Лаборатория пищеварения. Ученые Пермского Политеха рассказывают, как позаботиться о здоровье кишечника

Пищеварение – сложный физиологический процесс нашего организма, который обеспечивает механическую и химическую обработку питательных веществ в желудочно-кишечном тракте. Почему часть из них плохо усваивается, к чему приводит нехватка ферментов, что входит в топ-10 незаменимых для хорошего пищеварения продуктов и как умерить свой аппетит – рассказывают ученые кафедры химических технологий ПНИПУ.

Зачем нужна слюна и ферменты

Переваривание пищи включает в себя два процесса. Механические изменения состоят
в разрушении, размельчении, растирании, набухании и растворении, а химические –
в расщеплении ферментами сложных соединений до мономеров аминокислот,
моносахаридов, жирных кислот и глицеринов с последующим их всасыванием.

Все начинается во рту при контакте еды со слюной. Ее свойства зависят от режима
питания и вида пищи. Например, при приеме твердых и сухих продуктов слюна
выделяется более вязкой. А при попадании в ротовую полость несъедобных, горьких
или кислых веществ она становится более жидкой и образуется в большом
количестве.

–В желудке пища, смешанная со слюной и слизью, задерживается от 3 до 10 часов.
Она набухает и разжижается, а многие ее компоненты растворяются и подвергаются
гидролизу (частичному перевариванию) ферментами слюны и желудочного сока. Внутри
желудка пережеванное располагается слоями: первые порции распределяются вдоль
стенок, а последующие занимают центральное положение. Ферменты слюны действуют
на находящиеся в центре углеводы пищи до тех пор, пока к ним не проникает
желудочный сок, – рассказывает кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры
химических технологий ПНИПУ Екатерина Баньковская.

На что способен желудочный сок

Следующий этап пищеварения — это воздействие ферментов желудочного сока на
пищевое содержимое в зоне непосредственного контакта со слизистой оболочкой
желудка и на некотором удалении от нее. Желудочный сок имеет кислую реакцию, pH
равен 1,5–1,8. Его состав уникален и содержит в себе разные ферменты, у каждого
из которых отдельная функция.

За расщепление белков отвечают пепсины. Фермент липаза малоактивен и гидролизует
только эмульгированные жиры грудного молока. Лизоцим обладает антибактериальным
действием. Важной частью желудочного сока являются мукоиды – это слизь, которая
производится мукоцитами желудочных желез, они покрывают слизистую оболочку
органа по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и
самопереваривания. Сиаломуцины, входящие в состав слизи, способны нейтрализовать
вирусы.

Почему кишка двенадцатиперстная

Тонкая кишка и, в первую очередь, ее начальный отдел – двенадцатиперстная кишка
– являются основным пищеварительным отделом всего желудочно-кишечного тракта.
Орган получил такое название, потому что его длина равна примерно двенадцати
пальцам руки, сложенным вместе, это 17-21 см. А пальцы раньше называли перстами.

Именно в этой части ЖКТ пищевые вещества превращаются в те соединения, которые
могут всасываться из кишки в кровь и лимфу. Содержимое, состоящее из частично
переваренной пищи, желудочного и кишечного соков, секретов желез, желчи и
микроорганизмов, называют химус.

– Из двенадцатиперстной кишки он попадает в тонкую, где вновь подвергается
воздействию кишечного сока, органическую часть которого составляют более 20
различных ферментов. Они «разлагают» до аминокислот пептиды и пептоны белков,
образовавшихся в желудке, жиры расщепляют до глицерина и жирных кислот, углеводы
– до моносахаров. Слизистая оболочка кишки образует слой защиты от чрезмерного
механического и химического воздействия химуса, – объясняет Екатерина
Баньковская.

Химус порциями по 10–15 мл с интервалом в 1 минуту поступает в толстую кишку. За
сутки у человека из тонкой кишки в толстую переходит около 400 грамм.

– Особенность пищеварения в толстой кишке заключается в том, что оно протекает в
присутствии большого количества микроорганизмов. Микрофлора кишечника
окончательно разлагает непереваренные пищевые вещества и компоненты
пищеварительных секретов. Под воздействием дрожжевых грибов оставшиеся углеводы
сбраживаются до молочной и уксусной кислот, алкоголя и углекислого газа.
Белковые вещества подвергаются гнилостному разложению с образованием метана,
водорода, сернистого и других газов. Сбалансированное питание уравновешивает
процессы гниения и брожения, а одностороннее питание приводит к их расстройству
и преобладанию одного из них, – поясняет эксперт ПНИПУ.

