Пищеварительная система человека состоит из желудочно-кишечного тракта и вспомогательных органов пищеварения ( язык , слюнные железы , поджелудочная железа , печень и желчный пузырь ). Пищеварение включает в себя расщепление пищи на все более мелкие компоненты, пока они не смогут впитаться и усвоиться организмом. Процесс пищеварения имеет три стадии: цефалическую фазу , желудочную фазу и кишечную фазу .
Первая стадия, цефалическая фаза пищеварения, начинается с секреции желудочных желез в ответ на вид и запах пищи. Эта стадия включает в себя механическое расщепление пищи при жевании и химическое расщепление пищеварительными ферментами , происходящее во рту . Слюна содержит пищеварительные ферменты амилазу и лингвальную липазу , секретируемые слюнными и серозными железами языка. Жевание, при котором пища смешивается со слюной, начинает механический процесс пищеварения. В результате образуется комок , который проглатывается по пищеводу и попадает в желудок .
Вторая стадия, желудочная фаза, происходит в желудке. Здесь пища далее расщепляется, смешиваясь с желудочной кислотой , пока не попадает в двенадцатиперстную кишку , первый отдел тонкой кишки .
Третья стадия, кишечная фаза, начинается в двенадцатиперстной кишке. Здесь частично переваренная пища смешивается с рядом ферментов, вырабатываемых поджелудочной железой.
Пищеварению способствует пережевывание пищи, осуществляемое жевательными мышцами , языком и зубами , а также сокращения перистальтики и сегментации . Желудочная кислота и выработка слизи в желудке необходимы для продолжения пищеварения.
Перистальтика – это ритмическое сокращение мышц , которое начинается в пищеводе и продолжается вдоль стенки желудка и остальной части желудочно-кишечного тракта. Первоначально это приводит к выработке химуса , который при полном расщеплении в тонком кишечнике всасывается в виде хилуса в лимфатическую систему . Большая часть переваривания пищи происходит в тонком кишечнике. Вода и некоторые минералы реабсорбируются обратно в кровь в толстой кишке . Отходы пищеварения ( кал ) выводятся из прямой кишки через задний проход .
В переваривании пищи участвуют несколько органов и других компонентов. Органами, известными как вспомогательные органы пищеварения, являются печень , желчный пузырь и поджелудочная железа . Другие компоненты включают рот , слюнные железы , язык , зубы и надгортанник .
Самой крупной структурой пищеварительной системы является желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Он начинается во рту и заканчивается в анусе , охватывая расстояние около девяти метров. [1]
Важнейшим органом пищеварения является желудок . В его слизистой оболочке расположены миллионы желудочных желез . Их выделения жизненно важны для функционирования органа.
Большая часть переваривания пищи происходит в тонком кишечнике , который является самой длинной частью желудочно-кишечного тракта.
Самой большой частью желудочно-кишечного тракта является толстая кишка . Здесь всасывается вода, а оставшиеся отходы сохраняются до дефекации . [2]
В желудочно-кишечном тракте имеется множество специализированных клеток . К ним относятся различные клетки желудочных желез, вкусовые клетки , клетки протоков поджелудочной железы , энтероциты и клетки микроскладок .
Некоторые отделы пищеварительной системы также являются частью выделительной системы , включая толстый кишечник. [2]
Рот является первым отделом верхних отделов желудочно-кишечного тракта и оснащен несколькими структурами , начинающими первые процессы пищеварения. [3] К ним относятся слюнные железы, зубы и язык. Рот состоит из двух областей; преддверие и собственно полость рта. Преддверие — это область между зубами, губами и щеками [4] , а остальная часть — собственно полость рта. Большая часть полости рта выстлана слизистой оболочкой полости рта , слизистой оболочкой , вырабатывающей смазывающую слизь , которой требуется лишь небольшое количество. Слизистые оболочки различаются по структуре в разных частях тела, но все они производят смазывающую слизь, которая секретируется либо поверхностными клетками, либо, что чаще, нижележащими железами. Слизистая оболочка рта продолжается в виде тонкой слизистой оболочки, выстилающей основания зубов. Основным компонентом слизи является гликопротеин , называемый муцином , тип секретируемого которого варьируется в зависимости от пораженной области. Муцин вязкий, прозрачный и липкий. Под слизистой оболочкой рта находится тонкий слой гладкой мышечной ткани , а неплотное соединение с оболочкой придает ей большую эластичность. [5] Он покрывает щеки, внутреннюю поверхность губ и дно рта, а вырабатываемый муцин хорошо защищает от кариеса . [6]
Нёбо называется нёбом и отделяет полость рта от полости носа. Небо в передней части рта твердое, так как слизистая оболочка покрывает костную пластинку ; сзади он мягче и податливее, состоит из мышечной и соединительной ткани и может двигаться, чтобы глотать пищу и жидкости. Мягкое небо заканчивается язычком . [7] Поверхность твердого неба обеспечивает давление, необходимое при употреблении пищи, чтобы носовой ход оставался чистым. [8] Отверстие между губами называется ротовой щелью, а отверстие, ведущее в горло, называется зевом . [9]
По обе стороны от мягкого неба расположены небно-язычные мышцы , которые также доходят до частей языка. Эти мышцы поднимают заднюю часть языка, а также закрывают обе стороны зева, позволяя проглотить пищу. [10] : 1208 Слизь способствует пережевыванию пищи благодаря своей способности размягчать и собирать пищу при формировании комка.
