ФИЗА. "Физиология деятельности клеточных мембран"

• Название: "Физиология деятельности клеточных мембран"
• Дата: 23.11.2020
• Размер: 1.73 Mb.
• Имя файла: FisMoodle.docx
• Тип: Документы; #153008
• страница: 20 из 25

Домашнее задание по теме: "Секреторная и моторная функции желудочно-кишечного тракта. Всасывание. Регуляция пищеварения"

Информационный блок 1

Пищеварением называется комплекс физиологических процессов, благодаря которым пища поступает в желудочно-кишечный тракт, передвигается по нему, подвергается физическим и химическим изменениям, расщепляется до простых продуктов, лишаясь видовой специфичности и всасывается во внутреннюю среду.



Значение пищеварения для организма:

1. Энергетическое (источник энергии).

2. Пластическое (использование для обновления структур организма).

3. Обеспечение индивидуальности внутренней среды организма.



Функции системы пищеварения

Пищеварительные:

1. Моторная (двигательная)

2. Секреторная

3. Функция химического гидролиза (полостное, мембранное, внутриклеточное пищеварение)

4. Всасывание

Непищеварительные:

5.Экскреторная

6. Эндокринная

7. Инкреция (эндосекреция) пищеварительных ферментов в кровь и лимфу

8. Регуляция КОС

9. Регуляция гемопоэза (всасывание витамина В₁₂ и ионов железа)

10. Защитная (барьерные, бактерицидные, иммунологические механизмы)



Методы исследования пищеварительного тракта:



1. Острые методы: результат получают быстро, как правило - однократно, условия далеки от физиологических:

а) вивисекционный метод (прижизненное вскрытие);

б) метод изоляции органов или участков органов (перфузия питательными р-рами - чувствительность к БАВ);

в) методы канюлирования выводных протоков пищеварительных желез.

2. Хронические методы исследования разработаны И.П. Павловым (Нобелевскую премию - за исследования в области пищеварения). Эксперименты проводятся в условиях, приближенных к естественным, когда животное выздоравливает после операции, позволяющей длительное наблюдение за органами пищеварения.

Методы изучения секреторной функции пищеварительного тракта:

1. Метод хронических фистул (искусственно созданное сообщение между полостью органа и внешней средой).

2. Методы изоляции органов или участков органов (изолированный желудочек, участок кишки).

3. Комбинированные методы изучения секреторной функции:

а) полифистульный;

б) сочетание фистулы с изолированным желудочком.

Методы изучения секреторной функции у человека:

1. Зондирование тонким и толстым зондом (исследование содержимого желудка и двенадцатиперстной кишки).

2. Радиотелеметрический метод (датчик определяет рН и активность ферментов).

Методы изучения моторной функции

1. Острые вивисекционные.

2. Методы выведения участков желудочно-кишечного тракта под кожу.

3. Баллоно-кимографический метод (через фистулу - баллон; сейчас - тензодатчики - более тонкая регистрация изменения давления).

Изучение моторики у человека:

1. Рентгенографический метод (рентген контрастные вещества - состояние слизистой, контуры стенок, моторика, эвакуация).

2. ЭГГ (электрогастрография).

3. Фиброгастроскопия (оценка состояния слизистой, моторика, биопсия с гистологическим исследованием).

Методы изучения всасывания:

Метод Гейденгайна (всасывание на изолированном участке кишечника по Тири-Веллу).

1. По скорости возникновения фармакологического эффекта (никотиновая кислота - покраснение кожи лица).

2. Ангиостомия (по И.П. Павлову) - исследование притекающей и оттекающей от органа крови в момент пищевой нагрузки.

3. Радиоизотопный метод (меченые вещества из кишечника в кровь).

Изучение экскреторной функции пищеварительного тракта.

Экскреторную функцию изучают по количеству какого-либо вещества в содержимом различных отделов желудочно-кишечного тракта через определенные интервалы времени после введения этого вещества в кровь.

Информационный блок 2

Секреция - это процесс синтеза секреторными клетками специфических веществ, преимущественно ферментов, которые вместе с водой и солями выделяются в просвет желудочно-кишечного тракта и образуют пищеварительные соки.

