Участие печени и поджелудочной железы в пищеварении

Печень и поджелудочная (панкреатическая) железа – важнейшие органы человека. Без печени человек жить не сможет. Они являются самыми крупными железами пищеварительной системы. Функции поджелудочной железы и печени крайне разнообразны, клетки печени (гепатоциты) выполняют около 500 функций. Какую же роль играют в организме пищеварительные железы – печень и поджелудочная железа? Отвечают ли они только за пищеварение?

Анатомические особенности печени и поджелудочной железы

Что такое поджелудочная железа и печень?

Поджелудочная железа – второй по величине орган пищеварительной системы. Располагается за желудком, имеет продолговатую форму. Как экзокринная железа, секретирует панкреатический сок, содержащий ферменты, переваривающие углеводы, белки и жиры. Как эндокринная железа, секретирует гормоны инсулин, глюкагон и другие. 99 % железы имеет дольчатое строение – это экзокринная часть железы. Эндокринная часть занимает всего 1 % от объема органа, располагается в хвосте железы в виде островков Лангерганса.

Печень – самый крупный орган человека. Располагается в правом подреберье, имеет дольчатое строение. Под печенью находится желчный пузырь, в котором храниться произведенная в печени желчь. За желчным пузырем находятся ворота печени. Через них в печень входит воротная вена, несущая кровь от кишечника, желудка и селезенки, печеночная артерия, питающая саму печень, нервы. Из печени выходят лимфатические сосуды и общий печеночный проток. В последний впадает пузырный проток от желчного пузыря. Полученный общий желчный проток совместно с протоком панкреатической железы открываются в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочная железа и печень – железы, какой секреции?

В зависимости от того, куда железа выделяет свой секрет, различают железы внешней, внутренней и смешанной секреции.

• Железы внутренней секреции производят гормоны, попадающие непосредственно в кровь. К таким железам относятся: гипофиз, щитовидная железа, паращитовидная железа, надпочечники;
• Железы внешней секреции продуцируют специфическое содержимое, которое выделяется на поверхность кожи или в какую-либо полость организма, а затем наружу. Это потовые, сальные, слезные, слюнные, молочные железы.
• Железы смешанной секреции производят и гормоны и вещества, выделяемые из организма. К ним относят поджелудочную железу, половые железы.

Печень согласно интернет-источникам является железой внешней секреции, однако в научной литературе на вопрос: «Печень — железа, какой секреции?», дается однозначный ответ – «Смешанной», поскольку в этом органе синтезируется несколько гормонов.

Биологическая роль печени и поджелудочной железы

Эти два органа называют пищеварительными железами. Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении заключается в переваривании жиров. Поджелудочная железа без участия печени переваривает углеводы и белки. Но функции печени и поджелудочной железы крайне разнообразны, некоторые из которых вообще никак не связаны с перевариванием пищи.

Функции печени:

1. Гормональная. В ней синтезируются некоторые гормоны – инсулиноподобный фактор роста, тромбопоэтин, ангиотензин и другие.
2. Депонирующая. В печени запасается до 0,6 л крови.
3. Кроветворная. Печень во время внутриутробного развития является органом кроветворения.
4. Выделительная. Она выделяет желчь, которая подготавливает жиры к перевариванию – эмульгирует их, а также обладает бактерицидным действием.
5. Барьерная. В организм человека регулярно попадают разные ядовитые вещества: лекарства, краски, пестициды, в кишечнике вырабатываются продукты обмена кишечной микрофлоры. Кровь, оттекающая от кишечника и содержащая ядовитые вещества, не идет прямо в сердце, а потом разносится по всему организму, а поступает по воротной вене в печень. Через этот орган каждую минуту проходит треть всей крови человека.

В печени происходит обезвреживание попавших в нее чужеродных и токсичных веществ. Опасность таких веществ в том, что они вступают в реакции с белками и липидами клеток, нарушая их структуру. В результате такие белки и липиды, а значит и клетки, и ткани и органы, не выполняют своих функций.

