Выделяемый поджелудочной железой сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелочной реакции, рН чистого поджелудочного сока человека равен 7,8-8,4. Щелочная реакция сока обусловлена присутствием в нем гидрокарбонатов.
Поджелудочный сок очень богат пищеварительными ферментами. В нем широко представлены ферменты, расщепляющие белки и полипептиды: трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы и аминопептидазы. Кроме этих ферментов в поджелудочном соке присутствуют: липаза, расщепляющая жиры; амилаза, заканчивающая полное расщепление крахмала до сахарина – мальтозы; рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, расщепляющие соответственно рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты.
Трипсин, химотрипсин и эластаза при щелочной реакции среды расщепляют как сами белки, так и продукты их распада – полипептиды. При этом образуются низкомолекулярные пептиды. Трипсин, химотрипсини эластаза действуют на различные пептидные связи. Один из этих ферментов разрывает пептидные связи, в образовании которых принимают участие одни аминокислоты, другой – связи, образованные другими аминокислотами, третий – остальные пептидные связи. Таким образом, эти три фермента дополняют друг друга и в совокупности обладают способностью расщеплять все (или почти все) пептидные связи в молекулах различных пищевых белков до свободных аминокислот. Переваривание белкой в кишечнике продолжает и дополняет пептическое переваривание, происходящее в желудке. В двенадцатиперстной кишке действие пепсина под влиянием поджелудочного сока и желчи прекращается.
Трипсин, химотрипсин и эластаза максимально активны при слабощелочной реакции среды. В двенадцатиперстной кишке под действием карбоксипептидаз и аминопептидаз происходит также отщепление от обоих концов молекул полипептидов концевых аминокислот.
Липаза поджелудочного сока расщепляет эмульгированные желчными кислотами жиры на глицерин и жирные кислоты. Стимулятором ее действия является желчь, поступающая в двенадцатиперстную кишку из желчного пузыря через желчный проток. Жирные кислоты образуют с желчными кислотами, содержащимися в желчи, растворимые в воде комплексы (сами жирные кислоты нерастворимы в воде), которые всасываются в клетки слизистой кишечника. Там происходит распад этих комплексов. Желчные кислоты через кровь воротной вены вновь возвращаются в печень, а жирные кислоты в виде хиломикроног поступают в лимфу.
Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3 мин после приема пищи и продолжается в течение 14 ч. Наиболее длительным отделение поджелудочного сока бывает при приеме жирной пищи.
Ферментный состав поджелудочного сока изменяется в зависимости от характера питания. Обнаружено, что при диете, богатой жирами, активность липазы в поджелудочном соке возрастает. При систематическом употреблении пищи, богатой углеводами, в соке поджелудочной железы повышается активность амилазы. При богатой белками мясной диете увеличивается активность трипсина и других протеолитических ферментов в поджелудочном соке.
Клетки печени вырабатывают и секретируют желчь, которая собирается в желчном пузыре, а из него поступает в двенадцатиперстную кишку для участия в процессе пищеварения. Желчь выполняет целый ряд функций: она резко повышает активность липазы; эмульгирует жиры, чем способствует улучшению их взаимодействия с липазой; участвует во всасывании жирных кислот; усиливает моторику (перистальтику) кишечника. Нарушения в образовании желчи или ее поступлении в кишечник влекут за собой сдвиги в процессах переваривания и всасывания жиров.
В состав желчи входят специфические органические вещества, которыми являются желчные кислоты и желчный пигмент билирубин. В желчи содержатся также лецитины, холестерин, жиры, мыла, муцин (слизь) и неорганические соли. Реакция желчи слабощелочная. В сутки у взрослого человека выделяется 500-700 мл желчи. Поступление желчи в двенадцатиперстную кишку происходит через 5-10 мин после приема пищи.
Вдоль всей внутренней оболочки тонкого кишечника расположены либеркюновы железы, которые вырабатывают и секретируют кишечный сок, дополняющий своим действием переваривание пищевых веществ, начатое в ротовой полости и желудке и продолженное в двенадцатиперстной кишке. Кишечный сок представляет собой бесцветную жидкость, мутноватую от примеси слизи и эпителиальных клеток. Он имеет щелочную реакцию.
Кишечный сок содержит энтерокиназу, которая является ферментом-активатором всех протеолитических ферментов поджелудочного сока. Активация трипсина происходит в полости двенадцатиперстной кишки под действием энтерокиназы. В свою очередь, активированный трипсин активирует все остальные протеолитические ферменты. Таким сложным путем достигается активация всех протеолитических ферментов поджелудочного сока именно там, где это нужно, – в полости двенадцатиперстной кишки.
В кишечном соке кроме энтерокиназы содержатся ферменты, действующие на углеводы, жиры и полипептиды, образующиеся при расщеплении белков в желудке и двенадцатиперстной кишке. Расщепление последних осуществляется смесью пептидаз, в которую входят аминопептидазы, карбоксипептидазы и др. В кишечном соке обнаруживаются слабоактивные липаза и амилаза. В то же время в нем присутствуют высокоактивные ферменты, расщепляющие различные дисахариды до моносахаридов: инвертаза (сахараза) – сахарозу; мальтаза – мальтозу (солодовый сахар), образовавшийся из крахмала; лактаза – лактозу. В результате образуются моносахариды, которые после всасывания в кишечнике поступают в кровоток и попадают в печень.
