Теперь я приступлю к физиологии, к изучению деятельности пищеварительного канала. Что касается морфологических данных, то вы их уже знаете, и я их буду только напоминать вам или подчеркивать.
Пищеварительный канал представляет собой сквозную трубку с расширениями и некоторыми придатками, которая начинается ртом и кончается заднепроходным отверстием. Эта трубка делится на отделы. Первый отдел -- рот, затем следует трубка пищевода, которая ведет в желудок. желудок представляет собой расширение трубки пищеварительного канала и переходит в кишки разных наименований, сначала в тонкие, а затем в толстые, являющиеся продолжением первых. Словом, эта трубка грубо, макроскопически разделена на различные отделы. Кроме того, эти отделы разнятся и по микроскопическому устройству своих стенок. Затем, вы знаете, что к этой трубке имеются добавочные части - различные железы, которые лежат вне трубки, но связаны с нею своими протоками. Мелезы эти - слюнные, желудочные, панкреатическая, печень.
Теперь, какая задача этой пищеварительной трубки? У нее два основных рода деятельности. Во-первых, забрать внешнее вещество - пищу - из окружающего мира. Затем продвинуть эту массу вещества через весь пищеварительный канал и при атом ее механически всячески обработать: размельчить, раздробить, размять, отжать. Это одна сторона деятельности - чисто механическая. Другая же задача более сложная - обработать пищевую массу химически, видоизменить ее всячески химическим способом, превратить ее в другие соединения. Мы и займемся изучением этих двух сторон, которые исчерпывают собою всю деятельность пищеварительной трубки.
Я начну с химической деятельности. Для того чтобы вам все было ясно, я должен привести некоторые химические данные. Я скажу об этом коротенько, насколько это нужно в моих целях, а подробно вы об этом узнаете на лекциях физиологической химии.
Прежде всего вам надо знать состав пищевых веществ. Пищевые вещества, если вы возьмете весь живой мир - и животных и растения, очень разнообразны. Мы этого разнообразия касаться не будем. Я буду говорить только о тех пищевых веществах, которые составляют нашу пищу и пищу ближайших к нам животных.
Все пищевые вещества делятся на три группы: белки, жиры и углеводы. Во главе их стоят азотсодержащие белковые вещества. Примером может служить яичный белок. Белковые вещества с химической стороны представляют самые сложные вещества на земном шаре. Они состоят из четырех главных элементов: азота, кислорода, водорода и углерода; кроме того, в их состав входят сера, железо, фосфор и т. д. Раньше белки были почти загадкой, но теперь химия начинает бросать яркий свет на их состав и строение. И надо полагать, что пройдут годы, и мы будем очень хорошо осведомлены об их химической природе. Но подробно об этом вам скажут химики.
Вторая группа пищевых веществ -- это жиры. Вы их хорошо знаете в виде растительного и животного масла. Химически жиры - так называемые сложные эфиры, особая группа тел. Состоят они из соединения трех органических кислот: стеариновой, олеиновой и пальмитиновой, с трехатомным алкоголем глицерином. Когда я подойду ближе к предмету, тогда я напишу рам и формулы жиров, а пока ограничусь этим.
Затем следуют углеводы, т. е. органические вещества, содержащие углерод и воду.
Кроме этих трех групп, в состав пищи входят еще неорганические соли и вода. Обобщая понятие пищи, сюда надо прибавить еще кислород, который мы захватываем дыханием. Тогда это и будет все, что входит в наш организм и служит нам в широком смысле пищей.
Пища забирается организмом из внешнего мира и прежде всего поступает в рот. Во рту она подвергается всем известной механической обработке - размельчению, размягчению - и тут же претерпевает некоторые физико-химические превращения. Эти физико-химические превращения происходят во рту таким же образом, как и в других отделах пищеварительного канала, а именно: на пищевые вещества изливаются из стенок пищеварительного канала разные реактивные жидкости, которые носят название пищеварительных соков. Это вам должно напоминать химическую лабораторию. Ведь когда вам надо изменить какое-нибудь вещество, вы льете на него кислоты, щелочи, растворы солей. Совершенно тот же порядок обнаруживается и при обработке пищи в нашем теле.
Вы знаете, что когда пища входит в рот, то на нее течет слюна; вы знаете, что слюна берется из слюнных желез, которые лежат вне полости рта и соединяются с нею трубочками, носящими название слюнных протоков. И все остальные реагенты пищеварительного канала добываются таким же образом: желудочный сок из желудочных желез, панкреатический - из панкреатической железы, желчь - из печени.
Значит, по всему пищеварительному тракту вы имеете последовательный ряд химических реакоторые изливаются в известном порядке и соответственным образом изменяют пищевые вещества. Дело происходит, следовательно, так, как на фабрике, где какой-нибудь сырой материал обрабатывается последовательно до тех пор, пока он не станет фабричным продуктом.
Первый реактив, который льется на пищу уже во рту, есть слюна. Вырабатывается она тремя парами слюнных желез: подчелюстных, подъязычных и околоушных. Первое действие слюны чисто физического характера. Она смачивает сухую пищу и способствует разминанию ее. А другое действие слюны - химическое.
