Рациональное питание. Часть 1. Учебное пособие

Анатомо-физиологические особенности и регуляция работы ЖКТ

Транспорт липидов осуществляется по-другому. Образовавшиеся при гидролизе жиров пищи длинноцепочечные жирные кислоты и глицерин практически пассивно переносятся через апикальную мембрану в энтероцит, где ресинтезируются в триглицериды и заключаются в липопротеиновую оболочку, белковый компонент которой синтезируется в энтероците. Тем самым образуется хиломикрон, который транспортируется в центральный лимфатический сосуд кишечной ворсинки и по системе грудного лимфатического протока затем поступает в кровь. Среднецепочечные и короткоцепочечные жирные кислоты поступают в кровоток сразу, без ресинтеза триглицеридов.

Скорость всасывания в тонкой кишке зависит от уровня ее кровоснабжения (влияет на процессы активного транспорта), уровня внутрикишечного давления (влияет на процессы фильтрации из просвета кишки) и топографии всасывания. Сведения об этой топографии позволяют представить особенности дефицита всасывания при энтеральной патологии, при пострезекционных синдромах и других нарушениях желудочно-кишечного тракта. Существенное значение для процессов пищеварения в тонкой кишке имеет моторно-эвакуаторная деятельность, которая обеспечивает перемешивание пищевого содержимого с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену слоя химуса на поверхности слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давления, способствующего фильтрации некоторых компонентов химуса из полости кишки в кровь и лимфу. Двигательная активность тонкой кишки состоит из непропульсивных перемешивающих движений и пропульсивной перистальтики. Она зависит от собственной активности гладкомышечных клеток и от влияния вегетативной нервной системы и многочисленных гормонов, в основном желудочно-кишечного происхождения. Сокращения тонкой кишки происходят в результате координированных движений продольного (наружного) и поперечного (циркуляторного) слоев волокон. Эти сокращения могут быть нескольких типов. По функциональному принципу все сокращения делят на две группы: 1) локальные, которые обеспечивают перемешивание и растирание содержимого тонкой кишки (непропульсивные); 2) направленные на передвижение содержимого кишки (пропульсивные). Выделяют несколько типов сокращений: ритмическую сегментацию, маятникообразные, перистальтические (очень медленные, медленные, быстрые, стремительные), антиперистальтические и тонические.

Ритмическая сегментация обеспечивается преимущественно сокращением циркуляторного слоя мышц. При этом содержимое ки-

21

Рациональное питание

шечника разделяется на части. Следующим сокращением образуется новый сегмент кишки, содержимое которого состоит из частей бывшего сегмента. Этим достигаются перемешивание химуса и повышение давления в каждом из образующих сегментов кишки. Маятникообразные сокращения обеспечиваются сокращениями продольного слоя мышц с участием циркуляторного. При этих сокращениях происходит перемещение химуса вперед-назад и слабое поступательное движение в аборальном направлении. В проксимальных отделах тонкой кишки частота ритмических сокращений, или циклов, составляет 9—12, в дистальных — 6—8 в минуту.

Перистальтика состоит в том, что выше химуса за счет сокращения циркуляторного слоя мышц образуется перехват, а ниже в результате сокращения продольных мышц — расширение полости кишки. Этот перехват и расширение движутся вдоль кишки, перемещая впереди перехвата порцию химуса. По длине кишки одновременно движется несколько перистальтических волн. При антиперистальтических сокращениях волна движется в обратном (оральном) направлении. В норме тонкая кишка антиперистальтически не сокращается. Тонические сокращения могут иметь небольшую скорость, а иногда вообще не распространяться, значительно сужая просвет кишки на большом протяжении.

Выявлена определенная роль моторики в выведении пищеварительных секретов — перистальтика протоков, изменение их тонуса, закрытие и раскрытие их сфинктеров, сокращение и расслабление желчного пузыря. К этому следует добавить изменения складчатости слизистой оболочки, микромоторику кишечных ворсинок и микроворсинок тонкой кишки — очень важные явления, оптимизирующие мембранное пищеварение, всасывание нутриентов и других веществ из кишки в кровь и лимфу.

