Физиология ЖКТ
.pdf
Физиология ЖКТ
Общие принципы пищеварения
Определение
Пищеварение – сложный физиологический и биохимический процесс физических, физикохимических и химических изменений принятой пищи в пищеварительном тракте.
Впроцессе этого компоненты пищи:
1.поступают в организм;
2.утрачивают видовую специфичность;
3.приобретают свойство быть усвоенными организмом и включенными в его обмен веществ;
4.сохраняют свою пластическую и энергетическую ценность.
Типы пищеварения, их характеритика
В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делят на три типа (А.
М. Уголев):
Собственное пищеварение – это процесс переваривания пищи, который осуществляется ферментами, синтезированными данным макроорганизмом (его железами, эпителиальными клетками);
Симбионтное пищеварение – это процесс переваривания пищи, при котором осуществляется гидролиз питательных веществ ферментами, синтезированными симбионтами макроорганизма (бактериями и простейшими желудочно-кишечного тракта);
Аутолитическое пищеварение – это процесс переваривания пищи, который осуществляется за счет экзогенных гидролаз, которые поступают в организм в составе принимаемой пищи. Его роль существенна при недостаточно развитом собственном пищеварении.
Пищеварение в зависимости от локализации гидролиза питательных веществ делится на:
Внутриклеточное пищеварение – это процесс переваривания пищи, который протекает внутри клеток;
Внеклеточное пищеварение – это процесс переваривания пищи, который протекает вне клетки:
Полостное (дистантное) пищеварение – процесс переваривания пищи, который осуществляется в полости желудочно-кишечного тракта.
Пристеночное, контактное, или мембранное, пищеварение – процесс переваривания пищи, который происходит у стенки тонкой кишки.
Таким образом, пищеварение представляется как трехэтапный процесс:
1.полостное пищеварение (в полостях рта, желудка и кишечника)
2.пристеночное пищеварение (в тонкой кишке)
3.всасывание (в основном в тонкой кишке).
Конвейерный принцип организации пищеварения
Пищеварительный конвейер заключается в последовательности и преемственности ряда процессов:
Преемственность биотехнологических процессов:
1.размельчение,
2.увлажнение,
3.набухание,
4.растворение пищи и ее компонентов,
5.денатурация белков;
6.гидролиз полимеров до стадии олигомеров, затем мономеров;
7.их транспорт в кровь и лимфу.
Органная преемственность пищеварения:
1.пищеварение в полости рта,
2.желудочное пищеварение,
3.кишечное пищеварение.
Преемственность глубины деградации макромолекул, их деполимеризации:
1.гидролиз полимеров до различной сложности олигомеров,
2.гидролиз олигомеров до тетрамеров,
3.гидролиз тетрамеров до тримеров,
4.гидролиз тримеров до димеров,
5.гидролиз димеров до мономеров.
Преемственность стадий кишечного пищеварения:
1.полостное;
2.гетерофазное пристеночное (последовательно – в слизи, гликокаликсе, на мембранах микроворсинок);
3.сопряжение мембранного пищеварения и всасывания.
Функции пищеварительной системы
Пищеварительные |
Непищеварительные |
|
|
Секреторная |
Экскреторная (выделительная) |
|
|
Моторно-эвакуаторная (двигательная) |
Защитная |
|
|
Всасывательная |
Кроветворная (фактор Кастла) |
|
|
|
Синтетическая |
|
|
|
Инкреторная (эндокринная) |
|
|
|
Гомеостатическая |
|
|
|
Терморегуляторная |
|
|
Секреторная функция |
|
Секреция – это внутриклеточный процесс образования из поступивших в клетку веществ специфического продукта (секрет) определенного функционального назначения и выделение его из железистой клетки.
Секреты поступают в полость желудочно-кишечного тракта в разном количестве, а затем:
гидролизуют питательные вещества (гидролитические ферменты и их активаторы);
оптимизируют условия для гидролиза:
по величине рH (электролиты),
состоянию гидролизуемого субстрата (эмульгирование липидов солями желчных кислот, денатурация белков соляной кислотой);
выполняют защитную роль (слизь, бактерицидные вещества, иммуноглобулины).
