Гла ва 1 1
Пищева рител ьная система :
кто не работает, тот не ест
В ЭТО Й ГЛ А В Е...
» Понимание рол и п ищеварительной системы
>> П ройдемся по пищеварительному тра кту
»Присмотри мся к печени, поджелудочной железе и п ищеварител ьным сокам
»Некоторые распростра ненные заболева н ия п ищеварительной системы
каким образом этот аппетитный бифштекс, картофель и салат на вашей тарелке становятся тканями вашего тела? Система пищеварительных
органов решает половину этой задачи. (Сердечно-сосудистая система делает оставшуюся часть работы.)
В живых системах происходит постоянный обмен энергией. Физиологи ческим процессам - анаболическим, катаболическим и гомеостатичес ким - требуется энергия. В конечном счете первичным источником энергии является световая энергия, которую используют растения для преобразова ния углерода, содержащегося в атмосфере (в виде COz), в биологические вещества (например, углеводы) в процессе фотосинтеза. Человек получает необходимую ему энергию, употребляя биологические вещества либо непос редственно, либо поедая другие организмы, употребляющие эти вещества. Пищеварительная система расщепляет это вещество и шаг за шагом при дает ему форму, которую могут усваивать клетки человеческого организма. В этой главе мы объясним подробности данного процесса и расскажем об
участвующих в нем органах. |
|
Фун кци и п и щеварител ьной си стемы_ |
_ |
Само по себе пищеварение является промежуточным этапом. Другие важ ные функции этой системы органов выполняются до и после пищеварения.
»Поглощение. Несмотря на то что все жи вотные поглощают
пищу - т.е. вводят какую-то пищу в организм через рот, - только люди и, возможно, некоторые из человекообразных обезьян (вы сших приматов) получают удовольствие от еды, поглощая ее.
Как указывалось в главе 7, восприятие тонких вкусовых оттенков бо лее тесно связано с обонянием, чем с перевариванием. Также счи тается, что восприятие пяти основных оттенков вкуса относится к чувствительной иннервации. Ощущения во рту в большей степени касаются текстуры и тесно связаны с содержанием в поглощаемой пище белков и жиров. Эти особенности восприятия часто исполь зуются в пищевой промышленности. Ориентируясь именно на это сенсорное восприятие, вы выбираете для себя ту или иную пищу.
Однако бывает и так, что поглощение пищи не доставляет нам осо бого удовольствия. Тем не менее организм нуждается в калориях, поэтому нам приходится пережевывать и глотать "что бог послал': (См. раздел "Начало путешествия по пищеварител ьному тракту" ниже в этой главе.)
Исследуем внутреннее устройство тела
Пищеварительная система: кто не работает, тот не ест
»Переваривание пищи. Еда доставляет удовол ьствие, проглаты
вание - вполне сносное дело, но ни первое, н и второе не обес печивают молекул, которые могли бы непосредственно использо ваться клетками нашего организма. Вырабатываются такие моле кулы в результате взаимодействия физических и химических сил. Пищеварительный тракт представляет собой мышеч ную трубку, выстланную "химическими фабриками'; которые работают под уп равлением собственных специализированных нервных структур, а также под управлением гормонов (см. раздел "Структуры пищева рительной системы" далее в этой главе).
Пищеварител ьная система обрабатывает все по одной и той же схеме, извлекая топл и во, биологические молекулы и п итател ь ные микроэлементы изо всего, что вы поглощаете (см. раздел "Продвигаемся по кишечнику" далее в этой главе).
»Экспорт питательных веществ в организм. Конечными продук
тами пи щеварения являются биологические молекулы, такие как глюкоза. Они абсорбируются через пищеварительную оболочку в кровь, а затем разносятся по всему организму (см. главу 9, где при веден обзор сердечно-сосудистой системы).
»Выведение. Выведение из организма отходов пищеварения явля
ется частью процесса пищеварения. Другие системы органов ис пользуют структуры пищеварительной системы для удаления раз ных видов метаболических отходов.
