Начала физиологии (методичка). Нервная регуляция вегетативных функций
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Фазы желудочной секреции Желудочная секреция осуществляется в две фазы: 1) сложнорефлекторную и 2) нейрогуморальную. Сложнорефлекторная фаза представляет собой комплекс условных и безуслов- ных рефлексов желудочного сокоотделения. Условнорефлекторный компонент 1-й фа- зы желудочного сокоотделения доказывается выработкой условных рефлексов, возни- кающих при действии на дистантные рецепторы условных раздражителей, подкрепляемых безусловным рефлексом (дачей животным пищи). Безусловнорефлекторное отделение желудочного сока возникает при раздражении пищей рецепторов слизистой оболочки рта, глотки и пищевода. Безусловнорефлекторный компонент 1-й фазы желудочной секреции доказывается в опыте «мнимого» кормления на эзофаготомированной собаке с фистулой желудка по Басову. Операция эзофаготомии состоит в полной круговой перерезке пищевода на шее с выведением и подшиванием обоих концов пищевода к коже в области шеи. Во время приема собакой пищи она выпадает из верхнего перерезанного конца пищевода и, таким образом, не поступает в нижний отдел пищевода и в желудок. Операция по вживлению в желудок пластмассовой фистулы сводится к введению фистулы в разрез стенки желудка с последующим еѐ укреплением с помощью кисетного шва и восстановлением целостности мышц брюшной стенки и кожи. Через фистулу же- лудка собирается желудочный сок. 99 Латентный период отделения кислого желудочного сока в условиях «мнимого» кормления собаки составляет 5-10 минут, а продолжительность желудочной секреции в 1- ю фазу секреции достигает 0,5-2 часа. Этот опыт доказывает, что безусловнорефлекторное отделение желудочного сока возникает в результате раздражения рецепторов слизистой оболочки рта, глотки и пище- вода. 2-я, нейрогуморальная фаза желудочной секреции представляет собой комплекс безусловных рефлексов, возникающих при раздражении механо- и хеморецепторов же- лудка и двенадцатиперстной кишки, а также под влиянием гуморальных (гормональных) факторов, вырабатываемых эндокринными клетками диффузной эндокринной системы ЖКТ (гастроинтестинальных гормонов), или образующихся в процессе пищеварения про- дуктов гидролиза пищевых веществ, поступающих в кровь и оказывающих регулирующие влияния на секреторную функцию желудка. Безусловнорефлекторный компонент доказывается опытами, в которых отделение желудочного сока возникает у собак при незаметном для них вкладывания пищи через фистулу в желудок. О наличии 2-й, нейрогуморальной фазы желудочной секреции свидетельствует бо- лее длительное отделение кислого желудочного сока (6-10 часов) из изолированного же- лудочка по Павлову, чем продолжительность сложнорефлекторной фазы (0,5-2 ч. – в опы- те «мнимого» кормления). О гуморальном компоненте 2-й фазы секреции свидетельствует отделение желу- дочного сока из изолированного желудочка по Гейденгайну, лишенного вагусной иннер- вации. В зависимости от местонахождения пищи в ЖКТ нейрогуморальная фаза желудоч- ной секреции подразделяется на желудочную и кишечную подфазы. Регуляция желудочной секреции Безусловнорефлекторное отделение кислого желудочного сока в процессе приема доброкачественной пищи комнатной температуры возникает в ответ на раздражение так- тильных, температурных и вкусовых рецепторов слизистой оболочки рта и механо- рецепторов глотки. Отделение кислого желудочного сока на 5-10 минут отстает от нача- ла приема пищи, что является биологически целесообразным, поскольку за это время же- лудок успевает в достаточной степени заполниться пищей, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между количеством пищевого субстрата и количеством ферментов в приму- козном слое желудка при оптимальном значении рН (1,5-2). В результате возбуждения рецепторов слизистой оболочки рта потоки афферент- ных импульсов поступают по чувствительным волокнам тройничного, лицевого, язы- коглоточного и блуждающего нервов сначала в продолговатый мозг, затем в таламус и гипоталамус, а из таламуса – в кору головного мозга. Эфферентные импульсы из кор- кового центра желудочного сокоотделения поступают в гипоталамус, где активируют парасимпатические и симпатические ядра. Парасимпатические гипоталамические ядра оказывают нисходящие активирующие влияния на преганглионарные парасимпатические нейроны бульбарного центра желудоч- ного сокоотделения. Эфферентные импульсы по преганлионарным парасимпатическим волокнам блуждающего нерва передаются к желудку и переключаются в его интраму- ральных ганглиях на постганглионарные парасимпатические