Роль регуляторных пептидов в деятельности пищеварительного


лактофильтрум от вздутия кишечника

Пищеварительная система состоит из пищеварительного тракта – ряда полых органов, соединенных в длинную извилистую трубку, проходящую от ротовой полости до ануса – и другие органы, которые служат организму для расщепления и всасывания питательных веществ (см. рисунок).

Органы, составляющие пищеварительный тракт – это ротовая полость, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка – также называемая ободочной кишкой – прямая кишка и анус. Внутри этих полых органов имеется оболочка, которая называется слизистой оболочкой. В ротовой полости, желудке и тонкой кишке в слизистой оболочке расположены крошечные железы, вырабатывающие соки, помогающие при переваривании пищи. В пищеварительном тракте также имеется слой гладких мышц, которые способствуют расщеплению пищи и ее продвигают ее по тракту.

Два паренхиматозных органа пищеварения, печень и поджелудочная железа, вырабатывают пищеварительные соки, которые попадают в кишечник через маленькие трубочки, называемые протоками. В желчном пузыре вырабатываемые печенью пищеварительные соки накапливаются до тех пор, пока они не понадобятся в кишечнике. Части нервной и кровеносной систем также играют важную роль в функционировании пищеварительной системы.

Почему пищеварение настолько важно?

Пища, которую мы употребляем – такая как хлеб, мясо и овощи – находится в форме, которую организм не может использовать для питания. Чтобы пища и напитки могли всосаться в кровь и были доставлены к клеткам всего организма, они сначала должны быть расщеплены на более мелкие молекулы питательных веществ. Пищеварение – это процесс, при котором пища и напитки расщепляются на более мелкие составляющие, которые организм может использовать для роста и питания клеток и обеспечения клеток энергией.

Как пища переваривается?

Пищеварение включает в себя смешивание пищи с пищеварительными соками, продвижение ее по пищеварительному тракту и расщепление молекул пищи на более мелкие молекулы. Процесс пищеварения начинается в ротовой полости при жевании и глотании и завершается в тонкой кишке.

Продвижение пищи по пищеварительной системе

В крупных полых органах пищеварительного тракта имеется мышечный слой, который позволяет стенкам этих органов двигаться. Движение стенок органов может способствовать продвижению пищи и жидкости по пищеварительной системе, а также перемешиванию содержимого каждого органа. Пища продвигается из одного органа в другой под действием движения мышц, называемого перистальтикой. Перистальтика выглядит как морская волна, проходящая по мышце. Мышцы органов сокращаются, в результате чего возникает сужение, которое продвигается дальше по ходу кишки. Эти «волны» сужения продвигают находящиеся перед ними пищу и жидкость через каждый полый орган.

Первое значительное движение мышц возникает при проглатывании пищи или жидкости. Хотя мы можем самопроизвольно начать производить глотательные движения, такое движение мышц возникает бессознательно и продолжается под контролем нервной системы.

Проглоченная пища проталкивается в пищевод, который соединяет глотку сверху с желудком внизу. В месте соединения пищевода с желудком расположена круговая мышца, называемая пищеводным сфинктером, которая закрывает сообщение между двумя органами. По мере приближения пищи к закрытому сфинктеру, сфинктер расслабляется и пропускает пищевой комок в желудок.

Желудок выполняет три механические функции. Во-первых, в нем накапливается проглоченная пища и жидкость. Для этого мышцы верхней части желудка расслабляются, чтобы в него поместился большой объем проглоченного вещества. Вторая функция заключается в перемешивании пищи, жидкости и пищеварительных соков, вырабатываемых в желудке. Нижняя часть желудка перемешивает эти вещества с помощью движения мышц. Третья функция желудка заключается в медленном опорожнении его содержимого в просвет тонкой кишки.

На опорожнение желудка влияют несколько факторов, включая тип употребляемой пищи и активность мышц опорожняющегося желудка и тонкой кишки. К примеру, углеводы быстрее всего переходят из желудка в кишечник, в то время как белки остаются в желудке в течение более длительного времени. Жиры же задерживаются в этом органе дольше всего. При растворении пищи в соках, выделяемых поджелудочной железой, печенью и кишечником содержимое кишечника перемешивается и проталкивается дальше для дальнейшего пищеварения.

В итоге, переваренные питательные вещества всасываются через стенки кишечника и распределяются по организму. Отходы этого процесса включают непереваренные частички пищи, известные как волокна, и старые клетки, слущившиеся с поверхности слизистой оболочки. Это содержимое проталкивается в толстую кишку, где и остается до тех пор, пока фекалии не выводятся при движении толстой кишки.

