Строение и функции органов пищеварения

Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы. Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и развития необходимо регулярное поступление пищи, со­держащей сложные органические вещества (белки, жиры, угле­воды), минеральные соли, витамины и воду. Все эти вещества необходимы для удовлетворения потребности организма в энергии, для осуществления биохимических процессов, протекающих во всех органах и тканях. Органические соединения используются также как строительный материал в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток взамен отмирающих. Основные питательные вещества в том виде, в каком они находятся в пи­ще, не могут использоваться организмом, а должны быть под­вергнуты специальной обработке — пищеварению.

Пищеварением называют процесс физической и химической обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью, усваиваться организмом.

Физическая обработка заключается в измельчении пищи, ее протирании, растворении. Химические изменения представляют собой сложные реакции, происходящие в различных отделах пи­щеварительной системы, где под влиянием ферментов, содержа­щихся в секретах пищеварительных желез, происходит расщепле­ние сложных нерастворимых органических соединений, содержа­щихся в пище, превращение их в растворимые и легко усваивае­мые организмом вещества.

Ферменты — это биологические ката­лизаторы, вырабатываемые организмом и отличающиеся опреде­ленной специфичностью. Каждый фермент действует только на определенные химические соединения: одни расщепляют белки, другие — жиры, третьи — углеводы. В пищеварительном тракте в результате химической обработки белки расщепляются до амино­кислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, углеводы (поли­сахариды)— до моносахаридов.

В каждом из отделов пищеварительной системы происходят специализированные операции по обработке пищи, связанные с наличием в каждом из них специфических ферментов. Система органов пищеварения состоит из ротовой полости с тремя парами крупных слюнных желез, глотки, пищевода, желуд­ка, тонкой кишки, в состав которой входит двенадцатиперстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной железы, тощая и подвздошная кишки), и толстой кишки, состоящей из слепой, ободочной и прямой кишок. В ободочной кишке раз­личают восходящую, нисходящую и сигмовидную кишки.

Пищеварение в ротовой полости. В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка пищи, а также осуществляется ее апробирование. С помощью специальных рецепторов в слизистой оболочке ротовой полости и языка мы распознаем вкус пищи, от их функции зависит удовлетворение и неудовлетворение едой. Специфической функцией ротовой полости являет­ся механическое измельчение пищи при ее пережевывании. Особый эффект физической обработки достигается наличием в рото­вой полости костной основы, что отличает ее от других органов пищеварения, и языка. Язык — подвижный мышечный орган — имеет важнейшее значение не только в осуществлении речевой функции, но и в пищеварении. Передвижение пищи с помощью языка — необходимый компонент жевания.

Измельчение пищи осуществляется зубами. По функции и форме различают резцы, клыки, малые и большие коренные зубы.

Зубы закладываются и развиваются в толще челюсти. Еще во внутриутробном периоде развития закладываются зачатки по­стоянных зубов, сменяющих в определенном возрасте молочные.

Рис.12. Органы пищеварения

На 6—8-м месяце жизни у ребенка начинают прорезываться временные, или молочные, зубы. Зубы могут появляться раньше или позднее в зависимости от индивидуальных особенностей раз­вития, качества питания. Чаще всего первыми прорезываются средние резцы нижней челюсти, потом появляются верхние сред­ние и верхние боковые; к концу первого года жизни прорезывается обычно 8 зубов. В течение второго года жизни, а иногда и нача­ла третьего года заканчивается прорезывание всех 20 молочных зубов. Молочные зубы нежные и хрупкие, это следует учитывать при организации питания детей.

В 6—7 лет у детей начинают выпадать молочные зубы, и на смену им постепенно растут постоянные зубы. Перед сменой корни молочных зубов рассасываются, после чего они выпадают. Малые коренные и третьи большие коренные, или зубы мудрости, вырастают без молочных предшественников. Прорезывание посто­янных зубов заканчивается к 14 годам. Исключение составляют зубы мудрости, появление которых порой задерживается до 25— 30 лет; в 15% случаев они отсутствуют на верхней челюсти вообще.