Существует три пары главных слюнных желез и от 800 до 1000 малых слюнных желез, все из которых в основном служат процессу пищеварения, а также играют важную роль в поддержании здоровья зубов и общей смазке рта, без чего речь была бы невозможна. [11] Все основные железы — экзокринные , секретирующие секрет через протоки. Все эти железы заканчиваются во рту. Наиболее крупные из них — околоушные железы — секрет их преимущественно серозный . Следующая пара находится под челюстью, подчелюстные железы , они производят серозную жидкость и слизь. Серозная жидкость вырабатывается серозными железами слюнных желез, которые также производят лингвальную липазу . Они производят около 70% слюны полости рта. Третья пара — подъязычные железы, расположенные под языком, секреция которых в основном слизистая с небольшим процентом слюны.
В слизистой оболочке полости рта, а также на языке, небе и дне рта расположены малые слюнные железы; их секреты в основном слизистые и иннервируются лицевым нервом ( CN7 ). [12] Железы также выделяют амилазу (первый этап расщепления пищи), воздействуя на углеводы в пище, превращая содержащийся в пище крахмал в мальтозу. На поверхности языка есть и другие серозные железы, которые окружают вкусовые рецепторы в задней части языка и также производят лингвальную липазу . Липаза – пищеварительный фермент , катализирующий гидролиз липидов (жиров). Эти железы называются железами фон Эбнера , которые, как также было показано, выполняют еще одну функцию по секреции гистатинов , которые обеспечивают раннюю защиту (вне иммунной системы) от микробов в пище, когда она вступает в контакт с этими железами на ткани языка. [11] [13] Сенсорная информация может стимулировать секрецию слюны, обеспечивая необходимую жидкость для работы языка, а также облегчая глотание пищи.
Слюна увлажняет и смягчает пищу и наряду с жевательным действием зубов превращает пищу в гладкий комок . Болюсу дополнительно способствует смазка, обеспечиваемая слюной при прохождении изо рта в пищевод. Также важное значение имеет наличие в слюне пищеварительных ферментов амилазы и липазы. Амилаза начинает воздействовать на крахмал в углеводах , расщепляя его на простые сахара мальтозу и декстрозу , которые в дальнейшем расщепляются в тонком кишечнике . Слюна во рту может составлять 30% первоначального переваривания крахмала. Липаза начинает расщеплять жиры . Липаза далее вырабатывается в поджелудочной железе, где она высвобождается для продолжения переваривания жиров. Наличие липазы слюны имеет первостепенное значение у маленьких детей, у которых липаза поджелудочной железы еще не развита. [14]
Помимо своей роли в снабжении пищеварительными ферментами, слюна оказывает очищающее действие на зубы и ротовую полость. [ 15] Он также играет иммунологическую роль в снабжении системы антителами, такими как иммуноглобулин А. [16] Это считается ключевым моментом в предотвращении инфекций слюнных желез, особенно паротита .
Слюна также содержит гликопротеин гаптокоррин , который связывает витамин B12 . [17] Он связывается с витамином и безопасно переносит его через кислое содержимое желудка. Когда он достигает двенадцатиперстной кишки, ферменты поджелудочной железы расщепляют гликопротеин и высвобождают витамин, который затем связывается с внутренним фактором .
Пища попадает в рот, где происходит первый этап процесса пищеварения при помощи языка и выделении слюны. Язык — мясистый и мускулистый орган чувств , и первая сенсорная информация поступает через вкусовые рецепторы в сосочках на его поверхности. Если вкус приятный, язык начинает действовать, манипулируя пищей во рту, что стимулирует выделение слюны слюнными железами. Жидкость слюны поможет смягчить пищу, а содержащиеся в ней ферменты начнут расщеплять пищу, пока она еще находится во рту. Первой частью пищи, которая расщепляется, является крахмал углеводов (с помощью фермента амилазы в слюне).
Язык прикреплен к дну рта связкой, называемой уздечкой [ 5] , и это придает ему большую подвижность для манипуляций с пищей (и речью ); диапазон манипуляций оптимально контролируется действием нескольких мышц и ограничивается во внешнем диапазоне растяжением уздечки. Два набора мышц языка — это четыре внутренние мышцы , которые берут начало в языке и участвуют в его формировании, и четыре внешних мышцы , берущие начало в кости и участвующие в его движении.