Выработка пищеварительных соков

Пищеварительные железы, первые начинающие участвовать в процессе пищеварения, расположены в ротовой полости – это слюнные железы. Слюна, вырабатываемая этими железами, содержит фермент, который начинает расщеплять крахмал, содержащийся в пище, на более мелкие молекулы. Фермент – это вещество, которое ускоряет химические реакции в организме.

Следующая часть пищеварительных желез располагается в оболочке желудка. Они вырабатывают желудочную кислоту и фермент, который расщепляет белки. Слизистую оболочку покрывает толстый слой слизи, предотвращающий растворение самих тканей желудка под действием кислого желудочного сока. У большинства людей слизистая оболочка желудка способна выдерживать действие желудочного сока, хотя пища и другие ткани организма при этом расщепляются.

После опорожнения содержимого желудка – смеси пищи и желудочного сока – в тонкую кишку соки двух других пищеварительных органов смешиваются с пищей. Один из этих органов, поджелудочная железа, вырабатывает сок, который содержит широкий спектр ферментов для расщепления углеводов, жиров и белков в пище. Другие активно участвующие в процессе пищеварения ферменты вырабатываются в железах, расположенных в стенке кишечника.

Второй орган, печень, вырабатывает еще один пищеварительный сок – желчь. Желчь в перерывах между приемами пищи накапливается в желчном пузыре. Во время приема пищи она выдавливается из желчного пузыря, проходит по желчным протокам и попадает в кишечник, где смешивается с жирами, содержащимися в пище. Желчные кислоты растворяют жир в водном содержимом кишечника, так же как и моющие средства, растворяющие жир на сковородке. После того, как жир растворится, он переваривается ферментами, вырабатываемыми в поджелудочной железе и в слизистой оболочке кишечника.

Всасывание и транспорт питательных веществ

Большинство переваренных молекул пищи, также как вода и минеральные вещества, всасываются через тонкую кишку. Слизистая оболочка тонкой кишки имеет много складок покрытых крошечными пальцевидными выпячиваниями, называемыми ворсинами. В свою очередь ворсины покрыты микроскопическими выпячиваниями – микроворсинками. Эти структуры создают огромную площадь поверхности, через которую могут всасываться питательные вещества. Особые клетки позволяют всосавшимся веществам переходить через слизистую оболочку в кровь, после чего они разносятся по кровеносному руслу к другим частям организма, где откладываются или претерпевают дальнейшие химические изменения. Этот этап пищеварения различен для разных типов питательных веществ.

Углеводы. Богатая углеводами пища включает хлеб, картофель, сушеный горох и бобы, рис, макароны, фрукты и овощи. Многие из этих продуктов содержат как крахмал, так и пищевые волокна.

Усваиваемые углеводы – крахмал и сахар – расщепляются на более простые молекулы под действием ферментов в слюне, в соке, вырабатываемом поджелудочной железой, и ферментов, вырабатываемых в слизистой оболочке тонкой кишки. Крахмал переваривается в два этапа. На первом этапе ферменты слюны и поджелудочного сока расщепляют крахмал на молекулы, называемые мальтозой. Затем фермент в слизистой оболочке тонкой кишки расщепляет мальтозу на молекулы глюкозы, которая может всосаться в кровь. Глюкоза транспортируется по кровеносному руслу в печень, где она запасается или используется для выработки энергии, расходующейся на работу организма.

Сахара перевариваются в один этап. Фермент в слизистой оболочке тонкой кишки расщепляет сахарозу, также известную как столовый сахар, на глюкозу и фруктозу, которые всасываются через кишечник в кровь. Молоко содержит другой вид сахара, лактозу, которая превращается в способные всасываться молекулы под действием другого фермента в слизистой оболочке кишечника.

Пищевые волокна не перевариваются и продвигаются по пищеварительному тракту, не расщепляясь ферментами. Многие пищевые продукты содержат как растворимые, так и нерастворимые пищевые волокна. Растворимые волокна легко растворяются в воде и принимают мягкую, гелеподобную структуру в кишечнике. С другой стороны, нерастворимые волокна проходят через кишечник практически в неизмененном виде.

Протеины. Такая пища как мясо, яйца и бобы состоит из огромных протеиновых молекул, которые должны быть расщеплены с помощью ферментов до использования для построения и восстановления тканей организма. Начинает расщеплять съеденные белки фермент, содержащийся в желудочном соке. Затем в тонкой кишке несколько ферментов, содержащихся в поджелудочном соке и вырабатываемых слизистой оболочкой кишечника, завершают расщепление крупных белковых молекул на мелкие молекулы, называемые аминокислотами. Эти мелкие молекулы могут всасываться через тонкую кишку в кровоток, после чего они транспортируются во все части организма для построения клеточных стенок и других частей клеток.

