Строение и значение пищеварительной системы

Пищеварительная система представляет собой комплекс органов, осуществляющих процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи.

Пищеварительная система состоит из пищеварительного канала и крупных пищеварительных желез, открывающихся в него своими выводными протоками.

Пищеварительный канал у взрослого человека имеет длину около 8 м. В нем выделяют следующие отделы: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка. Стенка пищеварительного канала состоит из трех слоев: наружного — соединительнотканного, среднего — мышечного и внутреннего — слизистого.

Слизистая оболочка построена из однослойного или многослойного эпителия и соединительнотканной пластинки, содержащей кровеносные и лимфатические сосуды.

Мышечная оболочка состоит из наружных продольных и внутренних кольцевых мышц. Их координированные сокращения, распространяющиеся вдоль пищеварительного тракта наподобие волны, способствуют передвижению пищи. Местами кольцевые мышцы утолщаются, образуя сфинктеры (сжимающие устройства), играющие роль клапанов. Сфинктеры обеспечивают функциональное разобщение различных отделов пищеварительного тракта и способствуют однонаправленному движению пищевого содержимого вдоль пищеварительного тракта. Они располагаются на границах пищевода и желудка (кардиалъный сфинктер), желудка и двенадцатиперстной кишки (пилорический сфинктер), а также в месте перехода подвздошной кишки в слепую и вокруг анального отверстия. Между продольным и кольцевым мышечными слоями распола гается межмышечное нервное сплетение, а между кольцевым слоем и слизистой — подслизистое (мейсне-рово) нервное сплетение. Межмышечное нервное сплетение регулирует моторную, а подслизистое — моторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта.

Серозная оболочка образована соединительнотканными волокнами, выстланными снаружи однослойным плоским эпителием. Она образует внутренний {висцеральный) и наружный {париетальный) листки брюшины. Внутренний листок брюшины покрывает большую часть органов пищеварительного канала: желудок и весь кишечник, кроме прямой кишки. Наружный листок выстилает брюшную полость со стороны внутренних мышц живота. Брюшная полость — пространство между листками брюшины, содержит небольшие количества жидкости, которая облегчает смещение внутренних органов. При переходе париетального листка брюшины в висцеральный образуется складка (дупликатура брюшины), или брыжейка, которая поддерживает и подвешивает к задней стенке тела внут-рибрюшинные органы. В брыжейке проходят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды, снабжающие органы пищеварительного тракта.

В ротовой полости расположены зубы и язык; в нее открываются протоки трех пар крупных слюнных желез и многих мелких.

Зубы расположены в ячейках альвеолярных отростков верхней и нижней челюстей. Зуб состоит из коронки, шейки и одного или нескольких корней. Коронка — видимая часть зуба, покрыта эмалью — самой твердой тканью организма. Шейка находится между коронкой и корнем и окружена десной. Корень расположен в альвеолярной ячейке челюсти и покрыт цементом — веществом, сходным по структуре с костной тканью. Внутри зуба имеется небольшая полость, заполненная пульпой, состоящей из рыхлой соединительной ткани, кровеносных сосудов и нервов. Твердую основу зуба составляет дентин — разновидность костной ткани.

У человека насчитывается 32 постоянных зуба, изних8резцов, 4клы-ка, 8 малых коренных и 12 больших коренных. Резцы служат для срезания и откусывания пищи, клыки -для разрывания, малые коренные зубы — для раздавливания и перетирания, большие коренные зубы — для дробления и перемалывания пищи. Для обозначения количества и порядка расположения зубов используют зубную формулу:

 

Дети      Взрослые

2012 | 21023212[2123

2012 2102 3212 | 2123

 

Зубная формула обозначает, что в каждой половине верхней и нижней челюсти имеется по два резца, одному клыку, два малых и три коренных зуба. У детей зубная формула иная; у них в каждой половине челюсти имеется по два резца, одному клыку и по два больших коренных зуба.

Язык — мышечный орган, состоящий из поперечно-полосатой мускулатуры. Условно его разделяют на три части: кончик, тело и корень, который срастается с подъязычной костью. Язык покрыт слизистой оболочкой, в которой имеются выросты — вкусовые сосочки различной величины и формы, содержащие вкусовые рецепторы. Кроме вкусовых, в слизистой расположены температурные, болевые и другие рецепторы. Язык служит органом речи, участвует в восприятии и оценке вкуса пищи, способствует перемешиванию и смачиванию слюной пищи, а также глотанию.

В ротовую полость открываются протоки трех больших парных желез — околоушных, подчелюстных и подъязычных. В слизистой оболочке

рта расположено также большое количество мелких слюнных желез — нёбных, язычных, щечных и др.

