Лекция 11 Физиология пищеварения — 2 Функции

Лекция 11 Физиология пищеварения - 2

Функции желудочнокишечного тракта: Ø потребление пищи Ø продвижение по ЖКТ Ø переваривание (расщепление компонентов) пищи Ø всасывание Ø секреция гормонов Ø удаление непереваренных остатков СЕКРЕЦИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЕ ВСАСЫВАНИЕ УДАЛЕНИЕ Просвет ЖКТ Стенка ЖКТ Кровь

Секреция в ЖКТ Ротовая полость: Слюнные железы. Ферменты: альфа-амилаза, у грудных детей – небольшое кол-во липазы (расщепление жиров) • • Слизь, HCO 3 Ферменты «Вспомогательные секреты» Гормоны Желудок: Трубчатые железы, клетки которых секретируют: §HCl (париетальные клетки), §пепсиноген и желудочную липазу (главные клетки), §слизь и бикарбонат (мукозные клетки), §гастрин (G-клетки), §гистамин (энтерохромаффинные клетки) §соматостатин (D-клетки) §внутренний фактор (нужен для всасывания витамина В 12) Тонкий кишечник: Поджелудочная железа секретирует ферменты, действующие на все компоненты пищи: альфа-амилазу, липазу, трипсиноген, химотрипсиноген, проэкзопептидазы, нуклеазы. Печень сепкретирует желчь Стенки кишечника секретируют: §энтерокиназу §гормоны: секретин, холецистокинин, мотилин и др §ферменты пристеночного пищеварения Толстый кишечник: Секреция слизи

Слюнные железы Основные функции слюны: 1. Смачивание измельченной пищи и подготовка пищевого комка к проглатыванию 2. Начальный гидролиз углеводов Околоушные железы • в основном ферменты 3. Нейтрализация соляной кислоты, которая может забрасываться из желудка в пищевод Подъязычные железы • ферменты • слизь Подчелюстные железы • ферменты • слизь Выделение слюны регулируется нервными механизмами: безусловные и условные рефлексы

Слюнные железы • Состав слюны: Альфа-амилаза - фермент, • Муцин - слизь, • Бикарбонат – слабощелочной р. Н, • Лизоцим – бактерицидные св-ва Секреция альфаамилазы, слизи, межклеточной жидкости Объем: 1, 5 л в день р. Н: в отсутствие еды или мыслей о ней – 6– 7, во время еды – 7 -8 Реабсорбция натрия и хлора, секреция калия и бикарбоната Слюна

Секреция в желудке Поверхностные эпителиальные клетки – защитная роль Привратник: только слизь и гастрин Мукозные клетки (секреция слизи и НСО 3 -) Тело: «полноценный» желудочный сок Пролиферирующие клетки Париетальные (обкладочные) клетки – секреция HCl и внутреннего фактора Главные клетки – секреция пепсиногена и желудочной липазы ЖЕЛЕЗА Гладкомышечные клетки слизистой оболочки ЖЕЛЕЗА G-клетки - секреция гастрина Здесь же находятся D-клетки (соматостатин) и клетки, секретирующие гистамин

Париетальные клетки – секреция HCl В покое При стимуляции

Образование HCl париетальными клетками HCl Активный транспорт (обмен Н+ на К+) Пассивный транспорт (вслед за Н+) При обильной секреции – «щелочной сдвиг» Базолатеральная мембрана Просвет желудка ПРОТОННАЯ ПОМПА КАРБОАНГИДРАЗА Пассивный транспорт канал антипорт канал

HCl необходима для активации пепсиногена Первичная активация Пепсиноген Пепсин Аутоактивация Расщепление белков

Регуляция секреции HCl G-клетка Энтерохромаффинная клетка Просвет железы H+ Париетальная клетка Главная клетка D-клетка гастрин + Гистамин (опосредует влияние гастрина + на париетальные клетки) соматостатин

Регуляция секреции HCl G-клетка Энтерохромаффинная клетка Просвет железы H+ Париетальная клетка + гастрин Продукты расщепления белков Ацетилхолин, (парасимпатические влияния) + Гистамин (опосредует влияние гастрина + на париетальные клетки) соматостатин Главная клетка Норадреналин, D-клетка + (симпатические влияния), холецистокинин, ВИП

Фазы желудочной секреции I. Цефалическая (20%) запускается запахом, видом и вкусом пищи, недостатком глюкозы в крови (голод) с участием коры и пищевых центров (гипоталамус и миндалина); стимулируется блуждающим нервом II. Желудочная (70%) запускается растяжением стенки желудка: рефлексы с участием парасимпатической НС и метасимпатической НС; химическая стимуляция продуктами расщепления белка секреция гастрина III. Кишечная запускается перемещением пищи в 12 -п. кишку (+ стимуляция секреции гастрина аминокислотами крови)

