Тонкий кишечник
Тонкий кишечник — орган длиной около 5-7 метров, состоящий из трех сегментов: двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки, осуществляющий переваривание пищи и всасывание питательных веществ.
Пищеварение в 12 перстной кишке
Пищеварение В 12 перстной кишке(duodenum) происходит начальная стадия химического переваривания пищи, которая включает в себя сложные биохимические процессы, обеспечивающие дальнейшее усвоение питательных веществ.
Здесь происходит смешивание пищи с желчью (вырабатываемой печенью) и панкреатическим соком (вырабатываемым поджелудочной железой). Желчь эмульгирует жиры, а панкреатический сок содержит ферменты (липазы, аминокислоты, углеводные ферменты), которые расщепляют белки, жиры и углеводы.
Желчь играет ключевую роль в процессе пищеварения, выполняя множество важных функций. Она способствует смене желудочного пищеварения на кишечное, нейтрализуя действие пепсина и создавая оптимальные условия для работы ферментов поджелудочной железы. Желчные кислоты, входящие в состав желчи, эмульгируют жиры, облегчая их расщепление и всасывание. Кроме того, желчь стимулирует моторику тонкой кишки, выработку слизи и гастроинтестинальных гормонов, таких как холецистокинин и секретин. Она также предотвращает адгезию бактерий и белковых агрегатов, взаимодействуя с эпителиальными клетками желчных путей. Помимо этого, желчь выполняет выделительную функцию, участвуя в выведении из организма холестерина, билирубина, металлов, стероидов и других веществ. Все эти функции делают желчь незаменимым компонентом процесса пищеварения.
Сок поджелудочной железы (панкреатической сок )Жидкий секрет поджелудочной железы, называемый панкреатическим соком, объемом от 1,5 до 2 литров. В его составе вода, присутствуют положительно заряженные ионы (катионы), а показатель pH колеблется в пределах 7,8-8,5, указывая на щелочную среду.
Основная функция панкреатического сока – расщепление питательных веществ. Это обеспечивается наличием ферментов: протеаз, расщепляющих белки; липаз, эмульгирующих жиры; и амилаз, гидролизующих углеводы и нуклеаз
расщепляющих нуклеиновые кислоты.
Тощий и подвздошный кишечник. Здесь продолжается процесс расщепления и происходит всасывание питательных веществ в кровь и лимфу. Обращенная к просвету кишки слизистая образует многочисленные складки. В стенках тонкого кишечника находятся ворсинки – мельчайшие выросты эпителия, увеличивающие поверхность для поглощения.. Питательные вещества, такие как аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты и витамины, проникают в кровеносные сосуды.
Эпителиальные клетки вырабатывают слизь, которая помогает проникнуть в ткани необходимым веществам, обеспечивая одновременную защиту. Микроворсинки, расположенные на поверхности этих клеток, играют ключевую роль в процессе всасывания.
Панкреатический сок, выделяемый поджелудочной железой, содержит ферменты, такие как трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза и панкреатическая α-амилаза, которые способствуют гидролизу белков, жиров и углеводов. Всасывание продуктов ферментативного расщепления происходит в кровеносные и лимфатические сосуды через кишечные ворсинки.
Трипсин, действующий в тонком кишечнике, лучше функционирует при слабощелочном pH.
В результате химической и физической обработки пищи продукты ферментативного расщепления белков, жиров и углеводов захватываются ворсинками и поступают в кровеносные и лимфатические сосуды. Таким образом, углеводы всасываются в кровь в виде глюкозы, белки в виде аминокислот, а жиры — в виде жирных кислот и глицерина.
Кишечный сок. Состав кишечного сока тонкой кишки : Содержатся катионы Na+, K+, Са2+, анионы HCO3, СГ и др, белки, аминокислоты, мочевина, молочная кислота и др., ферменты: пептидазы, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза, фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза.