Вкус — это форма хеморецепции , которая происходит в специализированных вкусовых рецепторах , содержащихся в структурах, называемых вкусовыми сосочками во рту. Вкусовые рецепторы расположены преимущественно на верхней поверхности (спинке) языка. Функция вкусового восприятия жизненно важна для предотвращения употребления вредных или гнилых продуктов. Имеются также вкусовые почки на надгортаннике и верхней части пищевода . Вкусовые почки иннервируются ветвями лицевого нерва ( барабанная струна ) и языкоглоточным нервом . Сообщения о вкусе передаются через черепные нервы в мозг . Мозг может различать химические свойства пищи. Пять основных вкусов называются соленым , кислым , горечью , сладостью и умами . Обнаружение солености и кислотности позволяет контролировать солевой и кислотный баланс. Обнаружение горечи предупреждает о ядах: многие защитные механизмы растений состоят из ядовитых горьких соединений. Сладость указывает на те продукты, которые снабжают энергией; Первоначальное расщепление дающих энергию углеводов амилазой слюны создает сладкий вкус, поскольку первым результатом являются простые сахара. Считается, что вкус умами сигнализирует о богатой белком пище. Кислый вкус – это кислота, которая часто встречается в плохой пище. Мозгу приходится очень быстро решать, следует ли есть эту пищу или нет. Именно открытия 1991 года, описывающие первые обонятельные рецепторы, помогли начать исследования вкуса. Обонятельные рецепторы расположены на поверхности клеток носа , которые связываются с химическими веществами, позволяющими улавливать запахи. Предполагается, что сигналы вкусовых рецепторов работают вместе с сигналами носа, формируя представление о сложных вкусах пищи. [18]
Зубы представляют собой сложную структуру, состоящую из специфичных для них материалов. Они состоят из костного материала, называемого дентином , который покрыт самой твердой тканью организма — эмалью . [8] Зубы имеют разную форму, чтобы справляться с различными аспектами жевания , используемыми при разрывании и пережевывании кусочков пищи на все более мелкие кусочки. Это приводит к значительно большей площади поверхности для действия пищеварительных ферментов. Зубы названы в честь их особой роли в процессе жевания: резцы используются для отрезания или откусывания кусочков пищи; клыки используются для отрывания, премоляры и коренные зубы — для жевания и измельчения. Пережевывание пищи с помощью слюны и слизи приводит к образованию мягкого комка, который затем можно проглотить и пройти по верхним отделам желудочно-кишечного тракта в желудок. [19] Пищеварительные ферменты слюны также помогают поддерживать чистоту зубов, расщепляя застрявшие частицы пищи. [20] [15]
Надгортанник представляет собой лоскут эластичного хряща , прикрепленный к входу в гортань . Он покрыт слизистой оболочкой, на его язычной поверхности, обращенной в рот, имеются вкусовые почки. [21] Поверхность гортани обращена в гортань. Надгортанник защищает вход в голосовую щель , отверстие между голосовыми складками . Обычно во время дыхания он направлен вверх, при этом его нижняя сторона функционирует как часть глотки, но во время глотания надгортанник сгибается и принимает более горизонтальное положение, а его верхняя часть функционирует как часть глотки. Таким образом, он предотвращает попадание пищи в трахею и вместо этого направляет ее в пищевод, который находится позади. Во время глотания движение языка назад заставляет надгортанник перекрывать голосовую щель, чтобы предотвратить попадание проглатываемой пищи в гортань, ведущую в легкие; гортань также подтягивается вверх, чтобы способствовать этому процессу. Стимуляция гортани проглоченными веществами вызывает сильный кашлевой рефлекс , защищающий легкие.
Глотка является частью проводящей зоны дыхательной системы , а также частью пищеварительной системы. Это часть горла, расположенная сразу за полостью носа , в задней части рта, над пищеводом и гортанью . Глотка состоит из трех частей. Два нижних отдела — ротоглотка и гортань — участвуют в пищеварительной системе. Гортаноглотка соединяется с пищеводом и служит проходом для воздуха и пищи. Воздух попадает в гортань спереди, но все проглоченное имеет приоритет, и проход воздуха временно блокируется. Глотка иннервируется глоточным сплетением блуждающего нерва . [10] : 1465 Мышцы глотки проталкивают пищу в пищевод. Глотка соединяется с пищеводом у входа в пищевод, который расположен позади перстневидного хряща .
Пищевод , широко известный как пищевод или пищевод, состоит из мышечной трубки, по которой пища проходит из глотки в желудок . Пищевод переходит в гортаноглотку. Он проходит через заднее средостение в грудной клетке и попадает в желудок через отверстие грудной диафрагмы — пищеводное отверстие , на уровне десятого грудного позвонка (Т10). Его длина составляет в среднем 25 см и зависит от роста человека. Он делится на шейный, грудной и брюшной отделы. Глотка соединяется с пищеводом у входа в пищевод, который находится позади перстневидного хряща .
В состоянии покоя пищевод закрыт с обоих концов верхним и нижним пищеводными сфинктерами . Открытие верхнего сфинктера вызывается глотательным рефлексом , благодаря чему пища проходит через него. Сфинктер также служит для предотвращения обратного тока жидкости из пищевода в глотку. Пищевод имеет слизистую оболочку, а эпителий, выполняющий защитную функцию, постоянно заменяется за счет объема пищи, поступающей внутрь пищевода. Во время глотания пища попадает изо рта через глотку в пищевод. Надгортанник сгибается в более горизонтальное положение, чтобы направить пищу в пищевод, а не из трахеи .
Попав в пищевод, комок попадает в желудок посредством ритмического сокращения и расслабления мышц, известного как перистальтика . Нижний пищеводный сфинктер представляет собой мышечный сфинктер, окружающий нижнюю часть пищевода. Желудочно -пищеводный переход между пищеводом и желудком контролируется нижним пищеводным сфинктером, который остается суженным все время, кроме глотания и рвоты, чтобы предотвратить попадание содержимого желудка в пищевод. Поскольку пищевод не имеет такой же защиты от кислоты, как желудок, любой отказ этого сфинктера может привести к изжоге.
Диафрагма является важной частью пищеварительной системы организма. Мышечная диафрагма отделяет грудную полость от брюшной полости , где расположена большая часть органов пищеварения. Подвешивающая мышца прикрепляет восходящую двенадцатиперстную кишку к диафрагме. Считается, что эта мышца помогает пищеварительной системе, поскольку ее прикрепление обеспечивает более широкий угол к двенадцатиперстно-тощекишечному изгибу , что облегчает прохождение перевариваемого материала. Диафрагма также прикрепляется и фиксирует печень в ее обнаженной части . Пищевод входит в брюшную полость через отверстие в диафрагме на уровне Т10 .
