Как поживаешь, желудок?

2. Почему кишечник такой длинный?

В широком смысле кишечник включает в себя тонкий и толстый кишечник, и его длина может достигать 8 метров.

Тонкий кишечник делится на три части: двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку. Двенадцатиперстная кишка, являясь первой остановкой для грубо переработанной пищи из желудка, должна хорошо смешать поступающие желчь и поджелудочный сок с пищевыми частицами, чтобы углеводы, белки и жиры могли быть полностью переварены для последующего усвоения. Стенки тощей кишки толще, а ее полость шире, что позволяет проводить более активное перемешивание и перистальтику для переваривания пищевого комка, однако ее способность к всасыванию питательных веществ ограничена. Подвздошная кишка имеет чуть более тонкие стенки и узкую полость, а ее двигательная способность несколько слабее, но способность к всасыванию очень высокая; именно здесь основная часть питательных веществ усваиваются окончательно.

Толстый кишечник делится на три части: слепую кишку (включая аппендикс), ободочную кишку (восходящая ободочная, поперечная ободочная, нисходящая ободочная и сигмовидная кишка) и прямую кишку (включая анальный канал). Функции различных участков ободочной кишки несколько различаются. В первой половине ободочной кишки способность к всасыванию воды и неорганических солей более выражена, и к выходу во вторую половину кишки пищевые остатки уже становятся твердыми каловыми массами, и именно сигмовидная кишка выполняет их хранение. Затем, когда настает подходящее время, она отправляет их в прямую кишку для выведения из организма.

В предыдущей части мы всесторонне исследовали особенности желудка, и, находясь у входа в привратник, слегка приоткрыли завесу, взглянув на следующий этап нашего путешествия. Пора двигаться вперед. Напоминаю всем посетителям: приготовьте «провизию» для путешествия, потому что впереди нас ждет долгий путь.

Следуя за гастроскопом, мы пройдем через привратник, отправляясь в новый мир — двенадцатиперстную кишку. В ней все покрыто желтоватым маслянистым веществом с крайне специфическим запахом — желчью. Незабываемое ощущение погружения и эффект присутствия, не правда ли? На самом деле это маслянистое ощущение в основном создается холестерином, лецитином и другими жировыми компонентами в желчи, которые играют ключевую роль на следующем этапе переваривания пищевых жиров.

Откуда же берется эта желтоватая жидкость? Продвигаясь глубже в двенадцатиперстную кишку, на стенке ее полости вы увидите маленькое отверстие. Если повезет, вам удастся увидеть, как из него «бьет» та самая жидкость. Это отверстие — большой сосочек двенадцатиперстной кишки, место, где сливаются поджелудочный и желчный протоки и происходит вывод поджелудочного сока и желчи. Подобно автоматической стиральной машине, где в нужный момент подается моющее средство, поджелудочный сок и желчь поступают в полость двенадцатиперстной кишки, чтобы облегчить распад жиров и белков в пищевых массах для постепенного усвоения тонким кишечником. Более того, слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки также выделяет много слизи, которая, смешиваясь с поджелудочным соком и желчью, образует щелочную жидкость, нейтрализуя желудочную кислоту, содержащуюся в пищевых остатках, поступающих из желудка.

Далее на пути по двенадцатиперстной кишке нам предстоит сделать большой поворот, ведущий к извилистым и неровным «тропам». К настоящему моменту гастроскоп уже прошел 25–30 сантиметров после выхода из привратника, что примерно соответствует длине двенадцати поперечно сложенных пальцев. Именно отсюда и произошло название «двенадцатиперстная кишка». Длина гастроскопа достигла предела, делая управление затруднительным, поэтому нам придется сменить проводника на следующем отрезке пути.