В связи с тем, что зачатки постоянных зубов находятся под молочными зубами, следует особо обращать внимание на состоя­ние полости рта и зубов у детей школьного и дошкольного воз­раста.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 7—9 человек из 10 обследованных нуждаются в лечении зубов. И в первую очередь это связано с кариесом, возникающим вслед­ствие разрушения эмали. Одной из основных причин повреждения эмали является ее деминерализация под влиянием кислот, кото­рые образуются при распаде остатков пищи.

Наиболее губительное действие на эмаль оказывает молоч­ная кислота — основной продукт брожения углеводов. В дальней­шем происходит уже непосредственное воздействие микробов на деминерализованные эмаль и дентин. В результате происходит рас­пад органических веществ зуба, образуется полость.

Отрицательно сказывается на сохранности эмали резкая смена температуры пищи и воды, поступающих в полость рта, рас­кусывание зубами твердых предметов. На кариозный процесс влияет недостаток витаминов (особенно группы В и D), солей кальция, фтора в пище и питьевой воде, отсутствие ультрафиолетовых лучей. Первостепенное значение в механизме кариеса зубов играют микроорганизмы полости рта, главным образом стрептококки. Для предотвращения кариеса необходимы сбалансиро­ванное питание, в рацион которого входит достаточное количест­во кальция, фосфора и фтора, и тщательный уход за зубами.

Уход за зубами прежде всего должен выражаться в обязательном прополаскивании рта кипяченой, слегка тепловатой водой по­сле каждого приема пищи, чтобы по возможности удалить все застрявшие между зубами частицы пищи. Нужно ежедневно ве­чером перед сном чистить зубы щеткой с зубным порошком или пастой, чтобы более основательно удалить все остатки пищи.

Нельзя давать детям слишком горячую или очень холодную пищу, а также позволять им раскусывать зубами орехи или дру­гие твердые вещества. Это может вызвать повреждение эмали.

В школах детям проводят санацию полости рта: поврежденные зубы удаляют или пломбируют, и таким образом предупреж­дается порча остальных зубов, особенно постоянных. В настоящее время широко применяют фторопрофилактику кариеса. Это и фто­рирование питьевой воды, и местное орошение раствором фтори­стого натрия, и специальные зубные порошки, пасты, эликсиры, содержащие фтор, и, наконец, таблетки с фтором. Сохранность зу­бов обеспечивает полноценное измельчение пищи, необходимое для ее дальнейшей обработки.

Наряду с измельчением пищи в ротовой полости происходит смачивание ее слюной и начальный гидролиз некоторых пищевых веществ.

В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные. Кроме крупных есть мелкие слизистые слюнные железки. Они раз­бросаны почти по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка.

Слюна, содержащая 99% воды, смачивает измельченную пищу. В составе ее органических веществ содержатся ферменты, осуществляющие химическую обработку пищи. Основной из этих ферментов — амилаза — расщепляет сложные углеводы до мальтозы. Расщепление углеводов не заканчивается в ротовой полости, но продолжается в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком, так, как ферменты, расщеп­ляющие углеводы, действуют только в щелочной среде. В слюне содержится также слизистое органическое вещество муцин. Он способствует тому, что обработанный в ротовой полости комок становится скользким и легко проходит по пищеводу—мышечной трубке, выстланной внутри слизистой оболочкой. Длина пищевода с возрастом увеличивается. У новорожденных она составляет 10 см, у 5-летних детей— 16 см, у 15-летних— 19 см, у взрослых — 25 см. Слюнные железы функционируют с момента рождения ре­бенка, но в первые месяцы слюны отделяется мало.

С возрастом количество отделяющейся слюны увеличивается: наиболее заметные сдвиги в слюноотделении отмечаются у детей от 9 до 12 месяцев и от 9 до 11 лет. Всего в сутки у детей от­деляется до 800 см³ слюны.

Пищеварение в желудке. Желудок имеет вид изогнутого меш­ка, вмещающего 1—2 л пищи. В желудке различают вход (кардиальная часть), дно (фундальная часть) и выход (пилорическая, или привратниковая, часть). Привратник открывается в двенадцатиперстную кишку.

Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой, образующей много складок. В толще слизистой оболочки находятся железы, трубчатые по форме. Железы вырабатывают желудочный сок. Различают три типа клеток желудочных желез: главные вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные — соляную кис­лоту, добавочные— слизь.

