Физиология пищеварительной системы
Для жизнедеятельности организма необходимо пополнение продуктов питания, поддерживающих обмен веществ, постоянство организма – гомеостаз. Пищевые продукты, попадая в организм человека, для ее усвоения подлежат механической и химической обработке, что называется пищеварением. Все химические соединения, которые используются в организме в качестве строительных материалов и источников энергии (белки, жиры и углеводы), называются питательными веществами.
Механическая и химическая обработка пищи начинается в ротовой полости, в которой пища измельчается, раздражаются нервные окончания вкусовых нервов, рефлекторно активизируются слюнные железы, выделяется слюна. Слюна – мутноватая жидкость слабощелочной реакции, которая содержит 99 % воды и 1 % сухого остатка, основную часть которого составляет муцин. Чем больше муцина в слюне, тем она гуще. Муцин способствует смачиванию пищевого комка. В этот момент происходят первые химические реакции, т. к. в слюне содержаться ферменты амилаза, малътаза и ионы калия, кальция, натрия и хлора, которые частично растворяют сложные углеводы, превращая их в дисахариды и моносахариды, что обеспечивают их всасывание. При воздействии на химические рецепторы, расположенные в полости рта, раздражение поступает в центральную нервную систему. Ответная реакция возвращается по симпатическим и парасимпатическим путям. В симпатических эффекторных нервных окончаниях высвобождается норадреналин, под влиянием которого выделяется небольшое количество густой слюны. В парасимпатических нервных окончаниях высвобождается ацетилхолин, благодаря которому железы выделяют большое количество жидкой слюны.
Смоченная слюной пища небольшими порциями проглатывается и проходит в пищевод. Глотание представляет собой сложный акт, при котором корень языка откатывается назад, надавливает на надгортанник, закрывает вход в дыхательное горло. Пищевой комок скатывается непосредственно в пищевод. В зто время продольные мышцы глотки (шилоглоточные, трубно-глоточные) поднимают глотку кверху, а круговые мышцы глотки (констрикторы), сокращаясь, проталкивают пищевой комок из глотки дальше по пищеводу. Пища попадает в желудок, где происходит дальнейшее расщепление продуктов питания – белков, жиров и углеводов, воды и минеральных веществ, витаминов.
Белки находятся в мясных и молочных продуктах и содержат различные химические вещества: водород, кислород, азот, фосфор, серу и другие элементы. В желудке и тонком кишечнике белки расщепляются до аминокислот и их составляющих, необходимых для жизнедеятельности человека. Наиболее важными из 20 аминокислот, незаменимыми, не синтезируемыми в организме человека, являются валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Эти 9 аминокислот принимают участие в структуре деятельности соматической и вегетативной нервной системы, построении и восстановлении структуры клеток организма. Белки, содержащие эти аминокислоты, называются биологически полноценными белками. Они находятся в молоке, мясе, рыбе, яйце. Эти продукты особенно нужны детскому организму для построения клеток организма. Белки, содержащиеся в кукурузе, пшенице, ячмене, считаются неполноценными, т. к. не имеют полного набора аминокислот.
Углеводы, в состав которых входят водород, кислород, углерод, поступают в организм с растительной пищей (овощи, фрукты, крахмал и другие продукты). Углеводы имеют различную структуру: сложную (полисахариды) и простую (дисахариды и моносахариды). При переваривании пищи полисахариды расщепляются на более простые (глюкоза, фруктоза), которые всасываются в кровь и используются в организме в качестве источника энергии и строительных материалов.
Жиры, состоящие из углерода, кислорода, водорода, имеют сложное строение. В процессе пищеварения под влиянием соляной кислоты и желчи, жиры расщепляются на их составляющие – глицерин и жирные кислоты (стеариновую, олеиновую и пальмитиновую), находящиеся в различных сочетаниях. Некоторые жиры не могут синтезироваться в организме, их необходимо получать с продуктами питания. Но есть в организме структуры, которые могут синтезировать жиры, избыток которых откладывается в подкожно-жировой клетчатке и сальнике. Жиры входят в состав всех клеток, тканей и органов и служат богатым запасом энергии.