В начале тонкого кишечника, в двенадцатиперстной кишке, особую роль играют бруннеровы железы. Эти железы, расположенные в подслизистом слое, выделяют обильный, щелочной секрет, богатый муцином – основным компонентом слизи. Эта слизь выполняет несколько важных функций: нейтрализует кислое содержимое желудка, защищая клетки эпителия от повреждения соляной кислотой, облегчает продвижение пищевой кашицы (химуса) по кишечнику, а также предотвращает механическое повреждение нежной слизистой оболочки. Важно отметить, что свойство слизи обволакивать поверхность кишечника, создавая защитный барьер, играет ключевую роль в предотвращении развития воспалительных процессов и инфекций.
Муцин, в свою очередь, обладает специфическими связывающими свойствами, способными захватывать и нейтрализовать бактериальные токсины. Основная же масса кишечного сока продуцируется либеркюновыми железами. Эти железы, расположенные глубоко в слизистой оболочке, в криптах (углублениях) между ворсинками, являются настоящими «фабриками» ферментов. В отличие от бруннеровых желез, которые преимущественно вырабатывают слизь, либеркюновы железы синтезируют множество различных ферментов, таких как лактаза, сахараза, мальтаза, пептидазы, липазы и другие. Эти ферменты необходимы для окончательного расщепления сложных углеводов, белков и жиров до более простых соединений, которые затем могут быть всасываться в кровь через ворсинки. В выработке кишечного сока участвуют и сами энтероциты – эпителиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность тонкого кишечника. Эти клетки, постоянно обновляясь, мигрируют от основания ворсинок к их вершине, где происходит их отшелушивание (десквамация). Процесс десквамации является непрерывным, обеспечивая постоянное обновление эпителиального слоя и удаление поврежденных клеток. Интересно, что сами отшелушивающиеся клетки также вносят свой вклад в состав кишечного сока, высвобождая содержащиеся в них ферменты и другие биологически активные вещества в просвет кишечника. Этот процесс обеспечивает дополнительный источник ферментов и способствует поддержанию оптимального состава кишечной микрофлоры. Более того, отшелушивание клеток способствует естественному очищению поверхности кишечника от микробов и продуктов их жизнедеятельности.
Пищеварение в толстом кишечнике(intestinum crassum) . В отличие от тонкой кишки, она лишена ворсинок, что отражает ее функцию, преимущественно сосредоточенную на всасывании воды и формировании каловых масс, а не на активном переваривании пищи. Выделяемый ею сок, объемом около 0,5 литра в сутки и обладающий щелочной реакцией (pH 8,5-9,0), содержит минимальное количество ферментов (пептидазы, липазы и амилазы в следовых количествах), преимущественно состоя из слизи, которая облегчает продвижение каловых масс и защищает слизистую оболочку от механического повреждения и агрессивного воздействия продуктов метаболизма кишечной микрофлоры. Всасывание воды в толстой кишке – до 4 литров в сутки.
Слепая кишка, сегмент толстого кишечника, имеет протяженность приблизительно 6 см. От её внутренней задней стенки берет начало червеобразный отросток, также известный как аппендикс. Слизистая оболочка аппендикса богата лимфоидной тканью. Аппендикс полностью покрыт брюшиной и имеет собственную брыжейку.
Восходящая ободочная кишка начинается от слепой кишки, поднимается вверх до печени, формируя печеночный (правый) изгиб, и переходит в поперечную ободочную кишку.
Поперечная ободочная кишка, окруженная брюшиной со всех сторон и имеющая собственную брыжейку, располагается поперечно в брюшной полости, достигает нижнего края селезенки, где образует селезеночный (левый) изгиб и переходит в нисходящую ободочную кишку.
Нисходящая ободочная кишка направляется вниз и на уровне гребня подвздошной кости переходит в сигмовидную кишку. Восходящий и нисходящий отделы зафиксированы на задней брюшной стенке и покрыты брюшиной с трех сторон; брыжейки отсутствуют.
Сигмовидная кишка берет начало от нисходящей ободочной кишки и на уровне 3-го крестцового позвонка переходит в прямую кишку, со всех сторон покрыта брюшиной и имеет брыжейку.
Прямая кишка – заключительный отдел толстого кишечника, расположенный в малом тазу. Она имеет изгибы, расширенную часть – ампулу, а нижний отдел пронизывает тазовое дно, формируя анус. Брюшина покрывает прямую кишку только в верхнем и частично в среднем отделах. Воспаление прямой кишки – проктит.
