Биомеханика пищеварительной системы

Пищеварительный аппарат своим назначением имеет принятие пищи извне, механическую и химическую ее обработку и выведе­ние во внешнюю среду неиспользованных пищевых остатков. Конечным результатом этого процесса является перевод пищевых веществ в растворимое состояние и всасывание их в кровь, посред­ством которой они доставляются живым тканям.

Пищеварительный аппарат можно рассматривать как своего рода трубку (общей длиной 10—14 м), начинающуюся краниаль-но — ротовой щелью и заканчивающуюся каудально — задним про­ходом. У человека различают: полость рта, глотку, пищевод,

желудок, тонкую и толстую кишку. Последние четыре отдела вхо­дят в понятие пищевого канала.

Стенки пищевого канала на всем протяжении состоят из трех оболочек: слизистой, обращенной в просвет канала; серозной, по­крывающей органы снаружи; и мышечной.

Мускулатура пищеварительного аппарата служит передвиже­нию принятой пищи в кранио-каудальном направлении, обеспе­чивает перемешивание ее для возможно большего контакта с пи­щеварительными соками и регулирует переход пищевых масс из одного отдела в другой.

Основными функциями пищеварительного аппарата являются секреторная, моторная и всасывательная. Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеваритель­ных соков: слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного соков и желчи. Моторная, или двигательная, функция осуществ­ляется мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивает жевание, глотание и передвижение пищи вдоль пищеварительного тракта, а также выбрасывание непереваренных остатков. Вса­сывание осуществляется слизистой оболочкой желудка, тонких и толстых кишок. Сокращение гладких мышечных волокон стенки желудка обеспечивает моторную, иначе говоря, двигательную функцию желудка. Значение ее состоит в перемешивании содер­жимого желудка и передвижении пищи из желудка в кишку. Пе­ристальтика осуществляется непрерывно с определенным ритмом и скоростью. Так, перистальтика желудка составляет 3 м (3 волны в минуту), а кишечника — 6 м/с, но изменяется при некоторых заболеваниях.

Перистальтика обеспечивает перемешивание, растирание и про­движение химуса. Она обусловлена последовательно смещающи­мися сокращениями и расслаблениями гладкомышечной мускула­туры (циркуляторной и продольной).

При физиологическом исследовании кишечника можно выявить две формы бегущих волн деформации: стоячие волны, наблюдаемые в эксперименте на изолированной кишке (или ее сегменте), и волны, распространяющиеся в продольном направлении, которые вызыва­ют изменения внутриполостного давления и объема кишки.

Наряду с секреторной, органы пищеварительного тракта осу­ществляют также экскретную функцию, состоящую в выделении из организма некоторых продуктов обмена (например, желчных пигментов) и солей тяжелых металлов.

Все функции органов пищеварения подчинены сложным нерв­ным и гуморальным механизмам регуляции.

Схема расположения внутренних органов представлена на рис. 17.35, а, а на рис. 17.35, б представлено моделирование механиче­ских связей.

Продвижение и переваривание пищи в желудочно-кишечном тракте происходит в результате перистальтики желудка и кишок. Перистальтические движения наступают в результате сокращения мускулатуры, происходит как бы волнообразное движение. Эва-куаторная функция желудка связана с перистальтическими сокра­щениями мускулатуры и поступлением пищи в двенадцатиперст­ную кишку.

При нарушении перистальтики возникает метеоризм, колиты и другие нарушения; замедление эвакуации желудочного содер­жимого наблюдается при хронических гастритах.

В норме пустой желудок находится в спавшемся состоянии, а при поступлении пищи — начинается перистальтическая функ­ция. Перистальтика желудка обусловлена тонусом желудочной мускулатуры.

О перистальтике желудка, т. е. о состоянии тонуса мускулату­ры, можно судить по данным рентгенологического исследования, по электрогастрографии или по радиотелеметрии и др.

Желудочно-кишечный тракт, как полый орган с гладкой муску­латурой, функционирует в результате сокращения кишечной мус­кулатуры.

Главные функции кишечника — секреторная, двигательная и вса­сывательная — осуществляются неодинаково в разных отделах.

Секреторная, или пищеварительная, функция в основном осу­ществляется в верхнем отделе тонкого кишечника. Главную роль в выполнении этой функции играют выделяющиеся здесь фермен­ты поджелудочной железы, желчь и др.

Некоторую роль в кишечном пищеварении играют ферменты, выделяемые бактериями, населяющими кишечник. Тонкокишечное пищеварение касается всех групп пищевых веществ — жиров, бел­ков, углеводов, нуклеиновых кислот.

Двигательная функция кишечника. В тонких кишках наблю­дается два вида движений: перемешивающие, способствующие сме­шиванию кишечного содержимого с пищеварительными соками, и перистальтические, при которых происходит сокращение как круговой, так и продольной мускулатуры кишок. Сокращения

круговой мускулатуры совершаются таким образом, что выше пищевого комка она сокращается, а ниже него расслабляется. Это способствует продвижению пищевой массы вперед. Сокращение продольных мышечных волокон вызывает укорочение соответст­вующего участка кишки и как бы надвигание его на пищевую массу,

благодаря чему последняя опять-таки оказывается в более дисталь-ном, т. е. расположенном ближе к толстой кишке участке.

В верхней части тонкой кишки продвижение пищевых масс про­исходит быстро, в нижней — замедляется. Все движения в тонких кишках происходят под влиянием импульсов, возникающих в ауэр-баховском и мейснеровском сплетениях.

Двигательная функция толстой кишки сводится в основном к проталкиванию каловых масс по направлению к заднему прохо­ду. В толстом кишечнике происходит три вида движений: малые и большие маятникообразные движения, при которых происхо­дят перемешивание содержимого и уплотнение его благодаря вса­сыванию жидких частей, перистальтические движения, способствую­щие продвижению каловых масс по направлению к прямой кишке. Все движения в толстых кишках происходят медленнее и реже, чем в тонких.

Поступление каловых масс в прямую кишку влечет за собой де­фекацию. Дефекация является рефлекторным актом, вызываемым раздражением каловыми массами нервных окончаний в слизистой оболочке прямой кишки. Это раздражение проводится к центру, расположенному в поясничной части спинного мозга. При этом воз­никают непроизвольные сокращения прямой кишки при одновре­менном открытии ее сфинктера. К ним присоединяется натужива-ние, заключающееся в произвольном сокращении мышц брюшного пресса. Эти сокращения повышают внутрибрюшное давление и тем самым способствуют лучшему извержению кала. Рефлекс дефе­кации может быть временно подавлен волевым усилием под влия­нием импульса из коры головного мозга.

Расстройства секреторной функции кишечника могут вы­разиться в уменьшении или в увеличении выделения кишечного сока.

Расстройства двигательной функции кишечника выражаются в ускорении или замедлении продвижения содержимого по кишеч­ному тракту. Вследствие ускоренного продвижения кишечного со­держимого жидкие части его не успевают всосаться. В результате этого наступает диарея. При медленном продвижении и длительном пребывании в кишечнике каловые массы сильно уплотняются, в результате чего наступает запор.

Расстройство всасывательной функции кишечника выражается в недостаточном всасывании пищевых веществ в кишках. Эти расстройства зависят либо от слишком быстрого прохождения

содержимого по кишечнику вследствие усиления перистальтики, либо от патологических изменений в кишечной стенке, или наруше­ния кровообращения в ней вследствие сердечной недостаточности, или застоя в системе воротной вены, либо, наконец, от недос­таточности переваривания пищи в кишечнике, что препятствует переходу ее во всасываемую форму.