Желудок – важный орган желудочно-кишечного тракта и пищеварительной системы. Это орган J-образной формы, верхний конец которого соединен с пищеводом, а нижний — с двенадцатиперстной кишкой.Желудочная кислота (неофициально желудочный сок ), вырабатываемая в желудке, играет жизненно важную роль в процессе пищеварения и содержит главным образом соляную кислоту и хлорид натрия . Пептидный гормон гастрин , вырабатываемый G-клетками желез желудка , стимулирует выработку желудочного сока, который активирует пищеварительные ферменты. Пепсиноген является ферментом-предшественником ( зимогеном ), вырабатываемым главными клетками желудка , а желудочная кислота активирует его до фермента пепсина , который начинает переваривание белков . Поскольку эти два химиката могут повредить стенку желудка, бесчисленные желудочные железы в желудке выделяют слизь, образующую слизистый защитный слой от разрушительного воздействия химикатов на внутренние слои желудка.
В то же время, когда белок переваривается, происходит механическое взбалтывание под действием перистальтики — волн мышечных сокращений, которые движутся вдоль стенки желудка. Это позволяет массе пищи дополнительно смешиваться с пищеварительными ферментами. Желудочная липаза , секретируемая главными клетками фундальных желез слизистой оболочки желудка, представляет собой кислую липазу, в отличие от щелочной липазы поджелудочной железы. Он в некоторой степени расщепляет жиры, хотя и не так эффективен, как липаза поджелудочной железы.
Привратник , самый нижний отдел желудка, который прикрепляется к двенадцатиперстной кишке через пилорический канал , содержит бесчисленное количество желез, которые выделяют пищеварительные ферменты, включая гастрин. Через час-два образуется густая полужидкая жидкость, называемая химусом . Когда открывается пилорический сфинктер или клапан, химус попадает в двенадцатиперстную кишку, где смешивается с пищеварительными ферментами поджелудочной железы, а затем проходит через тонкую кишку, где пищеварение продолжается.
Париетальные клетки дна желудка вырабатывают гликопротеин, называемый внутренним фактором, который необходим для всасывания витамина B12 . Витамин B12 (кобаламин) переносится в желудок и через него, связанный с гликопротеином, секретируемым слюнными железами, — транскобаламином I , также называемым гаптокоррином, который защищает чувствительный к кислоте витамин от кислого содержимого желудка. Попадая в более нейтральную двенадцатиперстную кишку, ферменты поджелудочной железы разрушают защитный гликопротеин. Освободившийся витамин B12 затем связывается с внутренним фактором, который затем поглощается энтероцитами подвздошной кишки.
Желудок является растяжимым органом и обычно может расширяться, чтобы вместить около одного литра пищи. [22] Это расширение обеспечивается серией желудочных складок на внутренних стенках желудка. Желудок новорожденного ребенка сможет расшириться только для того, чтобы удержать около 30 мл.
Селезенка является крупнейшим лимфоидным органом в организме, но имеет и другие функции . [23] Он разрушает израсходованные красные и белые кровяные тельца . Вот почему его иногда называют «кладбищем эритроцитов». [23] Продуктом этого пищеварения является пигмент билирубин , который отправляется в печень и выделяется с желчью . Другим продуктом является железо , которое используется при образовании новых клеток крови в костном мозге . [5] Медицина рассматривает селезенку исключительно как часть лимфатической системы , хотя признается, что полный спектр ее важных функций еще не изучен. [10] : 1751 г.
Печень является вторым по величине органом (после кожи ) и вспомогательной пищеварительной железой, которая играет роль в обмене веществ в организме . Печень выполняет множество функций, некоторые из которых важны для пищеварения. Печень может детоксицировать различные метаболиты ; синтезируют белки и производят биохимические вещества , необходимые для пищеварения. Он регулирует накопление гликогена , который может образовываться из глюкозы ( гликогенез ). Печень также может синтезировать глюкозу из определенных аминокислот . Его пищеварительные функции в значительной степени связаны с расщеплением углеводов. Он также поддерживает метаболизм белка в его синтезе и распаде. В липидном обмене синтезирует холестерин . Жиры также вырабатываются в процессе липогенеза . Печень синтезирует основную часть липопротеинов. Печень расположена в правом верхнем квадранте живота и под диафрагмой, к которой она прикреплена одной частью — обнаженной областью печени. Он находится справа от желудка и перекрывает желчный пузырь. Печень синтезирует желчные кислоты и лецитин , способствующие перевариванию жиров. [24]
Желчь , вырабатываемая печенью, состоит из воды (97%), желчных солей , слизи и пигментов , 1% жиров и неорганических солей. [25] Билирубин является его основным пигментом. Желчь действует частично как поверхностно-активное вещество , которое снижает поверхностное натяжение между двумя жидкостями или твердым телом и жидкостью и помогает эмульгировать жиры в химусе. Пищевой жир под действием желчи распадается на более мелкие частицы, называемые мицеллами . Распад на мицеллы создает гораздо большую площадь поверхности для работы фермента поджелудочной железы, липазы. Липаза переваривает триглицериды , которые расщепляются на две жирные кислоты и моноглицерид . Затем они поглощаются ворсинками на стенке кишечника. Если жиры не усваиваются таким образом в тонком кишечнике, позже могут возникнуть проблемы в толстом кишечнике, который не приспособлен для поглощения жиров. Желчь также помогает усваивать витамин К из пищи. Желчь собирается и выводится через общий печеночный проток . Этот проток соединяется с пузырным протоком и образует общий желчный проток с желчным пузырем. Желчь хранится в желчном пузыре и высвобождается при попадании пищи в двенадцатиперстную кишку, а также через несколько часов. [5]