Процесс обезвреживания идет в два этапа:

1. Перевод нерастворимых в воде токсичных веществ в растворимые,
2. Соединение полученных растворимых веществ с глюкуроновой или серной кислотой, глутатионом с образованием нетоксичных веществ, которые выводятся из организма.

Метаболическая функция печени

Этот внутренний орган участвует в обмене белков, жиров и углеводов.

• Углеводный обмен. Обеспечивает постоянство содержания глюкозы в крови. После еды, когда в кровь попадает большое количество глюкозы, в печени и мышцах создается ее запас в виде гликогена. В перерывах между едой организм получает глюкозу за счет гидролиза гликогена.
• Белковый обмен. Аминокислоты, только что попавшие в организм из кишечника, по воротной вене направляются в печень. Здесь из аминокислот строятся белки системы свертывания (протромбин, фибриноген), плазмы крови (все альбумины, α- и β-глобулины). Здесь аминокислоты вступают в реакции дезаминирования и трансаминирования, необходимые для взаимных превращений аминокислот, синтеза глюкозы и кетоновых тел из аминокислот. В печени обезвреживаются ядовитые продукты белкового обмена, главным образом аммиак, который превращается в мочевину.
• Жировой обмен. После еды в печени синтезируются жиры и фосфолипиды из жирных кислот, поступающих из кишечника; часть жирных кислот окисляется с образованием кетоновых тел и выделением энергии. Между приемами пищи из жировой ткани в печень поступают жирные кислоты, где они подвергаются β-окислению с выделением энергии. В печени синтезируется ¾ всего холестерина, находящегося в организме. Только ¼ его поступает с пищей.

Функции поджелудочной железы

Что такое поджелудочная железа уже было рассмотрено, теперь выясним, какие же функции она выполняет?

1. Пищеварительная. Ферменты поджелудочный железы переваривают все компоненты пищи — нуклеиновые кислоты, жиры, белки, углеводы.
2. Гормональная. Поджелудочная железа секретирует несколько гормонов, в том числе инсулин и глюкагон.

Что такое пищеварение?

Наш организм состоит почти из 40 триллионов клеток. Для жизнедеятельности каждой из них нужна энергия. Клетки погибают, для образования новых нужен строительный материал. Источником энергии и строительного материала служит пища. Она попадает в пищеварительный тракт, расщепляется (переваривается) на отдельные молекулы, которые всасываются в кишечнике в кровь и разносятся по всему организму, к каждой клеточке.

Переваривание, то есть расщепление сложных веществ пищи – белков, жиров и углеводов, до мелких молекул (аминокислот), высших жирных кислот и глюкозы соответственно, протекает под действием ферментов. Они содержатся в пищеварительных соках – слюне, желудочном, панкреатическом и кишечном соках.

Углеводы начинают перевариваться уже в ротовой полости, белки начинают перевариваться в желудке. Все же большинство реакций распада углеводов, белков и все реакции распада липидов происходят в тонкой кишке под влиянием ферментов поджелудочной железы и кишечника.

Непереваренные части пищи выводятся из организма.

Роль поджелудочной железы в пищеварении

Поджелудочная железа играет исключительную роль в пищеварении. За что отвечает поджелудочная железа? Она выделяет ферменты, гидролизующие белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты в тонком кишечнике.

Роль поджелудочной железы в переваривании белков

Белки, или полипептиды пищи начинают расщепляться в желудке под действием фермента трипсина до олигопептидов, которые поступают в тонкий отдел кишечника. Здесь на олигопептиды действуют ферменты сока поджелудочной железы – эластаза, химотрипсин, трипсин, карбоксипептидазы А и В. Результатом их совместной работы является распад олигопептидов до ди- и трипептидов.

Завершение переваривания осуществляется ферментами клеток кишечника, под действием которых короткие цепочки ди- и трипептидов расщепляются до отдельных аминокислот, которые обладают достаточно мелкими размерами, чтобы проникнуть в слизистую оболочку и кишечника и далее попасть в кровь.