Микробный состав толстой кишки определяет ее важное значение для здоровья человека. Этот "эндоэкологический микробный биоценоз" – колоссальное сообщество микроорганизмов, представлен тремя основными группами: 1. **Главная микрофлора (около 90%):** Преобладают бифидобактерии и бактероиды. Бифидобактерии, например, синтезируют уксусную и молочную кислоты, снижающие pH и подавляющие рост патогенной флоры. Бактероиды, активные участники процесса ферментации, расщепляют сложные углеводы. Более того, эти бактерии играют важную роль в тренировке иммунной системы, формируя толерантность к пищевым антигенам и предотвращая развитие аутоиммунных реакций.
2. **Сопутствующая микрофлора (около 10%):** Сюда входят лактобациллы, E. coli (кишечная палочка – в умеренных количествах, выполняет защитную функцию), и энтерококки. Лактобациллы, подобно бифидобактериям, продуцируют молочную кислоту, а кишечная палочка участвует в синтезе витамина К. Однако дисбаланс в количестве кишечной палочки может привести к различным заболеваниям. Энтерококки – условно-патогенные микроорганизмы, их количество строго контролируется иммунитетом. 3. **Остаточная микрофлора (около 1%):** Это разнообразная группа микроорганизмов, включающая цитробактер, энтеробактер, протеи, дрожжи, клостридии, стафилококки и другие. Большинство из них – условно-патогенные, их рост сдерживается доминирующей микрофлорой. Однако, при снижении иммунитета или дисбиозе, эти микроорганизмы могут стать причиной различных инфекционных заболеваний.
Функции этой обширной микрофлоры многообразны и важны: * **Синтез витаминов:
** Микроорганизмы толстой кишки синтезируют витамины группы В (В1, В2, В6, В12, фолиевую кислоту), а также витамин К, жизненно важные для свертываемости крови и других метаболических процессов.
**Гидролиз клетчатки:бактерии расщепляют клетчатку, недоступную для ферментов пищеварительного тракта, обеспечивая ее усвоение и нормализацию перистальтики кишечника.
**Формирование иммунитета:кишечная микрофлора играет существенную роль в формировании иммунной системы, стимулируя развитие иммунных клеток и предотвращая колонизацию патогенных микроорганизмов. Нарушение баланса микрофлоры, дисбиоз, значительно ослабляет иммунную защиту, повышая риск развития различных инфекций. Нормальная микрофлора конкурентно подавляет рост патогенных бактерий, предотвращая их размножение и вызывая колонизационную резистентность. Нарушение баланса кишечной микрофлоры (дисбиоз) может привести к серьезным последствиям, таким как воспалительные заболевания кишечника, пищевая аллергия, ожирение, аутоиммунные заболевания и многие другие патологии. Поэтому поддержание здоровой микрофлоры толстой кишки – важная задача для сохранения здоровья. Это достигается правильным питанием, богатым клетчаткой и пребиотиками (веществами, стимулирующими рост полезных бактерий), а также при необходимости – использованием пробиотиков (живых полезных бактерий) и пребиотиков. Регулярная физическая активность также играет положительную роль в поддержании здоровья кишечника.
ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ "ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ И ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ"
№1. Где в организме человека происходит переваривание крахмала? Какие условия для этого необходимы? Ответ поясните. Источник: задания ЕГЭ, ФИПИ, Рохлов
Решение:
1) переваривание крахмала начинается в ротовой полости за счет ферментов слюны;
2) переваривание крахмала завершается в тонком кишечнике за счет ферментов поджелудочного и кишечного соков;
3) необходимые условия - наличие ферментов амилазы, мальтазы, слабощелочной среды, и оптимальной температуры;
4) амилаза расщепляет крахмал до дисахарида мальтозы;
5) мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы;
6) ферменты наиболее активны в слабощелочной среде и при температуре человеческого тела.
