на что распадаются углеводы в процессе пищеварения
На что распадаются углеводы в процессе пищеварения
Все биологические процессы, происходящие в окружающем мире, по своей сути являются химическими реакциями. Первую химическую реакцию человек осуществил, когда разжег костер – это реакция горения. Первое антибактериальное применение продуктов брожения и величайшее открытие в области медицины совершил Нострадамус. Большинство из нас знает его как предсказателя, но его основная заслуга состоит в том, что он нашел способ борьбы с чумой с помощью уксусной кислоты. История свидетельствует, чума лишила Нострадамуса и первой семьи, и друзей. С тех пор он искал средство борьбы от страшной болезни. Найдя чудо-лекарство, исследователь переезжал из города в город, где появлялась чума, спасая множество жизней [1].
Первым биохимиком была клетка, которая научилась энергетическому обмену: научилась поглощать свет и выделять энергию, необходимую для жизнеобеспечения. Таким образом, первый биохимик – это и есть сама жизнь. Все процессы, которые протекают в клетках живого организма, – это биохимические реакции.
Название «углеводы» появилось из-за того, что многие представители данного класса имеют общую формулу: Сn(Н2О)m, где n и m >= 4. Известно множество углеводов, не соответствующих этой формуле, но несмотря на это термин «углеводы» употребляется и по сей день. Другое общепринятое название этого класса соединений – сахара.
Все углеводы можно разделить на четыре больших класса.
Моносахариды – это гетерофункциональные соединения, содержащие оксогруппу и несколько гидроксильных групп. Они не могут быть гидролизованы до более простых форм углеводов и являются структурной единицей любых углеводов, например, глюкоза, фруктоза, рибулоза, рамноза. Содержатся в различных продуктах: фрукты, мёд, некоторые виды вина, шоколад.
Олигосахариды – это соединения, построенные из нескольких остатков моносахаридов, связанных между собой гликозидной связью. Они делятся по числу моносахаридов в молекуле на дисахариды, трисахариды и т.д. К биологически активным производным олигосахаридов относятся некоторые антибиотики, сердечные гликозиды.
Дисахариды – это углеводы, которые при гидролизе дают две одинаковые или различные молекулы моносахарида и связаны между собой гликозидной связью, например, лактоза, сахароза, мальтоза. При гидролизе из дисахаридов образуется глюкоза.
Полисахариды – имеют общий принцип строения с олигосахаридами, за исключением моносахаридных остатков – полисахариды могут содержать их сотни и даже тысячи. Примеры: крахмал, гликоген, хитин, целлюлоза [2].
Для лучшего понимания реакций расщепления углеводов в организме, рассмотрим более подробно глюкозу, участвующую в этих процессах.
Глюкоза является одним из самых распространенных углеводов в природе, моносахарид, или гексоза С6Н12О6. Второе её название – виноградный сахар. Это растворимое в воде вещество белого цвета, сладкое на вкус. В молекуле глюкозы имеется четыре неравноценных асимметрических атома углерода (рис. 1):
Рис. 1. Строение молекулы глюкозы
Для такого соединения возможно 24 = 16 стереоизомеров, которые образуют 8 пар зеркальных оптических антиподов. Каждое из восьми соединений представляет собой диастереомер (диа – двойной) с присущими только ему физическими свойствами (растворимость, температура плавления и т.д.).
Глюкоза содержится в растительных и живых организмах. Велико ее содержание в виноградном соке, в меде, фруктах и ягодах, в семенах, листьях крапивы. Глюкоза повышает работоспособность мозга, благотворно влияет на нервную систему человека. Именно поэтому в стрессовых ситуациях люди иногда хотят чего-нибудь сладкого. Помимо этого, глюкоза применяется в медицине для приготовления лечебных препаратов, консервирования крови, внутривенного вливания и т.д. Она широко применяется в кондитерском производстве, производстве зеркал и игрушек (серебрение). Ее используют при окраске тканей и кож.