Моторно-эвакуаторная функция
Моторная (двигательная) функция ЖКТ – координированная сократительная активность поперечно-полосатых и гладких мышц пищеварительного тракта, обеспечивающая физическую трансформацию пищи, ее перемешивание с секретом и продвижение в дистальном направлении.
Моторная, или двигательная, функция принимает участие во всех этапах пищеварительного процесса.
Для ЖКТ характерны следующие типы двигательной активности:
Перистальтика – волнообразное сокращение стенок ЖКТ, способствующее передвижению его содержимого к дистальному отделу в результате координированных сокращений продольных и поперечных мышц.
Пропульсивно-перистальтические движения – сокращение циркуляторных мышечных слоев,
волнообразно распространяющееся по пищеварительной трубке, что обеспечивает перенос пищевого комка и химуса.
Непропульсивная перистальтика – мышечные сокращения, осуществляемые на коротких участках ЖКТ, а именно:
Сегментация – периодическое одновременное сокращение циркуляторных мышечных слоев соседних участков.
Маятникообразное движение – сокращение продольных мышц на небольших отрезках ЖКТ.
Антиперистальтика – волнообразное сокращение стенок пищеварительного тракта, при котором его содержимое передвигается в направлении, обратном обычному.
При нормально протекающем процессе пищеварения она наблюдается в толстом кишечнике, что способствует задержке содержимого, его лучшему перемешиванию.
В тонкой кишке и желудке данный тип моторики, как правило, не отмечается (исключение – рвота).
Тонические сокращения – продолжительные сокращения некоторых гладких мышц желудочнокишечного тракта, которые обычно продолжаются несколько минут или даже часов, при котором лишь часть волокон напряжена, а остальные – расслаблены.
Всасывательная функция
Всасывание – процесс транспорта нутриентов, в основном мономеров, из полости желудочнокишечного тракта во внутреннюю среду организма, его кровь и лимфу.
Различные вещества всасываются посредством разных механизмов.:
1.Транспорт макромолекул и их комплексов осуществляется путем трансцитоза:
1.эндоцитоза в клетку:
фагоцитоза;
пиноцитоза.
2.экзоцитоза из клетки в межклеточное пространство.
2.Некоторое количество веществ (некоторое количество воды и электролитов и меньшее количество других веществ) может транспортироваться путем персорбции (т. е. по межклеточным пространствам).
3.Всасывание микромолекул осуществляется посредством трех видов транспорта:
активного транспорта;
пассивного транспорта:
фильтрации;
диффузии;
осмоса;
облегченной диффузии.
Большая часть субстанций всасывается в тонкой кишке, а часть – в толстой кишке.
Пищеварение в ротовой полости
Особенности:
1.Пища находится короткое время – 15-20 сек;
2.Происходит анализ вкусовых качеств пищи;
3.Пищеварение полостное;
4.Среда слабо-щелочная;
5.Происходит в основном физико-механическая обработка пищи.
Пищеварительные функции ЖКТ |
Их проявление в ротовой полости |
|
|
Моторно-эвакуаторная (двигательная) |
Сосание |
|
Жевание |
|
Глотание |
|
|
Секреторная |
Слюноотделение |
|
|
Всасывательная |
Всасывание |
|
|
Жевание
Жевание – процесс механической обработки пищи между верхними и нижними рядами зубов посредством движения нижней челюсти относительно верхней.
Длительность и характер жевания зависят от:
возраста;
аппетита;
свойств и количества пережевываемой пищи;
полноценности жевательного аппарата и механизмов его управления.
Жевательные движения осуществляются сокращениями:
жевательных мышц;
мимических мышц;
мышц языка.
Фазы жевания.
При регистрации жевания – мастикациографии – выявляются следующие фазы:
1. фаза покоя:
зубные ряды не сомкнуты (расстояние между ними примерно 5 мм);
положение нижней челюсти определяется тонусом мышц;
в ротовой полости отрицательное давление (благодаря нижней челюсти и языку);
2.введение пищи в рот;
3.ориентировочная:
медленные движения, небольшой амплитуды.
