Фізіологія травлення, обміну речовин та енергії
Травна система забезпечує приймання, механічну та хімічну обробку їжі, всмоктування продуктів її розщеплення й вилучення неперетравлених залишків. У людини травний канал має довжину 8 10 м і складається з ротової порожнини, глотки, стравоходу, шлунка, тонкої і товстої кишок. До травних залоз належать великі і малі слинні залози, підшлункова залоза і печінка.
Травлення - складний фізіологічний процес, під час якого їжа, що потрапила в травний канал, підлягає механічним і хімічним перетворенням, а поживні речовини, які в ній містяться, після деполімеризації всмоктуються в кров і лімфу.
Поживні речовини (білки, жири, вуглеводи), мінеральні солі, вода і вітаміни, що входять до складу їжі, необхідні для життєдіяльності організму. Вони є джерелом енергії та будівельним матеріалом.
Вода, мінеральні солі та вітаміни всмоктуються і засвоюються у вихідному вигляді. Білки, жири і вуглеводи у травному тракті зазнають фізичних перетворень, які полягають у механічній обробці, подрібненні, набуханні і розчиненні.
У кожному відділі травної системи послідовно виконуються три функції: секреторна, моторна, всмоктування. Секреторна функція ШКТ: поживні речовини зазнають хімічних змін, що відбуваються під впливом ферментів, які містяться в секретах травних залоз: слині, шлунковому, підшлунковому і кишковому соках.
Всмоктування: кінцеві продукти хімічної обробки поживних речовин всмоктуються в кров та лімфу і використовуються клітинами організму як енергетичний і пластичний матеріал.
Моторна функція здійснюється м'язовими волокнами тракту і забезпечує жування, ковтання, перемішування їжі із секретами, пересування її, а також видалення з організму неперетравлених решток їжі, деяких токсичних речовин і бактерій. Науково обґрунтоване вчення про функціонування системи травлення створив І. П. Павлов.
Зміна їжі у порожнині рота У ротовій порожнині відбувається апробація їжі, в результаті чого вона або вживається, або видаляється з рота.
Жування. У результаті жувальних рухів відбувається подрібнення їжі зубами. Жування - рефлекторний акт. Їжа в роті подразнює рецептори, по аферентних волокнах трійчастого нерва подразнення передається в центр жування у довгастому мозку, а звідти по еферентних волокнах трійчастого нерва - до жувальних м'язів.
Слиновиділення. До слини складу входить 99% води і 1% органічних і неорганічних речовин. До органічних речовин належить білок муцин і ферменти. Завдяки муцину харчова грудка стає слизькою і легко проходить через стравохід.
Ферменти слини амілаза і мальтаза. Амілаза в слабколужному середовищі слини розщеплює крохмаль (полісахарид) до мальтози (дисахариду). Мальтаза розщеплює мальтозу до глюкози.
Харчова грудка знаходиться в ротовій порожнині 15 18 с. За такий короткий проміжок часу ферменти не встигають розщепити крохмаль. Їх дія продовжується при надходженні харчової грудки в шлунок.
Кількість і якість слини, що виділилась, залежить від характеру їжі. Чим сухіша їжа, тим більше слини секретується. Інтенсивне слиновиділення спостерігається при потраплянні в рот неїстівних неприйнятних речовин, наприклад, кислоти.
За добу у людини виділяється 600800 мл слини. У людей, на відміну від тварин, слиновиділення відбувається безперервно, а не лише при вживанні їжі. Це пояснюється актом мови, при "сухій" ротовій порожнині він ускладнюється.
Регуляція слиновиділення. Секреція слини - рефлекторний акт. Слиновиділення починається умовнорефлекторно, тобто при дії умовних подразників (запах, вигляд їжі, розмова або думка про їжу) ще до потрапляння їжі в рот. Рефлекторна дуга умовного рефлексу замикається в корі великих півкуль.
Із моменту потрапляння їжі в рот починається безумовно-рефлекторна регуляція. Їжа подразнює рецептори в порожнині рота, збудження по аферентних волокнах трійчастого, лицевого, язикоглоткового та блукаючого нервів передається в парасимпатичний центр слиновиділення, який розташований у довгастому мозку.
Звідси збудження по еферентних волокнах, що входять до складу тих самих нервів, направляється до слинних залоз. Симпатична іннервація слинних залоз здійснюється від бічних рогів ІІ-ІV грудних сегментів спинного мозку.