Желудочный сок человека — бесцветная жидкость кислой ре­акции, с большим содержанием соляной кислоты (0,5%) и слизи. Слизь, вырабатываемая клетками слизистой оболочки желудка, предохраняет ее от механических и химических повреждений. Соляная кислота обладает способностью губительно действовать на бактерии, выполняя тем самым защитную функцию. Под влия­нием соляной кислоты активизируется основной фермент желудоч­ного сока пепсин, расщепляющий белки до альбумоз и пептонов. Желудочный сок содержит также фермент, расщепляющий жи­ры,— липазу. В желудке распадаются на глицерин и жирные кис­лоты только жиры, находящиеся в состоянии эмульсии (жиры молока). В желудочном соке детей, особенно в период вскармли­вания их молоком, содержится сычужный фермент — химозин, вы­зывающий свертывание молока.

Отделение желудочного сока начинается рефлекторно, уже тогда, когда пища попадает в полость рта. Оно может возникнуть и условно-рефлекторно. Обычно акт еды начинается с вида и запаха пищи. И. П. Павлов назвал желудочный сок, который начинает выделяться до поступления пищи, аппетитным или за­пальным. Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием, облегчающим этот процесс.

Под влиянием различных воздействий отделение желудочного сока может тормозиться. Вид несвежей пищи, неприятный запах ее, неряшливая обстановка, чтение во время еды приводят к тор­можению желудочной секреции, при этом снижается пищевари­тельное действие соков и пища усваивается хуже.

Когда пища поступает в желудок, на нее продолжает реф­лекторно вырабатываться желудочный сок за счет механического раздражения слизистой оболочки желудка. Важная роль здесь также принадлежит химическим веществам, циркулирующим в крови при пищеварении и гуморальным путем возбуждающим желудочную секрецию. Особенно активны в этом отношении ве­щества, содержащиеся в мясном бульоне, капустном отваре, отварах рыбы, грибов, овощей.

Кроме того, под влиянием соляной кислоты или продуктов пе­реваривания в слизистой оболочке желудка образуется особый гормон — гастрин, который всасывается в кровь и усиливает сек­рецию желудочных желез.

С возрастом как строение, так и функция желудка изменяют­ся. Мышечный слой желудка, способствующий перемешиванию пищи с желудочным соком и ее перемещению по желудку, у де­тей раннего возраста развит слабо, в особенности в области дна желудка. Недоразвитие мышечного слоя дна желудка, относитель­но широкий вход в него у детей грудного возраста часто являются причиной срыгивания и рвоты.

У новорожденных детей железистый эпителий желудка слабо-дифференцирован, главные клетки еще недостаточно созрели. Процесс клеточной дифференцировки желез желудка у детей завер­шается в основном к 7 годам, но полного развития они достигают лишь к периоду половой зрелости.

У детей после рождения общая кислотность желудочного сока связана с наличием молочной кислоты. Функция синтеза соляной кислоты развивается в период от 2,5 до 4 лет. В возрасте от 4 до 7 лет общая кислотность желудочного сока в среднем составляет 35,4 единицы, у детей от 7 до 12 лет она равна 63. Относи­тельно низкое содержание соляной кислоты в желудочном соке у детей дошкольного возраста является причиной его низких бак­терицидных свойств и в значительной мере проявляется в склон­ности детей к желудочно-кишечным заболеваниям. Недостаток соляной кислоты в детском возрасте компенсируется усиленным выделением гормона гастрина, стимулирующего секрецию пеп­сина. Показано, что к 8 годам концентрация гастрина снижается почти вдвое, однако и в 15 лет она еще значительно выше, чем у взрослого.

В составе желудочного сока новорожденного ребенка есть ферменты пепсин, химозин, липаза, молочная кислота и связанная соляная кислота. В связи с низкой кислотностью желудочного со­ка пепсин у новорожденных детей способен расщеплять лишь бел­ки, входящие в состав молока. Активность фермента химозина, створаживающего молоко, резко повышается к концу первого года жизни — до 256—512 единиц (по сравнению с 16—32 единицами в первый месяц жизни ребенка). Находящийся в составе желудоч­ного сока грудных детей фермент липаза расщепляет до 25% жи­ра молока. Однако следует заметить, что жир материнского моло­ка расщепляется не только желудочной липазой, но и липазой са­мого материнского молока. Поэтому расщепление жира в желуд­ке детей, вскармливаемых искусственно, всегда более медленное, чем при грудном вскармливании. В коровьем молоке липазы мало. С возрастом ребенка активность липазы нарастает от 10—12 до 35—40 единиц.