Жиры. Молекулы жира являются богатым источником энергии для организма. Первый этап переваривания жиров, таких как масло, заключается в растворении этих веществ в водянистом содержимом кишечника. Желчные кислоты, вырабатываемые печенью, разбивают жир на крошечные капельки и позволяют поджелудочным и кишечным ферментам расщеплять крупные молекулы жира на более мелкие. Некоторые из этих мелких молекул – это жирные кислоты и холестерин. Желчные кислоты объединяются с жирными кислотами и холестерином и способствуют прохождению этих молекул в клетки слизистой оболочки. В этих клетках из мелких молекул вновь формируются крупные, большая часть которых переходит в сосуды, проходящие около кишечника, называемые лимфатическими сосудами. По этим мелким сосудам вновь образовавшийся жир транспортируется в вены грудной клетки, а кровь в свою очередь переносит жир к депо, расположенным в различных частях организма.

Витамины. Другой неотъемлемой частью пищи, которая всасывается в тонкой кишке, являются витамины. Витамины подразделяются на два типа по тому, в какой жидкости они могут растворяться: водорастворимые витамины (все витамины группы B и витамин C) и жирорастворимые витамины (витамины, A, D, E и K). Жирорастворимые витамины откладываются в печени и в жировой ткани организма, в то время как откладываются с трудом и лишнее количество этих витаминов переходит в мочу.

Вода и соли. Большую часть содержимого, всасывающегося через тонкую кишку, составляет вода, в которой растворены соли. Соль и вода содержатся в пище и жидкости, которые мы проглатываем и в соках, секретируемых многочисленными пищеварительными железами.

Как контролируется процесс пищеварения?
Гормональная регуляция

Основные гормоны, которые контролируют функции пищеварительной системы, вырабатываются и секретируются клетками слизистой оболочки желудка и тонкой кишки. Эти гормоны секретируются в кровеносные сосуды пищеварительного тракта, транспортируются к сердцу и по артериям и возвращаются к пищеварительной системе, где они стимулируют выработку пищеварительных соков и вызывают движения органов.

Основными гормонами, контролирующими пищеварение, являются гастрин, секретин и холецистокинин (ХЦК):

  • Гастрин способствует выработке желудком кислоты для растворения и переваривания некоторых видов пищи. Гастрин также необходим для нормального роста клеток в слизистой оболочке желудка, тонкой кишки и ободочной кишки.
  • Секретин способствует секреции поджелудочной железой пищеварительного сока, содержащего много бикарбонатов. Бикарбонаты служат для нейтрализации кислого содержимого желудка при переходе этого содержимого в тонкую кишку. Секретин также стимулирует выработку желудком пепсина, фермента, расщепляющего белки, и стимулирует выработку желчи печенью.
  • ХЦК вызывает выработку поджелудочной железой ферментов, входящих в состав поджелудочного сока, и способствует опорожнению желчного пузыря. Он также способствует нормальному росту клеток поджелудочной железы.

Дополнительные гормоны пищеварительной системы регулируют аппетит:

  • Грелин вырабатывается в желудке и верхней части кишечника при отсутствии пищи в пищеварительном тракте и вызывает аппетит.
  • Пептид YY вырабатывается в пищеварительном тракте в ответ на появление пищи в пищеварительной системе и подавляет аппетит.

Оба этих гормона воздействуют на мозг, участвуя в регуляции потребления пищи для получения энергии. Исследователи изучают другие гормоны, которые могут играть определенную роль в подавлении аппетита, включая глюкагоноподобный пептид-1 (GPL-1), оксинтомодулин (+) и панкреатический полипептид.

Нервная регуляция

В контролировании деятельности пищеварительной системы участвуют два типа нервов.

В��ешние, или наружные, нервы идут к пищеварительным органам от головного или спинного мозга. Из них высвобождается два химических вещества, ацетилхолин и адреналин. Ацетилхолин вызывает более сильные сжимающие сокращения мышечного слоя пищеварительных органов и усиливают «проталкивание» еды и пищеварительных соков по тракту. Он также способствует выработке большего количества соков желудком и поджелудочной железой. Адреналин оказывает противоположное действие. Он расслабляет мышцы желудка и кишечника и уменьшает кровоток в этих органах, замедляя или прекращая пищеварение.

Собственные, или внутренние, нервы соединяются в очень плотную сеть, расположенную в стенках пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки. Активность собственных нервов запускается, если стенки полых органов растягиваются пищей. Эти нервы секретируют большое количество различных веществ, которые ускоряют или задерживают продвижение пищи и выработку соков пищеварительными органами.

Совместно нервы, гормоны, кровь и органы пищеварительной системы выполняют сложные задачи по перевариванию и всасыванию питательных веществ из пищевых продуктов и напитков, которые мы употребляем каждый день.

Источник: http://dietchef.ru/gi