Ковтання. В результаті процесів жування і слиновиділення формується харчова грудка. Рухом язика вона просувається до його кореня. Потім грудка притискається до твердого піднебіння й пересувається в глотку.
Подразнюються рецептори, в результаті чого скорочуються м'язи, які піднімають м'яке піднебіння, закриваючи сполучення з носом. Потім піднімається під'язикова кістка і гортань, язик натискує на надгортанник і закриває вхід у гортань.
Таким чином харчова грудка не може потрапити в дихальні шляхи. Не може вона повернутися і в рот, тому що цьому заважає корінь язика, який на той час піднявся. Грудка потрапляє в стравохід, який, скорочуючись, проштовхує її до шлунка.
Тверда їжа по стравоходу рухається протягом 8 ми с, а рідка 3 х с. Ковтання рефлекторний акт. Центр ковтання знаходиться в довгастому мозку.
Травлення в шлунку Травними функціями шлунка є депонування їжі, її механічна і хімічна обробка, порційна евакуація харчового хімусу в кишечник. Харчовий хімус знаходиться в шлунку протягом декількох годин. За цей час він набухає, розріджується, гідролізується ферментами слини (всередині харчової грудки) і шлункового соку.
Склад і властивості шлункового соку. За добу секретується 2, 0 -2, 5 л шлункового соку. Він виробляється залозами шлунка: головними, парієтальними (обкладовими) і додатковими. Чистий шлунковий сік - безколірна, прозора рідина, яка містить соляну кислоту. Його р. Н становить 1, 5 -1, 8. Шлунковий сік містить ферменти.
Пепсин розщеплює білок. Він активний тільки в кислому середовищі. Під впливом пепсину білок в шлунку розщеплюється до поліпептидів.
Шлунковий сік дорослої людини має невелику ліполітичну активність. Ліпаза шлункового соку має велике значення в гідролізі жирів грудного молока під час вигодовування дітей. Фермент хімозин викликає звурдження молока. Желатиназа розщеплює білок сполучної тканини желатин.
Слиз, що входить до шлункового соку, містить мукоїди, які захищають слизову оболонку шлунка від хімічних і механічних подразнень, а соляна кислота надає йому бактерицидні властивості.
Регуляція виділення шлункового соку Шлункова секреція регулюється нервовими і гуморальними механізмами. Розрізняють три фази секреції: мозкову, шлункову та кишкову.
Мозкова фаза – складно рефлекторна, тобто шлунковий сік виділяється умовно і безумовно рефлекторно. Мозкова фаза запускається умовними рефлексами, які запускаються виглядом, запахом, словом про їжу.
При потраплянні їжі в рот, включаються безумовнорефлекторні механізми: їжа подразнює рецептори порожнини рота, збудження надходить у довгастий мозок, а звідти по блукаючому нерву - до шлунка, стимулюючи виділення шлункового соку. Таким чином, секреторним нервом шлунка є блукаючий нерв.
Шлункова фаза секреції починається з моменту надходження харчової грудки в шлунок, вона зумовлена нервовими і гуморальними механізмами. Харчовий хімус, заповнюючи шлунок, подразнює механорецептори слизової, імпульсація по аферентних волокнах блукаючого нерва передається в секреторний центр довгастого мозку і звідти по еферентних волокнах в складі того ж блукаючого нерва повертається до залоз шлунка, стимулюючи їх діяльність.
Під час шлункової фази до нервових приєднуються гуморальні механізми. Гуморальними подразниками є гастрин, ацетилхолін, гістамін.
Кишкова фаза шлункової секреції починається з моменту надходження першої порції кислого хімусу в дванадцятипалу кишку. Нервові впливи з механо і хеморецепторів кишки через блукаючий нерв рефлекторно посилюють шлункову секрецію і сприяють травленню хімусу, який залишився в шлунку.
Однак найбільше значення в цій фазі мають не рефлекторні, а гуморальні механізми, які регулюються гормонами шлунково кишкового тракту (секретин, холецистокінінпанкреозимін, ентерогастрин, серотонін, бульбогастрон, соматостатин).
Гальмування виділення шлункового соку спостерігається при негативних емоціях, больових подразниках, посиленій фізичній роботі. Реалізація цих впливів здійснюється через симпатичну нервову систему.
Моторна функція шлунка полягає у скороченні його гладких м'язів. Ця функція забезпечує депонування в шлунку прийнятої їжі, перемішування її із шлунковим соком, пересування до виходу в кишечник і порційну евакуацію хімусу в дванадцятипалу кишку.