№2.В 1902 году М. Бейлисс и Э. Старлинг провели следующий эксперимент. У подопытного животного они перерезали все нервы, ведущие к поджелудочной железе. К удивлению ученых, как только пища касалась слизистой оболочки кишки, поджелудочная железа начинала изливать в ее просвет пищеварительный сок. С какой целью ученые перерезали все нервы, соединяющие железу с ЦНС? Какой отдел периферической нервной системы иннервирует работу поджелудочной железы? Какое влияние оказывает этот отдел на выработку панкреатического сока? Почему железа вырабатывала пищеварительный сок в эксперименте? Ответ поясните.
Источник: задания ЕГЭ, ФИПИ, Рохлов
Решение:
1) ученые выясняли возможность иной регуляции деятельности органа (хотели убедиться в гуморальной регуляции органа);
2) железа иннервируется вегетативной (автономной) нервной системой;
3) симпатический отдел уменьшает выделение панкреатического сока;
4) парасимпатический отдел усиливает выделение панкреатического сока;
5) при воздействии пищи на стенки кишечника его клетки вырабатывали гормоны;
6) под действием гормона кишечника поджелудочная железа выделяла панкреатический сок.
№ 3. В пищеварительной системе человека за расщепление белков отвечают два основных фермента. Назовите эти ферменты. Укажите места их синтеза и особенности действия на молекулы белков в пищеварительном канале. При какой кислотности среды наиболее активны эти ферменты? Источник: задания ЕГЭ, ФИПИ, Рохлов
Решение:
1) пепсин и трипсин (химотрипсин);
2) пепсин синтезируется клетками желудка;
3) пепсин разрушает молекулы белка на короткие фрагменты;
4) пепсин активен в кислой среде (рН<7);
5) трипсин (химотрипсин) синтезируется поджелудочной железой;
6) трипсин расщепляет белки и их фрагменты до аминокислот;
7) трипсин активен в слабощелочной среде (рН>7).
№4. Почему лечение человека антибиотиками может привести к нарушению функции кишечника? Источник: задания ЕГЭ, ФИПИ, Рохлов
Решение:
1) антибиотики убивают полезные бактерии, обитающие в кишечнике человека;
2) в результате нарушаются процессы расщепления клетчатки, всасывания воды и другие.
№5. Отруби являются ценным продуктом, который может быть легко добавлен в рацион для повышения его питательной ценности. Они содержат множество полезных веществ, которые способствуют здоровью и благополучию.
Почему употребление отрубей может быть особенно полезным для людей, стремящихся улучшить пищеварение, контролировать вес и поддерживать общее здоровье?
- Улучшение пищеварения:высокое содержание клетчатки способствует регулярной работе кишечника и улучшает перистальтику, что помогает предотвратить запоры и другие проблемы с пищеварением.
- Контроль веса:пищевые волокна увеличивают чувство сытости, что может помочь в контроле аппетита и поддержании здорового веса.
- Снижение уровня холестерина:клетчатка, содержащаяся в отрубях, может способствовать снижению уровня LDL-холестерина ("плохого" холестерина), что снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.
- Стабилизация уровня сахара в крови:употребление отрубей может помочь замедлить усвоение сахара, что важно для людей с диабетом или предрасположенностью к этому заболеванию.
- Польза для кожи:антиоксиданты и витамины, содержащиеся в отрубях, могут способствовать улучшению состояния кожи.
Вещества, содержащиеся в отрубях
- Клетчатка:отруби содержат значительное количество пищевых волокон (клетчатки), которые способствуют нормализации работы кишечника, предотвращают запоры и улучшают пищеварение.
Клетчатка также помогает контролировать уровень сахара в крови и снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. - Витамины:отруби богаты витаминами группы B (тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, фолиевая кислота), которые играют важную роль в обмене веществ и поддержании нормальной работы нервной системы.
Они также содержат витамин E, который обладает антиоксидантными свойствами. - Минералы:отруби являются хорошим источником минералов, таких как магний, фосфор, железо, цинк и калий, которые необходимы для различных физиологических процессов в организме.
Например, магний участвует в более чем 300 биохимических реакциях, а железо необходимо для образования гемоглобина. - Фитонутриенты:отруби содержат антиоксиданты и другие фитонутриенты, которые могут защищать клетки от окислительного стресса и снижать риск хронических заболеваний.
- Протеин:хотя отруби не являются основным источником белка, они содержат небольшое количество растительного белка, который важен для роста и восстановления тканей.