В кишечнике имеется мощная интрамуральная нервная сеть, которую обычно называют «брюшным мозгом», поскольку он связан с головным мозгом, регулирует деятельность пищеварительной системы и воздействует на многие органы и системы. Вероятно, это соответствует действительности, поскольку даже один из элементов желудочно-кишечного тракта – двенадцатиперстная кишка – характеризуется как «гипоталамо-гипофизарная система брюшной полости» (она выполняет пищеварительные, нервные, нейросекреторные и эндокринные функции, а в качестве нейроэндокринного органа в ряде случаев напоминает гипоталамус и гипофиз).

Кстати, основываясь на собственном опыте, могу отметить, что хорошее состояние желудочно-кишечного тракта обеспечивает более тонкое ощущение областью живота маневров истребителя и любых изменений поведения самолета от воздействия органов управления и внешней среды.

Вышеперечисленные функции желудочно-кишечного тракта показывают, сколь велико его влияние на жизнедеятельность организма, а нарушение его нормальной работы ведет к развитию многих заболеваний практически всех органов и систем. Поэтому каждому думающему человеку нужно иметь хотя бы общее представление о строении и функционировании пищеварительного тракта. Такие элементарные знания позволят самостоятельно поддерживать его в должном состоянии и благодаря этому обеспечивать хорошее самочувствие и крепкое здоровье.

В желудочно-кишечном тракте происходит переваривание пищи, перемещение ее по пищеварительному каналу, всасывание в кровь воды, продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов, поступающих с пищей минеральных, лекарственных и других биологически активных веществ, формирование, накопление и выведение из кишечника каловых масс. Все эти процессы объединены общим термином – пищеварение, которое представляет очень сложный процесс физического, химического и ферментативного преобразования пищи.

Физические преобразования пищи заключаются в ее измельчении, перемешивании, набухании, образовании суспензий и эмульсий и в частичном растворении. Такая обработка существенно увеличивает поверхность пищевой массы и повышает ее доступность для действия железистых секретов и пищеварительных ферментов. Перемешивание пищи и ее продвижение по желудочно-кишечному тракту обеспечивается различными видами сокращений мышц пищевода, желудка и кишечника. В пищеводе – тоническими волнами и перистальтическими сокращениями; в желудке – тоническими, перистальтическими и систолическими сокращениями; в тонкой кишке – ритмической сегментацией, маятникообразными, перистальтическими и антиперистальтическими сокращениями; в толстой кишке – маятникообразными, перистальтическими и антиперистальтическими сокращениями. Перистальтика наиболее выражена в двенадцатиперстной, тощей и в конечном участке подвздошной кишки.

Химические и ферментативные преобразования связаны с рядом последовательных стадий расщепления белков, жиров и углеводов до более мелких и простых соединений под действием секретов (слюны, желудочного, панкреатического и кишечных соков и желчи), создающих оптимальную для гидролитических процессов химическую среду (соляная кислота, бикарбонаты), а также под действием выделяемых с секретами пищеварительных ферментов. К этому следует добавить, что желчь, эмульгируя жиры, облегчает их расщепление ферментом липазой.

В результате указанных преобразований из пищеварительного канала через слизистую оболочку всасываются в кровь преимущественно простые и хорошо растворимые химические соединения. В неизменном виде поступают вода, минеральные соли, витамины и некоторые другие органические соединения.

Ферменты (от лат. fermentum – брожение; синоним – энзимы) – это биокатализаторы (соединения, способные многократно ускорять химические реакции). В их состав входят простые или сложные специфические белки, макро-и микроэлементы, витамины и другие вещества. Ферменты отличаются большим разнообразием (науке известно более 2000 ферментов) и присутствуют они в каждой клетке.

Ферменты активно участвуют в переваривании, всасывании и усвоении пищевых веществ, в синтезе и распаде белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других соединений в тканях и клетках любого организма. Кроме того, они обеспечивают дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическую деятельность, размножение и другие функции. Мы же рассматриваем лишь те ферменты, которые участвуют только в пищеварении (в реакции разложения сложных пищевых веществ до более простых соединений).

