Пищеварение
Зачем мы перевариваем пищу?
Причина, по которой люди переваривают пищу, проста: расщепление больших частиц пищи на молекулы помогает нашему желудочно-кишечному тракту усваивать питательные вещества, содержащиеся в продуктах. Длина пищеварительного канала, который тянется от рта до ануса, у человека примерно 10 метров. Он сформирован гладкими мышцами, которые автоматически проталкивают переваренную пищу дальше по каналу (этот процесс называется перистальтика; подробнее мы расскажем ниже). В двух словах, переваривание продуктов начинается во рту, а продолжается в желудке и кишечнике; там пищу переваривают ферменты, которые выделяются поджелудочной железой. Питательные вещества из переваренной пищи всасываются стенками кишечника и, поступив в кровь, отправляются в печень, которая подготавливает нутриенты для немедленного использования или накапливает их на будущее.
Что такое пищевод?
Когда вы совершаете глотательные движения, вы проталкиваете пищу по длинной трубке под названием пищевод. Его работа регулируется хрящевым клапаном над входом в гортань (он называется надгортанник). Этот клапан находится рядом с дыхательным горлом (трахеей), которое ведет в легкие. Когда вы сглатываете, надгортанник закрывается, чтобы пища не попала в дыхательное горло. Если вы поперхнулись, значит, надгортанник не успел вовремя закрыться, и с помощью кашля организм пытается удалить еду из трахеи.
Какие функции выполняет желудок человека?
В отличие от некоторых животных, у людей всего один желудок, который занимает от 17 до 21 % всего объема желудочно-кишечного тракта. На самом деле он представляет собой камеру, в которой происходит смешение (объединяются и разжижаются продукты, которые мы едим) и накопление (регулируется то, что потом попадет в тонкий кишечник). Желудок помогает переваривать пищу и подготавливает ее для перехода в тонкий кишечник, в котором будут всасываться питательные вещества. Как правило, это путешествие в одну сторону: кардиальный сфинктер не позволяет пище подняться из желудка обратно в пищевод (в противном случае у нас возникает ощущение, которое многим известно как изжога или кислотный рефлюкс). В нижней части желудка есть еще один сфинктер (пилорический), который удерживает пищу внутри достаточно долго, чтобы она переварилась, и не дает ей попасть в тонкий кишечник раньше времени.
Слизистая оболочка желудка выделяет желудочный сок, в состав которого входит соляная кислота — достаточно крепкая, чтобы расщепить мясо и убить большую часть болезнетворных бактерий, которые могут находиться в пище. В какой-то степени это еще один способ, с помощью которого организм дезинфицирует продукты питания (хотя не все бактерии умирают в желудке — некоторые попадают в кишечник и участвуют в усвоении питательных веществ; подробнее о кишечных бактериях мы расскажем в этой главе). Вместе с соляной кислотой в желудке выделяются ферменты пепсин (фермент, расщепляющий белки) и липаза (фермент, помогающий переваривать жиры). Кислота и ферменты превращают твердую пищу в жидкую, благодаря чему в желудке образуется пищевая кашица под названием химус.
Почему соляная кислота не разъедает желудок?
Соляная кислота вырабатывается внутренней оболочкой желудка. В условиях химической лаборатории значение pH этой кислоты равно 2, то есть она очень кислая, но в желудке ее кислотность меньше — pH равен примерно 4 или 5. Несмотря на такую «мягкость», желудку все равно необходимы средства для защиты слизистой оболочки. К ним относятся эпителиальные клетки (клетки покрытия), которые образуют защитный слизистый слой. Эти клетки выделяют щелочной раствор (раствор двууглекислой соли); его высокий показатель pH (выше 7) нейтрализует кислоту, защищая желудок от едких пищеварительных ферментов.
Что такое язва желудка?
