Травлення в кишечнику, печінка і підшлункова залоза

Кишечник людини поділяють на тонкий і товстий. Тонкий кишечник завдовжки 5–6 м складається з трьох відділів: дванадцятипалої, порожньої та клубової кишок. Товстий кишечник (близько 1,5 м) включає сліпу кишку з червоподібним відростком (апендиксом), ободову й пряму кишки. Саме в дванадцятипалу кишку відкриваються протоки двох важливих органів — підшлункової залози й печінки.

Підшлункова залоза та її сік

Підшлункова залоза — це залоза змішаної секреції. Її зовнішньосекреторна частина (екзокринна) виробляє підшлунковий сік, а внутрішньосекреторна (ендокринна) — гормони інсулін і глюкагон (про них ітиметься в темі ендокринної системи). За добу підшлункова залоза виділяє 1,5–2 л слабколужного соку (pH близько 8), який нейтралізує кислий хімус, що надходить зі шлунка, і створює оптимальне середовище для дії кишкових ферментів.

Основні ферменти підшлункового соку:

• трипсин і хімотрипсин — розщеплюють білки й поліпептиди до пептидів і амінокислот

• ліпаза — розщеплює жири до гліцерину й жирних кислот

• амілаза — розщеплює крохмаль до мальтози

• нуклеази — розщеплюють нуклеїнові кислоти

Важливо: трипсин виділяється в неактивній формі — трипсиногені. Він активується в просвіті дванадцятипалої кишки ферментом кишкового соку ентерокіназою. Саме тому підшлункова залоза не перетравлює сама себе: її білкорозщеплювальні ферменти починають діяти лише після активації в кишечнику, а клітини залози ще й виробляють інгібітор трипсину.

Печінка і жовч

Печінка — найбільша залоза тіла людини (маса близько 1,5 кг). Вона безперервно утворює жовч — 0,5–1 л за добу. Жовч накопичується в жовчному міхурі й під час травлення надходить через жовчну протоку в дванадцятипалу кишку.

Склад жовчі: вода, жовчні кислоти, пігменти (білірубін, що утворюється з гемоглобіну й забарвлює кал у характерний колір), холестерол. Ферментів жовч не містить — це ключовий момент теми.

Функції жовчі:

• емульгує жири — розбиває їх на дрібні краплинки, збільшуючи поверхню для дії ліпази

• активує ліпазу підшлункового соку

• сприяє всмоктуванню жирних кислот і жиророзчинних вітамінів A, D, E, K

• посилює перистальтику кишечника

• гальмує процеси гниття в кишечнику

Регуляція виділення підшлункового соку

Коли кислий хімус потрапляє зі шлунка в дванадцятипалу кишку, слизова кишки виділяє гормон секретин. Це перший відкритий гормон в історії (1902 рік, британські фізіологи Вільям Бейліс і Ернест Старлінг). Секретин посилює виділення підшлункового соку, що нейтралізує кислоту й запускає кишкове травлення.

У тонкому кишечнику завершується розщеплення всіх поживних речовин і відбувається їхнє всмоктування. Слизова тонкого кишечника виділяє кишковий сік, що містить низку ферментів.

Кишковий сік і його ферменти

Залози слизової тонкого кишечника виділяють кишковий сік, який містить:

• ентерокіназу — активує трипсиноген

• пептидази — розщеплюють пептиди до амінокислот

• мальтазу, сахаразу, лактазу — розщеплюють дисахариди до моносахаридів (мальтоза → глюкоза, сахароза → глюкоза + фруктоза, лактоза → глюкоза + галактоза)

• ліпазу — завершує розщеплення жирів

Кінцеві продукти травлення: білки → амінокислоти, вуглеводи → глюкоза та інші моносахариди, жири → гліцерин і жирні кислоти.

Порожнинне і пристінкове травлення

У тонкому кишечнику розрізняють два типи травлення. Порожнинне травлення відбувається в просвіті кишки, де ферменти підшлункового й кишкового соків розщеплюють великі молекули. Пристінкове (мембранне) травлення відкрив російський фізіолог О. М. Уголєв у 1958 році. Воно відбувається на поверхні мікроворсинок епітелію, де закріплені ферменти. Завдяки цьому продукти розщеплення утворюються просто біля місця всмоктування, що значно прискорює процес.

