Пищеварение – это последовательные превращения еды в организме под действием механических и химических факторов. Крупные молекулы разбиваются на более мелкие, которые могут всасываться, проходя через стенку кишечника, попадать в кровоток и использоваться клетками. Желудочно-кишечный тракт устроен просто и изящно: это гибкая мышечная трубка, протянувшаяся от рта до ануса. Глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, которая заканчивается сигмовидной и прямой кишкой – вот эти 8–9 метров и есть пищеварительная фабрика. Не забудем ещё печень, желчный пузырь и поджелудочную железу (рис. 1.2). Рис. 1.2. Пищеварительная система Жуём, глотаем, перемешиваем: механическое пищеварение Возьмите яблоко, дорогой читатель. Как вы его едите? Сначала откусываете небольшие кусочки и перетираете их между зубами. Порция еды хорошо пережёвана и увлажнена слюной, теперь пищевой комок легко проглотить, и он продвигается по пищеводу. Помогают ему перистальтические волны – сокращения гладких мышц пищевода, желудка и тонкого кишечника, которые перемещают еду дальше. Мы их не чувствуем, как и следующих этапов пищеварения, если всё идет хорошо: наш пищеварительный тракт работает автономно. Мы облегчаем его труды, когда едим спокойно и неторопливо. Тщательно пережевывая пищу, как известно, ты помогаешь обществу. Специально считать жевательные движения не нужно – положитесь на здравый смысл и просто не спешите. Из пищевода еда попадает в желудок. У основания пищевода расположен круговой мышечный жим – сфинктер, который смыкается и не даёт содержимому желудка вернуться в пищевод, когда желудок сокращается. В желудке, который похож на растянутый мышечный мешок, еда перемешивается почти как в бетономешалке, к ней при необходимости добавляется вода. Желудок – это что-то вроде резервуара для хранения еды, поэтому он такой эластичный. На выходе из желудка еда становится полужидкой однородной кашицей – химусом. Дальше небольшими порциями, величину которых контролирует лежащий между желудком и кишечником пилорический сфинктер, химус попадает в двенадцатиперстную кишку. За несколько часов желудок постепенно пустеет, а еда отправляется в увлекательное путешествие по всем отделам тонкой кишки. Необыкновенные превращения еды Наша еда состоит из питательных веществ – белков, жиров и углеводов, которые несут с собой энергию. В 1 г белков и углеводов примерно по 4 ккал энергии, в 1 г жира – 9 ккал. Белки, как поезда из вагонов, состоят из аминокислот; сложные углеводы – из глюкозы; жиры (основная часть пищевых жиров – триглицериды) – из глицерина и жирных кислот. Пищеварительная система помогает расщепить большие молекулы на более мелкие, чтобы их могли использовать клетки. Она извлекает из еды витамины, микро– и макроминералы, которые не несут энергию, но тоже важны для счастливой жизни клеток. В нашей еде существует ещё масса веществ, чьё назначение только-только начинают изучать. Пищеварительные ферменты Желудочно-кишечный тракт выделяет пищеварительные соки, содержащие ферменты. Они осуществляют химические превращения питательных веществ. Названия ферментов обычно заканчиваются на -аза: липаза, протеаза, амилаза – классы ферментов, расщепляющих жиры (липиды), белки (протеины) и углеводы (крахмал). Первая часть названия – это вещество, на которое действует фермент, «-аза» означает собственно фермент. Пищеварение стартует во рту, ведь уже в слюне содержится фермент, расщепляющий углеводы. Если подольше пожевать кусочек хлеба, можно почувствовать сладкий вкус. Это потому, что от больших молекул крахмала отщепляются простые сахара. Во рту также частично расщепляются жиры. Особенно важна липаза слюны для младенцев, которые значительное количество энергии получают с молочным жиром. В желудке продолжается работа с жирами, но главная его задача – начать перевариваривание белков. Желудочный сок содержит соляную кислоту, воду и пепсин – фермент, который расщепляет белки. Он становится активным и работает лишь в кислой среде. Клетки желудка производят густую слизь, которая защищает их от кислого-прекислого желудочного сока. До наших дней дошло предание, что, если долго не есть, желудок начнёт переваривать сам себя. К счастью, это невозможно: слизь настолько густая, что служит надёжным барьером для кислоты. Из желудка еда, которую трудно узнать, потому что она превратилась в пюреобразный химус, порциями попадает в двенадцатиперстную кишку. Вот тут начинается самое интересное. Двенадцатиперстная кишка соединена с поджелудочной железой, которая с точностью высококлассного лаборанта отмеряет не только бикарбонат натрия (соду) для нейтрализации соляной кислоты, но и все нужные ферменты – амилазу, липазы и протеазы. Кроме того, в двенадцатиперстную кишку поступает из желчного пузыря желчь, чтобы эмульгировать жиры – разбить крупные жировые капли на более мелкие, чтобы облегчить их переваривание. Если вы делали майонез, вы без труда представите себе, что такое эмульсия. Под действием желчи, ферментов поджелудочной железы и кишечного сока питательные вещества распадаются на мельчайшие компоненты и начинают всасываться. Вода, клетчатка и некоторые минералы продолжают свое путешествие из тонкой кишки в толстую. Разделяй и властвуй! Идея о том, чтобы отделить белки от углеводов, выглядит на первый взгляд стройной и логичной. Раздельное питание настолько растиражировано, что кажется само собой разумеющимся. С практической стороны это означает, что вы должны выбросить из рациона все продукты, в которых эти питательные вещества сочетаются, так? Значит, отныне молочное, яйца, овощи, фрукты, зерновые, орехи, семечки, бобовые для вас исключены. Можно есть сыр, мясо и рыбу вместе с жиром или жир с леденцами, зефиром и содержимым