Попрощавшись с гастроскопом, мы встречаем нашего нового проводника — капсульный эндоскоп: маленькое устройство размером с капсулу лекарства от простуды. Хотя этот эндоскоп невелик, он обладает целым рядом функций, таких как съемка, освещение, хранение и передача данных. После проглатывания капсулы, она плывет по пищеводу, желудку и двенадцатиперстной кишке, в итоге достигая мышцы Трейтца — связки, поддерживающей двенадцатиперстную кишку. Как было упомянуто ранее, это место представляет собой большой изгиб. Чтобы лучше продемонстрировать реальное состояние тонкого кишечника, капсульный эндоскоп сливается с пищей и использует «шпионский метод» для получения самой непосредственной информации.

Первое, что ощущает капсульный эндоскоп — это постоянные толчки и колебания. Непрерывные подъемы и сжимания толкают капсулу вперед, словно на волнах; едва утихнет одна волна, как поднимается другая, и вскоре капсула оказывается в глубине кишечника. Эти сокращения — перистальтика тонкого кишечника. Под управлением кишечной нервной системы тонкий кишечник постоянно продвигает пищу вдоль своего тракта. Это движение направлено вперед, вперед и только вперед, и не подвержено влиянию силы тяжести. Именно поэтому астронавты могут нормально есть и переваривать пищу в условиях невесомости в космосе.

Во время перистальтики капсульный эндоскоп обнаруживает, что большая часть его среды пропала: стройный ряд измельченных остатков пищи был разделен на отрезки, концы которых уже не в состоянии соединиться. Это явление называется сегментарной перистальтикой тонкого кишечника. Особенно интересно, что капсульный эндоскоп и пища, находясь в одном из этих сегментов, были окружены тонким кишечником так плотно, что начали качаться взад и вперед, словно на пиратском корабле в парке аттракционов. Капсула и ее пищевые компаньоны тряслись так, что их суда вскоре распались на мелкие части. Первоначально пережившие путешествие через желудок кусочки мяса, овощные листья, фрукты и макароны уже потеряли свои первоначальные формы. На этом этапе было бы уместно назвать их «кишечной кашей», а более точно — «химусом».

Во время сегментарных сокращений и колебаний капсульный эндоскоп и окружающий его химус вошли в самый близкий контакт со стенками тонкого кишечника. Капсула погрузилась в мягкую ткань слизистой оболочки, и, будучи словно укутанной в мягкий плед, каждым уголком своего тела ощущала его тепло. Это тепло исходит от плотно расположенных ворсинок слизистой оболочки тонкого кишечника. Если внимательно присмотреться, можно заметить, что поверхность тонкого кишечника полностью покрыта складками, а на каждом квадратном миллиметре поверхности может находиться более 30 тончайших ворсинок. Рассматривая их под микроскопом, на каждой ворсинке можно увидеть множество микроворсинок, а на поверхности каждой микроворсинки находятся подобные оленьим рогам полисахаридные оболочки — гликокаликс. Если разложить все складки, ворсинки и микроворсинки тонкого кишечника, общая его поверхность может достигать почти 200 квадратных метров, что примерно в 100 раз превышает площадь поверхности нашего тела. Это необъятное пространство, созданное человеческим телом для поглощения пищи, наглядно показывает, что человек живет, чтобы есть [4].

Представьте стакан воды, проливающийся на пушистый плед. Вода быстро просачивается в каждую ворсинку, и выжать воду из него уже невозможно. То же самое происходит с переработанным химусом, состоящим из потока мелких молекул, включающих в себя глюкозу, аминокислоты, холестерин, жирные кислоты, витамины и электролиты. Как только он соприкасается с плотно расположенными ворсинками кишечника, его уже невозможно вытянуть обратно; он проникает сквозь стенку кишечника, попадая в бурный поток крови и лимфы, проходящий через кишечник, становясь строительными блоками для активного роста и развития организма.

