Лаборатория пищеварения: от чего зависит здоровье кишечника и как о нем позаботиться

Пищеварение — сложный физиологический процесс, который обеспечивает механическую и химическую обработку питательных веществ в желудочно-кишечном тракте. Почему часть из них плохо усваивается, к чему приводит нехватка ферментов, что входит в топ-10 незаменимых для хорошего пищеварения продуктов и как умерить свой аппетит — рассказывают ученые кафедры химических технологий ПНИПУ.

Зачем нужна слюна и ферменты

Переваривание пищи включает в себя два процесса. Механические изменения состоят в разрушении, размельчении, растирании, набухании и растворении, а химические — в расщеплении ферментами сложных соединений до мономеров аминокислот, моносахаридов, жирных кислот и глицеринов с последующим их всасыванием.

Все начинается во рту при контакте еды со слюной. Ее свойства зависят от режима питания и вида пищи. Например, при приеме твердых и сухих продуктов слюна выделяется более вязкой. А при попадании в ротовую полость несъедобных, горьких или кислых веществ она становится более жидкой и образуется в большом количестве.

— В желудке пища, смешанная со слюной и слизью, задерживается от 3 до 10 часов. Она набухает и разжижается, а многие ее компоненты растворяются и подвергаются гидролизу (частичному перевариванию) ферментами слюны и желудочного сока. Внутри желудка пережеванное располагается слоями: первые порции распределяются вдоль стенок, а последующие занимают центральное положение. Ферменты слюны действуют на находящиеся в центре углеводы пищи до тех пор, пока к ним не проникает желудочный сок, — рассказывает кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Екатерина Баньковская.

На что способен желудочный сок

Следующий этап пищеварения — это воздействие ферментов желудочного сока на пищевое содержимое в зоне непосредственного контакта со слизистой оболочкой желудка и на некотором удалении от нее. Желудочный сок имеет кислую реакцию, pH равен 1,5–1,8. Его состав уникален и содержит в себе разные ферменты, у каждого из которых отдельная функция.

За расщепление белков отвечают пепсины. Фермент липаза малоактивен и гидролизует только эмульгированные жиры грудного молока. Лизоцим обладает антибактериальным действием. Важной частью желудочного сока являются мукоиды — это слизь, которая производится мукоцитами желудочных желез, они покрывают слизистую оболочку органа по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и самопереваривания. Сиаломуцины, входящие в состав слизи, способны нейтрализовать вирусы.

Почему кишка двенадцатиперстная

Тонкая кишка и, в первую очередь, ее начальный отдел — двенадцатиперстная кишка — являются основным пищеварительным отделом всего желудочно-кишечного тракта. Орган получил такое название, потому что его длина равна примерно двенадцати пальцам руки, сложенным вместе, это 17-21 см. А пальцы раньше называли перстами.

Именно в этой части ЖКТ пищевые вещества превращаются в те соединения, которые могут всасываться из кишки в кровь и лимфу. Содержимое, состоящее из частично переваренной пищи, желудочного и кишечного соков, секретов желез, желчи и микроорганизмов, называют химус.

— Из двенадцатиперстной кишки он попадает в тонкую, где вновь подвергается воздействию кишечного сока, органическую часть которого составляют более 20 различных ферментов. Они «разлагают» до аминокислот пептиды и пептоны белков, образовавшихся в желудке, жиры расщепляют до глицерина и жирных кислот, углеводы — до моносахаров. Слизистая оболочка кишки образует слой защиты от чрезмерного механического и химического воздействия химуса, — объясняет Екатерина Баньковская.

Химус порциями по 10–15 мл с интервалом в 1 минуту поступает в толстую кишку. За сутки у человека из тонкой кишки в толстую переходит около 400 граммов.

Под воздействием дрожжевых грибов оставшиеся углеводы сбраживаются до молочной и уксусной кислот, алкоголя и углекислого газа. Белковые вещества подвергаются гнилостному разложению с образованием метана, водорода, сернистого и других газов. Сбалансированное питание уравновешивает процессы гниения и брожения, а одностороннее питание приводит к их расстройству и преобладанию одного из них.

