Система травлення

Наш час обмежений, а тому не витрачайте його на те, щоб жити чиїмсь чужим життям. Нe дозволяйте шуму чужих думок перебити ват внутрішній голос. І найважливіше, майте хоробрість слідувати своєму серцю й інтуїції. Вони якимсь чином уже мають те, ким ви хочете стати насправді. Все інше – вторинне.

• (З промови Стіва Джобса перед випускниками Стенфорда, 2005 рік)
• 1662 – Р. де Грааф (R. de Graaf, Голландія) запропонував метод накладання фістули протоки підшлункової залози.
• 1753 – Р. Реомюр (R. Reaumur, Франція) згодовував хижим птахам перфоровані металеві футляри, заповнені м’ясом. Довів факт хімічної обробки їжі в шлунку.
• 1783 – Л. Спалланцані (L. Spallanzani, Італія) повторив досліди Реомюра та ускладнив їх. Для отримання шлункового соку перфоровані футляри заповнював губкою. Отриманий сік додавав у посудини з м’ясом і спостерігав його розчинення.
• 1824 – В. Пру (W. Prout, Франція) довів наявність у шлунковому соку соляної кислоти.
• 1833 – У. Бомон (U. Вотоп, США) спостерігав за травленням у шлунку людини через свищ, який утворився внаслідок поранення.
• 1836 – Т. Шванн (Th. Schwann, Німеччина) виділив зі шлункового соку речовину, яка в концентрованому стані розчиняла білки, і назвав її пепсином. 1844 р. поклав початок експериментальному вивченню зовнішньосекретор- ної функції печінки. Виводив у тварин назовні всю жовч, спостерігав швидке схуднення і загибель тварин.
• 1842 – В. О. Басов (Росія) запропонував метод вивчення шлункового вмісту за допомогою створення “штучного входу в шлунок” – операція гастростомії.
• 1851 – К. Людвіг (К. Ludwig, Німеччина) відкрив секреторні нерви слинних залоз.
• 1857, 1864 – Г. Мейсснер і Л. Ауербах (G. Meissner, L. Auerbach, Німеччина) представили опис гістологічної будови підслизового й між- м’язового сплетення стінки кишки.
• 1858 – М. Шіфф (М. Schiff, Німеччина) описав спеціальні нерви регуляції харчування, що створювало підґрунтя для подальшого розвитку уявлень про трофічну функцію симпатичної нервової системи.
• 1879 – І. П. Павлов (Росія) вперше запропонував метод накладання постійної фістули протоки підшлункової залози на собаках.
• 1879 – Р. Гейденгайн (R. Heidenhain, Німеччина) провів операцію з формування шлуночка на великій кривині шлунка, іннервація блукаючим нервом при цьому не зберігалася.
• 1882 – Л. Велла (L. Vella, Італія) запропонував метод для вивчення динаміки виділення кишкового соку в хронічному досліді. У шкірну рану виводилися кінці ізольованого відрізка тонкої кишки.
• 1894 – І. Л. Долинський (Росія) в лабораторії І. П. Павлова вперше показав, що введення у дванадцятипалу кишку розведеного розчину соляної кислоти викликає секрецію підшлункової залози.
• 1894 – І. П. Павлов (Росія) запропонував операцію формування шлуночка на великій кривині шлунка зі збереженою іннервацією. Зробив висновок про стимулюючий вплив блукаючого нерва на секрецію ферментів.
• 1895 – Д. Л. Глинський (Росія) в лабораторії І. П. Павлова запропонував операцію з накладання хронічної фістули на слинну залозу.
• 1899 – І. П. Павлов, К. О. Шумова-Сімановська (Росія) розробили оригінальну методику отримання чистого шлункового соку – дослід “удаване годування”.
• 1902 – У. Бейлісс і Е. Старлінг (W. Bayliss, Е. Starling, Великобританія) відкрили секретин – перший із гормонів і, таким чином, стали фундаторами ендокринології. Пізніше ними був відкритий інший гормон – гастрин. У1905 р. за пропозицією У. Харді (W. Hardy, Великобританія) Старлінг назвав нову групу речовин “гормонами”.
• 1904 – і. П. Павлов (Росія) – Нобелівська премія за роботи з фізіології травлення.
• 1915 – Джессі Макклендон (J. F. McClenodon, США) уперше дослідив кислотність шлункового соку людини in vivo, зробивши тим самим першу внутрішньошлункову рН-метрію.
• 1924 – Є. С. Лондон та ін. (СРСР) для вивчення кишкової секреції запропонували методи, що полягають у накладанні на кишечник однієї або кількох фістульних трубок, які дозволяли спрямовувати хімус або в отвір фістули, або в нижчерозташовані частини кишки.
• 1924 – М. І. Красногорський (СРСР) запропонував спеціальну капсулу для збирання слини з привушної слинної залози.
• 1927 – І. П. Павлов (Росія) виявив гальмівний вплив кори головного мозку на гіпоталамічні центри слиновиділення.
• 1950 – У. Пенфілд (W. Penfield, Канада) під час нейрохірургічних операцій на людях проводив електричну стимуляцію кори мозку навколо центральної борозни і спостерігав слиновиділення, ковтання, жування, рухи губ і язика.
• 1957 – О. М. Уголєв (СРСР) відкрив пристінкове (мембранне) травлення.