В ходе своего путешествия по тонкому кишечнику капсульный эндоскоп постоянно испытывает сегментарные и колебательные движения, в то время как окружающий его химус после всасывания оставляет лишь невзрачные остатки. После примерно 6–8 часов тряски и преодоления почти 6 метров извивающегося «кишечного» пути, мы наконец-то приходим к отверстию, являющемуся конечной точкой тонкого кишечника — илеоцекальному клапану. Пройдя через этот клапан, мы попадаем в мир толстого кишечника.

Когда капсульный эндоскоп впервые попадает в толстый кишечник, может показаться, что он оказался в жилище грязного и неухоженного человека, полном застоявшегося и дурно пахнущего воздуха. Внутри толстого кишечника больше не наблюдается тех резких толчков и сотрясений, которые испытывались в тонком кишечнике; здесь происходит лишь ленивое движение перистальтики, и аморфные остатки пищи спокойно «прогуливаются» по кишечнику. После почти 20 часов это «неспешной прогулки» капсульный эндоскоп, немного покачиваясь, наконец достигает последней точки в пищеварительном тракте — отверстия ануса.

Зрелище, наблюдаемое капсульным эндоскопом в толстом кишечнике, сложно выразить на словах. На начальных этапах нахождения в толстом кишечнике пищевые остатки еще содержат много влаги, но по мере поглощения ее толстым кишечником, остатки пищи словно «высыхают». Когда они достигают конечного участка толстого кишечника, их форма затвердевает, формируя окончательный продукт пищеварения у человека. Более того, этот затвердевший кал может оставаться в последнем сегменте толстого кишечника до нескольких дней. Если бы наш капсульный эндоскоп не обладал такой гладкой поверхностью, возможно, он тоже задержался бы там вместе с ним.

Хотя кишечник довольно длинный, каждая его часть выполняет свою специфическую роль, и лишь вместе они способны обеспечить оптимальную поставку питательных веществ для работы организма. Каждая секция кишечника выполняет важные задачи, и ими нельзя пренебрегать. Однако в критические моменты кишечник может проявить свою отличную компенсаторную способность. Например, после удаления поврежденного сегмента кишечника, оставшиеся участки могут частично компенсировать функции удаленных сегментов для поддержания нормальной жизнедеятельности. Однако даже эта компенсация имеет свои пределы. При сохранении илеоцекального клапана от длины тонкого кишечника должно сохраниться не менее 100 сантиметров, чтобы удовлетворить потребности организма в пищеварении и всасывании.

Как говорится, «Человек живет, чтобы есть». Кишечник отвечает за обеспечение базовых жизненных потребностей организма, и для каждого из нас он незаменим. Множество источников счастья для человека непосредственно связаны с кишечником. При потере вкусовых ощущений или возникновении проблем с пищеварением почти любые более высокие наслаждения теряют свою значимость. Я предлагаю всем после каждого приема пищи немного отдохнуть и прислушаться к тому, как урчит кишечник, усердно переваривая сытную и вкусную еду; возможно, от осознания ваша жизнь станет более счастливой.

3. От пищи до кала: удивительное путешествие

Мы уже достаточно подробно изучили анатомическую структуру и основные функции пищеварительного тракта. Так что же происходит с самой едой, чтобы довести ее до вида, который она принимает в конце пищеварительного тракта? Встречайте — наполненный питательной энергией большой гамбургер, готовый стать главным героем этого удивительного путешествия.

