1. Как пища становится частью организма
Внутри физического тела работают сложнейшие системы. Их можно сравнить с электростанциями, химическими фабриками, транспортными сетями и подразделениями по выведению отходов. Чтобы этот живой производственный комплекс работал, ему необходимы энергия и строительные материалы. Значительную часть необходимых веществ мы получаем из пищи.
Пищеварительная система подготавливает эти вещества к усвоению. Она измельчает пищу, расщепляет крупные молекулы, переносит питательные вещества во внутреннюю среду организма и выводит непереваренные остатки.
Путь пищи начинается в ротовой полости. Далее она проходит через глотку и пищевод в желудок, затем в тонкую и толстую кишку. Этот непрерывный канал называют пищеварительным трактом. В его работе участвуют слюнные железы, печень, желчный пузырь и поджелудочная железа.
Здесь важно различать три процесса. Механическая обработка измельчает и перемешивает пищу. Химическое пищеварение расщепляет крупные молекулы с помощью ферментов. Всасывание переносит продукты переваривания через кишечный эпителий в кровь или лимфу.
После всасывания клетки используют полученные вещества для получения энергии, построения и обновления тканей. Пищеварение подготавливает материал, кровеносная и лимфатическая системы обеспечивают его доставку, а клеточный обмен веществ включает его в работу.
Эти процессы продолжаются и во время бодрствования, и во сне. Большая часть работы пищеварительной системы происходит автоматически — под управлением нервной системы и гормонов.
2. Ротовая полость и слюнные железы
Первый участок обработки — ротовая полость. Зубы разрезают, разрывают и перетирают пищу. Язык перемещает её между зубами, перемешивает со слюной и помогает сформировать пищевой комок. Измельчение увеличивает поверхность пищи, доступную пищеварительным ферментам.
Слюну выделяют три пары крупных слюнных желёз: околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные. Кроме них, в слизистой оболочке находятся многочисленные малые слюнные железы. Их секрет поступает в ротовую полость по выводным протокам.
Слюна содержит воду, электролиты, слизистые компоненты, ферменты и вещества, участвующие в защите полости рта. Она увлажняет пищу, облегчает её перемещение и глотание.
Фермент слюнная амилаза начинает расщепление крахмала. Таким образом, химическое пищеварение начинается уже во рту, хотя основная обработка углеводов происходит дальше.
Выделение слюны регулируется нервной системой. Его могут усиливать вкус, запах, вид пищи и ожидание еды. Пищеварительная система начинает готовиться к работе ещё до того, как пищевой комок окажется в желудке.
3. Глотка и пищевод
При глотании язык направляет пищевой комок к глотке. Начальную фазу человек запускает произвольно, а дальнейшие этапы происходят благодаря согласованной работе мышц и нервных центров.
Мягкое нёбо ограничивает сообщение с носоглоткой. Защитные движения гортани и закрытие входа в дыхательные пути помогают предотвратить попадание туда пищи.
Из глотки пищевой комок поступает в пищевод — мышечную трубку, проходящую через грудную полость и отверстие в диафрагме. Согласованные волны сокращения его стенки называют перистальтикой. Они продвигают содержимое к желудку.
На границах пищевода действуют сфинктерные механизмы. Верхний пищеводный сфинктер участвует в переходе пищи из глотки. Нижний пищеводный сфинктер помогает ограничивать обратное поступление желудочного содержимого в пищевод. Он представляет собой функциональную зону повышенного давления, работающую совместно с окружающими структурами.
4. Желудок и его защитный барьер
Желудок расположен между пищеводом и двенадцатиперстной кишкой. В нём выделяют кардиальную часть у входа, дно, тело и пилорическую часть у выхода.
Желудок — это временный резервуар и мышечный смеситель. Его стенки растягиваются, принимая пищу, а сокращения перемешивают её с желудочным соком. Постепенно образуется неоднородная полужидкая смесь — химус.
Желудочные железы состоят из разных клеток. Обкладочные клетки выделяют соляную кислоту и внутренний фактор, необходимый для нормального всасывания витамина B12. Главные клетки выделяют пепсиноген — неактивный предшественник фермента пепсина.
Кислая среда способствует превращению пепсиногена в пепсин и изменяет пространственную структуру белков, делая их доступнее для ферментов. Пепсин начинает расщеплять белковые цепи на более короткие фрагменты.
Стенку желудка защищает целая система: слой слизи и бикарбоната, плотные контакты между клетками, достаточное кровоснабжение и постоянное обновление эпителия. Бикарбонат помогает нейтрализовать кислоту непосредственно у поверхности клеток.
