Капилляры имеют собственную стенку, образованную двумя типами клеток: эндотелиальными клетками и расположенными между ними звездчатыми ретикулоэндотелиоцитами (клетки Купфера) с длинными отростками, свободно свисающими в просвет капилляра, прикрепленными в различной степени к стенке капилляра с выраженной фагоцитарной активностью (фиксированные макрофаги).
Гепатоциты (печеночные клетки) очень богаты митохондриями (до 1000 и более в одной клетке), элементами зернистого и незернистого эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, полирибосомами и особенно отложениями гликогена. Печеночные клетки располагаются в виде тяжей (печеночные трабекулы) между капиллярами. Печеночные клетки в трабекулах располагаются двумя рядами так, чтобы плазматическая мембрана каждой из них обязательно контактировала с синусоидным и желчным капиллярами. При этом последний не имеет собственной стенки, плазматические мембраны соседних гепатоцитов образуют стенку желчного капилляра. Иными словами, желчные капилляры, по существу, являются расширенными зонами межклеточных щелей. На плазмолемме соседних гепатоцитов, образующих желчный капилляр, имеются небольшие желобки. В то же время в месте перехода межклеточных щелей в желчные капилляры участки плазмолеммы имеют утолщения (замыкательные пластинки), благодаря этому желчные капилляры не сообщаются с другими межклеточными щелями. Желчные капилляры начинаются слепо вблизи центральной вены и направляются к периферии дольки, где переходят в междольковые желчные протоки.
Итак, каждая печеночная клетка одной своей стороной контактирует с просветом желчного капилляра, другой соприкасается со стенкой кровеносного. Поэтому трабекулы не могут одновременно в двух направлениях состоять более чем из двух клеток, это возможно лишь в одном направлении – только в толщину или в ширину. Такое строение способствует осуществлению секреции гепатоцитов в двух направлениях: в желчные протоки желчь, в кровеносные капилляры глюкозу, мочевину, белки, жиры, витамины и т. д.
У ворот печени образуется общий печеночный проток путем слияния правой и левой ветвей, приносящих желчь из соответствующих долей печени. Есть основание считать, что в печени существует суточный ритм ночью преобладает синтез гликогена, днем желчи. В течение суток у человека образуется до 1000 мл желчи. Однако в связи с ритмом питания нет необходимости в постоянном поступлении желчи в двенадцатиперстную кишку. Этот процесс регулируется гуморальными и нервно-рефлекторными механизмами. Компоненты желчи эмульгируют жиры, содержащиеся в пищевых продуктах, тем самым облегчая действие липолитических ферментов, активируют липазу и стимулируют всасывание продуктов переработки жиров.
Желчный пузырь
Желчный пузырь является резервуаром для хранения желчи. Он представляет собой удлиненный мешок длиной 8–12 см, шириной 4–5 см, с расширенным дном, напоминающим по своей форме грушу, емкостью около 40 см3; широкий конец его образует дно, суженный – шейку, переходящую в пузырный проток, по которому желчь попадает в пузырь и выделяется из него. Между дном и шейкой расположено тело пузыря. Складчатая слизистая оболочка выстлана однослойным столбчатым эпителием с исчерченной каемкой из микроворсинок, интенсивно всасывающим воду, поэтому пузырная желчь сгущается в 3–5 раз по сравнению с желчью из общего печеночного протока.
Пузырный проток, соединяясь с общим печеночным, образует общий желчный проток, который направляется вниз, прободает нисходящую часть двенадцатиперстной кишки, сливаясь с протоком поджелудочной железы и открывается на вершине большого сосочка двенадцатиперстной кишки. В месте слияния двух протоков имеется расширение печеночно-поджелудочная ампула. Пучки мышечных волокон окружают конец общего желчного протока в толще стенки кишки, образуя слабо развитый сфинктер ампулы (содой), который препятствует затеканию содержимого двенадцатиперстной кишки в желчный и панкреатический протоки. Выше сфинктера, над местом слияния протока поджелудочной железы с общим желчным протоком имеется еще один мощный сфинктер общего желчного протока, который, собственно, и регулирует приток желчи в двенадцатиперстную кишку.