Моторика тонкой кишки регулируется нервными и гуморальными механизмами. Координирующее влияние на моторно-эвакуаторную деятельность тонкой кишки оказывают интрамуральные (в стенке кишки) нервные образования, а также центральная нервная система. Интрамуральные нейроны обеспечивают координированные сокращения кишки. Особенно велика их роль в перистальтических сокращениях. На интрамуральные механизмы оказывают влияние экстрамуральные, парасимпатические и симпатические нервные механизмы, а также гуморальные факторы.

Моторная активность кишки зависит в том числе от физических и химических свойств химуса. Повышает эту активность грубая пища (черный хлеб, овощи, грубоволокнистые продукты) и жиры. При

22

Анатомо-физиологические особенности и регуляция работы ЖКТ

средней скорости перемещения 1—4 см/мин пища достигает слепой кишки за 2—4 ч. На продолжительность перемещения пищи влияет ее состав, в зависимости от него скорость перемещения уменьшается в ряду: углеводы, белки, жиры.

Гуморальные вещества изменяют моторику кишечника, действуя непосредственно на мышечные волокна и через рецепторы на нейроны интрамуральной нервной системы. Усиливают моторику тонкой кишки вазопрессин, окситоцин, брадикинин, серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, холецистокинин-панкреозимин, субстанция Р и ряд других веществ (кислоты, щелочи, соли, продукты переваривания пищевых веществ, особенно жиров).

Процесс пищеварения завершается в толстой кишке, однако активность механизмов переваривания компонентов пищи в этом органе крайне низка. Здесь химус перемешивается под действием непропульсивной перистальтики, концентрируется в результате реабсорбции воды и подвергается дальнейшему (остаточному) расщеплению под действием локализованных там кишечных ферментов и бактерий. Невысокий уровень ферментативной активности в дистальном отделе желудочно-кишечного тракта выработался в процессе эволюции и связан с тем, что поступающий в толстую кишку химус беден непереваренными пищевыми веществами. Однако активность некоторых ферментов толстой кишки компенсаторно увеличивается при нарушении функций вышележащих органов пищеварительного канала (в результатерезекциичастейжелудкаилитонкойкишки, илеостомииит.д.).

Несмотря на отмеченные физиологические особенности толстой кишки в процессе пищеварения, этот отдел желудочно-кишечного тракта выполняет ряд весьма важных функций:

1)всасывательную — всасывание воды и электролитов из химуса

иформирование каловых масс; всасывание соединений, образующихся в результате активности микрофлоры кишки: витаминов (К и группы В), продуктов гидролиза клетчатки;

2)механическую — проталкивание содержимого кишки (каловых масс) в дистальном направлении и удаление их из организма;

3)эндокринную — благодаря наличию клеток диффузной эндокринной системы в эпителии кишки, которые вырабатывают гормоны, обладающие локальным и системным действием;

4)иммунную, которая обеспечивается диффузной лимфоидной тканью в стенке кишки, а также специальными структурами — одиночными лимфатическими узелками и их скоплениями в червеобразном отростке.

23

Рациональное питание

Вслизистой оболочке толстой кишки, особенно в области аппендикса, наблюдаются скопления лимфатической ткани и плазматических клеток, что очень важно, так как здесь присутствует большая популяция бактерий.

Втолстой кишке преобладают процессы реабсорбции. Здесь всасываются глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые микробами кишечной полости, до 95 % воды и электролиты. Ободочная кишка всасывает жидкость со скоростью до 2,7 мл/мин (против 5—7 мл/мин в тонкой кишке), т. е. на единицу поверхности слизистой оболочки ободочной кишки ее всасывательная активность

в5—10 раз больше, чем в тонкой кишке. Скорее всего, это можно объяснить меньшей площадью поверхности толстой кишки в по сравнению с тонкой за счет значительного уменьшения числа ворсинок и микроворсинок щеточной каймы кишечных клеток. У здорового человека в толстой кишке может всасываться до 5,5 л воды и до 800— 1000 ммоль натрия и хлора в сутки, прежде чем исчерпаются ее возможности и разовьется диарея. Эти физиологические особенности толстой кишки в последние годы все шире используют клиницисты для проведения зондового питания, фармакотерапии, восстановления водно-электролитного баланса при ряде заболеваний путем капельного введения соответствующих лечебных средств в толстую кишку. Кроме воды и электролитов в толстую кишку поступают органические соединения, к которым относятся растительные волокна и другие растительные компоненты. Это полисахариды, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины и лигнины, т. е. углеводы, которые не расщепляются а-амилазой человека. Тем не менее около 40—50 % грубоволокнистых веществ могут расщепляться кишечными бактериями и всасываться в толстой кишке.

