Лекции по общей физиологии. 2курс_лекции_по_общей_физиологии. Введение в общую физиологию
 Скачать 6.53 Mb.
|
|
Тема: Физиология пищеварения План: Пищеварительная система и её функции Пищеварительные ферменты и их свойства Представление о полостном и контактном (пристеночном) пищеварении Регуляция пищеварительных процессов Значение работ И.П.Павлова в изучении функции органов пищеварения Влияние мышечной работы на пищеварение. Жизнь организма невозможна без постоянного поступления из окружающей его среды определенных питательных веществ, витаминов, минеральных солей и воды в соответствии с природой организма и условиями его жизни. Пищеварением называется физиологический процесс механи-ческой и химической переработки пищи до состояния пригодности к всасыванию во внутреннюю среду, в кровь и лимфу, т.е. до растворения составных частей пищи в воде. Пищеварительная система выполняет следующие функции: Моторная (двигательная функция – осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата и обеспечивает жевание, глотание и передвижение пищи вдоль пищеварительного тракта, и выбрасывание непереваренных остатков. Секреторная – синтез секреторной клетки специфического продукта – секрета и выделения его из клетки. Секрет пищеварительных желез обеспечивает переваривание пищи. Всасывательная – транспорт питательных – веществ во внутреннюю среду организма Экскреторная (выделительная) функция пищеварительного тракта обеспечивается выделением пищеварительными железами в полость желудочно-кишечного тракта продуктов обмена, воды, солей, тяжелых металлов, лекарственных веществ, которые затем уделяются из организма. Инкреторная – в желудочно-кишечном тракте выраба-тывается ряд гормонов, физиологически активных веществ, всасывающихся в кровь и участвующих в регуляции ряда функции организма (инсулин, глюкагон, гастрин, серотонин и т.д.). Пищеварение происходит под влиянием ферментов пищева-рительных слюны и соков. Пищеварительные соки, выделяемые железами пищевари-тельного канала, состоят из воды с наибольшей примесью органи-ческих веществ и солей. Главная составная часть пищеварительных соков – ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы и превращают их в химические соединения, всасывающиеся и поступающие во внутреннюю среду. Кроме того, слюнам пище-варительные соки благодаря содержанию в них воды и слизи размачивают и смазывают пищу, что способствует ее механической обработке и продвижению по пищеварительному каналу. Пищеварительные ферменты характеризуются следующими свойствами: Как катализаторы они ускоряют или замедляют хими-ческие процессы, которые совершаются и сами по себе. Катализируют не только анализ – распад веществ, но и синтез – соединение веществ. Обладают специфическим действием. Каждый фермент действует только на вещество определенного химического состава ми строения. Разрушаются при нагревании. Действуют, как правило, в среде определенной реакции: либо щелочной, либо кислой, либо нейтральной. Пищеварительные ферменты входят в группу гидролаз, т.е. ферментов, присоединяющих ионы Н+ и ОН- и следовательно превращающих вещества в водные растворы. Они делятся на амилозы – расщепляющие углеводы, крахмал; протеазы – расщепляющие протеины, белки; липазы – расщеп-ляющие липиды, жиры; карбогидразы – расщепляют углеводы. Переработка пищи начинается уже в полости рта, где происходит измельчение пищи, смачивание ее слюной и форми-рование пищевого комка. Пища находится в полости рта у человека в среднем около 15-18 сек, после чего проглатывается, т.е. мышечными сокращениями языка проталкивается в глотку и пищевод. Поступившая в рот пища является раздражителем вкусовых, тактильных, температурных рецепторов. Вкусовые рецепторы расположены в слизистой оболочке языка, тактильные, темпера-турные, а также болевые рецепторы рассеяны по всей слизистой оболочке полости рта. Импульсы от этих рецепторов по центростремительным нервным волокна тройничного лицевого и языкогпочточного нервов доходят до нервных центров продолго-ватого мозга. В результате рефлекторно возбуждается секреция слюнных, желудочных и поджелудочных желез и осуществляется двигательные акты жевания и глотания. Значение жевания состоит в механической обработке пищи, в раздроблении и размельчении ее. Одновременно пища пропиты-вается слюной и приобретает мягкую консистенцию, удобную для проглатывания. Все железы полости рта по своему положению делятся на 2 группы: 1) мелкие слюнные железы слизистой оболочки или под слизистого слоя – губные, нёбные, щечные, зубные, язычные; 2) крупные слюнные железы – околоушные, подъязычные, подчелюстные. За сутки выделяется 0,5-2,0 л слюны. Слюна различных желез несколько различается. Смешанная слюна на 99,5% состоит из воды, имеет рн 5,8-7,4. Одну треть сухого остатка составляют минеральные компоненты слюны, две трети органические вещества: белки, аминокислоты, азот содержащие соединение небелковой природы (мочевина, аммиак и т.