Выделение желудочного сока регулируется нервными и гормональными сигналами. Оно может усиливаться при виде, запахе и мысли о пище, а затем — при её поступлении в желудок.
У выхода расположен сфинктер привратника, или пилорический сфинктер. Он участвует в дозированной передаче химуса в двенадцатиперстную кишку. Скорость опорожнения желудка зависит от объёма и состава еды, свойств содержимого и сигналов из кишечника.
Вместимость желудка и объём его секреции изменчивы: одно фиксированное число не описывает работу желудка у всех людей.
5. Двенадцатиперстная кишка и пищеварительные секреты
Двенадцатиперстная кишка — первый отдел тонкой кишки. Именно сюда небольшими порциями поступает химус из желудка.
Здесь к нему присоединяются желчь и панкреатический сок. Эти жидкости выполняют разные задачи и поступают по собственным протокам.
Печень непрерывно образует желчь. Часть её направляется в желчный пузырь, где хранится и концентрируется за счёт всасывания воды и электролитов. При пищеварении желчь поступает в двенадцатиперстную кишку.
Поджелудочная железа выделяет сок, содержащий пищеварительные ферменты и бикарбонат. Бикарбонат помогает нейтрализовать кислое содержимое, поступающее из желудка, и создаёт подходящие условия для дальнейшего переваривания.
Желчные соли и фосфолипиды помогают распределять жир в водной среде и участвуют в образовании смешанных мицелл — структур, облегчающих доставку продуктов переваривания жиров к поверхности кишечных клеток.
Общий желчный проток и главный проток поджелудочной железы обычно соединяются перед открытием в двенадцатиперстную кишку. Сфинктерный комплекс Одди регулирует поступление этих секретов.
Путь химуса проходит через привратник желудка. Желчь и панкреатический сок поступают через протоки. Здесь можно представить производственную линию: один поток несёт обрабатываемый материал, другие подают вещества, необходимые для его обработки.
6. Печень как центр переработки и распределения
Печень — крупная железа, расположенная преимущественно справа под диафрагмой. Её основные рабочие клетки называют гепатоцитами.
Они участвуют в обмене углеводов, жиров и аминокислот, образуют желчь и синтезируют многие белки плазмы крови. Печень преобразует поступившие вещества, запасает часть из них и возвращает необходимые соединения в кровоток.
Кровь поступает к печени двумя путями: по печёночной артерии и воротной вене. Воротная вена приносит кровь от органов пищеварения и селезёнки. Поэтому многие вещества, всосавшиеся в кишечнике, прежде чем попасть в общий кровоток, проходят через печень.
В печени глюкоза может запасаться в форме гликогена. Между приёмами пищи печень участвует в поддержании уровня глюкозы крови, используя запасы и образуя глюкозу из других соединений.
Печень также перерабатывает многие лекарственные вещества и продукты обмена. При расщеплении аминокислот образуется аммиак, который печень превращает в менее токсичную мочевину. Затем мочевина выводится преимущественно почками.
В классической печёночной дольке в центре располагается центральная вена, а по периферии — ветви воротной вены,


печёночной артерии и желчные проточки. Кровь движется через синусоиды к центральной вене. Желчь собирается в канальцах между гепатоцитами и направляется к желчным протокам по периферии дольки.
Большую часть объёма желчи составляет вода. В ней присутствуют желчные соли, фосфолипиды, электролиты, холестерин и билирубин.
Холестерин входит в состав клеточных мембран и служит предшественником стероидных гормонов, желчных кислот и витамина D. Организм получает его с пищей и синтезирует самостоятельно.
Билирубин образуется при распаде гема, в том числе при переработке старых эритроцитов. До печени неконъюгированный билирубин переносится в связи с белком альбумином. В гепатоцитах он соединяется с глюкуроновой кислотой, становится более водорастворимым и выделяется с желчью.
Как образуются желчные камни
Желчные соли и фосфолипиды помогают удерживать холестерин в составе смешанных мицелл и других структур желчи.
При изменении состава желчи и нарушении опорожнения желчного пузыря могут возникать условия для кристаллизации. Холестериновые и пигментные камни формируются по разным механизмам. Нарушение моторики желчного пузыря само по себе не означает обязательного появления камней.
Желчный пузырь хранит и концентрирует желчь. Её образование продолжается в печени, поэтому желчь может поступать в кишечник и после удаления желчного пузыря.
7. Поджелудочная железа и два направления секреции
Поджелудочная железа расположена позади желудка, преимущественно забрюшинно. Её головка находится в изгибе двенадцатиперстной кишки, тело проходит поперёк верхней части живота, а хвост направлен к селезёнке.
