После заглатывания пища переходит в ту часть ЖКТ, которой мы больше не управляем. Здесь происходит активный процесс, направляющий пищевой комок в желудок — вне зависимости от сил гравитации. Это значит, что глотать пищу, стоя на голове, — вполне реально, хотя и крайне неудобно.
Глотание
При сжатии мышц глотки болюс (пищевой комок) направляется в верхнюю часть пищевода. Язык поднимается к нёбу, а мягкое нёбо опускается, закрывая носоглоточное пространство. Мягкое нёбо — это участок бескостной ткани в задней части рта рядом с глоткой. Оно предотвращает попадание пищи в нос… хотя и не всегда удачно, что вы, скорее всего, уже испытали на себе, засмеявшись в процессе питья. А надгортанник, закрывающий дыхательные пути, принудительно смыкается. Все эти процессы должны быть четко скоординированы, поскольку глотание и дыхание — это взаимоисключающие вещи, и если выполнять их одновременно, то можно задохнуться.
На гистологическом срезе пищевода видны различные слои.
Пища проходит по пищеводу, который проталкивает ее волнообразными движениями. Эти движения, известные как перистальтика, состоят из последовательных сокращений и расслаблений гладкомышечного слоя.
Пищевод
Пищевод — это эластичная мышечная трубка длиной около 25 см, слегка отклоненная влево и расположенная позади трахеи. Перед тем как соединиться с желудком, пищевод проходит через диафрагму — как соломинка через крышку молочного коктейля. Не будь у нас пищеводного сфинктера, кислота из желудка поступала бы в нижнюю часть пищевода, вызывая кислотный рефлюкс и воспаление. У некоторых людей развивается дополнительный мышечный слой — кольцо Шацкого, сужающее пищевод, из-за чего человек давится пищей, особенно когда ест мясо и хлеб. Пищевод — это не просто сквозной проход пищи в желудок: он проталкивает пищу волнообразными движениями, которые называют перистальтикой, и она работает по всему ЖКТ.
Пищеварительная команда
Удивительный и страшный факт: органы брюшной полости могут переварить нас изнутри. Желудок и двенадцатиперстная кишка работают спина к спине. Первый выделяет кислоту, а вторая существует в основном в щелочной среде. Но оба работают на общую цель — пищеварение.
Желудок
Наш желудок представляет собой мышечный мешок крючковидной формы. Он соединяет пищевод с верхней частью тонкой кишки — двенадцатиперстной кишкой. Как и все структуры пищеварительной системы, мышцы желудка рассредоточены в разных областях, что способствует перевариванию пищи. В желудке расщепляется все, что мы глотаем. Это возможно благодаря эпителиальной выстилке из желез и секреторных клеток, выделяющих желудочный сок — соляную кислоту, разъедающую все субстанции и расщепляющую белки. Клетки желудка также выделяют особую слизь, которая служит физическим барьером и не дает желудку переварить себя, а еще бикарбонат, поддерживающий кислотность среды.
Мышечные слои желудка растягиваются в разных плоскостях, чтобы растворить как можно больший объем пищи.
Выстилка желудка крайне продуманно вырабатывает неактивные (зимогеновые) формы пищеварительных ферментов, которые стимулируются или активируются только в кислой среде. Пепсиноген — протеазный фермент — превращается в свою активную форму пепсин, который расщепляет белки. Липаза расщепляет жирные вещества. После нескольких часов пищеварения частично переваренная пища супообразной консистенции — химус — просачивается из сфинктера привратника в двенадцатиперстную кишку, где затем идет по волнам кишечника.
Поджелудочная железа выполняет экзокринную функцию по выработке ферментов, расщепляющих различные вещества. Такие ферменты выделяются в зимогенной (проферментной) форме и активируются специальным ферментом с оболочки двенадцатиперстной кишки.
Поджелудочная железа вырабатывает основную часть пищеварительных ферментов для образования щелочного сока в двенадцатиперстной кишке. В последнюю они попадают через проток поджелудочной железы.
Двенадцатиперстная кишка
Эта первая часть тонкой кишки оборачивается вокруг головки поджелудочной железы и крепится к задней части брюшной стенки. Протяженность двенадцатиперстной кишки — около 25 см. Если говорить о тонком кишечнике, то первое, что приходит на ум, — это абсорбция, а не пищеварение. Абсорбция может происходить в любой части ЖКТ начиная с желудка (именно там алкоголь, ряд лекарств, например аспирин, и немного воды всасываются в кровоток), но само пищеварение происходит как раз в двенадцатиперстной кишке. Ее самый внутренний слой слизистой оболочки вырабатывает щелочной секрет с пищеварительными ферментами, а также выделяет слизь для предотвращения эрозии. Через общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку поступают пищеварительные ферменты из поджелудочной железы и желчь из печени. Щелочной pH этих ферментов помогает нейтрализовать кислотность химуса.
Печень
Называть нашу печень вспомогательным органом будет настоящим кощунством, ведь она сама является почти что обособленной системой. К гепатобилиарной системе относятся печень, желчный пузырь и желчные протоки. Печень — это самый большой висцеральный орган в нашем теле, и мы не сможем жить без нее.
У печени два источника кровоснабжения: она получает насыщенную кислородом кровь из сердца (через печеночную артерию) и богатую питательными веществами кровь прямо из кишечника (через печеночную воротную вену). Печень получает такую кровь одной из первых, поскольку ее основная задача — отфильтровать все, что впиталось в кровь, прежде чем отправить ее обратно в сердце, легкие и другие части организма.
