Этапы пищеварения

Белки выполняют в организме самые разнообразные задачи. Работая, белки снашиваются и ломаются. Надо их чинить или заменять ежедневно и ежесекундно. А для замены должен поступать материал, примерно 80-100 г в ежедневном рационе. Стало быть, рассчитывая пищу, нужно не только калорийность принимать во внимание, но и наличие белкового материала. Источники энергии — жиры и углеводы можно заменять друг другом, можно даже и белками заменять.

Но белки не заменишь ничем, как раз они-то и дефицитны. Стало быть, нельзя кормить людей ни стаканами подсолнечного масла, ни пачками сахара. Разнообразная должна быть пища. Нужны в ней жиры и углеводы (крахмал, сахар) — пищевые дрова, нужны и белки — пищевой кирпич для ремонта. А как же овощи? И белка в них немного, и углеводы не в изобилии. Может быть, вообще обойтись без овощей?

Ну нет, тут вас не обманешь. Отлично вы знаете, что с овощами и фруктами мы получаем витамины. Но о витаминах будет рассказано позже со всеми подробностями. Наверное, у вашей мамы на кухне стоит Книга о вкусной и здоровой пище. При чтении её и то аппетит разыграется. Тысяча с лишним блюд и на такой манер, и на другой манер. Одних только бульонов двадцать один, девятнадцать супов-пюре. Неужели же для каждого из них составлять химическую формулу?

К счастью, и не нужно. Никакой нет необходимости. Все вкусные и здоровые блюда состоят из белков, жиров, углеводов, витаминов, солей и воды. Всего шесть составных частей на тысячу с лишним блюд, на все тысячи блюд десятков национальных кухонь. Вода проста и имеется повсеместно. Не надо синтезировать и щепотки солей, в природе найдутся необходимые микроколичества.

Витамины сравнительно просты по строению, синтез большинства уже налажен. Сами знаете: покупали в аптеках таблетки и драже. Остаются белки, жиры и углеводы. Их производство надо организовать в промышленном масштабе. Следовательно, и надо разобраться, как устроены белки, жиры и углеводы.

Важный процесс обработки пищи организмом начинается во рту, где зубы перемалывают еду, облегчая работу желудку. Зубы перемалывают механически, а слюна смачивает. Чем вкуснее пища, чем аппетитнее пахнет, чем с большим интересом думали вы о еде, заранее смакуя обед, тем больше выделяется слюны. Всего в день слюнные железы выделяют литр-полтора.

Кроме воды, солей и холестерина в слюне содержится ещё два важных вещества: клейкий муцин, облегчающий пережёвывание, и птиалин — фермент, помогающий гидролизу крахмала — расщеплению его цепочек. Крахмал расщепляется на декстрин — менее длинные цепочки и даже гидролизуется до дисахарида — мальтозы. Стало быть, уже во рту крахмальные вериги, извлечённые из хлеба или картошки, разбираются на куски помельче. Так не препятствуйте же этой разборке, не торопитесь, не глотайте, давясь.

Разборка цепочек продолжается и в желудке. Прежде всего, пищу обрабатывает желудочный сок. До двух-трех литров желудочного сока в день выделяет взрослый человек. Сок этот содержит муцин, неорганические вещества, а также соляную кислоту. В результате среда в желудке кислая. Как только пища попадает в желудок, в кровь выделяется особый гормон — гастрин, возбуждающий клетки, поставляющие пищеварительные ферменты — амилазы, липазы, реннин, пепсин.

Амилазы довершают расщепление сахаридов до мальтозы и раскалывают дисахариды — мальтозу, сахарозу и лактозу, превращая их в моносахариды, преимущественно в глюкозу. Углеводы, они же полисахариды, расщепляются раньше других пищевых веществ. Именно поэтому сахар так быстро подкрепляет силы. Уже слюна способна его расщепить, подготовить для всасывания. Более трудоёмкая обработка белков начинается в желудке. У маленьких детей важную роль играет реннин. Его задача обработать белок молока — казеин, створожить его, чтобы он легче поддавался действию пепсина.