В одном органе объединены две системы секреции: внешняя и внутренняя.
Внешнесекреторная, или экзокринная, часть представлена прежде всего ацинусами и системой протоков. Ацинусы образуют пищеварительные ферменты, а клетки протоков выделяют богатую бикарбонатом жидкость. По протокам этот секрет поступает в кишечник.
Панкреатическая амилаза участвует в расщеплении крахмала, липаза — жиров, протеазы — белков.
Многие протеазы выделяются в форме неактивных предшественников. В кишечнике фермент энтеропептидаза запускает превращение трипсиногена в трипсин. Трипсин активирует ряд других предшественников пищеварительных ферментов.
Внутрисекреторная, или эндокринная, часть представлена панкреатическими островками. Они выделяют гормоны непосредственно в кровь.
Бета-клетки образуют инсулин, альфа-клетки — глюкагон. Другие островковые клетки выделяют, например, соматостатин и панкреатический полипептид.
Инсулин способствует использованию и запасанию питательных веществ и снижению уровня глюкозы крови. Глюкагон способствует выделению глюкозы печенью, особенно между приёмами пищи.
Таким образом, ферменты направляются по протокам в просвет кишечника, а гормоны поступают в кровоток и передают сигналы другим тканям.
Почему сахарный диабет бывает разным
При сахарном диабете 1 типа иммунная система повреждает бета-клетки, и возникает выраженный недостаток инсулина. Для поддержания жизни необходим вводимый извне инсулин.
При сахарном диабете 2 типа ткани хуже отвечают на действие инсулина, а его секреция со временем может стать недостаточной. Некоторым людям с диабетом 2 типа также требуется инсулин. Лечение определяется типом заболевания и состоянием человека.
Возможны и другие формы диабета, в том числе связанные с заболеваниями поджелудочной железы.
8. Тонкая кишка и поверхность всасывания
Тонкая кишка состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки. Это последовательные отделы одного органа. Здесь происходит основная часть химического пищеварения и всасывания питательных веществ.
Длина тонкой кишки зависит от индивидуальных особенностей, мышечного тонуса и способа измерения. Прижизненные и посмертные измерения могут заметно различаться.
Её стенка включает слизистую оболочку, подслизистую основу, мышечную и наружную оболочки. Кольцевые и продольные мышечные слои перемешивают и продвигают содержимое. Нервные сплетения в стенке координируют местную работу.
Площадь всасывающей поверхности увеличивают структуры трёх масштабов: круговые складки, кишечные ворсинки и микроворсинки.
Ворсинка — выступ слизистой оболочки с соединительной тканью и сосудами внутри. Микроворсинки — гораздо более мелкие выросты мембраны отдельных всасывающих клеток, или энтероцитов. Многочисленные микроворсинки образуют щёточную каёмку.
Между всасывающими клетками находятся бокаловидные клетки, выделяющие слизь. В кишечных криптах располагаются клетки, участвующие в обновлении эпителия, секреции и защите.
В каждой ворсинке расположены кровеносные капилляры и центральный лимфатический капилляр — млечный сосуд.
Для полноценного всасывания необходимы сохранный эпителий, ферменты, мембранные переносчики, кровоснабжение и работа лимфатических сосудов.
9. Как расщепляются углеводы, белки и жиры
Пищеварительные ферменты ускоряют определённые химические реакции. У каждого фермента есть подходящие молекулы и условия работы.
Углеводы
Амилазы слюны и поджелудочной железы расщепляют крахмал до более коротких цепочек. Ферменты щёточной каёмки завершают обработку.
Лактаза расщепляет лактозу — молочный сахар. Сахараза расщепляет сахарозу. Мальтазная активность ферментов кишечной поверхности участвует в расщеплении мальтозы.
Основные всасываемые моносахариды — глюкоза, галактоза и фруктоза.
У части взрослых активность лактазы снижена. Это может затруднять переваривание лактозы, но не означает утраты способности переваривать крахмал: в этих процессах работают разные ферменты.
Белки
В желудке пепсин начинает расщеплять белковые цепи. В тонкой кишке панкреатические протеазы, включая трипсин и химотрипсин, продолжают обработку.
Карбоксипептидазы поджелудочной железы действуют в кишечном просвете. Пептидазы кишечной поверхности и внутриклеточные ферменты завершают расщепление.
Через мембрану энтероцита могут поступать аминокислоты, а также короткие ди- и трипептиды. Большинство этих пептидов расщепляется уже внутри клетки, и в воротную кровь выходят преимущественно аминокислоты.
