Переваривание пищи осуществляется в нейтральной, кислой и щелочной средах (обозначаемых рН), постоянных в различных отделах желудочно-кишечного тракта (рН = 7 указывает на нейтральную реакцию среды; рН менее 7 — на ее кислотные свойства; рН более 7 — на ее щелочные свойства). Причем кислотно-щелочной состав содержимого различных отделов желудочно-кишечного тракта, даже рядом расположенных, резко различается. Так, в полости рта среда близка к нейтральной (во время еды — слабощелочная), в пищеводе — нейтральная (рН около 7), в желудке — от почти нейтральной до сильнокислой (рН до 0,8–1,5), в двенадцатиперстной — щелочная (рН = 7,2–8), а с пищей — переменная (рН = 4–8), в других отделах тонкой кишки (тощей и подвздошной) — близка к нейтральной (рН = 6,5–7,5), в толстой кишке — слабокислая. Это удивительное постоянство сред в каждом отделе свидетельствует о нормальном состоянии желудочно-кишечного тракта, и поддерживается оно природными механизмами.
Постоянство сред обеспечивается постепенным, порционным поступлением пищи из одного отдела желудочно-кишечного тракта в другой и анатомо-физиологическими особенностями органов пищеварения. Регулирование продвижения пищи осуществляется координированным моторным «поведением» желудочно-кишечного тракта с участием «клапанных аппаратов» (названных так Я. Витебским), расположенных на границах смежных отделов желудочно-кишечного тракта.
Эти клапаны-сфинктеры в виде кольцевых скоплений гладкомышечных волокон расположены в верхней и нижней частях пищевода, на выходе из желудка в двенадцатиперстную кишку (пилорический сфинктер), на выходе из тонкой в толстую кишку (илеоцекальный сфинктер) и в нижней части прямой кишки (наружный и внутренний сфинктеры заднего прохода).
Наряду с вышеперечисленными в желудочно-кишечном тракте имеются и другие сфинктеры: 9 — в ободочной кишке, 1 — (третий, верхний) в прямой кишке, 3 — в желчных протоках, 1 — в поджелудочном протоке и 1 — в печеночно-поджелудочной ампуле.
Клапаны-сфинктеры пищеварительного канала надежно защищают нижележащие отделы от форсированного поступления сверху «агрессивного» содержимого, регулируют порционное продвижение пищевых масс и предотвращают обратное их перемещение (в том числе благодаря своему строению). Функционируют сфинктеры следующим образом. При поступлении порции кислого желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку в ней повышается кислотность и закрывается пилорический сфинктер. После нейтрализации кислоты и перемещения содержимого в тощую кишку сфинктер раскрывается и пропускает следующую порцию пищи.
Так же порционно перемещается тонкокишечное содержимое и в толстую кишку (через илеоцекальный сфинктер). Однако открывается он под влиянием перистальтических и тонических волн в конечной части подвздошной кишки и повышения давления в ней, а закрывается — при снижении давления в ней или повышения давления со стороны толстой кишки. По наблюдениям некоторых исследователей, данный сфинктер работает синхронно с пилорическим.
Продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту напоминает своеобразный конвейер, где под действием пищеварительных секретов (слюны, желудочного, панкреатического и кишечного соков и желчи), а также содержащихся в них ферментов, пища расщепляется на мельчайшие частицы, которые через слизистые оболочки полости рта, желудка, тонкой и толстой кишки проникают в кровеносные и лимфатические сосуды и поступают во внутреннюю среду организма. Всасываются в кровь преимущественно простые и хорошо растворимые химические соединения. В неизменном виде всасываются в кровь вода, минеральные соли, витамины и некоторые другие органические соединения. По воротной вене расщепленные элементы белков, жиров, углеводов и другие биоактивные вещества попадают в печень, отдельные преобразуются и депонируются в ней, а остальные разносятся по всем клеткам и тканям и используются в качестве строительного и энергетического материала. В клетках под действием ферментов и кислорода они снова расщепляются с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности организма.