нейроны – клетки Догеля I. Выделяющийся из окончаний аксонов клеток Догеля I типа ацетилхолин непосредст- венно стимулирует секреторную деятельность обкладочных, главных и добавочных клеток фундальных желез, а также покровного эпителия. Симпатические гипоталамические ядра оказывают нисходящие активирующие влияния на преганглионарные симпатические холинергические нейроны, расположенные в 6-10 грудных сегментах спинного мозга. Эфферентные импульсы переключаются в сим- 100 патических ганглиях на постганглионарные симпатические адренергические нейроны, ко- торые в составе чревных нервов подходят к желудку. Выделяющиеся из нервных окон- чаний постганглионарных симпатических волокон норадреналин и адреналин ока- зывают тормозное действие на отделение желудочного сока. Вместе с тем, возбужде- ние чревных нервов стимулирует процессы синтеза пепсиногенов в главных клетках, рас- творимой слизи – в добавочных клетках фундальных желез и накопление нерастворимой слизи в клетках покровного эпителия. Исследования, проведенные в лаборатории И.П. Павлова, доказали, что основным секреторным нервом желудка, выполняющим эфферентную функцию, является блуж- дающий нерв. Блуждающий нерв оказывает также опосредованное стимулирующее влияние на секрецию обкладочными клетками НСl. Выделяющийся при возбуждении холи- нергических волокон блуждающего нерва ацетилхолин вызывает высвобождение га- стрина из G-клеток, расположенных в слизистой оболочке антрального отдела желудка. Гастрин поступает в кровь и эндокринным путем непосредственно стимулирует секре- цию HCl обкладочными клетками за счет активации мембранных рецепторов к гастрину. Гастрин является наиболее сильным стимулятором обкладочных клеток. Непосредственное стимулирующее влияние на секреторную деятельность об- кладочных клеток оказывает также гистамин, продуцируемый эндокринными клетками слизистой оболочки фундального отдела желудка. Высвобождение гистамина происхо- дит под влиянием ацетилхолина и гастрина. Гистамин оказывает влияние на обкла- дочные клетки желудка паракринным путем. Гистамин выделяется из эндокринных клеток в межклеточную жидкость. На мембранах обкладочных клеток он взаимодейст- вует с Н 2 –рецепторами, вызывая отделение большого количества сока высокой ки- слотности, но бедного ферментами и муцином. Блокада Н 2 –рецепторов циметидином угнетает желудочную секрецию, вызванную гастрином и ацетилхолином. Стимулирующее влияние на секрецию HCl оказывает также гастрин– рилизинг–гормон (через высвобождения гастрина из G -клеток). Поступление пищи в желудок усиливает безусловнорефлекторное отделение желу- дочного сока. Раздражение механорецепторов желудка пищей и хеморецепторов его слизистой оболочки продуктами гидролиза белков (пептидами и аминокислотами) вызывает ваго- вагальный секреторный рефлекс желудка. Афферентные и эфферентные пути рефлек- торной дуги этого рефлекса проходят в составе блуждающих нервов, а нервный центр располагается в продолговатом мозге. Секреция желудочного сока усиливается при растяжении механорецепторов слизи- стой оболочки антрального отдела, а также при раздражении хеморецепторов пептидами, аминокислотами и экстрактивными веществами мяса и овощей. При этом возбуждаются чувствительные клетки местной рефлекторной дуги (клетки Догеля II типа), которые че- рез вставочные нейроны активируют G-клетки. Гастрин, поступая в кровь, эндокринным путем вызывает отделение HCl обкладочными клетками. Тормозящее влияние на секрецию желудочного сока оказывают гастроинте- стинальные гормоны: соматостатин, ВИП, холецистокинин (ХЦК), гастроингибирую- щий пептид (ГИП) и нейротензин. Выраженным тормозным действием на желудочную секрецию обладают про- дукты гидролиза жира, образующиеся в двенадцатиперстной кишке. Этот тормозной эффект обусловливается высвобождением и поступлением в кровь ХЦК, ГИП и нейротен- зина. Стимулирующее влияние на секреторную деятельность желудочных желез оказывают продукты гидролиза белков, которые всасываются в кровь и гуморальным путем возбуждают фундальные железы желудка. 101 СЕКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА ПИЩЕВАРЕНИЕ В ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ И ТОЩЕЙ КИШКЕ Основные вопросы: Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Секреторная функция поджелудочной железы. Состав и свойства панкреатического сока. Методы получения дуоденального содержимого. Механизмы регуляции и фазы панкреатической секреции. Адаптация секреторной деятельности поджелудочной железы. Пищевари- тельные и непищеварительные функции печени. Состав и свойства желчи.