Как возникает чувство сытости

Во время попадания еды в желудок, он увеличивается и отправляет сигналы мозгу через вагусный нерв. Прием пищи стимулирует выработку гормонов, которые регулируют сытость и энергетический баланс нашего организма. Основные из них — это лептин в жировой ткани и инсулин в поджелудочной железе, они умеряют аппетит. А «гормон голода» грелин, наоборот, увеличивает активность нейронов в гипоталамусе, области мозга, которая отвечает за аппетит, начинает вырабатываться нейропептид Y. Кстати, он же появляется в избытке при стрессах, поэтому некоторым так нужно что-то пожевать в непростых эмоциональных ситуациях, — поясняет старший преподаватель кафедры химических технологий ПНИПУ Вадим Лядов.

При потере нормального веса выделение грелина увеличивается, тело пытается восстановить утраченное, а когда человек набирает лишние килограммы, концентрация гормона снижается. Так организм пытается контролировать аппетит.

Противоположен грелину лептин, или гормон насыщения. Он высвобождается из жировых тканей и по кровотоку тоже проникает в мозг. Его главная задача — передать информацию о запасах энергии. Если ее хватает, то лептин как бы переключает чувство голода на сытость. А если жировые накопления активно расходуются, а калорий поступает мало, гормона становится меньше, а желание покушать растет.

Ученые провели эксперимент и выяснили, что за несколько часов переедания (120 ккал/кг веса) уровень лептина у человека повышается примерно на 40%, а если речь идет о двух-трех неделях такого питания, то выработка гормона увеличивается в три раза.

Инсулин вырабатывается поджелудочной железой, его главная задача — доставить глюкозу из крови в клетки организма, чтобы обеспечить их энергией. У каждого продукта есть свой гликемический индекс (ГИ) — это показатель влияния потребляемых углеводов на изменение уровня глюкозы в крови. Быстрые углеводы (выпечка, сладкое, фрукты, растворимые каши) обладают высоким ГИ и вызывают резкий скачок глюкозы (сахара) в теле и скорый ее спад. Инсулин в этих случаях «не успевает работать» и перемещать глюкозу в клетки тканей. В результате она остается в кровотоке, приводит к воспалению и набору лишнего веса, провоцирует голод и может привезти к диабету, гипертонии, заболеваниям печени и почек.

Как вернуть себе контроль над аппетитом

— Исследования показывают, что здоровый сон по 8-9 часов стабилизирует гормональный уровень организма. А вот его нехватка может снизить, например, лептин на 15-19%, что приводит к перееданию и набору лишнего веса. Поэтому совет простой — старайтесь хорошо отдыхать и давать организму время на восстановление всех внутренних процессов, — рекомендует эксперт Пермского Политеха.

Еще один важный момент связан с дисциплиной питания. Важно сократить потребление быстрых углеводов — моносахаридов и дисахаридов, которые быстро перерабатываются пищевыми ферментами и сразу обеспечивают прилив энергии, только эффект быстро теряется, и голод снова возвращается.

Для поддержания нормальной работы организма необходимо употреблять множество пищевых волокон или по-другому клетчатки. Она представляет собой самую грубую часть растений, не перевариваемую ферментами желудка, однако легко усваиваемую микрофлорой кишечника, для которого она жизненно необходима. Кроме этого, клетчатка замедляет пищеварение в желудке, и чувство сытости держится дольше.

— Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к распространению различных нарушений обмена веществ у человека, увеличению заболеваемости раком толстой кишки, желчекаменной болезнью и атеросклерозом. Поставщиком клетчатки в организм являются продукты растительного происхождения, в том числе отруби, фисташки, семечки подсолнуха, яблоки и груши, фасоль, горох, брокколи, свекла, морковь, ягоды малина и ежевика, — поясняет Екатерина Баньковская.

Пригодную для использования клетчатку извлекают из кожуры, мякоти, семян и других частей фруктов. Пектины (полисахариды, которые входят в состав практически каждого растительного продукта) извлекаются из различных фруктов, таких, как яблоко, маракуйя и цитрусовые. Семена пальмового финика использовались в качестве источника клетчатки без экстракции при выпечке хлеба и давали результаты, аналогичные результатам с использованием пшеничных отрубей, в зависимости от размера частиц.

Пищевые волокна создают обширную дополнительную поверхность. На ней закрепляются в большом количестве микроорганизмы, что приводит к резкому увеличению их количества на единицу объема кишки и возрастанию метаболической активности кишечного содержимого. Кроме этого, образуются короткоцепочечные жирные кислоты, необходимые для нормального функционирования эпителия толстой кишки. В-третьих, хорошо известен элиминационный эффект клетчатки — выведение из организма патогенных микроорганизмов, желчных кислот, холестерина, токсинов, в том числе свободного аммиака, радионуклидов, тяжелых металлов и других вредных соединений.