Толстая кишка — область размножения микроорганизмов. Бактериальная флора желудочно-кишечного тракта является необходимым условием нормального существования организма. Количество микроорганизмов в желудке минимально, в тонкой кишке их значительно больше (особенно в дистальном ее отделе). Исключительно велико количество микроорганизмов в толстой кишке — до десятков миллиардов в 1 г содержимого. Ферменты микроорганизмов толстой кишки вызывают деградацию углеводов и распад белков, в результате чего образуются органические кислоты, газы (углекислый газ, метан, сероводород) и токсические вещества (фенол, скатол, индол, крезол). Часть этих веществ обезвреживается в печени. Вследствие микробного брожения расщепляется клетчатка. Преобладающими микробами кишечника взрослого человека являются облигатно-анаэробные па-

24

Анатомо-физиологические особенности и регуляция работы ЖКТ

лочки (около 90 %), на долю факультативно-анаэробных микробов (кишечная палочка, молочные бактерии, стрептококки) и спороносных анаэробов приходится около 10 %.

Нормальная микрофлора толстой кишки подавляет патогенные микроорганизмы и предупреждает инфицирование макроорганизма. Нарушение нормальной микрофлоры при заболеваниях или в результате длительного введения антибактериальных препаратов нередко влечет за собой осложнения, вызываемые бурным размножением в кишечникедрожжей, стафилококков, протеяидругихмикроорганизмов.

Моторная деятельность толстой кишки обеспечивает накопление кишечного содержимого, всасывание из него воды и ряда электролитов, формирование каловых масс и удаление их из кишечника. Моторика этого отдела кишечника характеризуется частыми слабыми сокращениями, принимающими участие в перемешивании содержимого; редкими (2 раза в минуту) и сильными, хорошо координированными, способствующими продвижению содержимого по ходу кишки; тоническими, незначительно уменьшающими просвет кишки и повышающими в ней гидростатическое давление.

Регуляция моторной деятельности толстой кишки определяется изменениями потенциала гладкомышечных клеток, т. е. медленными волнами, связанными с их потенциалами действия, а также модулирующими влияниями центральной и вегетативной нервной системы, гормонов желудочно-кишечного тракта и нейропептидов. Симпатические волокна вегетативной нервной системы тормозят моторику толстой кишки, раздражение парасимпатических волокон стимулирует ее моторную активность. Большое значение в стимуляции моторики толстой кишки имеют механические и химические раздражения. Пищевые волокна как механический раздражитель повышают ее двигательную активность и ускоряют продвижение содержимого.

Раздражение механорецепторов прямой кишки тормозит моторику толстой кишки. Позыв же на дефекацию, т. е. опорожнение толстой кишки, возникает при повышении давления в прямой кишке до 40— 50 см вод. ст. в результате раздражения рецепторов прямой кишки накопившимися в ней каловыми массами.

25

Биологическая роль основных пищевых веществ

обходимо обеспечить достаточным количеством метионина как липотропного вещества.