I960 – І. Т. Курцин, К. М. Биков (СРСР) довели, що при порушенні діяльності кори великих півкуль шляхом “помилки” позитивних і негативних умовних харчових рефлексів відбувається порушення функцій органів травлення.

• 1960-1980 – А. Пірс і Дж. Полак (A. Pearse, J. Polak, Великобританія) виявили безліч гормонів шлунково-кишкового тракту. Сформулювали концепцію APUD-системи.
• 1964 – К. Блох (К. Bloch, США) і Ф. Лінен (F. Lynen, ФРН) – Нобелівська премія за дослідження механізмів регуляції обміну холестерину і жирних кислот.
• 1971 – П. К. Анохін та К. В. Судаков (СРСР) створили нейрофізіологічну теорію голоду, апетиту і насичення.

Система травлення – це сукупність виконавчих структур (органи травного каналу і травні залози) та апарату регуляції (нервова і гуморальна), які своїми функціями забезпечують процеси гідролізу поживних речовин (білків, жирів, вуглеводів) до мономерів і їх всмоктування в кров і лімфу для транспортування до клітин організму відповідно до потреб метаболізму (рис. 13.1).

Виконавчі структури – травний канал і травні залози – здійснюють такі функції (рис 13.2):

• 1 Моторна функція – виконується поперечнолосмугованими м’язами, що забезпечують процеси ссання, жування, ковтання, та гладкими – які здійснюють переміщення хімусу, починаючи з нижньої третини стравоходу в наступні відділи, його перемішування і просування по травному каналу в дистальному напрямку.
• 2 Секреторна функція – забезпечується секреторними залозами травного каналу: слинними, шлунковими і підшлунковою, печінки, кишок, які виділяють травні секрети – ферменти, слиз, воду й мінеральні речовини, що здійснюють гідроліз білків, жирів, вуглеводів до мономерів, беруть участь у захисних функціях.
• 3 Всмоктувальна функція (всмоктування) – виконується епітеліальними структурами слизової оболонки травного каналу, через які здійснюється транспортування речовин з порожнини травного каналу в кров та лімфу, їх надходження до клітин організму.

Продукти гідролізу білків, жирів, вуглеводів, що надходять у внутрішнє середовище організму, є джерелами енергії в клітинах організму для виконання фізіологічних функцій. Концентрація поживних речовин підтримується сталою у внутрішньому середовищі завдяки регуляції балансу між споживанням відповідних речовин та їх витратами. Сигналізація про гомеостаз поживних речовин у внутрішньому середовищі організму та наповнення травного каналу надходить у мотиваційні центри гіпоталамуса – центри голоду або насичення, активація яких регулює споживання їжі.

Будова та функції органів травлення

Травленням вважається процес фізичної (подрібнення, протирання, розчинення) та хімічної обробки їжі з метою перетворення її у прості та розчинні сполуки, які можуть всмоктуватися, переноситися кров’ю та засвоюватись організмом. Найбільш важливим етапом цього процесу є хімічне розщеплення компонентів їжі, яке відбувається за участю ферментів (біологічних каталізаторів). Всі ферменти травної системи організму людини мають певну специфічність і поділяються на три групи: пептідази (розщеплюють білкові компоненти їжі), ліпази (розщеплюють жири) та амілази (розщеплюють вуглеводи). В процесі перетравлення їжі білки розпадаються до амінокислот; жири — до гліцерину та жирних кислот; вуглеводи — до моноцукрів (глюкози та ін.). Такі хімічні речовини із складу їжі як вода, вітаміни, мікроелементи та неорганічні компоненти засвоюються організмом в незмінному вигляді, тому вони не перетворюються і не мають ферментів для перетравлення.

Система органів травлення людини складається (рис. 29) з ротової порожнини, що має губи, зуби, язик з рецепторами смаку та три пари слинних залоз; глотки, стравоходу, шлунка, тонкої, товстої та прямої кишок. До системи травлення відносяться також печінка та підшлункова залоза.

В різних відділах травного тракту відбуваються спеціалізовані операції з обробки їжі. Так, в ротовій порожнині починається фізична та хімічна обробка їжі, визначається її смак та ін. якості. Механічне роздріблення їжі здійснюється за допомогою зубів та язика. Доросла людина має 32 зуби (кожна й частина верхньої або нижньої щелепи

містить 2 різці, 1 ікло, 2 малих корінних або кутніх чи премолярних та З великих корінних або кутніх чи молярних зуба). Зуби закладаються та розвиваються у товщині щелеп. У 4-6 місяців постнатального життя дитини починають виростати тимчасові (молочні) зуби: спочатку різці, потім моляри. Ріст молочних зубів триває до 2-2,5 років і за цей період їх виростає до 20 (по 10 в кожній щелепі: 4 різці, 2 ікла, 4 моляри ). Постійні зуби закладаються ще на 5-ому місяці розвитку зародку, але починають прорізатися у 6-7 років, замінюючи собою молочні зуби. Під час розвитку дітей основна кількість постійних зубів (до 28) виростає до 14-15 років і лише треті моляри ( зуби мудрості) можуть прорізатися у різні строки аж до віку 25-29 років. Треті великі зуби особливого значення для травної системи людини не мають, так як звично не парні і до того ж вони живуть короткий час. Нормативи термінів появи молочних зубів та їх заміни на постійні зуби наведені у табл. 2.