Язва желудка возникает, когда «слизистая оболочка желудка ест сама себя». Такой диагноз часто означает, что желудочный сок попал на ткани желудка, которые находятся под защитным слизистым слоем. Это приводит к болям в желудке, как правило, в течение двух-трех часов после еды или на пустой желудок. Иногда боль утихает, если пациент принимает противокислотные средства. Несколько десятилетий назад считалось, что язва возникает только из-за стресса и тревоги: якобы стресс способствует скоплению в желудке кислоты, которая буквально проедает в нем дыры. Сегодня ученым стало известно несколько дополнительных причин возникновения язвы, например, тяжелая степень алкоголизма, курение, наследственная предрасположенность, хирургическое вмешательство и даже злоупотребление медицинскими препаратами, которые отпускаются без рецепта, вроде нестероидных противовоспалительных средств, таких как аспирин и ибупрофен.
Но язва желудка отличается от еще одной язвенной болезни, которая развивается из-за бактерий, разрушающих природную защиту желудка. Сегодня ученым известно, что в 90 % случаев причина этой болезни — она называется язва двенадцатиперстной кишки (поскольку желудочный сок разъедает слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки) — это бактерия хеликобактер пилори (Helicobacter pylori). В основном язвенные болезни, возникающие из-за бактерий, лечатся антибиотиками и/или ингибиторами протонного насоса, которые помогают вылечить язву и предотвратить ее повторное появление. Людям, которые предрасположены к развитию язвы, рекомендуется снизить потребление кофеина, алкоголя и по возможности других раздражающих желудок веществ, таких как аспирин и другие противовоспалительные препараты.
Почему урчит в животе и что вызывает отрыжку?
Причин урчания в животе и отрыжки (рыгания) очень много. Чаще всего в животе урчит из-за голода или в предвкушении трапезы: желудок проталкивает по желудочно-кишечному тракту сжатый воздух, который производит подобные звуки. Отрыжка представляет собой смесь воздуха и слюны и возникает из-за голода, напряжения или образования газов во время брожения пищи в кишечнике в основном из-за кишечных бактерий. Иногда мы рыгаем, даже если не ели, — все из-за того, что верхняя часть желудочно-кишечного тракта стремится избавиться от газа (воздуха), который мы проглотили в течение дня, или от газов в кишечнике. Еще одна причина отрыжки — воздух, который мы проглатываем вместе с пищей. Если вы много рыгаете после еды, вам стоит снизить скорость потребления пищи, ведь из-за быстрого заглатывания в желудочно-кишечный тракт попадает больше воздуха. Еще один совет: попробуйте расслабиться до, во время и после приема пищи.
Какие натуральные пищеварительные соки вырабатываются в желудочно-кишечном тракте?
Натуральных пищеварительных соков, которые помогают расщеплять продукты питания в желудке, а также участвуют в усвоении питательных веществ, очень много. Протеаза, например, расщепляет белки; липаза — жиры; кишечный секрет, который выделяется кишечными железами, содержит фермент, способствующий распаду углеводов и белков, и некоторые ферменты, расщепляющие жиры; а амилаза помогает в распаде крахмала и гликогена.
Как желудочно-кишечный тракт проталкивает пищу дальше?
Главный орган, который проталкивает пищу по желудочно-кишечному тракту, — это тонкий кишечник. Его внутренняя поверхность состоит из сотен складок, покрытых постоянно движущимися, похожими на пальчики отростками или ворсинками, они проталкивают пищу по кишечнику. Этот процесс называется перистальтика. Ворсинки, в свою очередь, состоят из сотен клеток, каждая из которых покрыта микроскопическими движущимися волосками под названием микроворсинки. Микроворсинки задерживают молекулы питательных веществ и отправляют их клеткам организма для усвоения. Когда пищевые отходы попадают в толстый кишечник, мышцы проталкивают их дальше в прямую кишку, чтобы организм мог избавиться от шлака.
В какое время суток мы лучше усваиваем питательные вещества?