Слюна состоит из воды (около 99,5%), органических и неорганических веществ и имеетщелочную реакцию. Основные ее компоненты: муцин — слизистое белковое вещество, способствующее формированию пищевого комка и облегчающее глотание, лизоцим (дезинфицирующее вещество), а также ферменты амилаза и малътаза. Амилаза переваривает крахмал и гликоген до мальтозы, которая под действием малътазы расщепляется на две молекулы глюкозы. Ферменты слюны действуют лишь в слабощелочной среде (рН 5,8—7,4).

Секреция слюнных желез происходит рефлекторно при раздражении рецепторов языка и слизистой оболочки ротовой полости. Возбуждение по чувствительным нейронам передается в центр слюноотделения продолговатого мозга, откуда по парасимпатическим и симпатическим волокнам импульсы достигают слюнных желез. Слюна может выделяться не только во время еды, но и при ощущении запаха или виде пищи. В этом случае секреция слюны осуществляется по механизму условного рефлекса.

Таким образом, в ротовой полости происходит механическая обработка (размельчение) пищи, смачивание ее слюной, формирование пищевого комка, а также частичное расщепление углеводов. Из ротовой полости пища поступает в глотку.

Глотка состоит из трех частей: верхней — носоглотки, средней — ротоглотки и нижней — гортанной части глотки. Вверху стенка глотки сращена с костями основания черепа; на уровне VII шейного позвонка она переходит в пищевод. Длина глотки составляет 12—14 см. В ротоглотке пересекаются дыхательные и пищеварительные пути. Носоглотка сообщается через хоаны с носовой полостью. Слуховые (евстахиевы) трубы соединяют ее с полостями

среднего уха. В ротовой части глотка открывается через зев в полость рта, а в гортанной части — в полость гортани и пищевод.

В слизистой оболочке глотки расположены миндалины — скопления лимфоидной ткани. Миндалины участвуют в образовании и развитии лимфоцитов. Кроме того, они обезвреживают бактерии, попадающие в глотку с воздухом и пищей. Глотка участвует в процессе глотания — рефлекторном акте, обеспечивающем переход пищевого комка из полости рта в пищевод, по которому он поступает в желудок. При попадании пищи на мягкое нёбо, основание языка или заднюю стенку глотки возбуждение передается в центр глотания, расположенный в продолговатом мозгу, откуда импульсы направляются к мышцам полости рта, глотки, гортани и пищевода. В результате рефлекторного сокращения этих мышц пищевой комок проталкивается в пищевод. При этом пищевой комок пересекает дыхательные пути, но в них не попадает, так как мягкое нёбо поднимается и прикрывает носоглотку, а надгортанник, двигаясь вперед и вверх, перегораживает вход в гортань. Кроме того, обратному передвижению пищи в полость рта препятствует поднятие языка.

Пищевод имеет длину 25—30 см. Он начинается на уровне VII шейного позвонка и заканчивается при переходе в желудок на уровне XI грудного позвонка. Верхняя треть пищевода образована поперечно-полосатой мышечной тканью, остальные две трети — гладкой мышечной тканью. В пищеводе выделяют три части: шейную, грудную и брюшную. Шейная и грудная части пищевода покрыты наружной соединительнотканной оболочкой, а брюшная часть — серозной оболочкой (висцеральным листком брюшины). Мышцы пищевода, последовательно сокращаясь сверху вниз, проталкивают пищевой комок в желудок.

Желудок — расширенная часть пищеварительной трубки. Емкость его составляет 1,5—3 л. В желудке различают вход, или кардиальную часть; дно; тело и выход, или пилорическую часть. Желудок имеет две поверхности: переднюю и заднюю, по краям переходящие друг в друга. Вогнутый край желудка называется малой кривизной, выпуклый край — большой кривизной. Слизистая оболочка желудка содержит трубчатые железы, вырабатывающие желудочный сок (2—3 л в сутки). В их составе выделяют главные, добавочные и обкладочные клетки. Главные клетки секретируют пищеварительные ферменты, обкладочные — компоненты соляной кислоты, добавочные — слизь (муцин). Кроме желез в слизистой желудка расположены эндокринные клетки, вырабатывающие гормон гастрин.

Желудочный сок содержит соляную кислоту и имеет кислую реакцию. Соляная кислота обладает бактерицидным действием, активирует пепсин, вызывает денатурацию и набухание белков, способствуя расщеплению их ферментами, регулирует закрытие кардиального и пилорического сфинктеров. Пепсин расщепляет белки до олигопептидов, дальнейшее переваривание которых до аминокислот происходит в кишечнике. Желудочная слизь содержит мукоиды и защищает стенку желудка от химических и механических воздействий, а также адсорбирует ферменты, благодаря чему увеличивается поверхность контакта их с пищевыми массами.

