Общая характеристика пищеварения и пищевых веществ

Глава 2

Пищеварение — совокупность процессов, обеспечи­вающих механическое измельчение и химическое рас­щепление пищевых веществ на компоненты, лишенные видовой специфичности и пригодные к всасыванию и участию в обмене веществ организма животного и чело­века.

Существование человека и животных невозможно без постоянного поступления в организм пищевых веществ, воды, минеральных солей и витаминов. «Существенней­шей связью животного организма с окружающей при­родой является связь через известные химические веще­ства, которые должны постоянно поступать в состав данного организма, т. е. связь через пищу» ¹, - говорил И. П. Павлов.

Необходимые для жизнедеятельности организма пи­тательные вещества находятся в окружающей природе в виде сложных высокомолекулярных соединений -- бел­ков, жиров и углеводов, которые для всасывания и по­следующего усвоения (ассимиляции) их клетками нуж­даются в предварительной механической и химической обработке. Постоянный прием веществ, переработка и усвоение их позволяют сохранить целостность матери­ального субстрата и его жизнедеятельность.

Все живые организмы по типу обмена веществ меж­ду организмом и внешней средой разделяются в основ-ком на две группы: автотрофные и гетеротрофные. К первой относятся зеленые растения, которые под влиянием солнечных лучей синтезируют из окружаю­щей неорганической природы и накапливают в себе ор­ганические вещества; ко второй — животные, не способ­ные к подобному синтезу и пользующиеся для своего питания уже синтезированными органическими вещест­вами.

В животном организме синтезируются сложные ор­ганические вещества из менее сложных, но синтез орга­нических веществ из неорганических у них, за редким исключением, отсутствует, что отличает их от расти­тельных организмов. Однако наряду с этим следует ука-

¹ Павлов И. П. Поли. собр. соч., т. III, кн. 1.М., 1951, с. 116—117.

зать на общность многих химических процессов у жи­вотных и растений (К. А. Тимирязев).

Химический состав пищевых веществ и их перевари­вание. Пища, принимаемая человеком, может быть ра­стительного и животного происхождения. В ее состав входят различные питательные вещества: белки, жиры и углеводы, которые, поступая в организм, идут на по­строение клеток и тканей и служат энергетическими источниками жизнедеятельности организма. Кроме пи­тательных веществ пища содержит воду и неорганиче­ские вещества, главным образом в виде солей, которые по являются источником энергии, по без них невозмож­на нормальная жизнедеятельность клеток и тканей. В ней содержатся добавочные факторы питания — ви­тамины, играющие огромную роль в росте, развитии и функционировании клеток и тканей, а также всего ор-ганизма в целом.

Составная часть пищи — растительная клетчатка, которая под влиянием ферментов пищеварительных соков не переваривается. Однако это балластное вещест­во имеет определенное значение в ходе самого пище­варительного процесса, так как оказывает возбуждаю­щее влияние на секрецию и моторику желудочно-ки­шечного тракта.

Большое участие в превращении пищи в простые ра­створимые химические соединения принимают биологи­ческие катализаторы, или ферменты, которые превра­щают нерастворимые и неспособные к диффузии пита­тельные вещества в растворимые п диффундирующие соединения. У разных животных этот процесс проте­кает неодинаково.

Различают внутриклеточное и внеклеточное пищева­рение. Внутриклеточное пищеварение свойственно всем одноклеточным и некоторым многоклеточным организ­мам, находящимся па низких стадиях эволюционного развития. Оно состоит в том, что клетка (или группа клеток) активно захватывает пищевые вещества из ок­ружающей внешней среды н при помощи специальных соков переваривает их, после чего они усваиваются ци­топлазмой (рис. 1). В качестве примера можно приве­сти пищеварение у амебы, которая псевдоподиями за­хватывает пищевые вещества и расщепляет их на про­стые химические соединения при помощи ферментов, находящихся в клетке. У более дифференцированных

Р.нс. 1. Внутриклеточное переваривание у Balantidimn gygant (по

Бретшпейдеру и Гиршу):

/ — 3 — предварительное переварпппипе пищи; 1 -- 7 — истинное переваривание

и вакуолях

одноклеточных, как, например, у парамеции, пищевые вещества из внешней среды поступают в клетку через специальный участок цитоплазмы. В клетке вокруг пи­щи образуется вакуоль, где и происходит переварива­ние. Продукты, образовавшиеся в результате этого про­цесса, частично ассимилируются цитоплазмой, а час­тично выбрасываются наружу в виде отбросов.

Большой интерес представляет внутриклеточное пи­щеварение у белых кровяных телец (лейкоцитов). В 1887 г. И. И. Мечниковым впервые было показано, что лейкоциты обладают фагоцитарной способностью, т. е. способностью захватывать различные вещества, в том числе и бактерии, что имеет важное значение для защиты организма от вреднодействующих агентов внеш­ней среды. У многих беспозвоночных, как, например, у моллюсков и иглокожих, процесс пищеварения протекает в две фазы. Первая фаза происходит внеклеточно, в так называемой пищеварительной полости. Здесь некоторые пищевые вещества (углеводы) размельчаются и рас­щепляются. Вторая фаза происходит внутриклеточно и состоит, с одной стороны, в ассимиляции уже расщеп-

ленных веществ и, с другой,— в переваривании вещесТЁ, не подвергающихся расщеплению в первой фазе. Такой процесс вне- и внутриклеточного пищеварения наблю­дается и у некоторых кровососущих насекомых. Во всех этих случаях переваривание пищевых веществ происхо­дит при участии находящихся в цитоплазме особых химических соединений — ферментов.

Внеклеточное пищеварение преобладает у позвоноч­ных и многих беспозвоночных животных и протекает в специальной пищеварительной полости. В этих случаях пищевые вещества, поступая в пищеварительную по­лость или пищеварительный канал, подвергаются физи­ко-химической обработке, в результате происходит рас­щепление веществ на простые химические соединения, которые затем всасываются стенками желудочно-ки­шечного тракта и поступают в жидкости организма (кровь, лимфа), током которых они разносятся всем клеткам и тканям.

На низких стадиях развития многоклеточных, как, например, у гидры, пищеварительная полость имеет лишь одно отверстие, через которое и поступает пища и обратно выбрасываются непереваренные остатки. У некоторых червей пищеварительная полость имеет два отверстия: входное, или ротовое, и выходное, или аналь­ное. Между ними находится трубка — кишка, где про­исходит переваривание пищевых веществ. Вследствие изобилия ферментов на клеточных мембранах присте­ночное пищеварение в кишечнике бывает более интен­сивным, чем полостное (А. М. Уголев).

Пищеварение у человека и высших животных состоит из трех взаимосвязанных физиологических процессов: 1) секреции пищеварительных соков и воздействия пос­ледних на пищевые вещества, 2) моторики желудочно-кишечного тракта и 3) всасывания продуктов перева­ривания.