Ворсинки й мікроворсинки: збільшення площі всмоктування

Слизова тонкого кишечника утворює виступи заввишки близько 1 мм — ворсинки. Кожна клітина епітелію ворсинки, зі свого боку, має мікроворсинки — ще дрібніші виступи. Така будова в сотні разів збільшує площу всмоктування. У кожній ворсинці розташовані кровоносні капіляри й центральна лімфатична судина.

Шляхи всмоктування різних речовин:

Зверни увагу: продукти розщеплення жирів всмоктуються переважно в лімфу, а не в кров. Це важливий нюанс теми.

Рухи тонкого кишечника

Перистальтика (хвилеподібні скорочення) просуває хімус уперед, а маятникоподібні рухи перемішують його, забезпечуючи контакт зі стінками кишки. Неперетравлені рештки й клітковина поступово переходять у товстий кишечник.

Товстий кишечник — це кінцевий відділ травного каналу. Його довжина близько 1,5 м. Він складається зі сліпої кишки (з червоподібним відростком — апендиксом), ободової та прямої кишок. На відміну від тонкого кишечника, у товстому ворсинок немає, а власних травних ферментів майже не виробляється.

Функції товстого кишечника

Основна функція товстого кишечника — всмоктування більшої частини води, що лишилася після тонкого кишечника, а також солей. Тут формується кал. Дефекація — це рефлекс, який з раннього дитинства контролюється корою великих півкуль головного мозку (тобто свідомо).

Мікробіота кишечника

У товстому кишечнику живе величезна кількість бактерій — мікробіота. Типові представники: кишкова паличка, біфідобактерії, лактобактерії. Вони виконують важливі функції:

• частково розщеплюють клітковину (харчові волокна), яку ферменти людини не здатні перетравити

• синтезують вітамін K і вітаміни групи B

• пригнічують ріст хвороботворних мікробів

• тренують імунну систему, підтримуючи її в активному стані

Антибіотики можуть порушити склад мікробіоти, спричиняючи дисбактеріоз — стан, за якого корисних бактерій стає менше, а умовно-патогенні мікроорганізми починають розмножуватися безконтрольно.

Клітковина (харчові волокна) не розщеплюється ферментами людини, але посилює перистальтику й живить корисні бактерії. Тому продукти, багаті на клітковину (овочі, фрукти, злаки), обов'язково потрібні в раціоні.

Бар'єрна функція печінки

Печінка виконує не лише травну (утворення жовчі), а й бар'єрну функцію. Уся кров від шлунка й кишечника спершу надходить у печінку через ворітну вену. Клітини печінки (гепатоцити) затримують і знешкоджують отруйні речовини, що всмокталися в кишечнику:

• продукти гниття білків у товстому кишечнику (наприклад, індол, скатол)

• спирт (етанол)

• лікарські препарати

• інші токсичні сполуки

Лише після цього очищена кров надходить у загальний кровообіг. Обмінні функції печінки (синтез білків, глюконеогенез, накопичення глікогену) розглядаються в окремому юніті про обмін речовин.

Щоб упевнено відповідати на завдання НМТ, де потрібно співвіднести відділ травного каналу з ферментом і продуктом розщеплення, варто тримати в голові цілісну картину травлення. Нижче — зведення по відділах.

Ротова порожнина

Середовище слабколужне. Амілаза розщеплює крохмаль до мальтози, а мальтаза — мальтозу до глюкози. Тут починається розщеплення вуглеводів.

Шлунок

Середовище кисле (pH 1,5–2). Пепсин розщеплює білки до поліпептидів. Ліпаза шлунка діє лише на жири молока (у дітей).