Выработка секретов осуществляется секреторными клетками, которые объединяются в железы. В ЖКТ существуют следующие виды желез:

1. Одноклеточные (бокаловидные клетки кишечника).

2. Многоклеточные железы - подразделяются на:

а) простые - один проток (железы желудка, кишечника);

б) сложные железы - несколько протоков, образованы большим количеством разнородных клеток (крупные слюнные, pancreas, печень).

По характеру функционированияразличают два типа желез:

1. Железы с непрерывной секрецией(железы, вырабатывающие слизь; печень).

2. Железы с прерывистой секрецией(некоторые слюнные, желудочные, кишечные железы и поджелудочная железа).

При исследовании механизмов образования секретов выделяют

 три механизма секреции:

1. Голокриновый - выделение секрета сопровождается разрушением клеток.

2. Апокриновый - секрет скапливается в верхушке, клетка теряет верхушку, которая затем разрушается в полости органа.

3. Мерокриновый - секрет выделяется без морфологических изменений в клетке.

Типы пищеварения (от происхождения гидролаз):

1. Аутолитическое - за счет ферментов, находящихся в пищевых продуктах растительного и животного происхождения.

2. Симбионтное - ферменты вырабатываются бактериями и простейшими данного макроорганизма;

3. Собственное - за счет ферментов, синтезируемых в данном макроорганизме.

а) Внутриклеточное - наиболее древний тип (не клетки выделяют ферменты, а вещество попадает внутрь клетки и там расщепляется). 

б) Внеклеточное (дистантное, полостное) - ферменты выделяются в просвет ЖКТ, действуя на расстоянии.

в) Мембранное (пристеночное, контактное) - в слизистом слое и зоне щеточной каймы энтероцитов значительно выше скорость гидролиза (т.к. гли­кокалекс адсорбирует на своей поверхности ферменты).

Все секреты состоят из

1. воды

2. сухого остатка.

В сухом остатке содержатся две группы веществ:

1. Вещества, выполняющие специфическую функцию в данном отделе пищеварительного тракта.

2. Ферменты, их делят на: протеазы, карбогидразы, липазы и нуклеазы.

Факторы, влияющие на активность ферментов:

1.Температура

2. рН среды

3. Наличие активаторов для некоторых из них (вырабатываются в неак­тивной форме, чтобы не произошло аутолиза железы)

4. Наличие ингибиторов

Активность желез и состав соков зависят от пищевого рациона и режима питания.

Общее количество пищеварительных соков за сутки - 6-8 литров.

Секреция в различных отделах желудочно-кишечного тракта:

В ротовой полости пища находится - 16-18 секунд. Объем суточной секреции - 0,5-2 литра. Скорость секреции - от 0,25 до 200 мл/мин. рН - 5,25-8,0. Оптимальная среда для действия ферментов - слабощелочная. Ферменты слюны относятся к карбогидразам (α-амилаза, α-глюкозидаза и мальтаза).

Секреция в желудке:время нахождения пищи в желудке от 3 до 10 часов, объем суточной секреции - 1,5 - 2,0 л/сут., рН - 0,8-1,5.

Состав желудочного сока:        

1. Вода - 99 - 99,5%.

2. Специфические вещества:

Неорганические - HCl (м.б. в свободном состоянии и связанная с белками).

Роль HCl в пищеварении:

1. Стимулирует секрецию желез желудка.

2. Активирует превращение пепсиногена в пепсин.

3. Создает оптимальную рН для ферментов.

4. Вызывает денатурацию и набухание белков (легче расщепляются).

5. Антибактериальный и консервирующий эффекты (нет гниения и брожения).

6. Стимулирует моторику желудка.

7. Участвует в створаживании молока.

8. Стимулирует выработку гастрина и секретина (интестинальные гормоны).

9. Стимулирует секрецию энтерокиназы стенкой двенадцатиперстной кишки.

Органические специфические вещества:

1. Муцин (выделяется в 2-х формах):

а) прочно связанный с клеткой, предохраняет слизистую от само переваривания;

б) непрочно связанный, покрывает пищевой комок.

2. Гастромукопротеид (внутренний фактор Кастла) - всасывание вит. В₁₂.