Кожен зуб має коронку, що вкрита емаллю і виступає в порожнину рота, та корінь зуба, що заглиблюється у товщу альвеолярних відростків верхньої або нижньої щелепи. На межі коронки і кореня виділяють шийку зуба. Основна тканина зубів це дентин, який на 70-80 % складений з неорганічних солей фосфорнокислого та фтористокислого кальцію. У складі емалі зубів вміст неорганічних речовин сягає 96-98 % тому вона дуже тверда. Центральна частина зубів заповнена пухкою сполучною тканиною, що пронизана нервами, кровоносними сосудами та лімфатичними протоками і називається пульпою зуба. Через пульпу здійснюється обмін речовин у тканинах зубів.

Молочні зуби мають таку ж будову та хімічний склад, як і постійні, але вміст неорганічних речовин у складі їх тканин у 1,5-2 рази менший тому вони крихкі та ніжні, що слід враховувати при організації харчування дітей дошкільного та молодшого шкільного віку. Треба також пильно стежити за здоров’ям молочних зубів, так як постійні зуби закладаються і виростають під молочними зубами і тому хвороби молочних зубів (особливо карієс — інфіковане пошкодження емалі та тіла зубів) можуть передаватись на молоді постійні зуби. Найбільш вразливий негативний вплив на стан емалі завдає молочна кислота, яка є продуктом розпаду вуглеводів в ротовій порожнині під дією ферментів слини. Негативний вплив на стан емалі завдає також різке коливання температури, нестача у складі їжі вітамінів В. і Д мікроелементів кальцію, фосфору та відсутність ультрафіолетових сонячних променів. Профілактика карієсу повинна включати повноцінне харчування та дотримання гігієни ротової порожнини з обов’язковою чисткою зубів після кожного приймання їжі.

Як вказувалось, у ротову порожнину відкриваються протоки трьох пар слинних залоз, а саме: коло вушних, під’язикових та піднижнєщелепних. Крім цього багато залозистих клітин, що виробляють слиз, розташовані по всій внутрішній поверхні ротової порожнини. Слина на 98 % складається із води, а решта 2 % це білкові (в тому числі ферменти та спягмуцин) і мінеральні компоненти, що створюють її лужну реакцію. Таким чином, крім роздроблення, їжа в ротовій порожнині підлягає зволоженню та первинній обробці лужними ферментами слини (птіаліном і мальтазою), які розщеплюють вуглеводи їжі (в основному крохмаль)

до мальтози. Початий у ротовій порожнині процес перетравлення вуглеводів продовжується у стравоході та шлунку до того моменту, поки шлунковий сік (кислої реакції) не нейтралізує дію ферментів слини. Пережована їжа шляхом ковтання переводиться із ротової порожнини у глотку, стравохід і далі у шлунок.

З віком у дітей кількість слини, що виділяється, зростає і це триває до 17—18 років. С. И. Гальперин (1965) називає два періоди інтенсифікації видалення слини; у віці 9-12 місяців по народженню, коли дитина починає більше вживати сухої їжі та в 8-11 років, що пов’язано з прискореним ростом слинних залоз. Всього за добу у дітей 12 років виробляється до 800 мл слини, у дорослих 1000-1200 мл.

Шлунок — найбільш широка частина травного тракту, вміщує у дітей від 0,2 до 0,6 л, а у дорослих 1-2 л їжі. У шлунку виділяють верхню частину (кардиальну), дно та тіло шлунка (фундальну частину, яка становить 45 об’єма шлунку) і нижню частину (пілоричну або привратникову). Привратник через пілоричнш сфінктер (замикач) відкривається у тонку кишку, а саме у її дванадцятипалу частину.

Слизова оболонка шлунка містить залози, яких у фундальній частині найбільше (до 35 мли.) і які утворюються трьома видами клітин:

• • Головними, що виробляють фермент пепсиноген (не активна форма ферменту пепсину, що може розщеплювати білки до альбумоз і пептонів). Серед інших ферментів головних клітин шлунку слід назвати ліпазу, яка особливо активна у немовлят і здатна розщеплювати емульговані жири (наприклад, розщеплює до 25 % жирів материнського молока); хімозін, що сприяє згортанню молока і найактивніше діє у шлунку дітей, желатиназу, яка сприяє розщепленню білків сполучних тканин. У дорослих (після 18 років) ліпази шлунку не мають особливого значення для процесів перетравлення їжі.
• • Обкладовими, що розташовані кільцем навколо головних клітин і здатні виробляти соляну кислоту, яка виконує перш за все захисну, дезинфікуючу функцію відносно бактерій, що потрапляють у травну систему з їжею. Соляна кислота також емульгує (домилює) жири та діє активізуючи на ферменти шлунку. Пепсиноген, наприклад, під дією соляної кислоти перетворюється у активну форму — пепсин.
• • Додатковими, що виробляють слиз, який захищає стінки шлунка від механічних та хімічних пошкоджень.