Скорость света — самая быстрая, и первое, что бросается человеку в глаза, это внешний вид пищи. Конечно, это не учитывает внешние факторы, такие как недостаточная видимость или закрытые глаза. Затем, как правило, мы ощущаем ее запах, и лишь после этого перед нами раскрывается вкус аппетитно выглядящего ароматного яства. В тот момент, когда гамбургер попадает в поле зрения человека, запускается классический процесс «цвет-ароматвкус». Когда вы видите гамбургер, ваш мозг рефлекторно посылает сигнал в пищеварительную систему для запуска пищеварительных процессов. Это проявляется в выделении слюны, увеличении количества желудочной кислоты, секреции поджелудочной жидкости. А сам кишечник начинает урчать, подготавливаясь к действию. Все это приводит организм в готовность к перевариванию гамбургера, и, на момент его попадания в рот, все процессы пищеварения уже запущены, чтобы не потерять ни секунды от приятного и питательного процесса поглощения пищи. Если вы находитесь достаточно близко к гамбургеру, молекулы различных ингредиентов, смешиваясь, поднимаются в воздух. Им достаточно лишь попасть на обонятельные рецепторы на носовой слизистой, и вы сразу же получите общее представление о состоянии этого гамбургера, и, возможно, даже сможете рассказать о его составе по одному лишь запаху. Если уловленный организмом запах кажется ему аппетитным, то выделение слюны, желудочного сока и поджелудочной жидкости, а также движения кишечника становятся еще активнее. Если же запах пищи приходится не по вкусу, то процесс подготовки к пищеварению, возможно, прекратится еще на самой ранней стадии.

Когда мы «насмотрелись» и «нанюхались», наш рот уже «на низком старте», будто готовясь к забегу на сто метров. Как только гамбургер попадает в его полость, в ней начинается настоящая буря, разрывающая все на своем пути: хлеб, мясо, овощи, сыр и масло смешиваются вместе в одном порыве. Не стоит недооценивать этот процесс: губы, зубы и язык действуют слаженно и организованно. Язык вращается во рту на 360°, в то время как зубы активно раскусывают и измельчают пищу, но они не наносят языку вреда. Пища, становясь все мельче, незаметно для вас попадает глубже в полость рта, ожидая следующего этапа обработки.

Попадание в ротовую полость — это первый шаг процесса пищеварения. В процессе непрерывного измельчения и перемешивания пищи некоторые ее клетки разрушаются, выделяя клеточную жидкость. В это время вкусовые рецепторы на языке начинают активно собирать и обрабатывать информацию. Они могут точно различать вкусы ингредиентов и затем передавать их в мозг. В свою очередь мозг отправляет более детализированные команды организму, чтобы подготовить его к следующему этапу пищеварения. Например, если в гамбургере есть хлеб, тело будет выделять больше инсулина для усвоения большого количества сахара; если гамбургер жирный, оно выделит больше желчи и липазы для переваривания жиров; если в гамбургере много мяса, то организм будет выделять больше протеаз для расщепления белков из мяса. Эти процессы необходимо выполнять заранее, потому что, как только начинается пищеварение, времени на подготовку уже не остается — все процессы должны проходить быстро и эффективно. В противном случае пища не будет вовремя обработана в желудочно-кишечном тракте, что может привести к трудностям с пищеварением.

Когда вы чувствуете, что гамбургер был тщательно пережеван до удовлетворительного состояния, ваш мозг посылает сигнал, закрывая надгортанник, приостанавливая дыхание и открывая пищевод. Пища, обволакиваемая слюной, с помощью языка и мышц рта координированно продвигается в направлении пищевода. Тонкость этого процесса заключается в правильном разделении пищи на пути через горло; при правильном функционировании ни одна частичка пищи и ни одна капля воды не должны попасть в дыхательные пути. Поэтому, если вы замечаете, что во время еды у вас часто случается кашель, рекомендуется своевременно обратиться к врачу.

Череда вышеописанных действий и процессов могла управляться сознанием. Однако, как только проглоченная пища попадает в пищевод, процесс выходит из-под вашего контроля и полностью передается в управление кишечной нервной системе. Например, если вы съели что-то, и очень об этом сожалеете, после попадания еды в пищевод процесс целиком обратить уже невозможно.