Патогенез язвенной болезни обусловлен нарушением баланса между факторами защиты слизистой оболочки и факторами ее повреждения Защитные факторы: - слизь; - бикарбонаты (секретируются эпителиальными клетками) - нормальный кровоток (обуславливает гомеостаз желудочной стенки) -простагландин Е (стимулирует выработку бикарбонатов и слизи) Повреждающие факторы: - HCl - уменьшение кровотока -уменьшение секреции бикарбонатов и слизи -Helicobacter pylori (грамотрицательная бактерия, разрушает слизистую оболочку и вызывает воспалительный процесс) -Никотин (увеличивает выработку соляной кислоты)

События в 12 -перстной кишке Печень: продукция и секреция желчи Желудок Желчь продуцируется гепатоцитами Компонентами желчи являются: ØСоли желчных кислот и лецитин детергенты, способствуют образованию эмульсии липидов ØЖелчные пигменты (продукты деградации гемоглобина - билирубин) ØХолестерол Желчь концентрируется и депонируется в желчном пузыре, высвобождается при его сокращении Соли желчных кислот необходимы для переваривания и всасывания жиров Поджелудочная железа Сфинктер Одди

События в 12 -перстной кишке Желудок Поджелудочная железа Ферменты поджелудочной железы HCO 3 - ВОЗДЕЙСТВУЮТ НА ВСЕ КОМПОНЕНТЫ ПИЩИ: Углеводы: альфа-амилаза Жиры: липаза Белки: трипсиноген, химотрипсиноген, проэкзопептидазы Нуклеиновые кислоты: нуклеазы. РАБОТАЮТ В СЛАБОЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ

События в 12 -перстной кишке Желудок Активация ферментов поджелудочной железы Из стенки кишки: Энтерокиназа Ферменты поджелудочной железы (необходима для активации трипсиногена) Трипсин Поджелудочная железа Трипсиноген HCO 3 - ВОЗДЕЙСТВУЮТ НА ВСЕ КОМПОНЕНТЫ ПИЩИ: Углеводы: альфа-амилаза Жиры: липаза Белки: трипсиноген, химотрипсиноген, проэкзопептидазы Нуклеиновые кислоты: нуклеазы. Химотрипсиноген проэкзопептидазы Химотрипсин экзопептидазы РАБОТАЮТ В СЛАБОЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ

Гормоны желудочно-кишечного тракта Активация D-клеток сокращение желчного пузыря + Стимуляция сокращений и секреции HCl Гастрин Холецистокинин Секретин (секретируется в ответ на жирные кислоты и белки): продукция ферментов и секреция небольшого количества воды и электролитов (секретируется в ответ на Н+): секреция большого количества воды и HCO 3

Гормоны желудочно-кишечного тракта Активация D-клеток сокращение желчного пузыря Мотилин - эвакуацию химуса желудка, когда тонкий кишечник заполнен Стимуляция сокращений и секреции HCl Гастрин секретируется верхними отделами 12 -перстной кишки - усиление моторики ЖКТ. Гастроингибирующий пептид- тормозит + Холецистокинин Секретин (секретируется в ответ на жирные кислоты и белки): продукция ферментов и секреция небольшого количества воды и электролитов (секретируется в ответ на Н+): секреция большого количества воды и HCO 3

Строение слизистой оболочки тонкого кишечника Ворсинка Микроворсинки (щеточная кайма) Складка Млечный сосуд (лимфатичес кий) Либеркюнова крипта (в глубине лежат ростковые клетки) Противоточная система кровоснабжения ворсинок кишечника

Пристеночное пищеварение в тонком кишечнике: сопряжение процессов расщепления и всасывания питательных веществ Распределение ферментов Расщепление субстратов Полость кишечника Александр Михайлович Уголев (1926 -1991) Гликокаликс Мембрана ворсинки Переносчики Фермент Всасыван ие

Всасывание в тонком кишечнике Всасывание аминокислот Вторично активный транспорт Na+ Всасывание моносахаридов Na+ 3 Na+ 2 К+ С кровью к печени

Всасывание аминокислот и коротких пептидов Основной способ всасывания – транспорт по механизму симпорта с ионами Na+ в цитоплазму. Посредством пассивной диффузии или с помощью переносчиков они транспортируются из клетки в кровь Белки Пептиды Ди- и трипептиды: котранспорт с Н+ Аминокислоты котранспорт c Na+ Дипептиды и трипептиды могут поступать в цитоплазму энтероцита посредством механизмов, сопряженных с транспортом протонов Более крупные пептиды – путем трансцитоза «Источник» пищевой аллергии K+ Na+ Пептиды: эндо - и экзоцитоз

