Содержание
Следует отметить, что, несмотря на большое разнообразие морфофункциональных вариантов развития системы пищеварения, многие признаки у большинства людей достаточно устойчивы и мало изменяются во времени, несмотря на существенные нарушения внешних условий. К числу таких консервативных признаков можно отнести толщину слизистой оболочки желудка и тонкой кишки.
С другой стороны, есть люди, обладающие высокой индивидуальной изменчивостью и функциональных, и структурных признаков в ответ на изменения в питании или при развитии патологического процесса.
Функциональное разнообразие различных структурных и функциональных элементов в системе пищеварения у человека может быть связано с эволюционной адаптацией разных человеческих рас и этнических групп к определенному образу жизни, типу пищевого рациона, к условиям геохимии ландшафтной среды и климата. Характерным примером является закрепление в геноме человека устойчивости некоторых популяций: к питанию молочной пищей в зрелом возрасте, к высокой или низкой обеспеченности животным белком, к различиям содержания в питании витаминов и микроэлементов.
Пищеварительная система ребенка заслуживает особого внимания, поскольку она находится в процессе развития. Следует учитывать и разную скорость становления тех или иных функций пищеварительной системы, которые могут отставать или опережать средние значения, характерные для определенного возраста. Здесь также большую роль играют наследственные и этнические факторы.
Необходимо отметить, что при рождении пищеварительная система ребенка сформирована недостаточно:
- существенно снижено желудочное пищеварение;
- уменьшена активность ферментов полостного пищеварения.
В этот период пищеварение адаптировано к питанию молоком матери, причем важную роль играют ферменты и иммуноглобулины, содержащиеся в материнском молоке, поэтому замена материнского молока даже адаптированными смесями не в полной мере физиологична. Но особенно много проблем возникает при нарушении времени введения в рацион детей новых пищевых продуктов.Это часто выводит пищеварительную систему из состояния равновесия, вызывая клинические симптомы пищевой непереносимости, или может полностью дезорганизовать ее работу, поскольку не учитывается физиологическое состояние пищеварения грудного ребенка и невозможность его быстрой адаптации к новым пищевым веществам.
Особенностью пищеварительной системы человека является избыточная мощность многих ее элементов.
Хорошо известна большая длина кишечника, достигающая у взрослого человека 5—8 м. В пересчете на 1 кг массы тела приходится около 10 см кишки (у новорожденного на 1 кг массы приходится 100 см кишечника), одна эпителиальная клетка тонкой кишки обеспечивает питание примерно 10000 клеток организма. В то же время известно, что всасывание основной доли экзогенных пищевых веществ осуществляется на протяжении первого метра двенадцатиперстной и тощей кишки, в то время как остальные участки кишки несут значительно меньшую функциональную нагрузку. В наиболее активный период пищеварительной деятельности в гидролизе нутриентов участвует менее трети от общего пула энтероцитарных ферментов конечных стадий гидролиза.
Большим избыточным запасом функциональной активности обладает и поджелудочная железа. Она способна выделять на порядок больше ферментов, чем это требуется для адекватного переваривания пищи.
Повышению эффективности пищеварения и всасывания способствуют особенности структурной организации желудка, тонкой и толстой кишки: высокая степень складчатости поверхности, что создает исключительно большую пищеварительную и транспортную поверхность слизистой оболочки (в тонкой кишке она превышает 200 м2), высокая скорость пролиферации и замещения отработанных функциональных элементов (полное обновление кишечного эпителия происходит в течение 5—6 дней).
Система биосинтеза и обновления пула гидролитических ферментов в желудочно-кишечном тракте организована таким образом, что обеспечивает быструю адаптацию к изменению рациона и возможность резервирования при нарушении одного или нескольких ее звеньев.
Однако необходимо учитывать, что все эти показатели чрезвычайно вариабельны и могут существенно различаться у разных людей.
