Толстый кишечник и его роль в питании
Из тонкого кишечника непереваренные и невсосавшиеся пищевые массы переходят в толстый кишечник (рис. 52). Он имеет длину около 2 м и включает в себя три отдела: слепую, ободочную и прямую кишки. Между тонким и толстым кишечником находится специальный клапан, пропускающий пищевые массы порциями и только в одном направлении. Железы стенок толстого кишечника (рис. 53) ферментов не вырабатывают, но выделяют слизь, необходимую для формирования каловых масс — кала.
Во время приёмов пищи, которые у большинства людей происходят 3—4 раза в день, стенки ободочной кишки усиленно сокращаются, проталкивая содержимое в прямую кишку. Это происходит в тот момент, когда в желудок поступает новая порция пищи и требуется освободить место в толстом кишечнике. Вот поэтому сразу после плотной еды в животе может слышаться глухое урчание.
Поступившие в прямую кишку каловые массы на 70% состоят из воды, а всё остальное — остатки непереваренной пищи (главным образом клетчатки) и бактерии. Их передвижение по толстому кишечнику осуществляется примерно 12 ч. За это время происходит частичное всасывание из них воды и растворённых в ней веществ.
В содержимом толстого кишечника находится огромное количество бактерий, вызывающих распад клетчатки и непереваренных белковых молекул. Бактериальная флора, живущая в кишечнике, выделяет целый ряд жизненно необходимых человеку витаминов: К, Е, группы В. При расщеплении белковых продуктов образуется целый набор ядовитых веществ: фенолы, индолы, скатолы. Все эти вещества обезвреживаются при прохождении крови через печень. Процессы брожения и гниения, происходящие в толстом кишечнике, должны быть строго сбалансированы, иначе могут развиваться болезни желудочно-кишечного тракта.
Таким образом, непереваренные остатки пищи формируют кал, 1/3 часть которого составляют микроорганизмы. Через прямую кишку каловые массы удаляются наружу. Опорожнение прямой кишки — дефекация — является сложным рефлекторным актом, находящимся под контролем головного мозга.
Моя лаборатория
Нарушение работы толстого кишечника У предков человека слепая кишка и её вырост — аппендикс — были значительного размера и более активно участвовали в процессах переваривания растительной пищи. У современного человека аппендикс не играет большой роли в пищеварении, но он участвует в формировании иммунитета, и его функции ещё мало изучены. Воспаление аппендикса называют аппендицитом. При этом заболевании наблюдается боль в правой половине живота, повышение температуры тела. Нужно немедленно обратиться к врачу, так как аппендикс может разрушиться, и тогда воспаление распространится по всей брюшной полости и возникнет перитонит, смертельно опасный для человека. Пока диагноз неясен, больному нельзя давать слабительное, делать тёплые компрессы или прикладывать к больному месту грелку. Кроме того, нужно воздержаться от еды.
В организме здорового человека можно обнаружить более 300 видов микроорганизмов. Большую их часть составляют бактерии, обитающие в кишечнике и влияющие на процессы пищеварения. Формирование нормальной микрофлоры кишечника начинается одновременно с рождением ребёнка. К сожалению, вместе с воздухом, пищей и водой в организм человека проникают и болезнетворные бактерии, которым противостоят две группы полезных бактерий: бифидобактерии и лактобактерии. Первые обеспечивают защиту организма от гнилостных и болезнетворных микробов, подавляя их развитие. Вторые «следят», чтобы количество условно патогенных микробов не превышало допустимых норм (то есть когда эти микробы начнут причинять вред организму), а также контролируют процессы восстановления слизистой оболочки пищеварительного тракта. Кроме того, в кишечнике человека присутствуют кишечные палочки — бактерии, которые являются барьером для развития патогенной флоры, препятствуют развитию кишечных инфекций, облегчают работу пищеварительных ферментов в кишечном тракте.
Нарушение микробного равновесия в кишечнике называют дисбактериозом. При его проявлении развиваются гнилостная или бродильная флора, микроскопические грибы и другие микроорганизмы, нехарактерные для организма человека. В результате могут начаться воспалительные процессы: продолжительные аллергические реакции даже на самые обычные продукты питания, дисфункция кишечника, печени, поджелудочной железы, эндокринной системы и т. п. При появлении первых признаков дисбактериоза следует проконсультироваться у врача-специалиста.