Печеночная желчь концентрируется в желчном пузыре, пузырная желчь содержит меньше воды, больше желчных кислот, билирубина, холестерина. Желчь выполняет множество важных функций. Она нейтрализует соляную кислоту, инактивирует пепсин, усиливает активность ферментов поджелудочной железы, облегчает расщепление жиров, ускоряет всасывание жирных кислот, предотвращает гниение в толстой кишке.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа, вторая по величине железа пищеварительного тракта (масса 60–100 г, длина 15–22 см), серовато-красного цвета, дольчатая, расположена забрюшинно, перекидывается в поперечном направлении от двенадцатиперстной кишки до селезенки. Ее широкая головка располагается внутри подковы двенадцатиперстной кишки и незаметно переходит в тело, перекинутое поперек I поясничного позвонка, которое заканчивается суженным хвостом, достигающим ворот селезенки. Поджелудочная железа по существу состоит из двух желез. Большая экзокринная часть вырабатывает у человека в течение суток 1500–2000 мл водянистого щелочного панкреатического сока (рН 8,0–8,5) содержащего ферменты трипсин и химотрипсин, участвующие в переваривании белков; амилазу, глюкозидазу и галактозидазу, переваривающие углеводы; липолитическую субстанцию, липазу, участвующие в переваривании жиров; ферменты, расщепляющие нуклеиновые кислоты. Эндокринная часть продуцирует гормоны, регулирующие углеводный и жировой обмен (инсулин, глюкагон, соматостатин и др.). Последняя образована группами клеток, которые располагаются в виде округлых (реже неправильной формы), диаметром ОД—0,3 мм островков в толще железистых эндокринных долек островки Лангерганса. Количество островков у взрослого человека колеблется от 200 тыс. до 1800 тыс. (эндокринная часть описана в разделе «Эндокринные железы», см. с. 256).
Экзокринная часть поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую железу, разделенную очень тонкими перегородками на дольки, в которых тесно лежат ацинусы, образованные одним слоем ацинозных клеток пирамидальной формы, соприкасающихся между собой. Клетки содержат большое количество гранул, содержащих ферменты. Главный проток поджелудочной железы (Вирсунгов) проходит в железе слева направо и открывается на вершине большого сосочка двенадцатиперстной кишки после слияния с общим желчным протоком.
Поджелудочная железа новорожденного очень мала, она весит около 2–3 г. У новорожденных и детей раннего возраста железа отличается обильным кровоснабжением, а также большим абсолютным и относительным количеством панкреатических островков. Так, в 6 месяцев их около 120 тыс. при общей массе железы 2–3,5 г, у взрослого около 800 тыс. при массе 70–100 г.
Функции пищеварительной системы
Пищеварительная система выполняет ряд сложных функций. Главные из них:
1) секреторная выработка железистыми клетками различных пищеварительных соков (слюна, желудочный, кишечный соки, сок поджелудочной железы и желчь), состоящих из воды, ферментов, неорганических веществ;
2) моторно-эвакуаторная, которую осуществляют мышцы пищеварительного тракта, благодаря их деятельности пища измельчается, продвигается в направлении от ротовой полости к прямой кишке и смешивается с пищеварительными соками;
3) всасывательная – перенос продуктов пищеварения, а также воды, витаминов и минеральных веществ во внутреннюю среду организма;
4) экскреторная (выделительная) – удаление непереваренных остатков, а также продуктов метаболизма, солей тяжелых металлов, некоторых токсинов и лекарственных веществ, а также микроорганизмов;
5) эндокринная – выработка эндокринными клетками и некоторыми железами (слюнные, поджелудочная) гормонов и других биологически активных веществ;
6) защитная – защита организма от вредных веществ, микроорганизмов;
7) гемопоэтическая – выработка желудочными клетками внутреннего антианемического фактора, способствующего всасыванию витамина В12 (цианкобаламина), без которого невозможно созревание эритроцитов; депонирование в слизистой оболочке желудка и тонкой кишки, а также в печени ферритина, участвующего в синтезе гемоглобина;
8) рецепторная – слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта богата рецепторами, воспринимающими раздражения.
Пища
Пища, поступающая в желудочно-кишечный тракт человека, состоит из нутриентов собственно питательных веществ, которые всасываются, и балластных веществ, которые не всасываются, но играют важную роль в жизни. В состав продуктов питания входят белки, жиры, углеводы, клетчатка (или целлюлоза), витамины, минеральные вещества, вода.
