Защитная функция желудочно кишечный тракт

Функциональная организация ЖКТ

С морфологической точки зрения под пищеварительной системой понимают пищеварительный тракт с примыкающими к нему компактными железистыми образованиями (большие слюнные железы, печень с желчным пузырем, поджелудочная железа), а желудок, тонкий и толстый кишечник называют желудочно-кишечным трактом.

Рассмотрим основную роль, которую выполняет в пищевом конвейере тот или иной отдел ЖКТ:

• Ротовая полость осуществляет грубую механическую предобработку пищи.
• Пищевод осуществляет проведение пищи в желудок.
• Назначение желудка — превратить редкое поступление (4-5 раз в сутки) грубо размельченного пищевого комка в частую подачу в двенадцатиперстную кишку мелких порций химуса — кашицы, готовой к последующей химической обработке. Иными словами, у желудка две задачи:
  • окончательная предобработка пищи: превратить пищу в химус путем механической обработки (перемешивания, перетирания), химического разрушения межклеточных связей (то есть прежде всего белка коллагена) и пропитывания соками до полужидкой консистенции;
  • депонирование пищи: принимать пищу дробно и крупными порциями, хранить ее и эвакуировать в двенадцатиперстную кишку мелкими порциями. Желудок — это входное депо ЖКТ.
• Двенадцатиперстная кишка отвечает за начальное переваривание пищи. Это главный химический котел ЖКТ, куда выделяются самые мощные пищеварительные ферменты.
• Тонкая кишка обеспечивает постепенное окончательное переваривание компонентов пищи до низкомолекулярных веществ с последующим всасыванием последних. Это главный всасывающий отдел ЖКТ.
• Толстая кишка превращает постоянное поступление полужидкого химуса в дробное выделение плотных каловых масс, выполняя тем самым функцию, обратную желудку. Это выходное депо ЖКТ, в котором из химуса всасывается вода, а вредные и ненужные вещества удаляются при дефекации.

Функции пищеварительной системы

Основные пищеварительные функции ЖКТ — моторная, секреторная, переваривание и всасывание. Они подчинены конвейерному принципу, а их особенности у человека вытекают из особенностей его питания.

Моторная, или двигательная — обеспечивает измельчение пищи, перемешивание ее с секретами пищеварительных желез и продвижение но желудочно-кишечному тракту в дистальном направлении.

Секреторная — обеспечивает секрецию пищеварительных соков в полость желудочно-кишечного тракта различными пищеварительными железами. В состав секретов входят различные ферменты, осуществляющие расщепление питательных веществ до мономеров, электролиты, слизистые вещества, конечные продукты метаболизма.

Всасывательная — представляет собой перенос продуктов расщепления питательных веществ, воды, электролитов, витаминов из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку в кровь и лимфу. Наиболее активный процесс всасывания происходит в тонком кишечнике.

Кроме вышеперечисленных пищеварительных функций желудочно-кишечный тракт осуществляет также ряд непищеварительных функций.

Защитная — связана с барьерными свойствами слизистой оболочки.

Экскреторная — заключается в выведении с секретами желез конечных продуктов обмена веществ, чужеродных и токсических веществ.

Эндокринная — заключается в секреции специализированными клетками биологически активных веществ — гормонов желудочно-кишечного тракта, регулирующих пищеварительные функции.

Витаминообразующая — обеспечивается за счет синтеза небольшого количества витаминов группы В и витамина К.

Главной функцией пищеварительной системы является переваривание пищи, заключающееся в ее поэтапной физической и химической обработке и образовании из нее питательных веществ, которые всасываются в кровь и лимфу.

Пища содержит питательные вещества в сложной форме пищевых веществ, которые не могут быть усвоены организмом человека и высших животных. Система пищеварения позволяет путем поэтапного гидролиза получать из пищевых веществ их мономеры — питательные вещества, сохраняющие энергетическую и пластическую ценность. Основную роль в процессе поэтапной деполимеризации (гидролизе) белков, жиров и углеводов (пищевых веществ) до их мономеров играют гидролазы — ферменты, обеспечивающие расщепление сложных органических веществ на менее простые при участии молекул воды.

В зависимости от происхождения гидролаз различают три типа пищеварения:

• собственное — осуществляется ферментами, синтезированными самим макроорганизмом (слюнные железы, желудок, поджелудочная железа, тонкая кишка);
• симбионтное — осуществляется ферментами симбионтов макроорганизма, т.е. ферментами микроорганизмов, населяющих ЖКТ (преимущественно толстая кишка);
• аутокаталитическое — за счет экзогенных гидролаз, которые содержатся в составе пищи (например, в материнском молоке).

Пищеварение в нормальных условиях осуществляется главным образом собственными ферментами организма человека, но определенную роль в нем играют симбионтное и аутокаталитическое переваривание. Поэтому такое пищеварение называют смешанным.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делят на внутри- и внеклеточное. Внутриклеточное состоит в том, что поступившие в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза сложные вещества гидролизуются клеточными ферментами.