Роль поджелудочной железы в переваривании углеводов

Углеводы-полисахариды начинают перевариваться в ротовой полости под действием фермента α-амилазы слюны с образование крупных осколков — декстринов. В тонком кишечнике декстрины под воздействием фермента поджелудочной железы – панкреатической α-амилазы расщепляются до дисахаридов – мальтозы и изомальтозы. Эти дисахариды, а также те, что поступили с пищей – сахароза и лактоза, распадаются под влиянием ферментов кишечного сока до моносахаридов – глюкозы, фруктозы и галактозы, причем глюкозы образуется намного больше, чем остальных веществ. Моносахариды всасываются в клетки кишечника, далее попадают в кровь и разносятся по организму.

Роль поджелудочной железы и печени в переваривании жиров

Жиры, или триацилглицеролы начинают перевариваться у взрослого человека только в кишечнике (у детей в ротовой полости). Расщепление жиров имеет одну особенность: они нерастворимы в водной среде кишечника, поэтому собираются в большие капли. Как мы моем посуду, на которой застыл толстый слой жира? Пользуемся моющими средствами. Они отмывают жир, так как в их состав входят поверхностно активные вещества, разбивающие слой жира на мелкие капли, легко смываемые водой. Функцию поверхностно активных веществ в кишечнике выполняет желчь, вырабатываемая клетками печени.

Желчь эмульгирует жиры — разбивает крупные капли жира на отдельные молекулы, которые могут подвергаться действию фермента поджелудочной железы — панкреатической липазы. Таким образом, функции печени и поджелудочной железы при переваривании липидов выполняются последовательно: подготовка (эмульгирование) – расщепление.

При распаде триацилглицеролов образуются моноацилглицеролы и свободные жирные кислоты. Они формируют смешанные мицеллы, включающие также холестерол, жирорастворимые витамины, желчные кислоты. Мицеллы всасываются в клетки кишечника и далее попадают в кровь.

Гормональная функция поджелудочной железы

В поджелудочной железе образуется несколько гормонов – инсулин и глюкагон, обеспечивающие постоянство уровня глюкозы в крови, а также липокаин и другие.

Глюкоза играет исключительную роль в организме. Глюкоза необходима каждой клетке, поскольку реакции ее превращения приводят к выработке энергии, без которой невозможна сама жизнь клетки.

За что отвечает поджелудочная железа? Глюкоза из крови в клетки попадает с участием специальных белков-переносчиков нескольких видов. Один из таких видов переносит глюкозу из крови в клетки мышечной и жировой ткани. Эти белки работают только с участием гормона поджелудочной железы — инсулина. Ткани, в которые глюкоза попадает только с участием инсулина, называют инсулинозависимым.

Какой гормон выделяет поджелудочная железа после еды? После еды секретируется инсулин, который стимулирует реакции, приводящие к снижению уровня глюкозы в крови:

• превращение глюкозы в запасной углевод – гликоген;
• превращения глюкозы, идущие с выделением энергии – реакции гликолиза;
• превращение глюкозы в жирные кислоты и жиры – запасные энергетические вещества.

При недостаточном количестве инсулина возникает заболевание сахарный диабет, сопровождающийся нарушениями обмена углеводов, жиров и белков.

Какой гормон выделяет поджелудочная железа при голодании? Через 6 часов после приема пищи переваривание и всасывание всех питательных веществ заканчивается. Уровень глюкозы в крови начинает снижаться. Наступает время использования запасных веществ – гликогена и жиров. Их мобилизацию вызывает гормон поджелудочной железы – глюкагон. Его выработка начинается при падении уровня глюкозы в крови, его задача – повысить этот уровень. Глюкагон стимулирует реакции:

• превращения гликогена в глюкозу;
• превращения аминокислот, молочной кислоты и глицерола в глюкозу;
• расщепления жиров.

Совместная работа инсулина и глюкагона обеспечивает сохранение уровня глюкозы в крови на постоянном уровне.

Что такое панкреатит и как его лечить?