3. Мочевина, мочевая кислота, молочная кислота.

4. Антиферменты.

Ферменты желудочного сока: Протеазы обеспечивают начальный гидролиз белков. Общее название - пепсины. Вырабатываются в неактивной форме (в виде пепсиногенов), активируются HCl и аутокаталитически.

1. Пепсин А - (оптимум рН - 1,5-2,0) расщепляет крупные белки на пептиды.

2. Пепсин В (желатиназа)- расщепляет белки соединительной ткани (рН<5,0).

3. Пепсин С (гастриксин) - расщепляет животные белки, особенно гемоглобин.

4. Пепсин D (реннин) - створаживает казеин молока. У человека – химозин (вместе с HCl). У детей - фетальный пепсин (рН -3,5), в 1,5 раза активнее.

Липазажелудочного сока действует только на эмульгированные жиры.

Углеводы в желудке расщепляются за счет ферментов слюны (до их инактивации в кислой среде). Собственных карбогидраз желудочный сок не содержит.

Пищеварение в двенадцатиперстной кишке

В просвет кишки поступает: кишечный сок, сок pancreas, желчь.

Сок поджелудочной железы - засутки образуется 1,5-2,5 л панкреатического сока, рН - 7,5-8,8. Высокое содержание ионов бикарбоната - обеспечивают нейтрализацию кислого желудочного содержимого. Панкреатический сок содержит все группы ферментов:

Протеазы поджелудочного сока:

а). Эндопептидазы (трипсин, химотрипси, панкреопептидаза Е (эластаза)).

б). Экзопептидазы (карбокси- и аминопептидазы).

Липазы поджелудочного сока: Липаза поджелудочной железы и Фосфолипаза А.

Карбогидразы поджелудочного сока: альфа-амилаза, альфа-глюкозидаза.

Нуклеазы (класс фосфодиэстераз):рибонуклеаза, дезоксинуклеаза.

Желчь: Объем суточной секреции - 0,5-1 л., рН - 7,8-8,6.

1. Желчь не содержит ферментов.

2. Специфические вещества: желчные кислоты и желчные пигменты:

- билирубин - основной пигмент у человека, придает коричневую окраску;

- биливердин - в основном в желчи травоядных животных (зеленый цвет).

Желчные кислоты, играют в пищеварении ведущую роль: эмульгируют жиры, усиливают активность поджелудочной липазы, обеспечивают всасывание нерастворимых в воде веществ (ЖК, холестерин, витамины (А, D, Е, К) и соли Са⁺²), способствуют ресинтезу триглицеридов в энтероцитах.

Сок тонкой кишки- 2,5 л. в сутки, рН - 7,2-7,5.

Всего – более 20 ферментов. Наиболее значимые:

Протеазы:

1. Энтерокиназа - активирует трипсиноген.

2. Три- и дипептидазы (эрипсины)- расщепляют пептиды на АК.

Липазы содержатся в незначительном количестве (липаза, фосфолипаза).

Карбогидразы: α-глюкозидаза, β-галактозидаза, сахараза, лактаза, γ-амилаза.

Сок толстой кишки - рН сока - 8,5-9,0. Специфические вещества – слизь, обеспечивает формирование каловых масс. Собственных ферментов не содержит.

    Состав сока толстой кишки во многом зависит от его микрофлоры, которая:

1. Предохраняет организм хозяина от внедрения и размножения патогенных микроорганизмов (предотвращает процессы гниения (белки) и брожения (углеводы)).

2. Участвует в разложении компонентов пищеварительных секретов (ферментов, желчных кислот и клетчатки).

3. Способна синтезировать витамин К и некоторые витамины группы В.

Информационный блок 3

Моторная функция обеспечивает размельчение, растирание, перемешивание и передвижение пищевых масс по желудочно-кишечному тракту.

Разновидности моторной функции пищеварительного тракта:

1. Произвольная моторика (акт жевания, дефекации).

2. Непроизвольная (сфинктер Одди, пилорический, илеоцекальный).

3. Автоматия ЖКТ (моторика разных участков пищеварительной трубки).

Моторная функция ротовой полости: сосание, жевание и глотание.