Желчный пузырь — это полая часть желчевыводящих путей , которая расположена прямо под печенью, а тело желчного пузыря находится в небольшом углублении. [26] Это небольшой орган, в котором желчь, вырабатываемая печенью, хранится перед попаданием в тонкую кишку. Желчь течет из печени через желчные протоки в желчный пузырь для хранения. Желчь выделяется в ответ на холецистокинин (ХЦК), пептидный гормон, выделяемый двенадцатиперстной кишкой. Производство CCK (эндокринными клетками двенадцатиперстной кишки) стимулируется наличием жира в двенадцатиперстной кишке. [27]
Он разделен на три отдела: дно, тело и шейку. Шейка сужается и соединяется с желчевыводящими путями через пузырный проток , который затем соединяется с общим печеночным протоком, образуя общий желчный проток. На этом стыке находится складка слизистой оболочки, называемая мешком Гартмана , в которой обычно застревают камни в желчном пузыре . Мышечный слой тела состоит из гладкой мышечной ткани, которая помогает желчному пузырю сокращаться, чтобы он мог выбрасывать желчь в желчные протоки. Желчному пузырю необходимо постоянно хранить желчь в естественной, полужидкой форме. Ионы водорода , выделяемые внутренней оболочкой желчного пузыря, поддерживают достаточную кислотность желчи, предотвращая ее затвердевание. Для разжижения желчи добавляются вода и электролиты из системы пищеварения. Кроме того, соли прикрепляются к молекулам холестерина в желчи, предотвращая их кристаллизацию . Если в желчи слишком много холестерина или билирубина или если желчный пузырь не опорожняется должным образом, системы могут выйти из строя. Вот как образуются камни в желчном пузыре, когда небольшой кусочек кальция покрывается холестерином или билирубином, а желчь кристаллизуется и образует желчный камень. Основная цель желчного пузыря — хранить и выделять желчь, или желчь . Желчь выделяется в тонкую кишку, чтобы помочь в переваривании жиров путем расщепления более крупных молекул на более мелкие. После всасывания жира желчь также всасывается и транспортируется обратно в печень для повторного использования.
Поджелудочная железа – это основной орган, выполняющий функцию вспомогательной пищеварительной железы в пищеварительной системе. Это одновременно эндокринная и экзокринная железы . [28] Эндокринная часть секретирует инсулин , когда уровень сахара в крови становится высоким; инсулин перемещает глюкозу из крови в мышцы и другие ткани для использования в качестве энергии. Эндокринная часть высвобождает глюкагон , когда уровень сахара в крови низкий; глюкагон позволяет печени расщеплять накопленный сахар на глюкозу, чтобы сбалансировать уровень сахара. Поджелудочная железа вырабатывает и выделяет важные пищеварительные ферменты в виде панкреатического сока , который доставляется в двенадцатиперстную кишку. [24] Поджелудочная железа расположена ниже и в задней части желудка. Он соединяется с двенадцатиперстной кишкой через проток поджелудочной железы , который соединяется рядом с соединением желчного протока, где как желчь, так и сок поджелудочной железы могут воздействовать на химус, который выделяется из желудка в двенадцатиперстную кишку. Водный секрет поджелудочной железы из клеток протоков поджелудочной железы содержит ионы бикарбоната , которые являются щелочными и помогают желчи нейтрализовать кислый химус, вырабатываемый желудком.
Поджелудочная железа также является основным источником ферментов для переваривания жиров и белков. Некоторые из них высвобождаются в ответ на выработку холецистокинина в двенадцатиперстной кишке. (Напротив, ферменты, переваривающие полисахариды, в основном вырабатываются стенками кишечника.) Клетки заполнены секреторными гранулами, содержащими предшественники пищеварительных ферментов. Основными протеазами , ферментами поджелудочной железы, которые воздействуют на белки, являются трипсиноген и химотрипсиноген . Также вырабатывается эластаза . Секретируются меньшие количества липазы и амилазы. Поджелудочная железа также секретирует фосфолипазу А2 , лизофосфолипазу и холестеринэстеразу . Зимогены- предшественники представляют собой неактивные варианты ферментов; что позволяет избежать возникновения панкреатита , вызванного самодеградацией. Попав в кишечник, фермент энтеропептидаза , присутствующий в слизистой оболочке кишечника, активирует трипсиноген, расщепляя его с образованием трипсина; дальнейшее расщепление приводит к образованию химотрипсина.
Нижний отдел желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) включает тонкий кишечник и всю толстую кишку . [29] Кишечник также называют кишечником или кишечником. Нижний отдел желудочно-кишечного тракта начинается у пилорического сфинктера желудка и заканчивается у заднего прохода. Тонкая кишка подразделяется на двенадцатиперстную , тощую и подвздошную кишку . Слепая кишка отмечает разделение между тонкой и толстой кишкой. Толстая кишка включает прямую кишку и анальный канал . [2]
Частично переваренная пища начинает поступать в тонкую кишку в виде полужидкого химуса через час после еды. [ нужна цитата ] Желудок наполовину пуст в среднем через 1,2 часа. [30] Через четыре или пять часов желудок опорожняется. [31]
В тонком кишечнике решающее значение приобретает pH ; он должен быть тонко сбалансирован, чтобы активировать пищеварительные ферменты. Химус очень кислый, с низким pH, он выделяется из желудка, и его необходимо сделать более щелочным. В двенадцатиперстной кишке это достигается за счет добавления желчи из желчного пузыря в сочетании с бикарбонатными секретами из протоков поджелудочной железы, а также секретами богатой бикарбонатами слизи из двенадцатиперстных желез, известных как железы Бруннера . Химус поступает в кишечник, высвобождаясь из желудка через отверстие пилорического сфинктера . Образующаяся щелочная жидкая смесь нейтрализует желудочную кислоту, которая может повредить слизистую оболочку кишечника. Слизистый компонент смазывает стенки кишечника.
