Процесс пищеварения и пищеварительной системы

Воротная вена собирает кровь от всех непарных органов брюшной  полости (желудка, кишок, поджелудочной  железы, селезенки и большого сальника). Войдя в ворота печени, оба сосуда (печеночная артерия и воротная вена) распадаются на долевые, сегментарные и т.д., вплоть до междольковых вен и артерий, которые проходят вдоль боковых поверхностей классических печеночных долек вместе с междольковым желчным протоком, образуя печеночные триады.

Классическая доля печени образована гепатоцитами (клетки печени), которые располагаются в виде неправильных ветвящихся тяжей (печеночные трабекулы) между кровеносными капиллярами, которые сходятся к центральной вене. Печеночные клетки в трабекулах располагаются двумя рядами так, что между ними находятся желчные капилляры (канальцы), а между трабекулами — синусные капилляры. Такое строение способствует осуществлению гепатоцитами секреции в двух направлениях: в желчные протоки — желчи, в кровеносные капилляры — глюкозы, мочевины, жиров, витаминов и т.д.

Итак, каждая печеночная клетка одной своей стороной контактирует с просветом желчного канальца, другой — соприкасается со стенкой кровеносного капилляра.

Желчные канальцы начинаются слепо вблизи центральной  вены дольки и направляются к периферии, где переходят в короткий желчный  проток, который открывается в  междольковый желчный проток. Междольковые протоки, сливаясь и укрупняясь, образуют общий печеночный проток длиной 4-5 см. При слиянии общего желчного протока и пузырного протока образуется общий желчный проток.

Гепатоциты вырабатывают желчь постоянно. За сутки из печени выделяется от 0,5 до 1 л желчи золотистого цвета, рН желчи колеблется в пределах 7,8-8,6. Содержание воды в печеночной желчи составляет 95-98%. Желчь содержит соли желчных кислот, билирубин, холестерин, жирные кислоты, лецитин, Na¹, К⁺, Са*, С1~, НС0₃~ и др. Желчные кислоты образуются в гепатоцитах из холестерина, поступающего из крови в составе различных липо- протсинов. Билирубины и другие желчные пигменты образуются в макрофагоцитах селезенки, костного мозга и частично печени.

Желчный пузырь является резервуаром для хранения желчи. Он представляет собой мешок длиной 8-12 см, шириной 4-5 см. Широкий конец  пузыря образует дно, суженный — шейку, переходящую в пузырный проток, по которому желчь впадает в пузырь и выделяется из него в общий желчный  проток. Между дном и кишкой пузыря расположено тело пузыря. Пузырь снизу  и с боков покрыт брюшиной, только часть его стенки прилежит к печени. Изнутри желчный пузырь покрыт складчатой слизистой оболочкой, клетки которой  имеют микроворсинки, способные  интенсивно всасывать воду. Поэтому  пузырная желчь сгущается в 3-5 раз  по сравнению с желчью, поступающей  из печени в общий желчный проток.

Пузырный проток, соединяясь с общим печеночным протоком, образует общий желчный проток, который  прободает стенку нисходящей части 12-перстной кишки, сливается с протоком поджелудочной железы и открывается  вместе с ним в 12-перстной кишке. На конце желчного протока располагается  сфинктер (сфинктер О/щи), который препятствует затеканию содержимого 12-перстной кишки в желчный и панкреатический протоки. Выше сфинктера Одди, над местом слияния протока поджелудочной железы с общим желчным протоком, располагается сфинктер общежелчного протока, который регулирует приток желчи в кишку.

В период между  пищеварениями сфинктер Одди закрыт, и желчь скапливается в желчном пузыре, где она концентрируется. Во время пищеварения сфинктер Одди, открываясь, пропускает желчь в 12-перстную кишку.

Поджелудочная железа — вторая по величине железа пищеварительной системы, ее масса 60-100 г, длина 15-22 см.

Железа имеет  серовато-красный цвет, дольчатая, простирается в поперечном направлении от 12-перстной кишки до селезенки. Ее широкая головка  располагается внутри подковы, образованной 12-перстной кишкой. Железа покрыта тонкой соединительной капсулой.

Поджелудочная железа, по существу, состоит из двух желез: экзокринной и эндокринной. Экзокринная часть железы вырабатывает у человека в течение суток 500-700 мл панкреатического сока, который содержит ферменты, участвующие в переваривании белков, жиров и углеводов. Эндокринная часть поджелудочной железы продуцирует гормоны, регулирующие углеводный и жировой обмен (инсулины, глюкагон, соматостатин и др.).

Экзокринная часть  поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую  железу, разделенную на дольки очень  тонкими соединительными междольковыми перегородками, отходящими от капсулы. В дольках тесно лежат ацинусы, образованные ациноцитами (клетки поджелудочной железы). Клетки тесно соприкасаются друг с другом.