Этот коричнево-красный орган скрыт под диафрагмой и частично защищен нижними ребрами с правой стороны. Печень состоит из двух долей — правой и левой, причем правая доля значительно крупнее. Каждая доля состоит из тысяч шестиугольных долек, окруженных кровеносными сосудами.
Печень очень важна. Это один из немногих органов, которые умеют восстанавливаться после повреждения. Такая способность появилась благодаря тому, что печень постоянно сталкивается с токсичными веществами. Однако при непрерывном воздействии токсичных веществ печень не успевает восстановиться, и повреждения неизбежны. Это приводит к циррозу печени — опасному состоянию, которое вызывает всевозможные проблемы в организме и увеличивает риск рака печени.
Базовой единицей печени является долька.
В углу каждой из долек располагается сосудистое трио из венул и артериол приводящей печеночной воротной вены и печеночной артерии, а также проток, который сливается в более крупный печеночный проток, идущий из печени в двенадцатиперстную кишку. В центре каждой дольки есть отводящая вена, которая вливается в междольковую и печеночную вены и переносит обработанную и ненасыщенную кислородом кровь к сердцу.
Гепатоциты
Каждая долька содержит тысячи печеночных клеток — гепатоцитов. На этой сортировочной фабрике они являются главной рабочей силой. Эти клетки производят, обрабатывают и сохраняют разные вещества — нужные, не очень нужные и совсем не нужные организму. Среди прочих клеток выделяются фагоцитарные клетки Купфера, которые разрушают старые и избыточные эритроциты, а также любые бактерии. Гепатоциты вырабатывают желчь, которая проходит через канальцы долек, стекает в желчные протоки и затем накапливается в желчном пузыре. Желчь — это горькая зеленая жидкость, которая выделяется из желчного пузыря для переваривания жиров, попадающих в двенадцатиперстную кишку.
Через фильтр печени проходят следующие соединения:
• ядовитые химические вещества и продукты жизнедеятельности — печень нейтрализует их и отправляет в почки;
• аммиак, который образуется при углеводном распаде. Печень расщепляет его до безвредного продукта жизнедеятельности под названием «мочевина», который затем выводится из организма с мочой, потом и слезами.
Печень вырабатывает:
• глюкозу (из запасов гликогена);
• тепло (при всех химических реакциях);
• гормоны: тромбопоэтин (для производства тромбоцитов в костном мозге), инсулиноподобный фактор роста (для роста клеток) и ангиотензиноген (для контроля артериального давления);
• белки, которые участвуют в свертывании крови;
• желчь, чтобы переварить жиры в двенадцатиперстной кишке.
Кроме того, печень накапливает питательные вещества, которые обеспечивают выживание организма при отсутствии пищи, в том числе:
• глюкозу (в форме гликогена);
• различные витамины (включая A, B12, D, E и K);
• минералы (железо и медь), необходимые иммунной системе.
Желчный пузырь и желчные протоки
Желчный пузырь и желчные протоки также относятся к гепатобилиарной системе. Желчный пузырь расположен под печенью и из-за желчи имеет зеленоватый оттенок. Желчный пузырь, как и мочевой, является мешочком для хранения. Он связан с печенью через желчные протоки, которые также соединяют его с поджелудочной железой и двенадцатиперстной кишкой.
Желчь
Как известно, жиры перевариваются с трудом. Поэтому для расщепления жирных соединений организму нужна максимальная помощь. К таким помощникам относятся соли желчных кислот (например, гликохолат натрия и таурохолат натрия), растворяющие жиры в небольшие капли, расщеплять которые могут липазы.
Если с нашей гепатобилиарной системой что-то не так, мы быстро об этом узнаем. Самым распространенным заболеванием являются желчные камни, которые образуются, когда холестерин затвердевает и откладывается в желчном пузыре в виде камней. Эти камни могут различаться по размеру, форме и количеству, но все виды вызывают серьезные проблемы в организме, поскольку блокируют общий желчный проток, через который поджелудочная железа отправляет пищеварительные ферменты в двенадцатиперстную кишку. Это может привести к воспалению поджелудочной железы (панкреатиту), что может оказаться весьма серьезным заболеванием. На проблемы с печенью или желчными протоками указывают бледный цвет каловых масс и пожелтение белочной оболочки глаз и кожи (желтуха) — из-за накопившегося в крови пигмента билирубина.
К другим компонентам желчи относятся минеральные вещества, нейтрализующие химус, а также холестерин и желчные пигменты, которые придают желчи уникальный желто-зеленый цвет. Эти пигменты образуются в результате распада эритроцитарного гема до биливердина, который затем превращается в желто-коричневый билирубин, окрашивающий и дезодорирующий наши фекалии. Бактерии, живущие в кишечнике, расщепляют билирубин на уробилин, или урохром, который всасывается в кровь и придает моче соломенный цвет.
От желчного пузыря к кишечнику
Как только пища (особенно жирная пища) попадает в двенадцатиперстную кишку, выделяется пептидный гормон холецистокинин (ХЦК), который всасывается в кровь. После того как ХЦК достигает желчного пузыря, гормон стимулирует сокращение пузыря, и желчь выталкивается в пузырный проток. Она проходит по общему желчному протоку и поступает в двенадцатиперстную кишку через сфинктер Одди. Чем выше концентрация желчи, тем лучше она расщепляет жиры.
Название «гепатобилиарная система» образовано от древнегреческого hepat (печень) и французского biliare (желчь).