Биохимические реакции расщепления углеводов в организме человека
Для поддержания жизнедеятельности организма используется энергия, скрытая в химических связях продуктов питания. Во многих продуктах питания содержится значительное количество углеводов в виде полисахаридов (сахар, крахмал, клетчатка) и моноз (глюкоза, фруктоза, лактоза и др.). К примеру, в картофеле содержание крахмала составляет до 16 %, в рисе – 78 %, а в белом хлебе – 51 %.
Уже во рту человека начинается процесс расщепления углеводов. Происходит гидролиз крахмала под действием биологического катализатора – фермента амилазы, который содержится в пище. Под действием амилазы молекула крахмала расщепляется на довольно короткие цепочки, которые состоят из глюкозных звеньев. После этого углеводы попадают в желудок. Далее под действием желудочного сока заканчивается кислотный гидролиз крахмала. Крахмал распадается до отдельных глюкозных звеньев. Глюкоза попадает в кишечник и через стенки кишок поступает в кровь, разносящую её по всему человеческому организму.
Содержание глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне при помощи гормона инсулина, который выделяется поджелудочной железой. Инсулин полимеризует избыточную глюкозу в животный крахмал – гликоген, который откладывается в печени. Часть гликогена в печени может гидролизоваться в глюкозу, далее поступающую обратно в кровь. Это происходит при понижении содержания глюкозы в крови. Если поджелудочная железа не может вырабатывать инсулин, содержание глюкозы в крови повышается, что приводит к диабету. Именно поэтому людям, болеющим сахарным диабетом, необходимо регулярно вводить в кровь инсулин.
Молекула глюкозы, попадая в клетку организма, окисляется, «сгорает» с образованием воды и диоксида углерода. При этом выделяется энергия, необходимая организму для движения, согревания, осуществления различных физических нагрузок и т.д. Но биологическое окисление глюкозы похоже на обычное горение лишь по своим конечным результатам. Биологическое окисление – процесс медленный, многоступенчатый. Только малая часть высвобождаемой при окислении энергии превращается на каждой стадии данного процесса в тепло. Значительная доля энергии, заключенной в химических связях глюкозы, расходуется на образование других веществ, из которых важнейшее в биоэнергетике – аденозинтрифосфорная кислота C10H16N5O13P3 (АТФ). Это соединение состоит из трех частей – гетероцикла аденина, рибозы (сахара) и трех остатков фосфорной кислоты, образующей с рибозой сложный эфир (рис.2).
Рис. 2. Структура аденозинтрифосфорной кислоты
АТФ в клетках – универсальная энергетическая валюта. Множество ферментов умеют вести химические реакции, осуществляющиеся с затратой энергии, за счет гидролитического отщепления одного или двух остатков фосфорной кислоты от молекулы АТФ (этот процесс сопровождается выделением энергии), или наоборот, умеют использовать энергию, которая высвобождается в реакциях с выделением энергии для того, чтобы АТФ образовалась. Расщепляя АТФ, клетка использует высвобождаемую энергию на биосинтез различных соединений, а окисляя углеводы – синтезирует АТФ.
Первая стадия «сгорания» глюкозы в клетке – взаимодействие глюкозы с АТФ (рис. 3). При этом АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфат C10H15N5O10P2), а глюкоза – в 6-фосфат. Этот процесс фосфорилирования происходит под действием фермента гексокиназы за счет перенос остатка фосфорной кислоты (H3PO4) от фосфорилирующего агента – донора к субстрату:
Рис. 3. Взаимодействие глюкозы с АТФ
Следующий этап окисления – «рокировка» глюкозофосфата во фруктозофосфат, который происходит под действием фермента изомеразы (рис.4). Рокировка типа глюкоза–фруктоза делает доступным для фосфорилирования еще один гидроксил сахара (т.к. взаимодействовать с АТФ могут только краевые гидроксилы):
Рис. 4. Взаимодействие глюкозо-6-фосфата и фермента изомеразы
После второго фосфорилирования уже под действием другого фермента – фосфорфруктокиназы – получается в итоге фруктозо-1,6-дифосфат (C6H14O12P2 ) (рис.5):
Рис. 5. Взаимодействие фруктозо-6-фосфата и 6-фосфоруктокиназы
Фруктозо-1,6-дифосфат распадается на две части. Получается дигидроксиацетонфосфат ( C3H7O6P ) и глицеральдегид-3-фосфат ( C3H7O6P) (рис. 6).