Пищеварительные ферменты делятся на три основные группы:

1) протеазы – ферменты, расщепляющие белки;

2) липазы – ферменты, расщепляющие жиры;

3) карбогидразы (или амилазы) – ферменты, расщепляющие углеводы.

Названия большинства ферментов складываются из названия тех веществ, которые они разлагают с заменой в названии буквы «о» на «а» и добавлением суффикса – аза. Например, молочный сахар называется лактоза, а фермент, который его разлагает, – лактаза, солодовый сахар – мальтоза, а фермент, его разлагающий, – мальтаза и так далее. В тексте названия ферментов выделены курсивом.

Образуются ферменты в специальных секреторных клетках пищеварительных желез, а затем они поступают в пищеварительный тракт вместе со слюной, желудочным, поджелудочным (панкреатическим) и кишечными соками и желчью. Одни ферменты синтезируются в активном состоянии (амилазы, липазы, нуклеазы), другие – в виде неактивных проферментов (предшественников ферментов – «зимогенов») – (пепсиноген, трипсиноген и др.) или в неактивном состоянии.

Для начала функционирования ферменты активируются специальными процессами с участием коферментов (их роль выполняют витамины группы В, витамины Е, К, С, N), соляной кислоты желудочного сока, ферментов (энтерокиназы, трипсина), гормонов и ряда других веществ. Например, профермент пепсиноген переводится в активное состояние соляной кислотой, а трипсиноген – ферментом энтерокиназой.

Коферменты (коэнзимы) – это низкомолекулярные органические соединения, необходимые в качестве специфических компонентов (кофакторов) для осуществления каталитического действия ряда ферментов.

Действуют ферменты в строго определенных условиях среды (при определенной температуре и кислотности – рН, а именно в кислой, щелочной или нейтральной среде). При этом ферментативная обработка пищи в желудочно-кишечном тракте осуществляется наиболее эффективно только при последовательном действии ферментов пищеварительных секретов, мембранных и внутриклеточных ферментов (пищеварительно-транспортный конвейер).

Для переваривания пищи имеют значение и собственные внутриклеточные ферменты, содержащихся в сырых растительных и животных продуктах. При их употреблении под действием соляной кислоты или желчных кислот активируются их внутриклеточные ферменты и включается механизм «самопереваривания» (индуцированный аутолиз), при котором более 50 % пищи расщепляется этими ферментами. Таким образом, в результате приема сырой пищи (и женского молока грудными детьми) уменьшается секреция пищеварительных соков, снижается нагрузка на секреторный аппарат и уменьшаются энергозатраты на пищеварение. После тепловой кулинарной обработки (при температуре выше 54 °C) процесс самопереваривания становится невозможным, что и происходит, например, при домашнем консервировании, когда перед закладкой в банки свежие овощи и фрукты выдерживают в горячей воде для нейтрализации их ферментов и обеспечения длительного хранения заготовок.

Поступая во все отделы пищеварительного канала, различные ферменты действуют последовательно, расщепляя пищевые вещества до все более простых химических соединений (в соответствии с определенными стадиями пищеварения). То есть многие ферменты способны выполнять свою работу только после предшествующего действия на пищевые вещества других ферментов. Например, если амилаза слюны (устаревшее название птиалин) не расщепит крахмал до декстринов, а последние не преобразуются амилазой поджелудочной железы до мальтозы и изомальтозы, будет невозможен заключительный этап гидролиза углеводов – расщепление их до моносахаридов мембранными ферментами мальтазой и изомальтазой. Из этого вытекает необходимость тщательного пережевывания пищи и соблюдения правильных пищевых сочетаний, чтобы крахмал должным образом расщеплялся амилазой слюны в полости рта и желудке и чтобы не повышалась нагрузка на поджелудочную железу и секреторный аппарат тонкой кишки, которые участвуют в расщеплении углеводов.