Как только пища проходит через горло, она попадает в мир гладкой мускулатуры, контролируемой вегетативной нервной системой. В это время измельченные кусочки гамбургера, обволакиваемые слюной, постепенно продвигаются вперед, подобно ледоколу, идущему через льды Антарктики, шаг за шагом раскрывая изначально закрытую полость пищевода. Этот процесс односторонний, не подвержен влиянию силы тяжести и не имеет обратного пути; пища может беспрепятственно продвигаться до кардиального сфинктера (кардии). Затем кардиальный сфинктер расслабляется примерно на восемь секунд, и пища свободно входит в желудок.

Как только измельченные кусочки гамбургера попадают в желудок, стенки желудка начинают активно сокращаться, перемалывая их. Пища поочередно разминается стенками желудка, и после нескольких таких движений наш гамбургер уже не узнать. Кислый желудочный сок также играет важную роль в этом процессе. Даже если ингредиенты гамбургера были относительно чистыми, в них может оставаться некоторое количество бактерий. Как только эти микроорганизмы попадают в желудок, для них это подобно прыжку в вулканическую лаву: почти все из них погибают, за исключением тех, которые обладают особыми свойствами. Более того, благодаря действию желудочной кислоты, хлеб, мясо, масло, сыр, овощи и прочие ингредиенты становятся невероятно мягкими, что создает хорошую основу для дальнейшего пищеварения.

Несмотря на всю силу и мощь сокращений желудка, он способен провести очень тонкую обработку каждого отдельного элемента нашего гамбургера. Хлеб, который относится к углеводам, переваривается довольно быстро — иногда за полчаса он полностью перерабатывается и отправляется в тонкий кишечник. Овощи обрабатываются немного медленнее, примерно за 1–2 часа. Мясо, сыр и масло, содержащие белки и жиры, перевариваются значительно медленнее; на это может потребоваться до 6 часов, прежде чем они успешно достигнут тонкого кишечника.

Когда масса гамбургера достигает тонкого кишечника, она почти неотличима от рисовой каши, то есть того, что мы назвали химусом в предыдущей части нашего путешествия. Сначала он попадает в двенадцатиперстную кишку, где мгновенно смешивается с желчью и поджелудочным соком. Жиры и белки в химусе немедленно попадают под атаку липаз и протеаз, которые начинают их расщеплять. После того как химус проходит через связку, подвешивающую двенадцатиперстную кишку, он попадает в мир тощей и подвздошной кишки. Масса гамбургера продолжает двигаться под воздействием постоянных сокращений и сжатий, опускаясь вниз по кишечнику. В этом процессе вся масса разбивается на сегменты, которые, распределяясь вокруг стенок тонкой кишки, постоянно колеблются и вскоре превращаются в однородную кашу.

В процессе сегментации и колебания в тонком кишечнике химус постепенно расщепляется на питательные вещества — глюкозу, аминокислоты, холестерин, жирные кислоты, витамины, электролиты и другие мелкие молекулы. При близком контакте со стенками кишечника они проникают в ворсинки и уже не могут выбраться; таким образом, они просачиваются через стенку кишечника и попадают в кровеносные и лимфатические сосуды, участвуя в метаболизме и росте организма.

После приблизительно 6–8 часов путешествия по кишечнику, в ходе абсорбции от питательных веществ остается лишь невсосавшаяся часть гамбургера, которая наконец попадает в толстый кишечник. В отличие от постоянных колебаний и давления в тонком кишечнике, толстый кишечник более ленив и неспешен. Остатки гамбургера начинают свое медленное, вялое движение: захотят — сделают шаг вперед, не захотят — остановятся, и иногда даже могут повернуться вспять.

Однако лень толстого кишечника вполне оправдана и целесообразна. Когда остатки пищи достигают толстого кишечника, их питательные вещества практически иссякли, но воды в них остается достаточно много. Поэтому, пока остатки пищи «гуляют» по этим просторам, толстый кишечник постепенно впитывает эту избыточную влагу. К моменту, когда они достигают конца толстого кишечника, остатки пищи уже превращаются в твердые фекалии, готовые к выводу в подходящий момент. Кроме того, если толстый кишечник работал бы так же усердно, как тонкий кишечник, постоянно проталкивая фекалии к заднему проходу, частота дефекации стала бы такой, что никому бы это не понравилось. Таким образом, лень толстого кишечника повышает качество жизни и ее эффективность, что и является истинной философией выживания.