Суміш продуктів діяльності усіх вказаних трьох типів клітин утворює шлунковий сік, який містить до 0,5 % соляної кислоти і, в цілому, має кислу реакцію (рН 0,9-2,5). Шлунковий сік безбарвний і крім ферментів та кислоти містить ще багато білків (до 3 тіл), а саме: мукопротеїдів, сечовину, сечову і молочну кислоти, амінокислоти, поліпептиди, глюкопротеїди, в тому числі такі, що сприяють всмоктуванню ціанкобаламіну (вітаміну Вр), необхідного для нормальної течі процесів кровотворення. За добу у дорослої людини виробляється до 2,0-2,5 літрів шлункового соку.

В стінках шлунку зустрічаються ще і ентероендокринні клітини, що здатні виробляти .шлункові ензими (своєрідні гормони) гастрин, се” ротон ін та ін., які всмоктуються в кров клітинами кайомчастого епітелію пілоричного відділу шлунку і приймають участь у гуморальній регуляції ферментативної активності самого шлунку. Наприклад, гастрин активно утворюється при наявності у складі їжі білків (тобто він як би “розпізнає” білки) і після всмоктування в кров, зворотнім током крові збільшує активність головних та обкладових клітин у залозах шлунку, збільшуючи цим видалення пепсиногену та соляної кислоти, яка в свою чергу інтенсивніше активізує пепсиноген до пепсіну і перетравлення білків активізується.

Існує декілька шляхів регуляції видалення шлункового соку: рефлекторний (від рецепторів, які сприймають механічні подразнення їжею слизової рота, глотки та стінок шлунку); гуморальний (від зворотної дії хімічних речовин, які потрапляють у кров при перетравленні їжі, в тому числі гастрину, як це описано вище) та умовно-рефлекторний шлях регуляції (на вид та запах їжі, яка знайома і раніше споживалась).

Гальмування секреції шлункових залоз може бути пов’язане з тим, що у початковий відділ тонкої кишки (у дванадцятипалу кишку) потрапила жирна або надмірно кисла (від соляної кислоти) їжа. До гальмування приводять також негативні емоційні стани (гнів, страх, неприємний вид або запах їжі та ін.).

Процеси клітинної диференціації залоз слизової шлунку у дітей тривають від моменту народження до 7 років і остаточно закінчуються у 13-16 років. Функція синтезу соляної кислоти у дітей більш — менш активно починає розвиватись з 2.5-4 років. За даними М. М. Безруких (2002) у 7 років кислотність шлункового соку становить приблизно 36 %, а у 12 років — 63 % від такої у дорослих. Зменшена кислотність шлункового соку у дітей обумовлює його знижену бактерицидну активність і схильність дітей до кишково — шлункових захворювань. Низька кислотність шлункового соку обумовлює також те, що у дітей до 1,5-24 років пепсин шлунку здатен перетравлювати лише білки молока. В той же період активно здатні діяти на інші компоненти молока (жири, вуглеводи) такі ферменти, як хімозін та ліпаза. У дітей також значно підвищена активність утворення гастрину, яка навіть у 15 років вища, ніж у дорослих людей. Завдяки цьому дітям притаманна прискорена швидкість перетравлення їжі відносно дорослих і тому діти потребують більш частого харчування (у молодшому шкільному віці До 5-6 раз на добу). Все сказане слід враховувати при виборі складу їжі та режиму харчування дітей.

Всмоктування продуктів перетравлення їжі у шлунку незначне, лише у пілоричному відділі може всмоктуватись вода, алкоголь, моноцукри, та інкрет гастрин.

Частково перетравлена у шлунку їжа через пілоричний клапан (сфінктер) поступово порціями по 40-60 мл потрапляє у дванадцятипалу кишку, яка є початковим відділом тонкої кишки. На цій ділянці травного тракту їжа піддається впливу трьох видів травних соків: кишкового, підшлункового та жовчі. Завдяки цьому на рівні дванадцятипалої кишки перетравлюється до 60-63 % всіх білків і вуглеводів, та 5-10 % всіх жирів.

Слизова дванадцятипалої та інших відділів тонкої кишки має значно розвинуті (відносно шлунку) ворсинки, вкриті залозистим та покрівним епітелієм, який в основному складається з наступних клітин: бокалоподібних (виробляють слиз), кайомчастих епітеліоцитів (мають на своїй поверхні тисячі мікро ворсинок і забезпечують всмоктування продуктів перетравлення їжі), безкайомчастих епітеліоцитів (виробляють слиз, але можуть перетворюватись в кайомчасті епітеліоцйтй), ентероензимних клітин та клітин Пенетта (виробляють гранули ферментів) і, нарешті, ентероендокринних клітин (виробляють гормоноподібні регулюючі речовини). Суміш продуктів діяльності всіх вище вказаних клітин утворює кишковий сік, що містить слиз, гормон секретин (регулює роботу підшлункової залози) та низку травних ферментів, серед яких особливо важлива ентерокіназа. Останнього 1. П. Павлов назвав “ферментом ферментів”, так як він активізує діяльність багатьох інших кишкових та підшлункових ферментів,

В центрі дванадцятипалої кишки відкривається загальна протока від підшлункової залози та від жовчного міхура печінки, через яку в порожнину дванадцятипалої кишки потрапляють, відповідно, сік підшлункової залози та продукт діяльності печінки — жовч.

