Физиологическая роль пищи и виды её обработки в пищеварительном тракте. Конвейерный принцип организации пищеварения (по и.П. Павлову). Типы пищеварения.

Особенности пищи:

1)является источником энергоносителей. Окисление жиров, углеводов, белков, этилового спирта дает энергию. Энергетическая ценность пищи должна покрывать затраты энергии в соответствии с возрастом, полом, физиологическим состоянием, соответствовать физической активности. Среднее соотношение белков: жиров: углеводов по энергетической ценности должно составлять 15%:30%:55%;

2)является источником веществ, необходимых для структурного метаболизма. Ткани постоянно претерпевают обновление или превращение, для этого требуется поступление нового материала. Среднее соотношение белков, жиров, углеводов по массе должно составлять 1:1,2:4 (формула питания);

3)источник веществ, необходимых для поддержания гомеостаза – воды, солей, микроэлементов, витаминов, некоторых БАВ. Эти вещества не снабжают энергией, но крайне необходимы;

4)вместе с пищей поступают грубоволокнистые и балластные вещества - непереваривающиеся пищеварительными соками. Это целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, вязкие смолы (камеди), пектины, альгиназа, пентозаны;

5)из пищеварительного тракта всасываются вторичные нутриенты (по А.М. Уголеву) - модифицированные микрофлорой питательные и балластные вещества и продукты их жизнедеятельности (экзогормоны микрофлоры или токсические продукты их жизнедеятельности, витамины);

6)вместе с пищей в организм поступают чужеродные вещества (ксенобиотики, примеси): лекарственные препараты, металлы (токсические, радиоактивные), огромные количество пищевых добавок (ароматизаторы, красители, консерванты и прочие добавки);

7)поступают и полезные (пробиоты) и патогенные микроорганизмы, яйца гельминт;

8)поступают экзогормоны (фитогормоны, стероиды сои) и экзоферменты (ферменты кисломолочных продуктов, соевого соуса).

В пищеварительном тракте происходит физическая, химическая обработка пищи и всасывание. Физическая обработка – размельчение, растворение, набухание, перемешивание с пищеварительными соками и продвижение в каудальном направлении. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне.

И. П. Павлов сравнивал деятельность пищеварительного тракта с конвейерным химическим производством. Этот «конвейер» пред­ставляется в виде последовательной цепи деградации пищи и ее питательных веществ. Пищеварительный конвейер заключается в преемственности следующих процессов:

1)органных: пищеварение в полости рта → желудочное пище­варение → кишечное пищеварение;

2)физических и химических: размельчение, увлажнение, на­бухание, растворение пищи; денатурация белков; гидролиз поли­меров до стадии различных олигомеров, затем мономеров; их тран­спорт из пищеварительного тракта в кровь и лимфу;

3)полостного и пристеночного пищеварения от центральной части пищевого комка в желудке к его примукозальному слою; от вершины кишечной ворсинки к ее основанию; от полостного гидролиза питательных веществ в тонкой кишке к продолжению его в зоне примукозальной слизи, затем в зоне гликокаликса и на мембранах энтероцитов;

4)гидролиза на апикальных мембранах энтероцитов и тран­спорта в энтероцит образовавшихся мономеров, из него - в интерстициальную ткань и затем в кровь и лимфу;

5)ферментативной деполимеризации питательных веществ. При этом в каждом проксимальнее расположенном отделе осу­ществляются процессы, повышающие эффективность их в следую­щем, дистальнее расположенном отделе.

Интеграция, правильная последовательность работы элементов пищеварительного конвейера во времени и пространстве обеспечи­ваются регуляторными процессами различного уровня.