Жиры
Желчь помогает эмульгировать жир — распределять его в виде мелких капель. Это увеличивает поверхность, доступную ферментам.
Панкреатическая липаза расщепляет триглицериды преимущественно до свободных жирных кислот и 2-моноглицеридов. Желчные соли участвуют в образовании смешанных мицелл, которые доставляют продукты переваривания жиров к поверхности энтероцитов.
Эмульгирование изменяет распределение жира в жидкости. Ферментативный гидролиз разрывает химические связи в молекулах.
Пищевые волокна
Пищевые волокна перерабатываются иначе. У человека нет собственного фермента для расщепления целлюлозы. Часть волокон становится субстратом для кишечных микроорганизмов.
Разные волокна отличаются растворимостью, вязкостью, способностью удерживать воду и доступностью для микробной ферментации. Они влияют на свойства кишечного содержимого и помогают поддерживать нормальную работу кишечника.
10. Кровь, лимфа и пути питательных веществ
Всасывание — избирательный переход веществ через кишечный эпителий.
Глюкоза и галактоза входят в энтероцит преимущественно через переносчик SGLT1, работающий совместно с переносом натрия. Фруктоза использует переносчик GLUT5. В сторону крови моносахариды выходят главным образом через GLUT2.
У аминокислот и коротких пептидов есть собственные транспортные системы. Вода перемещается преимущественно по осмотическим градиентам, возникающим при переносе растворённых веществ.
Моносахариды и аминокислоты поступают в кровеносные капилляры кишечника. По венам они направляются в воротную вену и далее в печень.
Большинство длинноцепочечных пищевых липидов проходит другой маршрут. В энтероците вновь образуются триглицериды, которые упаковываются вместе с другими липидами и белками в частицы — хиломикроны.
Хиломикроны поступают в млечные сосуды ворсинок. Далее они движутся по лимфатическим путям и через грудной проток попадают в венозную кровь. С этим транспортом связано и всасывание жирорастворимых витаминов.
Коротко- и среднецепочечные жирные кислоты в большей степени могут поступать непосредственно в воротный кровоток.
Некоторые участки кишечника имеют особую специализацию. Железо преимущественно всасывается в начальных отделах тонкой кишки. Витамин B12, связанный с внутренним фактором, и большая часть возвращаемых желчных кислот всасываются в конечном отделе подвздошной кишки.
Возврат желчных кислот из кишечника в печень называют энтерогепатической циркуляцией.
Лимфатические сосуды кишечника переносят липидные частицы и участвуют в возврате тканевой жидкости. Кровь и лимфа обеспечивают разные, но связанные пути доставки всосавшихся веществ.
11. Толстая кишка, аппендикс и прямая кишка
Из подвздошной кишки содержимое переходит через илеоцекальную область в слепую кишку.
Далее следуют восходящая, поперечная, нисходящая и сигмовидная ободочная кишка, затем прямая кишка и анальный канал.
У ободочной кишки есть характерные продольные мышечные ленты и выпячивания стенки — гаустры. В её слизистой нет ворсинок, подобных ворсинкам тонкой кишки, но имеются многочисленные крипты и бокаловидные клетки. Выделяемая слизь облегчает перемещение содержимого и защищает поверхность.
Большая часть воды, поступающей в кишечник с пищей, напитками и пищеварительными секретами, всасывается ещё в тонкой кишке. Толстая кишка возвращает оставшуюся часть воды и электролитов, участвует в микробной переработке доступных субстратов и формировании каловых масс.
Аппендикс, или червеобразный отросток, — узкий отросток слепой кишки. Обычно он находится справа внизу живота, но его положение может различаться.
В стенке аппендикса много лимфоидной ткани, связанной с кишечной иммунной системой. Представление о нём как о возможном резервуаре кишечной микробиоты остаётся отдельной научной гипотезой.
Прямая кишка накапливает содержимое перед опорожнением и имеет анатомические изгибы.
Внутренний анальный сфинктер образован гладкой мышечной тканью и работает преимущественно непроизвольно. Наружный сфинктер состоит из поперечнополосатой мышечной ткани и участвует в произвольном контроле.
Работа прямой кишки и сфинктеров согласована с мышцами тазового дна и нервными рефлексами.
12. Микробиота кишечника
Кишечная микробиота — сообщество микроорганизмов, живущих в кишечнике. К ней относятся бактерии, археи, грибы и другие микроорганизмы. С этим сообществом связаны и вирусы, включая бактериофаги.
Понятие микробиома часто используют для обозначения совокупного генетического материала этих микроорганизмов, а в более широком смысле — всей микробной экосистемы.