Для функционирования такого сложного и отлаженного механизма, каким является пищеварение, необходимы совершенные системы регуляции, которые представлены и многократно продублированы на нервном, гормональном и субстратном уровнях и способны работать в автономном режиме. В желудочно-кишечном тракте существует достаточно совершенная гормональная регуляция, управляющая процессами пролиферации, биосинтеза, секреции, пищеварения и всасывания, которая настроена и адаптирована к определенному типу и режиму питания. Важная роль принадлежит субстратной регуляции пищеварения, поэтому любые изменения химического состава рациона, его объема, осмолярности, рН и др. вызывают изменения в системе команд, подаваемых на рецепторный аппарат пищеварения. Поломки в работе системы регуляции лежат в основе патогенеза многих заболеваний органов пищеварения.
Еще одним из элементов регуляции пищеварения является морфофункциональная взаимозависимость различных ее элементов, что также создает значительный запас прочности и широкие возможности адаптации при нарушении работы или полном выключении различных отделов желудочно-кишечного тракта.
Например, после резекции желудка или тонкой кишки возникает функциональная гипертрофия дистальных отделов кишечника.
При гипотрофии слизистой оболочки желудка или атрофии желез также, как правило, происходит структурная и функциональная гипертрофия начального отдела тонкой кишки и, наоборот, гипертрофию слизистой оболочки желудка нередко можно наблюдать при снижении толщины слизистой оболочки тонкой кишки и уменьшении активности кишечных гидролаз.
Однако такая морфофункциональная перестройка происходит далеко не всегда. У некоторых людей гипотрофия отмечается во всех отделах желудочно-кишечного тракта. Гиперпластические изменения в слизистой оболочке тонкой кишки и желудка также, как правило, возникают при усилении желчеотделения; при прямом воздействии желчных кислот на слизистую оболочку желудка (при дуоденогастральных рефлюксах) наблюдается обратный эффект.
Важной особенностью физиологии желудочно-кишечного тракта является непрерывность работы. Она усиливается в периоды активного питания и ослабевает, но не прекращается полностью, в межпищеварительном периоде, когда происходит переваривание и всасывание эндогенных субстратов, которые непрерывно секретируются и реутилизируются в желудочно-кишечном тракте.
В то же время для работы системы пищеварения характерна определенная циркадная ритмическая активность, обусловленная режимом питания и суточным ритмом.
Отмечена и «периодическая деятельность» желудочно-кишечного тракта, которая отчетливо проявляется в период голодания и сопровождается всплесками моторной и секреторной активности желудка и других отделов системы пищеварения. При этом скорость продвижения фронта моторных сокращений составляет от 6—8 см/мин в тощей кишке до 2 см/мин — в подвздошной, а весь цикл занимает около 1,5 ч.
Существуют и более медленные ритмы в работе пищеварения, которые можно определить как циклы. Такие циклы прослеживаются в течение года и на протяжении более длительного времени. Они могут быть связаны со сменой времен года, определяться солнечной активностью и иными факторами.
Другим важным элементом работы системы пищеварения является большой объем секреции, в которой участвуют не только специализированные органы (слюнные железы, желудок, Бруннеровы железы, печень и поджелудочная железа), но и сама кишечная стенка.
В кишечнике человека в течение суток всасывается до 8—10 л жидкости, из которых лишь 1,5—2 л поступают с пищей. Практически весь этот объем снова реабсорбируется в кишечнике и с калом в норме выводится около 100 мл жидкости. Из общего количества веществ эндогенного происхождения, выделяемых в желудочно-кишечном тракте, на долю кишечного секрета приходится от 3 до 8 л, в то время как объем панкреатического сока и желчи составляет в сутки около 1,5—2 л и 500 мл соответственно. В желудочно-кишечном тракте человека Na всасывается в 5 раз, а Сl в 6—8 раз больше, чем поступает с пищей. В кишечнике секретируются не только низкомолекулярные вещества и вода, но и белки (в сутки секретируется 120—130 г белка, из них лишь 25 г — это белок, поступающий со слущенными клетками), гликопротеины, липиды, значительная часть которых затем вновь гидролизуется и всасывается из энтеральной среды с экзогенными пищевыми субстратами. В процессе кишечной секреции в просвет кишки и пристеночную зону поступают пищеварительные ферменты, иммуноглобулины, выполняющие здесь защитную функцию, субстрат-связывающие белки, а также широкий класс различных субстратов и метаболитов, которые таким образом удаляются из организма и после гидролиза могут реутилизироваться.