П и щеварител ь н ы й тракт_______
Пищеварительный тракт представляет собой трубку, через которую про двигаются поглощаемые человеком вещества для их физической и химичес кой переработки. Стенки этой трубки состоят из наружного волокнистого слоя (серозной оболочки), мышечного слоя, поддерживающего слоя из соеди нительной ткани и внутреннего слоя (содержащего эпителиальную выстилку),
называемого пищеварительной слизистой оболочкой. В разных местах пище варительного тракта каждый из этих слоев различается по своей толщине. Пространство внутри этой трубки называется просветом, причем величина этого просвета в разных местах пищеварительного тракта также разная.
Макроскопическая анатомия пищеварительной системы сопоставима с устройством промышленной плавильной печи. В какие-то из этих структур вводятся исходные материалы (сырье); другие структуры предназначены для
извлечения, переработки и доставки определенных веществ; существуют
ГЛАВА 1 1
также структуры, предназначенные для выведения неиспользованной части исходных материалов обратно в окружающую среду. Организм использует механические и химические механизмы для расщепления исходных мате риалов и экспортирования полученных продуктов в более крупную систему (если речь идет о промышленной плавильной печи, то более крупной систе мой является экономика страны; если же речь идет о кишечнике, то более крупная система - организм в целом). Эти эффективные системы организо ваны линейным образом: движение осуществляется только в одном направ лении и с одинаковой скоростью.
Строго говоря, просвет не находится "внутри" организма. Скорее, сам организм "обернут" вокруг небольшой части среды - т.е. про света. Вообще говоря, ни пища, которую вы отправляете в рот, ни частично переваренные вещества, которые вырабатывает ваш пище- варительный тракт, также не находятся внутри вашего организма. Полностью усвоенные биологические молекулы, извлеченные из этих веществ и превратившиеся в молекулы, которые могут быть использованы клетками организма человека, выходят из этого про света и попадают в кровь. В этот момент они оказываются внутри вашего организма.
Читая описания органов, которые расщепляют пищу, чтобы снабжать питательными веществами ваш организм, обращайтесь к цветной вклейке "Пищеварительная система", помещенной на сайте издательства по адресу go . d i a l e kt i ka . com/ anatomy_3. Цветная вклейка поможет вам понять, где именно находятся эти органы.
Исследуем стенки пищеварительного тракта
Стенка верхней трети пищевода содержит скелетную мышцу. Начинаясь в средней трети пищевода и продолжаясь до анального сфинктера, слои гладкой мышцы составляют пищеварительный тракт. Эта гладкая мышца со кращается пульсирующими волнами, проталкивая содержимое просвета все время в одном направлении. Это непрерывное волнообразное сокращение называется перистальтикой.
Слизистая оболочка выстилает все составляющие пищеварительной систе мы и тянется непрерывно ото рта до прямой кишки. Эта слизистая оболочка защищает ваши органы пищеварения от воздействия сильных кислот и мощ ных ферментов, выделяемых в пищеварительной системе. Самые внутренние клетки слизистой оболочки (т.е. клетки, отделяющие слизистую оболочку от просвета) относятся к числу клеток, которые непрерывно заменяются новы
ми клетками (подробнее об обновлении клеток можно прочитать в главе 2). |
ЧАСТЬ 4 |
Исследуем внутреннее устройство тела |
Слизистая оболочка пищеварительного тракта выделяет слизь, которая ув лажняет, смягчает и смазывает все, что находится в пищеварительном тракте, защищая оболочку и ее составляющие от истирания и коррозии. Слизистая оболочка пищеварительного тракта содержит ткани и клетки, которые вы деляют также и другие вещества, в том числе кислоту желудочного сока, гормоны, нейротрансмиттеры и ферменты. Слизистая оболочка пищевари тельного тракта также содержит обширную лимфатическую сеть, о чем мы подробно рассказываем в главе 1 3.
Слизистая оболочка пищеварительного тракта играет активную роль на последней стадии пищеварения. Она доставляет продукты переваривания от тонкой и толстой кишок в кровь, которая разносит их по всему организму. Каждая молекула, которая попадает в кровоток, проходит через слизистую оболочку пищеварительного тракта.
