Самая важная фаза пищеварения – всасывание – происходит именно в этом органе, расположенном в центральной части живота. Поскольку кишка очень длинная, у нее множество складок: так она может поместиться в брюшной полости.
После моего первого контакта с тонкой кишкой я была в шоке на несколько дней.
Случилось это в Лондоне в конце 1990-х годов, когда я была на выставке Гунтера фон Хагенса, о которой я уже говорила в связи с грыжей пищеводного отверстия диафрагмы.
Там были показаны органы пищеварения: они свисали с пятиметрового потолка, и было видно, как тонкая кишка доставала до пола.
Эта картина, которая до сих пор стоит у меня перед глазами, заставила меня задуматься, каким образом эта длиннющая трубка может помещаться в животе.
Тонкий кишечник состоит из нескольких отделов.
1. Двенадцатиперстная кишка: расположена сразу после желудка, имеет C-образную форму, ее положение фиксировано. В двенадцатиперстную кишку из желудка попадает химус – смешанная, частично переваренная пища, пропитанная соляной кислотой, которую нужно нейтрализовать, чтобы она не раздражала кишечник. Стенки кишечника покрыты тонким слоем гладкой мускулатуры и не готовы к приему таких кислых веществ. Нейтрализацию осуществляют желчные кислоты, которые выделяет желчный пузырь, и пищеварительные соки поджелудочной железы. Именно в двенадцатиперстной кишке начинается усвоение витаминов и других питательных веществ.
2. Тощая кишка: принимает пищевой комок, уже смешанный с желчью, ферментами и дуоденальной слизью. В тощей кишке происходит всасывание веществ из химуса. Пищеварительный сок, выделяемый кишечными железами, расщепляет углеводы, белки, жиры. Внутренняя оболочка тощей кишки покрыта ворсинками, с помощью которых в кровь всасываются питательные вещества: жиры, белки, углеводы, витамины и соли.
3. Подвздошная кишка: последний отдел тонкого кишечника, в котором происходит всасывание воды, минералов, витамина B12 и желчных кислот. Наверняка вы когда-нибудь интересовались, как питается плод в утробе матери. Всем известно, что через пуповину, но как она связана с кровообращением ребенка и как усваиваются все необходимые питательные вещества? Вот мы и пришли к этому моменту. У плода подвздошная кишка через желточный проток соединяется с пупком. Пупок связан с пуповиной, через которую питается зародыш. Нутриенты передаются от матери к плоду через пуповину и попадают прямиком в подвздошную кишку.
Что происходит с этой связью после рождения? Пуповина отпадает, и желточный проток закрывается в первые семь недель жизни младенца. Если этого не происходит, образуется патология известная как «Меккелев дивертикул».
Пища должна пройти очень длинный и извилистый путь по тонкой кишке. Для этого кишечник покрыт слоем мышц, которые заставляют пищевой комок продвигаться, а не застревать внутри. Перистальтические движения кишечника заставляют его скачкообразно продвигаться вперед.
Пищеварительные ферменты в стиральной машине
Сегодня в супермаркете можно купить биологические стиральные порошки, содержащие ферменты, которые растворяют пятна от еды на одежде. Первое подобное моющее средство создал немецкий химик Отто Рем в 1913 году. В состав входил экстракт поджелудочной железы свиньи и протеазы – ферменты, которые расщепляют белки до аминокислот, с помощью чего грязь растворяется. Но была одна проблема: из-за щелочности моющих средств протеазы претерпевали развертывание структуры и денатурировались
[16].
В 1960-х годах датская компания Novo Industria открыла бактерию Bacillus licheniformis и создала с ней стиральный порошок, способный удалять не только пятна, но и запахи с одежды работников рыбной промышленности. Протеазы, полученные из Bacillus licheniformis, уже не денатурировались в щелочной среде моющего средства.
В современных стиральных порошках используется множество других микробных ферментов, таких как амилаза, которая удаляет остатки крахмала (например, пятна от каши), или липазы, которые устраняют следы жира и помады.
Кишечный барьер гетерогенен и состоит из физических, химических и иммунных элементов – все три они очень важны для защиты от патогенов.
Энтероциты составляют 80 % от клеток эпителия кишечника, хотя там также, но в меньшем количестве, присутствуют бокаловидные клетки, ответственные за выделение слизи, дефензины (клетки Панета), гормоны, нейропептиды и клетки, которые могут захватывать антигены из просвета кишечника.
Наверняка вы слышали, что кишечник называют вторым мозгом. И действительно, тонкий кишечник является частью энтеральной нервной системы со своими нервами, нейронами и химическими посредниками. Например, 90 % серотонина вырабатывается именно в этом органе. Вот еще один интересный факт: кишечник человека содержит около 200 миллионов нейронов – столько же имеется в мозге собаки.
Помимо функции всасывания питательных веществ, эпителий кишечника контактирует со множеством микроорганизмов, которые поступают вместе с пищей.
Эпителиальный барьер защищается от них с помощью особого механизма – врожденной иммунной системы.
Стенка кишечника состоит из эпителиальных клеток, настолько плотно связанных между собой, что через нее могут проходить только вещества определенного размера. Она покрыта защитным слоем слизи. Эпителиальные клетки способны синтезировать защитные пептиды, обладающие антибактериальными свойствами.
Эпителий кишечника похож на бархатистый ковер: он покрыт ворсинками длиной от 0,5 до 1 мм, состоящими из слоя кишечных клеток – энтероцитов, о которых я уже упоминала. Они, в свою очередь, состоят из микроворсинок, обращенных внутрь кишечника, которые первыми контактируют с химусом. Целостность эпителия зависит от того, насколько плотно энтероциты соединяются друг с другом при образовании непроницаемого клеточного слоя. Существует четыре типа соединений между клетками эпителия: десмосомы, щелевые, адгезивные и плотные контакты.
Соединения, образованные плотными и адгезивными контактами, прилегают к апикальной поверхности
[17] клеток. Латеральные мембраны энтероцитов взаимодействуют друг с другом в основном через десмосомы и щелевые контакты.