На этом этапе наш гамбургер полностью исчез. Пища претерпевает настолько большие изменения, что вы не сможете сказать, из чего образовалась каждая отдельная часть кала. Поскольку весь процесс от гамбургера до выхода занимает крайне долгий промежуток времени — иногда до 3–4 дней — вполне вероятно, что в организм уже проникли другие продукты.

4. Героическая история микрофлоры кишечника

В последние годы исследования кишечной микрофлоры стали одним из центров внимания в области медицинской микробиологии. Они постепенно выявляют состав и количество кишечной флоры, способы ее колонизации и роста в кишечнике, влияние на развитие кишечника, способы содействия пищеварению и то, как состояние кишечной микрофлоры влияет на здоровье человека. Состав кишечной микрофлоры сложен, а количество микроорганизмов велико, и в этой области исследования все еще существует множество неразгаданных тайн.

Кишечная микрофлора некоторыми учеными рассматривается как самостоятельный «орган», и до сих пор не установлено, кто является настоящим хозяином пищеварительного тракта: кишечная микрофлора или человек, который ее содержит. В конце концов, микроорганизмы населяют Землю уже несколько миллиардов лет, а история человечества и млекопитающих — это лишь капля в море по сравнению с ними. Поэтому для кишечной микрофлоры вы тоже можете казаться одним из таких «подселенцев». Количество клеток в организме взрослого человека составляет порядка десятков триллионов, в то время как количество клеток в кишечной микрофлоре одного человека достигает сотен триллионов. Более того, хотя геном каждой отдельной бактерии очень прост, общее количество генов кишечной микрофлоры значительно превышает количество генов человека (более чем в 100 раз). И хотя кишечная микрофлора кажется «безмолвной», она может влиять на самые разные аспекты вашей жизни. Влияние на физическое здоровье — это лишь начало. Она также способна воздействовать на психоэмоциональное состояние, контролируя ваши настроение и эмоции.

Так как же происходит процесс колонизации и развития кишечной микрофлоры в организме человека? На самых ранних этапах развития — в матке матери — плод относительно стерилен. Но как только вы рождаетесь, первый вдох, первое глотание и другие действия способствуют постоянному поступлению бактерий в ваш кишечник, где они начинают оседать. Эти бактерии, как первопроходцы на новой земле, начинают развиваться и размножаться, в конечном итоге формируя стабильную кишечную микрофлору. С этого момента ваша жизнь будет неразрывно связана с их присутствием.

Кишечная микрофлора делится на три типа.

Первый тип — это симбиотическая флора, к которой относятся лактобактерии, бактероиды, пробиотические бактерии и клостридии. Эти бактерии являются наиболее распространенными компонентами в йогуртах, которые вы часто пьете. В кишечнике симбиотическая флора преобладает и составляет более 99% от кишечной микрофлоры. Они предоставляют значительную поддержку для вашего здоровья, такие как помощь в пищеварении и защита слизистой оболочки кишечника, и являются отличными партнерами.

Прежде всего, кишечная микрофлора помогает вам в процессе пищеварения. Человек — всеядное существо, которое может питаться разнообразной пищей. Однако то, насколько хорошо вы сможете переварить и усвоить эту пищу, зависит от кишечной микрофлоры. В процессе эволюции между кишечником и микрофлорой установились взаимовыгодные отношения: кишечник предоставляет микрофлоре место для обитания, а микрофлора помогает перерабатывать пищу, обеспечивая организм глюкозой, витаминами, жирами, микроэлементами и другими питательными веществами, которые затем усваиваются в кишечнике.