Физиология пищеварения Пищеварение — это совокупность процессов

Физиология пищеварения

Пищеварение - это совокупность процессов физической и химической переработки пищевых продуктов, превращение их в компоненты, лишенные видовой специфичности и пригодные к всасыванию и участию в обмене веществ организма

Пища является источником белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей и микроэлементов, необходимых для обеспечения пластических процессов в органах и тканях и компенсации энергетических затрат организма Недостаток содержания питательных веществ во внутренней среде приводит к изменению трофического гомеостаза, формированию пищевого поведения и потреблению пищи

Основные методы исследования функции ЖКТ • Экспериментальные (фистульный, перерезки, подрезки) • Зондирование и получение пищеварительных соков • Рентгеноскопия и рентгенография • Осмотр ЖКТ с помощью тонковолоконной техники (гастродуоденоскопия и колоноскопия) • Ультразвуковое исследование • Тепловидение

Сущность процессов, происходящих в ЖКТ • Разрушение полимеров до олигомеров – в полости пищеварительного тракта • Окончательный гидролиз до мономеров (аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, моноглицеридов) – в области мембраны энтероцитов • Всасывание мономеров в кровь или лимфу, (проходя через систему воротной вены), и поступление их в различные органы • Дополнительная обработка балластных веществ микрофлорой толстого кишечника • Формирование каловых масс и дефекация

Основные функции пищеварительного тракта: Секреторная • Экскреторная • Инкреторная • Всасывательная • Моторно-эвакуаторная (двигательная) • Защитная • Рецепторная

Секреторная функция: – выработка и выделение железами ЖКТ пищеварительных соков: – слюны, – желудочного, – кишечного, – панкреатического, – желчи

Инкреторная функция: - выделение специфическими клетками слизистой оболочки желудочнокишечного тракта и поджелудочной железы гормонов, регулирующих функции органов пищеварения гастроинтестинальные гормоны – (энтерины или гастроэнтеропанкреатические гормоны) – регулируют выработку ферментов и деятельность ЖКТ

Некоторые гормоны ЖКТ, место их выработки и действие: гистамин жкт Повышает секрецию желудка и поджелудочной железы, активирует моторику желудка и кишечника глюкагон поджелудочная железа Тормозит секрецию желудка и поджелудочной железы и моторику желудка и кишечника гастрин желудок, поджелудочная железа, начало тонкой кишки Стимулирует секрецию пепсина и моторику желудка, 12 -перстной кишки и желчного пузыря секретин тонкий кишечник Стимулирует выделение пепсина и тормозит секрецию соляной кислоты

Гормоны ЖКТ • Влияют на другие системы организма (ССС, ЦНС, эндокринная). • Их выработку стимулируют прием пищи и ее состав. • Каскадный принцип выработки гормонов и активации функций (гастрин -> секреция обкладочных клеток -> повышение кислотности в желудке -> выделение секретина, серотонина и других пептидов в 12 -типерстной кишке). • Различное влияние на несколько функций пищеварительных органов

Пищеварительные соки • Состоят из воды, органических и неорганических веществ • Содержат ферменты – гидролазы – способные присоединять к субстрату Н+ и ОН-, превращая высокомолекулярные вещества в низкомолекулярные

Ферменты: • Глюколитические – расщепляют углеводы до ди- и моносахаридов • Протеолитические – расщепляют белки до пептидов, пептонов и аминокислот • Липолитические – расщепляют жиры до глицерина и жирных кислот

Активность ферментов зависит: • от р. Н среды • от специфических активаторов и ингибиторов их действия Клетки пищеварительных желез постоянно секретируют полный набор ферментов (конститутивные). В зависимости от состава пищи соотношения между ферментами изменяются. При контакте со специфическим субстратом появляются адаптивные (индуцированные) ферменты узкого направленного действия

В состав желудочного сока входят: • Вода • Неорганические вещества – хлориды, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты Na, K, Ca, Mg • Органические вещества - ферменты и мукоиды (слизь, внутренний фактор Кастля) • Азотсодержащие вещества (мочевина и мочевая кислота ) – в небольшом количестве

