ФИЗИОЛОГИЯ ЗБ. 1. современный представления о строении биологических мембран
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
55. СУЩНОСТЬ ПИЩЕВАРЕНИЯ. ПИЩЕВАРЕНИЕ — сложный физиологический и биохимический процесс, в ходе которого принятая пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим изменениям. В результате этого компоненты пищи должны сохранить свою пластическую и энергетическую ценность; приобрести свойства, благодаря которым они могут быть усвоенными организмом и включенными в его нормальный обмен веществ; утратить видовую специфичность. Физические изменения пищи состоят в ее размельчении, набухании, растворении, химические — в последовательной деградации питательных веществ в результате действия на них компонентов пищеварительных соков, выделяемых в полость пищеварительного тракта его железами. Важнейшая роль в этом принадлежит ферментам секретов пищеварительных желез и тонкой кишки. ТИПЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ пищеварение делят на три типа: собственное, симбионтное и аутолитическое. СОБСТВЕННОЕ пищеварение осуществляется ферментами, синтезированными данным макроорганизмом, его железами, эпителиальными клетками — ферментами слюны, желудочного и поджелудочного соков, эпителия тонкой кишки. СИМБИОНТНОЕ пищеварение — гидролиз питательных веществ за счет ферментов, синтезированных симбионтами макроорганизма — бактериями и простейшими пищеварительного тракта. Симбионтное пищеварение у человека осуществляется в толстой кишке. АУТОЛИТИЧЕСКОЕ пищеварение осуществляется за счет экзогенных гидролаз, которые вводятся в организм в составе принимаемой пищи. Роль данного пищеварения существенна при недостаточно развитом собственном пищеварении. В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ГИДРОЛИЗА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ пищеварение делят на внутри- и внеклеточное. ВНУТРИКЛЕТОЧНОЕ пищеварение состоит в том, что транспортированные в клетку путем фагоцитоза и пиноцитоза (эндоцитоза) вещества гидролизуются клеточными (лизосомальными) ферментами либо в цитозоле, либо в пищеварительной вакуоли. ВНЕКЛЕТОЧНОЕ пищеварение делят на ДИСТАНТНОЕ и КОНТАКТНОЕ, ПРИСТЕНОЧНОЕ, ИЛИ МЕМБРАННОЕ. ДИСТАНТНОЕ пищеварение совершается в среде, удаленной от места продукции гидролаз. Так осуществляется действие на питательные вещества в полости пищеварительного тракта ферментов слюны, желудочного сока и сока поджелудочной железы. ПРИСТЕНОЧНОЕ, КОНТАКТНОЕ, ИЛИ МЕМБРАННОЕ, происходит в тонкой кишке. Гидролиз происходит с помощью ферментов, «встроенных» в мембраны микроворсинок. Следовательно, пристеночное пищеварение в широком его понимании совершается в слое слизи с участием большого количества ферментов кишки и поджелудочной железы. В настоящее время процесс пищеварения рассматривают как трехэтапный: ПОЛОСТНОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ - ПРИСТЕНОЧНОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ- ВСАСЫВАНИЕ. Полостное пищеварение заключается в начальном гидролизе полимеров до стадии олигомеров, пристеночное обеспечивает дальнейшую ферментативную деполимеризацию олигомеров в основном до стадии мономеров, которые затем всасываются. ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ 1) органных: пищеварение в полости рта - желудочное пищеварение - кишечное пищеварение; 2) физических и химических: размельчение, увлажнение, набухание, растворение пищи; денатурация белков; гидролиз полимеров до стадии различных олигомеров, затем мономеров; их транспорт из пищеварительного тракта в кровь и лимфу; 3) полостного и пристеночного пищеварения от центральной части пищевого комка в желудке к его примукозальному слою;от вершины кишечной ворсинки к ее основанию; от полостного гидролиза питательных веществ в тонкой кишке к продолжению его в зоне примукозальной слизи, затем в зоне гликокаликса и наконец на мембранах энтероцитов; 4) гидролиза на апикальных мембранах энтероцитов и транспорта в энтероцит образовавшихся мономеров, а из него — в интерстициальную ткань и затем в кровь и лимфу; Правильная последовательность работы элементов пищеварительного конвейера во времени и пространстве обеспечиваются регуляторными процессами различного уровня. 56. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ПОЛОСТИ РТА. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ПОЛОСТИ РТА Поступившая в рот пища раздражает рецепторы полости рта. Импульсы от вкусовых рецепторов по афферентным волокнам поступают в ЦНС. Эфферентные влияния возбуждают секрецию слюнных, желудочных и поджелудочной желез, желчевыделение, изменяют моторную деятельность пищевода, желудка, проксимального отдела тонкой кишки, влияют на кровоснабжение органов пищеварения, рефлекторно усиливают расходы энергии, необходимой для переработки и усвоения пищи. Здесь же формируется ослизненный пищевой комок, предназначенный для глотания. Пища принимается в виде кусков, смесей различного состава и консистенции или жидкостей. В зависимости от этого она либо подвергается механической и химической обработке в полости рта, либо сразу проглатывается. Из желез по выводным протокам слюна поступает в полость рта. В зависимости от набора и интенсивности секреции разных гландулоцитов в железах они выделяют слюну разного состава. Слизь слюны выполняет и защитную функцию, покрывая нежную слизистую оболочку рта и пищевода. Значение слюны в пищеварении состоит в смачивании пищи, что способствует ее измельчению и гомогенизации при жевании; растворении питательных и вкусовых веществ, что важно для раздражения вкусовых рецепторов и действия ферментов слюны; ослизнения принятой и пережеванной пищи, что необходимо для формирования пищевого комка и облегченного его проглатывания. Жевание завершается глотанием — переходом пищевого комка из полости рта в желудок. Глотание возникает в результате раздражения чувствительных нервных. По афферентным волокнам этих нервов импульсы поступают в продолговатый мозг, где расположен центр глотания. От него импульсы по эфферентным двигательным волокнам нервов достигают мышц, обеспечивающих глотание. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ Пищеварительными функциями желудка являются депонирование, механическая и химическая обработка пищи и постепенная порционная эвакуация содержимого желудка в кишечник. Пища, находясь в течение нескольких часов в желудке, набухает, разжижается, многие ее компоненты растворяются и подвергаются гидролизу ферментами слюны и желудочного сока. Глубина проникновения желудочного сока зависит от его количества и свойств, от характера принятой пищи. Вся масса пищи в желудке не смешивается с соком. Таким образом, пищеварение в полости желудка осуществляется некоторое время за счет слюны, но ведущее значение имеет секреторная и моторная деятельность самого желудка. СЕКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ЖЕЛУДКА ОБРАЗОВАНИЕ, СОСТАВ И СВОЙСТВА ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА. Желудочный сок продуцируется железами желудка, расположенными в его слизистой оболочке. Слизь секретируется в виде густого геля, который покрывает равномерным слоем всю слизистую оболочку. За сутки желудок человека выделяет 2—2,5 л желудочного сока. Он представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, содержащую соляную кислоту (0,3—0,5%) и поэтому имеющую кислую реакцию (рН 1,5—1,8). Величина рН содержимого желудка значительно выше, так как сок фундальных желез частично нейтрализуется принятой пищей. Соляная кислота желудочного сока вызывает денатурацию и набухание белков и тем самым способствует их последующему расщеплению пепсинами, активирует пепсиногены, создает кислую среду, необходимую для расщепления пищевых белков пепсинами; участвует в антибактериальном действии желудочного сока и регуляции деятельности пищеварительного тракта (в зависимости от рН его содержимого усиливается или тормозится нервными механизмами и гастроинтестинальными гормонами его деятельность). Натощак реакция желудочного сока нейтральная или слабокислая, после приема пищи – сильнокисла. В состав желудочного сока входят такие ферменты, как пепсин, гастриксин и липаза, а такжен слизь – муцина. В желудке происходит начальный гидролиз белков под влиянием ферментов желудочного сока с образованием полипептидов. Здесь гидролизуется около 10% пептидных связей. В регуляции желудочной секреции главное место занимает ацетилхолин, гастрин, гистамин. Каждый из них возбуждает секреторные клетки. МОТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ЖЕЛУДКА Во время и в первые минуты после приема пищи желудок расслабляется — наступает пищевая рецептивная релаксация желудка, которая способствует депонированию пищи в желудке и его секреции. Спустя некоторое время в зависимости от вида пищи сокращения усиливаются. 57. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОЙ КИШКЕ. ФУНКЦИИ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОЙ КИШКЕ Происходит 2 вида переваривания пищи: ПОЛОСТНОЕ И МЕМБРАННОЕ. Первое осуществляется кишечном соком, второе – ферментами. Начальные стадии пищеварения происходят в полости желудочно – кишечного тракта. Вследствии мембранного гидролиза образуются мономеры, которые транспортируютя в кровь. Усвоение пищевых веществ осуществляется в 3 этапа: полостное пищеварение – мембранное пищеварение – всасывание. Последний этап включает процессы, которые обеспечивают перенос веществ из тонкой кишки в кровь и лимфу. Всасывание происходит в тонком кишечнике. МОТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ТОНКОЙ КИШКИ Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее содержимого с пищеварительными секретами, продвижение содержимого по кишке, повышение внутрикишечного давления, способствующего фильтрации растворов из полости кишки в кровь и лимфу. Следовательно, моторика тонкой кишки способствует гидролизу и всасыванию питательных веществ. РЕГУЛЯЦИЯ МОТОРИКИ ТОНКОЙ КИШКИ. Моторику изменяют раздражения спинного и продолговатого мозга, гипоталамуса, лимбической системы, коры больших полушарий. Раздражения ядер передних и средних отделов гипоталамуса преимущественно возбуждают, а заднего — тормозят моторику желудка, тонкой и толстой кишки. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. Серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, вазопрессин, окситоцин усиливают, а секретин тормозят моторику тонкой кишки. ВСАСЫВАНИЕ ВОДЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ. Вода поступает в пищеварительный тракт в составе пищи и выпиваемых жидкостей, секретов пищеварительных желез. Некоторое количество воды всасывается из пищеварительного тракта в кровь, небольшое количество — в лимфу. Всасывание воды начинается в желудке, но наиболее интенсивно оно происходит в тонкой и особенно толстой кишке. Всасывает натрий, калий и хлор. ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА БЕЛКОВ. Белки всасываются в основном в кишечнике после их гидролиза до аминокислот. Всасывание различных аминокислот происходит с неодинаковой скоростью в различных отделах тонкой кишки. Транспорт натрия стимулирует всасывание аминокислот. Всасывание фруктозы (и некоторых других моносахаридов) не зависит от транспорта натрия, происходит активно. Всасывание углеводов тонкой кишкой усиливается некоторыми аминокислотами. Всасывание глюкозы усиливается гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, а также серотонином, ацетилхолином. Тормозит всасывание глюкозы соматостатин, в меньшей мере — гистамин. ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА ЛИПИДОВ. Основное количество жира всасывается в лимфу, поэтому через 3—4 ч после приема пищи лимфатические сосуды наполнены большим количеством лимфы. Скорость гидролиза и всасывание липидов регулируются ЦНС. Парасимпатические нервы ускоряют, а симпатические замедляют всасывание липидов. Стимулируют их всасывание гормоны коркового вещества надпочечников, щитовидной железы и гипофиза, а также гормоны, вырабатываемые в двенадцатиперстной кишке. МОТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ТОЛСТОЙ КИШКИ Весь процесс пищеварения у взрослого человека длится 1— 3 сут, из них наибольшее время приходится на пребывание остатков пищи в толстой кишке. Ее моторика обеспечивает РЕЗЕРВУАРНУЮ ФУНКЦИЮ — накопление содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, продвижение его, формирование каловых масс и их удаление. Содержимое слепой кишки совершает небольшие и длительные перемещения то в одну, то в другую сторону за счет медленных сокращений кишки. Для толстой кишки характерны сокращения нескольких типов: малые и большие маятникообразные, перистальтические и антиперистальтические, пропульсивные. Раздражение механорецепторов прямой кишки тормозит моторику вышележащих отделов тонкой кишки. Тормозят ее и серотонин, адреналин, глюкагон. Толстый кишечник богат микроорганизмами. Идет разрушение остатков непереваренной пищи. Образуются органические кислоты и токсичные вещества. Одна часть обезврещивается в печени, другая выводится. Расщепление целлюлозы. Синтезирует витамины К и группы В. Наличие нормальной микрофлоры защищает огранизм и повышает иммунитет. 58. ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ. Анатомическое положение печени на пути крови, несущей питательные и иные вещества от пищеварительного тракта, особенности строения, кровоснабжения, лимфообращения, специфика функций гепатоцитов определяют функции этого органа. Ранее описана ЖЕЛЧЕОТДЕЛИТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ печени, но она не единственная. Важна также БАРЬЕРНАЯ ФУНКЦИЯ печени, состоящая в обезвреживании токсичных соединений, поступивших с пищей либо образовавшихся в кишечнике за счет деятельности его микрофлоры и принесенных кровью к печени. Химические вещества обезвреживаются путем их ферментативного окисления, восстановления, гидролиза. Микроорганизмы обезвреживаются в основном путем фагоцитоза. ЭКСКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ печени выражается в выделении из крови в составе желчи большого числа веществ, обычно трансформированных в печени, что является ее участием в обеспечении гомеостаза. Печень участвует в ОБМЕНЕ БЕЛКОВ: в ней синтезируются белки крови (весь фибриноген, 95% альбуминов, 85% глобулинов), происходят образование мочевины, креатина, факторов свертывания крови. Желчные кислоты влияют на транспортные свойства белков крови. Печень участвует В ОБМЕНЕ ЛИПИДОВ: в их гидролизе и всасывании, синтезе фосфолипидов, холестерина. Велика роль печени в ОБМЕНЕ УГЛЕВОДОВ: здесь осуществляются процессы гликогенеза, гликогенолиза, включение в обмен глюкозы, фруктозы. Важна роль печени в ОБМЕНЕ ВИТАМИНОВ (особенно жирорастворимых A, D, Е, К), всасывание которых в кишечнике происходит с участием желчи. Ряд витаминов депонируется в печени и высвобождается по мере их метаболической потребности. Депонируются в печени микроэлементы (железо, медь, марганец, кобальт, молибден и др.) и электролиты. КИШЕЧНО-ПЕЧЕНОЧНАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ. Важно их участие не только в гидролизе и всасывании липидов, но и в других процессах. Желчные кислоты являются регуляторами выделения в составе желчи холестерина, желчных пигментов, влияют на транспортную активность энтероцитов, передвижение и отторжение энтероцитов с кишечных ворсинок. РЕГУЛЯТОРНОЕ ВЛИЯНИЕ желчи распространяется на секрецию желудка, поджелудочной железы и тонкой кишки, моторику кишечника. 59. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ – это единый процесс, осуществляющийся на уровне целостного организма, он складывается из метаболических процессов, происходящих в каждой отдельной клетке. Сутью метаболизма является все многообразие превращений веществ в организме, которые происходят либо с затратой, либо с освобождением энергии. Поэтому общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой: АНАБОЛИЗМ (ассимиляция, пластический обмен) - это совокупность реакций синтеза, протекающих в клетках. При этом из более простых веществ синтезируются более сложные вещества. Реакции анаболизма идут с затратой энергии. Основным источником энергии для реакций анаболизма является АТФ. Примером таких реакций является биосинтез белка, протекающий во всех клетках. Исходными веществами для анаболизма являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей и образующиеся в результате процесса пищеварения. В результате анаболических реакций происходит постоянное самообновление, рост и развитие организма. Кроме этого, реакции анаболизма являются поставщиками органических соединений для процессов катаболизма. КАТАБОЛИЗМ (диссимиляция, энергетический обмен) - это совокупность реакций расщепления и распада более сложных органических веществ до более простых, вплоть до углекислого газа и воды. Эти реакции идут с освобождением энергии, примерно половина которой превращается в тепловую и тратится на поддержание температуры тела, а вторая половина энергии запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ, которая используется в реакциях синтеза. Основными органическими веществами, из которых состоит организм человека, являются белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, при