Общее представление о пищеварении Функции пищеварительного тракта Методы

Общее представление о пищеварении. Функции пищеварительного тракта. Методы изучения деятельности желудочно-кишечного тракта. Профессор Ермакова Н. В.

l Пищеварение – это совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма.

Органы пищеварительной системы l l l l l Полость рта Глотка Пищевод Желудок Тонкая кишка Толстая кишка Печень Желчный пузырь Поджелудочная железа

Желудочно-кишечный тракт

l Пищеварительный конвейер – последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться.

«пищеварительный конвейер»

Виды пищеварения (в зависимости от происхождения ферментов) 1. Собственное: осуществляется ферментами, которые синтезируются экзокринными железами (человека). l 2. Симбионтное: ферменты синтезированы симбионтами, т. е. микроорганизмами. l 3. Аутолитическое: ферменты содержатся в составе принимаемой пищи (ферменты материнского молока) l

Виды пищеварения (в зависимости от места локализации) l 1. Внутриклеточное: у простейших; у человека выполняет защитные функции – фагоцитоз. l 2. Внеклеточное: – полостное, или дистантное: в полостях ж/к тракта с помощью ферментов пищеварительных соков на расстоянии от места их образования. - пристеночное, или контактное (А. М. Уголев): в зоне гликокаликса на поверхности микроворсинок тонкой кишки с участием ферментов, фиксированных на клеточной мембране кишечных клеток.

Этапы пристеночного пищеварения 1 -ый – происходит в слое слизистых наложений; частичный гидролиз олигомеров до димеров; l 2 -ой – происходит в гликокаликсе; продолжается гидролиз олигомеров с образованием, в основном, димеров; l 3 -ий – завершающий этап, происходит на апикальных мембранах эпителиоцитов с образованием мономеров l

Иван Петрович Павлов – нобелевская премия по физиологии (1904 г. ) ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: ”за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса” СУТЬ ОТКРЫТИЯ: описание механизмов нервной регуляции пищеварения

Функции желудочнокишечного тракта Пищеварительные: – 1. Двигательная, или моторная. – 2. Секреторная. – 3. Всасывательная. l II – Непищеварительные: – 1. Инкреторная. – 2. Экскреторная. – 3. Участие в гемопоэзе. – 4. Участие в местном иммунитете и др. l

Моторная функция желудочнокишечного тракта Осуществляется с помощью мускулатуры пищеварительного тракта и заключается в жевании, глотании, перемешивании и продвижении по пищеварительному тракту, удалении непереваренных остатков пищи. l В проксимальном и дистальном отделах эта функция осуществляется с помощью поперечно-полосатой мускулатуры (подчиняется сознанию); в других отделах – с помощью гладкой мускулатуры (не подчиняется сознанию). l Мышечная оболочка обычно (кроме желудка) состоит из 2 -х слоев клеток: продольного наружного и кругового внутреннего. l Сфинктеры (утолщения кругового слоя)- выполняют роль клапанов – обеспечивают обособление отделов пищеварительного канала, движение пищи в каудальном направлении и однонаправленное движение пищеварительных соков. Движения ворсинок и микроворсинок (значение для всасывания). l

СХЕМА СТРОЕНИЯ СТЕНКИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Строение мышечной оболочки желудка l Мышечная оболочка желудка состои из 3 -х слоев гладких мышц : внешнего – продольного; среднего – кругового; внутреннего косого

Секреторная функция Секреторные клетки желез внешней секреции желудочно-кишечного тракта продуцируют пищеварительные соки (слюну, желудочный сок, сок поджелудочной железы, сок тонкой кишки, желчь, сок толстой кишки). l Главными компонентами этих соков являются различные ферменты, которые и обеспечивают гидролитическое расщепление белков, жиров и углеводов. l

Основные ферменты пищеварительного тракта Секрет р. Н Липазы (на жиры) Протеа Карбоангид зы (на разы (на белки углеводы) Слюна 6, 8 -7, 4 Нет Альфаамилаза, мальтаза. Начало гидролиза углеводов (пища во рту около 15 с)

Основные ферменты пищеварительного тракта (продолжение) Секрет р. Н Желудоч- 1, 52, 0 ный сок Липазы Протеазы Карбоангидразы Липаза. Пепсины, гастриксин, реннин (химозин). (Гидролиз белков до альбумоз и пептонов) Нет (Расщепление только эмульгированных жиров)

Основные ферменты пищеварительного тракта (продолжение) Секрет р. Н Липазы Сок 7, 8 подже- 8, 5 лудочной железы Протеазы Липаза Трипсин, (гидролиз химотрипсин, до глице- карбоксипоринов и липептидаза, жирных нуклеазы кислот) (гидролиз до аминокислот) Карбоан гидразы Амилаза, мальтаза, лактаза. (гидролиз до моносахаридов)