Ацинус со вставочным протоком является структурно-функциональной единицей экзокринной части поджелудочной железы. Секрет поступает в просвет ацинуса. Из вставочных протоков секрет поступает во внутридольковые протоки. Окруженные рыхлой соединительной тканью внутридольковые протоки впадают в междольковые, которые впадают в главный проток поджелудочной железы и, соединяясь с общим желчным протоком, впадают в просвет 12-перстной кишки.

Эндокринная часть  поджелудочной железы образована группами клеток — панкреатическими островками. Количество панкреатических островков  у взрослого человека колеблется от 1 до 2 млн. Функция эндокринной  части поджелудочной железы описана  в разделе «Эндокринная система».

Пищеварение в ротовой  полости. Здесь происходит механическая и частично химическая обработка  пищи. Механическая обработка (измельчение) осуществляется с помощью зубов  и языка.

В процессе разжевывания пищи она смачивается слюной, выделяемой слюнными железами. Работу слюнных жейез исследовал выдающийся русский физиолог U. П. Павлов, который разработал на животных фистульный метод. Фистула — искусственнее соединение протока железы или полости пищеварительного органа с внешней средой. Операция наложения фистулы слюнной железы состоит в выведении отверстия протока железы на наружную поверхность щеки. Эту операцию, как и операции наложения фистулы на другие органы, выполняют на наркотизированных животных в стерильных условиях. После выздоровления животное может несколько месяцев или лет использоваться в опыте. Такой подход получил название хронического метода. Он также был внедрен в физиологию И. П. Павловым.

Павлов Иван Петрович (1849—,1936) — советский физиолог, последовательный материалист, создатель учения о  высшей нервной деятельности. Акад. АН СССР. Окончив Петербургский университет, а затем медико-хирургическую  академию, И. П. Павлов всецело посвятил себя физиологии. В клинической лаборатории  С. П. Боткина он провел ряд исследований по кровообращению, которые представил в докторской диссертации «Центробежные  нервы сердца» (1883 г.). Большинство  своих работ И. П. Павлов выполнил в Институте экспериментальной  медицины, где работал с 1890 г. до конца  своих дней. Здесь он провёл важные исследования по физиологии пищеварения, за которые в 1901т. был удостоен Нобелевской  премии. В этих работах И. П. Павлов широко использовал метод хронического эксперимента и доведенную им до совершенства хирургическую физиологию.

Дальнейшие работы И. П. Павлова  были посвящены изучению высшей нервной  деятельности. Он создал учение об условных рефлексах, о типах нервной системы, о двух сигнальных системах, выдвинул теорию сна как разлитого коркового  торможения. На XV Международном конгрессе физиологов в 1935 г. в Москве И. П. Павлов был признан «старейшиной физиологов мира». Полученная из фистулы слюнной железы слюна — слабощелочная жидкость, в состав которой входит небольшое количество (0,5 %) минеральных солей и белков. Среди белковых веществ самое большое значение имеют ферменты птиалин, расщепляющий крахмал до сахара, мальтаза, расщепляющая дисахарид мальтозу до глюкозы, и слизистое вещество муцин, которое склеивает пищевую массу. Пища в полости рта пребывает недолго, поэтому птиалин не успевает полностью расщепить здесь крахмал — этот процесс продолжается в желудке.

В слюне некоторых животных имеется также фермент лизоцим, расщепляющий клеточную оболочку некоторых бактерий. Поэтому зализывание раны собакой — это своеобразная дезинфекция раны с помощью лизоцима слюны.

Слюнные железы возбуждаются рефлекторно. Пища, попадая в рот раздражает расположенные в слизистой оболочке рецепторы, и возбуждение от них поступает по центростремительным нервам к центру слюноотделения, расположенному в продолговатом мозге. Там возбуждение переходит на центробежный нейрон и поступает к слюнным железам. Последние начинают выделять слюну. Очень часто слюна у голодного животного или человека выделяется еще до того, как пища попадает в рот, только на вид или запах пищи. Это условнорефлекторное слюноотделение.

Глотание также рефлекторный акт. В нем принимают участие  мышцы полости рта, глотки, гортани  и пищевода. Когда комочек пережеванной и смоченной слюной пищи попадает на корень языка, она раздражает рецепторы  и происходит глотание: надгортанный хрящ опускается и закрывает гортань, а мягкое небо поднимается и закрывает  вход в носоглотку. Пища из глотки поступает  в пищевод. В момент глотания дыхание  прекращается. Мышцы пищевода, сокращаясь последовательно, проталкивают пищу в  желудок.

