§ 32. Пищеварение в желудке и двенадцатиперстной кишке. Действие ферментов

Определения и обозначения

Желудочный сок — жидкость, которую выделяют железы желудка; в неё входят соляная кислота, ферменты и слизь. Кислота создаёт условия для пищеварения, ферменты расщепляют вещества, а слизь защищает стенку желудка. Благодаря этому компоненты сока выполняют разные задачи.

Пепсин — фермент желудочного сока, который расщепляет белки на более короткие цепи. Он образуется из неактивного предшественника — пепсиногена. Такая форма помогает не допустить преждевременного действия фермента на клетки, которые его выделяют.

Двенадцатиперстная кишка — начальный отдел тонкой кишки, куда поступает содержимое желудка. В неё открываются протоки печени и поджелудочной железы, поэтому сюда попадают желчь и панкреатический сок. В кишке продолжается переваривание пищи.

Желчь — секрет печени, поступающий в двенадцатиперстную кишку. Она дробит крупные капли жира на мелкие, но не расщепляет жир химически и не является ферментом. Это помогает пищеварительному ферменту липазе действовать эффективнее.

Как это устроено

Из пищевода пища проходит в желудок, где его стенки сокращаются и перемешивают её с желудочным соком. Перемешивание помогает соку соприкоснуться с разными частями пищи, а не только с её поверхностью. В итоге образуется полужидкое содержимое. Слизь покрывает стенку желудка защитным слоем, поэтому кислота и ферменты не повреждают её так, как они действуют на пищу.

Соляная кислота делает содержимое желудка кислым — именно такая среда подходит пепсину. Она помогает превратить пепсиноген в активный пепсин и изменяет структуру белков, делая их доступнее для фермента. Сама кислота не является ферментом и не выполняет работу пепсина по расщеплению белков. Разные компоненты сока дополняют друг друга.

Пепсин начинает расщеплять белки на более короткие цепи. Однако в желудке пища перемешивается неравномерно и проходит только начальный этап обработки белков. Для дальнейшего расщепления нужны другие ферменты, которые действуют уже в кишечнике. Поэтому желудок не завершает переваривание белковой пищи.

Сокращения желудка постепенно продвигают его полужидкое содержимое к выходу. Оно переходит в двенадцатиперстную кишку небольшими порциями, а не сразу: так кишечник успевает смешивать пищу с поступающими секретами. В кишку впадают протоки печени и поджелудочной железы. Поэтому содержимое желудка соединяется здесь с желчью и панкреатическим соком.

Ферменты панкреатического сока действуют на разные вещества: трипсин — на белки, амилаза — на углеводы, липаза — на жиры. Желчь разбивает крупные жировые капли на мелкие, увеличивая площадь, доступную липазе, но сама не расщепляет жир. Среда в двенадцатиперстной кишке становится менее кислой, чем в желудке, и подходит для действия ферментов панкреатического сока. Так пищеварение продолжается в условиях, отличных от желудочных.

Пищеварительные соки и вещества в желудке и двенадцатиперстной кишке

Сопоставляй в таблице место образования вещества с тем, куда оно поступает: это помогает понять, где продолжается пищеварение. Строки с ферментами показывают, какое именно питательное вещество они расщепляют. Желчь стоит отличать от них: она помогает обработке жира, но не действует как фермент.

Разбор задач

Задача 1

Ученик утверждает, что пепсин одинаково активно действует в желудке и в двенадцатиперстной кишке. Нужно сравнить условия в этих отделах и учесть, как среда влияет на фермент. Ферменты работают не при любых условиях, а каждый — в подходящей для него среде. Поэтому одного присутствия пепсина недостаточно, чтобы он действовал одинаково активно.

1. В желудке среда кислая из-за соляной кислоты.
2. Пепсин приспособлен работать в кислой среде желудка.
3. В двенадцатиперстной кишке среда становится менее кислой, поэтому условия для пепсина меняются.

Ответ: утверждение неверно. Пепсин наиболее активен в кислой среде желудка и не действует там с той же активностью, что в двенадцатиперстной кишке.

Задача 2

К белковой пище добавили желудочный сок, который до опыта нагрели до высокой температуры. Требуется предсказать, изменится ли расщепление белка. Белок расщепляет фермент пепсин, а не соляная кислота, поэтому важно проверить, сохранил ли фермент способность действовать после нагревания. Высокая температура может нарушить строение фермента.

1. Определяем вещество, которое должно расщеплять белок: это пепсин.
2. Учитываем воздействие высокой температуры: она изменяет структуру пепсина.
3. Если структура фермента нарушена, он теряет активность и не может эффективно расщеплять белок.

Ответ: расщепление белка резко ослабнет или прекратится. Нагревание может лишить пепсин активности, даже если в соке сохранились другие компоненты.

Задача 3

После удаления желчного пузыря желчь продолжает поступать в кишечник, но уже не накапливается и не выделяется порциями. Нужно объяснить возможное влияние на переваривание жирной пищи и отличить действие желчи от действия фермента. Для этого проследим, что происходит с крупными каплями жира и какой компонент расщепляет их химически.

1. Желчный пузырь накапливает желчь и помогает выделять её в нужное время.
2. Без него желчь поступает в кишечник иначе, поэтому её может быть недостаточно для обработки большого количества жирной пищи за один раз.
3. Жиры хуже эмульгируются, и липазе труднее расщеплять их; при этом химическое расщепление выполняет именно липаза.

Ответ: переваривание жирной пищи может стать менее эффективным, особенно при обильной еде, хотя желчь продолжает поступать в кишечник. Желчь нельзя считать ферментом: она дробит капли жира, а химически жир расщепляет липаза.

Типичные ошибки

Считать, что соляная кислота сама расщепляет белки как фермент, — значит смешивать создание условий с работой фермента. Так думают, потому что кислота участвует в пищеварении и воздействует на белки. Проверь себя: назови вещество, которое непосредственно расщепляет белок, — это пепсин.

Называть желчь ферментом ошибочно: она дробит крупные капли жира, но химически их не расщепляет. Путаница возникает из-за того, что желчь помогает перевариванию жиров. Проверь себя, спросив, какая молекула выполняет химическое расщепление: это липаза.

Считать, что все ферменты одинаково действуют в желудке и кишечнике, неверно, потому что активность ферментов зависит от среды. Эту ошибку допускают, представляя фермент универсальным «растворителем» пищи. Проверь себя: уточни, на какое вещество действует фермент и какие условия ему нужны.

Полагать, что белки полностью перевариваются в желудке, — значит принимать начало процесса за его завершение. Пепсин расщепляет белки на более короткие цепи, а кишечные ферменты продолжают их обработку. Чтобы проверить себя, проследи путь пищи дальше желудка и вспомни, какие вещества поступают в двенадцатиперстную кишку.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении пищеварительной системы, пищеварительных железах и ферментах. Далее изучение пищеварения продолжается на примере тонкой кишки, где питательные вещества расщепляются и всасываются. Знание того, как организм обрабатывает белки, жиры и углеводы, пригодится при изучении обмена веществ и роли питания.

Что запомнить

• В желудке пища перемешивается с желудочным соком.
• Соляная кислота создаёт кислую среду и помогает активировать пепсин.
• Пепсин начинает расщепление белков в желудке.
• Слизь защищает стенку желудка от действия кислоты и ферментов.
• В двенадцатиперстную кишку поступают желчь и панкреатический сок.
• Желчь эмульгирует жиры, а липаза расщепляет их.
• Ферменты действуют на определённые вещества и только в подходящих условиях.