Таким образом, в тонком кишечнике завершается предпоследняя стадия гидролиза белков – образование небольших пептидов. Еще раз напомним, что первая стадия – гидролиз белков под влиянием пепсина – происходит в желудке, вторая стадия – гидролиз полипептидов под влиянием трипсина, химотрипсина, эластазы и карбоксипептидаз с образованием более мелких пептидов – происходит в полости тонкого кишечника.
Кроме полостного пищеварения, осуществляемого перечисленными ферментами в полости тонкого кишечника, большое значение имеет пристеночное пищеварение, осуществляемое теми же ферментами, но находящимися на внутренней поверхности тонкой кишки. Этот вид пищеварения получил также название контактного, или мембранного пищеварения. Особенно большую роль играет оно в расщеплении дисахаридов до моносахаридов и в расщеплении мелких пептидов до аминокислот. В клетках слизистой кишечника происходит расщепление пептидов до аминокислот, которые с кровью воротной вены поступают в печень.
Передвижение пищевого комка в тонком кишечнике происходит в результате координированных сокращений поперечных и продольных мышечных волокон, расположенных в стенке кишок. При этом бывают движения двух типов: маятникообразные, когда пищевой комок передвигается поочередно в обе стороны вдоль кишки; и перистальтические, когда пищевой комок двигается лишь в одну сторону, а именно: от желудка к анальному отверстию.
После очень сложных процессов переваривания пищевых веществ происходит всасывание в лимфу и в кровь образовавшихся низкомолекулярных соединений: аминокислот, полученных при расщеплении белков, моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы и др.), полученных при расщеплении углеводов, глицерина и жирных кислот, образовавшихся при расщеплении жиров, и некоторых других.
Подсчитано, что в кишечнике может всасываться за 1 ч до 2-3 л жидкости, содержащей растворенные в ней пищевые вещества. Это возможно только потому, что общая всасывающая поверхность кишечника очень велика благодаря большому количеству особых складок и выпячиваний слизистой оболочки (так называемых ворсинок), а также вследствие особой структуры эпителиальных клеток, выстилающих кишечник. На обращенной в сторону просвета кишки поверхности этих клеток расположены тончайшие нитевидные отростки (микроворсинки), образующие как бы клеточную кайму. На поверхности одной клетки находится 1600-3000 микроворсинок, внутри которых проходят специальные микроканальцы. Наличие ворсинок и особенно микроворсинок увеличивает всасывающую поверхность слизистой оболочки кишечника настолько, что она достигает громадной величины – 500 квадратных метров. На этой же поверхности происходят и процессы пристеночного пищеварения, о которых было сказано выше.
В толстых кишках в нормальных физиологических условиях также происходит всасывание пищевых веществ, но оно невелико. За сутки в толстых кишках всасывается обычно 0,4-0,5 л воды. Нарушение процесса всасывания воды в толстых кишках или в тонком кишечнике приводит к поносу и потере воды организмом.
Всосавшиеся в кишечник продукты расщепления пищевых веществ, такие как сахара и аминокислоты, попадают в кровь воротной вены, которая поступает в печень. В печени из различных моносахаров (фруктозы и галактозы) образуется глюкоза, которая затем поступает в общий кровоток. Избыток глюкозы преобразуется в печени в гликоген (в норме в печени содержится около 5 % гликогена). В печени происходит обмен аминокислот, в том числе синтез заменимых аминокислот. Печень выполняет также обезвреживающую роль по отношению к ядовитым веществам, которые могут поступать в кровь из полости кишечника. Например, в толстых кишках в результате жизнедеятельности присутствующих в них бактерий образуются такие ядовитые вещества, как индол, скатол, фенол и др., которые всасываются в определенных количествах в кровь и попадают в воротную вену, а затем в печень. В клетках печени эти ядовитые вещества преобразуются в значительно менее токсичные соединения. В печени происходит также детоксикация различных вредоносных чужеродных веществ, которые могут попасть в продукты питания и всосаться из полости кишечника в кровь. Эта детоксикация происходит обычно путем окисления чужеродных ядовитых веществ в клетках печени и тем самым переводом их в менее опасные соединения.
Толстые кишки являются местом обитания различных микроорганизмов, которые используют для своего питания непереваренные остатки пищи человека. Эти микроорганизмы выделяют в полость толстых кишок продукты своей деятельности, в определенной степени отравляющие организм человека. Важно отметить, что молочнокислые бактерии, присутствующие в простокваше и кефире, могут существовать и в кишечнике человека. Однако они выделяют значительно меньше ядовитых веществ, чем обычные кишечные (большей частью гнилостные) микроорганизмы. Более того, молочнокислые бактерии уничтожают гнилостные микроорганизмы кишечника, выделяющие наибольшее количество ядовитых веществ. Это явление, впервые открытое русским ученым И.И. Мечниковым в прошлом веке, сохранило свое практическое значение до наших дней. Что касается синтеза микроорганизмами толстого кишечника различных витаминов, то такой синтез действительно имеет место, однако всасывание этих витаминов в организм человека до сих пор не доказано. Поэтому не следует надеяться на синтез витаминов микроорганизмами толстого кишечника, заботясь о снабжении организма витаминами. Гораздо надежнее рассчитывать на пищевые проекты, содержащие