В пищевых продуктах растительного плана, наряду с белками, углеводами и жирами, имеются более грубые вещества, пищевые волокна, труднорастворимые, являющиеся клетчаткой, необходимой для улучшения переваривания и передвижения пищи, а также удержания жидкости в кишечнике.
С пищей поступают в организм минеральные вещества, различные соли, содержащие калий, кальций, фтор, фосфор, натрий, серу, железо, магний, йод. Эти соли присутствуют в продуктах в малых количествах, поэтому их называют микроэлементами. Для растущего организма эти соли необходимы для построения костно-мышечной системы, кроветворения (гемоглобина), желудочного сока, построения гормонов, клеточных мембран, нервных синапсов.
Вода входит в состав всех клеток организма, плазмы крови, тканевой жидкости, внутренних сред организма и составляет 65 % всей массы тела. В организме все время происходит обмен жидкости. Поступает вода с жидкими блюдами, чаем, молоком, водой, фруктами и другими продуктами. Выделяется из организма вода с мочой, калом, потом, дыханием.
Витамины являются сложными органическими структурами и поступают в организм с продуктами питания, особенно растительного происхождения и участвуют в процессе обмена. Витамины необходимы для жизнедеятельности организма. При их отсутствии развивается авитаминоз, который приводит к задержке физического и психического развития ребенка. В тяжелых случаях авитаминоза развивается цинга и может наступить смертельный исход. Заменителем витаминов в пищевых продуктах являются специальные химически синтезированные препараты – поливитамины.
Питание, особенно детское, должно быть разнообразным и витаминизированным, т. к. детский возраст требует достаточное количество всех компонентов.
Энергозатраты в организме измеряют в калориях (или Джоулях). Одной калорией называют количество энергии, необходимое для повышения температуры воды на 1 градус (1 калория = 4,2 Дж). В организме при окислении 1 г белка образуется 4,1 ккал (килокалории), 1 г углеводов дает 4,1 ккал, 1 г жиров – 9,3 ккал. Для обеспечения жизненных потребностей организма в течение суток в пище взрослого человека при легкой работе должно быть не менее 80-100 г белков, при тяжелой физической нагрузке – 120–160 г. Для детей необходимо при расчете на 1 кг веса большее количество белка, поскольку синтетические процессы протекают более интенсивно. Потребность в углеводах в течение суток составляют 400–500 г, жиров – 50 г.
Пищеварение происходит при помощи ферментов (соков), растворяющих белки, углеводы и жиры. Ферменты являются продуктом секреции слюнных, желудочных, кишечных желез, а также печени и поджелудочной железы. Пищеварительные ферменты представляют собой сложные органические вещества, которые легко вступают в химические реакции с пищевыми продуктами, ускоряют их расщепление. Различают ферменты, расщепляющие белки, – протеазы, углеводы – амилазы, жиры – липазы. Для функционирования ферментов необходимы определенные условия используемой пищи: температура тела и реакция среды (кислая или щелочная). В пищеварительном тракте различают не только функцию расщепления и всасывания, но и моторную (двигательную), благодаря которой пища перемешивается, смачивается соками и передвигается из желудка в кишечник. По мере передвижения пищи происходит всасывание питательных веществ, образование каловых масс и удаление их из организма. В ротовой полости всасываются препараты нитроглицерина, в желудке – алкоголь, некоторые лекарственные вещества – снотворные (барбитураты), аспирин (ацетилсалициловая кислота), из питательных веществ – только легко растворимые продукты, основной процесс всасывания происходит в тонком кишечнике. Учитывая, что вся оттекающая от желудочно-кишечного тракта кровь проходит через клетки печени, вредные вещества, особенно алкоголь, приводят к гибели и замещению специализированных клеток печени соединительной тканью. Такое развитие процесса называется цирроз печени. Специализированные клетки печени погибают и замещаются соединительной тканью, печень теряет свою основную функцию – дезинтоксикацию поступающих продуктов, что приводит к развитию токсического гепатита и смертельному исходу.