Когда переваренные частицы пищи достаточно уменьшаются по размеру и составу, они могут всасываться стенками кишечника и переноситься в кровоток. Первым вместилищем этого химуса является луковица двенадцатиперстной кишки . Отсюда она переходит в первый из трех отделов тонкой кишки — двенадцатиперстную кишку (следующий отдел — тощая кишка , третий — подвздошная кишка ). Двенадцатиперстная кишка – это первый и самый короткий отдел тонкой кишки. Это полая сочлененная трубка С-образной формы, соединяющая желудок с тощей кишкой. Начинается от луковицы двенадцатиперстной кишки и заканчивается поддерживающей мышцей двенадцатиперстной кишки . Считается, что прикрепление поддерживающей мышцы к диафрагме помогает прохождению пищи за счет более широкого угла ее прикрепления.
Большая часть переваривания пищи происходит в тонком кишечнике. Сегментационные сокращения способствуют более медленному перемешиванию и перемещению химуса в тонком кишечнике, предоставляя больше времени для всасывания (и они продолжаются в толстом кишечнике). В двенадцатиперстной кишке панкреатическая липаза секретируется вместе с коферментом колипазой для дальнейшего переваривания жиров, содержащихся в химусе . В результате этого распада образуются более мелкие частицы эмульгированных жиров, называемые хиломикроны . Существуют также пищеварительные клетки, называемые энтероцитами , выстилающими кишечник (большинство из них находятся в тонком кишечнике). Это необычные клетки, поскольку на их поверхности имеются ворсинки , которые, в свою очередь, содержат бесчисленное количество микроворсинок . Все эти ворсинки увеличивают площадь поверхности не только для всасывания химуса, но и для его дальнейшего переваривания большим количеством пищеварительных ферментов, присутствующих на микроворсинках.
Хиломикроны достаточно малы, чтобы проходить через ворсинки энтероцитов и в их лимфатические капилляры, называемые млечными . Молочная жидкость, называемая хилусом , состоящая главным образом из эмульгированных жиров хиломикронов, образуется в результате всасывания с лимфой в млечных тканях. [ необходимы разъяснения ] Хилус затем транспортируется через лимфатическую систему в остальную часть тела.
Подвешивающая мышца отмечает конец двенадцатиперстной кишки и разделяет верхний отдел желудочно-кишечного тракта и нижний отдел желудочно-кишечного тракта. Пищеварительный тракт продолжается тощей кишкой, которая продолжается подвздошной кишкой. Тощая кишка, средний отдел тонкой кишки, содержит кольцевые складки , лоскуты раздвоенной слизистой оболочки, которые частично, а иногда и полностью окружают просвет кишки. Эти складки вместе с ворсинками увеличивают площадь поверхности тощей кишки, обеспечивая повышенное всасывание переваренных сахаров, аминокислот и жирных кислот в кровоток. Круглые складки также замедляют прохождение пищи, давая больше времени для усвоения питательных веществ.
Последний отдел тонкой кишки — подвздошная кишка. Он также содержит ворсинки и витамин B12 ; Здесь всасываются желчные кислоты и остатки питательных веществ. Когда химус исчерпывает свои питательные вещества, оставшиеся отходы превращаются в полутвердые вещества, называемые фекалиями , которые попадают в толстую кишку, где бактерии кишечной флоры далее расщепляют остаточные белки и крахмалы. [32]
Время транзита по тонкому кишечнику составляет в среднем 4 часа. Половина остатков еды выходит из тонкой кишки в среднем через 5,4 часа после приема пищи. Опорожнение тонкой кишки завершается в среднем через 8,6 часов. [30]
Слепая кишка представляет собой мешочек, обозначающий границу между тонкой и толстой кишкой. Он расположен ниже илеоцекального клапана в правом нижнем квадранте живота. [33] Слепая кишка получает химус из последней части тонкой кишки, подвздошной кишки , и соединяется с восходящей ободочной кишкой толстой кишки. В этом месте соединения находится сфинктер или клапан, илеоцекальный клапан, который замедляет прохождение химуса из подвздошной кишки, обеспечивая дальнейшее пищеварение. Это также место прикрепления приложения . [33]
В толстой кишке [2] прохождение перевариваемой пищи в толстую кишку происходит намного медленнее: от 30 до 40 часов, пока она не будет удалена с дефекацией . [31] Толстая кишка в основном служит местом ферментации перевариваемых веществ кишечной флорой . Затраченное время значительно варьируется у разных людей. Оставшиеся полутвердые отходы называются калом и удаляются за счет скоординированных сокращений стенок кишечника, называемых перистальтикой , которая продвигает экскременты вперед, чтобы достичь прямой кишки и выйти через задний проход через дефекацию. Стенка имеет наружный слой продольных мышц, taeniae coli , и внутренний слой круговых мышц. Круговая мышца обеспечивает движение материала вперед, а также предотвращает обратный поток отходов. В действии перистальтики также помогает базальный электрический ритм , определяющий частоту сокращений. [34] Можно увидеть taeniae coli, которые ответственны за выпуклости ( гаустру ), присутствующие в толстой кишке. Большая часть желудочно-кишечного тракта покрыта серозной оболочкой и имеет брыжейку . Другие, более мускулистые части выстланы адвентицией .