Топ-10 незаменимых продуктов для хорошего пищеварения

Ананас содержит бромелайн – общее название группы растительных ферментов,
необходимых для усвоения белка. А еще он проявляет противовоспалительный эффект
при артритах и артрозах, снижает объединение тромбоцитов, оказывает
противоопухолевое действие при лечении рака молочной железы и толстой кишки.
Фермент ускоряет заживление ран, способствует отторжению отмерших тканей,
применяется в качестве иммуномодулятора в комплексном лечении аллергических
заболеваний.
Киви богаты витамином С и калием. Аскорбиновая кислота участвует в превращении
холестерина в желчные кислоты. Эта ягода необходима для разрушения токсинов в
печени, нейтрализует свободные радикалы. Витамин С задействован в регуляции
обмена углеводов, процессов свертывания крови, синтеза коллагена, регенерации
тканей.
Яблоки содержат пектин, который регулирует работу кишечника и выводит токсины.
Он также помогает снижать уровень холестерина в крови.
Артишок и его экстракты. В их состав входят кофеилхинные кислоты (производные
кофейной кислоты), горькие вещества и флавоноиды. Они усиливают выработку
компонентов желчи, улучшают детоксикационную функцию печени, нормализует
липидный обмен. А еще артишок препятствует разрушению клеточных мембран и
стимулирует регенерацию клеток гепатоцитов, которые производят желчь, это
положительно влияет на функции печени.
Имбирь имеет противовоспалительные и противомикробные свойства, повышает в слюне
содержание пищеварительных ферментов, уменьшает тошноту, рвоту и метеоризм,
способствует активному пищеварению, очищает стенки сосудов от
атеросклеротических бляшек, выводит излишки холестерина и препятствует его
накоплению.

Инулин (полисахарид растительного происхождения, содержится в корнях артишока,
одуванчика, топинамбура, цикория, девясила) стимулирует рост и активность бифидо-
и лактобактерий, усиливает всасывание кальция в толстой кишке, нормализует
метаболизм липидов, может предотвращать развитие сахарного диабета 2 типа.
Кстати, инулин легко усваивается организмом человека, применяется как заменитель
сахара при диабете.

Семена чиа богаты растворимой клетчаткой, которая улучшает переваривание и
предотвращает запоры. Чиа также является хорошим источником жирных кислот
омега-3, которые важны для здоровья сердца и мозга.
Овсяная каша тоже наполнена пищевыми волокнами, который регулируют уровень
сахара в крови и улучшают пищеварение. Витамины группы В и железа делают овсянку
полезной для нервной системы и предотвращения анемии.
Кефир содержит пробиотические бактерии, которые улучшают микробный баланс
кишечника. Кефир также является хорошим источником кальция и витамина D, которые
важны для здоровья костей.
Зеленый чай содержит антиоксиданты, которые помогают защитить желудок от
воспалений. Зеленый чай также способствует улучшению обмена веществ и повышению
иммунитета.
Что и как отвечает за чувство сытости