Железы желудка: Железы Секрет Действие главные ферменты 7 видов пепсинов, которые образуются из неактивных предшественников – пепсиногенов. Пепсин разрывает в белковой молекуле пептидные связи и превращает белки в полипептиды париетальные Хлористоводородная кислота Стимулирует образование гастроинтестинальных гормонов и таким образом регулирует секрецию желудочных и поджелудочных желез. Превращает пепсиноген в пепсин. Создает оптимальную для действия пепсина р. Н. Вызывает денатурацию белков добавочные мукоидный Обволакивает слизистую оболочку секрет желудка и защищает ее от повреждающего слизь действия внешних факторов

Пищеварительные соки тонкого кишечника включают: • ферменты секретов поджелудочной железы (гидролиз БЖУ) • кишечный сок • желчь

Основные ферменты поджелудочной железы: Протеолитические ферменты: эндопептидазы – расщепляют внутренние пептидные связи (трипсин, химотрипсин, эластаза) и экзопепсидазы – разрушают конечные связи в белках и пептидах (карбоксипептидаза и аминопептидаза) Липолитические ферменты : липаза – гидролизуют нейтральные жиры до жирных кислот и моноглицеридов Панкреатическая амилаза – расщепляет крахмал и гликоген до ди- и моносахаридов

Функции печени: • Желчеобразование и желчевыделение • Метаболическая (все виды обмена) • Пластическая, в том числе: – Синтез альбуминов – Синтез глобулинов – Синтез фибриногена – Синтез гликогена – Синтез холестерина – Синтез гормонов • Дезинтоксикационная (в том числе, образование мочевины и желчных пигментов) • Депо крови • Депо жирорастворимых витаминов (А, Д, Е) и К • Депо гликогена • Кроветворения (компенсаторная - при больших кровопотерях)

Состав желчи: • Желчные кислоты (холевая, хенодезоксихолевая, таурохолевая) • Желчные пигменты (билирубин и биливердин) • Холестерин • Мочевая кислота • Ферменты (амилаза, фосфатаза, протеаза, каталаза, оксидаза) • Витамины (А, С, гр. В) • Аминокислоты • Гликопротеиды • Вода (97, 5%)

Функции желчи: • Стимулирует: – желчеобразовательную функцию печени – моторику кишечника – секрецию поджелудочной железы • Инактивирует пепсин и нейтрализует кислое содержимое желудка, поступившее в 12 -перстную кишку • Эмульгирует жиры • Обеспечивает всасывание в тонком кишечнике жирных кислот, холестерина, жирорастворимых витаминов и солей кальция • Усиливает гидролиз белков и углеводов и всасывание продуктов их гидролиза • Способствует фиксации ферментов на кишечной поверхности • Предупреждает развитие гнилостных процессов • Оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору

Ферменты кишечного сока (тонкий кишечник): Более 20 ферментов, участвующих в пищеварении: • Протеолитические (полипептидазы и др. ) • Липолитические (липаза и др. ) • Амилолитические (амилаза, лактаза и др. )

Секреторная функция толстой кишки • Плотная часть кишечного сока состоит из отторгнутых эпителиальных клеток и слизи, продуцируемой бокаловидными клетками • Небольшое количество ферментов (липаза, пептидазы, амилаза, нуклеаза и щелочная фосфатаза и др. ) • Энзимы из тонкого кишечника • Сапрофитная микрофлора

Роль микрофлоры толстой кишки • Стимулирует формирование факторов естественного иммунитета и подавляет рост патогенной микрофлоры • Разрушает ферменты тонкого кишечника, желчные кислоты • Синтезирует витамины К, Е, В 6 и В 12 • Расщепляют волокна клетчатки • Сбраживает углеводы • Вызывает гнилостное разложение белков

У человека внеклеточный тип пищеварения : Полостное – осуществляется в полости пищеварительной трубки за счет ферментов пищеварительных соков Мембранное (пристеночное) – гидролиз происходит с помощью ферментов «встроенных» в мембрану микроворсинок