Підшлункова залоза має видовжену форму і лежить впоперек задньої черевної стінки. В будові підшлункової залози розрізняють головку (знаходиться в області петлі дванадцятипалої кишки), тіло і хвіст.

Сік підшлункової залози лужний і містить наступні основні групи ферментів. По-перше, це пептідази (в основному трипсін та хемотрипсін, що діють на білки, а також амінопептідази, які остаточно перетравлює білки до амінокислот). Другою групою ферментів є ліпази, які за рахунок їх активації жовчю печінки, діють на жири, перетравлюючи їх до гліцерину та жирних кислот. Третя група ферментів об’єднує амілази (мальтозу та лактазу), які діють на вуглеводи, перетравлюючи їх до глюкози та інших моноцукрів.

Секреція підшлункової залози регулюється нервовим (блукаючим нервом) та гуморальним шляхами. Збудниками блукаючого нерва є вид та запах їжі, а також акти жування та ковтання їжі. Гормональну регуляцію здійснює гормон дванадцятипалої кишки — секретин. Кількість та склад підшлункового соку залежить від виду їжі. Наприклад, на оку, що містить м’ясо, підшлункового соку виділяється в 2,5 рази більше, ніж на жирну їжу; на хліб та інші вуглеводи максимальна активність залози спостерігається в продовж першої години після приймання їжі; на м’ясо — на другій годині і так далі.

Розміри та маса залози з віком значно змінюються: у 5-Ю років її вага становить 20-30 г, у 15 років — 60 г, а у дорослої людини — до 100 г.

За розмірами підшлункова залоза росте до 8 років, а ферментативна активність її білкових ферментів наростає до 6 років, ліпази — до 7-9 років; У вуглеводних ферментів максимальна активність настає у 9-10 років. Ці данні слід враховувати при організації харчування дітей.

Печінка є найбільшою залозою організму (вага досягає 1,5 кг), яка розташована в правому підребер’ї. Сама печінка ділиться на дві частини або долі: ліву і праву. Між долями розташовані ворота печінки, через які до неї входять кровоносні судини (втому числі воротна вена, яка збирає і несе у печінку кров віл кишок), нерви, лімфатичні протоки, та виходить жовчна протока.

Печінка є своєрідним сховищем речовин і біохімічною лабораторією організму. Так, наприклад, продукти перетравлення вуглеводів (моно-цукри) в печінці перетворюються у глікоген, який накопичується в її клітинах. Коли виникає потреба у створенні додаткової енергії (наприклад, при фізичних навантаженнях), глікоген печінки переробляється у цукор декстрозу і з кров’ю надсилається до м’язів та інших тканин організму і там включається в схеми синтезу аденозінтрифосфорної кислоти (АТФ яка і є носієм енергії. В печінці відбуваються також процеси гемолізу (руйнування) еритроцитів крові, що відмирають. Із гемоглобіну таких еритроцитів, між іншим, вивільнюється залізо (гем), яке накопичується у спеціалізованих клітинах паренхіми печінки і далі може поступово використовуватись при синтезі нових еритроцитів крові в червоному кістковому мозку.

Найважливіша функція печінки полягає у нейтралізації токсинів, які утворюються в організмі, або потрапляють до нього з їжею чи водою. Токсини чаю, кави, какао, алкоголю, тютюну, під дією клітин печінки, перетворюються у не шкідливі речовини і видаляються, посередництвом крові, через нирки. Деякі токсичні кінцеві продукти перетравлення їжі в кишечнику (наприклад, індол, що містить сірку і є побічним продуктом неповної переробки надлишків білків яєць, м’яса або бобів) в печінці підлягають детоксикації і видаленню у складі жовчі. Жовч містить 90 % води і 10 % неорганічних і органічних речовин. До складу неорганічних речовин жовчі входять жовчні пігменти білірубін та білівердін, іони калію, натрію та ін. Органічні речовини жовчі представлені глікохолєвою та глікохолетовою жовчними кислотами, холестерином, лецетином, тяуцином та іншими речовинами.