Слизистая оболочка тянется через все органы пищеварительного тракта, покрывая их внутреннюю поверхность сплошным слоем, но ее структура при этом не остается неизменной. Поверхность дан ной оболочки обладает одной важной особенностью: в пищеводе слизистая оболочка гладкая, поскольку ее основной ролью является транспортировка пищи, а в тонкой кишке она волнистая и образу ет пики, называемые ворсинками. В условиях ограниченного про странства эти ворсинки увеличивают площадь поверхности всасы вания в кровоток питательных веществ.
Начало путешествия по пищеварительному тракту
Рот является началом пищеварительной системы - воротами в другие пищеварительные органы. Помимо того что рот (ротовая полость) превра щает процесс поглощения пищи в удовольствие, он выполняет также ряд важных пищеварительных функций.
поговорим о зубах и деснах
У каждого человека 32 зуба, 1 6 вверху и 1 6 внизу. Зубы начинают процесс механического переваривания, измельчая пищу до размеров, позволяющих глотать ее. Существует четыре типа зубов: резцы (предназначены для откусы вания пищи), клыки (предназначены для разрывания пищи, особенно мяса), малые коренные зубы и большие коренные зубы (для измельчения пищи).
Десны являются тем "фундаментом", на котором крепятся зубы; скреп ляющий материал, называемый цементом зубов, удерживает корни зубов в челюстной кости (рис. 1 1 .1 ). Кровеносные сосуды, которые пронизывают
челюстную кость и входят в пульпу зубов, снабжают зубы кровью. Пульпу |
ГЛАВА 1 1 |
Пищеварительная система: кто не работает, тот не ест |
покрывает дентин (материал, похожий на кость, - твердая ткань зуба), ко торый, в свою очередь, покрыт чрезвычайно прочной защитной эмалью.
У многих челюсти не справляются с удержанием последнего из больших коренных зубов в верхнем и нижнем рядах. Как правило, эти так называемые зубы мудрости прорезаются гораздо позже, чем другие постоянные зубы (обычно в середине подросткового возраста или ближе к его окончанию); зачастую эти зубы вызывают боль в челюсти и приводят к смещению других зубов. Довольно часто они вообще не прорезаются и остаются "ретенированными" в челюст ной кости, что также может вызывать серьезную боль.
Цемент
Нерв и кровоснабжение
Илл. Кэтрин Борн, МА
Рис. 1 1. 1. Структуры зуба
Язык мой - друг мой
Язык состоит главным образом из ткани скелетных мышц. Сверху эти мышцы покрыты слизистой оболочкой, в которую встроены вкусовые со сочки языка. (Подробнее о вкусовых сосочках можно прочитать в главе 7.) Мышцы языка перемещают пищу в ротовой полости, помогая ее пережевы ванию. Слюна увлажняет и смазывает болюс (технический термин, которым называют комок пищи, которая пережевывается).
Язык крепится к костям черепа с помощью мышц, а слизистая оболочка на обратной стороне языка прикрепляет язык к дну ротовой полости. Та жи листая часть оболочки, которую можно увидеть в зеркале под языком, назы вается уздечкой языка.
Исследуем внутреннее устройство тела
Буккальная оболочка
Буккальная (щечная) оболочка
слюн
ных :желез
слюнную амилазу
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ПОДРОБНОСТИ
Глотка и пищевод
надгортанником. трахею,
Носовая полость
Нижняя челюсть |
'1"===="""--== |
Надгортанник |
|
Голосовая связка |
|
Перстневидный хрящ |
Пищевод |
Трахея (дыхательное горло) |
Илл. Кэтрин Борн, МА |
Рис. 1 1.2. Структуры рта и глотки
ГЛАВА 1 1 Пищеварительная система: кто не работает, тот не ест
У пищевода есть два сфинктера - один в верхней части, а другой в нижней, - которые контролируют движение болюса в пищевод и из него. Верхний сфинктер пищевода, состоящий из скелетной мышцы, обычно на ходится в сжатом состоянии, предотвращая попадание воздуха в пищевари тельный тракт. Он открывается, чтобы пропустить болюс в пищевод, а пе ристальтика продвигает болюс по пищеводу. Ни:жний сфинктер пищевода охватывает пищевод в том месте, где он входит в желудок. Большую часть времени нижний сфинктер пищевода также находится в сжатом состоянии, предотвращая движение содержимого желудка в обратном направлении.