Механизмы ре- гуляции желчевыделения. Особенности пищеварения в тощей кишке. Роль полостного и пристеночного пищеварения. Ферменты тощей кишки. Механизмы регуляции кишечной секреции. Функции толстой кишки. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке Пищеварение в желудке завершается образованием кислого желудочного химуса (полужидкой кашицы с рН 4) и его порционной эвакуацией в двенадцатиперстную кишку. Двенадцатиперстная кишка является центральным звеном пищеварительного кон- вейера, которое обеспечивает преемственность процессов гидролитического расщепления пищевых веществ в желудке и их последующего переваривания в тощей кишке. В полость двенадцатиперстной кишки поступает панкреатический и кишечные со- ки, содержащие полный набор ферментов, необходимый для переваривания белков, жиров и углеводов. Сюда же поступает желчь, которая играет важную роль в переваривании и всасывании жиров. У человека значения рН дуоденального содержимого колеблются в диапазоне от 4, когда в двенадцатиперстную кишку поступает кислый желудочный химус, до 8,5, когда он подвергается ощелачиванию под влиянием желчи, панкреатического и кишечного соков, что создает оптимальные условия для действия пищеварительных ферментов. Ведущую роль в переваривании пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке играют ферменты панкреатического сока. Секреторная функция поджелудочной железы В двенадцатиперстной кишке начинается гидролиз жиров и продолжается гидролиз белков и углеводов под влиянием ферментов панкреатического сока. Внешнесекреторная деятельность поджелудочной железы обеспечивается тремя видами клеток: 1) ацинарными панкреацитами; 2) центроацинарными клетками; 3) эпителиальными клетками выводных протоков. Ацинарные панкреациты вырабатывают гидролитические ферменты, которые из просвета ацинуса поступают в систему выводных протоков, где происходит их смешива- ние с жидкой частью поджелудочного сока – водой и электролитами, продуцируемыми центроацинарными и эпителиальными клетками выводных протоков. Состав и свойства панкреатического сока Поджелудочный сок изоосмотичен плазме крови. Катионы представлены ионами натрия, калия, кальция и магния, а анионы: HCO 3 - , Cl - , SO 4 -2 и PO 4 -3 В составе панкреатического сока содержится большое количество анионов HCO 3 - , которые секретируются эпителиальными клетками выводных протоков. Концетрация HCO 3 - в панкреатическом соке определяет его щелочные свойства. Высокая концентрация HCO 3 - в поджелудочном соке обеспечивает в полости две- надцатиперстной кишки: 1) нейтрализацию кислого желудочного химуса; 2) прекращение протеолитического действия желудочных пепсинов; 102 3) создание оптимального уровня рН для действия панкреатических ферментов. За сутки у человека выделяется 1,5-2 л поджелудочного сока с рН 7,5-8,8. Панкреа- тический сок на 98.5% состоит из воды. Органические вещества представлены белками, 90% которых составляют фермен- ты: протеазы, карбогидразы и липазы. Протеазы панкреатического сока В соке поджелудочной железы содержится 5 видов протеаз: 1) трипсин, 2) химотрипсин, 3) эластаза, 4) карбоксипептидаза А, 5) карбоксипептидаза В. Трипсин, химотрипсин и эластаза относятся к классу эндопептидаз, а карбоксипеп- тидазы А и В – к классу экзопептидаз. Эндопептидазы расщепляют в белковых молекулах внутренние пептидные связи, в результате чего образуются главным образом олигопептиды. Экзопептидазы отщепляют в молекулах белков и пептидов аминокислоты с концов пептидной цепи. Продуктами гидролиза экзопептидаз являются олигопептиды (70%) и аминокислоты (30%). Ацинарные панкреациты синтезируют протеазы в неактивной форме (профер- ментов или зимогенов): 1) трипсиногена, 2) химотрипсиногена, 3) проэластазы, 4) прокарбоксипептидазы А, 5) прокарбоксипептидазы В. Их активация происходит в полости двенадцатиперсной кишки. Ведущее значение среди протеаз поджелудочного сока имеет трипсин. Существуют два пути активации трипсиногена: 1) пусковой и 2) аутокаталитиче- ский. Физиологическим активатором трипсиногена в пусковом пути является эндопепти- даза, вырабатываемая в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки, которая называ- ется энтерокиназой или “ферментом ферментов”. Она освобождается из слизистой двена- дцатиперстной кишки под влиянием желчных кислот. Энтерокиназа катализирует пре- вращение трипсиногена в трипсин путем расщепления внутренних пептидных связей в молекулах зимогена. После образования небольших порций трипсина процесс активации трипсиногена (при рН 6,8-8) становится аутокаталитическим. Центральное место в активации протеаз поджелудочного сока занимает