д.). Вязкость и ослизняющие свойства слюны обусловлены наличием муцина. Слюна выполняет следующие функции: 1. Обеспечивает физическую обработку пищи. 1) Смягивание пищи и тем самым способствует ее измель-чению и гемогенизации при жевании. 2) Растоврение веществ, без которого вкусовая рецепция невозможна. 3) Ослизнение пищи в процессе жевания, что необходимо для формирования пищевого комка и его проглатывания. Химическая обработка пищи – переваривание углеводов осуществляется ферментами слюны: амилазой (расщепляет крахмал и гликоген до мальтозы и глюкозы) и глюкозидозой (мальтоза гидролизует мальтозу до моносахаридов). Ввиду кратковремен-ности пребывания пищи в ротовой полости основное гидролити-ческое действие реализуется в желудке. Лизоцим слюны обладает бактерицидным действием: проте-инозы дезинфицируют содержимое полости рта. Нуклеазы слюны участвуют деградации нуклеиновых кислот вирусов. Отделение слюны начинается через несколько секунд после приема пищи. В процессе приема пищи возбуждаются тактильные, температурные и вкусовые рецепторы слизистой оболочки рта. Потоки афферентных импульсов поступают по чувствительным волокнам тройничного, лицевого языкоглоточного и блуждающего нервов в вульгарный отдел слюноотделительного центра, который представлен верхним и нижним слюноотделительными ядрами. Афферентные импульсы поступают также и в вышележащие отде-лы ЦНС, в том числе и в корковый отдел вкусового анализатора. Возбуждение парасимпатических нервов вызывает обильную секрецию жидкой слюны с высокой концентрации солей и низким содержанием муцина. Возбуждение симпатических нервов вызы-вает выделение небольшого количества густой слюны с высокой концентрацией ферментов и муцина. В результате жевания пище-вой комок подготавливается к глотанию. Глотание является рефлек-торным актом, центр которого находится в продолговатом мозге. Вслед за поступлением пищевого комка в начальный отрезок пищевода происходит сокращение его мышц и проталкивание пищи в желудок. Движение пищевода находятся в связи с движениями глотательного аппарата. В среднем продолжительность прохожде-ния твердой пищи по пищеводу составляет 8-9 секунд. Жидкая пища проходит скорее – в течение 1-2 секунд. Вне глотательных движений вход в желудок закрыт. Когда пища проходит по пищеводу и растягивает его. Происходит рефлекторное раскрытие входа в желудок. Расслабление кардиальной мускулатуры наблю-дается также при резких сокращениях желудка, брюшных мышц и диафрагмы во время рвоты. Поступившая в желудок пища из пищевода находится в нем в течение нескольких часов и лишь постепенно переходит в кишеч-ник. Желудок выполняет функцию «пищевого депо», в котором содержится большой объем принятой пищи. Здесь же происходит химические изменения некоторых питательных веществ под влиянием сока, выделяемого железами желудка. Чистый желудочный сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость кислой реакции. Кислая реакция зависит от присутствия соленой кислоты, содержание которой в желудочном соке человека равно 0,4-0,5%, РН чистого желудочного сока человека равняется 0,9-1,5. Желудочный сок содержит ферменты протеазы, расщепля-ющие белки и липазу расщепляющие жиры. Протеазами являются пепсины, желатиноза, химозин. Пепсины расщепляют белки при кислой реакции. Желатиноза расщепляет желатин – белок, содер-жащийся в соединительной ткани. Химозин, а также пепсин вызы-вают створаживание молока, т.е. переход содержащегося в молоке растворимого в воде белка казеиногена в нерастворимый в присутствии ионов кальция белок казеин. В желудочном пищеварении важная роль принадлежит соляной кислоте желудочного сока. Соляная кислота: создает такую концентрацию водородных ионов в желуд-ке, при которой пепсины максимально активны; превращает пепсиногены в пепсины; вызывает денатурацию и набухание белков и тем самым способствует их ферментативному расщеплению; способствует створаживанию молока – превращению казеиногена под влиянием пепсинов и химозина в казеин. Жиры под влиянием липазы расщепляются на глицерин и жирные кислоты. В желудке продолжается начавшиеся в полости рта расщеп-ление полисахаридов под влиянием ферментов слюны. В секреторной деятельности желудка выделяют три фазы: 1 фаза – сложнорефлекторной (нервной); 2 фаза – желудочной; 3 фаза – кишечной. 