Дванадцятипала кишка

Сюди надходять підшлунковий сік і жовч. Середовище слабколужне. Основні ферменти:

• трипсин і хімотрипсин — білки й поліпептиди → пептиди й амінокислоти

• ліпаза (активована жовчю) — жири → гліцерин і жирні кислоти

• амілаза — крохмаль → мальтоза

Тонкий кишечник (порожня й клубова кишки)

Пептидази розщеплюють пептиди до амінокислот. Дисахаридази (мальтаза, сахараза, лактаза) розщеплюють дисахариди до моносахаридів. Відбувається пристінкове травлення й всмоктування.

Три ланцюжки для логічних пар «відділ → фермент → продукт»

Найзручніше запам'ятовувати травлення у вигляді трьох паралельних ланцюжків:

Запам'ятай ці три ланцюжки — вони допоможуть розв'язати більшість завдань на логічні пари з теми травлення.

Харчове отруєння виникає через кілька годин після вживання зіпсованої чи забрудненої їжі. Його спричиняють бактерії (сальмонела, стафілокок), віруси або токсини, що накопичилися в продуктах.

Ознаки харчового отруєння

• нудота, блювання

• біль у животі, пронос

• слабкість, іноді гарячка

Особливо небезпечний ботулізм — отруєння токсином бактерій Clostridium botulinum, який може накопичуватися в домашніх консервах, в'яленій рибі, ковбасі. Його ознаки: двоїння в очах, утруднене ковтання й мовлення, м'язова слабкість. Ботулізм небезпечний для життя й потребує негайної медичної допомоги.

Домедична допомога при харчовому отруєнні

• викликати 103 — обов'язково при підозрі на ботулізм, отруєння грибами, а також у дітей

• давати пити воду малими ковтками, щоб відновити втрачену рідину

• зберегти рештки їжі для аналізу

• ліки й промивання шлунка — лише за порадою медика

Профілактика

• мити руки перед їжею й під час приготування

• мити фрукти, овочі, зелень

• готувати м'ясо, рибу, яйця до повної готовності

• зберігати швидкопсувні продукти в холоді

• не вживати консерви зі здутими кришками

• не вживати незнайомі гриби

Приклад 1. Вибір однієї відповіді: жовч

Завдання: Яке твердження про жовч правильне?

• А) Розщеплює жири до гліцерину й жирних кислот

• Б) Утворюється в жовчному міхурі

• В) Емульгує жири, але ферментів не містить

• Г) Розщеплює білки в кислому середовищі

Розв'язання: Жовч не містить ферментів — це ключовий факт. Її головна функція — емульгувати жири, тобто розбивати їх на дрібні краплинки, збільшуючи поверхню для дії ліпази. Варіант А неправильний, бо жири до гліцерину й жирних кислот розщеплює ліпаза, а не жовч. Варіант Б неправильний, бо жовч утворюється в печінці, а в жовчному міхурі лише накопичується. Варіант Г неправильний, бо білки в кислому середовищі розщеплює пепсин шлунка.

Відповідь: В.

Приклад 2. Логічні пари: відділ → процес

Завдання: Установи відповідність між відділом травного каналу (1–4) і процесом, що в ньому відбувається (А–Д).

Розв'язання: У ротовій порожнині амілаза починає розщеплювати крохмаль (1 → А). У шлунку пепсин діє на білки в кислому середовищі (2 → Б). У дванадцятипалій кишці жовч емульгує жири, а трипсин розщеплює білки (3 → В). У товстому кишечнику всмоктується вода й бактерії синтезують вітамін K (4 → Г). Варіант Д (утворення жовчі) зайвий, бо жовч утворюється в печінці, а не в кишечнику.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 3. Вибір однієї відповіді: всмоктування жирів

Завдання: Куди у ворсинці тонкого кишечника всмоктуються продукти розщеплення жирів?

• А) Лише в кровоносні капіляри

• Б) Переважно в центральну лімфатичну судину

• В) У порожнину товстого кишечника

• Г) У жовчний міхур

Розв'язання: Гліцерин і жирні кислоти в клітинах епітелію ворсинки знову з'єднуються в жири, властиві людині, і краплинками надходять у центральну лімфатичну судину ворсинки. З лімфи вони потрапляють у кров. Варіант А неправильний, бо в кровоносні капіляри всмоктуються амінокислоти й глюкоза. Варіант В неправильний, бо продукти розщеплення жирів не повертаються в товстий кишечник. Варіант Г неправильний, бо жовчний міхур — це резервуар для жовчі, а не шлях всмоктування.