Внеклеточное пищеварение обеспечивается ферментами, находящимися во внеклеточной среде, и делится на полостное (дистантное) и пристеночное (контактное).

Полостное пищеварение осуществляется в полостях пищеварительного тракта ферментами слюны, желудочного сока, соков поджелудочной железы и кишечника.

Пристеночное пищеварение является продолжением полостного и осуществляется ферментами тонкой кишки на ее поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками слизистой, покрытых гликокаликсом, состоящим из сети волокон мукополисахаридов. Заключительным этапом пристеночного пищеварения является мембранное пищеварение, которое происходит на мембране эпителиоцитов кишечника с помощью ферментов, встроенных в их мембраны, и сопряжено с процессами всасывания питательных веществ.

Функции пищеварительной системы

Пищеварительная система — это совокупность органов пищеварения и связанных с ними пищеварительных желез. Система органов пищеварения представлена пищеварительным каналом и рядом желез, расположенных за его пределами (печень, поджелудочная железа и крупные слюнные железы). Пищеварительный канал начинается ротовой полостью, затем идут глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная, тонкая и толстая кишки; его длина составляет 8-10 м, процесс пищеварения в нем может длиться около двух суток.

Функции системы пищеварения весьма разнообразны, но в целом их можно разделить на две большие группы:

• пищеварительные;
• непищеварительные.

Пищеварительные функции

К ним относятся сенсорная, моторная, секреторная и всасывательная функции.

Сенсорная функция. Обеспечивается сенсорными рецепторами пищеварительного тракта и заключается в восприятии физико-химических параметров принимаемой пищи (температуры, консистенции, вкусовых качеств и др.), их изменений в процессе пищеварения и передаче информации в ЦНС для се оценки. Во всех отделах пищеварительного тракта имеются механореценторы, реагирующие на моторику, тонус, степень растяжения стенок желудка, кишечника, протоков желез, многочисленных сфинктеров. Их сигналы используются для координации моторики органов пищеварительного тракта. В поперечно-полосатых мышцах и сухожилиях содержатся проприорецепторы, сигналы которых используются для контроля их тонического напряжения и силы сокращения, например во время жевания.

Моторная функция. Обеспечивает поступление пищи в организм, ее размельчение и перемешивание с пищеварительными соками, передвижение полученной смеси (пищевых комков или химуса) в дистальном направлении и удаление (экскреция) непереваренных веществ из организма в составе кала. Сложность моторики органов пищеварительного тракта обусловлена наличием в нем как поперечно-полосатых мышц, так и гладких мышц. Скелетные мышцы расположены на входе и выходе из пищеварительного тракта, позволяя сознательно регулировать процессы поступления пищи и удаления из организма ее непереваренных компонентов. Гладкие мышцы, расположенные в стенках органов ЖКТ, при их расслаблении или сокращении позволяют уменьшать или увеличивать тонус желудка и его объем, изменять просвет кишечника. Волны сокращения и расслабления круговых и продольных гладких мышц распространяются вдоль пищеварительного канала, обеспечивая его перистальтические движения.

Моторика ЖКТ определяет также продолжительность нахождения перевариваемой пищи в том или ином его отделе. Этому способствует работа множества сфинктеров пищеварительной системы. Их согласованные сокращения обеспечивают продвижение пищи в каудальном направлении, се задержку на необходимое время в определенных отделах ЖКТ, разобщение этих отделов для создания строго специфических условий пищеварения в каждом из них.

Таблица. Моторная функция ЖКТ

Сократительная активность желчного пузыря, желчного и панкреатического протоков и расслабление их сфинктеров способствуют выведению желчи и сока поджелудочной железы в просвет кишечника.

В координации моторики пищеварительного тракта важная роль принадлежит центральной и периферической нервной системе, а также собственным миогенным механизмам. ЦНС играет определяющую роль в осуществлении моторики поперечно-полосатых мышц, обеспечивая осознаваемую регуляцию таких важных процессов, как принятие пищи, ее пережевывание и глотание, а также дефекация. Парасимпатическая система при повышении ее тонуса преимущественно усиливает моторную активность пищевода, желудка и кишечника, симпатическая система, напротив, тормозит ее.

Важное значение в регуляции моторики имеет собственная (энтеральная) нервная система ЖКТ, нейроны которой располагаются от среднего отдела пищевода до толстого кишечника. Она состоит из двух сплетений:

• межмышечного, расположенного между внешним продольным и внутренним циркулярным слоями мышечной оболочки;
• подслизистого, расположенного между циркулярным слоем мышечной оболочки и слоем слизистой оболочки.

К нейронам этих сплетений подходят волокна парасимпатической и симпатической нервной системы. В результате сложного взаимодействия между нейронами автономной и энтеральной систем оказываются сочетанные координирующие влияния на моторную и другие функции ЖКТ.