происходит оценка качества пищи: вкуса, размера, твердости.
определяется необходимая сила сокращения жевательных мышц;
4.основная (регулярные жевательные движения):
1.опускание нижней челюсти, смещение ее вперед и в сторону (пища за счет языка и щечных мышц помещается на рабочую сторону зубных рядов);
2.поднимание нижней челюсти, контакт бугров моляров и премоляров с буграми зубов антагонистов верхней челюсти (раздавливание пищи);
3.перемещение нижней челюсти к сагиттальной линии, смыкание зубных рядов в центральной окклюзии (растирание пищи).
5.формирование пищевого комка.
Во время жевания:
язык
распределяет пищу на зубные ряды;
извлекает ее из щечно-челюстных карманов;
перемешивает со слюной.
зубы:
резцы и клыки откусывают пищу,
премоляры раздавливают пищу,
моляры растираютпищу.
Регуляция жевания
Акт жевания:
осуществляется рефлекторно,
имеет:
цепной характер;
произвольные компоненты;
автоматизированные компоненты.
Путь рефлекторной дуги жевания:
1.Возбуждение рецепторов полости рта;
2.Проведение импульсов по волокнам тройничного нерва:
в сенсорные ядра продолговатого мозга;
в ядра зрительных бугров;
в кору большого мозга; 3. От ствола мозга и зрительных бугров коллатерали отходят к ретикулярной формации;
Определение
Центр жевания – совокупность нейронов различных отделов, принимающих участие в регуляции жевания:
двигательные ядра продолговатого мозга;
красное ядро;
черное вещество;
подкорковые ядра и кора большого мозга.
4. От центра жевания импульсы по двигательным волокнам тройничного нерва поступают:
к жевательным мышцам – осуществляют движения нижней челюсти вниз-вверх, впередназад и вбок;
к мышцам языка, щек и губ – перемещают пищевой комок в полости рта, подают и удерживают пищу между жевательными поверхностями зубов
Слюноотделение
Слюноотделение, саливация (лат. salivatio) – выделение слюнными железами слюны, протекающий в
3этапа:
1.синтез ферментов и муцина в железистых клетках ацинусов слюнных желез;
2.выход первичного секрета из клеток в протоки;
3.разбавление водой первичного секрета и его насыщение минеральными веществами в протоках.
Состав и функции слюны
Смешанная слюна – вязкая, слегка опалесцирующая мутноватая жидкость:
с относительной плотностью 1,001-1,017,
с вязкостью 1,10-1,32 пуаза,
с рH 5,8-7,8.
Состав слюны сложен и меняется в зависимости от свойств принимаемой пищи. Слюна содержит:
органические вещества:
-муцин:
-склеивает пищевые частицы в пищевой комок (будучи покрыт слизью, тот легче проглатывается);
-выполняет также защитную функцию, покрывая слизью слизистую оболочку рта и пищевода.
--амилаза – гидролизует полисахариды в основном до стадии дисахаридов,
--глюкозидаза – гидролизует полисахариды до стадии моносахаридов.
-мурамидаза (лизоцим) – обладает высокой бактерицидностью.
Активность протеолитических ферментов низкая, и они имеют значение в санации полости рта.
воду (99%) и неорганические вещества:
Значение слюны в пищеварении состоит:
в участии в процессах пищеварения:
в смачивании пищи:
для вкусовой оценки (на вкусовые рецепторы действуют только растворенные вещества);
для химической обработки пищи;
для проглатывания (сухая пища не проглатывается);
для начала образования химуса;
для вымывания остатков пищи из ротовой полости;
для действия защитных компонентов слюны;
в растворении питательных и вкусовых веществ;
в ослизнении пережеванной пищи;
в переваривании углеводов под действием а-амилазы;
Гидролиз углеводов ферментами слюны из-за кратковременности пребывания пищи в полости рта происходит не столько в ней, сколько внутри пищевого комка уже в желудке. Действие карбогидраз слюны прекращается желудочным соком кислой реакции.
в участии других процессах:
в гигиене полости рта (защитная и антибактериальная функции), который обусловлен:
бактерицидным действием лизоцима и иммуноглобулинов;
вымыванием остатков пищи и бактерий из ротовой полости;
обволакиванием слизистой полости рта муцином.