Моторику шлунка стимулює блукаючий нерв. Симпатичний нерв, навпаки, гальмує рухову активність шлунка. Гуморальні механізми регуляції моторики: такі гормони шлунково кишкового тракту, як мотилін і гастрин підсилюють, а холецистокінінпанкреозимін, шлунково-інгібуючий пептид та бульбогастрон гальмують її.
Залежно від консистенції, харчовий хімус знаходиться в шлунку протягом 3 10 год. Найдовше затримується жирна їжа, а білкова затримується довше, ніж вуглеводна.
Перехід харчової кашки зі шлунка в дванадцятипалу кишку відбувається не безперервно, а порціями, при рефлекторному розслабленні пілоричного сфінктера. Внаслідок того, що в шлунку є кисле середовище, при його скороченні кислий хімус підходить до пілоруса і подразнює рецептори слизової.
Збудження йде в центральну нервову систему і звідти до пілоричного сфінктера, який при цьому відкривається: таким чином порція кислого хімусу потрапляє у лужне середовище дванадцятипалої кишки. Перехід хімусу відбувається доти, поки реакція в дванадцятипалій кишці не стане кислою. Кислота подразнює рецептори слизової кишки і сфінктер рефлекторно закривається.
Він залишається закритим до того часу, поки реакція в кишці не стане знову лужною завдяки її нейтралізації жовчю та кишковим соком. Тоді сфінктер знову відкривається і пропускає чергову порцію хімусу з шлунка. Цей рефлекторний акт називається пілоричним затульним рефлексом.
Травлення у дванадцятипалій кишці Харчовий хімус у дванадцятипалій кишці перетравлюється під дією травних соків підшлункової залози, а також жовчі. В результаті білки, жири і вуглеводи підлягають розщепленню до речовин, які надалі можуть всмоктуватися в кров і лімфу.
Підшлунковий сік безколірна рідина, має лужну реакцію і містить ферменти, які розщеплюють білки, жири і вуглеводи. Лужна реакція створюється гідрокарбонатами.
Протеолітичні ферменти (трипсин, хемотрипсин, карбоксиполіпептидаза) розщеплюють білки до пептидів і амінокислот. Ці ферменти виробляються підшлунковою залозою в неактивному стані. Протеолітичні ферменти підшлункового соку діють тільки в лужному середовищі, на відміну від пепсину шлункового соку.
Ліполітичні ферменти (ліпаза, фосфоліпаза) розщеплюють жири і фосфоліпіди до жирних кислот і гліцерину. Ці ферменти діють тільки в лужному середовищі і розщеплюють жири, які раніше були емульговані жовчю.
Амілолітичні ферменти (амілаза, мальтаза, лактаза) гідролізують вуглеводи. Амілаза розщеплює полісахарид крохмаль до дисахаридів. Мальтаза роз щеплює дисахарид мальтозу до глюкози. Лактаза розщеплює молочний цукор до моносахариду глюкози.
Секреція панкреатичного соку починається з умовних подразників: запаху, вигляду страви і при розмові про їжу. Посилюється соковиділення при дії їжі на рецептори порожнини рота.
Секреторним нервом є блукаючий нерв. Центр соковиділення знаходиться в довгастому мозку. Симпатичні нерви гальмують виділення соку підшлункової залози. Тому негативні емоції, біль та інші стани, які збуджують симпатичну нервову систему, гальмують секрецію.
Гуморальними стимуляторами панкреатичної секреції є гормони секретин і холецистокінін-панкреазимін, які виробляються слизовою дванадцятипалої кишки. Ці гормони утворюються тільки при потраплянні кислого хімусу в лужне середовище кишки. Далі активні гормони всмоктуються в кров і доставляються до підшлункової залози, стимулюючи її нервово залозистий апарат і викликаючи соковиділення.
Жовч. Крім підшлункового соку, в дванадцятипалу кишку виділяється жовч. Жовч утворюється гепатоцитами печінки постійно (800 1000 мл на добу) і накопичується в жовчному міхурі, звідки надходить у дванадцятипалу кишку тільки в процесі травлення.
Розрізняють міхурову і печінкову жовч, які відрізняються густиною і концентрацією. У міхурі відбувається часткове всмоктування води, тому міхурова жовч густіша і має темніше забарвлення. До складу жовчі входить вода, жовчні кислоти і жовчні пігменти, а також холестерин, лецитин. Пігменти жовчі утворюються з гемоглобіну, який вивільнився після руйнування еритроцитів. Реакція жовчі слабколужна.