Пищеварительная система кровоснабжается чревной артерией . Чревная артерия является первой крупной ветвью брюшной аорты и единственной крупной артерией, питающей органы пищеварения.
Выделяют три основных отдела — левая желудочная артерия , общая печеночная артерия и селезеночная артерия .
Чревная артерия снабжает обогащенной кислородом кровью печень, желудок, селезенку и верхнюю треть двенадцатиперстной кишки (до сфинктера Одди ) и поджелудочную железу. Большая часть крови возвращается в печень через систему воротной вены для дальнейшей обработки и детоксикации, а затем возвращается в большой круг кровообращения через печеночные вены .
Следующей ветвью брюшной аорты является верхняя брыжеечная артерия , которая кровоснабжает отделы пищеварительного тракта, происходящие из средней кишки, включающие дистальные 2/3 двенадцатиперстной кишки, тощую кишку, подвздошную кишку, слепую кишку, аппендикс, восходящую ободочную кишку и проксимальные 2/3 поперечно-ободочной кишки.
Последней ветвью, важной для пищеварительной системы, является нижняя брыжеечная артерия , которая снабжает участки пищеварительного тракта, выходящие из задней кишки, включая дистальную 1/3 поперечной ободочной кишки, нисходящую ободочную кишку, сигмовидную кишку, прямую кишку и анус выше гребенчатой линии .
Приток крови к пищеварительному тракту достигает максимума через 20–40 минут после еды и сохраняется в течение 1,5–2 часов. [35]
Энтеральная нервная система состоит примерно из ста миллионов нейронов [36] , которые встроены в брюшину , выстилку желудочно-кишечного тракта , простирающуюся от пищевода до заднего прохода. [37] Эти нейроны собраны в два сплетения – миентерическое (или Ауэрбахово) сплетение , которое лежит между продольным и гладкомышечным слоями, и подслизистое (или Мейснерово) сплетение , которое лежит между круговым слоем гладких мышц и слизистой оболочкой. [38] [39] [40]
Парасимпатическую иннервацию восходящей ободочной кишки обеспечивает блуждающий нерв . Симпатическую иннервацию обеспечивают внутренностные нервы , присоединяющиеся к чревным ганглиям . Большая часть пищеварительного тракта иннервируется двумя большими чревными ганглиями, причем верхняя часть каждого ганглия соединена с большим чревным нервом , а нижняя часть — с малым чревным нервом . Именно от этих ганглиев берут начало многие желудочные сплетения .
На ранних стадиях эмбрионального развития эмбрион имеет три зародышевых листка и примыкает к желточному мешку . На второй неделе развития эмбрион растет и начинает окружать и окутывать части этого мешка. Оболоченные части составляют основу желудочно-кишечного тракта взрослого человека. Отделы этой передней кишки начинают дифференцироваться в органы желудочно-кишечного тракта, такие как пищевод, желудок и кишечник. [41]
На четвертой неделе развития желудок вращается. Желудок, первоначально лежащий по средней линии эмбриона, поворачивается так, что его тело оказывается слева. Это вращение также затрагивает часть желудочно-кишечного тракта, расположенную непосредственно под желудком, которая впоследствии станет двенадцатиперстной кишкой. К концу четвертой недели развивающаяся двенадцатиперстная кишка начинает извергать на правой стороне небольшое выпячивание — печеночный дивертикул , который впоследствии станет желчным деревом . Чуть ниже находится второе выпячивание, известное как кистозный дивертикул , который со временем перерастет в желчный пузырь. [41]
Каждая часть пищеварительной системы подвержена широкому спектру заболеваний, многие из которых могут быть врожденными . Заболевания полости рта также могут быть вызваны болезнетворными бактериями , вирусами , грибками и являться побочным эффектом некоторых лекарств . К заболеваниям полости рта относятся заболевания языка и заболевания слюнных желез . Распространенным заболеванием десен во рту является гингивит , который вызывается бактериями в зубном налете . Наиболее распространенной вирусной инфекцией полости рта является гингивостоматит, вызванный простым герпесом . Распространенной грибковой инфекцией является кандидоз, широко известный как молочница , поражающий слизистые оболочки рта.
Существует ряд заболеваний пищевода, таких как образование колец Шацки , которые могут ограничивать проход, вызывая трудности при глотании. Они также могут полностью блокировать пищевод. [42]
Заболевания желудка часто являются хроническими состояниями и включают гастропарез , гастрит и пептические язвы .
Ряд проблем, включая недоедание и анемию , может возникнуть из-за мальабсорбции , аномального всасывания питательных веществ в желудочно-кишечном тракте. Мальабсорбция может иметь множество причин, начиная от инфекции и заканчивая дефицитом ферментов, например, экзокринной недостаточностью поджелудочной железы . Это также может возникнуть в результате других желудочно-кишечных заболеваний, таких как целиакия . Целиакия – аутоиммунное заболевание тонкой кишки. Это может вызвать дефицит витаминов из-за неправильного всасывания питательных веществ в тонком кишечнике. Тонкая кишка также может быть закупорена заворотом , петлей кишечника, которая перекручивается и охватывает прикрепленную к ней брыжейку . Это может вызвать мезентериальную ишемию , если она достаточно тяжелая.