Рис. 6. Распад Фруктозо-1,6-дифосфата
Клетке нужен только второй продукт, и она с помощью фермента изомеразы превращает первый фосфат во второй (чтобы не было отходов производства) (рис. 7).
Рис. 7. Превращение диоксиацетон-фосфата в глицеральдегид-3-фосфат
На данной стадии в реакцию вступают два соединения: глутатион – соединение, несущее меркаптогруппу SН и никотинамидаденинуклеотид (НАД). НАД легко присоединяет водород: НАД-Н2.
Далее развивается процесс, мало изученный в деталях, но описать его можно пока следующим образом. Под действием НАД и его восстановленной формы, фермента дегидрогеназы и фосфорной кислоты, глицеральдегид-3-фосфат превращается в смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновой и фосфорной кислот (рис. 8).
Рис. 8. Превращение глицеральдегид-3-фосфата в смешанный ангидрид 3-фосфоглицериновой и фосфорной кислот
Всё это время энергия только поглощалась, так как АТФ переходил в АДФ. Теперь в реакции будет вступать АДФ, а в продуктах появится АТФ, и энергия будет выделяться. Так, под действием АДФ и фермента фосфоглицераткиназы образуется 3-фосфоглицериновая кислота (рис. 9).
Рис. 9. Образование 3-фосфоглицерата
В ней фермент фосфоглицеромутаза вызывает «рокировку» фосфатной группы в положение 2 (рис. 10).
Рис. 10. Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат
На полученный продукт воздействует фермент енолаза и АДФ – получается пировиноградная кислота (рис. 11, 12).
Рис. 11. Дегидратация 2-фосфоглицерата
Рис. 12. Перенос фосфорильной группы с фосфоенолпирувата на АДФ. Образование пирувата
Процесс превращения глюкозы в пировиноградную кислоту в клетке называется гликолизом [3]. В результате гликолиза клетка получает из одной молекулы глюкозы восемь молекул АТФ и две молекулы пировиноградной кислоты. Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту является первой стадией, общей для нескольких процессов. То же самое происходит под действием дрожжей на раствор сахара. Но реакция не закачивается получением пировиноградной кислоты. От этой кислоты отщепляется (под действием фермента декарбоксилазы) молекула диоксида углерода и образуется уксусный альдегид, который, в свою очередь, атакуется ферментом дегидрогеназой и НАД-Н2. В результате при отсутствии кислорода получается этиловый спирт.
На самом деле уравнение этого сложного процесса выглядит довольно просто:
С6Н12О6 à 2С2Н5ОН + 2СО2
Это и есть процесс брожения. В мышцах НАД-Н2 восстанавливает пировиноградную кислоту в молочную. Это происходит при большой нагрузке, когда кровь не успевает подводить кислород в нужном количестве. Поэтому у спортсменов, пробежавших дистанцию, резко увеличивается в крови количество молочной кислоты [4].
Ферменты – это биологические катализаторы, имеющие белковую природу, помогающие ускорить химические реакции как в живых организмах, так и вне их. Ферменты обладают высокой каталитической активностью. К примеру, чтобы расщепить молекулу полиуглевода (крахмал, целлюлозу) или какой – либо белок на составные части, их нужно несколько часов кипятить с крепкими растворами щелочей либо кислот. А ферменты пищеварительных соков (пепсин, протеаза, амилаза) способны гидролизовать эти вещества буквально за несколько секунд при температуре 37 °С. Помимо этого, ферменты обладают избирательностью своего действия в отношении структуры субстрата, условий проведения реакции и её типа (фермент превращает только данный тип субстратов в определенных реакциях и условиях). Ферменты катализируют огромное количество реакций, протекающих в живой клетке при размножении, дыхании, обмене веществ и т.д. [5].