8) рецепторная – слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта богата рецепторами, воспринимающими раздражения.
Пища
Пища, поступающая в желудочно-кишечный тракт человека, состоит из нутриентов собственно питательных веществ, которые всасываются, и балластных веществ, которые не всасываются, но играют важную роль в жизни. В состав продуктов питания входят белки, жиры, углеводы, клетчатка (или целлюлоза), витамины, минеральные вещества, вода.
Одним из наиболее важных вопросов является калорийность пищи. Каждое пищевое вещество обладает определенной энергетической ценностью, или калорийностью (выражается в ккал на 100 г или по системе СИ в кДж/100 г). При окислении 1 г глюкозы выделяется 3,75 ккал (16,5 кДж) энергии, сахарозы 4 (16,7 кДж), крахмала 4,1 (17,1), животного жира 9,3 (37,0), белка 5,6 (23,4) этилового спирта 7,1 (29,7).
В таблице 8 приведены примерные данные энергозатрат взрослых людей в возрасте от 18 до 40 лет со средней массой тела 70 кг (мужчины) и 60 кг (женщины).
Таблица 8
Примерные энергозатраты в зависимости от характера нагрузки
После 40 лет энергозатраты, как правило, уменьшаются: от 40 до 49 лет на 5 %, от 50 до 59 лет – еще на 5 %, каждые последующие 10 лет – на 10 %.
Предельная интенсивность обменных процессов у мужчин составляет около 20000 кДж/сут (4800 ккал), у женщин 15500 кДж (3700 ккал). Этот предел не следует превышать при условии постоянного выполнения чрезвычайно тяжелой работы в течение ряда лет. Для видов спорта, требующих выносливости, эти цифры не должны превышать 4200 кДж/ч (1000 ккал/ч).
В первые 6 мес. беременности ежедневно следует добавлять 400 кДж (96 ккал); в последние 3 мес. – 900–1000 кДж (215–239 ккал) ежедневно; при кормлении грудью – 2100 кДж (500 ккал) ежедневно. В детском, подростковом и юношеском возрасте энергозатраты зависят и от возраста. В период второго детства энергозатраты около 2200–2500 ккал, в периоде энергичного роста у подростков они возрастают до 3000 ккал.
Увеличение энергозатрат при умственной работе связано с рефлекторным увеличением мышечного тонуса.
Подавляющее большинство людей в наше время малоактивны, их энергетические затраты составляют не более 2300–2700 (м), 1800–2000 (ж) ккал/сут.
Современные исследования позволяют считать, что 12–15 % калорийности пищи должны составлять белки (из них 50 % животные), 30–35 % жиры и 50–55 % углеводы. Суточные потребности взрослого человека, детей и подростков в нутриентах представлены в табл. 9, 10.
Таблица 9
Физиологические потребности детей и подростков в пищевых веществах и энергии
Таблица 10
Средняя суточная потребность взрослого человека в пищевых веществах и энергии
Полноценное питание предусматривает наличие в пище всего набора необходимых человеку веществ в соответствии с научно обоснованными потребностями. Подчеркнем: научно обоснованными.
Зачастую данные о потребности в тех или иных веществах базируются на традиции или авторитете того или иного ученого и кочуют из одной книги в другую. Совершенно правы американские специалисты по питанию, говоря: «Одним из основных источников путаницы в вопросах современной диеты является избыток дезинформации о питании, которая значительно превосходит объем действительных знаний по вопросу о питании… многие… пренебрегают наукой о питании в пользу последней моды» («Безвредность пищевых продуктов»).
Если исходить только из калорийности пищи, то одни пищевые продукты вполне можно заменить другими. Однако это не так, ибо, помимо энергетической, пища выполняет и важнейшую пластическую функцию, влияет на все функции организма.
Соотношение белков, жиров и углеводов в полноценном рационе должно доставлять 1:1,2:4,6, при этом 1000 ккал (4184 кДж) пищевые продукты должны включать 30 г белка, 37 г жиров и 137 г углеводов. Недостаточность питательных веществ приводит к уменьшению массы тела, снижению работоспособности, нарушению роста и развития организма, угнетению восстановительных процессов, многим заболеваниям.