Структурно — функціональною одиницею печінки є високо спеціалізовані клітини гепатоцити, що утворюють так звані печінкові балки. Кожна з таких балок має два ряди гепатоцитів, які з однієї сторони контактують з капілярами венозного кровоносного русла, а з другої — відкриваються у капіляр жовчного протоку. Зайві та шкідливі для організму речовини, що містяться в крові, проходять через гепатоцити і, за рахунок хімічних реакцій розпаду, перетворюються в продукти видалення у вигляді жовчі. Але жовч в організмі є не тільки зайвим продуктом, що підлягає видаленню, так як має ще певну роль і в регуляції та здійсненні процесів перетравлення їжі. Так, наприклад, не зважаючи на те, що ферментів у складі жовчі нема, вона приймає участь у процесах активізації ліпази та інших ферментів кишкового соку. По-друге, жовч обумовлює емульгацію жирів до дрібних краплинок, які краще піддаються дії ліпаз. Жовч також активно впливає на процеси всмоктування стінками кишок продуктів перетравлення їжі і, нарешті, жовч сприяє підсиленню (через кров) виділення підшлункового і шлункового соку. Кількість жовчі, що виробляється, з моменту народження дитини вже достатня для емульгації жирів молока. В перші роки життя дитини вміст жовчних кислот у складі жовчі відносно високий. В дошкільний та молодший шкільний вік кислотність жовчі значно знижується, а у дорослих знову суттєво зростає. Вказана динаміка свідчить про те, що для дітей дошкільного і молодшого шкільного віку жирна їжа є занадто важкою, тоді як білкова та вуглеводна є найбільш придатною.

За добу у дорослої людини виробляється до 1000 мл жовчі. Видалення жовчі регулюється рефлекторно (від рецепторів, що спрацьовують при попаданні їжі у шлунок та кишки) і гуморально (під дією гастрина шлунка або спеціального інкрета слизової дванадцятипалої кишки холіцистокініна). Печінка інтенсивно росте до 25 років, збільшуючи масу від 150 г (у новонародженої дитини) до 1500 г (у дорослих).

З дванадцятипалої кишки харчові речовини переміщуються у подальші відділи тонкої кишки: порожню та клубову. В цих відділах травного тракту, перш за все, продовжуються і остаточно завершуються процеси перетравлення білків, жирів та вуглеводів. Це здійснюється за рахунок ферментів кишкового соку, яких нараховують близько 20. Так, наприклад, ферменти ерепсин і нуклеаза, доводять розпад пептонів до амінокислот; ліпази перетравлюють жири до рівня гліцерину та жирних кислот: твертази та амілази розчинюють вуглеводи до глюкози та інших моноцукрів. Більша кількість ферментів кишкового соку утворюється епітелієм слизової кишки, забезпечуючи пристінкове перетравлення. Разом з цим в тонкій кишці відбувається інтенсивне всмоктування продуктів розпаду, а саме, амінокислот білків, глюкози та частково гліцерину — у кров; жирних кислот і більшої частини гліцерину — у лімфу.

Тонка кишка є також своєрідним органом внутрішньої секреції. Ентероендокринні клітини стінок тонкої кишки виробляють 7 типів гормонів, в тому числі: секретин (стимулює роботу підшлункової залози); холецистокінін (стимулює секрецію підшлункової залози та моторику кишок); гастрін (стимулює секрецію соляної кислоти у шлунку), глюкагон (регулює процеси утворення та видалення глікогену печінки); кохеїн (регулює перистальтику кишок); віллікінін (стимулює скорочення ворсинок тонкої кишки); ентерокінін (викликає збільшення секреції кишкового соку) та ін.

Кишки найбільш інтенсивно ростуть у довжину в період з 1 до З років, та з 10 до ] 5 років.

У товстих кишках із харчової маси всмоктуються залишки води, а із твердих речовин (хімуса) утворюються калові маси, які поступово переходять у пряму кишку та виводяться з організму при акті дефекації, який здійснюється рефлекторно.

Найважливіша функція всіх кишок — це забезпечення остаточного перетравлення їжі та всмоктування продуктів її перетравлення, що в основному здійснюють кайомчасті клітини епітелію кишок. У дітей до 12-13 років спостерігається підвищена проникливість кишкових стінок до білків та продуктів розпаду білків (амінокислот). Наприклад, натуральні білки молока, яєць, деякі продукти неповного перетравлення інших компонентів їжі і, навіть, токсичні речовини, можуть безпосередньо потрапляти у кров, призводячи до алергічних реакцій, свербіння, токсикозів та ін. У зв’язку з цим треба обмежувати в харчовому раціоні дітей їжу, занадто збагачену на легко засвоювані білки.

Другою важливою функцією кишок є їх моторика, яка забезпечує постійне перемішування продуктів їжі з травними соками та рух їжі вздовж травного тракту. Моторика також забезпечує підвищений внутрішньо кишковий тиск, що сприяє покращенню процесів всмоктування (осмосу) продуктів перетравлення. Моторика кишок забезпечується видовженими та кільцевими м’язами стінок кишок, які обумовлюють сегментацію та перистальтику. Сегментація, або кільцеподібні скорочення, відбуваються до 10 разів за хвилину, що сприяє руху харчових мас вперед і назад, тобто їх перемішуванню. Перистальтичні рухи, пов’язані з роботою видовжених м’язів і відбуваються хвилеподібно вздовж всіх кишок із швидкістю 1-2 м/сек., сприяючі цим проштовхуванню їжі від рота до прямої кишки і анального отвору. М’язи кишок у дітей до 12 років розвинуті слабо, що обумовлює часті запори.