В современном понимании биохимическое расщепление углеводов – это метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. Огромную роль в биохимических процессах играют микроорганизмы, ферменты и катализаторы. Считается, что анаэробный гликолиз (расщепление углеводов) был первым источником энергии для общих предков всех живых организмов до того, как концентрация кислорода в атмосфере стала достаточно высокой, и поэтому эта форма генерации энергии в клетках – более древняя. За очень редкими исключениями она существует и у всех ныне живущих клеток.
В настоящее время ученые считают, что все реакции биохимического расщепления углеводов на начальной стадии имеют общую схему вплоть до образования пировиноградной кислоты. Затем, в зависимости от условий и качества ферментов, из пировиноградной кислоты образуются конечные продукты реакции: спирты, кислоты (уксусная, лимонная, молочная, яблочная, масляная и т.д.), альдегиды, углекислый газ, водород, вода и пр.
Изучение биохимических реакций расщепления углеводов в организме человека и анализ использованных источников позволили сделать следующие выводы:
1. В общем виде схему механизма расщепления углеводов можно представить следующим образом: сложный углевод (дисахарид, полисахарид) à глюкоза à эфиры фосфорных кислот à глицериновый альдегид à глицериновая кислота à пировиноградная кислота à далее возможны любые упомянутые выше направления.
2. Биохимические реакции углеводов лежат в основе жизнедеятельности клеток живых организмов, в том числе и человека.
3. Биохимические процессы расщепления углеводов, которые изображаются простыми, на первый взгляд, уравнениями начальных и конечных продуктов, на самом деле представляют собой сложные и многоступенчатые процессы.
4. Для осуществления биохимических процессов необходимы ферменты и катализаторы, которые ускоряют реакции расщепления углеводов в тысячи раз.
Изучая сложнейшие процессы, происходящие в живой клетке, ученые задумываются: а нельзя ли, научившись у природы, провести в колбах и ретортах искусственные химические процессы, копирующие биохимические реакции? Начатые по инициативе академика Н.Н. Семенова, такие исследования в области «химической бионики» успешно ведутся в России и во всем мире [6].
Как происходит пищеварение
КАК ПРОИСХОДИТ ПИЩЕВАРЕНИЕ
Полость рта.
Система пищеварения начинается с полости рта. У человека 32 зуба. Коренными зубами мы дробим и размельчаем пищу, пережевывая ее. Измельчение пищи в полости рта облегчает ее переваривание. Поэтому в процессе еды необходимо тщательно прожевывать пищу. Пережевывая пищу, мы передвигаем ее в полости рта с помощью языка, в котором располагается значительная часть рецепторов, благодаря которым мы ощущаем вкус еды. Во рту пища смачивается слюной, выделяемой тремя парами слюнных желез и многочисленными мелкими железками, расположенными в слизистой оболочке полости рта. Под действием слюны начинаются процессы расщепления пищевых веществ. Затем пища попадает в глотку, пищевод, а далее – в желудок.
Желудок.
В желудке – самой большой полости системы органов пищеварения – продолжается начавшееся в полости рта расщепление пищевых веществ. Желудок расположен в подложечной области. Он имеет развитые мышечные стенки, образующие особые валики (жомы) у входа и выхода из желудка, удерживающие пищу в желудке. При переходе пищи в кишечник жом у выхода из желудка открывается, мышцы желудка выталкивают часть пищи в кишку.
Желудок выстлан изнутри слизистой оболочкой, в которой расположены многочисленные мелкие железы, выделяющие желудочный сок. Перевариваемая пища подвергается его действию в течение нескольких часов. Затем пища отдельными порциями переходит из желудка в тонкую кишку, образующую в брюшной полости много петель.
Двенадцатиперстная кишка.