Согласно большинству внушающих доверие исследований, нет такого времени суток, когда организм усваивает витамины и минералы наиболее эффективно — этот процесс остается неизменным и рано утром, и поздно вечером. Естественно, бывают и исключения, например, если вы находитесь под наблюдением лечащего врача и вынуждены принимать кальций в виде добавок — распространенное явление среди беременных женщин, женщин в период после наступления менопаузы, а также вегетарианцев и веганов, — карбонат кальция нужно потреблять вместе с пищей, поскольку желудочный сок помогает в усвоении этого минерала. Здесь тоже есть свои исключения: например, если вы пьете тироидные препараты, вам нельзя потреблять кальций до или сразу после принятия таблетки, поскольку он мешает усвоению тироидных лекарств. А если лечащий врач назначает вам добавки, содержащие железо, — частое назначение для женщин с обильными менструальными выделениями, а также для некоторых вегетарианцев и веганов, — принимать эти добавки нужно на пустой желудок и запивая водой, поскольку пища может снизить его усвояемость на 30 %. Полезно принимать их и вместе с витамином С, который помогает организму усваивать железо.
Как организм усваивает питательные вещества?
В течение 3–4 часов после приема пищи организм начинает усваивать питательные вещества. Первый орган, в котором начинается их всасывание, — это тонкий кишечник, оттуда питательные вещества поступают в кровь. Длина тонкого кишечника среднестатистического человека примерно 6 м, таким образом, площадь поверхности всасывания равна почти четверти футбольного поля! Тонкий кишечник состоит из трех частей: двенадцатиперстной кишки (длиной примерно 30 см), тонкой кишки и подвздошной кишки. Легкорасщепляемые или водорастворимые питательные вещества всасываются в верхней части тонкого кишечника. В двенадцатиперстной кишке усваиваются кальций, витамин А и витамины группы В, тиамин и рибофлавин; в тонкой кишке всасываются жиры, в подвздошной кишке — витамин В12. После того как питательные вещества попадают в кровь, они отправляются в печень, и печень подготавливает их для немедленного использования или накапливает на будущее.
Какие функции выполняет толстый кишечник?
У толстого кишечника (толстая кишка) три функции: удаляет непереваренную пищу (отходы, которые остаются после усвоения нутриентов), выводит лишнюю воду (90 % всей потребляемой нами воды — даже той, что в пище, — всасывается в обоих кишечниках) и участвует в усвоении питательных веществ с помощью бактерий, которые в нем содержатся. В толстый кишечник могут попасть продукты, для переваривания которых нужно много времени, в этом случае именно он и усваивает содержащиеся в них питательные вещества. К тому же в толстую кишку отправляется основная часть клетчатки, которая не расщепляется в желудочно-кишечном тракте. Небольшое количество клетчатки переваривается бактериями, которые превращают ее в глюкозу, но бóльшая часть удаляется из организма. Эти пищевые волокна очень важны, они «тренируют» толстую кишку, помогая поддерживать здоровье и тонус мускулатуры кишечника.
Если клетчатка полезна для пищеварения, какова ее суточная норма?
По мнению большинства диетологов, чтобы наша пищеварительная система работала правильно, нам следует ежедневно потреблять определенное количество клетчатки, но только в том случае, если наш организм в состоянии ее перерабатывать. Какова же тогда суточная норма клетчатки? Институт медицины США — организация, осуществляющая консультирование на основе научных фактов по вопросам медицины и здоровья, по данным на 2012 год опубликовала следующие рекомендации насчет ежедневного потребления клетчатки взрослыми (о клетчатке — в главе «Основы питания: макронутриенты и непитательные вещества»):
Рекомендуемая суточная норма клетчатки
| Мужчины | 38 г | 30 г |
| Женщины | 25 г | 21 г |
Зачем нужны бактерии в желудочно-кишечном тракте?
Все люди рождаются с «пустым» кишечником, но примерно через две недели после рождения наш желудочно-кишечный тракт колонизирует огромное множество «хороших» бактерий (они не похожи на «плохие» бактерии, которые вызывают пищевое отравление). Эти крошечные создания живут внутри нас на протяжении почти всей нашей жизни, а их численность возрастает или снижается в зависимости от того, что мы едим, в каком состоянии находится наше здоровье и принимаем ли мы антибиотики. Ученые установили, что внутри и снаружи нашего организма живет порядка ста триллионов бактерий и бóльшая часть из них находится в желудочно-кишечном тракте (в частности, в тонком и толстом кишечнике). Общий вес бактерий в кишечнике здорового человека составляет от 0,5 до 1 кг.