Часть микробов ферментирует доступные им пищевые волокна и другие субстраты. Среди продуктов образуются короткоцепочечные жирные кислоты: ацетат, пропионат и бутират.
Бутират служит одним из важных источников энергии для клеток слизистой ободочной кишки. Некоторые продукты микробного обмена участвуют в передаче сигналов между кишечником и другими тканями.
Микробное сообщество взаимодействует со слизистым барьером и иммунной системой. Его состав различается между людьми и меняется под влиянием возраста, питания, лекарств, условий среды и состояния организма.
В толстой кишке преобладают анаэробные микроорганизмы. Условия и состав микробных сообществ в разных отделах пищеварительного тракта различаются.
Некоторые кишечные микроорганизмы синтезируют витамины. Однако количество синтезированного вещества не равно количеству, которое всосётся и станет доступно человеку. Микробиота не гарантирует полного обеспечения организма всеми необходимыми витаминами.
Связь определённого микроорганизма с показателем здоровья не всегда означает прямую причинную связь. Функции микробиоты зависят от состава сообщества, доступных ему веществ и состояния организма.
13. Как согласуется работа органов
Пищеварительный тракт работает как система с обратной связью.
Нервные клетки в его стенке образуют энтеральную нервную систему. Она управляет многими местными рефлексами. Вегетативная нервная система связывает эту работу с общим состоянием организма.
Растяжение стенки, кислотность и состав содержимого становятся сигналами для нервных и гормональных механизмов.
Гастрин участвует в регуляции желудочной секреции. При поступлении кислого химуса секретин способствует выделению богатой бикарбонатом жидкости. Холецистокинин усиливает выделение панкреатических ферментов и сокращение желчного пузыря.
Перистальтика преимущественно продвигает содержимое, а сегментационные сокращения помогают его перемешивать и приближать к слизистой оболочке.
Скорость продвижения и выделения секретов изменяется по ходу пищеварительного тракта. Например, двенадцатиперстная кишка через механизмы обратной связи влияет на опорожнение желудка.
Как и в хорошо настроенном производственном комплексе, подача материала согласуется с возможностями следующего этапа. Объём и состав еды определяют, какие участки системы и какие механизмы должны работать интенсивнее.
14. Обмен веществ и расход энергии
Всосавшиеся вещества включаются в метаболизм — совокупность химических реакций организма.
Катаболические процессы расщепляют молекулы и позволяют использовать заключённую в них химическую энергию. Анаболические процессы обеспечивают построение собственных молекул и требуют затрат энергии.
Оба направления идут одновременно. Их соотношение меняется в зависимости от питания, нагрузки, возраста, гормональных сигналов и потребностей тканей.
Важным посредником в передаче энергии служит аденозинтрифосфат — АТФ. Его можно сравнить с универсальным средством передачи энергии между клеточными процессами. АТФ непрерывно расходуется и восстанавливается.
Для хранения энергетических запасов организм использует, в частности, гликоген и жировую ткань.
Суточные энергозатраты включают расход в покое, физическую активность и термический эффект пищи — затраты, связанные с её перевариванием, всасыванием и последующей переработкой.
Расход энергии в покое у многих взрослых составляет около 60–70% суточных энергозатрат, но эта доля зависит от уровня активности и особенностей организма. Термический эффект смешанного питания часто составляет ориентировочно около 10%. Эти показатели являются приблизительными.
Даже в покое энергия необходима для работы сердца и дыхательных мышц, поддержания ионных градиентов, температуры тела, синтеза веществ и обновления тканей. При движении увеличиваются затраты на работу мышц.
Поступление и расход энергии не обязаны совпадать в каждый момент. После еды часть веществ запасается, а между приёмами пищи запасы используются. Энергетический баланс оценивают за определённый период.
Большинство биохимических путей обеспечивается ферментами, но в организме происходят и неферментативные реакции. Интенсивность обмена зависит от размеров и состава тела, возраста, физической нагрузки, гормональной регуляции, температуры и состояния здоровья.
15. Незаменимые вещества и строительные материалы
Часть необходимых веществ организм синтезирует самостоятельно, а часть должна поступать извне. Такие вещества называют незаменимыми.
Для человека выделяют девять незаменимых аминокислот:

• гистидин;
• изолейцин;
• лейцин;
• лизин;
• метионин;
• фенилаланин;
• треонин;
• триптофан;
• валин.

Из аминокислот клетки собирают собственные белки: ферменты, транспортные молекулы, элементы мышц и других тканей. При определённых состояниях повышается потребность и в условно незаменимых аминокислотах.