Трехзвеньевая система пищеварения в тонком кишечнике: • Полостное пищеварение – крупномолекулярные вещества гидролизуются до олигомеров за счет ферментов панкреатического сока, желчи и кишечного сока • Мембранное пищеварение – в зоне гликокаликса и микроворсинок за счет адсорбированных на них ферментов панкреатического и кишечного сока • Всасывание продуктов мембранного пищеварения (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты и моноглицериды) в кровь и лимфу микроворсинок

Внешняя поверхность мембраны энтероцитов покрыта гликокаликсом. Он адсорбирует из полости кишечника ферменты (в основном, поджелудочной железы), осуществляющие промежуточные стадии гидролиза пищевых веществ. Конечные стадии расщепления БЖУ осуществляют кишечные ферменты, синтезируемые энтероцитами и встроенные в структуры их мембран. Структура мембран энтероцитов создает оптимальные условия для сопряжения процессов конечного гидролиза пищевых веществ и начала их всасывания

Всасывательная функция осуществляется кишечной ворсинкой: - перенос конечных продуктов переваривания, воды, солей и витаминов через эпителий пищеварительного тракта в кровь и лимфу

Экскреторная функция: выделение из организма: - неусвоенных компонентов пищи, - некоторых продуктов обмена, - солей тяжелых металлов, - лекарственных веществ

Защитная функция: - Защита организма от вредных веществ – оказывает действие: - Бактерицидное - Бактериостатическое - Дезинтоксикационное

Рецепторная (анализаторная) функция: - возбуждение компонентами пищи рецепторов пищеварительного тракта, с которых начинаются рефлекторные дуги висцеральных и соматических рефлексов

ЖКТ – депо ферритина Слизистая оболочка желудка, тонкой кишки, печень участвуют в синтезе гемоглобина, в выработке гемамина (внутренний фактор Кастля), необходимого для всасывания витамина В 12, требующегося для нормального созревания эритробластов

Секреторная активность пищеварительных желез зависит от пищевого рациона и режима питания, т. е. железы адаптируются к изменяющимся условиям внешней среды

Влияние пищи на секрецию желудка • Мясная диета повышает кислотность и переваривающую силу желудочного сока. Максимум секреции на 2 -м часе после приема пищи. • Углеводная диета (хлеб) снижает кислотность и переваривающую силу желудочного сока. Максимум - на 1 -м часе, затем уменьшается и удерживается на невысоком уровне продолжительное время. • Жиры (молоко) тормозят желудочную секрецию. Максимум - на 3 -м часе после приема пищи. Переваривающая способность желудочного сока при разных диетах: мясо*** жиры** углеводы*

Всасывание нутриентов • В ротовой полости – моносахариды и некоторые лекарства • В желудке – вода и алкоголь • В толстом кишечнике – вода, хлориды, жирные кислоты • В тонком кишечнике - все основные продукты гидролиза – В 12 -перстной кишке – ионы кальция, магния, железа, моносахариды – В тощей – моносахариды, жирные кислоты, моноглицериды – В подвздошной – белки и аминокислоты

Механизмы транспорта (всасывания): • Персорбция – прохождение через межклеточные промежутки • Эндоцитоз и экзоцитоз (поглощение и выделение энтероцитом неразрушенной молекулы • Пассивный транспорт (диффузия, осмос, фильтрация) • Активный транспорт

Регуляция пищеварения: Натощак ЖКТ находится в состоянии покоя. Прием пищи оказывает пусковое рефлекторное воздействие через центральные и местные нервные механизмы. Кратковременно усиливается секреция всех пищеварительных желез, сокращается желчный пузырь, расслабляется желудок, выделяется запальный желудочный сок.

Участие гормонов ЖКТ в регуляции пищеварения

Регуляция желудочной секреции • Сложнорефлекторная фаза • Желудочная фаза • Кишечная фаза

Сложнорефлекторная фаза (условнорефлекторный и безусловнорефлекторный компоненты) Условнорефлекторный компонент - запах, вкус, вид пищи возбуждают центры таламуса, гипоталамуса, лимбической системы, КБП и запускает выделение желудочного сока

Безусловно-рефлекторный компонент: Раздражение пищей рецепторов полости рта, глотки, пищевода вызывает возбуждение ↓ чувствительные волокна ↓ центр желудочного сокоотделения в продолговатом мозге ↓ двигательные волокна блуждающего нерва ↓ желудочные железы (вызывая или усиливая секрецию желудочного сока)