Из желудка пища поступает в первую петлю тонкой кишки, которая называется двенадцатиперстной кишкой. Это название ей дано в связи с тем, что ее длина невелика, обычно равна ширине двенадцати пальцев. В двенадцатиперстную кишку открываются протоки двух крупных желез – печени и поджелудочной железы. Первая из них выделяет желчь, а вторая – поджелудочный сок. В двенадцатиперстной кишке под действием сока поджелудочной железы происходят дальнейшие процессы расщепления пищевых веществ.
Тонкая кишка.
Часть тонкой кишки, лежащую непосредственно за двенадцатиперстной, называют тощей. Нижнюю часть тонкой кишки называют подвздошной. Обе части тонкой кишки укреплены в брюшной полости подвижно, на длинной брыжейке. Длина тонкой кишки у разных людей различна, чаще она равна 5–6 м. Огромное количество ворсинок (2500 на 1 см 2 ) значительно увеличивает всасывающую поверхность слизистой оболочки тонкой кишки. В слизистой оболочке тонкой кишки располагается множество маленьких железок, которые выделяют кишечный сок. В соке тонкой кишки содержатся различные ферменты, которые принимают участие в окончательной обработке пищевых веществ. Здесь же происходит всасывание в кровь продуктов расщепления пищевых веществ. Непереварив-шиеся остатки пищи поступают из тонкой кишки в толстую.
Толстая кишка.
У места перехода тонкой кишки в толстую имеется специальный мышечный валик – мышечный жом, регулирующий переход непереваренных остатков пищи в толстую кишку. В толстой кишке накапливаются непереваренные остатки пищи, подлежащие удалению из организма. У самого начала толстой кишки расположен червеобразный отросток – аппендикс. Самая нижняя часть толстой кишки называется прямой кишкой, через которую из организма удаляются непереварившиеся остатки пищи.
Длина толстой кишки у человека – 1,5 м, а ширина – 6–7 см. Начало толстой кишки находится справа в нижней части живота. Толстая кишка сначала идет кверху, к печени, а затем по левой боковой стороне брюшной полости вниз.
Процесс пищеварения.
Что такое пищеварение? В «Энциклопедическом словаре медицинских терминов» (Советская энциклопедия. М., 1983) дается такой ответ: «Пищеварение – совокупность физико-химических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные ассимилироваться» (от латинского assimilatio –«усвоение»).
Пища, съеденная нами – кусок мяса, салат, хлеб, – в полости рта хорошо пережевывается и смачивается слюной. В полости рта происходит не только механическое измельчение пищи, но и химическая обработка: начинается расщепление углеводов (крахмала) на более простые составные части – сахаристые вещества – под действием фермента амилазы, содержащейся в слюне. Слизистое вещество слюны (муцин) способствует обволакиванию частиц пищи и их перемещению через пищевод в желудок.
Выделение слюны может начаться еще и до еды, при виде и запахе пищи (так называемое рефлекторное слюноотделение). Оно усиливается при раздражении пищей рецепторов, находящихся на языке, и слизистой оболочки рта.
Проглоченная пища постепенно пропитывается желудочным соком. В желудке очень сложные белковые молекулы пищи расщепляются на более простые под влиянием фермента – пепсина. Пепсин расщепляет белки только в определенных условиях: при температуре нашего тела и в кислой среде. Такую среду в желудке создает соляная кислота, содержащаяся в желудочном соке. Соляная кислота вырабатывается желудочными железами еще до того, как пища поступает в желудок.
В части пищевого комка, не пропитавшейся желудочным соком, сохраняется слабощелочная реакция и в течение 20–30 мин. продолжается расщепление крахмала ферментами слюны. По истечении этого времени кислый желудочный сок пропитывает пищу целиком, при этом действие ферментов слюны прекращается.
Расщепление белков под влиянием пепсина продолжается в течение всего времени, пока пища находится в желудке.
В желудке пища задерживается на 3–8 ч. Особенно медленно переваривается жирная пища. Пища, состоящая из белков и углеводов, переваривается и покидает желудок значительно быстрее. Особенно быстро уходит из желудка вода.