К незаменимым жирным кислотам относятся линолевая кислота семейства омега-6 и альфа-линоленовая кислота семейства омега-3. Некоторые другие полиненасыщенные жирные кислоты организм может получать из предшественников, хотя эффективность этих превращений различается.
Кроме белков, жиров и углеводов организму необходимы вода, минеральные вещества и витамины. Они выполняют разные задачи и не заменяют друг друга.
Например, кальций — минеральный элемент, а витамин D участвует в регуляции его обмена. Холин — незаменимое питательное вещество, необходимое для клеточных мембран, образования ацетилхолина и других процессов.
Пища как источник необходимых веществ
Разные продукты дают разные сочетания питательных веществ.
Овощи и фрукты содержат пищевые волокна, витамины и минералы. Цельные злаки и бобовые дают углеводы, растительный белок и волокна.
Рыба и другие животные продукты могут быть источниками белка и витамина B12. Жирная рыба — один из природных источников витамина D.
Растительные масла, орехи и семена — важные источники витамина E. Молочные и некоторые обогащённые продукты помогают получать кальций.
Потребности зависят от возраста, состояния организма и нагрузки. Переносимость продуктов может различаться из-за аллергий, заболеваний и активности отдельных ферментов.
Аллергия, непереносимость и пищевое отравление имеют разные механизмы.
Сырая и недоваренная фасоль может содержать опасное количество лектинов. Одно проращивание не гарантирует её безопасность. Для сухой красной фасоли важна достаточная тепловая обработка после подготовки. Консервированная фасоль уже прошла промышленное приготовление.
Сонливость после обильной еды зависит от нескольких факторов, включая время суток, предшествующий сон, объём и состав еды. Усиление кровотока в органах пищеварения не означает, что мозг здорового человека остаётся без достаточного кровоснабжения.
16. Витамины и их место в обмене веществ
В современном перечне выделяют 13 витаминов: A, D, E, K, C и восемь витаминов группы B — B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9 и B12.
Витамины нужны в небольших количествах и участвуют в определённых клеточных процессах. Они не являются существенным источником калорий.
Многие витамины группы B служат предшественниками коферментов — органических молекул, необходимых ферментам для работы. Другие витамины участвуют в зрении, регуляции активности генов, защите клеточных мембран и изменении белков, необходимом для выполнения их функций.
Жирорастворимые витамины — A, D, E и K. Их всасывание связано с перевариванием и транспортом жиров.
Водорастворимые витамины — C и витамины группы B. Запасы разных витаминов различаются. В частности, B12 способен сохраняться в организме годами.
Витамин D имеет особенности образования: D3 может синтезироваться в коже под действием ультрафиолетового излучения. Для образования основной гормонально активной формы затем необходимы превращения в печени и почках.
С пищей могут поступать как D2, так и D3. Животные продукты обычно содержат D3, а некоторые грибы — D2.
Исторические названия «витамин P» для ряда флавоноидов и «витамин F» для определённых жирных кислот не входят в современный перечень 13 витаминов. Рутин относится к флавоноидам. Холин также рассматривают отдельно от этого перечня.
Жирорастворимые витамины
Витамин A — ретиноиды и провитамины A. Участвует в зрении, росте, дифференцировке эпителия и работе иммунной системы. Источники готового витамина A — печень, яйца и молочные продукты. Морковь, тыква и тёмная листовая зелень содержат каротиноиды, часть которых организм превращает в витамин A.
Витамин D — кальциферолы. Участвует в регуляции обмена кальция и фосфора и поддержании минерализации костей. Пищевые источники — жирная рыба, яичный желток и обогащённые продукты. D3 также образуется в коже.
Витамин E — токоферолы и токотриенолы. Участвует в антиоксидантной защите липидов клеточных мембран. Основная форма, учитываемая при определении потребности человека, — альфа-токоферол. Важные пищевые источники — растительные масла, семена и орехи.
Витамин K — филлохинон и менахиноны. Необходим для изменения ряда белков свёртывания крови и белков костной ткани, позволяющего им выполнять свои функции. Источники — зелёные листовые овощи, брокколи, растительные масла и некоторые ферментированные продукты.
Водорастворимые витамины
Витамин B1 — тиамин. Его активная коферментная форма, тиаминдифосфат, участвует в углеводном обмене и обмене некоторых аминокислот. Источники — цельнозерновые и обогащённые продукты, свинина и бобовые.
Витамин B2 — рибофлавин. Служит предшественником коферментов ФАД и ФМН, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Источники — молоко, яйца, мясо, миндаль и грибы.