Белки
Белки, поступающие в организм с пищей, используются для:
• роста (построения клеточных структур, клеток и тканей);
• восстановления (регенерации) структур на всех иерархических уровнях;
• синтеза ферментов, белков, гормонов, гемоглобина, миоглобина;
• энергетических нужд;
• создания буферных систем, участвующих в поддержании постоянства рН внутренней среды.
Для организма очень важен состав его аминокислот, среди которых имеются заменимые и незаменимые. Человек должен получать необходимое количество незаменимых аминокислот (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин). Детям наряду с ними необходим и гистидин. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты в оптимальных количествах и соотношениях, являются полноценными и сбалансированными. Это белки яиц, печени, молока и молочных продуктов (кроме сливок, сметаны и сливочного масла), рыбы, мяса, птицы. Некоторые белки содержат все аминокислоты, но одни из них в избытке, а другие в недостаточном количестве, эти белки называют полноценными, но несбалансированными. Это белки зерновых культур (кроме кукурузы), сои, овощей, мяса, богатого сухожилиями и фасциями. К неполноценным белкам, в которых отсутствуют те или иные незаменимые аминокислоты, относят белки бобовых растений (кроме сои), кукурузы и желатины.
ВНИМАНИЕ
Эталонный белок – яичный.
Содержание белка в различных продуктах существенно варьирует.
Основными источниками белков являются следующие продукты: молоко и молочные продукты, мясо и рыба, птица и зернобобовые растения (фасоль, горох, чечевица, соя). Избыточный прием естественных источников белка не приводит к патологическим явлениям, кроме случаев повышенной чувствительности или аллергии.
Растительные белки имеют пониженную биологическую ценность по сравнению с животными. Большинство растительных белков бедны многими незаменимыми аминокислотами.
Правильная комбинация растительных и животных продуктов может обеспечить требуемый уровень незаменимых аминокислот. Белковая недостаточность возникает в тех случаях, когда пища содержит недостаточное количество отдельных аминокислот.
Одним из важнейших вопросов современной науки о питании является нормирование белка. Современная норма составляет 1,01 г белка на 1 кг массы тела. В рационе детей и подростков количество белка должно составлять 1,2–1,5 г/кг в сутки. Для взрослого (усредненного) человека надежный (безопасный) уровень белка составляет 55–60 г в сутки. Однако это количество должно быть увеличено при физической нагрузке, стрессе и т. д. Так, следует получать дополнительно 10 % белка при легких инфекционных заболеваниях, травмах, огорчениях, заботах, бессоннице). При воздействии высокой температуры окружающей среды человек дополнительно теряет с потом большие количества азота вследствие разрушения белка. Тяжелая физическая работа требует потребления свыше 1 г белка на 1 кг массы тела в сутки. При беременности и особенно при кормлении у женщин резко возрастает потребность в белке.
Жиры (липиды)
Жиры (липиды) входят в состав большинства пищевых продуктов. Ими особенно богаты мясо, птица, молоко и молочные продукты, растительные масла. Жиры являются важным источником энергии, в одном грамме жира запасено в два раза больше энергии, чем в грамме углеводов. Жир защищает организм от холода. Именно в жирах содержатся жирорастворимые витамины (A, D, Е, К). Жиры и жирорастворимые вещества придают вкус и аромат пищевым продуктам. Жиры замедляют процесс пищеварения, что предотвращает ощущение голода.
Основными компонентами жиров являются жирные кислоты молекулы с длинной цепью, образованной атомами углерода и водорода. Жирные кислоты отличаются длиной цепи и насыщенностью водородом. Различают насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты, которые содержатся в основном в животных продуктах, при комнатной температуре твердые, ненасыщенные жидкие, причем они тем более жидкие, чем они более ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты не содержат двойных связей, ненасыщенные содержат от одной (мононенасыщенные) до шести (полиненасыщенные) двойных связей.
Нормальная жизнедеятельность организма невозможна без поступления с пищей незаменимых жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека. Это олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты. Они содержатся в растительных маслах. Рацион человека должен содержать от 80 до 100 г жиров в сутки (1,2–1,3 на 1 кг массы тела), в том числе 30–35 г растительного масла, содержащего около 10 г полиненасыщенных жирных кислот.