Эти разнообразные бактерии не должны вызывать у вас отвращения — они живут внутри нас по очень важной причине: помогают нам усваивать питательные вещества, необходимые для выживания. А если наша иммунная система находится в отличном рабочем состоянии, эти бактерии будут защищать желудок от «плохих» микробов, которые в противном случае начнут быстро размножаться. Полезные бактерии хорошо размножаются в кишечной среде, куда не проникает солнечный свет и кислород, и едят непереваренную нами пищу. Они участвуют в синтезе некоторых важных питательных веществ (например, биотина и витамина К), которые нужны организму для поддержания здоровья. (О бактериях и здоровье желудочно-кишечного тракта — в главе «Аллергии и болезни, связанные с питанием».)
Правда ли, что у желудка есть память?
Да, оказывается, у желудка действительно есть память, хотя и не похожая на ту, которой обладает головной мозг. Желудок часто называют кишечным мозгом. Он состоит примерно из 500 млн нервных клеток, которые не только контролируют мышечные сокращения, продвигающие пищу из желудка в тонкий кишечник, но и контактируют с головным мозгом, благодаря чему мы всегда знаем, сыты мы или голодны. Ученые-нейрогастроэнтерологи считают, что кишечный мозг развился у нас для осуществления автоматического пищеварения без «посредника», а именно спинного мозга.
В чем причина метеоризма?
Метеоризм бывает не только у людей — это явление возникает в организме практически всех живых существ, от собаки или кошки до змеи. Но в случае с людьми, которые выбрасывают в атмосферу газ метан, это явление часто связано с потребляемой пищей и бактериями, которые вступают с ней в контакт. Если вы едите фрукты, овощи, цельнозерновые и другие продукты с высокой питательной ценностью, метеоризм может оказаться ценой, которую вы платите за полноценное питание!
В большинстве случаев газ образуется в процессе ферментации кишечными бактериями определенных продуктов. Например, если вы едите определенные виды бобов, образование газов начинается, когда углеводы под названием олигосахариды попадают в толстую кишку. Происходит это потому, что кишечник не в состоянии как следует переварить эти молекулы самостоятельно, зато это могут сделать бактерии, и в процессе переваривания олигосахаридов они выделяют газ как побочный продукт. Другие продукты, которые приводят к образованию газов, — фрукты и овощи, например брокколи, капуста, кукуруза, дыня и перец. Причиной метеоризма также могут быть некоторые патологии; например, у людей с непереносимостью лактозы и глютена часто наблюдается вздутие живота и метеоризм, если они употребляют в пищу продукты с высоким содержанием лактозы или глютена соответственно.
Какая бактерия влияет на уровень нервозности и депрессии?
Недавно ученые выяснили (хотя исследования проводились только на мышах), что определенный вид бактерий может в конечном итоге помочь в лечении нервозности и депрессии у людей. Они кормили мышей лактобактериями рамнозус (Lactobacillus rhamnosus) — бактериями, которые также содержатся в предназначенных для человека добавках, обогащенных пробиотиком, — и симптомы нервозности и депрессии у мышей начали исчезать. Ученые считают, что эта бактерия воздействует на так называемую гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), которая стабилизирует эмоциональное состояние. Причина, по которой ученые ищут связь между этой кишечной бактерией и головным мозгом, очевидна, особенно если она оказывает такое же влияние и на людей.
Какая древняя бактерия исчезла из желудочно-кишечного тракта людей?
Согласно последним исследованиям, бактерия хеликобактер пилори (Helicobacter pylori) тысячи лет присутствовала в пищеварительном тракте людей, но исчезла из кишечника современного человека. В каком-то смысле это, может быть, и хорошо, учитывая ее связь с возникновением язвы желудка и рака. Но для большинства из нас это не самая лучшая новость: потеря хеликобактер пилори означает, что мы стали хуже защищены от различных видов рака, астмы и некоторых типов аллергии. Ученые пока не выяснили, почему исчезла бактерия, но некоторые связывают это явление с чрезмерным употреблением антибиотиков. Они пришли к выводу, что если антибиотики не отличают «хорошие» кишечные бактерии от «плохих», значит, попадая в организм, они уничтожают и хеликобактер пилори.
