В табл. 11 представлены сведения об основных минеральных элементах, участвующих в биологических процессах в организме человека.

Таблица 11

Физиологическая роль, суточная потребность организма и источники поступления основных минеральных веществ

Примечание: всюду приведены суточные потребности взрослого человека.

Около 60 % массы тела взрослого человека приходится на долю воды (у мужчин 61 %, у женщин 54 %). Разница связана с большим количеством жира в теле женщины. У новорожденного ребенка содержание воды достигает 77 %, после 70–80 лет снижается до 50 %. Вода обладает уникальными свойствами, которые чрезвычайно важны для самого существования жизни. К ним относятся: способность молекул воды слипаться между собой сливаться с другими веществами); способность притягиваться к электрически заряженной поверхности и подниматься по мелким порам; вода – растворитель. Она обладает высокой теплопроводностью, высокой температурой кипения и замерзания и максимальной плотностью при +40 °C; вода охлаждает тело при испарении, тем самым регулирует температура тела.

Вода – универсальная среда, участвующая во всех биохимических и физиологических реакциях в организме. Пищеварение и всасывание, выделение происходят в водной среде. Вода поступает в организм человека через желудочно-кишечный тракт, его слизистая оболочка всасывает воду. Выделение воды осуществляется почками (800–1300 мл в сутки), с выдыхаемым воздухом (около 400 мл), с потом (около 600 мл). Часть воды (300–400 мл в сутки) образуется в процессе биохимических реакций. Так, при окислении 100 г жира образуется 107 мл Н2О, углеводов 55 мл, белков 41 мл. В обычных условиях потребность взрослого человека в воде составляет 40 г/кг массы тела, грудного ребенка – 120–150 г/кг. Суточная потребность взрослого при умеренной физической нагрузке и нормальной температуре составляет 1750–2200 мл, однако в виде воды и напитков – лишь 800–1000. Потеря 6–8 % воды приводит к существенному нарушению обмена веществ, потеря 10 % воды – к необратимым патологическим изменениям в организме, 21 % – к смерти.

Пища в том виде, в каком она поступает в организм, не может всосаться в кровь и лимфу и не может быть использована для выполнения различных жизненных функций. Для усвоения пищи она должна подвергнуться механической и химической обработке в органах пищеварительной системы. Пища измельчается в полости рта, перемешивается в желудке и тонкой кишке с пищеварительными соками, ферменты которых расщепляют питательные вещества. Аминокислоты, моносахариды и эмульгированные жиры всасываются и усваиваются организмом. Вода, минеральные вещества (соли), витамины усваиваются в натуральном виде. Механическая и химическая обработка пищи и превращение ее в усваиваемые организмом вещества называется пищеварением. Оно осуществляется в пищеварительной трубке при участии ферментов, выделяемых пищеварительными железами. Поэтому пищеварение в желудке, тонкой кишке называют полостным пищеварением. Переваривание пищи происходит также непосредственно на поверхности микроворсинок эпителиальных клеток тонкой кишки. Такое пищеварение называют контактным, или мембранным, пищеварением. На поверхности микроворсинок и клеточной мембраны эпителиоцитов имеется наиболее высокая концентрация пищеварительных ферментов. Мембранное пищеварение является как бы заключительной фазой переваривания пищи, после чего расщепленные белки и углеводы, эмульгированные жиры всасываются в кровеносные и лимфатические капилляры.

Расщепление (переваривание) белков, жиров, углеводов происходит с помощью пищеварительных ферментов. Еще в начале XX века И.П. Павлов показал, что в каждом отделе пищеварительной системы вырабатываются различные ферменты, которые участвуют в расщеплении белков, жиров и углеводов. Он изучил их взаимодействие и регуляцию выделения, совместную деятельность органов пищеварения и влияние одного отдела на другой. В 1904 г. Павлов был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса». Ферменты содержатся в слюне, желудочном соке, кишечном соке, в желчи и панкреатическом соке, которые являются, соответственно, продуктами секреции слюнных, желудочных, тонкокишечных и толстокишечных желез, а также печени и поджелудочной железы.

ВНИМАНИЕ

В течение суток в пищеварительную систему поступает примерно до 1,5–2 л слюны, 2,5 л желудочного сока, 2,5 л кишечного сока, 1,0 л желчи, 1,5–2 л сока поджелудочной железы.

Ферменты являются важнейшими составляющими секретов пищеварительных желез. Благодаря пищеварительным ферментам белки расщепляются до аминокислот, жиры – до глицерина и жирных кислот, углеводы – до моносахаридов. Пищеварительные ферменты представляют собой белки. Ферменты служат ускорителями (катализаторами) реакций расщепления пищевых веществ. Ферменты, расщепляющие белки протеазы, расщепляющие жиры липазы, расщепляющие углеводы α-амилазы. Для расщепления необходимы определенные условия температура тела и реакция среды (кислая или щелочная).

Механическая и химическая обработка пищи начинается в полости рта. Здесь зубы измельчают пищу, анализируются ее вкусовые качества. В ответ на раздражения вкусовых, тактильных и температурных рецепторов, которые расположены в слизистой оболочке языка и стенок полости рта, крупные и мелкие железы выделяют слюну. Выделение слюны происходит рефлекторно. В полости рта начинается переваривание углеводов, формируется пищевой комок. Средняя длительность пребывания пищи в полости рта составляет 15–20 с.

Слюна выделяется не только при непосредственном воздействии пищи на нервные окончания в стенках полости рта (безусловный рефлекс), а также в ответ на обонятельные, зрительные, слуховые и другие воздействия (запах, цвет, разговор о еде) – условный рефлекс.

Один из важнейших физиологических процессов – жевание – механическое измельчение пищи, ее смешивание со слюной, а также рефлекторное воздействие на секреторную и двигательную функции пищеварительной системы. В акте жевания участвуют челюсти, зубы, жевательные и мимические мышцы, некоторые мышцы шеи, язык и мягкое небо. Жевание регулируется рефлекторно с участием коры полушарий большого мозга.

Глотание пережеванной и смоченной слюной пищи – это сложный рефлекторный акт. Вход в носовую полость закрывается мягким небом, надгортанник закрывает вход в гортань, задерживается дыхание. Если человек во время еды разговаривает, то вход из глотки в гортань не закрывается, пища может попасть в просвет гортани и в дыхательные пути. Вот почему во время еды нельзя разговаривать.