Гладеньким м’язам кишок властивий певний автоматизм скорочень, але інтенсивність перистальтики додатково іннервується клітинами інтрамуральної нервової системи кишок (клітинами Ауербаха) до яких, в свою чергу, приходять нервові закінчення нервів вегетативної нервової системи. Скорочення кишкових м’язів регулюється рефлекторно та гуморально. Рефлекторна регуляція здійснюється блукаючим (головним нервом парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи) та симпатичними нервами. Імпульси блукаючого нерва підсилюють перистальтику, а симпатичних нервів — пригнічують її, що буває від болю, страху, гніву та ін. При дуже сильному переляку може виникати надмірна активація блукаючого нерва, що приводить до підвищеної перистальтики (виникає так званий “нервовий пронос”). Гуморальна регуляція забезпечується перш за все речовиною холіном, що утворюється у слизовій дванадцятипалої кишки, всмоктується в кров і через неї активізує перистальтику. Аналогічний ефект дають підвищене виділення жовчі та надлишок у складі їжі солі кальцію, тоді як солі калію пригнічують перистальтику.

Слід зазначити, що дітям притаманне часте проявлення такого захисного травного рефлексу, як блювання. Це може обумовлюватись підвищеним роздратуванням рецепторів слизової шлунку або кишок погано перетравленими чи токсичними речовинами, а також сильними нюховими і смаковими подразненнями. Центр блювоти знаходиться у довгастому мозку. Крім збуджень від рецепторів травної системи, цей центр може також збуджуватись певними речовинами крові, які виникають при фізичних перенавантаженнях, або від рецепторів вестибулярного апарату (блювота від укачування). При блювоті відбувається перистальтика зворотного типу і продукти їжі з кишок і шлунку можуть викидатись назовні через рота. Блювота має захисну функцію, тому треба уникати факторів, які сприяють цьому процесу, в тому числі, нормуючи рівень фізичних навантажень на дітей.

З функцією травлення пов’язане таке явище, як відчуття голоду, яке проявляється при порожньому шлунку періодичними (з інтервалом 1,5-2 години) не приємними відчуттями тривалістю до 10-15 хвилин. Періодичність приступів голоду пов’язана з коливанням активності гіпоталамуса, який разом з клітинами ретикулярної формації та кори головного мозку формують такі відчуття на основі імпульсів від механічних та хімічних рецепторів травної системи.

Травлення

Травна система об’єднує органи, призначені для прийому, механічної, хімічної (ферментативної) обробки їжі, всмоктування продуктів її розщеплення, а також видалення неперетравлених залишків їжі (табл. 9.1, 9.2).

Органи травлення з’єднані в єдиний функціональний і анатомічний комплекс, який утворює травний канал довжиною 8-12 м. Травний канал починається ротовим отвором, що переходить у ротову порожнину, глотку, стравохід, шлунок, тонку й товсту кишку.

У травний канал впадають протоки залоз: слинних, печінки, підшлункової залози.

Як і кожні секреторні клітини, залози травного тракту належать до збудливих тканин. Це означає, що у стані спокою вони мають певний заряд, а їх активність визначається виникненням потенціалу дії. Базальна і апікальна мембрани секреторних клітин поляризовані разом. Різниця потенціалів складає 2-3 мВ і створює електричне поле у 20-30 В/см. Збудження відбувається внаслідок деполяризації, що збільшує різницю у поляризованості мембран. Це сприяє переміщенню секреторних гранул до апікальної частини клітини та їх вивільнення. Цікаво, що активність слинних залоз забезпечується гіперполяризацією, оскільки фаза деполяризації у них дуже коротка.

Таблиця 9.1. Функції травної системи

• Утворення травних секретів

• Всмоктування продуктів гідролізу

Не пов’язані безпосередньо з травленням

• Кровотворна (фактор Кастла тощо]

• Регуляторна (утворення біологічно активних речовин]

• Підтримка водно-сольового балансу

Механічна обробка їжі – подрібнення, розм’якшення і перетирання. Здійснюється в основному в ротовій порожнині за допомогою зубів, язика, секрету слинних залоз.

Хімічна обробка їжі – розщеплення білків, жирів та вуглеводів до мономерів під дією ферментів травних соків (табл. 9.3, 9.4, 9.5). Всмоктування розщеплених продуктів, а також води, мінеральних солей та вітамінів відбувається частково в шлунку, а в основному в тонкій кишці.

Ферменти травного тракту у невеликій кількості наявні в плазмі крові та сечі. Потрапляючи в інтерстиційну рідину, вони переходять у кров і лімфу, де зв’язуються з транспортуючими білками, але можуть перебувати у вільному стані. До їх функцій входить гідроліз речовин та гальмування вироблення одноіменних ферментів. З іншого боку, у шлунково-кишковий тракт надходять білки плазми крові, де відбувається їх деградація.