Тільки в присутності жовчі відбувається гідроліз і всмоктування жирів. Жовчні кислоти емульгують жири (жир розпадається на дрібненькі частинки, утворюється жирова емульсія). В такому вигляді жир гідролізується ліпазою соку підшлункової залози на гліцерин і жирні кислоти.
Жовч активує ліпазу. Далі жовчні кислоти утворюють комплекси з жирними кислотами і в такому вигляді жирні кислоти всмоктуються у кишечнику. Таким чином жовч сприяє і розщепленню, і всмоктуванню жиру.
На умовні подразники запах, вигляд їжі виділяється незначна кількість жовчі. При надходженні хімусу в дванадцятипалу кишку вмикаються безумовні рефлекси: імпульси від механорецепторів слизової кишки йдуть у довгастий мозок до ядра блукаючого нерва, а від нього по блукаючому нерву до гладких м'язів стінок жовчного міхура і до сфінктера спільної жовчної протоки. При цьому м'язи міхура скорочуються, а сфінктер розслаблюється, в результаті чого відбувається жовчовиділення.
Однак основним регуляторним механізмом виділення жовчі є гуморальний. Він опосередковується гормонами секретином і холецистокінінпанкреазиміном, які виробляються слизовою дванадцятипалої кишки при надходженні до неї кислого хімусу шлунка. Ось чому кислі продукти, наприклад, яблучний, томатний соки (кислішим буде хімус) стимулюють жовчовиділення.
Травлення у тонкій кишці У тонкій кишці під впливом кишкового соку відбувається остаточний гідроліз усіх харчових речовин до стадії мономерів і всмоктування їх в кров і лімфу. Трав лення в тонкій кишці відбувається спочатку в її порожнині порожнинне травлення, а потім в зоні кишкового епітелію за допомогою ферментів, які фіксуються на мікроворсинках кишкового епітелію пристінкове або мембранне травлення.
Кишкова секреція Кишкові залози знаходяться в слизовій оболонці дванадцятипалої і всієї тонкої кишки. Ці залози секретують кишковий сік мутну, в'язку слабколужну рідину. За добу утворюється близько 1, 8 л соку. Кишковий сік містить такі ферменти, як пептидази, ліпаза, амілаза, мальтаза, лактаза.
Крім травної функції, кишковий сік захищає слизову оболонку, підтримує хімус у рідкому стані, сприяє лужній реакції кишкового вмісту. Кишковий сік виділяється рефлекторно тільки під час потрапляння хімусу в кишечник при подразненні механо і хеморецепторів слизової.
Секреторними нервами є парасимпатичні нерви. Виділення кишкового соку посилюється гуморальними механізмами, а саме такими гормонами, як секретин, холецистокінінпанкреазимін, мотилін.
Всмоктування це перехід поживних речовин з порожнини травного тракту у внутрішнє середовище організму кров і лімфу. Всмоктування відбувається в будь якому відділі шлунково кишкового тракту, але в основному в тонкій кишці. Стінки тонких кишок спеціально пристосовані для всмоктування. Завдяки наявності в стінці кишечника складок, ворсинок і мікроворсинок загальна поверхня, на якій відбувається всмоктування, складає 200 м 2.
Розрізняють два механізми всмоктування пасивний транспорт без затрат енергії (дифузія, осмос, фільтрація) і активний транспорт із затратами енергії та молекулами переносниками.
Всмоктування солей і води. За добу в кишечник надходить до 6 8 л рідини (враховуючи травні соки), а виводиться з калом тільки 150 мл. Решта води всмоктується в кров. Вода всмоктується в шлунку, в тонкій і товстій кишках. Вода переходить із кишечника в кров за осмотичним градієнтом. Разом з водою всмоктуються і водорозчинні вітаміни. Мінеральні солі всмоктуються в основному в кишечнику і пасивним, і активним транспортом.
Всмоктування продуктів гідролізу вуглеводів. Вуглеводи всмоктуються у вигляді моносахаридів (глюкози, галактози, фруктози) в тонкій кишці. Глюкоза переходить у кров активним транспортом за допомогою білка переносника, який приєднує до себе натрій і глюкозу. За відсутності натрію всмоктування глюкози сповільнюється в 100 разів.
Моносахариди, що всмокталися, потрапляють у ворітну вену, яка несе венозну кров із непарних органів черевної порожнини у печінку. Частина глюкози затримується печінкою і з неї синтезується глікоген вуглеводне депо. Інша частина глюкози потрапляє в загальний кровотік, розноситься по всьому організму і використовується як основний енергетичний матеріал.