Основные ферменты пищеварительного тракта (продолжение) Секрет р. Н Липазы Протеазы Сок тонкой кишки Липаза, Энтерокина- Амилаза, фосфоли- за, пептида- мальтаза, паза зы, инвертаза, лактаза, (гидролиз нуклеаза, сахараза до глицери- щелочная (гидролиз до нов и жирмоносахарифосфатаза ных кислот 7, 29, 0 (гидролиз до аминокислот) Карбоангидразы дов)

Функции желчи l l l l 1. Эмульгирует жиры. 2. Активирует липазу. 3. Способствует всасыванию триглицеридов. 4. Стимулирует моторику тонкой кишки. 5. Инактивирует пепсин в двенадцатиперстной кишке. 6. Стимулирует желчеобразование и желчевыделение. 7. Оказывает бактериостатическое и бактерицидное действие на кишечную микрофлору.

Роль микрофлоры толстой кишки l Расщепление растительных волокон (целлюлозы, гемицеллюлозы и др. ) l Расщепление остатков пищевых веществ: сбраживание углеводов до кислых продуктов (молочной и уксусной кислот), разложение белков с образованием токсичных веществ (индола, скатола, фенола) Синтез витаминов К и группы В l Инактивация пищеварительных ферментов l (поступающих с химусом из тонкой кишки) l Защита организма от размножения в нем патогенных микробов

Всасывательная функция l Всасывание – это процесс транспорта переваренных пищевых веществ из полости желудочно-кишечного тракта в кровь, лимфу и межклеточное пространство.

Особенности всасывания в разных отделах ж-к тракта

Особенности всасывания Всасывание осуществляется во всех отделах желудочно-кишечного тракта, но в каждом отделе оно имеет свои особенности. l Всасывание веществ из желудка, тонкой и толстой кишки происходит сначала в портальную кровеносную систему, а затем в общий кровоток. l В полости рта и в прямой кишке вещества всасываются непосредственно в общий кровоток, минуя кишечник и портальную кровеносную систему. l

Всасывание веществ в разных отделах ж/к тракта Отдел ж/к тракта Вещества Полость рта Некоторые лекарственные препараты (эфирные масла, валидол, нитроглицерин) Желудок Некоторые аминокислоты, немного глюкозы, воды с растворенными в ней минеральными солями, алкоголь Тонкая кишка Продукты гидролиза белков, жиров и углеводов, вода Толстая кишка Много воды, немного глюкозы, аминокислот, минеральные соли

l Основное всасывание продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов происходит в тонкой кишке, благодаря большой всасывательной поверхности, которая создается за счет складок, ворсинок и микроворсинок l (200 м 2).

Строение стенки тонкой кишки

Строение ворсинок тонкой кишки

l Белки всасываются в виде аминокислот. l Углеводы всасываются в виде моносахаридов. l Жиры всасываются в виде глицеринов и жирных кислот.

Механизмы всасывания l Пассивный транспорт (не требует энергии и l Облегченная диффузия (по градиенту концентрации, с l Активный транспорт (против электрохимического переносчиков): диффузия ( по градиенту концентрации), фильтрация ( по градиенту гидростатического давления), осмос (осмотические силы) переносчиками, без затрат энергии) градиента, участие переносчиков, требует затрат энергии) первично-активный транспорт; вторично-активный транспорт

Инкреторная функция (или внутрисекреторная) Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта вырабатывают биологически активные вещества - гормоны желудочнокишечного тракта, или гастроинтестинальные гормоны. l Эти гормоны оказывают регулирующее влияние на процессы пищеварения (секрецию, моторику, всасывание). l По химическому строению эти вещества представляют собой пептиды и амины. l

Гормоны желудочнокишечного тракта Большинство этих гормонов вырабатываются в антральном отделе желудка и в проксимальном отделе тонкой кишки (в двенадцатиперстной кишке). Например: гастрин, гастрон (в желудке); секретин, холецистокининпанкреозимин, мотилин, вилликинин (тонкая кишка).

Экскреторная, или выделительная функция l Выделение в полость желудочнокишечного тракта, а затем и из организма непереваренных остатков пищи, продуктов обмена (мочевины, аммиака, желчных пигментов), воды, солей тяжелых металлов, лекарственных веществ.