Всасывание углеводов Глюкоза и галактоза Просвет кишечника Фруктоза Эпителий кишечника Капилляр Конечные стадии гидролиза углеводов осуществляются непосредственно на мембране микроворсинок энтероцитов в их гликокаликсе, т. о. завершающие стадии гидролиза и всасывания тесно сопряжены (мембранное пищеварение); Всасывание глюкозы и галактозы: вторично активный транспорт, сопряженный с Na+ Фруктоза транспортируется белками переносчиками без участия Na+ (облегченная диффузия). Часть фруктозы в клетке превращается в глюкозу

Всасывание в тонком кишечнике Лимфатический сосуд Мицелла Всасывание продуктов расщепления жиров Хиломикрон Всасывание аминокислот Вторично активный транспорт Na+ Всасывание моносахаридов Через лимфатические пути в кровь Na+ 3 Na+ 2 К+ С кровью к печени

Кишечная фаза расщепления и всасывания жиров Моноглицериды и жирные кислоты в комплексе с желчными кислотами образуют мицеллы (d=3 -6 нм) Мицеллы доставляются к мембране энтероцитов, липиды проникают в клетки, а желчные кислоты используются повторно Синтез триглицеридов в гладком ЭПР Образование хиломикронов (состоят из липидов и белка, придающего частицам гидрофильность) Выход хиломикронов из клетки, транспорт по лимфатической системе в венозное русло Некоторые короткоцепочечные жирные кислоты всасываются непосредственно в портальный кровоток, в силу их большей водорастворимости

Энтерогепатический цикл желчных кислот Суточный цикл желчных кислот Выведение с мочой – менее 0. 5 г Синтез 0. 2 -0. 6 г Секреция с желчью: 12 -37 г Реабсорбция – более 95% солей желчных кислот реабсорбируется кровь в дистальном отделе тонкого кишечника, попадают в портальную вену, затем в печень и вновь секретируются с желчью Экскреция 0. 2 -0. 6 г

Липопротеиды: транспорт липидов в организме Хиломикроны Липопротеиды ОЧЕНЬ НИЗКОЙ плотности Жировая ткань (депо) Свободные жирные кислоты (транспортируются альбумином) ПЕЧЕНЬ Транспортируют холестерин и фосфолипиды в печень, где вновь превращаются в липопротеиды низкой плотности Липопротеиды ВЫСОКОЙ плотности Мышцы (синтез АТФ) Липопротеиды НИЗКОЙ плотности Поглощаются клетками с помощью специальных рецепторов к покрывающему их белку Клетки

Индекс массы тела: масса тела (кг), деленная на рост (м) в квадрате

Метаболический синдром (синдром Х) Склонность к тромбообразованию Ожирение МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СИНДРОМ Изменение липопротеинового профиля Уменьшение чувствительности клеток к инсулину Повышение давления крови Диабет II типа (инсулиннезависимый)

Вещества, секретируемые жировой тканью Продукты расщепления жира Медиаторы воспаления Гормоны: адипонектин, лептин и др. Активные формы кислорода (регуляция аппетита и обмена веществ) Вещества, суживающие сосуды Вещества, расширяющие сосуды (в т. ч. H 2 S)

Вещества, секретируемые жировой тканью Продукты расщепления жира Медиаторы воспаления Гормоны: адипонектин, лептин и др. Активные формы кислорода (регуляция аппетита и обмена веществ) Вещества, суживающие сосуды При метаболическом синдроме Вещества, расширяющие сосуды (в т. ч. H 2 S) В здоровом организме

Водный баланс желудочно-кишечного тракта Потребление – 1 -2 л Слюна – 1 л Желудочный сок – 2 л Сок поджелудочной железы – 1. 2 л Желчь – 0. 7 л Кишечный сок – 2 л Тонкий кишечник: ВСАСЫВАНИЕ: 92% Толстый кишечник: ВСАСЫВАНИЕ: 6 -7% Выведение: 1%

Строение толстого кишечника

Всасывание в толстом кишечнике Ø в подвздошную кишку ежедневно попадает ~1. 5 л воды, выводится около 100 мл Ø большинство ионов также абсорбируется, выводится незначительные кол-ва Na+ и ClØ Сl- абсорбируется в обмен на секрецию HCO 3 – нейтрализация кислых продуктов жизнедеятельности бактерий; Просвет толстого кишечника Тканевая жидкость Эпителий Реабсорбция Na+ Всасывание регулируется альдостероно м Ø кишечные бактерии синтезируют витамины: K (необходим для свертывания крови), B 12, тиамин (В 1), рибофлавин (B 2), различные газы – СО 2, H 2 S, CH 4 Поступление Na+ через люминальную поверхность клетки Транспорт Na+ в тканевую жидкость Na+/K+-АТФазой