Распространенным заболеванием кишечника является дивертикулит . Дивертикулы — это небольшие мешочки, которые могут образовываться внутри стенки кишечника и воспаляться, вызывая дивертикулит. Это заболевание может иметь осложнения, если воспаленный дивертикул лопается и возникает инфекция. Любая инфекция может распространиться дальше на слизистую оболочку живота ( брюшину ) и вызвать потенциально смертельный перитонит . [43]
Болезнь Крона — распространенное хроническое воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), которое может поражать любую часть желудочно-кишечного тракта [44] , но чаще всего начинается в терминальном отделе подвздошной кишки .
Язвенный колит, язвенная форма колита , является другим серьезным воспалительным заболеванием кишечника, которое ограничивается толстой и прямой кишкой. Оба этих ВЗК могут повышать риск развития колоректального рака . Язвенный колит является наиболее распространенным из ВЗК [45].
Синдром раздраженного кишечника (СРК) — наиболее распространенное из функциональных расстройств желудочно-кишечного тракта . Это идиопатические расстройства, которые помог определить Римский процесс . [46]
Лямблиоз — заболевание тонкой кишки, вызываемое протистским паразитом Giardia lamblia . Он не распространяется, а остается ограниченным просветом тонкой кишки. [47] Часто оно может протекать бессимптомно , но часто на него могут указывать различные симптомы. Лямблиоз – наиболее распространенная патогенная паразитарная инфекция человека. [48]
Существуют диагностические инструменты, в основном использующие прием сульфата бария для исследования заболеваний желудочно-кишечного тракта. [49] Они известны как серии изображений верхних отделов желудочно-кишечного тракта , которые позволяют визуализировать глотку, гортань, пищевод, желудок и тонкий кишечник [50] , а также серии изображений нижних отделов желудочно-кишечного тракта для визуализации толстой кишки.
Беременность может предрасполагать к определенным расстройствам пищеварения. Гестационный диабет может развиться у матери в результате беременности , и хотя он часто проявляется малосимптомно, он может привести к преэклампсии . [51]
.jpg/1280px-Yoshitsuna_-_Dietary_Life_Rules_(Inshoku_y%C3%B4j%C3%B4_kagami).jpg)
В начале 11 века исламский философ-медик Авиценна много писал на многие темы, включая медицину. Сохранилось сорок таких трактатов по медицине, а в самом известном из них, «Каноне медицины», он обсуждает «восходящие газы». Авиценна считал, что дисфункция пищеварительной системы является причиной перепроизводства газов в желудочно-кишечном тракте. Он предложил изменить образ жизни и использовать для лечения лекарственные травы. [52]
В 1497 году Алессандро Бенедетти рассматривал желудок как нечистый орган, отделенный диафрагмой. Этот взгляд на желудок и кишечник как на основные органы обычно сохранялся до середины 17 века. [53]
В эпоху Возрождения 16 века Леонардо да Винчи создал несколько ранних рисунков желудка и кишечника. Он считал, что пищеварительная система помогает дыхательной системе. [53] Андреас Везалий предоставил некоторые ранние анатомические рисунки органов брюшной полости в 16 веке.
В середине 17 века фламандский врач Ян Баптист ван Гельмонт предложил первое химическое описание пищеварения , которое позже было описано как очень близкое к концептуализированному позже ферменту. [53]
В 1653 году Уильям Гарвей описал кишечник с точки зрения его длины, кровоснабжения, брыжейки и жира (аденилатциклаза). [53]
В 1823 году Уильям Праут обнаружил в желудочном соке соляную кислоту . [54] В 1895 году Иван Павлов описал его секрецию как стимулируемую неврологическим рефлексом, при этом решающую роль играет блуждающий нерв . Блэк в 19 веке предположил связь гистамина с этой секрецией. В 1916 году Попельский описал гистамин как стимулятор желудочной секреции соляной кислоты.
Уильям Бомонт был армейским хирургом, который в 1825 году смог наблюдать пищеварение, происходящее в желудке. [55] Это стало возможным благодаря экспериментам на человеке с раной на животе, которая не зажила полностью, оставив отверстие в желудке. Среди других находок было описано вращение желудка. [53]
В XIX веке считалось, что в процессе пищеварения участвуют химические процессы. Физиологические исследования секреции и желудочно-кишечного тракта проводились экспериментами Клода Бернара, Рудольфа Гейденгайна и Ивана Павлова.
Остальная часть 20-го века была посвящена исследованиям ферментов. Первым был открыт секретин Эрнестом Старлингом в 1902 году, за которым последовали результаты Джона Эдкинса в 1905 году, который впервые предложил гастрин , структура которого была определена в 1964 году. [54] Андре Латарже и Лестер Драгстедт обнаружили роль ацетилхолина в пищеварительной системе. . [54] В 1972 г. Дж. Блэком были описаны агонисты Н2-рецепторов , блокирующие действие гистамина и снижающие выработку соляной кислоты. В 1980 году Сакс описал ингибиторы протонной помпы . В 1983 году роль Helicobacter pylori в образовании язв описали Барри Маршалл и Робин Уоррен . [56]
Историки искусства часто отмечают, что на иконографических записях древних средиземноморских обществ пиршецы почти всегда кажутся лежащими на левом боку. Одно из возможных объяснений может заключаться в анатомии желудка и пищеварительном механизме. Когда вы лежите на левом боку, пища имеет возможность расширяться, потому что в этом положении кривизна желудка усиливается. [57]
Бомонт известен как отец физиологии желудка.
Фотокопии оригиналов, хранящихся в
Медицинской школе
Вашингтонского университета в Сент-Луисе , библиотеке — письма, блокноты, сертификаты и сопутствующие документы.