Что такое пробиотики?
Пробиотики — это организмы, которые поддерживают здоровый баланс микрофлоры кишечника и часто соотносятся с благотворными или полезными для нас бактериями. Пробиотики противопоставляют антибиотикам — веществам, которые подавляют или уничтожают бактерии в нашем организме. В пищеварительной системе человека встречаются следующие виды пробиотиков: ацидофильные лактобактерии (Lactobacillus acidophilus), лактобактерии рамнозус (Lactobacillus rhamnosus GG) и бифидобактерии.
Способов убедиться, что в вашем кишечнике присутствуют эти полезные бактерии, великое множество. Например, многие люди употребляют в пищу ферментированные продукты, такие как йогурт, которые действительно обладают полезными свойствами, если это «живые» продукты — другими словами, если они содержат бифидобактерии. И хотя существует множество пробиотических добавок в виде капсул или порошков, покупатели должны осознавать, что эти продукты различаются по своей эффективности. По большей части их эффективность зависит от вида бактерий в продукте, указанного на упаковке срока годности, от того, как добавки производятся, хранятся, как с ними обращаются (эта бактерия не любит тепло, поэтому большую часть этих продуктов необходимо хранить в холодильнике), от того, сколько бактерий содержится в одной капсуле или в порошке, и даже от способности организма их переваривать. (О рационе, основанном на пробиотиках, — в главе «Питание и вы».)
Какие натуральные средства способствуют правильной работе кишечника?
Есть несколько способов стимулировать работу кишечника или хотя бы поддерживать его в здоровом состоянии. И все они связаны с питанием. Некоторые люди, например, едят пребиотические продукты (не путать с пробиотическими — это продукты, оказывающие влияние на скорость размножения микроорганизмов), такие как лук, чеснок и лук-порей, чем помогают работе своего желудочно-кишечного тракта. По возможности они также употребляют в пищу йогурты или другие молочные ферментированные продукты (не забывайте, что в пастеризованных молочных продуктах или тех, что слишком долго находились в холодильнике, очень мало активных бактерий). Есть также исследования, согласно которым нужно почаще открывать окна: ветер заносит в дом частицы почвы, содержащие огромное количество бактерий (бактерии, обитающие в той же местности, что и вы, полезны для вашего здоровья), и гулять по пешеходных дорожкам в местном парке. А в еще одном исследовании были упомянуты домашние животные: ученые установили, что в домах, где живут собаки, больше разнообразных бактерий!
Можно ли растолстеть из-за кишечных бактерий?
Такая возможность существует. На сегодняшний день этот вопрос еще недостаточно изучен, но некоторые данные свидетельствуют о том, что микробы, живущие в кишечнике, могут повлиять на вес человека. Одно исследование, проведенное в 2013 г., показало, что эти кишечные организмы могут оказаться недостающей частью головоломки — той самой причиной, по которой одни люди набирают вес, а другие — нет. Оказывается, желудочно-кишечный тракт естественным образом заселяют бактерии и другие микробы (а некоторые ученые утверждают, что, возможно, и вирусы), которые оказывают влияние на вес. Ученые считают, что таким образом эти микробы реагируют на потребляемую нами пищу и в зависимости от их вида человек набирает или не набирает вес. Если у вас много полезных бактерий (лучше переваривающих пищу) организм будет потреблять больше калорий и набирать вес; если у вас больше неполезных микробов, ваше тело будет более стройным, поскольку оно получает меньше калорий.
Ученые подчеркивают тот факт, что вмешиваться в работу естественных кишечных бактерий — не самый лучший способ похудеть, к тому же мы все еще не знаем, какие именно функции выполняют те или иные бактерии, ведь для этого нужно учитывать и такие факторы, как генетика, физические нагрузки и пищевые привычки человека.
Что такое ферменты?