Общие принципы работы ЖКТ Пищевой комок подвергается механическому измельчению Маленькие кусочки пищи подвергаются действию желчи и пищеварительных ферментов p. H в различных отделов ЖКТ различен: • Кислое значение р. Н – в желудке • Щелочное значение р. Н – в ротовой полости и кишечнике Всасывание продуктов расщепления пищи, солей и воды – в основном в тонком кишечнике Всасывание солей и воды – толстый кишечник

Регуляция аппетита

Регуляция аппетита Полость 3 -го желудочка Другие области головного мозга 1 – Нейроны, активирующиеся при повышении глюкозы крови (при насыщении) Глюкоза ГОЛОД Поиск и потребление пищи 2 1 Аркуатное ядро гипоталамуса НАСЫЩЕНИЕ 2 - Нейроны, активность которых тормозится при повышении глюкозы (т. е. они активны при недостатке глюкозы)

Механизм чувствительности клеток к глюкозе Хорошо изучен на примере β-клеток поджелудочной железы Повышение поступления глюкозы в клетки приводит к активации синтеза АТФ и повышению его внутриклеточной концентрации. Гликолиз ИНСУЛИН В результате закрываются АТФ-чувствительные калиевые каналы, происходит деполяризация, повышается концентрация Са 2+ в цитоплазме и секретируется инсулин

Регуляция аппетита Другие области головного мозга 1 – Нейроны, активирующиеся при повышении глюкозы крови (при насыщении) Глюкоза ГОЛОД Поиск и потребление пищи 2 1 ГРЕЛИН ЖЕЛУДОК ( «голодный» ) Аркуатное ядро гипоталамуса НАСЫЩЕНИЕ ЛЕПТИН ЖИРОВАЯ ТКАНЬ ИНСУЛИН ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА РЕЦЕПТОРЫ РАСТЯЖЕНИЯ ЖЕЛУДКА 2 - Нейроны, активность которых тормозится при повышении глюкозы (т. е. они активны при недостатке глюкозы)

Регуляция аппетита Снижение уровня глюкозы крови Другие области головного мозга Ø пищевое поведение; Ø активация симпатоадреналовой системы; Глюкоза ГОЛОД Ø выброс либеринов, стимулирующих секрецию АКТГ, соматотропного гормона; Поиск и потребление пищи 2 1 Аркуатное ядро гипоталамуса НАСЫЩЕНИЕ Ø повышение секреции глюкагона; Ø снижение секреции инсулина ГРЕЛИН ЖЕЛУДОК ЛЕПТИН ЖИРОВАЯ ТКАНЬ ИНСУЛИН ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА Повышение уровня глюкозы крови РЕЦЕПТОРЫ РАСТЯЖЕНИЯ ЖЕЛУДКА

Вопросы к экзамену: www. physiolog. narod. ru

Образование HCl париетальными клетками Просвет железы Базолатеральная сторона Активный транспорт Пассивный транспорт 3 2 КАРБОАНГИДРАЗА ПРОТОННАЯ ПОМПА Обмен анионов Пассивный транспорт (вслед за Н+)

Ротовая полость и пищевод: - жевание, глотание -выделение слюны - начальное расщепление углеводов (у грудных детей – и небольшого кол-ва жиров) Верхний сфинктер пищевода Нижний сфинктер пищевода Пилорический сфинктер Илеоцекальный сфинктер Анальные сфинктеры Желудок: - измельчение и продвижение пищи - секреция желудочного сока: HCl (париетальные клетки), пепсиногена и желудочной липазы (главные клетки), слизи и бикарбоната (мукозные клетки), гастрина (G-клетки), гистамина - расщепление белков (до перемешивания с желудочным соком – углеводов) - всасывание алкоголя, аспирина и др. Тонкий кишечник: - перистальтические/сегментированные сокращения -секреция слизи - расщепление веществ под действием сока поджелудочной железы (воздействие на все компоненты пищи) и желчи -пристеночное пищеварение -секреция гормонов: секретина, холецистокинина, мотилина и др. -всасывание Толстый кишечник: - перистальтические/сегментированные сокращения - секреция слизи -место обитание кишечной микрофлоры -всасывание воды, ионов, витаминов (продуцируемых бактериями)