Количество желудочного сока, его кислотность и перевариваю­щая сила зависят от рода пищи (так же как и у взрослого чело­века). При питании грудным молоком выделяется желудочный сок с низкой кислотностью и переваривающей силой. С возрас­том, по мере становления желудочной секреции, наиболее кислый сок отделяется на мясо, затем на хлеб и наименьшей кислотно­стью отличается сок на молоко.

От характера пищи зависит время переваривания ее в желуд­ке. Так, у детей грудного возраста при правильном грудном вскармливании желудок освобождается от пищи через 2,5—3 ч, при питании коровьим молоком — через 3—4 ч. Пища, содержа­щая значительные количества белков и жиров, задерживается в желудке 4,5—6,5 ч.

Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении. Частич­но переварившееся содержимое желудка в виде пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, перемещается движения­ми мускулатуры желудка к его пилорическому отделу, а оттуда порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника — две­надцатиперстную кишку. Здесь пищевая масса обрабатывается соком двух основных пищеварительных желез — печени и под­желудочной железы и соком мелких кишечных желез. Под влия­нием содержащихся в них ферментов происходит наиболее интен­сивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь дальнейшему расщеплению, доводятся в две­надцатиперстной кишке до такого состояния, что могут всасывать­ся и усваиваться организмом.

Сок, выделяемый поджелудочной железой,— бесцветная про­зрачная жидкость щелочной реакции. В нем есть фермент трип­син, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активи­руется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фер­мент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желч­ного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6—14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.

Относительная величина массы поджелудочной железы значи­тельно увеличивается в возрасте от 1 года до 8 лет. Изменяется и ее секреторная функция. Активность белковых ферментов нахо­дится на довольно высоком уровне уже. у грудного ребенка, далее она постепенно увеличивается, достигая максимума к 4—6 годам. Активность липазы увеличивается к концу первого года жизни и остается высокой до 9-летнего возраста. Активность ферментов, расщепляющих углеводы, на протяжении первого года жизни уве­личивается в 3—4 раза, а максимальных значений достигает к 9 годам.

В процессах переваривания пищевых веществ в двенадцати­перстной кишке важнейшую роль играет желчь. Желчь, во-первых, переводит в активное состояние липазу, вырабатывающуюся клетками поджелудочной железы, и активизирует другие ферменты; во-вторых, желчь эмульгирует жиры, превращая их во взвесь мел­ких капелек (эмульгированные жиры легче перевариваются), в-третьих, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонкой кишке; в-четвертых, желчь способствует усилению отделения сока поджелудочной железы. Выделение желчи печенью происходит с первого дня жизни ребенка. Количество желчи в раннем возрасте вполне достаточно для переваривания основного пищевого про­дукта — молока, содержащего эмульгированный жир, с возрастом желчеотделение усиливается. Содержание желчных кислот в печеночной желчи очень высоко в первые дни после рождения, в дошкольном и младшем школьном возрастах оно снижается, у взрослых содержание желчных кислот вновь резко повышается. В процессе развития ребенка увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь.

Всасывание и моторная функция кишечника. Из двенадцати­перстной кишки в основном переварившиеся пищевые вещества поступают в тонкий кишечник, откуда в подвздошную кишку. В тонком кишечнике продолжается переваривание питательных веществ, находящихся в химусе. В составе кишечного сока обна­ружено свыше 20 ферментов, способных катализировать расщеп­ление пищевых веществ. Однако основной функцией тонкого ки­шечника является всасывание. Ферментативная обработка пищи в толстой кишке весьма незначительна. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Одни из них расщепляьот растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет фер­ментов для ее переваривания. В толстой кишке синтезируются бактериями витамин К и некоторые витамины группы В. Хотя всасывание происходит и в других отделах пищеварительного тракта, например в желудке хорошо всасывается алкоголь, ча­стично глюкоза, в толстом кишечнике вода, именно в тонком ки­шечнике, строение которого приспособлено к этой функции, осу­ществляются основные процессы всасывания пищевых веществ.