Желудочная фаза Раздражение слизистой желудка компонентами пищи и продуктами переваривания и стимуляция секреторных клеток гормонами (гастрин, гистамин и др. ) ↓ Увеличение тонуса блуждающего нерва ↓ Выделение ацетилхолина ↓ Стимуляция главных и обкладочных клеток и выделение гастрина в антральном отделе желудка, который стимулируют: » обкладочные и главные клетки » пролиферацию и кровоток в слизистой » умеренное растяжение желудка » местные рефлексы энтеральной системы

Кишечная фаза Раздражение механо- и хеморецепторов слизистой 12 -перстной кишки и выделение гастрина при поступлении из желудка слабокислого содержимого ↓ Снижение р. Н дуоденального содержимого кислым химусом ↓ Секреция в 12 -перстной кишке антагониста гастрина (секретина) и пептидов, способствующих торможению желудочной секреции

Регуляция панкреатической секреции Сложнорефлекторная фаза Вид, запах пищи и обстановка приема пищи и раздражение рецепторов полости ротовой полости ↓ Афферентные волокна ↓ Центральные парасимпатические нейроны ↓ Двигательные волокна блуждающего нерва ↓ Секреторные клетки поджелудочной железы

Желудочная фаза Механическое, химическое и гуморальное раздражение рецепторов желудка ↓ Афферентные импульсы по чувствительным нервам ↓ Продолговатый мозг ↓ Блуждающий нерв ↓ Поджелудочная железа

Кишечная фаза начинается после поступления химуса в 12 -перстную кишку и зависит от состава химуса. Функциональная взаимосвязь поджелудочной железы, 12 перстной кишки и печени с желчными входами обусловлена общностью иннервации

Секрецию поджелудочной железы стимулируют кишечные гормоны секретин и холецистокинин (гуморальная регуляция) • Секретин вырабатывается под действием соляной кислоты химуса и стимулирует выработку большого количества сока поджелудочной железы, богатого бикарбонатами и бедного ферментами. • Холецистокинин вырабатывается под действием продуктов начального гидролиза белков и жиров и вызывает секрецию сока поджелудочной железы, богатого ферментами.

Моторно-эвакуаторная (двигательная) функция: – измельчение пищи, перемешивание ее с пищеварительными соками и передвижение по отделам пищеварительного тракта

Двигательная функция ЖКТ

Регуляция моторики ЖКТ: Нервная: – блуждающий нерв стимулирует моторику - симпатический нерв снижает тонус мышц и угнетает движение кишечника Гуморальная: - серотонин, холин, энтерокинин стимулируют движение кишечника

Особенности пищеварения у детей • У новорожденных – все функции пищеварительного тракта приспособлены к переработке молока • Сравнительно низкая ферментативная активность • Низкая кислотность • Пепсин хорошо расщепляет казеин, плохо – альбумины и глобулины • Переваривающая способность желудочного сока определяется химозином, который активен даже в щелочной среде • Низкая активность панкреатического сока обусловлена низкой выработкой энтерокиназы • В кишечнике преобладает пристеночное переваривание • Преобладает гуморальная регуляция • Часто дискоординация моторной функции ЖКТ, поэтому легко возникают срыгивание, рвота, понос

Система пищеварения у пожилых • Атрофические изменения слизистых всех отделах • Потеря зубов, уменьшение объема ротовой полости и слюнных желез, нарушение прикуса –> эстетические и фонетические проблемы • Атрофия сосочков языка –> снижение чувствительности на сладкое, кислое и горькое • Снижение тонуса пищеводного сфинктера –> затруднение глотания и вероятность развития рефлюкса • Снижение секреторной активности и выработки ферментов желудка, поджелудочной железы и кишечника • Уменьшение числа микроворсинок, развитие патогенной микрофлоры –> нарушение мембранного пищеварения • Ослабление моторной функции кишечника –> запоры • Уменьшается масса печени, нарушается обмен БЖУ и детоксикационная функция • Снижение тонуса мышц желчного пузыря –> застой желчи и повышение риска камнеобразования