Витамин B3 — ниацин. Служит предшественником НАД и НАДФ — соединений, необходимых для переноса электронов и множества реакций обмена веществ. Источники — мясо, птица, рыба, арахис и обогащённые зерновые продукты. Часть ниацина образуется из аминокислоты триптофана.
Витамин B5 — пантотеновая кислота. Необходим для образования кофермента A и переноса ацильных групп в обмене веществ. Широко распространён в продуктах, включая мясо, яйца, грибы, авокадо и цельнозерновые продукты.
Витамин B6 — группа соединений пиридоксина. Его коферментные формы участвуют в обмене аминокислот, синтезе нейромедиаторов и гема. Источники — птица, рыба, нут, картофель и бананы.
Витамин B7 — биотин. Служит кофактором карбоксилаз, участвующих в обмене жирных кислот, глюкозы и аминокислот. Источники — приготовленные яйца, печень, орехи и семена.
Витамин B9 — фолаты. Участвует в переносе одноуглеродных фрагментов, синтезе ДНК и делении клеток. Источники — листовые овощи, бобовые, печень и обогащённые зерновые продукты.
Витамин B12 — кобаламины. Необходим для работы важных ферментных систем, нормального кроветворения и функционирования нервной системы. Источники — рыба, моллюски, мясо, яйца, молочные и специально обогащённые продукты.
Витамин C — аскорбиновая кислота. Участвует в синтезе коллагена, антиоксидантной защите и улучшает всасывание негемового железа. Источники — сладкий перец, цитрусовые, киви, ягоды и капуста.
Ориентиры потребления витаминов
В таблице приведены референсные значения NIH и National Academies для здоровых взрослых 19–50 лет, без беременности и грудного вскармливания.
Это среднесуточное поступление из всех источников питания. Значения не являются дозировками витаминных препаратов. В других странах и возрастных группах нормы могут отличаться.
RDA — рекомендуемое потребление. AI — адекватное потребление, установленное при недостатке данных для определения RDA.
Витамин или веществоМужчиныЖенщиныТип значения
A
900 мкг RAE
700 мкг RAE
RDA
D
15 мкг — 600 МЕ
15 мкг — 600 МЕ
RDA
E
15 мг альфа-токоферола
15 мг альфа-токоферола
RDA
K
120 мкг
90 мкг
AI
B1
1,2 мг
1,1 мг
RDA
B2
1,3 мг
1,1 мг
RDA
B3
16 мг NE
14 мг NE
RDA
B5
5 мг
5 мг
AI
B6
1,3 мг
1,3 мг
RDA
B7
30 мкг
30 мкг
AI
B9
400 мкг DFE
400 мкг DFE
RDA
B12
2,4 мкг
2,4 мкг
RDA
C
90 мг
75 мг
RDA
Холин — отдельно от витаминов
550 мг
425 мг
AI
RAE — эквиваленты активности ретинола. NE — ниациновые эквиваленты. DFE — пищевые фолатные эквиваленты. МЕ — международные единицы.
Миллиграммы и микрограммы различаются в тысячу раз: 1 мг = 1000 мкг.
После 50 лет референсные значения для B6 составляют 1,7 мг для мужчин и 1,5 мг для женщин. Для витамина D после 70 лет NIH указывает 20 мкг — 800 МЕ в сутки.
Для курящих потребность в витамине C выше. Беременность, грудное вскармливание и некоторые заболевания также требуют отдельных ориентиров.
Недостаток и избыток витаминов
Гиповитаминоз — состояние недостаточности определённого витамина. Авитаминозом называют тяжёлый выраженный дефицит с характерными нарушениями. Гипервитаминоз связан с избыточным поступлением и накоплением витамина, вызывающим неблагоприятные последствия.
При выраженном дефиците A возможно нарушение сумеречного зрения. Недостаток B1 может приводить к бери-бери, B3 — к пеллагре, C — к цинге.
Недостаток B9 и B12 может вызывать мегалобластную анемию. Дефицит B12 также способен повреждать нервную систему.
Недостаток D нарушает минерализацию костей: у детей возможен рахит, у взрослых — остеомаляция. Дефицит K повышает риск кровоточивости.
Тяжёлый дефицит E встречается редко и может сопровождаться неврологическими и мышечными нарушениями.
Такие симптомы, как слабость, утомляемость, изменения кожи или онемение, могут иметь множество причин. По одному признаку определить дефицит конкретного витамина нельзя.
Избыток некоторых витаминов способен причинять вред. Это касается не только жирорастворимых A и D: длительное употребление высоких доз B6 может повреждать периферические нервы.
Синтез отдельных витаминов кишечными микроорганизмами не гарантирует их достаточного поступления и всасывания.