Сосание: Рефлекторное сокращение мышц рта и языка. Разрежение 100-150 мм. водн. ст. Наиболеевыражено в грудном возрасте.

Жевание: Сложный физиологический акт. Пища откусывается зубами, измельчается, смешивается со слюной. Участвуют:верхняя и нижняя челюсти, жевательная и мимическая мускулатура лица, язык, мягкое небо и слюнные железы. Жевание подготавливает пищу для дальнейшей механической и химической переработки. После формирования пищевого комка определенной консистенции, объемом 5-15 см³, начинается акт глотания.

Глотание:Сложный рефлекторный акт. Фазы:

1. Ротовая (произвольная);

2. Глоточная (непроизвольная, быстрая);

3. Пищеводная (непроизвольная, медленная).

Центр глотания через Ретикулярную формацию связан с дыхательным центром иn. vagus, поэтому при глотании регистрируется остановка дыхания и учащение сердцебиений.

Моторная функция пищевода: только перистальтика, скорость - 2-5 см/сек. Плотная пища доходит до желудка за 3-9 сек, жидкая - за 1-2 сек.

Моторная функция желудка.В состоянии покоя через каждые 45-90 минут покоя наблюдаются периодические сокращения - по 20-50 минут(тощаковая периодическая деятельность). Во время приема пищи и спустя некоторое время - стенка расслаблена ("рецептивное расслабление"). В желудке есть кардиальный водитель ритма, запускает перистальтические волны.

В моторике желудка выделяют: 

1. Тонус

    2. Перистальтика

    3. Ритмическая сегментация

    4. Маятникообразные движения

1. Тонус - желудок охватывает пищевой комок, каким бы маленьким он не был.

2. Перистальтика - за счет сокращения продольной и циркулярной мускулатуры пища передвигается из области кардии к пилёрусу.

3. Ритмическая сегментация - циркулярная мускулатура делит содержимое желудка на 3-4 сегмента. В каждом из них пищеварение обособленно.

4. Маятникообразные движения - в пределах сегмента за счет сокращения продольных и косых мышц желудка (перемешивание пищи).

Эвакуация пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку осуществляется пилорическим сфинктером, для открытия которого необходимо:

- раздражение механорецепторов перед сфинктером;

- отсутствие раздражения механорецепторов за сфинктером (основное);

- щелочная среда за сфинктером.

Моторная функция желчных путей

Желчь постоянно вырабатывается печенью, но выделяется периодически, т.к. накапливается в желчном пузыре, где сгущается за счет всасывания воды.

Сопряженное функционирование желчных путей и сфинктера Одди:

- повышение тонуса сфинктера Одди сопровождается уменьшением тонуса желчного пузыря и исчезновением перистальтики желчных путей - желчь накапливается в желчном пузыре.

- раздражение рецепторов 12-перстной кишки пищей приводит к рефлекторному открытию сфинктера Одди, сокращается желчный пузырь и активируется перистальтика желчных путей - желчь выделяется в 12-перстную кишку.

 

Моторная функция тонкой кишки: тонус, перистальтика, маятникообразные движения, ритмическая сегментация. Иногда в тонкой кишке возникает стремительная перистальтика (защитная реакция, например, при отравлении).

Моторная функция толстой кишки.Все виды моторики в толстой кишке выражены слабее, чем в тонкой. В норме характерна антиперистальтика, благодаря которой содержимое задерживается в кишке, что способствует более интенсивному всасыванию воды и формированию каловых масс.

Всасывание - это совокупность физико-химических и физиологических процессов переноса веществ из просвета ЖКТ во внутреннюю среду организма. За сутки реабсорбируется 8-9 л жидкости (пища и пищеварительные соки).

Всасывание вдоль пищеварительного тракта

Всасывание начинается в ротовой полости – но небольшая поверхность слизистой оболочки, слабая способность к всасыванию и кратковременность нахождения пищи делают всасывание в ротовой полости малозначимым. Всасываются - глюкоза, алкоголь, некоторые лекарства (валидол, нитроглицерин назначаются "под язык").

В желудке всасываются -вода, алкоголь,некоторые соли и моносахариды (в минимальных количествах), вещества, растворенные в спирте.