Белки, выполняющие функцию биологического катализатора, называются ферменты. Они снижают количество энергии (которая называется активационной энергией), необходимой для начала метаболических реакций. Без ферментов мы не смогли бы получать из пищи энергию и питательные вещества. Например, организм людей с непереносимостью лактозы не способен вырабатывать лактазу — фермент, расщепляющий молочный сахар (лактозу) в большинстве молочных продуктов. По этой причине, если такой человек ест молочные продукты, молочный сахар мешает нормальному пищеварению, из-за чего возникают вздутие и боли в животе, а при тяжелой форме непереносимости — тошнота и/или диарея. И хотя эти симптомы не представляют опасности для большинства взрослых людей, они могут привести к серьезным осложнениям у младенцев, детей и пожилых людей. (О непереносимости лактозы — в главе «Аллергии и болезни, связанные с питанием».)
Правда ли, что ферменты работают только в определенной среде?
Да, когда дело касается привычной среды, ферменты могут показаться капризными. Причина в том, что перепады температуры и pH могут привести к изменениям в структуре белков. Чтобы ферменты хорошо делали свою работу, должны выполняться определенные условия. Например, амилаза — фермент, активный в ротовой полости, не функционирует в кислотной среде желудка, а пепсин, расщепляющий белки в желудке, не может функционировать во рту. Вот почему так важно принять меры предосторожности, если температура тела поднимается выше 40 °C даже на самый короткий срок, ведь функционирование белков в организме из-за этого меняется.
Кто первым начал использовать термин «фермент»?
Примерно в 1876 г. немецкий физиолог Вилли Кюне (1837–1900) предложил термин «фермент» для обозначения явлений, возникающих в процессе ферментации. Само слово означает «в брожении» и происходит от греческих слов en, что значит «в», и zyme, что переводится как «брожение» (ср. англ. enzyme).
Сколько ферментов в организме человека?
На сегодняшний день ученые определили в организме человека около 75 000 ферментов. Они делятся на три главные группы: метаболические ферменты управляют метаболическими реакциями, способствуя в основном выработке энергии; пищеварительные ферменты расщепляют пищу, которую мы едим, и помогают ей усвоиться — они переваривают углеводы, белки и жиры; а пищевые ферменты попадают в организм по большей части из растений. Последний вид ферментов наш организм вырабатывать не может; нам приходится пополнять запасы пищевых ферментов из свежих фруктов и овощей.
Почему полезно есть медленно?
Диетологи часто подчеркивают необходимость медленного поглощения пищи. Причин тому несколько, в том числе и самые очевидные: быстрое поглощение пищи приводит к несварению желудка, не дает нам почувствовать истинный вкус продуктов и часто связано со стрессом. Но главное достоинство медленной трапезы заключается в хорошем пищеварении. Многие диетологи советуют пережевывать пищу медленнее, что не только позволит насладиться ее вкусом, но и предоставит организму возможность тщательнее ее переварить, а это, в свою очередь, способствует более эффективному всасыванию питательных веществ в желудочно-кишечном тракте, особенно это касается овощей: чем дольше вы их жуете, тем лучше они расщепляются и тем проще вашему кишечнику усвоить питательные вещества. Медленное поглощение пищи оказывает также и диетический эффект: чем медленнее вы жуете, тем меньше едите, ведь на передачу в мозг сигнала о насыщении желудку требуется 15 минут. Медленно пережевывая пищу, вы затянете время и, возможно, не станете есть еще!
Какие продукты влияют на обмен веществ?
Проходя через весь организм, питательные вещества в пище — с того момента, как они усвоились и стали частью организма, до того, как организм от них избавился, — претерпевают химические изменения. Обмен веществ (или метаболизм) — это превращение питательных веществ в компоненты, которые обеспечивают нас энергией, участвуют в образовании живых тканей, от клеток до целых органов, и стимулируют их работу. Главные компоненты, необходимые для обмена веществ: глюкоза, она получается из углеводов, глицерол и жирные кислоты — из жиров и аминокислоты — из белков. Каждое из этих веществ очень важно для организма и преобразуется в энергию (углеводы превращаются в глюкозу, обеспечивающую нас энергией) или энергетический ресурс (некоторые жиры в процессе обмена веществ выделяют тепло или накапливаются на будущее).
Назад: Пришел, увидел, ощутил
Дальше: Полезно ли это?