Сохранность витаминов при хранении и приготовлении зависит от вещества, температуры, времени и контакта с водой. Для витамина C длительный нагрев и хранение часто означают потери. При этом приготовление может повышать доступность некоторых других компонентов пищи.
Активные формы кислорода образуются в организме естественным образом и участвуют в передаче клеточных сигналов. При их избыточном образовании возможно повреждение клеточных структур. Антиоксидантная защита включает собственные ферментные системы организма и поступающие с пищей вещества.
17. Селезёнка и её связь с печенью
Селезёнка расположена слева под диафрагмой, рядом с желудком. Она относится к лимфоидным органам. Её работа связана с иммунной защитой, переработкой компонентов крови и обменом билирубина.
Снаружи селезёнка покрыта соединительнотканной капсулой. От неё внутрь отходят трабекулы, формирующие часть внутреннего каркаса органа.
Основную ткань называют пульпой. В ней различают красную и белую части.
В красной пульпе находятся селезёночные тяжи и венозные синусы. Здесь макрофаги распознают и удаляют старые или повреждённые эритроциты и перерабатывают их компоненты.
Железо возвращается в обмен, а образовавшийся при распаде гема билирубин далее обрабатывается печенью. В селезёнке также находится часть тромбоцитов организма.
Белая пульпа состоит из лимфоидной ткани. Вокруг артериол располагаются преимущественно T-клеточные зоны, а лимфоидные фолликулы связаны с B-клетками. Это устройство помогает формировать иммунные ответы на антигены, поступающие с кровью.
B-лимфоциты могут превращаться в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Краевые области белой пульпы участвуют в захвате и представлении антигенов.
Селезёночная артерия обычно отходит от чревного ствола, являющегося ветвью брюшной аорты. Венозный отток идёт по селезёночной вене. Вместе с верхней брыжеечной веной она обычно формирует воротную вену.
Во внутриутробном развитии селезёнка участвует в кроветворении. У здорового взрослого основным местом образования клеток крови является костный мозг.
Нарушения работы селезёнки
Селезёнка может увеличиваться при инфекциях, болезнях крови и других состояниях. Увеличение органа — неспецифический признак, который сам по себе не определяет причину заболевания.
Инфаркт селезёнки означает гибель участка ткани вследствие нарушения кровоснабжения. Возможны различные сосудистые, гематологические и инфекционные причины.
При амилоидозе в ткани откладывается амилоид. Это патологический процесс, способный нарушать строение и работу органа.
Абсцесс селезёнки — очаг гнойной инфекции, который может угрожать жизни. Он требует срочной медицинской оценки и лечения антибиотиками. По показаниям выполняют дренирование или операцию. Отсутствие выраженной боли не доказывает безопасность этого состояния.
Перекрут сосудистой ножки при подвижной селезёнке может нарушать её кровоснабжение и требует неотложной хирургической оценки.
У людей без селезёнки повышен риск тяжёлых инфекций. Профилактику и действия при лихорадке заранее обсуждают с врачом.
18. Один приём пищи как работа единой системы
Проследим весь путь ещё раз.
Во рту пища измельчается зубами, перемешивается языком и смачивается слюной. Здесь начинается расщепление крахмала.
Глотание переводит пищевой комок в пищевод, а перистальтика доставляет его в желудок. Желудок временно удерживает содержимое, перемешивает его с желудочным соком и начинает активное расщепление белков.
Через привратник химус небольшими порциями поступает в двенадцатиперстную кишку. Панкреатический бикарбонат помогает уменьшить кислотность. Желчь поддерживает обработку и всасывание жиров, а ферменты поджелудочной железы и кишечной поверхности продолжают расщепление молекул.
Через эпителий тонкой кишки питательные вещества переходят в кровь и лимфу. Воротная кровь доставляет многие из них в печень. Большая часть длинноцепочечных пищевых жиров сначала проходит через лимфатическую систему.
Печень преобразует поступившие вещества, запасает часть из них и участвует в распределении между тканями.
В толстой кишке продолжается всасывание воды и электролитов. Микробиота перерабатывает доступные ей субстраты, а кишечное содержимое постепенно превращается в каловые массы.
Прямая кишка, анальные сфинктеры и мышцы тазового дна обеспечивают завершающий этап — выведение содержимого.
В клетках полученные вещества становятся материалом для синтеза и участниками энергетического обмена. Витамины и минералы обеспечивают отдельные звенья этих процессов.
Так пищеварительная система связывает внешнюю пищу с внутренней жизнью организма: подготавливает материал, обеспечивает его усвоение и передаёт клеткам вещества, необходимые для работы, роста и обновления.