Для изучения регуляции желудочной секреции И. П. Павловым был разработан метод наложения на желудок собаки фистулы в сочетании с перерезкой пищевода. У такой собаки во время еды пища не попадала в желудок (мнимое кормление). Использование этого метода позволило установить, что желудочная секреция осуществляется рефлекторно.

Отделение желудочного сока связано с видом и запахом пищи, а также раздражением пищей рецепторов ротовой полости. Желудочный сок, отделяемый на запах и вид пищи, был назван Павловым «аппетитным», т. е. заранее подготавливающим желудок к приему пищи. Возбуждение от рецепторов по чувствительным волокнам достигает центров сокоотде-лительных рефлексов, находящихся в промежуточном мозге и гипоталамусе, и от них по волокнам блуждающего нерва поступает к железам желудка, вызывая отделение желудочного сока. Большое значение в пищеварении принадлежит также гуморальным влияниям, усиливающим или ослабляющим деятельность желез желудка. Эти влияния осуществляются биологически активными веществами, образующимися в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и желудка, а также различными пищевыми веществами, всосавшимися в кровь из кишечника. Например, продукты расщепления жира угнетают желудочную секрецию.

Переход пищевой кашицы (химуса) из желудка в двенадцатиперстную кишку осуществляется периодически, отдельными порциями, что связано с чередованием расслабления и сокращения пилорического сфинктера в ответ на изменение среды в двенадцатиперстной кишке. Раздражение соляной кислотой рецепторов слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки приводит к рефлекторному сокращению мышц пилорического сфинктера и его закрытию. После того как кислота нейтрализуется кишечным соком, мышцы рефлекторно расслабляются и сфинктер открывается.

В некоторых случаях — при раздражении корня языка, глотки, слизистой оболочки желудка — может развиться рвота — непроизвольный выброс содержимого желудка через рот. Эта рефлекторная защитная ре акция возникает в результате возбуждения рвотного центра в продолговатом мозге. При рвоте содержимое верхних отделов кишечника в результате антиперистальтических сокращений тонкой кишки поступает в желудок и вместе с его содержимым, благодаря антиперистальтике и сокращениям брюшных мышц и диафрагмы, выбрасывается через пищевод в ротовую полость. Рвоту могут также вызвать недоброкачественная пища и токсические вещества, действующие на рвотный центр гуморальным путем.

Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку, в просвет которой открываются протоки печени и поджелудочной железы.

Печень — самая крупная железа организма человека. Масса ее составляет около 1500—1700 г. Она состоит из печеночных долек, разделенных прослойками соединительной ткани. Печеночная долька — это основная структурно-функциональная единица печени. Дольки образованы печеночными клетками, между ними располагаются кровеносные и желчные капилляры. В центре дольки лежит вена, а в междольковой соединительной ткани проходят сосуды и нервы. В печени насчитывается примерно 500 тыс. долек.

В ворота печени входят печеночная артерия и воротная вена, а выходят печеночная вена и общий печеночный проток. Общий печеночный проток, сливаясь с протоком желчного пузыря, образует общий желчный проток, который, соединяясь с протоком поджелудочной железы, открывается в просвет двенадцатиперстной кишки.

Ветви воротной вены в дольке переходят в капилляры воротной системы — синусоиды. Синусоиды имеют широкий просвет, что обусловливает медленное протекание в них крови. В центре дольки они впадают в центральную вену, собирающую кровь от дольки. Все центральные

вены, соединяясь между собой, образуют 3—5 печеночных вен, которые впадают в нижнюю полую вену. Таким образом, особенность кровоснабжения печени заключается в наличии в ней капиллярной сети, образованной воротной веной.

Желчь вырабатывается клетками печени постоянно, независимо от наличия пищи в пищеварительном канале. За сутки образуется примерно 0,5—1,0 л желчи. Вне процесса пищеварения она поступает в желчный пузырь, где и накапливается. Отделение желчи усиливается во время еды. Желчь имеет щелочную реакцию, содержит желчные кислоты (таурохолевую и гликохолевую), холестерин и желчные пигменты (билирубин и биливердин). Она играет большую роль в процессе пищеварения: поддерживает щелочную реакцию среды тонкой кишки, активирует действие пищеварительных ферментов, эмульгирует жиры, способствует всасыванию жирных кислот и жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К), усиливает сокоотделение поджелудочной железы и стимулирует перистальтику кишечника. Кроме участия в пищеварении, в печени синтезируются многие белки крови, липиды и углеводы. Она служит депо глюкозы, которая запасается в виде гликогена. Печень выполняет также барьерную функцию, обезвреживая ядовитые вещества, образующиеся в кишечнике. Через печень взрослого человека в 1 мин протекает около 1,5лкрови.