трипсин, который не только активирует трипсиноген, но и другие протеазы панкреатического сока. Кроме того, трипсин стимулирует освобождение энтерокиназы из слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. Среди протеаз поджелудочного сока трипсин обладает наибольшей субстратной специфичностью. Эластаза особенно эффективно гидролизует белки соединительной ткани (эластин и коллаген). Карбоксипептидазы А и В катализируют расщепление С-концевых связей в белках и полипептидах, что приводит к образованию не только олигопептидов, но и аминокислот. Трипсин активирует неактивный фермент – прокаллекреин, синтезируемый аци- нарными панкреацитами. Активный каллекреин поступает в кровь и оказывает воздейст- 103 вие на глобулины плазмы, что приводит к освобождению вазоактивного пептида – кали- дина, обладающего гипотензивным эффектом. Карбогидразы поджелудочного сока Панкреатический сок богат α-амилазой, которая продуцируется ацинарными пан- креацитами в активном состоянии. В состав панкреатической α-амилазы входят ионы кальция, которые повышают устойчивость фермента к высокой температуре, к увеличе- нию значений рН, действию протеаз. Панкреатическая α-амилаза гидролизует полисахариды с большей скоростью, чем олигосахара. Продуктами гидролитического расщепления крахмала при действии пан- креатической α-амилазы являются декстрины и мальтоза. Оптимальный рН для действия панкреатической α-амилазы равняется 7,1. Поджелудочный сок обладает очень слабой дисахаридазной активностью. Липазы панкреатического сока Гидролиз жиров у взрослого человека начинается в двенадцатиперстной кишке под действием липолитических ферментов поджелудочного сока. Примерно 90% пищевых жиров приходится на триглицериды, а остальные 10% - на фосфолипиды, эфиры холестерола, жирорастворимые витамины. Панкреатическая липаза секретируется ацинарными панкреацитами в активной форме. В процессе гидролиза жира происходит его эмульгирование желчными кислотами и их солями. Эмульгирование заключается в распаде большой капли жира на множество мелких, благодаря чему суммарная площадь поверхности субстрата значительно увеличи- вается, что повышает сродство липазы к субстрату. Поэтому скорость липолиза возраста- ет. Липолиз триглицеридов протекает в три этапа: 1) на первом этапе из триглицерида образуется диглицерид и свободная жирная кислота 2) на втором этапе от диглицерида отщепляется жирная кислота и образуется мо- ноглицерид 3) на третьем этапе из моноглицерида образуется глицерол и свободная жирная кислота. Основными конечными продуктами липолиза триглицеридов являются моно- глицериды и свободные жирные кислоты. Вторым липолитическим ферментом является панкреатическая фосфолипаза А 2 , которая секретируется ацинарными панкреацитами в неактивном состоянии - в форме зимогена, который активируется трипсином. Фосфолипаза А 2 гидролизует фосфолипиды. В присутствии ионов кальция и желч- ных кислот она отщепляет жирную кислоту от лецитина с образованием изолецитина. В составе поджелудочного сока содержатся рибо- и дезоксирибонуклеазы, которые продуцируются панкреацитами в активном состоянии и расщепляют молекулы РНК и ДНК до нуклеотидов. Методы получения дуоденального содержимого у человека Для получения дуоденального содержимого у человека используют тонкий дуоде- нальный зонд, на конце которого имеется металлическая олива с отверстиями, предназна- ченными для поступления в зонд пищеварительных соков. Олива служит для того, чтобы под ее тяжестью дуоденальный зонд проходил через пилорический сфинктер в полость двенадцатиперстной кишки. Человеку натощак (через 12-14 после приема пищи) вводят дуоденальный зонд, ко- торый продвигается по пищеводу с помощью произвольных глотательных движений. Из антрального отдела желудка дуоденальный зонд пассивно переходит через пилорический сфинктер в двенадцатиперстную кишку под действием тяжести металлической оливы. Этому переходу способствует активная перистальтика желудка. 104 Для стимуляции секреции в полость двенадцатиперстной кишки через зонд вводят раствор сернокислой магнезии. Свободный конец дуоденального зонда помещают в гра- дуированный сосуд. Получают три порции дуоденального содержимого: А, В и С. Порция А представляет собой дуоденальное содержимое, состоящее из смеси пан- креатического и кишечного соков. Эта порция имеет соломенно-желтый цвет. Порция В – пузырная желчь, поступающая из желчного пузыря в двенадцатиперст- ную кишку. Она имеет темно-коричневый цвет. Порция С – это печеночная желчь, поступающая по печеночным протокам в по- лость двенадцатиперстной кишки, которая имеет золотисто-желтый цвет. |