При заболеваниях печени и поджелудочной железы переваривание компонентов пищи нарушается. Самая частая патология поджелудочной железы – панкреатит. Заболевание развивается в случае непроходимости панкреатического протока. Ферменты, произведенные в железе и способные переварить белки, жиры и углеводы, не попадают в кишечник. Это приводит к тому, что:

• ферменты начинают переваривать сам орган, это сопровождается сильной болью в животе;
• пища не переваривается, это приводит к расстройству стула и сильному похудению.

Лечат панкреатит препаратами, подавляющими выработку ферментов железой. Правильное питание при панкреатите поджелудочной железы имеет решающее значение. В начале лечения на несколько дней обязательно назначают полное голодание. Главное правило питания при панкреатите поджелудочной железы – выбрать продукты и режим приема пищи, не стимулирующие выработку железой ферментов. Для этого назначают дробный прием теплой пищи небольшими порциями. Блюда выбирают сначала углеводные, в полужидком виде. Затем по мере ослабления боли рацион расширяют, исключая жирные продукты. Известно, что поджелудочная железа при соблюдении всех рекомендаций полностью восстанавливается через год после начала лечения.

Функции печени и поджелудочной железы в организме многообразны. Эти два органа имеют исключительное значение в пищеварении, поскольку обеспечивают переваривание белков, жиров и углеводов пищи.

Печень – самая крупная железа в организме, массой 1,5 – 2 кг. Она располагается в брюшной полости, ее верхняя часть прилегает к диафрагме и в некоторых участках прикрепляется к ней связками. В печени различают большую правую (большую) и левую доли, которые разделяются продольно идущей серповидной связкой. Верхний край правой доли располагается на уровне 4-го, а левой – 5-го межреберья (рис. 25).

Печень покрыта капсулой, образованной плотной волокнистой соединительной тканью, которая на внутренней поверхности входит внутрь печени вместе с печеночной артерией и воротной веной, образуя ворота печени. В ворота печени входят и нервы. Этим же путем выходят из печени лимфатические сосуды и печеночные вены, которые несут кровь от печени и впадают в нижнюю полую вену.

Соединительная ткань капсулы внутри печени образует сеть, разделяющую печень на небольшие участки (диаметром около 1,5 мм) призматической формы, называемые печеночными дольками.

На нижней поверхности печени можно видеть вдавливания, образованные соседними органами. Там же располагается и желчный пузырь.

Между клетками печени проходят капилляры, которые, собираясь, образуют желчные ходы. Последние дают начало правому и левому (соответственно долям печени) желчным протокам, кото­рые, объединяясь, образуют печеночный проток. Последний вместе с пузырным протоком образует общий желчный проток, открываю­щийся в двенадцатиперстную кишку.

Печень закладывается в конце 3-й недели эмбрионального развития в виде печеночного поля, образующегося из вентральной стенки двенадцатиперстной кишки. В начале развития железистая паренхима печени очень рыхлая и не имеет дольчатого строения. Процессы тонкой дифференцировки печени происходят во второй половине внутриутробного развития и после рождения. У зародыша печень растет очень быстро и поэтому относительно велика. У 6-месячного плода начинается желчеотделение.

У новорожденного ребенка печень велика и занимает почти половину брюшной полости. Ее относительная масса в 2 раза больше, чем у взрослого. С возрастом относительная масса уменьшается, а абсолютная — увеличивается. Масса печени новорожденного равна 120—150 г, к концу второго года она увеличивается в 2 раза, к 9 годам — в 6 раз, к периоду полового созревания — в 10 раз. Наибольшая масса печени отмечается у человека 21—30 лет.

По форме печень новорожденного отличается от печени взрослого большим развитием левой доли. Кровоснабжение печени в основном такое же, как и у взрослого, но могут быть дополнительные печеночные артерии. Желчный пузырь у новорожденного и ребенка грудного возраста невелик.

Значение печени в организме велико, она принимает участие в процессах пищеварения и обмена веществ, обладает защитной функцией. В ней происходят сложнейшие химические реакции; она перерабатывает, задерживает, перераспределяет, усваивает и разрушает различные вещества, которые попадают в нее из кишечника, селезенки и других органов и тканей. Вместе с тем она синтезирует из этих веществ новые продукты, необходимые организму.

