ЗАНЯТИЕ 24. ФИЗИОЛОГИЯ В ПОЛОСТИ РТА И ЖЕЛУДКЕ.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫПИТАНИЯ.
Процесс жизнедеятельности организма связан с потерей энергетических ресурсов и пластического материала, восполнение которых обеспечивается путём поступления в организм питательных веществ (белков, жиров, углеводов), воды, минеральных солей и витаминов. Однако большинство веществ, особенно высокомолекулярных, не могут быть усвоены организмом в таком виде, в каком они поступают с пищей. Эти вещества в пищеварительном тракте в результате физической, химической и биологической переработки, подвергаются расщеплению до состояния пригодности к всасыванию во внутреннюю среду (кровь, лимфу). Таким образом, начальный этап обмена веществ между организмом и окружающей средой представляет собой пищеварение.
Пищеварение – сложный биологический процесс физической и химической обработки пищи, при котором происходит гидролитическое расщепление питательных веществ до мономеров, способных всасываться в кровь и лимфу и транспортироваться в другие органы. Не всосавшиеся компоненты пищи удаляются из организма.
Процесс пищеварения осуществляется в пищеварительной системе, которая начинается ротовым и заканчивается анальным отверстием. Также к пищеварительной системе относится ряд органов, обеспечивающих секрецию пищеварительных соков (слюнные железы, печень, поджелудочная железа).
Пищеварение является составной частью функциональной системы питания (рисунок 1), полезным приспособительным результатом, которой является обеспечение метаболизма пластическими и энергетическими веществами.
Рисунок 1 – Функциональная система питания
В результате пищеварения и всасывания продуктов переваривания пищи поддерживается относительно постоянный уровень питательных веществ в организме. Лишение человека пищи влечёт за собой состояние, называемое голодом.
Голод – это физиологическое состояние, выражающееся в потребности организма в питательных веществах.
Субъективными проявлениями голода являются неприятные ощущения – «жжения», «сосания под ложечкой», тошнота, головокружение, чувство общей слабости.
Объективными проявлениями голода является поведенческая реакция поиска пищи, направленная на устранение причины, вызвавшей состояние голода.
Субъективные и объективные проявления голода обусловлены возбуждением нейронов различных отделов и уровней ЦНС. Совокупность этих нейронов И.П. Павлов назвал пищевым центром.
Пищевой центр – это сложный гипоталамо-лимбико-ретикулокортикальный комплекс. Его центральными структурами являются центр голода, расположенный в латеральных ядрах гипоталамуса и центр насыщения, расположенный в вентромедиальных ядрах гипоталамуса. При раздражении латеральных ядер наблюдается гиперфагия – усиленное потребление пищи, при разрушении – афагия (отказ от пищи). При раздражении вентромедиальных ядер – афагия, при их разрушении – гиперфагия. Между центрами голода и насыщения существуют реципрокные отношения (при возбуждении одного тормозится другой).
Гипоталамические ядра возбуждаются или тормозятся в зависимости от состава крови, а также поступления сигналов от периферических рецепторов (например, механорецепторов желудка). В зависимости от механизмов этих влияний предложено несколько теорий голода:
1) глюкостатическая – ощущение голода связано с уменьшением содержания глюкозы в крови;
2) аминацидостатическая – ощущение голода вызвано уменьшением содержания в крови аминокислот;
3) липостатическая – возбуждение центра голода возникает вследствие высвобождения липидов из жировых депо;
4) метаболическая – объединяет все предыдущие, и связана с недостатком в целом питательных веществ в крови;
5) гидростатическая – при дегидратации организма происходит торможение центра голода, что проявляется уменьшением потребления пищи;
6) термостатическая – при увеличении температуры крови, омывающей пищевой центр его активность угнетается;
7) локальная теория голода / теория «пустого желудка» – ощущение голода вызвано импульсами от периодически сокращающего свободного от пищи желудка (сокращения повторяются каждые 1,5 часа и длятся 15-20 мин).
В настоящее время доказано, что повышение активности нейронов центра голода наблюдается под влиянием гормона грелина, образующегося в пустеющем желудке, а снижение – под действием гормона лептина, синтезируемого жировыми клетками и циркулирующего в крови в свободной и связанной формах.
Приём пищи вызывает состояние насыщения – субъективно и объективно ощущаемое чувство полного удовлетворения потребности в пище. Различают следующие виды насыщения:
- первичное / сенсорное – вызвано поступлением в гипоталамус сигналов от рецепторов верхних отделов пищеварительного тракта;
- вторичное / обменное / истинное – связано с поступлением в кровь продуктов переваривания (через 1,5-2 ч после приёма пищи). В это время активность нейронов центра насыщения поддерживается за счёт сигналов от рецепторов пищеварительной системы, а также влиянием инсулина и лептина.
Аппетит – ощущение, связанное со стремлением человека к определённой пище. Может быть частью чувства голода, но может возникать и самостоятельно, независимо от физиологических потребностей, т.е. аппетит не всегда связан с чувством голода.
Расстройства аппетита:
- анорексия – полная потеря аппетита;
- булимия – повышение аппетита;
- извращенный аппетит – стремление принимать несъедобные вещества.
Типы пищеварения.