Но у взрослых реннина уже нет. Пепсин же расщепляет всякие белки. Около 2 г этого фермента ежесуточно поступает в желудок взрослого человека. Этого количества достаточно, чтобы переварить за два часа целый центнер яичного белка. Правда, яичный белок относится к числу самых податливых, рассчитан для прокормления зародышей. Сравнительно легко гидролизуются пепсином белки мышц — миозин, актин, значительно медленнее — белки сухожилий — коллаген, эластин. Совершенно не перевариваются в желудке белки волос и шерсти — кератины.

Вообще, обработка белков в желудке только начинается. Под действием пепсина молекулы белка расщепляются на более короткие. Но рвутся не все пептидные связи, примерно пять процентов, так что длина белковой молекулы уменьшается раз в двадцать. Так, казеин, легкогидролизуемый белок молока, превращается в пептиды, состоящие в среднем из 10 аминокислот. Естественно, иногда получаются и более короткие цепи, даже отдельные аминокислоты. Липаза же, как говорит её название, приступает к гидролизу липидов, то есть жиров. Но только лишь приступает. В желудке кислая среда, а липаза активнее в щелочной.

После 2 — 6 часов переваривания в желудке полужидкое содержимое (химус) поступает в кишечник, сначала в двенадцатиперстную кишку. Называется она так только потому, что длина ее — 12 пальцев, перстов. Здесь на химус начинают действовать многочисленные ферменты, выделяемые поджелудочной железой: амилазы, липазы, протеазы, пептидазы, нуклеазы. По названиям догадываетесь, что нуклеазы расщепляют нуклеотиды, а пептидазы — пептиды.

Поджелудочная железа тоже выделяет немало сока (до 800 см3) — он называется панкреатическим — примерно четыре стакана в сутки. Сюда же, в двенадцатиперстную кишку, вливается и желчь из желчного пузыря. Желчные соли действуют на жиры подобно мылу. Дело в том, что жиры сами по себе нерастворимы ни в воде, ни в кислой среде. Чтобы едким липазам подойти к жирам, надо разбить их на мельчайшие капельки — превратить в эмульсию — эмульгировать. Желчь и разбивает жиры на капельки. Теперь липазам легче добраться к каждой молекуле, чтобы отщепить жирные кислоты от глицерина — снять каждую подвеску серьги.

Протеазы и пептидазы, в свою очередь, продолжают рвать пептидные цепи. Образуются совсем короткие пептиды и отдельные аминокислоты. И тогда начинается последний важный этап пищеварения — всасывание. Через стенки кишечника аминокислоты поступают в кровь, освобождая ферменты для работы с ещё не расколотыми пептидами. Короткие пептиды гидролизуются уже на поверхности клеток. Этот заключительный вид пищеварения — мембранное — открыт советским учёным А.М. Уголевым и интересен тем, что гидролиз тут непосредственно связан с транспортными молекулами. Отщеплённые вещества тут же поступают к потребителю — в клетку.

Вероятно, вы и сами заметили наиважнейшее для нас во всех приключениях пищи. Четырехступенчатая обработка ее во рту, в желудке, в кишечнике и на поверхности клеток направлена на то, чтобы расколоть большие молекулы на части, разорвать цепочки, нитки и узоры белков, углеводов и жиров, разобрать блоки на кирпичики и доставить эти кирпичики в клетку, чтобы организм выкладывал и нанизывал их по своему плану. Хитросплетения со сложными формулами просто не нужны организму.

Можно было догадаться об этом и заранее. Ведь растения и животные сооружали белки и углеводы для своих нужд, вовсе не для того, чтобы кормить нас; для своих нужд набирали на белковых нитках задание: пойди в такое-то место, склей и раскрась то-то и то-то. У наших белков другие задания, значит, надо тот набор рассыпать, набирать заново нечто иное.

В типографиях так поступают: отпечатают книгу, рассыпают набор, из тех же букв составляют другой текст для другой книги. Обязательная разборка эта неимоверно облегчает возможность создания искусственной пищи. Организму вовсе не нужны громоздкие, сложно построенные цепочки. Нужны только составные части, материал: глюкоза, фруктоза, жирные кислоты вместо жиров, аминокислоты вместо белков. Только бусинки. Организм сам нанижет их как надо.