Основные функции пищеварительной системы

Основными функциями системы пищеварения являются:

1. секреторная - заключается в синтезе и секреции железистыми клетками пищеварительных соков (слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков, желчи);

2. моторная, или двигательная: жевание, глотание, продвижение и перемешивание с пищеварительными соками, и выведение остатков – осуществляется гладкими мышцами, и только ротовая полость, начальный отдел пищевода и наружный сфинктер прямой кишки имеют поперечно-полосатую мускулатуру;

3. всасывательная – проникновение через слизистую оболочку в кровь или лимфу продуктов расщепления белков, жиров и углеводов, воды, солей и витаминов.

Процессы секреции, моторики и всасывания взаимосвязаны между собой и подчинены сложным нервно-гуморальным механизмам регуляции. Кроме пищеварительных функций системе пищеварения присущи: эндокринная функция, связанная с секрецией гормонов и биологически активных веществ в кровь; экскреторная, связанная с выведением токсинов и остатков пищи во внешнюю среду; защитная функция.

Защитные системы пищеварительного тракта

Поступление пищи в организм теория адекватного питания рассматривает не только как способ восстановления пластических и энергетических затрат, но и как аллергическую и токсическую агрессию. Питание связано с опасностью проникновения в организм экзогенных пищевых антигенов (белки и пептиды пищи), аутоантигенов слущенных кишечных клеток. С пищей через пищеварительный тракт в организм попадает множество бактерий, вирусов и различных токсических веществ. Можно с уверенностью утверждать, что в настоящее время экологически чистых продуктов питания и природной воды практически нет. Во второй половине XX века произошло повсеместное загрязнение окружающей среды промышленными, в некоторых регионах – радиационными отходами. В растениеводстве и животноводстве широко применяются химические и биологические технологии без соответствующего строгого санитарно-эпидемического надзора производимой продукции.

В настоящее время при изготовлении пищевых продуктов широко используются пищевые добавки (консерванты, красители, ароматизирующие вещества). Это, как правило, химические вещества, использование которых в пищевом производстве должно быть научно обоснованным, а их содержание в продукте не должно превышать допустимые нормы. Многие из таких веществ способны вызвать не только аллергические реакции, но и оказывать канцерогенное воздействие. В растительной пище может содержаться избыточное количество нитратов и пестицидов (химические вещества, применяемые для защиты растений от вредителей), многие из них ядовиты для человека. Продукты животного происхождения могут содержать лекарственные препараты, которыми лечат животных, стимуляторы роста, применяемые при их выращивании. Присутствие этих препаратов в пище может изменить чувствительность к антибиотикам и вызвать эндокринные нарушения. Перечисленные выше негативные стороны питания в здоровом организме нейтрализуются благодаря сложной системе защиты пищеварительного тракта. Различают неспецифические и специфические (иммунные) механизмы защиты.

Виды неспецифической защиты:

1. Механическая или пассивная защита связана с ограниченной проницаемостью слизистой оболочки пищеварительного тракта для крупномолекулярных веществ (исключение составляют новорожденные).

2. Слизистая оболочка выстлана слоем слизи, который защищает ее не только от механических, но и химических воздействий. Наружный слой слизи адсорбирует вирусы, токсические вещества, соли тяжелых металлов (ртуть, свинец) и, отторгаясь в полость желудка и кишечника, способствует их выведению из организма.

3. Слюна, желудочный сок, желчь обладают антибактериальной активностью. Соляная кислота создает кислую среду в желудке, оказывает бактериостатическое действие, предупреждая развитие гнилостных процессов.

4. Неспецифический защитный барьер связан с предварительным ферментативным гидролизом антигенных молекул, которые утрачивают при этом антигенные свойства.

Специфическая защита в пищеварительном тракте осуществляется иммунокомпетентной лимфоидной тканью. В слизистой оболочке рта и миндалинах присутствует большое количество клеточных элементов: макрофагов, нейтрофилов, лимфоцитов, осуществляющих фагоцитоз бактерий и антигенных белков. В слизистой оболочке тонкой кишки имеется мощный лейкоцитарный слой, разделяющий энтеральную и внутреннюю среды организма. Он состоит из большого количества плазматических клеток, макрофагов, эозинофилов, лимфоцитов. Кишечная иммунная система является частью иммунной системы организма. Лимфатическая ткань тонкой кишки (25% всей слизистой) состоит из пейеровых бляшек, отдельных лимфатических узелков, локализованных в области собственной пластинки ворсинок и рассеянных в эпителии Т- и В-лимфоцитов (см. рис.3). Обозначения на рисунке, описание в тексте. Имеются также внутриэпителиальные лимфоциты.

Рис.3 Поперечный срез кишечной ворсинки.

В эпителии над бляшками локализуются особые М-клетки, которые транспортируют антигены в лимфатические узелки. Таким образом, лимфоциты осуществляют как клеточный, так и гуморальный иммунитет. Они продуцируют иммуноглобулины, адсорбирующиеся на поверхности эпителия в области гликокаликса, и создают дополнительный защитный слой. Кроме этих тканей, в защитную систему входят мезэнтериальные лимфатические узлы и ретикулоэндотелиальная система печени. Дезинтоксикационная и барьерная функции печени имеют существенное значение в обезвреживании продуктов гниения белка (индол, скатол, фенол), образующихся в кишечнике, а также поступающих с пищей токсических веществ, лекарственных препаратов и детально рассматриваются биологической химией.

Общие принципы регуляции пищеварительных функций

Центральная нервная регуляция осуществляется пищеварительными центрами головного и спинного мозга с помощью условных и безусловных рефлексов. Вид и запах пищи, время и обстановка ее приема, напоминание о пище возбуждают пищеварительные железы (слюнные, желудочные, поджелудочную) условно-рефлекторным путем.

Приём пищи, раздражая рецепторы полости рта и желудка, вызывает безусловные рефлексы. Афферентные пути безусловных рефлексов представлены чувствительными волокнами черепно-мозговых нервов: язычного, языкоглоточного, верхнего гортанного, блуждающего. Эфферентные пути, общие для условных и безусловных рефлексов, образованы парасимпатическими и симпатическими волокнами.

По мере удаления от проксимального отдела участие центральных рефлексов в регуляции функций уменьшается. Основное значение в тонкой и толстой кишках приобретает местная нервная и гуморальная регуляция. Местная нервная регуляция базируется на «коротких» рефлекторных дугах. В стенке желудка и кишечника имеется развитая сеть нервных клеток, образующих два основных сплетения: межмышечное (Ауэрбаха) и подслизистое (Мейсснера). Среди нервных клеток имеются сенсорные нейроны, вставочные и эффекторные. Последние иннервируют гладкие мышцы, секреторный эпителий и эндокринные клетки.

Рисунок 4. Метасимпатическая система тонкого кишечника

А – местная рефлекторная дуга регуляции моторики, Б – местная рефлекторная дуга регуляции секреции экзокринных и эндокринных клеток: 1.блуждающий нерв; 2.слизистая оболочка; 3.экзокринная клетка; 4.Мейснерово сплетение; 5.циркулярная мышца; 6.Ауэрбахово сплетение; 7.продольная мышца; 8.эндокринная клетка

В передаче регуляторных воздействий на клетки-мишени наряду с ацетилхолином и норадреналином принимают участие более десяти нейропептидов: холецистокинин, соматостатин, нейротензин, вещество Р, энкефалин и др. Имеются нейроны, медиатором которых являются серотонин и пуриновые основания. Совокупность нервных клеток, лежащих внутри органа и образующих локальные рефлекторные дуги, получила название метасимпатической нервной системы (А.Д. Ноздрачёв). Эта система взаимодействует с центральной нервной системой, но обладает большей независимостью от неё, чем вегетативная нервная система, потому что имеет собственное сенсорное звено (рецептивное поле). Различные рецепторы реагируют на исходный состав пищи и те изменения, которые происходят в процессе гидролиза. Метасимпатическая нервная система (Рис.4) программирует и координирует двигательную активность, регулирует секрецию и осуществляет взаимосвязь между этими процессами, регулирует секрецию эндокринных клеток, локальный кровоток.

Переваривание пищи – это поэтапный и продолжительный процесс, поэтому большое значение в регуляции секреции, моторики и всасывания имеют гуморальные механизмы. В эпителиальном слое слизистой желудка и тонкой кишки, поджелудочной железе имеются диффузно разбросанные эндокринные клетки (масса этих клеток больше массы всех эндокринных желез), которые секретируют гормоны и пептиды. Одни гормоны секретируются в кровь и через нее оказывают дистантное действие на клетки-мишени (гастрин  обкладочная клетка), другие - обладают местным или паракринным действием выделяясь в межклеточную жидкость, третьи (нейропептиды) выделяются в нервных окончаниях вместе с медиаторами. Секрецию гормонов может активировать ЦНС (например, блуждающий нерв), но многие эндокринные клетки имеют рецепторы в энтеральной среде, на которые оказывают прямое влияние продукты гидролиза пищи. Поскольку во всех учебниках дана подробная характеристика гастроинтестинальным гормонам и их влияниям, позволим лишь отметить, что гормоны обладают как синергизмом различной выраженности, так и антагонизмом. Они могут активировать или угнетать секрецию, моторику, всасывание.

Таким образом, в пищеварительном тракте существует градиент распределения регуляторных механизмов. В начальных отделах преобладают центральные рефлекторные механизмы. В средних отделах (желудок, 12-перстная, тощая кишка, поджелудочная железа) – центральные рефлексы имеют пусковое значение, а гормональная регуляция дополняет ее и становится доминирующей. В тонком и особенно в толстом кишечнике велика роль местных (нервных и гуморальных) механизмов регуляции. Однако все механизмы могут регулировать деятельность одного и того же органа (желудок, поджелудочная железа).