Выделительная функция системы пищеварения Слюнные железы: соли тяжелых металлов, лекарства, роданистый калий и др. l Желудок: продукты метаболизма (мочевина, мочевая кислота), лекарственные и ядовитые вещества (ртуть, йод, салициловая кислота, хинин). l Кишечник: соли тяжелых металлов, ионы магния, кальция, вода, непереваренные остатки пищи, вещества, поступившие с желчью. l Печень: билирубин и продукты его превращения в кишечнике, холестерин, желчные кислоты, продукты распада гормонов, лекарства, ядохимикаты. l

Участие в гемопоэзе В слизистой желудка вырабатывается гастромукопротеид, названный внутренним фактором кроветворения, или внутренним фактором Касла. Этот фактор необходим для всасывания витамина В 12 (внешнего фактора кроветворения), участвующего в образовании эритроцитов (эритропоэзе). l В отсутствии этого вещества развивается В 12 –дефицитная анемия. l

Участие в системе свертывания крови Нормальная микрофлора толстой кишки вырабатывает витамин К, который принимает участие в синтезе в печени некоторых факторов свертывания крови (II -протромбина, VII - проконвертина, IX – антигемофильного глобулина В, X – фактора Стюарта-Прауэра). l При угнетении нормальной микрофлоры кишки могут развиваться нарушения в системе свертывания крови. l

Защитная функция 1. Муцин слюны и желудочного сока предохраняют слизистые от механических и химических раздражителей. l 2. Лизоцим слюны и желудочного сока обладает антибактериальным эффектом. l 3. В слюне содержится иммуноглобулин А (гуморальный иммунитет). l 4. Нормальная микрофлора толстой кишки подавляет размножение патогенной микрофлоры, т. е. участвует в создании общего иммунитета (при длительном лечении антибиотиками – дисбактериоз) l

Методы исследования функций желудочно-кишечного тракта l 1. Экспериментальные: – острые опыты: изучение всасывания – хронические опыты: l l l фистульный метод «мнимого кормления» операции изолированного желудочка по Гейденгайну и по Павлову l 2. Клинические: l зондовые, эндоскопические, беззондовые, рентгенологические, радиоизотопное сканирование, УЗИ, биохимические, мастикациография, электрогастрография и другие

Фистульные методы l Фистула – это искусственно созданное сообщение между полостью органа и внешней средой. l Позволяет получать пищеварительный сок и исследовать его количество и состав

Фистула слюнных желез

Фистула желудка (В. А. Басов, 1842 г. )

Опыт «мнимого кормления» (И. П. Павлов и Е. О. Шумова-Симаковская, 1889 г. ) фистула желудка + эзофаготомия

Операции изолированного желудочка

l Операция изолированного желудочка по Р. Гейденгайну позволяет изучать только гуморальную регуляцию желудочной секреции. l Операция изолированного желудочка по И. П. Павлову позволяет изучать как гуморальную, так и нервнорефлекторную регуляцию.

Мастикоциография

Общие принципы регуляции процессов пищеварения l Выделяют 3 основных механизма регуляции пищеварительного аппарата: l 1. Центральный нервно-рефлекторный l 2. Гуморальный l 3. Местный, или локальный

Центральные рефлекторные влияния (условно-рефлекторные и безусловно-рефлекторные) в большей степени выражены в верхней части пищеварительной тракта. l По мере удаления от ротовой полости центральные рефлекторные влияния снижаются, но возрастает роль гуморальных механизмов. Особенно они выражены в регуляции деятельности желудка, двенадцатиперстной кишки, поджелудочной железы, желчеобразования и желчевыведения. l В тонкой и толстой кишке работают преимущественно местные механизмы регуляции (механические и химические раздражители) l

Нервная регуляция Осуществляется симпатическим, парасимпатическим и внутриорганным (метасимпатическим) отделами вегетативной нервной системы. l Возбуждающие нейроны – холинергические (n. vagus); l тормозные нейроны –симпатические (Т 5 -12 и L 1 -3). l Внутриорганный отдел представлен нервными сплетениями: ауэрбаховским (межмышечным) и мейснеровским (подслизистым) l

Пищевой центр l Это совокупность нейронов, которые определяют поведение человека в отношении поиска и поедания пищи. l Эти нейроны находятся в разных отделах Ц. Н. С. : в коре больших полушарий, в лимбической системе, ретикулярной формации, гипоталамусе.

Пищевой центр Состоит из двух отделов: l 1. Центр голода (латеральные ядра гипоталамуса) l 2. Центр насыщения (вентро-медиальные ядра гипоталамуса) l Гиперфагия-непрерывное поедание пищи. l Афагия –отказ от пищи l

Пищевое поведение А-поперечное сечение гипоталамуса; Б-схема механизма голода и насыщения

Теории голода l 1. Местная (импульсы от механорецепторов пустого желудка) l 2. Глюкостатическая (снижение концентрации глюкозы в крови) l 3. Аминоацидостатическая (снижение концентрации аминокислот в крови) l 4. Липостатическая (снижение концентрации жирных кислот и триглицеридов в крови) l 5. Метаболическая (снижение концентрации промежуточных продуктов цикла Кребса) l 6. Термостатическая (снижение общей температуры и температуры крови)

Стадии состояния насыщения Первая стадия – сенсорное насыщение – возникает во время приема пищи в результате потока афферентных импульсов от рецепторов языка, глотки, пищевода, желудка в центр насыщения. l Вторая стадия – метаболическое насыщение – наступает через 1, 5 -2 часа от начала приема пищи, когда в кровь начинают поступать питательные вещества l