Ферментативная активность свойственна каждому отделу пи­щеварительного тракта и максимальна при определенном значении рН среды. Например, в желудке пищеварительный процесс осу­ществляется в кислой среде. Переходящее в двенадцатиперстную кишку кислое содержимое нейтрализуется, и кишечное пищеваре­ние происходит в нейтральной и слабоосновной среде, созданной выделяющимися в кишку секретами - желчью, соками поджелу­дочной железы и кишечным, которые инактивируют желудочные пепсины. Кишечное пищеварение происходит в нейтральной и сла­боосновной среде сначала по типу полостного, затем пристеноч­ного пищеварения, завершающегося всасыванием продуктов гидро­лиза нутриентов.

В нормальных условиях основной гидролиз пищевых веществ завершается в проксимальном отделе тонкой кишки, дистальный ее отдел - резервный, включающийся в пищеварительный процесс с целью его компенсации при функциональной недоста­точности проксимального отдела кишечника.

Деградация пищевых веществ по типу полостного и пристеночного пищеварения осуществляется гидролитическими ферментами. Каждый из них имеет выраженную в той или иной мере субстрат­ную специфичность. Набор ферментов в составе секретов пищева­рительных желез и исчерченной каемки тонкой кишки имеет видо­вую и индивидуальную особенности, адаптирован к перевариванию той пищи, которая характерна для данного вида животного, и тем питательным веществам, которые преобладают в рационе.

В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делят на три типа (А.М. Уголев):

1)собственное — осуществляется ферментами, синтезированными данным организмом, его железами, эпителиальными клетками, — ферментами слюны, желудочного и поджелудочного соков, эпителия тонкой кишки;

2)симбионтное — гидролиз питательных веществ за счет ферментов, синтезированных симбионтами организма — бактериями и простейшими, находящимися в пищеварительном тракте. Симбионтное пищеварение у человека осуществляется в толстой кишке. Благодаря этому пищеварению происходит расщепление клетчатки, в котором принимают участие бактерии толстого кишечника;

3)аутолитическое — осуществляется за счет экзогенных гидролаз, которые поступают в организм в составе принимаемой пищи. Роль этого пищеварения существенна при недостаточно развитом собственном пищеварении. У новорожденных собственное пищеварение еще не развито, поэтому возможно его сочетание с аутолитическим пищеварением, - питательные вещества грудного молока перевариваются ферментами, поступающими в пищеварительный тракт младенца в составе грудного молока.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делится на несколько типов:

1)внутриклеточное — поступившие в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза (эндоцитоза) вещества гидролизуются клеточными (лизосомальными) ферментами либо в цитоплазме, либо в пищеварительной вакуоли. Эндоцитозу отводится значительная роль в кишечном пищеварении в период раннего постнатального развития млекопитающих. Этот тип пищеварения распространен у простейших и примитивных многоклеточных (губки, плоские черви и т.д.). У высших животных и человека выполняет защитные функции (фагоцитоз);

2)внеклеточное пищеварение — делят на дистантное (полостное), и пристеночное (мембранное). Дистантное пищеварение совершается в среде, удаленной от места синтеза ферментов. Так осуществляется действие на питательные вещества в полости пищеварительного тракта ферментов слюны, желудочного сока и сока поджелудочной железы. Пристеночное пищеварение открыто в 50-х гг. XX в. А.М. Уголевым. Происходит в тонкой кишке на колоссальной поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками эпителиоцитов слизистой оболочки. Гидролиз происходит с помощью ферментов, «встроенных» в мембраны микроворсинок. Богаты ферментами слизь, выделяемая слизистой оболочкой тонкой кишки, и зона исчерченной каемки, образованная микроворсинками и мукополисахаридными нитями — гликокаликсом. В слизи и гликокаликсе находятся ферменты поджелудочной железы, перешедшие из полости тонкой кишки, и собственно кишечные ферменты, образующиеся в результате непрерывных процессов кишечной секреции и отторжения энтероцитов.

Пристеночное пищеварение совершается в слое слизи, зоне гликокаликса и на поверхности микроворсинок с участием большого количества ферментов кишки и поджелудочной железы.