Тонкий кишечник - основной отдел ЖКТ, где происходит интенсивное всасывание. Слизистая тонкой кишкиимеет складки (увеличивают площадь в 3 раза), микроворсинки (увеличивают поверхность всасывания в 600 раз). Сосудистая система ворсинок имеет ряд особенностей:

- густую сеть капилляров под базальной мембраной,

- большое количество крупных фенестр (окон) в эндотелии (45-70 нм).

Всасываются: продукты гидролиза жиров, белков, углеводов, вода, минеральные соли, витамины. Скорость всасывания очень высока.

Толстая кишка является основным местом всасывания воды, ионов натрия и хлора. Из химуса всасывается почти вся вода, около 5-7 литров, остается лишь около 100 мл.

Основные закономерности всасывания

1. В норме всасываются только низкомолекулярные вещества, лишенные видовой и индивидуальной специфичности.

2. Всасываются только водорастворимые вещества.

Механизмы всасывания

Пассивные механизмы всасывания – диффузия, осмос, фильтрация.

Активные механизмы всасывания сопряжены со значительными энергозатратами (специфическое динамическое действие пищи).

Всасывание воды происходит по законам осмоса (Н₂О легко проходит из кишечника в кровь и обратно). Одновалентные ионы всасываются легко и в больших количествах. Двухвалентные ионы - в меньшей степени.

Углеводывсасываются в виде моносахаридов (глюкоза, фруктоза, а в грудном возрасте - галактоза). Активный транспорт сопряжен с транспортом Nа.

Белки всасываются в виде аминокислот, ди- и трипептидов (c Nа). Часть аминокислот - посредством специальных транспортных белков.

Жирывсасываются в виде моноглицеридов и жирных кислот в комплексе с желчными кислотами – образуя мицеллы. В энтероцитах комплексы распадаются, желчные кислоты возвращаются в полость кишечника. В клетках осуществляется ресинтез триглицеридов, которые в виде хиломикронов экскретируются путем экзоцитоза в межклеточное пространство и поступают в лимфу (80-90 % всех жиров), затем - в кровь через грудной лимфатический проток. 10-20 % жирных кислот всасываются в портальную кровь.

Сопряжение процессов расщепления и всасывания: пристеночное или мембранное пищеварение (академик А.М. Уголев, 1957). 60-80 % всего пищеварения осуществляется мембранными ферментами микроворсинок и ферментами гликокаликса до мономеров (более 22 ферментов осуществляют гидролиз около 50% связей):

  -  посредством ферментов конечных этапов,

  -  от верхушки к основанию ворсинки,

  -  ферменты фиксированы активными центрами в просвет,

  -  ферменты многократно используются,

  -  гликокаликс пропускает только мелкие молекулы,

  -  обеспечивает стерильность расщепления и всасывания.

Экскреторная функция ЖКТ - это совокупность процессов, благодаря которым вещества выделяются из внутренней среды организма в просвет пищеварительного канала.

Экскреторную функцию осуществляют: ЖКТ, почки, легкие и кожа.

Экскреция в различных отделах желудочно-кишечного тракта

Ротовая полость: со слюной выделяется вода, мочевина, мочевая кислота, креатинин, соли (йод, железо, ртуть). Роль этого отдела в экскреции возрастает при болезнях почек, сахарном диабете, при отравлении солями тяжелых металлов.

Желудок: вода, соли, органические яды (морфий, этиловый спирт).

С желчью из крови в просвет ЖКТ выделяются: желчные пигменты: билирубин и биливердин. Нарушение желчеотделения всегда сопровождается задержкой пигментов в крови, что приводит к желтухе.

Кишечник является местом экскреции солей тяжелых металлов.

Информационный блок 4

Общие принципы регуляции пищеварения

1. Прием пищи "запускает" секрецию пищеварительных соков и моторику ЖКТ.

2. Состав пищи влияет на количество и качество пищеварительных соков.

3. Пищеварение определяется потребностями организма. Нервные и гуморальные механизмы обеспечивают пищевую потребность человека, которая выражается в аппетите.

Механизмы регуляции пищеварения: нервные и гуморальные.