Всмоктування продуктів гідролізу білків. Продукти гідролізу білків всмоктуються у вигляді амінокислот, ди і трипептидів в тонкій кишці. Всмоктування відбувається активним транспортом за участю молекули переносника із затратою енергії АТФ.
Всмоктавшись у кров, амінокислоти потрапляють по системі ворітної вени в печінку, де значна частина їх використовується для синтезу білків крові. Рознесені кров'ю з печінки амінокислоти виконують пластичну функцію: будівельний матеріал клітин, гормонів, ферментів, гемоглобіну та ін. Амінокислоти використовуються клітинами і для енергетичних цілей.
Всмоктування продуктів гідролізу жирів. Продукти гідролізу жиру жирні кислоти, моногліцериди, фосфоліпіди, холестерин найактивніше всмокту ються в дванадцятипалій і порожній кишці. Всмоктування жиру залежить від емульгування їх жовчю.
Продукти гідролізу жиру в порожнині кишки з'єднуються з жовчними кислотами, утворюючи міцели. Міцели за механізмом активного транспорту проникають в кишкові епітеліоцити, де солі жовчних кислот залишають міцелу, виконавши транспортну роль. В епітеліоцитах відбувається синтез нових тригліцеридів, властивих даному організму. Вони, утворюючи хіломікрони, шляхом піноцитозу всмоктуються в лімфатичні судини.
До 90 % жиру всмоктується з кишечника в лімфу. Тому через 3 4 години після приймання жирної їжі лімфатичні судини заповнені лімфою, яка за кольором нагадує молоко. Невелика кількість (10 20%) жиру всмоктується відразу в кров разом із жиророзчинними вітамінами. Всмоктавшись у лімфу і кров, жири потрапляють у загальний кровотік. Більша частина жиру відкладається в жирових депо, звідки використовується для енергетичних і пластичних цілей.
Основним видом моторики кишечника є перистальтика, яка виникає при узгодженому скороченні циркулярних і поздовжніх м'язових шарів кишкової стінки. При цьому вище харчового хімусу утворюється звуження, а нижче розширення порожнини кишки. Харчова кашка витискується в розширену частину кишечника. Хвилеподібні рухи, які відбуваються один за одним, проходять уздовж усього кишечника, внаслідок чого харчова кашка проштовхується до прямої кишки.
Це рефлекторний акт. Парасимпатичні нерви активізують моторику кишечника, а симпатичні пригнічують. Посилюють моторику і гормони: мотилін, гастрин, гістамін, брадикінін, а також продукти гідролізу, кислоти і луги.
Травлення в товстій кишці У процесі перетравлювання їжі товста кишка відіграє невелику роль, оскільки їжа майже повністю перетравлюється і всмоктується в тонкій кишці, за винятком рослинної клітковини.
Незначна кількість хімусу підлягає гідролізу в товстій кишці під впливом ферментів, які надходять сюди з тонкої кишки, і соку товстої кишки. Сік товстої кишки виділяється лише при надходженні до неї хімусу у відповідь на механічні і хімічні подразнення.
Велику роль у травленні відіграє мікрофлора товстої кишки. Під її дією відбувається бродіння вуглеводів і гниття білків. Рослинна клітковина розкладається під дією бактерій. Вивільнені при цьому речовини перетравлюються ферментами кишкового соку і всмоктуються. Мікрофлора кишечника бере участь у синтезі вітамінів групи В і К.
У товстій кишці відбувається кінцеве всмоктування води, внаслідок чого рідкий хімус ущільнюється. До складу калу входять неперетравлені частинки, слиз, злущені клітини епітелію кишечника, пігменти, що розклалися (вони надають калу коричневого кольору), бактерії.
Дефекація випорожнення кишечника є рефлекторним актом і настає внаслідок подразнення механорецепторів прямої кишки каловими масами. Центр дефекації локалізується в попереково крижовому відділі спинного мозку. Через парасимпатичні нерви тонус сфінктерів зменшується, а перистальтика збільшується, симпатичні впливи протилежні. Це мимовільний рефлекс. Однак на спінальні центри впливають розташовані вище центри головного мозку, включаючи кору великих півкуль, що робить акт дефекації довільним.
Скачать презентацию Фізіологія травлення обміну речовин та енергії Травна
lektsiya_4_Travlennya.ppt