Для полного усвоения белка пищи содержание в нем аминокислот должно отвечать определенным соотношениям, т. е. быть сбалансированным. Недостаток даже одной аминокислоты ухудшает использование других для построения белков организма. Белки высокой биологической ценности отличаются сбалансированностью аминокислот, легкой перевариваемостью и хорошей усвояемостью. К таким белкам относятся белки яиц и молочных продуктов, а также мяса и рыбы, (за исключением соединительных тканей). Менее в качественном отношении полноценны растительные белки, имеющие недостаточно сбалансированный аминокислотный состав. Так, недостаток лизина — основная причина пониженной ценности белков хлеба. Большинство круп, кроме гречневой, дефицитно по лизину и треонину. Кроме того, белки многих растительных продуктов трудноперевариваемы. Они заключены в оболочки из клетчатки и других веществ, препятствующих действию пищеварительных ферментов, особенно в бобовых, грибах, орехах, крупах из цельных зерен. В бобовых содержатся также вещества, тормозящие действие пищеварительных ферментов. Из белков животных продуктов в кишечнике всасывается более 90 % аминокислот, из растительных — 60—80 %. Наиболее быстро перевариваются белки молочных продуктов и рыбы, затем мяса (говядины быстрее, чем в свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее — белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Белки рыбы перевариваются быстрее, чем мяса, так как в рыбе меньше соединительной ткани. Однако в диетах, направленных на усиление двигательной функции кишечника, целесообразно использование богатых соединительной тканью продуктов. Из коллагена (белок соединительной, хрящевой и костной ткани) получают водорастворимый при нагревании желатин, используемый для приготовления желеобразных блюд. По аминокислотному составу желатин неполноценен, но блюда из него легко перевариваются без напряжения секреции пищеварительных желез. Желатин стимулирует свертывание крови.

Тепловая обработка ускоряет переваривание белков, что установлено на примере вареных и сырых яиц. Длительное разваривание, измельчение, протирание улучшает переваривание и усвоение белков, особенно растительных продуктов. Однако избыточное нагревание может отрицательно влиять на аминокислоты. Биологическая ценность молочного белка казеина падает на 50 % при нагреве до 200° С; при сильном и длительном нагреве богатых углеводами продуктов в

27

Рациональное питание

них уменьшается количество доступного для усвоения лизина. Поэтому рационально предварительное замачивание круп в целях сокращения времени варки каш.

Для удовлетворения потребности организма в аминокислотах желательны сочетания животных и растительных продуктов, улучшающие суммарную сбалансированность аминокислот: молочные продукты с хлебом, крупами, макаронами (молочные каши и супы, запеканки с творогом и др.), мучные изделия с творогом, мясом, рыбой, картофель и овощи с мясом, бобовые (фасоль, горох, соя) и крупы. Менее полноценны по аминокислотному составу такие изделия, как пирожки с рисом. Для повышения белковой полноценности питания выпускают хлебобулочные изделия, обогащенные обезжиренным молоком или молочной сывороткой, яичные и молочные макаронные изделия, а также молочные продукты с повышенным содержанием белка. Белковая недостаточность организма возникает при продолжительном нарушении равновесия между образованием и распадом белка в организме в сторону распада. Алиментарные причины этого явления — малое содержание белка в пище или преобладание белков низкой биологической ценности с дефицитом незаменимых аминокислот. При этом питание может удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров. Однако энергетическая недостаточность питания усугубляет дефицит белков в пище: белки начинают расходоваться на покрытие энерготрат организма и, кроме того, усвоение поступившего с пищей белка ухудшается.

При достаточно высоком уровне питания населения нашей страны возможны лишь легкие, стертые (доклинические) стадии алиментарной белковой недостаточности при нарушении принципов рационального питания. Более выраженные явления могут быть при самолечении физиологически необоснованными диетами — только растительная пища ограниченного ассортимента, голодание для похудания и т. д. Значительно чаще белковая недостаточность вызывается различными заболеваниями. Нарушения переваривания и всасывания белка возможны при болезнях органов пищеварения, особенно кишечника. В связи с нарушением пищеварения ухудшается усвоение углеводов и особенно жиров, что ведет к усиленному распаду белка в организме для образования энергии. Повышенный расход или увеличенные потери белка характерны для активного туберкулеза и многих инфекций, тяжелых травм и операций, обширных ожогов, злокачественных новообразований, болезней почек (нефротический синдром), массивных кровопотерь и т. д. К белковой недостаточности могут вес-

28

Биологическая роль основных пищевых веществ

ти излишне продолжительные или неправильно составленные по качеству белка малобелковые диеты при болезнях почек и печени. Однако при любых заболеваниях соответствующая диета, обогащенная полноценными белками, может уменьшить или предотвратить белковую недостаточность. Белковая недостаточность ведет к ухудшению функций пищеварительной (особенно печени и поджелудочной железы), эндокринной, кроветворной и других систем организма, атрофии мышц. Нарушается усвоение других пищевых веществ, что сопровождается соответствующими наслоениями, например гиповитаминозами. Снижаются работоспособность, сопротивляемость к инфекциям; замедляется выздоровление при различных заболеваниях, в частности заживление ран после операций и травм.