Новые понятия
Всасывание. Ворсинки тонкого кишечника. Толстый кишечник. Кал
Ответьте на вопросы
1. Что такое всасывание питательных веществ? 2. Какова роль ворсинок в процессе всасывания веществ?
3. Чем различаются процессы всасывания воды и продуктов расщепления белков, жиоов и углеводов?
4. Какие процессы, связанные с питанием, происходят в толстом кишечнике?
ПОДУМАЙТЕ!
Какое значение для пищеварения человека имеет то, что внутреннюю поверхность ротовой полости выстилает многослойный эпителий, а поверхность кишечника — однослойный?
Регуляция жизнедеятельности
Согласованная работа организма управляется нервной системой и железами внутренней секреции (гуморально). Они работают как единое целое — нейрогуморальная регуляторная система. В чём же разница между нервной и гуморальной регуляциями?
Нервная регуляция осуществляется очень быстро: к органу по нервным клеткам приходят электрические сигналы, называемые нервными импульсами. Вот эти-то нервные импульсы или усиливают работу органа, или тормозят её. Электрические сигналы распространяются по нервам с огромной скоростью (до 100 м/с), но действуют только в тот момент, когда подходят к органу, то есть их эффекты краткосрочны.
Гуморальная регуляция (от лат. гумор — жидкость) происходит при помощи особых веществ — гормонов (от греч. хормао — привожу в движение, возбуждаю), чаще всего выделяемых специальными железами. Эти вещества разносятся кровью по всему организму и способны, взаимодействуя с клетками различных органов, регулировать их работу. Конечно, на выработку этих веществ и их перенос с током крови требуется больше времени, чем на распространение нервных импульсов, поэтому гуморальная регуляция более медленная по сравнению с нервной. Но зато воздействие этих веществ на работу органов и тканей более продолжительно.
Нервная регуляция осуществляется в соответствии с рефлекторным принципом. Рефлекс — это ответная реакция организма на какое-либо воздействие, происходящая при участии нервной системы. Примером может служить отдёргивание руки от горячего предмета. Путь, по которому осуществляется рефлекс, называют рефлекторной дугой (рис. 11). Он представляет собой последовательно соединённую цепочку нервных клеток — нейронов: чувствительных, вставочных и двигательных. Для осуществления рефлекса необходима целостность рефлекторной дуги. Выключение её звена ведёт к исчезновению рефлекса.
Проявление рефлекса вызывается раздражением специальных нервных клеток — рецепторов и выражается в работе каких-либо исполнительных (рабочих) органов — эффекторов. Чаще всего это мышцы или железы.
Моя лаборатория
Лабораторная работа
Проведите самонаблюдение
Исследуйте проявление простейших рефлексов у взрослого человека. Наиболее ярко наблюдаются следующие рефлексы: надбровный, мигательный и коленный. Для проведения исследования используйте неврологический молоточек (можно использовать молоточек из детского конструктора, покрытый тканью, или карандаш с закреплённым на его конце ластиком).
Надбровный рефлекс. Возникает при ударе неврологическим молоточком по краю надбровной дуги. В ходе исследования испытуемый сидит. Экспериментатор прикасается ластиком, закреплённым на конце карандаша, к краю надбровной дуги испытуемого. Ответная реакция — смыкание век.
Мигательный рефлекс. Работа проводится в парах. Испытуемый сидит. Экспериментатор делает хлопок перед лицом испытуемого. Ответная реакция — смыкание век
Мигательный рефлекс возникает также при осторожном прикосновении ваткой либо мягкой бумагой к роговице над радужной оболочкой.
Коленный рефлекс. Возникает при ударе молоточком по плотной связке надколенника ниже коленной чашечки
Для его определения испытуемому предлагают сесть на стул и положить ногу на ногу. Экспериментатор наносит лёгкий удар неврологическим молоточком по сухожилию четырёхглавой мышцы ноги. 19 Ответная реакция — сокращение мышцы бедра и разгибание голени. Повторите эксперимент с другой ногой и сравните рефлексы.