Нервная регуляция - осуществляется рефлекторно. Выделяютдве фазы:

1. Условно-рефлекторная - это приобретенная реакция (на вид пищи, обстановку, запах и время ее приема).

2. Безусловно-рефлекторная - врожденная реакция, реализуется при раздражении определенных рецепторных зон.

Гуморальные механизмы - перестраивают пищеварение медленно (через несколько минут), но эти перестройки держатся несколько часов, может осуществляться под воздействием экзогенных веществ (поступающих с пищей) и эндогенных (вырабатываются в организме).

Регуляция слюноотделения

1. Условно-рефлекторная регуляция - слюноотделение начинается на вид, запах, обстановку и время приема пищи.

2. Безусловно-рефлекторная - регуляция слюноотделения за счет раздражения рецепторов ротовой полости.

3. Гуморальной регуляции слюноотделения нет.

Регуляция желудочной секреции

Фазы желудочной секреции:

1. Сложнорефлекторная фаза(мозговая) - состоит из двух компонентов:

а) условно-рефлекторная регуляция - секреция сока на вид, запах, обстановку и время приема пищи. "Аппетитный" сок по Павлову.

б) безусловно-рефлекторная регуляция - отделение желудочного сока в ответ на раздражение рецепторов полости рта.

2. Нейрогуморальная фаза(желудочная) – секреция в ответна раздражение рецепторов желудка пищей, а также на действиегуморальных веществ.

3. Кишечная фаза – желудочного сокоотделения реализуется при участии гуморальных стимуляторов, вырабатываемых слизистой тонкой кишки (гастроинтестинальных гормонов).

Экзогенныеактиваторыжелудочной секреции: пептоны, горчица, уксус, алкоголь.  Жиры тормозят функцию желудка.

Эндогенныегуморальные регуляторы желудочной секреции:

1. Гистамин - стимулирует отделение HCl (в основоном) и пепсинов.

2. Гастрин - поступает в кровь и стимулирует секрецию желудочного сока и моторную функцию желудка.

3. Мотилин - активирует моторную функцию и секрецию ферментов.

4. Гастрон и бульбогастрон - тормозят функцию желудка.

5. Секретин - тормозит моторную функцию желудка.

5. ХК-ПЗ - тормозит моторную функцию желудка.

6. Соматостатин, ВИП - угнетают секрецию и моторику желудка.

Регуляция секреции поджелудочной железы

Условныерефлексы на отделение поджелудочного сока вырабатываются с трудом и не играют существенного значения.

Безусловно-рефлекторное отделение поджелудочного сока происходит при раздражении рецепторов двенадцатиперстной кишки, раздражении рецепторов желудка и редко - ротовой полости.

Экзогенные стимуляторы: жиры.

Эндогенные регуляторы:

1. Секретин - стимулирует выделение поджелудочного сока.

2. Хемоденин - стимулирует выработку ферментов (химотрипсиногена).

3. Холецистокинин-панкреозимин (ХЦК-ПЗ) - стимулирует секрецию сока поджелудочной железы (преимущественно ферментов) и сокращения желчного пузыря.

Регуляция желчеотделения

Условно-рефлекторная регуляция выражена слабо.

Безусловные рефлексы отделения желчи в ответ нараздражение рецепторов двенадцатиперстной кишки, желудка, а иногда и ротовой полости.

Экзогенные стимуляторы желчеотделения: жиры, яичные желтки, молоко, мясо.

Эндогенные: холецистокинин- вызывает сокращение желчного пузыря.

Регуляция секреции в кишечнике

Условно-рефлекторная регуляция отсутствует.

Моторика и секреция кишечника активируются при местном раздражении рецепторов слизистой.

Экзогенным стимулятором пищеварения в кишечнике являетсяжелчь.

Эндогенные регуляторы функций кишечника:

1. Вилликинин - стимулирует сокращение ворсинок.

2. Энтерокинин - стимулирует секреторную функцию кишечника.

Периодическая деятельность ЖКТ – это периодическое усиление секреторной и моторной функции без приемапищи (натощак) 1 раз в час, впервые открыта в лаборатории И.П. Павлова.