Таблиця 9.2. Класифікація типів травлення

За локалізацією процесів гідролізу

Таблиця 9.3. Головні компоненти травних соків

0,2-0,3 (у спокої) 3-4-7 (при стимуляції)

2,0 (у спокої), 10-15 (при стимулюванні)

Пепсини, гемоглобінових од/год

НС03′ – до 150 ммоль/л, а також Са2+, Mg+, Zn+, НР042-, S042-

(трипсин, хімотрипсин, карбоксипептидаза А і В, еластаза)

(ліпаза, коліпаза, фосфоліпаза, холестероліпаза, лецитиназа)

1 рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза

1,026-1,048 (1,008-1,015 печінкова)

Кількість, мл/добу середній відділ нижній відділ

Швидкість секреції, мл/хв середній відділ нижній відділ

верхній відділ середній відділ нижній відділ

Таблиця 9.4. Гідролітичні ферменти ШКТ

Протеази → гідроліз білків до амінокислот

Ліпази → гідроліз жирів до моногліцеридів та жирних кислот

Карбогідрази → гідроліз вуглеводів до моносахаридів

Нуклеази → гідроліз ДНК, РНК до нуклеотидів

Таблитця 9.5. Ентеринова система шлунково-кишкового тракту

Головне місце вироблення

Головні фізіологічні ефекти

Гастрин І та II (поліпептид з 17 та 34 амінокислотами)

G-клітини пілоричного відділу та 12-палої кишки

Збільшує шлункову секрецію (головним чином НСl), підсилює моторику пілоричного відділу шлунка, уповільнює евакуацію хімусу зі шлунка

Секретин (поліпептид з 12 амінокислотами)

S-клітини 12-палої та голодної кишок

Підсилює секрецію панкреатичного соку та жовчі, збільшує вміст в них бікарбонатів; антагоніст гастрину

Холецистокінін або панкреозимін

Стимулює спорожнення жовчного міхура та секрецію панкреатичного соку, багатого ферментами

Підсилює моторику різних відділів ШКТ

Гальмує секреторну активність та моторику шлунка, стимулює секрецію кишечника

Підвищує кровотік у травному тракті

Гіпотетичний антагоніст гастрину

Гальмує секреторну активність та моторику шлунка

12-пала кишка та клубова кишка

Стимулює ритмічні скорочення ворсинок

Шлунок, проксимальний відділ тонкої кишки, підшлункова залоза

Пригнічує секрецію гастрину

Інгібує виділення підшлункового соку

Стимулює активність бруннерових залоз

Шлунок та проксимальний відділ тонкої кишки

Стимулює секрецію підшлункової залози, скорочення жовчного міхура, підсилює вивільнення гастрину

Проксимальний відділ тонкої кишки та підшлункова залоза

Широкий спектр дії через аденілатциклазний та кальцієвий механізми

Інгібує секреторну функцію підшлункової залози, гальмує моторику шлунка та тонкої кишки, стимулює вивільнення жовчі

Шлунково-кишковий тракт містить величезну кількість залозистих клітин, які продукують необхідні для травлення ферменти та гормони. Для їх функціонування характерна адаптація до харчового раціону, яка проявляється у різній секреторній активності, кількості одночасно функціонуючих клітин однієї залози, нерівномірності співвідношення між продукуванням різних ферментів. Так, при харчуванні переважно білковою їжею більшу активність матимуть секреторні залози шлунка, а при споживанні вуглеводневої або жирної їжі навантаження зросте для підшлункової залози.

Для перетравлення та всмоктування їжі залежно від її виду необхідний певний час. На протязі травного каналу знаходяться спеціальні “замикаючі апарати”, які здатні закривати той чи інший відділ травного каналу. До таких “апаратів” належать сфінктери і клапани: стравохідно-шлунковий сфінктер, сфінктер воротаря, ілеоцекальний клапан, ободовий і задньопрохідний сфінктери. Рух та виведення вмісту травного тракту можливі завдяки м’язовій оболонці порожнистих травних органів.

Регуляція процесів травлення відбувається нейрогуморальним шляхом (табл. 9.6). Регуляторну функцію виконує складний комплекс біологічно активних сполук, власне гормонів, місцевих рефлекторних дуг та різних типів еферентних нервів (холінергічних, адренергічних, пуринергічних та ін.). Окрім місцевих нервових сплетень, рефлекторна регуляція травлення здійснюється за допомогою “мозкового” травного центру. Точно окреслити центр травлення важко. Для кожного відділу травного каналу він різний і може локалізуватися починаючи від кори головного мозку до крижового відділу спинного мозку, де розташовані нейрони, що координують акт дефекації. Структури, пов’язані з відчуттям голоду і насичення, розташовані в латеральному й медіальному гіпоталамусі, лімбічній системі, у ретикулярній формації і корі великих півкуль.

Активність травного тракту залежить від циркадіанних ритмів і має власну періодику, яка стосується його секреторної і моторної функцій. Наприклад, у шлунку через кожні 45-90 хв. спокою настає період скорочень, який триває 20-50 хв. Спочатку ці скорочення нерегулярні, а згодом набувають регулярного характеру. Періодичні скорочення характерні і для кишечника, де нова хвиля виникає через кожних 90-120 хв. Вона являє собою мігруючий міоелектричний комплекс, який зникає після прийому їжі, змінюючись на звичайні перистальтичні рухи.

Відмічено, що з періодичною активністю травного тракту синхронно змінюється температура тіла, концентрація гормонів у крові, кількість формених елементів і навіть показники електроенцефалограми!

Таблиця 9.6. Механізми регуляції травної системи