Внутренняя поверхность кишки человека имеет многочислен­ные складки и достигает 0,65—0,70 м². Она увеличивается за счет пальцевидных выступов — ворсинок: на площади 1 см² рас­полагается 2000—3000 ворсинок. Благодаря наличию ворсинок площадь внутренней поверхности кишечника увеличивается до 4—5 м², т. е. в 2—3 раза превышает поверхность тела человека. Эпителий ворсинок, в свою очередь, имеет многочисленные вырос­ты — микроворсинки, что еще более увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки.

Всасывание — сложный физиологический процесс, происходя­щий главным образом за счет активной работы клеток кишечного эпителия.

Белки всасываются в кровь в виде водных растворов амино­кислот. В связи с тем, что для детей характерна повышенная проницаемость кишечной стенки, в небольшом количестве у них из кишечника всасываются натуральные белки молока, яичный белок. Избыточное поступление в организм ребенка нерасщепленных белков приводит к разного рода кожным высыпаниям, зуду и другим неблагоприятным явлениям. В связи с тем, что прони­цаемость кишечной стенки у детей повышена, чужеродные вещест­ва и кишечные яды, образующиеся в процессе гниения пищи, продукты неполного переваривания могут попадать из кишечника в кровь, вызывая разного рода токсикозы, хотя часть этих вредных продуктов обезвреживается в печени, выполняющей барьер­ную функцию.

Углеводы всасываются в кровь главным образом в виде глю­козы. Жиры всасываются преимущественно в лимфу в виде жир­ных кислот и глицерина. В толстом кишечнике в основном всасы­вается вода, однако возможно и всасывание углеводов, что ис­пользуется в клинике при необходимости искусственного питания (клизмы).

Важной функцией кишечника является его моторика. За счет моторной деятельности кишечника происходит перемешивание пи­щевой кашицы с пищеварительными соками, ее продвижение по кишке, а также повышение внутрикишечного давления, что спо­собствует всасыванию некоторых компонентов из полости кишки в кровь и лимфу.

Моторика осуществляется продольными и кольцевыми мышца­ми кишечника, сокращения которых вызывают два типа кишечных движений — сегментацию и перистальтику. Сегментация или коль­цеобразные сокращения повторяются через определенные интер­валы времени (около 10 раз в минуту). Участки сокращения сме­няются участками расслабления, и наоборот. Таким образом пи­щевые массы, двигаясь взад и вперед, перемешиваются. Перистальтические движения распространяются медленными волнами (1—2 см/с) вдоль кишечника по направлению от полости рта и способствуют проталкиванию пищи.

Мышечный слой кишечника и его эластические волокна раз­виты у детей менее, чем у взрослых. В связи с этим перистальти­ка у детей слабее. Этим отчасти объясняется склонность к запо­рам у детей.

У детей кишечник относительно длиннее, чем у взрослых. У взрослого человека длина кишечника превышает длину его тела в 4—5 раз, а у грудного ребенка — в 6 раз. Особенно интенсивно кишечник растет в длину от 1 до 3 лет в связи с переходом от молочной пищи к смешанной и от 10 до 15 лет.

Защитные пищевые рефлексы. Профилактика желудочно-кишечных заболеваний. Важным пищевым рефлексом является рвота, которая может наступить вследствие раздражения слизистой желудка или кишечника пищевыми веществами.. Большое значение в профилактике острых инфекционных за­болеваний и глистных инвазий имеет широкое и систематическое проведение медицинским персоналом санитарно-просветительной работы среди детей, обслуживающего персонала и родителей.

Весь персонал детских учреждений при поступлении на ра­боту проходит периодические медицинские обследования на кишечное бактерионосительство и глистоносительство, на кожно-венерические заболевания и туберкулез. В дальнейшем проводятся плановые обследования в установленные сроки.

Противоглистные мероприятия и лечение весьма эффективны при активном содействии педагогов, классных руководителей и воспитателей.