Секреторная функция. Заключается в синтезе секреторными клетками (гландулоцитами) специфического продукта — секрета определенного состава и функционального назначения и выделении его из клеток. По строению и характеру выделяемого секрета клетки пищеварительных желез подразделяются на три вида:

• образующие и секретирующие белки;
• образующие и секретирующие мукоиды;
• секретирующие минеральные вещества.

Каждая железа состоит из гландулоцитов, вырабатывающих разные компоненты секрета, и характеризуется своими особенностями регуляции. Это обеспечивает широкое варьирование состава и свойств выделяемого железой сока.

В различных отделах пищеварительного тракта секретируются разнообразные пищеварительные соки: слюна, желудочный, поджелудочный, кишечный, желчь. Важнейшие их компоненты — вода (до 99%) и белки, основной составной частью которых являются ферменты (гидролазы). Среди пищеварительных ферментов имеются протеазы, расщепляющие белки до аминокислот; липазы, расщепляющие триацилглицеролы до моноглицеридов и свободных жирных кислот; карбоксигидразы, расщепляющие углеводы до моносахаридов. Кроме того, в составе ферментов находятся нуклеазы, холестеролэстераза, фосфолипазы, расщепляющие другие вещества пищи.

В состав секретов пищеварительных желез входят также электролиты, создающие оптимальную для работы ферментов рН; соли желчных кислот, обеспечивающие эмульгирование жиров, формирование мицелл для всасывания продуктов гидролиза липидов, а также жирорастворимых витаминов; мукоидные вещества, выполняющие защитную роль.

Всасывательная функция. Заключается в переносе питательных веществ — аминокислот, глюкозы, жирных кислот, холестерола; воды, солей, витаминов и других веществ из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку во внутреннюю среду организма.

Всасывание в полости рта выражено слабо, поскольку переваривание пищевых продуктов там только начинается, а время нахождения одной порции пищи не превышает обычно 15- 30 с. Многие лекарственные вещества мгновенно всасываются в кровь из полости рта и оказывают быстрый эффект в организме (например, нитроглицерин, валидол).

Всасывание из глотки и пищевода практически отсутствует из-за скоротечности прохождения по ним пищевых комков (от 1 до 9 с соответственно) или жидкой пищи.

Поскольку всасывание слабо выражено и в желудке, то промывание желудка при отравлениях может предупредить развитие токсических эффектов. Эта процедура широко используется в медицине для снижения влияния алкоголя, при отравлении лекарствами, наркотиками, солями тяжелых металлов и другими токсическими веществами.

Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонком кишечнике, где имеются огромная поверхность, специальные транспортные системы для осуществления этого процесса и образуется наибольшее количество продуктов гидролиза компонентов пищи. В толстом кишечнике всасывается преимущественно вода и растворенные в ней вещества, включая токсические продукты обмена. На этом основаны методы введения в организм растворов питательных веществ (питательные клизмы) при заболеваниях, когда прием пищи через рот затруднен, и очистки организма путем очистительных клизм.

Непищеварительные функции

К ним относятся защитная, метаболическая, экскреторная, эндокринная функции.

Защитная функция. Обеспечивается неспецифическими и специфическими механизмами пищеварительного тракта за счет:

• рефлекторного отторжения (выплевывание или рвота) некачественной пищи (слишком горячей или холодной; содержащей механические примеси и (или) токсические вещества; имеющей нарушения органолептических свойств);
• барьерных неспецифических механизмов слизистой пищеварительного тракта и печени;
• бактерицидного и бактериостатического действия компонентов пищеварительных соков;
• неспецифического клеточного и гуморального иммунитета;
• специфического клеточного и гуморального иммунитета.

Метаболическая функция. Заключается в доставке питательных веществ из ЖКТ в кровь и лимфу и круговороте эндогенных и экзогенных веществ между кровью и пищеварительным трактом, что создает возможность их повторного использования в обмене веществ.

Экскреторная функция. Состоит в выведении из крови с секретами желез в полость ЖКТ продуктов обмена и различных чужеродных веществ, поступивших в кровоток энтеральным и парентеральным путями (билирубин, производные холестерола, мочевина, аммиак, креатинин, креатин, лекарственные, диагностические и другие вещества).

Эндокринная функция. Осуществляется клетками островков поджелудочной железы, печенью, клетками диффузной эндокринной системы пищеварительного тракта, которые секретируют гастроинтестинальные и другие гормоны.

Ряд непищеварительных функций осуществляется при участии печени.

Исследование пищеварительных функции у человека

С исследовательской целью фистулы человеку не накладывают. Иногда фистулы образуются при ранении, иной патологии, их делают с целью сохранения жизни человека, например для введения пищи в желудок при непроходимости пищевода. Основные методы исследования пищеварительных функций у человека ориентированы на их безвредность и безболезненность. Эти методы используют в функциональной диагностике здорового и больного человека.

Таблица. Современные методы исследования пищеварительного тракта у человека

Современная физиология располагает методическими приемами, позволяющими исследовать пищеварительные функции на различных уровнях их организации, механизмы регуляции этих функций в норме и при патологии, что составляет основу функциональной диагностики клинической гастроэнтерологии.