Желудок - место, где все перемешивается
Наружная сторона желудка представляет собой слой плотной соедини тельной ткани, называемый серозной оболочкой. Под серозной оболочкой находится мышечный слой, который, в свою очередь, состоит из трех слоев волокон гладкой мышцы - косых, циркулярных и продольных, - которые сокращаются в разных направлениях. Когда желудок полный, рецепторы рас тяжения в этом слое посылают нервные импульсы в головной мозг. Эти два слоя поддерживают структуру желудка как полого органа.
Когда нижний сфинктер пищевода расслабляется, болюс попадает в же лудок, самую широкую и гибкую часть пищеварительного тракта. Там пища остается примерно от двух до шести часов. В течение этого времени съеден ное вами измельчается в результате тысяч мощных мышечных сокращений
итщательно перемешивается в кислотной субстанции, выделяемой желуд
ком. Эта субстанция называется :J1селудочным соком. Подобно перистальтике, мышечные стенки желудка ритмично сокращаются, однако движение пищи происходит не в каком-то определенном направлении, а по принципу "туда
иобратно". Желудок - единственная часть пищеварительного тракта, у ко торой есть третий мышечный слой (косой), обеспечивающий перемешива ющие движения пищи. Составные части желудка представлены на цветной вклейке "Желудок".
Увыстилки желудка есть два слоя слизистой оболочки: подслизистая основа и слизистая оболочка. Подслизистая основа содержит нервы и кро веносные сосуды, что обеспечивает контроль и ресурсы для мышц и слоев слизистой оболочки (наличие этой оболочки прослеживается по всему пище
варительному тракту). Желудочные железы в слизистой оболочке выделяют как специальные ферменты, которые расщепляют большие молекулы и го
товят их для абсорбции (табл. 1 1 . 1 ), так и другие компоненты желудочного сока. Слизистая оболочка имеет складчатую, "гофрированную" поверхность, за счет чего увеличивается площадь поверхности внутри полости желудка.
Исследуем внутреннее устройство тела
Когда желудок наполняется пищей, складки разглаживаются, что приводит к расширению желудка.
Мышечная активность желудка является частью физического пи щеварения, подобно пережевыванию, глотанию и перистальтике. Дробление пищи на более мелкие кусочки необходимо для обеспе ЗАПОМНИ! чения доступа ко всем питательным веществам: если бы пища ос тавалась в виде большого комка, то мы могли бы абсорбировать пи тательные вещества лишь с поверхности этого комка. Но не следует забывать о вкладе желудка в химическое переваривание пищи -
именно оно помогает по-настоящему расщепить пищу.
Когда желудок ворочает и перемешивает пищевой комок в кислоте же лудочного сока, пища превращается в пасту, похожую на овсяную кашу и называемую химусом. Химус просачивается в тонкую кишку через пилори ческий сфинктер (сфинктер привратника), между нижней частью желудка,
называемой привратником :J/Селудка, и верхней частью тонкой кишки, назы ваемой двенадцатиперстной. Это предотвращает одномоментное попадание в двенадцатиперстную кишку слишком большого количества химуса.
Таблица 1 1 .1 . Пищеварительные ферменты
Источник |
Фермент |
Желудок |
Пепсин |
Желудок и тон кая кишка |
Липаза |
Тонкая кишка |
Пептидаза |
Тонкая кишка |
Инвертаза, мальтаза, |
|
лактаза |
Питательное вещество, на расщепление которого ориентирован фермент
Белки
Жиры (в частности, жиры, содержащиеся в масле)
Пептиды
Сахароза, мальтоза, лактоза (дисахариды)
Движение через кишечник
Кишечник - это длинная мышечная трубка (длиной приблизительно до 6 метров), которая тянется от пилорического сфинктера до анального. Каким образом шестиметровая трубка умещается в относительно небольшом про странстве, где, между прочим, находятся и другие органы? Все просто - она тонкая и уложена петлями. Кишечник делят на тонкий и толстый. Просвет в тонкой кишке составляет примерно 2,5 см в диаметре, в толстой кишке -
примерно 6,4 см.
ГЛАВА 1 1 Пищеварительная система: кто не работает, тот не ест