В течение всего времени, пока в желудке находится переваривающаяся пища, его железы выделяют желудочный сок. Выделение желудочного сока, как и слюны, может начинаться еще до принятия пищи: при виде пищи и ощущении ее запаха. Активизируют пищеварение и привлекательная сервировка стола, красивое оформление блюд, благоприятная эмоциональная обстановка за обеденным столом. Все это имеет важное значение для пищеварения: пища попадает в желудок, когда в нем уже имеется сок, который сразу же начинает расщеплять пищевые вещества. Происходит рефлекторное сокоотделение под влиянием нервной системы. И.П. Павлов называл сок, выделяющийся в желудке на вид и запах пищи, аппетитным.
Сокоотделение в желудке зависит и от биоритмов пищеварительных желез, и от того времени, в которое привык питаться данный человек. При попадании пищи в желудок химические вещества пищи непосредственно воздействуют на слизистую оболочку желудка, его железы, нервные окончания. Таким образом, выработка пищеварительных соков еще более активизируется.
При некоторых заболеваниях, например при хроническом гастрите с пониженной кислотностью желудочного содержимого, в желудочном соке содержится недостаточное количество соляной кислоты. Поэтому врачи могут рекомендовать в этих случаях принимать перед едой очень слабый раствор соляной кислоты, приготовленный в аптеке, или же назначают препараты желудочного сока, содержащего в своем составе как ферменты, так и соляную кислоту.
Желудочная секреция во многом зависит от состава употребляемой нами пищи. Так, значительное количество сока выделяется при употреблении таких блюд, как рассольник, щи из свежей и кислой капусты, тушеное мясо. Меньше соков выделяется при употреблении первых и вторых блюд из риса или манной крупы (супов, каш, пудингов).
Некоторая часть веществ, образующихся в желудке при расщеплении белков, всасывается через слизистую оболочку желудка в кровь.
Образовавшаяся в желудке полужидкая пищевая кашица, пройдя необходимую обработку, медленно передвигается в суженную выходную часть желудка благодаря сокращениям его мышечного слоя. Пищевая кашица отдельными порциями выталкивается в начальный отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку. В нее впадают выводные протоки печени и поджелудочной железы. Пищеварение происходит здесь под влиянием сока поджелудочной железы, желчи печени, а также кишечного сока, выделяющегося из желез, находящихся в стенке двенадцатиперстной кишки.
Благодаря указанным сокам пищевые вещества – белки, жиры, углеводы – превращаются в более простые вещества, которые усваиваются организмом. Особо важную роль в доуденальном пищеварении играет сок поджелудочной железы, который содержит ферменты, расщепляющие белки (трипсин, хемотрипсин), жиры (липаза), углеводы (амилаза, мальтаза).
Желчь, поступающая в двенадцатиперстную кишку из печени, эмульгирует жиры и активизирует липазу, способствуя расщеплению жиров.
Печень – жизненно важный орган, расположенный в правой верхней части живота. Это самая крупная железа нашего организма. В печени вырабатывается желчь, которая по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку. На нижней поверхности печени расположен желчный пузырь, в котором накапливается желчь в период, когда в кишечнике нет пищи. За сутки вырабатывается примерно 500–700 мл желчи. После еды желчь, накопившаяся в пузыре и только что образовавшаяся в печени, поступает в двенадцатиперстную кишку.
Желчь не расщепляет пищевых веществ, но благодаря ее действию облегчается обработка жиров. Под влиянием желчи они распадаются на мельчайшие капельки (эмульгирование жиров), которые легче расщепляются ферментами пищеварительных соков, выделяемых поджелудочной железой и мелкими железками тонкой кишки.
Поджелудочная железа выделяет поджелудочный сок в двенадцатиперстную кишку. Эта железа расположена ниже желудка, сзади него. Часть поджелудочной железы плотно прикреплена к двенадцатиперстной кишке.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке происходит прежде всего под действием сока поджелудочной железы, который содержит ферменты, воздействующие на все пищевые вещества. Так, под влиянием протеиназы сока (трипсина) в основном завершается начавшееся в желудке расщепление белков до образования растворимых в воде аминокислот.