сахарницы. Нелепо, правда? Мы всеядны именно потому, что это биологически целесообразно. Лишь иногда встречается непереносимость некоторых продуктов или их сочетаний. Пищеварение начинается во рту, где работают ферменты, расщепляющие углеводы и жиры. Их действие продолжается в желудке, в толще пищевого комка, пока туда не доберётся желудочный сок, чтобы начать переваривать белки. В двенадцатиперстной кишке, куда пища в полужидком состоянии попадает из желудка, действуют сразу несколько ферментов, которые вырабатывает поджелудочная железа. Там перевариваются и белки, и жиры, и углеводы. В клетках тонкого кишечника синтезируются ферменты, окончательно расщепляющие питательные вещества, пришедшие из верхних отделов. Чтобы получились самые простые молекулы, работают липаза, сахаразы и пептидазы. Идея раздельного питания высосана из пальца и маскирует, кроме обычного невежества, попытку ограничить человека в еде и уменьшить её энергетическую ценность. Почему это не работает, я расскажу в главе 2.3. Пищеварительная система «знает», что мы едим, и посредством сигнальных молекул – гормонов – регулирует количество пищеварительных соков и ферментов, подстраиваясь под нас. Здоровый желудочно-кишечный тракт с лёгкостью переварит любую еду и справится почти с любыми пищевыми сочетаниями. Пищеварение – это последовательные превращения еды в желудочно-кишечном тракте под действием механических и химических факторов. Крупные молекулы разбиваются на более мелкие, а те уже всасываются в кровь и используются клетками. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) – это гибкая мышечная трубка, протянувшаяся от рта до ануса. Пищеварительная система состоит из рта, глотки, пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. Пищеварительные соки – жидкости, которые выделяет пищеварительная система; они содержат ферменты. Раздельное питание – антинаучная концепция, которая игнорирует устройство и работу пищеварительной системы, не учитывает деятельность пищеварительных ферментов и их регуляцию. 1.3. Чем всё заканчивается: всасывание и распределение Теннисный корт тонкой кишки Итак, питательные вещества распались до самых маленьких молекул и начали всасываться, чтобы в итоге добраться до пункта своего назначения – клетки. Поверхность тонкой кишки, которая занимается транспортом молекул, образует выросты – ворсинки, которые расположены довольно плотно друг к другу, так что кишка выглядит изнутри бархатистой. В каждой ворсинке собственная система сосудов – артериальный, венозный и лимфатический капилляры. Ворсинки образуют складки и имеют дополнительные выросты – микроворсинки. Это обеспечивает гигантскую площадь всасывания (величиной с теннисный корт) и эффективную работу системы (рис. 1.3). Микроворсинки на электронных фотографиях похожи на щетку. Они улавливают молекулы питательных веществ, которые затем попадают в кишечные клетки – энтероциты. Эти умные клетки распределяют водорастворимые вещества в кровь, а жирорастворимые – в лимфу. Они крайне чувствительны: если какого-то элемента, например кальция, в еде мало, они постараются как можно полнее всосать его. Они могут регулировать количество всасываемых веществ, обеспечивая их столько, сколько нужно для тела, – при условии полноценного питания, разумеется. Если человек хронически недополучает еды и энергии, ему не нужно такое обширное поле для всасывания, и оно сокращается. Это ведёт к прогрессирующему дефициту пищевых веществ и нарушениям в нормальной работе клеток. Рис. 1.3. Складки, ворсинки и микроворсинки тонкого кишечника Глюкоза и аминокислоты. Куда нам плыть? В тонком кишечнике всасываются вода и минералы: натрий, кальций, железо, магний, хлор и другие. Аминокислоты – структурные элементы белков – в зависимости от своего строения связываются одним из видов транспортных молекул, поступают в клетки кишечника, оттуда в кровь и затем переносятся в печень, которая синтезирует из них собственные белки. Аминокислоты также используются клетками тела как строительный материал или источник энергии. Углеводы (по большей части в виде глюкозы) попадают в кровь и доставляются в органы и ткани, где используются как источник энергии. В печени и мышцах глюкоза запасается в виде сложного углевода гликогена. Разные виды клетчатки, которые не могут быть переварены нашими пищеварительными ферментами, идут дальше, в толстую кишку. Эти забавные жиры Интереснее всего всасываются и транспортируются жиры. Молекулы пищевых жиров – триглицеридов – состоят из глицерина, к которому прицеплены три жирных кислоты. Отсюда и название. В ходе пищеварения жиры распадаются на разные структурные компоненты. Они не могут раствориться в воде, чтобы доплыть до поверхности кишечной клетки, а соединяются с желчью, которая их туда переправляет. Этот механизм обеспечивает всасывание около 97 % жиров из еды. Дальше осколки жировых молекул проникают внутрь энтероцита – уже знакомой нам клетки кишечной стенки. Маленькие молекулы вроде глицерина и коротких жирных кислот сразу попадают в кровь. Длинные жирные кислоты и глицерин, к которому осталась прицепленной одна жирная кислота, так делать не могут. В энтероцитах они опять образуют триглицериды и объединяются с белками, которые обеспечивают растворимость этой структуры. Липиды сначала всасываются в лимфу, а затем попадают в кровяное русло. Если бы не эта сложная и запутанная система, капли жира просто слипались бы вместе и забивали наши сосуды после любого приема пищи. Таким же образом транспортируются и другие липидные молекулы, например жирорастворимые витамины. Дальше жиры могут использоваться как структурные элементы клеток: из них построены клеточные мембраны. Они дают энергию или запасаются в жировых депо. Окончательное решение