Поджелудочная железа располагается позади желудка, прилегая к задней брюшной стенке. В ней выделяют головку, тело и хвост. Железа состоит из внешнесекреторной {экзокринной) части, вырабатывающей панкреатический сок, который по выводному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку, и внутрисекреторной {эндокринной) части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкагон.

Сок поджелудочной железы имеет щелочную реакцию и содержит пищеварительные ферменты, играющие ключевую роль в переваривании белков, жиров и углеводов. Трипсин, химотрипсин, коллагеназа и другие действуют на белки и олигопептиды, последовательно расщепляя их до аминокислот. Все эти ферменты вырабатываются в неактивной форме в виде проферментов, которые активируются под влиянием других ферментов в просвете двенадцатиперстной кишки. Например, трипсин образуется из профермента трипсиногена при участии энтеро-киназы, содержащейся в кишечном соке, а химотрипсин — из химотрипсиногена под влиянием трипсина. Амилаза, мальтаза и лактаза расщепляют углеводы до моносахаридов. Липаза расщепляет жиры, эмульгированные желчью, до глицерина и жирных кислот. Нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. В сутки выделяется 1,5—2,0 л панкреатического сока.

Секреция панкреатического сока регулируется рефлекторно, а также посредством гормонов — секретина и холецистокинина, выделяемых эндокринными клетками двенадцатиперстной кишки после поступления в нее пищевой кашицы.

Тонкая кишка имеет длину 5— 7 м. Она подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. Двенадцатиперстная кишка имеет форму подковы. В нисходящей части ее открывается общий желчный проток и проток поджелудочной железы. В двенадцатиперстной кишке пищевая кашица подвергается переваривающему действию сока кишечных желез, желчи и сока поджелудочной железы. Процесс пищеварения продолжается и в других отделах тонкой кишки, так как пищеварительные железы расположены на всем ее протяжении.

В тонкой кишке различают полостное и пристеночное (мембранное)

пищеварение. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под действием ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, адсорбированными на плазматической мембране клеток кишки (энтероцитов), образующей около 3000 микроворсинок, выступающих в просвет кишки. Благодаря этому значительно увеличивается площадь соприкосновения пищевой кашицы с поверхностью мембраны с адсорбированными на ней ферментами.

Входящие в состав кишечного сока пищеварительные ферменты завершают процесс расщепления питательных веществ. Пептидаза расщепляет полипептиды до аминокислот, липаза гидролизует жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза, лактаза, мальтаза, сахараза расщепляют полисахариды до моноса-хиридов, нуклеазы и фосфатаза гидролизуют полинуклеотиды.

Тощая и подвздошная кишки служат основными местами всасывания — процесса переноса веществ из пищеварительного канала в кровь и лимфу. Большую роль в этом процессе играют выросты слизистой оболочки тонкой кишки — ворсинки (рис. 44.2), эпителиальные клетки которых образуют многочисленные микроворсинки. Всасывающиеся вещества поступают в цитоплазму энтероцитов и из них в кровеносные и лимфатические капилляры. Глюкоза и аминокислоты переносятся через мембрану энтероцитов беспрепятственно. Однако жирные кислоты, образующиеся при расщеплении жиров, ворсинками не всасываются. Их всасывание осуществляется лишь в форме солей, которые в присутствии желчных кислот переносятся внутрь эпителиальных клеток ворсинок. Здесь они взаимодействуют с глицерином с образованием молекул жиров, специфичных для организма, которые поступают в лимфу.

Маятникообразные сокращения кольцевых и продольных мышц способствуют перемешиванию пищевой кашицы, а перистальтические волнообразные сокращения кольцевых мышц обеспечивают продвижение ее к толстой кишке.

Толстая кишка включает три отдела: слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишки. Слизистая оболочка толстой кишки образует многочисленные складки полулунной формы и не имеет ворсинок. На границе перехода подвздошной кишки в слепую слизистая и мышечная оболочки образуют илеоцекальный клапан, который пропускает содержимое кишки только в одном направлении: из тонкой кишки в толстую.

Толстая кишка населена большим количеством бактерий. Некоторые из них синтезируют витамины (группы В, К и др.), необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Другие вызывают брожение клетчатки, продукты гидролиза которой всасываются и используются организмом. Гнилостные бактерии разлагают белки. При их распаде выделяются ядовитые вещества (скатол, индол, фенол и др.), часть которых всасывается в кровь и переносится в печень. В клетках печени ядовитые вещества обезвреживаются.

В толстой кишке всасывается вода. Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке и затем удаляются через анальное отверстие. Центр рефлекса дефекации находится в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга.