Физиология питания

Физиология питания — наука о переваривании пищи в человеческом организме. Поступающая в желудочно-кишечный тракт пища трансформируется в энергию, необходимую для поддержания гомеостаза человеческого тела. Рассмотрим процесс переваривания пищи как физиологический акт.

Функции желудка

Желудок – орган, представляющий собой мускулистый мешкообразный  расширенный отдел пищеварительного тракта, располагающийся в брюшной  области и следующий за пищеводом. Основными функциями желудка  являются накопление, механическая и  химическая обработка пищи, а также  вывод переработанной пищи в кишечник.

Строение желудка

Анатомически желудок  делится на кардиальный и пилорический отделы. Кардинальный отдел принадлежит пищеводу и состоит из дна и тела и собственно кардинальной области. Пилорический отдел, в то же самое время включает в себя антрольную область, привратник и пилорический сфинкер. Что интересно, форма желудка может изменяться в зависимости от количества содержимого, режима питания, а также от функционального состояния органа.

Внутренний слизистый  слой желудка выстлан эпителиальными клетками и представляет собой слизистую  оболочку, образующую продольные складки. Слизистые клетки защищают внутренний слой желудка от соляной кислоты  и вырабатывающихся ферментов. В  отдельных участках слизистой оболочки располагаются железы, принимающие  участие в синтезе пищеварительных  ферментов, соляной кислоты и  остальных биологически активных соединений, необходимых для работы желудка. Все эти вырабатываемые ферменты и соединения в совокупности представляют собой желудочный сок, который выделяется при каждом приеме пищи. Состав желудочного  сока меняется в зависимости от количества и состава пищи, которая поступает  в желудок. Основным и самым важный ферментом выделяющегося желудочного  сока является пепсин, способствующий расщеплению белков.

Желудок обладает сильными мышечными стенками, которые сокращаются  в процессе пищеварения, тем самым  размягчая пищу и подготавливая  её к эвакуации в кишечник. Натощак  орган начинает периодически сокращаться (моторная функция желудка), вызывая  тем самым голодные спазмы, однако при первом же попадании пищи в  желудок сокращения прекращаются, и  начинается процесс переваривания  попавшей пищи. Для того чтобы продвинуть обрабатывающуюся пищу к выходу желудка, т.е – к привратнику, орган снова начинает сокращаться. В процессе продвижения пищи, моторная функция желудка снова начинает действовать, и благодаря этому пища перемешивается с желудочным соком.

Пилорический сфинктер, располагающийся между желудком и двенадцатиперстной кишкой, служит в качестве преграды, которая затрудняет попадание обработанной пищи обратно в желудок.

 

Основные болезни  желудка

Гастрит – это одно из самых известных и частых заболеваний желудка, который поражает, конкретнее, слизистую его оболочку. Заболевание может быть, как и острым, так и хроническим.

Обычно, острый гастрит проявляется  бурно и незамедлительно. Основными  симптомами этого заболевания является высокая температура, сильные «жгучие» боли в брюшной области, и постоянная рвота. Однако правильное лечение острого  гастрита способствует бесследному  уходу заболевания, без каких-либо осложнений. Основной причиной возникновения  острого гастрита является бактериальная  или вирусная инфекция, которая попадает в организм. Чаще всего переносчиками  этой инфекции является недоброкачественные  продукты.

 

Язва желудка

Не менее частым заболеванием желудка является язвенная болезнь. Язвенную болезнь можно охарактеризовать как нарушение механизмов, которые  регулируют двигательную и секреторную  функции желудка, питание слизистых  оболочек и кровообращение в органе. Основными причинами развития язвенной болезни являются стрессы и психические  перенапряжения, неправильное питание, патологические импульсы из поражённых органов при хронической желчекаменной болезни, холецистите, гормональные нарушения, а также заболевание передаётся по наследству. Язва желудка – хроническое заболевание, которое может привести к серьёзным осложнениям.

 

Кисло́тность желу́дочного со́ка — характеристика концентрации кислоты в желудочном соке. Измеряется в единицах рН.

Для оценки состояния органов  желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) рассматривают  величину кислотности (рН) одновременно в разных отделах желудка и, более широко, одновременно в разных отделах пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки; изменение рН во времени; динамику изменения рН, как реакцию на стимуляторы и лекарственные препараты.Содержание 

История изучения кислотности желудочного сока

Парацельс в начале XVI века предположил наличие в желудке  кислоты, считая, что кислота появляется при питье кислой воды. Английский врач и биохимик Уильям Праут в 1824 году определил, что кислотой, входящей в состав желудочного сока, является соляная кислота. Он же ввёл понятия свободная, связанная соляная кислота и общая кислотность желудочного сока. В 1852 году физиолог Фридрих Биддер и химик Карл Шмидт опубликовали книгу «Пищеварительные соки и обмен веществ», которая положила начало титрационному методу определения кислотности желудочного сока и окончательно развеяла сомнения в отношении того, что желудком в норме секретируется именно соляная кислота. Ригель в 1886 и Шюле в 1895 году стали определять кислотность желудочного сока в целях диагностики и терапии гастроэнтерологических заболеваний.

 

Одним из первых, предложивших зондирование желудочного сока, был  немецкий врач Адольф Куссмауль. Создание клинических методов и желудочных зондов для исследования секреции желудка аспирационными методами (в основном, силами первых гастроэнтерологов из Германии: Вильгельма фон Лейбе, Карла Эвальда и Исмара Боаса и американца, прошедшего обучение в Германии Макса Эйнхорна) фактически сформировало новую медицинскую дисциплину — гастроэнтерологию.

 

Зоны кислотопродукции и кислотонейтрализации желудка

Желудочный этап переваривания  пищи происходит с помощью ферментов, важнейшим из которых является пепсин, требующих обязательно кислой среды. Однако, кислота в химусе (кашице), состоящем из частично переваренной пищи и желудочных соков, перед эвакуацией из желудка должна быть нейтрализована.

Желудок условно можно  разделить на кислотообразующую (верхнюю) и кислотонейтрализующую (нижнюю) зоны, разделённые интермедиарной зоной, то есть зоной перехода от слабокислых рН (6,0-4,0) к резкокислым (рН менее 3,0) и располагающейся между телом желудка и его антральным отделом.

Кислотообразующая зона соответствует  дну и телу желудка, кислотонейтрализующая — антральному отделу желудка. Так как при исследовании кислотности желудка диагностически важной является информация о процессах кислотопродукции и кислотонейтрализации, то измерение кислотности желудка должно происходить не менее, чем в двух зонах: теле желудка и антруме.

Нейтрализация кислоты в  желудке производится, в основном, за счёт ионов гидрокарбонатов (HCO3-), секретируемых поверхностными клетками слизистой оболочки.

Соляную кислоту продуцируют  париетальные (синоним обкладочные) клетки фундальных желёз желудка при участии Н+/К+-АТФазы. Фундальные (синоним главные) железы составляют основную часть желёз области дна и тела желудка.

Концентрация продуцированной  соляной кислоты одинакова и  равна 160 ммоль/л, но кислотность выделяющегося желудочного сока варьируется за счет изменения числа функционирующих париетальных клеток и нейтрализации соляной кислоты щелочными компонентами желудочного сока. Чем быстрее секреция соляной кислоты, тем меньше она нейтрализуется и тем выше кислотность желудочного сока.

Соляная кислота присутствует в желудке и до начала процесса пищеварения. Несмотря на то, что на базальную секрецию (то есть секрецию натощак) влияют многие факторы, её величина в желудке у каждого человека практически постоянна и у  здоровых людей не превышает 5-7 ммоль в час.

Три фазы секреции соляной кислоты

Секреция соляной кислоты  начинается ещё до попадания пищи в желудок. Первую фазу секреции (т. н. цефалическую) запускают запах, вид и вкус пищи, воздействие которых передаётся от центральной нервной системы на клетки желудка через иннервирующие желудок нервные окончания.

Наиболее значительная фаза секреции — желудочная, начинается после попадания пищи в желудок. Растяжение желудка запускает выделение гастрина из G-клеток, расположенных в антральном отделе желудка. Гастрин, воздействуя на париетальные клетки напрямую или через активацию ECL-клеток с высвобождением гистамина, стимулирует продукцию соляной кислоты.

Заключительная фаза секреции — кишечная — запускается при попадании пищи в двенадцатиперстную кишку и её растяжении.

Повышение кислотности желудочного  сока включает механизм регуляции секреции: в клетках антрального отдела желудка запускается выработка соматостатина — блокатора секреции соляной кислоты.

 

Функции соляной  кислоты в желудке

  Диаграмма управления  секрецией соляной кислоты в  желудке. Подчёркнуты взаимосвязи  между антрумом и телом желудка.

Соляная кислота  выполняет следующие функции:

способствует денатурации  и набуханию белков в желудке, что облегчает их последующее  расщепление пепсинами;

активирует пепсиногены и превращает их в пепсины;

создает кислую среду, необходимую  для действия ферментов желудочного  сока;

обеспечивает антибактериальное  действие желудочного сока;

способствует нормальной эвакуации пищи из желудка: открытию пилорического сфинктера со стороны желудка и закрытию со стороны двенадцатиперстной кишки;

возбуждает панкреатическую  секрецию.

 

Кислотозависимые заболевания желудочно-кишечного тракта

Причиной кислотозависимых заболеваний может стать разбалансировка функционирования механизмов кислотопродукции или кислотонейтрализации, недостаточная эффективность нижнего пищеводного или пилорического сфинктеров, являющаяся причиной патологических гастроэзофагеальных и дуоденогастральных рефлюксов, а также неправильные питание или образ жизни. Важнейшим диагностическим фактором являются величина кислотности в различных частях органов верхних отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), изменение этих величин во времени. При этом часто необходимо знание поведения кислотности одномоментно в нескольких точках ЖКТ.

 

Методы исследования кислотности желудка

Существуют четыре основных метода исследования кислотности желудочного  сока.

Наиболее простой —  при помощи ионообменных смол («Ацидотест», «Гастротест» и др.) по степени окрашивания мочи. Метод имеет небольшую точность и, поэтому, малоинформативен. В последнее время применяется редко.

Аспирационные методы. Наиболее распространён из них метод фракционного зондирования. Содержимое желудка отсасывается при помощи резиновой трубки, а  затем исследуется в лаборатории. Этот метод имеет свои достоинства, но имеет и серьёзные недостатки. В процессе отсасывания содержимое желудка, полученное из разных функциональных зон, перемешивается. К тому же сам  процесс отсасывания нарушает нормальную работу желудка, искажая результаты исследования.

Метод окрашивания стенки желудка при помощи орошения её специальным  красителем через канал эндоскопа  во время проведения гастроскопии. Этот метод также не может обеспечить требуемую точность, визуальное определение  кислотности по изменению цвета  красителя дает очень приблизительные  результаты.

 Исследование кислотности  желудочного сока с помощью  многоместного ацидогастрометра.

Электрометрический метод  измерения кислотности непосредственно  в желудочно-кишечном тракте — внутрижелудочная рН-метрия. Это наиболее информативный и физиологичный метод. Позволяет с помощью специальных приборов — ацидогастрометров, оснащённых рН-зондами с несколькими датчиками рН, измерять кислотность одновременно в разных зонах желудочно-кишечного тракта в течение длительного времени (до 24-х часов и более). Недостатком метода является невозможность измерения общего объёма кислотопродукции желудка.

 

pH в желудке и соседних отделах ЖКТ

Максимальная теоретически возможная кислотность в желудке: 0,86 рН (соответствует кислотопродукции 160 ммоль/л).

Минимальная теоретически возможная  кислотность в желудке: 8,3 рН (соответствует рН насыщенного раствора ионов HCO3-).

Нормальная кислотность  в просвете тела желудка натощак: 1,5 — 2,0 рН.

Кислотность на поверхности  эпителиального слоя, обращённого в  просвет желудка: 1,5 — 2,0 рН.

Кислотность в глубине  эпителиального слоя желудка: около 7,0 рН.

Нормальная кислотность  в антральном отделе желудка: 1,3 — 7,4 рН.

Нормальная кислотность  в пищеводе: 6,0 — 7,0 рН.

Нормальная кислотность  в луковице двенадцатиперстной кишки: 5,6 — 7,9 рН.

Кислотность сока тонкой кишки: 7,2 — 7,5 рН; при усилении секреции достигает 8,6 рН.

Кислотность сока толстой кишки: 8,5 — 9,0 рН.

 

Питательные вещества - это жизненно необходимые составные части пищи, используемые организмом как пластический материал для построения живого вещества клеток и служащие источником энергии, необходимой для его жизнедеятельности.

 Организму нужны также  минеральные соли (не путать с  кухонной солью), вода, витамины. Все  эти вещества также поступают  с пищей. Но лишь вода, минеральные  соли и витамины усваиваются организмом в том виде, в каком они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы, являясь высокомолекулярными соединениями, не могут всасываться в пищеварительном тракте и усваиваться организмом без предварительного расщепления до более простых соединений.

 

Пищеварение и  функции пищеварительной системы

Пищеварение - это совокупность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи, химическое расщепление  макромолекул питательных веществ  на компоненты, пригодные для всасывания и участия в обмене веществ. Таким  образом, функциями пищеварительной  системы являются: секреторная, всасывательная, моторная.