различных ферментов (энтерокиназа, пептидазы, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза, фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза и др.). В результате пристеночного пищеварения белки гидролизуются до аминокислот, олигосахариды – до моносахаридов, а триглицериды расщепляются до моноглицеридов и жирных кислот, которые при соединении с К⁺, Na⁺, Са²⁺ образуют соли жирных кислот (мыла).

Всасывание аминокислот в разных отделах тонкой кишки осуществляется активно с участием переносчика и энергетическими затратами. Разнесенные кровотоком по всему организму аминокислоты служат исходным материалом для построения различных клеточных белков, гормонов, ферментов, гемоглобина и других веществ белковой природы. Некоторая часть аминокислот используется как источник энергии. Интенсивность всасывания аминокислот зависит от возраста (более интенсивно в молодом возрасте), уровня белкового обмена в организме, содержания в крови свободных аминокислот, нервных и гуморальных влияний.

Всасывание моносахаридов в тонкой кишке активируется транспортом ионов Na⁺ через мембраны. С наибольшей скоростью всасываются гексозы (глюкоза, галактоза и др.), пентозы всасываются медленнее. С током крови моносахариды поступают в печень, где значительная иx часть задерживается и превращается в гликоген. Часть глюкозы попадает в общий кровоток и используется в качестве источника энергии. Некоторая часть глюкозы превращается в триглицериды и откладывается в жировых депо (печень, подкожный жировой слой и т. п.). Интенсивность всасывания моносахаридов в различных отделах тонкой кишки зависит от скорости гидролиза сахаров, концентрации образовавшихся мономеров и особенностей транспортных систем кишечных эпителиоцитов.

Моноглицериды и жирные кислоты с участием солей желчных кислот путем активного транспорта проходят через мембраны кишечных эпителиоцитов и поступают в кровь. Триглицериды вместе с холестерином, фосфолипидами и глобулинами образуют хиломикроны – мельчайшие жировые частицы, заключенные в липопротеиновую оболочку, которые всасываются в лимфу. Всосавшиеся липиды с кровью и лимфой поступают в общий кровоток. Основное их количество откладывается в жировых депо и используется для энергетических целей.

Усиливают всасывание жиров парасимпатические влияния, гормоны коры надпочечников, щитовидной железы и гипофиза, а также гормоны двенадцатиперстной кишки (секретин и холецистокинин-панкреозимин).

При нарушении ферментативной деятельности поджелудочной железы, кишечника в кале появляются нейтральный жир, измененные мышечные волокна, внеклеточный крахмал. Недостаток желчи приводит к повышению жирных кислот, а при нарушении процессов всасывания в кале увеличиваются мыла.

В тонкой кишке происходит интенсивное всасывание воды, связанное с транспортом сахаров, аминокислот и особенно ионов Na⁺ и С1. Замедляют всасывание воды отсутствие желчи, торможение центральной нервной системы (например, во время сна), гормоны желудочно-кишечного тракта (гастрин, секретин и холецистокинин-панкреозимин).

Растворимые в воде витамины всасываются путем диффузии (витамин С, рибофлавин). Всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К) тесно связано с всасыванием жиров.

Из подвздошной кишки через илеоцекальное отверстие пищевые массы попадают в толстую кишку.

Толстая кишка является последним отделом пищеварительной системы. В толстой кишке выделяют слепую, ободочную и прямую кишки.

Слепая кишка – представляет собой мешковидное выпячивание и расположена в правой подвздошной ямке. От ее заднемедиальной поверхности отходит червеобразный отросток.

Ободочная кишка – основная часть толстой кишки. В ее состав входят восходящая ободочная кишка, поперечная ободочная кишка, нисходящая ободочная кишка и сигмовидная ободочная кишка, расположенная в левой подвздошной ямке.

Прямая кишка – конечная часть толстой кишки, расположена в полости малого таза и открывается наружу анальным отверстием, через которое непереваренные остатки пищи (каловые массы) во время дефекации выводятся из организма.

В слизистой оболочке толстой кишки имеется много бокаловидных и слизистых желез. Вырабатываемая ими слизь покрывает всю слизистую оболочку, защищая ее от механического повреждения. Секреторная деятельность толстой кишки выражена слабо. Здесь выделяется небольшое количество сока, бедного ферментами. В соке толстой кишки в небольшом количестве содержатся катепсин, пептидазы, липаза, амилаза и нуклеазы.

В толстой кишке происходит накопление кишечного содержимого, заканчиваются процессы переваривания (в основном клетчатки). Всасывание в толстой кишке выражено незначительно. В основном здесь всасывается вода, в небольших количествах могут всасываться глюкоза, аминокислоты и др. Сформировавшиеся каловые массы (детрит – останки бактерий, кишечного эпителия, нерастворимые соли, неперевариваемая клетчатка) выводятся наружу.

Появление в кале перевариваемой клетчатки и внутриклеточного крахмала свидетельствует о нарушении переваривания в тонкой и толстой кишке.

Большое значение в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта имеет нормальная микрофлора. В желудке микрофлоры содержится мало, значительно больше ее в тонком отделе кишечника и особенно много в толстой кишке.

Значение микрофлоры кишечника заключается в том, что она участвует в:

• конечном расщеплении непереваренных в тонкой кишке остатков пищи (особенно клетчатки), ферментов и других биологически активных веществ;

• обмене белков, холестерина, желчных и жирных кислот;

• синтезе витамина К и витаминов группы В;

• продукции секреторных IgA;

• подавлении патогенной и гнилостной флоры;

• поддержании в нормальном состоянии перистальтики кишечника.

Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей раннего возраста

Слизистая оболочка полости рта нежная. Слюна имеет низкую бактерицидную способность (мало лизоцима, пропердина, секреторного IgA) и нейтральную или слабокислую реакцию, что может способствовать развитию молочницы слизистой оболочки полости рта.

Ферментативная активность слюны низкая, ее действие направлено на створаживание молока в желудке с образованием мелких хлопьев для облегчения гидролиза казеина.

При грудном вскармливании происходит частичный гидролиз белков, жиров и углеводов за счет ферментов женского молока, активность которых повышается в желудке ребенка.

Слабая выраженность анатомических сужений пищевода (особенно в кардиальном отделе), горизонтальное расположение желудка, преобладание вагусных влияний на моторную функцию пищеварительного тракта (замедлена перистальтика желудка и снижен тонус кардиального сфинктера) предрасполагают у детей грудного возраста к забрасыванию желудочного содержимого в пищевод, частым срыгиваниям и рвоте.