Главной функцией пищеварительной системы является переваривание пищи, заключающееся в её поэтапной физической и химической обработке и образовании из неё питательных веществ, которые всасываются в кровь и лимфу. Пища содержит питательные вещества в сложной форме, которые не могут быть усвоены организмом. Система пищеварения позволяет путём поэтапного гидролиза получать из пищевых веществ их мономеры. Основную роль в процессе поэтапного гидролиза белков, жиров и углеводов до их мономеров играют гидролазы – ферменты, обеспечивающие расщепление сложных органических веществ на более простые при участии молекул воды.
В зависимости от происхождения гидролаз различают три типа пищеварения (по Уголевому):
1) собственное – осуществляется ферментами, синтезированными самим организмом (желудок, тонкая кишка);
2) симбионтное – гидролиз питательных веществ происходит под действием ферментов микроорганизмов, населяющих ЖКТ (толстая кишка);
3) аутокаталитическое – осуществляется за счёт экзогенных гидролаз, которые содержатся в составе пищи (например, в материнском молоке).
В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делят на:
1) внутриклеточное – сложные вещества, поступившие в клетку путём пино- и фагоцитоза гидролизуются клеточными ферментами;
2) внеклеточное – обеспечивается ферментами, находящимися во внеклеточной среде.
Внеклеточное пищеварение делится на:
· полостное / дистантное – совершается в полостях пищеварительного тракта и осуществляется ферментами слюны, желудочного сока, соков поджелудочной железы и кишечника;
· пристеночное / контактное – осуществляется в тонкой кишке на поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками слизистой, покрытых гликокаликсом. Заключительным этапом пристеночного пищеварения является мембранное пищеварение, которое происходит на мембране эпителиоцитов кишечника с помощью ферментов, встроенных в мембраны.
Функции пищеварительной системы.
Функции пищеварительной системы можно разделит на две группы:
1. Пищеварительные функции:
Ø сенсорная – заключается в восприятии физико-химических параметров принимаемой пищи (температуры, консистенции, вкусовых качеств и др.) и её изменений в процессе пищеварения;
Ø секреторная – заключается в синтезе пищеварительных соков железами ЖКТ (в сутки вырабатывается до 6-10 л). Железы, расположенные на протяжении ЖКТ выполняют две основные функции:
§ выделяют пищеварительные ферменты,
§ слизистые железы выделяют слизь, которая смазывает поверхность ЖКТ, также защищает слизистую от повреждений.
Пищеварительные соки, вырабатываемые ЖКТ осуществляют химическую обработку пищи, т.е. расщепление сложных органических веществ на более простые. Химическая обработка осуществляется под действием ферментов – биологических катализаторов белковой природы, обладающих следующими свойствами:
а) специфичностью (определённый фермент катализирует 1 биоорганическую реакцию);
В зависимости от расщепляемого субстрата ферменты делятся на:
1) протеазы – расщепляют белковые молекулы;
2) липазы – расщепляют молекулы липидов;
3) карбоангидразы / амилазы – расщепляют молекулы углеводов;
4) нуклеазы – расщепляют нуклеиновые кислоты.
б) действуют при определённой рН и температуре;
в) их активность зависит от наличия ингибиторов.
Ø моторная – обеспечивает поступление пищи в организм, её измельчение, перемешивание с пищеварительными соками и продвижение по ЖКТ в дистальном направлении. Моторная функция обусловлена, в основном, гладкомышечными клетками (за исключением начального и конечного отделов ЖКТ, где расположена поперечнополосатая мускулатура);
Ø всасывательная – заключается в переносе питательных веществ из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку во внутреннюю среду организма.
2. Непищеварительные функции:
Ø экскреторная – заключается в выведении в полость ЖКТ продуктов метаболизма и различных чужеродных веществ (билирубин, мочевина, креатинин, соли тяжёлых металлов, алкоголь и др.);
Ø защитная – обеспечивается неспецифическими и специфическими механизмами за счёт:
§ рефлекторного отторжения (выплёвывание или рвота) некачественной пищи;
§ барьерных неспецифических механизмов слизистой пищеварительного тракта и печени;
§ бактерицидного и бактериостатического действия компонентов пищеварительных соков;
§ неспецифического и специфического клеточного и гуморального иммунитета.
Ø эндокринная – осуществляется клетками АРUD – системы, клетками поджелудочной железы и печени, которые секретируют гастроинтестинальные гормоны, регулирующие как деятельность самого ЖКТ, так и других органов, и систем;
Ø гемопоэтическая – осуществляется за счёт выработки веществ, обеспечивающих всасывание железа, связывание и предупреждение переваривания витамина В12, необходимого для эритропоэза (фактор Касла);
Ø витаминообразовательная – микрофлора толстого кишечника синтезирует витамины группы В (пантотеновую, фолиеву и никотиновую кислоты), витамин К, витамин Н (биотин);
Ø метаболическая – заключается в круговороте эндогенных и экзогенных веществ между кровью и пищеварительным трактом, что создаёт возможность их повторного использования в обмене веществ;
Ø ЖКТ обладает собственной иммунной системой, которая оказывает влияние на водно-солевой обмен и кислотно-щелочное состояние крови.