Пищеварение в желудке. Работу желудка, состав и свойства желудочного  сока изучают с помощью фистулы  желудка. Фистула желудка — это  соединение полости желудка с внешней средой с помощью металлической или плексигласовой трубки с широкими бортиками, которыми она фиксируется изнутри желудка и снаружи брюшной стенки. У собаки с фистулой желудка чистый желудочный сок выделяется, когда та видит пищу или ощущает её запах. (условнорефлекторное соковыделение). Но в желудке животного пища смешивается с соком, и получить чистый желудочный сок уже невозможно, И. П. Павлов перерезал у собаки с фистулой желудка пищевод на шее и подшивал оба перерезанных его конца к коже, поэтому пища в желудок не попадала, а выпадала наружу. Раздражение рецепторов рта пищей вызывало выделение большого количества желудочного сока, который можно собирать через фистулу. Кормление животных с перерезанным пищеводом называется мнимым кормлением, а выделение желудочного сока при этом является безусловно рефлекторным. Выделение желудочного сока не прекращается сразу после окончания мнимого кормления, а длится еще 1,5—2 ч.

Желудочный сок — это  жидкость, имеющая кислую реакцию  благодаря наличию соляной кислоты. Кроме кислоты и минеральных  солей желудочный сок содержит ряд  ферментов, один из которых — пепсин — расщепляет белки на более простые соединения — пептиды и полипептиды. Два других фермента желудочного сока — химозин и липаза — гидролизуют питательные вещества молока — белок казеиноген и жиры. В желудке, как уже отмечалось, продолжается расщепление углеводов под влиянием птиалина слюны до тех пор, пока пищевая Масса не пропитается кислым желудочным соком.

Опыт с мнимым кормлением не может полностью воспроизвести  условия и процессы в желудке  в период пищеварения у нормального  животного, потому что во время опыта  пищи в желудке нет. Чтобы устранить  этот недостаток, И. П. Павлов предложил  и разработал еще одну операцию, которая состоит в тем, что из дна желудка вырезается и сшивается маленький, или павловский, желудочек. Очень важно, чтобы при этой операции нервы и кровеносные сосуды, идущие к маленькому желудочку, не перерезались. При кормлении животного с маленьким желудочком пища попадает только в большой желудок и переваривается там, а в маленьком желудочке пищи нет, но сок выделяется так же, как и в большом желудке. Сок из желудочка собирают через фистулу, и по его выделению наблюдают за работой всего желудка.

Опытами на животных с павловским желудочком установлено, что желудочный сок выделяется не 1,5-2 ч, как при  мнимом кормлении, а значительно  дольше — вcё время, пока пища находится в желудке (от 4 до 10 ч). Столь длительное соковыделение обусловлено веществами, образующимися при действии продуктов частичного расщепления пищи на слизистую оболочку желудка. Эти вещества, попадая в кровь, транспортируются ею к желудочным железам и стимулируют их работу. Химическое вещество, которое раздражает желудочные железы и продолжает их работу, образуется также в стенках двенадцатиперстной кишки когда туда из желудка поступает пища. Все эти вещества называются гормонами пищеварительного тракта. К ним относятся гастрин, энтерогастрин, секретин и др.

Таким образом, регуляция  желудочного соковыделения состоит из двух фаз: нервной и гуморальной. Нервная фаза начинается раздражением зрительных и обонятельных рецепторов видом и запахом пищи (условнорефлекторное соковыделение). Когда пища попадает в рот и раздражает вкусовые рецепторы, происходит безусловнорефлекторное выделение желудочного сока. В ходе переваривания пищи в желудке образуются химические вещества, которые вызывают дальнейшее соковыделение (гуморальная фаза). При отсутствии нервной фазы гуморальная фаза и переваривание пищи в желудке затруднены. Поэтому И. П. Павлов назвал первую фазу аппетитным, запальным, сокоотделением. Частично переваренная пища благодаря сокращениям стенок желудка порциями переходит в кишечник, где продолжается ее переваривание.

Пищеварение в тонком кишечнике. В первый отдел кишечника —  двенадцатиперстную кишку — открываются  выводящие протоки поджелудочной  железы и печени. Здесь происходит расщепление основной массы белков, жиров и углеводов.

Работа поджелудочной  железы детально изучена И. Л. Павловым, который разработал операцию наложения  фистулы этой железы: один из протоков железы выводится на наружную поверхность  брюшной стенки и сок, который  выделяется, можно собирать и исследовать. Поджелудочный сок — жидкость со щелочкой реакцией. В ее состав входят ферменты, расщепляющие все питательные  вещества: трипсин расщепляет белкой до пептидов и аминокислот, липаза расщепляет жиры до Глицерина и жирных кислот, амилаза превращает крахмал в более простые молекулы вплоть до глюкозы. Трипсин выделяется поджелудочной железой в неактивной форме и активируется в полости кишечника имеющимся в кишечном соке ферментом энтерокиназой.

Выделение поджелудочного сока регулируется нервной системой —  через блуждающий нерв — и гуморально — под влиянием соляной кислоты, вместе с пищей попадающей из желудка в двенадцатиперстную кишку. В ее стенках образуется гормон секретин, который с кровью транспортируется к поджелудочной железе и вызывает соковыделение. Поджелудочный сок выделяется только в процессе пищеварения.