1 – сложнорефлекторная фаза секреции осуществляется с помощью условных рефлексов на вид и запах пищи, обстановку и посредством безусловных рефлексов при действии (пищи) на рецепторы рта, глотки, пищевода. Сока отделение в первую фазу начинается через 10 мин. После раздражения рецепторов («запаль-ный сок») и продолжается в течение 2-3 ч. 2 – желудочная фаза сока отделения начинается при попада-нии пищи в полость желудка. 3 – в кишечную фазу действует те же факторы, что и в желудочную, но добавляется стимуляция желудочных желез посту-пающим в двенадцатиперстную кишку недостаточно обработанным содержимым желудка слабокислой реакции. Регуляция отделения желудочного сока обеспечивается нервными и гуморальными факторами. Секреторным нервом желудочных желез является блуждаю-щий нерв. В окончаниях его выделяется медиатор ацетилхолин, стимулирующий деятельность желудка. Перезка блуждающих нер-вов приводит к понижению желудочной секреции. Симпатические нервы оказывают тормозящие влияние на железы желудка, снижают объем секреции. Гуморальными факторами стимуляции желудочной секреции являются гастрин, гистамин, продукты переваривания белков и др. тормозят желудочную секрецию секретин, холестокинин, панкре-оземин, интестиральной гормоны, жиры. Поступающие в двенадцатиперстную кишку пища из желудка подвергается действию поджелудочного сока, желчи, а также сока заложенных в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки бруннеровых и либеркюновых желез. Выделяемой поджелудочной железой сок представляет бес-цветную прозрачную жидкость, щелочной реакции, РН поджелу-дочного сока человека равен 7,8-8,4. Щелочная реакция обуслов-лена наличием в соке бикарбонатов. Поджелудочный сок богат ферментами. В нем находятся трипсин, химотрипсин действующие на белки, карбоксиполи-пептидоза и аминопептидоза, расщепляющие полипетдиды; липаза, расщепляющая жиры, амипаза, расщепляющая крахмал до диса-харидов и др. Секреция поджелудочного сока начинается через 3-5 минут после приема пищи и продолжается 6-14 часов в зависимости от состава пищи. Количество сока и его ферментативный состав зависит от качества поступишевго пищевого вещества. Пища поступающая в тонкую кишку из двенадцатиперстной кишки подвергается к действию сока кишечного поджелудочной железы и желчи. Кишечный сок тонкой кишки представляет собой бесцветную жидкость мутноватую от примеси слизи, эпителиальных клеток, кристаллов холестерина. Он содержит хлористый натрий и небольшое количество углекислых солей; имеет щелочную реакцию. За сутки у человека выделяется 2,5 л кишечного сока. В кишечном секрете и слизистой оболочке тонкой кишки со-держится более 20 ферментов, принимающих участие в пищева-рении. В зависимости от локализации пищеварительного процесса в кишечнике различают полостное и пристеночное пищеварение. Полостное пищеварение характеризуется тем, что синтезируемые в железистых клетках ферменты выделяются в составе пищева-рительного сока в полость кишечника и здесь оказывают свое специфическое действие на пищевую кашицу. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами на клеточной мембране, поэтому пристеночное пищеварение называют также мембранным или контактным. Особенностью пристеночного пищеварения является то, что оно осуществляется га границе внеклеточной и внутриклеточной среде. Полостное и пристеночное пищеварение существуют не изолированно, а взаимосвязано. Полостное пищеварение обеспечивает начальный гидролиз пищевых веществ до промежуточных продуктов. Мембранное пищеварение обеспечивает гидролиз промежуточный и заключи-тельный его стадий, а также переход к всасыванию. Интенсивность пристеночного пищеварения зависит от мно-гих факторов: количества микроворсинок, способности их адсорби-рованить ферменты, активности и состава самих ферментов, а также быстроты поступления промежуточных продуктов гидролиза к микроворсинкам. Основная часть кишечных ферментов принимает участие в пристеночном пищеварении. Прием пищи тормозит отделение кишечного сока до поступления химуса в данный участок кишки, что биологически целесообразно. В процессе пищеварения в двенадцатиперстной кишке немалое значение имеет желчь, выделяемый печеночными клетка-ми. В процессах пищеварения она принимает весьма многообразное участие, которое проявляется в следующем: желчь активирует ферменты, выделяемые поджелудочной и кишечными железами; желчь эмульгирует жиры, чем способствует их расщеплению и всасыванию; желчь усиливает