Відповідь: Б.

Приклад 4. Вибір із трьох груп: підшлункова залоза

Завдання: На рисунку зображено орган травної системи — підшлункову залозу. Обери по одному правильному варіанту в кожній групі.

Розв'язання: Підшлункова залоза — залоза змішаної секреції (група 1: змішана). Її зовнішньосекреторна частина виробляє підшлунковий сік, що містить трипсин (група 2: трипсин). Підшлунковий сік надходить у дванадцятипалу кишку (група 3: у дванадцятипалу кишку). Пепсин — фермент шлунка, лізоцим — фермент слини.

Відповідь: змішана, трипсин, у дванадцятипалу кишку.

• Вважають жовч ферментом, що розщеплює жири. Насправді жовч лише емульгує жири (розбиває на краплинки) і активує ліпазу, але ферментів не містить.

• Вважають, що жовч утворюється в жовчному міхурі. Насправді жовч утворюється в печінці, а жовчний міхур лише накопичує її.

• Вважають, що всі продукти травлення всмоктуються в кров. Насправді продукти розщеплення жирів (гліцерин і жирні кислоти) переважно надходять у лімфу, а потім — у кров.

• Вважають, що в товстому кишечнику відбувається основне розщеплення поживних речовин. Насправді основне розщеплення завершується в тонкому кишечнику, а в товстому переважно всмоктується вода й формуються калові маси.

• Плутають трипсин (фермент підшлункового соку, діє в дванадцятипалій кишці) з пепсином (фермент шлункового соку, діє в шлунку). Запам'ятай: пепсин — шлунок, трипсин — дванадцятипала кишка.

• Вважають, що кров від кишечника одразу потрапляє в загальний кровообіг, минаючи печінку. Насправді кров спершу через ворітну вену надходить у печінку, де знешкоджуються токсини, і лише потім — у загальний кровообіг.

Тема 4.8 програми НМТ з біології вимагає знати склад підшлункового й кишкового соків і жовчі, травні ферменти (трипсин, хімотрипсин, ліпаза, амілаза, мальтаза), мікрофлору кишечника, перистальтику, відділи кишечника, пов'язувати будову з функціями, розпізнавати ознаки харчового отруєння й обирати домедичну допомогу.

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.8 представляє завдання № 30 — вибір трьох відповідей із трьох груп (по три варіанти, відповідь — тризначне число), 0–3 бали. У ньому зображено орган травлення на рисунку, а групи поєднують тему 4.8 з темами 4.3 (гуморальна регуляція) і 4.1 (тканини).

Логічні пари (завдання 25–28): 1–4 → А–Д, одна буква зайва, по 1 балу за пару. Типові теми: «відділ → фермент → продукт», «сік → складник». Вибір однієї відповіді (завдання 1–24) — для жовчі, всмоктування, бар'єрної функції печінки.

Стратегія: щоб визначити орган на рисунку, спершу знайди орієнтири — шлунок, печінку з жовчним міхуром, петлю дванадцятипалої кишки, — а потім відповідай у кожній групі окремо.

• У дванадцятипалій кишці діють підшлунковий сік і жовч.

• Трипсин розщеплює білки, ліпаза — жири, амілаза — крохмаль.

• Жовч емульгує жири, але ферментів не містить.

• Пристінкове травлення відбувається на мікроворсинках; ворсинки збільшують площу всмоктування.

• Амінокислоти й глюкоза всмоктуються в кров і через ворітну вену потрапляють у печінку; продукти розщеплення жирів — переважно в лімфу.

• Товстий кишечник: всмоктування води, мікробіота синтезує вітамін K і вітаміни групи B.

• Печінка затримує й знешкоджує отрути з крові ворітної вени (бар'єрна функція).