этом одни вещества могут превращаться в другие, например, углеводы – в жиры и наоборот, белки могут превращаться в жиры и углеводы. Неорганические вещества организма - это вода и минеральные соли. Полноценная, сбалансированная пища должна содержать органические вещества в достаточном количестве и качестве, а также в ее составе должны быть необходимые минеральные соли и вода и витамины. Принято выделять белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмен. Энергетическую ценность пищи измеряют в килокалориях (ккал). Суточная потребность человека в энергии составляет в среднем около 3 100 кДж. Эта величина зависит от пола, возраста, физической и эмоциональной активности. 60. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ. Каждый организм сочетает в себе биохимические признаки, характерные только для него, и признаки, общие для данной биологической группы (вид, род, семейство). Это значит, что нет идеальной ДИЕТЫ (диета — рацион и режим питания). Каждому человеку необходим индивидуальный набор компонентов РАЦИОНА (рацион — порция пищи на определенный срок), отвечающий индивидуальным особенностям его обмена веществ. Для оптимизации питания людей объединяют на однородные по большому числу признаков группы. Полагают, что разнообразие рационов позволяет человеку самому отбирать необходимые ему вещества, поэтому смешанный рацион создает возможности для приспособления питания к индивидуальным биохимическим особенностям обмена веществ. СБАЛАНСИРОВАННОЕ ПИТАНИЕ. Сбалансированное полноценное питание характеризуется оптимальным соответствием количества и соотношений всех компонентов пищи физиологическим потребностям организма. Принимаемая пища должна с учетом ее усвояемости восполнять энергетические затраты человека, которые определяются как сумма основного обмена. В нашей стране принято выделять пять групп интенсивности труда у мужчин и четыре — у женщин При регулярном превышении суточной энергетической ценности (калорийности) пищи над затратами энергии увеличивается количество депонированного в организме жира. В рационе должны быть сбалансированы белки, жиры и углеводы. Среднее соотношение их массы составляет 1:1,2:4,6. Такое соотношение удовлетворяет энергетические и пластические потребности организма, компенсирует израсходованные белки, жиры и углеводы. Следовательно, должен быть приблизительный баланс между количеством каждого пищевого вещества в рационе и их количеством, утилизируемым в организме; их расход и соотношение зависят от вида и напряженности труда, возраста, пола и ряда других факторов. Несбалансированность пищевых веществ может вызвать серьезные нарушения обмена веществ. При нем поражаются практически все физиологические системы организма, но чаще и раньше сердечнососудистая (атеросклероз, артериальная гипертензия и др.), пищеварительная, эндокринная (в том числе половая), нарушается водно-солевой обмен. Избыточный прием пищевого сахара способствует развитию сахарного диабета, дисбактериозу, кариесу зубов и др. В суточном рационе должны быть сбалансированы продукты животного и растительного происхождения. Важно наличие в рационе витаминов и минеральных веществ, которые соотносятся (балансируются) с расходом и потребностями в них организма в зависимости от возраста, пола, вида труда, времени года и ряда других факторов, влияющих на обмен веществ. В рациональном питании важны регулярный прием пищи в одно и то же время суток, дробность приема пищи, распределение ее между завтраком, обедом, ужином, вторым завтраком, полдником. При 3-разовом питании в сутки первые два приема составляют 2/з суточной энергетической ценности («калоража») пищи и ужин— '/з. Часто суточный рацион по энергетической ценности распределяется следующим образом: завтрак — 25—30 %, обед — 45—50 %, ужин — 20—25 %. Время между завтраком и обедом, обедом и ужином должно составлять 5—6 ч, между ужином и отходом ко сну — 3—4 ч. Эти периоды предусматривают высоту активности пищеварительных функций, переваривание и всасывание основного количества принятой пищи. Более рационально 5 — 6-разовое питание. Фактическое распределение суточного рациона имеет существенные различия в связи с климатическими условиями, трудовой деятельностью, традициями, привычками и рядом других факторов. |