Под действием другого фермента – липазы происходит расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты. В присутствии фермента поджелудочной железы – амилазы крахмал, не подвергшийся пищеварительному действию слюны, расщепляется на молекулы глюкозы.
Ферменты сока поджелудочной железы действуют только в щелочной среде, создаваемой желчью, при температуре тела.
Часть тонкой кишки, лежащей за двенадцатиперстной, называют, как уже известно, тощей. Нижнюю половину тонкой кишки называют подвздошной. По длине тонкая кишка в 3–4 раза превышает рост человека и может составлять 5–6 м.
В слизистой оболочке тонкой кишки находится огромное количество маленьких железок, выделяющих кишечный сок. В соке тонкой кишки содержатся различные ферменты, при воздействии которых завершается расщепление белков, жиров, углеводов, не успевших перевариться в предыдущих отделах пищеварительного тракта.
В кишечнике происходит интенсивное перемешивание пищевой кашицы посредством непрерывного движения мышц, расположенных в стенке кишки. В тонкой кишке происходит всасывание и усвоение пищевых веществ: растворимых в воде аминокислот, жирных кислот, глюкозы. Глюкоза и аминокислоты, растворенные в воде, всасываются непосредственно в кровеносные капилляры ворсинок тонкой кишки; жирные кислоты проникают в клетки эпителия ворсинок, а затем в виде мельчайших капелек поступают в лимфатические сосуды и вместе с лимфой в кровь.
Таким образом, в тонкой кишке пищевые вещества окончательно расщепляются под влиянием сока поджелудочной железы и ферментов, которые выделяются железами стенки тонкой кишки. Тонкая кишка – это основной участок системы пищеварения, где происходит всасывание пищевых веществ (частично оно начинается уже в желудке). Именно поэтому при заболеваниях, связанных с нарушениями функций тонкой кишки, некоторых формах энтеритов нарушается всасывание этих веществ, что приводит к белковой и витаминной недостаточности и похуданию.
Некоторые вещества могут всасываться в желудке, например спирт, и даже во рту, например лекарственные препараты – валидол, нитроглицерин. Однако повторяем, что основным органом всасывания пищевых веществ – продуктов расщепления белков, жиров и углеводов – является тонкая кишка.
Выдающийся советский физиолог академик А.М. Уго-лев установил, что расщепление пищевых веществ в тонкой кишке происходит не только в полости кишки, но и на ее внутренней поверхности, покрытой ворсинками. Под влиянием пищеварительных ферментов, адсорбированных на микроворсинках слизистой оболочки кишки, происходит ферментативное расщепление ряда пищевых веществ. Такое пищеварение названо пристеночным.
Всасывание пищевых веществ – это очень сложный процесс, осуществляемый клетками ворсинок тонкой кишки.
В толстой кишке, в которую переходит тонкая кишка, происходит дальнейшая обработка пищевого комка, интенсивное всасывание воды и оставшихся пищевых веществ.
Важное значение для химических процессов в толстой кишке имеет нормальная кишечная микрофлора. Непере – варившиеся в тонкой кишке остатки пищи проходят по толстой кишке примерно 12 ч. За это время из них всасывается в кровь большая часть воды. Непереваренные остатки пищи образуют фекалии, проталкиваемые к прямой кишке. В состав фекалий входит очень большое количество различных бактерий. Разнообразные бактерии, живущие и размножающиеся в толстой кишке человека, необходимы для организма. Они помогают переваривать остатки пищевого комка, снабжают организм некоторыми необходимыми витаминами. Кроме того, эти бактерии мешают развитию в кишечнике болезнетворных микроорганизмов.
Опорожнение кишечника должно происходить один раз в сутки. Регулярная деятельность кишечника имеет большое значение для самочувствия и здоровья человека. К замедленной моторике кишечника (запорам) приводит малоподвижный образ жизни, неполноценная структура питания, при которой в повседневном рационе недостает овощей, фруктов, ржаного хлеба, растительного масла.