Вреден и избыток белка в питании, ведущий к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике, накоплению в организме продуктов азотистого обмена со сдвигом кислотно-основного состояния в кислую сторону. Отрицательно влияет высокобелковое питание на больных атеросклерозом.

Потребность в белках для взрослых составляет в среднем 85—90 г в день, что соответствует рекомендуемому содержанию белка во многих диетах для лечебно-профилактических учреждений. Животные белки должны составлять 55 % от общего количества белка, а у беременных и кормящих женщин — 60 %. Для ориентировочной оценки аминокислотного состава пищи достаточен подсчет триптофана, метионина и лизина, суточная потребность в которых составляет в среднем, соответственно, 1,3 и 5 г. Потребность в белке увеличивается в среднем до 110—120 г в день (не менее 60 % — животные белки) в период выздоровления после тяжелых инфекций. В высокобелковой диете не должно быть более 135—140 г белка. Белок ограничивают при остром нефрите, недостаточности почек и печени, подагре и некоторых других заболеваниях. Возможно даже временное исключение белка из рациона. В малобелковых диетах при хронической недостаточности почек из 20—40 г белка 60—70 % могут составлять животные белки.

Жиры

Жиры (липиды) подразделяют на нейтральные жиры и жироподобные вещества (фосфолипиды, стерины). Нейтральные жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты бывают насы-

29

Рациональное питание

щенными (до предела насыщенные водородом) и ненасыщенными. Жиры обладают высокой энергетической ценностью: 1 г жира при окислении в организме дает 37,7 кДж (9 ккал). Жиры обеспечивают в среднем 33 % суточной энергоценности рационов, входят в состав клеток и клеточных структур (пластическое значение), участвуют в обменных процессах. С жирами в организм поступают необходимые для жизнедеятельности вещества: витамины A, D, Е, незаменимые жирные кислоты, лецитин. Жиры обеспечивают всасывание из кишечника ряда минеральных веществ и жирорастворимых витаминов. Жировые ткани — активный резерв энергетического материала. Жиры улучшают вкус пищи и вызывают чувство сытости. Они могут образовываться из углеводов и белков, но в полной мере ими не заменяются.

Впитании различают жиры «видимые» (сливочное и растительные масла, маргарины и др.) и «скрытые» — в составе различных продуктов. Пищевая ценность жиров определяется их жирнокислотным составом и температурой плавления, наличием незаменимых пищевых веществ, степенью эмульгированности и свежести, вкусовыми качествами. В жидких при комнатной температуре жирах преобладают ненасыщенные жирные кислоты (большинство растительных масел), в твердых жирах — насыщенные (жиры животных и птиц). Чем больше насыщенных жирных кислот, тем выше температура плавления жира, более длительно его переваривание и меньше степень усвоения. Поэтому более тугоплавкие бараний и говяжий жиры перевариваются дольше и усваиваются несколько хуже, чем свиной, куриный и особенно молочные жиры, жиры рыб и растительные масла. Молочные жиры являются источником витаминов A, D и провитамина А — каротина; растительные масла — витамина Е. В меньшем количестве витамины содержатся в животных жирах и маргаринах. Обязательный признак полноценности жира — его свежесть. Жиры легко окисляются при хранении на свету и в тепле, а также при тепловой обработке, особенно жарке. В несвежих и перегретых жирах разрушаются витамины, уменьшается содержание незаменимых жирных кислот и накапливаются вредные вещества, вызывающие раздражение желудочно-кишечного тракта, почек, нарушение обмена веществ. Такие жиры особенно вредны при заболеваниях органов пищеварения и запрещены в лечебном питании.

Внастоящее время в экономически развитых странах в питании увеличилась доля животных жиров: они иногда составляют более 40 % суточной энергоценности рационов. Избыточное потребление жиров, богатых насыщенными жирными кислотами, способствует

30