в участии терморегуляции (испарение);
в регуляция регенерации слизистой оболочки;
в увлажнении слизистой оболочки ротовой полости, что необходимо для речевой функции;
в поддержании фосфорно-кальциевого обмена полости рта.
Регуляция слюноотделения
Прием пищи и связанные с ней факторы (вид, запах, вкус, жевание пищи) условно- и
безусловнорефлекторно возбуждают слюноотделение.
Латентный период слюноотделения составляет 30 с и зависит от:
силы пищевого раздражителя;
возбудимости пищевого центра.
Секреция слюны регулируется вегетативными нервами:
парасимпатические нервы резко усиливают секрецию слюны;
эффект симпатических нервов более слабый и может быть разным; чаще симпатические нервы снижают секрецию слюны за счет сосудосуживающего влияния.
Морфофункциональная организация рефлекса слюноотделения
1.Возбуждение рецепторов полости рта;
2.Проведение импульсов по афферентным волокнам тройничного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов в ЦНС.
3.Импульсы достигают продолговатого и других отделов мозга, включая кору большого мозга.
Основной центр слюноотделения расположен в продолговатом мозге
4.Передача импульсов от рецепторов и расположенных выше отделов мозга в центр
слюноотделения (верхнее или нижнее слюноотделительноое ядро) или в боковые рога II-IV верхних грудных сегментов спинного мозга в зависимости от ответа на раздражитель.
5.Проведение возбуждения по эфферентным парасимпатическим и симпатическим нервным волокнам к слюнным железам.
Всасывание веществ в полости рта
имеет небольшое физиологическое значение, т. к. пища находится здесь не более 20 секунд;
происходит интенсивно, т. к. ротовая полость обильно васкуляризована;
происходит в обход воротной системы печени;
всасываются:
вода,
алкоголь,
электролиты: бикарбонаты, калий, кальций, фосфор, фтор, йод и мн. др.
лекарственные вещества: валидол; нитроглицерин; растворы глюкозы, пенициллина, фурацилина; настои зверобоя, календулы и мн. др.
Глотание. Продвижение пищевого комка из ротовой полости в желудок
Глотание – перевод пищевого комка из полости рта в желудок. Человек в среднем совершает за сутки 600 глотаний, 200 из которых производятся во время еды.
Глотание имеет рефлекторный механизм:
1.раздражение чувствительных окончаний тройничных, гортанных и языкоглоточных нервов;
2.по их афферентным волокнам импульсы поступают в продолговатый мозг, в котором расположен бульбарный центр глотания, который координируется двигательными центрами среднего мозга и коры большого мозга:
3.от него импульсы по эфферентным двигательным волокнам тройничного, языкоглоточного, подъязычного и блуждающего нервов достигают мышц, обеспечивающих глотание.
Центр глотания находится в тесной связи с центром дыхания, тормозя его при глотании, что
предотвращает попадание пищи в воздухоносные пути.
Фазы глотания.
Перед глотанием глоточно-пищеводный сфинктер закрыт, а затем во время глотания давление в
глотке повышается до 45 мм рт. ст. и через открывшийся сфинктер пищевой комок поступает в начало пищевода, где давление не более 30 мм рт.ст.
Глотание состоит из трех последовательных фаз:
1.Ротовая (произвольная), во время которой:
1.из пищевой пережеванной массы во рту формируется пищевой комок объемом 5-15 см ;
2.движениями языка пищевой комок перемещается на его спинку;
3.произвольными сокращениями передней части языка пищевой комок прижимается к твердому небу, затем переводится на корень языка за передние дужки.
2.Глоточная (быстрая, короткая, непроизвольная), во время которой:
1.раздражения рецепторов корня языка рефлекторно вызывают сокращение мыщц,
приподнимающих мягкое небо, что препятствует попаданию пищи в полость носа;
2.одновременно протекают два прецесса:
-движения языка проталкивают пищевой комок в глотку;
-сокращаются мышцы, смещающие подъязычную кость и вызывающие поднятие гортани,