– Во время попадания еды в желудок, он увеличивается и отправляет сигналы мозгу
через вагусный нерв. Прием пищи стимулирует выработку гормонов, которые
регулируют сытость и энергетический баланс нашего организма. Основные из них —
это лептин в жировой ткани и инсулин в поджелудочной железе, они умеряют
аппетит. А «гормон голода» грелин, наоборот, увеличивает активность нейронов в
гипоталамусе, области мозга, которая отвечает за аппетит, начинает
вырабатываться нейропептид Y. Кстати, он же появляется в избытке при стрессах,
поэтому некоторым так нужно что-то пожевать в непростых эмоциональных ситуациях,
– поясняет старший преподаватель кафедры химических технологий ПНИПУ Вадим Лядов.
При потере нормального веса выделение грелина увеличивается, тело пытается
восстановить утраченное, а когда человек набирает лишние килограммы,
концентрация гормона снижается. Так организм пытается контролировать аппетит.
Противоположен грелину лептин, или гормон насыщения. Он высвобождается из
жировых тканей и по кровотоку тоже проникает в мозг. Его главная задача –
передать информацию о запасах энергии. Если ее хватает, то лептин как бы
переключает чувство голода на сытость. А если жировые накопления активно
расходуются, а калорий поступает мало, гормона становится меньше, а желание
покушать растет.
– Но бывают ситуации, когда в связке лептин – мозг происходят сбои. У людей,
страдающих ожирением, или просто полноватых по факту жировые депо переполнены
энергией, но тогда почему им все время хочется есть? Предполагают, что из-за
повышенного уровня гормона мозг теряет к нему чувствительность, – рассказывает
Вадим Лядов.
Ученые провели эксперимент и выяснили, что за несколько часов переедания (120
ккал/кг веса) уровень лептина у человека повышается примерно на 40%, а если речь
идет о двух-трех неделях такого питания, то выработка гормона увеличивается в
три раза.
Инсулин вырабатывается поджелудочной железой, его главная задача – доставить
глюкозу из крови в клетки организма, чтобы обеспечить их энергией. У каждого
продукта есть свой гликемический индекс (ГИ) – это показатель влияния
потребляемых углеводов на изменение уровня глюкозы в крови. Быстрые углеводы
(выпечка, сладкое, фрукты, растворимые каши) обладают высоким ГИ и вызывают
резкий скачок глюкозы (сахара) в теле и скорый ее спад. Инсулин в этих случаях
«не успевает работать» и перемещать глюкозу в клетки тканей. В результате она
остается в кровотоке, приводит к воспалению и набору лишнего веса, провоцирует
голод и может привезти к диабету, гипертонии, заболеваниям печени и почек.
Как вернуть себе контроль над аппетитом
– Исследования показывают, что здоровый сон по 8-9 часов стабилизирует
гормональный уровень организма. А вот его нехватка может снизить, например,
лептин на 15-19%, что приводит к перееданию и набору лишнего веса. Поэтому совет
простой – старайтесь хорошо отдыхать и давать организму время на восстановление
всех внутренних процессов, – рекомендует эксперт Пермского Политеха.
Еще один важный момент связан с дисциплиной питания. Важно сократить потребление
быстрых углеводов – моносахаридов и дисахаридов, которые быстро перерабатываются
пищевыми ферментами и сразу обеспечивают прилив энергии, только эффект быстро
теряется, и голод снова возвращается.
Для поддержания нормальной работы организма необходимо употреблять множество
пищевых волокон или по-другому клетчатки. Она представляет собой самую грубую
часть растений, не перевариваемую ферментами желудка, однако легко усваиваемые
микрофлорой кишечника, для которого они жизненно необходимы. Кроме этого,
клетчатка замедляет пищеварение в желудке, и чувство сытости держится дольше.

– Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к распространению различных
нарушений обмена веществ у человека, увеличению заболеваемости раком толстой
кишки, желчекаменной болезнью и атеросклерозом. Поставщиком клетчатки в организм
являются продукты растительного происхождения, в том числе отруби, фисташки,
семечки подсолнуха, яблоки и груши, фасоль, горох, брокколи, свекла, морковь,
ягоды малина и ежевика, – поясняет Екатерина Баньковская, кандидат
фармацевтических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ.

Пригодную для использования клетчатку извлекают из кожуры, мякоти, семян и
других частей фруктов. Пектины (полисахариды, которые входят в состав
практически каждого растительного продукта) извлекаются из различных фруктов,
таких как яблоко, маракуйя и цитрусовые. Семена пальмового финика использовались
в качестве источника клетчатки без экстракции при выпечке хлеба и давали
результаты, аналогичные результатам с использованием пшеничных отрубей, в
зависимости от размера частиц.

Пищевые волокна создают обширную дополнительную поверхность. На ней закрепляются
в большом количестве микроорганизмы, что приводит к резкому увеличению их
количества на единицу объема кишки и возрастанию метаболической активности
кишечного содержимого. Кроме этого, образуются короткоцепочечные жирные кислоты,
необходимые для нормального функционирования эпителия толстой кишки. В-третьих,
хорошо известен элиминационный эффект клетчатки – выведение из организма
патогенных микроорганизмов, желчных кислот, холестерина, токсинов, в том числе
свободного аммиака, радионуклидов, тяжелых металлов и других вредных соединений.