Дополнительный материал для углублённого изучения
Все структуры рефлекторной дуги образованы возбудимыми клетками, способными изменять процессы своей жизнедеятельности под влиянием внешних или внутренних воздействий. Они осуществляют свои функции благодаря электрическим процессам, протекающим в них. Дело в том, что в обычном состоянии мембраны клеток изнутри заряжены отрицательно, а снаружи положительно. Разница зарядов на наружной и внутренней поверхности клеточной мембраны создаёт так называемый потенциал покоя. При воздействии на клетку раздражителя достаточной силы она возбуждается и переходит в состояние физиологической активности. При этом происходит смена зарядов на поверхностях клеточной мембраны и возникает потенциал действия. Этот электрический потенциал, возникающий сначала на небольшом участке клеточной мембраны, способен распространяться по всей поверхности клетки. Именно в этом состоянии нейроны начинают проводить нервные импульсы, мышечные клетки начинают сокращаться, а железистые осуществлять секрецию.
Возбудимые клетки рефлекторной дуги соединяются в цепочки благодаря особым информационным мембранным контактам — синапсам. 13 В настоящее время установлено, что проведение возбуждения через синапс может иметь или химическую, или электрическую природу.
Гомеостаз и стресс. Организм человека, как и любого другого живого существа, представляет собой единое целое: все его системы и органы работают согласованно для поддержания гомеостаза. Представим себе, что человек сдаёт какой-то трудный экзамен. Естественно, он волнуется, желая сдать этот экзамен как можно лучше, и системы организма меняют свою работу. Такое состояние, когда организм напряжён, называют стрессом. Стресс может возникать по самым различным причинам: боль, радость, страх, физическая нагрузка и т. д. Однако в людом случае при стрессе усиливается кровоснабжение мышц (вдруг придётся убегать) и мозга (возможно, придётся решать трудные задачи), учащается дыхание (организму потребуется больше кислорода), ускоряются все процессы регуляции жизнедеятельности (нужно быстро реагировать на происходящее вокруг). А вот работа пищеварительной системы при стрессе тормозится, чтобы не мешать активной деятельности других систем.
Если же человек находится в состоянии покоя (смотрит телевизор, читает книгу или спит), то наблюдается обратная картина: давление крови снижается, частота сокращений сердца уменьшается, дыхание делается более редким, мышцы расслабляются. А вот процессы переваривания пищи в этот момент протекают активно, и усиливается прилив крови к желудку и кишечнику.
Новые понятия
Гомеостаз. Нейрогуморальная регуляция. Рефлекс. Рефлекторная дуга. Рецептор. Эффектор
Ответьте на вопросы
1. Охарактеризуйте проявление основных жизненных свойств у человека на клеточном и организменном уровне. 2. Что такое гомеостаз и что лежит в его основе?
3. В чем выражается нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности человека?
Выполните задание
Подготовьте сообщение о рефлексах человека.
ПОДУМАЙТЕ!
Почему виды регуляции нельзя противопоставлять друг другу?
Барьерная роль печени
Всосавшиеся через стенки кишечника питательные вещества с током крови прежде всего попадают в печень. В клетках печени вредные для здоровья вещества, случайно или преднамеренно попавшие в кишечник, разрушаются. При этом прошедшая через капилляры печени кровь почти не содержит ядовитых для человека химических соединений. Эта функция печени получила название барьерной.
Например, клетки печени способны разрушать такие яды, как стрихнин и никотин, а также алкоголь. Однако многие вещества наносят печени вред, приводя её клетки к гибели. Печень — один из немногих органов человека, способных к самовосстановлению (регенерации), поэтому некоторое время она может выносить злоупотребления табаком и алкоголем, но до определённого предела, за которым следует разрушение её клеток — цирроз печени и смерть.
Печень также является хранилищем глюкозы — самого главного источника энергии для всего организма, и особенно мозга. В печени часть глюкозы превращается в сложный углевод — гликоген. В виде гликогена запас глюкозы хранится до тех пор, пока её уровень в плазме крови не понизится. Если это происходит, гликоген снова превращается в глюкозу и поступает в кровь для доставки ко всем тканям, а главное — к мозгу.