движение кишок и возбуждает при поступлении в кишечник секрецию поджелудочной железы. Образование желчи в клетках печени идет непрерывно, однако ее выделение из общего желчного протока в кишку происходит лишь после того, как пища поступает в желудок и кишечник. В отсутствии процесса пищеварения желчь, образующаяся в клетках печени, поступает в желчный пузырь. В желчи содержаться желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин, неорганические соли, жирные кислоты, фосфолипиды, мочевину. Реакция желчи слабо щелочная. В сутки у человека обделяется 500-1000 мл желчи. Из тонких кишок не всосавшиеся часть пищи переходит в начальный участок толстой кишки через сфинктер. В отсутствии процесса пищеварения сфинктер закрыт. После приема пищи через 1-4 минуты периодически через ½-1 минуту сфинктер начинает открываться и пищевая кашица переходит из тонких кишок в толстую. Раскрытие сфинктера после приема пищи является результатом рефлекса из желудка. В толстых кишках находится богатая бактерийная флора, вызывающая сбраживание углеводов и гниение белков. В резуль-тате микробного брожения происходящего в толстых кишках, в них расщепляется растительная клетчатка. При происходящем под влиянием бактерий и толстых кишках расщепление клетчатки освобождается содержимое растительных клеток, которое подвер-гается воздействию ферментов кишечного сока, расщепляется и частично всасывается. Под влиянием вызывающих гниение бактерий в толстых кишках происходит разрушение не всосавшихся аминокислот и других продуктов переваривания белка. При этом образуется ряд ядовитых для организма соединений: фенол, скатол и другие, которые, всасываясь в кровь способны вызвать отрав-ление организма. Эти обезвреживаются в печени. В толстых кишках происходит сгущение поступающего в них содержимого вследствие всасывания воды. Здесь образуется кал. По кишечнику пищевая масса передвигается в результате двигательной активности пищеварительного тракта. Двигательная активность пищеварительного органов проявляется в двух видах: мятикообразное и перестальтические. Маятникаобразные движения очень медленные, они не продвигают кишечное содержимое, но способствуют его перемешиванию, что создает благоприятные условия для всасывания воды и сгущение химуса. Перистальтические волны в толстой кишке возникают редко, они мало эффективны в отношении продвижения кишечного химуса. И.П. Павлов изучал нервную регуляцию пищеварения и открыл условные рефлексы. За свои работы в области пищеварения получил Нобелевскую премию. Для получения чистой слюны И.П. Павлов вывел проток около ушной на наружную поверхность щеки. При кормлении собаки благодаря фистуле можно было измерить объем выделяемой слюны и изучить ее состав слюны. При одновременном действии пищи и других раздражителей (цвет, звук) и неоднократном повторении действия этих раздражителей выделение слюны может происходить без кормления только при действии светового и звукового раздражителя, то есть выраба-тывается условный рефлекс, в основе его лежит образование временных связанных между центрами коры. Мышечная деятельность, повышая обмен веществ и энергии, увеличивает потребность организма в питательных веществах и тем самым стимулирует желудочную и кишечную секреции, что благоприятно влияет на пищеварительные процессы. Однако поло-жительные влияние физической работы на пищеварение наблюда-ется не всегда. Например: физическая работа, выполняемая сразу после приема пищи, не усиливает, а задерживает пищеварительные процессы. Сильнее всего при мышечной деятельности тормозится рефлекторное выделение пищеварительных соков. Не рекоменду-ется сразу после еды приступать к физической работе. При занятии спортом следует иметь в виду, что не только мышечная работа тормозит пищеварительные процессы, но и переваривание пищи «-» влияет на двигательную деятельность. Возбуждение пищевых центров и отток крови от мышц к органам брюшной полости снижают эффективность физической работы. Кроме того, напол-ненный желудок приподнимает купол диафрагмы, что неблаго-приятно сказывается на деятельности органов дыхания и кровооб-ращения. В связи с этим физические упражнения рекомендуется выполнять не ранее чем через 2-2,5 часа после приема пищи. Контрольные вопросы В чем сущность и значение пищеварения? Какие ферменты содержаться в слюне? Какие функции выполняет желудок? Какие ферменты содержаться в составе желудочного сока? Какую роль в процессе пищеварения играет желчь? Какие ферменты входят в состав кишечного сока? В чем сущность полостного и приставочного пищева-рения? Лекция 5 |