Вот слюна. Она у нас профильтрована в пробирку и получена таким образом: кто-то просто плюнул в фильтр. Как видите, это прозрачная жидкость, немного тягучая. Реакция ее слабощелочная, т. е. красная лакмусовая бумажка окрашивается слюной в слабый синий цвет. Видите, лакмусовая бумажка при смачивании ее слюной синеет.
Состоит слюна в огромной своей массе (98-99%) из воды. Это надо помнить. Остальных веществ, значит, - 1%. Из этих веществ надо назвать прежде всего слизистое вещество - муцин. Муцин можно получить и в сухом виде - в виде порошка. Если этот порошок вы смешаете с водой, то получите слизь. Затем в состав слюны входят некоторые белковые вещества и неорганические соли, например поваренная соль, сода и т. д.
Кроме того, в слюне имеется совершенно особое вещество, из группы тех веществ, которые встречаются только в живом мире - у животных и растений. Эти вещества играют огромную роль, они обусловливают собою те химические процессы, благодаря которым осуществляется жизнь, они и есть в полном смысле возбудители жизни. Они составляют основной пункт, центр тяжести физиолого-химического знания. Вы сегодня же увидите, какими свойствами они обладают. К сожалению, природа этих веществ до сих пор химически не выяснена. Их знают только по их действию, но не знают, из каких элементов и комбинаций они состоят. Эти вещества носят общее название ферментов. Надо сказать, однако, что, несмотря на всю сложность ферментов, они начинают уже попадать полосу плодотворного исследования, так как ими очень заинтересованы и много занимаются. И если не я, то вы, наверное, дождетесь того времени, когда природа их будет разъяснена и они будут получаться искусственно, подобно другим телам. Работы идут чрезвычайно горячие, и основные пункты уже захвачены. Подробности об этом вам сообщат на лекциях по физиологической химии.
Ферменты есть, так сказать, первый акт жизненной деятельности, с которым вы сейчас и ознакомитесь. Все химические процессы направляются в теле именно этими веществами, они есть возбудители всех химических превраацений. Поэтому, надо сказать, что превращение пищи во рту под влиянием фермента слюны уже есть начало жизни, так как всю жизнь можно представлять как соединенную работу ферментов.
Фермент слюны носит название птиалина. Птиалин - это частное название, а ферменты - общее.
Я вам дам сейчас общую характеристику ферментов. Основное их свойство то, что они делают чрезвычайно глубокие химические изменения при весьма упрощенной внешней обстановке. Когда вы будете работать в лаборатории, вы увидите, что, для того чтобы произвести химическую реакцию, часто надо держать пробирку на огне, т. е. подвергать вещество действию сильного жара; вы увидите, что, для того чтобы произвести известные превращения, надо употреблять сильные кислоты, щелочи, концентрированные растворы солей и т. д. А вот ферменты все очень глубокие превращения производят без всякой повышенной температуры, без кислот, без щелочей. Притом ферменты действуют чрезвычайно быстро. Многие химические превращения в органической химии идут часами, днями, неделями, месяцами, а ферменты делают превращения на ваших глазах Какие-нибудь секунды, минуты.
Другая черта ферментов та, что сами они не переносят температуры выше 50 100°. to Так что, если вас идет превращение под влиянием фермента и вы все нагреваете, то ферментное вещество разрушится, перестанет действовать, и превращение остановится.
Перейдем теперь к тому ферменту, который встречается во рту, т. е. к птиалину слюны. Он обладает всеми свойствами ферментов. Посмотрим, в чем обнаруживается его действие. Птиалин действует специально на углеводы.
Я остановлюсь подробнее на углеводах, о которых я вам уже упомянул, говоря о составе пищи. Примерами углеводов являются всем известные вещества: обыкновенный сахар, который мы пьем в чае, сахар, который встречается в меде, в плодах, затем крахмал, который почти в чистом виде находится в картофеле в форме слоистых овальных зерен.
Углеводы получили свое название потому, что кислород и водород находятся в них в такой же пропорции, как и в воде, так что они представляют собой как бы соединение угля с водой. Прежде считали это за отличительную черту углеводов, но потом оказалось, что это не всегда так. Такое внешнее, грубое представление взято было из данных весового анализа. Долгое время углеводы представляли собой большую загадку, но благодаря работам химика Эмиля Фишера были разобраны и даже получены искусственно, синтетически. А это, как известно, означает полное обладание предметом. Теперь углеводы представляются химически как ангидридные формы, т. е.ьдегиды или кетоны многоатомных спиртов. Их делят на три группы по сложности: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Состав их, таким образом, совершенно выяснен. Формула моносахаридов такая: Примером их могут служить медовый сахар, виноградный сахар и сахар, встречающийся в сладких плодах. Если две частицы моносахаридов соединяются с выделением одной частицы воды, то получаются дисахариды: Примеры - наш обыкновенный и тростниковый сахар. Соединение же трех, четырех и более частиц моносахаридов с выделением соответствующего числа молекул воды дает полисахариды. Общая формула их Примером их может служить крахмал. Вот вам три сорта, по сложности состава, углеводных веществ.