Анализируя физиологию пищеварения, следует учитывать, что во всех продуктах питания содержатся разнообразные пищевые вещества, находящиеся в связанном состоянии (так, в ржаном подовом хлебе из обдирной муки содержится 6,1 % белков, 1,2 % жиров, 1,4 % моно- и дисахаридов, 39,5 % крахмалов и 0,8 % органических кислот). А под действием пищеварительных секретов и ферментов молекулярные связи пищевого продукта разрушаются и высвобождают имеющиеся в нем пищевые вещества, которые далее подвергаются специфическому гидролизу.
Белки начинают расщепляться в кислой среде желудочного сока его ферментами (пепсином, гастриксином, желатиназой) до полипептидов, пептидов и небольшого количества аминокислот. В желудке переваривается около 10 % белков (или выражаясь научными терминами, в желудке гидролизуется около 10 % всех пептидных связей). Нерасщепленные белки и полипептиды продолжают перевариваться в слабощелочной и нейтральной средах тонкой кишки панкреатическими, кишечными и желчными протеазами (трипсином, химотрипсином, эластазой, карбоксипептидазой, аминопептидазой и другими) через ряд промежуточных стадий до пептидов и аминокислот, которые всасываются в тощей и подвздошной кишке. Другие белковые (азотистые) соединения — нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) — расщепляются в желудке и кишечнике нуклеазами до нуклеотидов, которые также всасываются в кишечнике.
Нейтральные жиры (триглицериды) частично расщепляются в желудке ее липазой, поступающей сюда из крови, а в основном — в двенадцатиперстной и тощей кишках панкреатическими и кишечными липазами (с участием поверхностно-активных желчных кислот, которые эмульгируют жиры, увеличивая их поверхность и делая их доступными для ферментов). В результате этих реакций жиры расщепляются на жирные кислоты, моноглицериды и свободный глицерин, которые всасываются в двенадцатиперстной, тощей (преимущественно здесь) и в подвздошной кишке. Желчные кислоты всасываются в подвздошной кишке.
Фосфолипиды и холестерин перевариваются и всасываются в тонкой кишке. Фосфолипиды расщепляются панкреатической фосфолипазой А на изолецитин и жирную кислоту, а затем щелочной (или кислой) фосфотазой, гидролизующей холинфосфат и этаноламинфосфат. Сложные эфиры холестерина расщепляются панкреатической и кишечной холестеринэстеразой на свободный холестерин и жирную кислоту.
Углеводы начинают расщепляться во рту ферментами слюны птиалином и мальтазой, продолжают перевариваться в желудке за счет слюнного пищеварения и заканчивают — в тонкой кишке панкреатическими, кишечными и желчными амилазами. Полисахариды (крахмал, гликоген, инулин, стахиоза) расщепляются птиалином слюны во рту и в желудке, далее — панкреатическими, кишечными и желчными амилазами до декстринов, которые расщепляются теми же ферментами до мальтозы с образованием незначительного количества глюкозы. При тщательном пережевывании пищи во рту расщепляется до 10–15 %, а в желудке — более 50 % указанных полисахаридов.
Образовавшиеся или освобожденные от молекулярных связей дисахариды преобразуются следующим образом: мальтоза расщепляется мальтазой слюны, панкреатического или кишечных соков на две молекулы глюкозы, сахароза — мальтазой слюны, соляной кислотой желудочного сока, панкреатическими или кишечными сахаразами на глюкозу и фруктозу, лактоза (молочный сахар) — кишечной лактазой на глюкозу и галактозу. С возрастом синтез лактазы снижается и возникает непереносимость молока, но не кисломолочных продуктов, в которых лактоза в основном перерабатывается лактобактериями. Малая часть глюкозы и других моносахаридов всасывается во рту, в желудке и толстой кишке, а большая часть — в тонкой кишке. Пищевые волокна расщепляются в толстой кишке ферментами, синтезируемыми его микрофлорой.
Органические кислоты гидролизуются в желудочно-кишечном тракте с образованием слабой кислоты и сильного основания (щелочи). При этом кислота разрушается с выделением углекислого газа и воды (которые выводятся из организма), а щелочь (в виде солей калия, кальция, магния или натрия) остается и смещает кислотно-щелочное равновесие крови в сторону ощелачивания.
Теперь ознакомимся с пищеварительными процессами во всех отделах желудочно-кишечного тракта.
