Как еда путешествует по организму от тарелки до микробиома
Миссия: переварить бургер
Люди любят обсуждать диеты. Но порой переходят к таким тонкостям, как наличие или отсутствие в продуктах витаминов и редких минеральных веществ, не зная основ — как организм извлекает из пищи то, что ему нужно в первую очередь: белки, жиры и углеводы. Восполняем этот пробел на примере с бургером.
Прелюдия. Все начинается с голода
Наш центр голода находится в латеральном или боковом ядре гипоталамуса. Гипоталамус — небольшая область в промежуточном мозге, его главное назначение — анализ состояния органов нашего тела. В частности, гипоталамус отслеживает температуру и химический состав крови.
Нервные клетки гипоталамуса реагируют на концентрацию глюкозы и инсулина в крови — в организме здорового человека она должна составлять примерно 0,1%. Постоянное наличие глюкозы в крови критически важно для нейронов — они питаются ей и (почти) не умеют ее запасать. Но зато это умеют делать печень и мышцы, в клетках которых содержится около 600 г гликокена — вещества, чьи длинные молекулы склеены из маленьких молекул глюкозы. Когда концентрация глюкозы падает — поджелудочная железа сигнализирует об этом, выделяя гормон глюкагон, а он сообщает печени, что пора расставаться с запасами.
Пустой, давно не работавший желудок тоже сообщает мозгу о том, что мы голодны. Он делает это двумя способами: расположенные в его стенках нервные волокна отправляют сигнал в гипоталамус и выделяют гормон грелин, сигнализирующий о запуске пищевого поведения.
Третий поток сигналов о голоде, самый очевидный для нас, поступает от вкусовой системы. Несмотря на то, что от первых позывов до того момента, когда мы по-настоящему проголодаемся, может пройти довольно продолжительное время — мы часто принимаем первый сигнал за страшный голод, потому что еда не только насыщает нас энергией, но и воздействует на центры удовольствия.
Когда мы находимся в заведении, где жарят мясо, плывущие по воздуху со стороны гриля молекулы попадают к нам в дыхательные пути. А информация о запахе жареного мяса хранится у нас в лимбической системе и обещает нам очень ценное сочетание карамелизированного на огне сахара и крахмала с жирами и белками. Эксперименты с другими животными — например, человекообразными обезьянами — показали, что они довольно быстро переключаются на обжаренную пищу, если ученые предоставляют им такую возможность.
Откусываем, пережевываем, глотаем
Итак, бургер заказан, приготовлен и подан. Мы делаем первый укус и начинаем жевать. Жевание — это единственное сознательное действие во всем пищеварительном процессе, который в среднем длится около суток.
Жевать нам помогают органы, каждый из которых — чемпион в своей лиге. Мускулатура челюсти — наша самая сильная мышца, язык — самая подвижная группа мышц, а зубная эмаль — самый твердый и прочный материал, синтезируемый человеческим организмом. Зубы при помощи языка перетирают мясо и хлеб, смешивая их со слюной и пищевым соком (его тоже синтезируют слюнные железы).
Главная цель всего пищеварительного процесса — насытить организм питательными веществами. Для этого нужно, чтобы белки, жиры и углеводы всосались в кровь, и их надо разбить на простые составляющие.
Уже во время жевания во рту происходит первичная обработка углеводов — этому способствует фермент амилаза, присутствующий в составе слюны и способный разделять сложные сахара на простые. Присутствующие в слюне антибактериальные вещества лизоцимы обезвреживают особенно агрессивные формы жизни. Пережеванную еду язык направляет в сторону неба и запускается программа глотания. Когда пищевой комок попадает на корень языка — остановить глотательный рефлекс уже невозможно.
Совет. Язык выполняет функцию первоначальной адсорбции вредных веществ и микроорганизмов. На его поверхности скапливаются вредные вещества, принимающие форму налета, поэтому язык рекомендуется регулярно чистить специальным скребком и желательно делать это ежедневно.
Мягкое небо и мышцы-сжиматели глотки перекрывают сообщение с носовой полостью и перемещают пищевой комок в глотку. В процессе глотания голосовые связки теряют способность «говорить» и смыкаются. По пищеводу уже значительно изменившийся бургер движется около 10-15 секунд.