В пищеварении важная роль принадлежит вырабатываемой печенью желчи. Образование желчи происходит непрерывно, за сутки ее выделяется 500 – 700 мл (до 1,2 л), в период отсутствия пищеварения она накапливается в желчном пузыре, где становится более концентрированной (емкость желчного пузыря 30 – 40 мл). Желчь образуется в клетках печени из веществ, поступающих из крови. Так, желчные пигменты образуются из продуктов распада гемоглобина. Важнейшими составными частями желчи являются желчные кислоты и желчные пигменты. Кроме того, в ней содер­жатся холестерин, лецитин, муцин, жиры, мыла и неорганические соли.

Желчь переводит в активное состояние липазу, вырабатывающуюся клетками поджелудочной железы, и активизирует другие ферменты; эмульгирует жиры, превращая их во взвесь мелких капелек (эмульгированные жиры легче перевариваются); активно влияет на процессы всасывания в тонкой кишке; способствует усилению отделения сока поджелудочной железы. Выделение желчи печенью происходит с первого дня жизни ребенка. Количество желчи в раннем возрасте вполне достаточно для переваривания основного пищевого продукта – молока, содержащего эмульгированный жир, с возрастом желчеотделение усиливается.

Содержание желчных кислот в печеночной желчи очень высоко в первые дни после рождения, в дошкольном и младшем школьном возрастах оно снижается, у взрослых содержание желчных кислот вновь резко повышается. В процессе развития увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь.

Поджелудочная железа выполняет пищеварительную и эндокринную функции. В качестве пищеварительной железы, она выделяет поджелудочный сок.

Поджелудочная железа развивается на 3 – 4-й неделе из средней части туловищной кишки. В конце 5-го месяца появляются первые секреторные клетки. Период ее наибольшего роста относится ко времени изменения пищевого режима: от б месяцев до 2 лет. Ее масса у новорожденного составляет 2,63 г, к 6 месяцам она удваивается, а к концу года увеличивается в 3,2 раза.

Рис. 25. Схема расположения печени и поджелудочной железы: 1 – печень; 2 – печеночный проток; 3 – общий желчный проток; 4 – желчный пузырь; 5 – поджелудочная железа; 6 – проток поджелудочной железы; 7 – малое отверстие; 8 – большое отверстие.

В первые месяцы жизни, когда в желудке еще не образуется соляная кислота, пищеварение осуществляется за счет секрета поджелудочной железы.

Сок, выделяемый поджелудочной железой, – бесцветная прозрачная жидкость щелочной реакции. В нем есть фермент трипсин, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активируется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фермент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желчного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6 – 14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.

Активность белковых ферментов находится на довольно высоком уровне уже у грудного ребенка, далее она постелено увеличивается, достигая максимума к 4 – 6 годам. Активность липазы увеличивается к концу первого года жизни и остается высокой до 9-летнего возраста. Активность ферментов, расщепляющих углеводы, на протяжении первого года жизни увеличивается в 3 – 4 раза, а максимальных значений достигает к 9 годам.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как формировалась пищеварительная система в процессе эволюции?

2. Из каких тканей состоят пищеварительные железы, кишечник, пищевод?

3. Что контролирует и регулирует деятельность пищеварительных органов?

4. Как подразделяются зубы по строению и функции? Составьте зубную формулу.

5. Какова роль языка в процессе пищеварения?

6. Какие железы находятся в ротовой полости и каковы их функции?

7. При каком условии осуществляется глотательное движение, какова роль надгортанного хряща?

8. Как устроен желудок? Из каких тканей состоит стенка желудка?

9. Каково значение соляной кислоты, выделяющейся в желудке? В каких отделах желудка она не продуцируется?

10. Что расщепляет фермент пепсин и в какой среде он функционирует?

11. Где находится двенадцатиперстная кишка и почему она так называется?

12. Какова роль печени и поджелудочной железы в пищеварении?

Глава 5. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