10. Физиология пищеварения

Где располагается пищевой центр, из каких он состоит отделов? Он расположен в гипоталамической области, и состоит из двух подцентров: а) центр голода, б) центр насыщения.

Как изменится пищевое поведение животного при раздражении электрическим током центра голода? Животное вновь захочет есть, даже если было сыто. При сильном раздражении начнет есть всѐ то, что ему дают. Запускается пищедобывательный акт.

Как изменится пищевое поведение животного при разрушении центра голода? Если током разрушить центры голода с двух сторон, то аппетит у животного пропадает, уменьшается таксис на еду - афагия. В итоге животное день за днѐм начинает терять в весе и погибает от истощения.

Как изменится пищевое поведение животного при раздражении электрическим током центра насыщения? У животного формируется состояние, напоминающее чувство насыщения, как будто оно съело большое количество пищи. Животное может научиться манипулировать рычажком стимуляции после нескольких случайных нажатий - самораздражение. Последствием самораздражения может возникнуть полное исчезновение чувства голода. Животное доводит себя до истощения и погибает, отвергая еду.

Как изменится пищевое поведение животного при разрушении центра насыщения? Начинает доминировать ЦГ. Это приводит к гиперфагии – постоянному чувству голода. При этом животное потребляет избыточное количество пищи, у него развивается ожирение.

Что такое сенсорное насыщение?

Сенсорное насыщение – стадия насыщения, обусловленная поступлением в гипоталамус возбуждения от рецепторов ротовой полости и желудка

Что такое метаболическое насыщение?

Метаболическое насыщение – стадия насыщения, обусловленная поступлением в кровь продуктов гидролиза пищи

Как осуществляется компенсация поддержания концентрации питательных веществ в крови на оптимальном уровне при недостаточном поступлении в организм пищи?

Существует 3 механизма, активность которых контролируется структурами гипоталамических центров:

1) Работа депо пищевых веществ (обеспечивается последовательное экономное их расходование).

2) Перераспределение питательных веществ (от менее значимых органов компоненты пищи направляются к жизненно важным. Развивается атрофия скелетной мускулатуры – энергетический и пластический материал скелетных мышц и других тканей расходуется на обеспечение деятельности сердца, ЦНС).

3) Переход тканевого метаболизма на более низкую ступень (биологический «котѐл» организма горит на «медленном огне»

Нарисуйте функциональную систему питания.

Нарисуйте дуги рефлексов открывания и закрывания рта.

Открывание рта:

Закрывание рта:

Нарисуйте мастикациограмму, укажите ее фазы.

Какие ферменты находятся в составе слюны? -амилаза, мальтаза, фосфатаза, протеазы, нуклеазы, лизоцим, лингвальная липаза, калликреин.

Нарисуйте схему, иллюстрирующую особенности иннервации (парасимпатической и симпатической) слюнных желез.

В какой последовательности проходит возбуждение рецепторов языка, мягкого неба при попадании пищи в полость рта?

1. Механо-; 2) Термо-; 3) Хеморецепторы

Как образуется слюна в слюнных железах?

Центры слюноотделения – в продолговатом мозге. Медиатор – ацетилхолин. Образование слюны является результатом специфической деятельности клеток железистого эпителия, осуществляющейся с затратой энергии. Во время слюнообразования температура клеток значительно повышается, как и потребление клетками железы кислорода.

Раздражаем нервное волокно → выделяется ацетилхолин, он перемещается к постсинаптической мембране и взаимодействует с белком-рецептором → избирательно открываются хлорные каналы. Анионы хлора по градиенту концентрации перемещаются внутрь секреторных клеток через плазматическую мембрану, возникает гиперполяризация мембраны. Для железистой клетки гиперполяризация – проявление возбуждения. Вслед за хлором в протоплазму поступают катионы натрия, → возникновение большого осмотического градиента, в клетку поступает вода.

Секреторные гранулы окружены мембраной и несут на себе отрицательный заряд. Гранулы отталкиваются от базальной мембраны с отрицательным зарядом. Под влиянием негативного электрического поля гранулы начинают быстро перемещаться к апикальной мембране → пробивают апикальную мембрану и выходят в проток железы. По образующимся каналам выделяется содержимое секреторных клеток.

Производство слюны требует непрерывного снабжения кровью энергетическими субстратами. Под влиянием парасимпатической иннервации расширяются сосуды (ВИП и брадикинин). Первичная слюна во многом соответствует плазме крови → при прохождении по протоку еѐ состав изменяется за счѐт функционирования эпителиальных клеток протока. Эти клетки реабсорбируют Na+ и К+, а секретируют анионы НСО3- и др. Образуется гипотоничная и слабощелочная вторичная слюна.

Как изменяется кровоток слюнных желез при усилении активности парасимпатических нервов, иннервирующих слюнные железы?

Возникает гиперемия слюнных желез. Артериолы и прекапиллярные сфинктеры расслабляются, а проницаемость капилляров возрастает – благоприятные условия для транспорта веществ в железистые клетки => образуется большое кол-во слюны.

Нарисуйте схему, иллюстрирующую пусковые механизмы слюноотделения.

Каков ферментный состав желудочного сока?

Протеолитические ферменты (пепсин А; пепсин В – парапепсин; гастриксин – пепсин С; реннин пепсин D) и непротеолитические ф-ты (лизоцим, карбоангидраза, амилаза, липаза, лигазы, уреазы)

Чем отличается действие пепсина А в сравнении с пепсином С (гастриксином)?

Пепсин А – основной фермент, активен при рН =1,5-2,0. Пепсин С отличается от пепсина А более высокой активностью, активен при рН=3,0-3,5

Какова функция соляной кислоты в составе желудочного сока?

1) Необходима для активации пепсиногенов.

2) Создаѐт оптимальный уровень рН для активности ферментов.

3) Вызывает денатурацию белков и их набухание (облегчает процесс гидролиза).

4) Бактерицидное действие.

5) Участвует в механизмах саморегуляции желудочного сока и сока поджелудочной железы, обеспечивая адекватную работу желѐз желудка и поджелудочной железы

Какова роль желудочной слизи, покрывающей слизистую оболочку желудка?

Защитная (защита слизистой от самопереваривания), кроветворная функции, нейтрализация соляной кислоты, адсорбирует и ингибирует ферменты, усиливает эффективность протеолиза.

Как происходит активация пепсиногена?

Под влиянием НСl (отщепляются ингибирующие белковые компоненты) превращается в активную форму – пепсин путем частичного (ограниченного) протеолиза, образуется активный центр, изменяется первичная структура

Назовите фазы желудочной секреции, охарактеризуйте механизмы каждой фазы желудочной секреции с предоставлением схем.

1. Мозговая, состоит из : 1) условнорефлекторного и 2) безусловнорефлекторного компонентов.

Условнорефлекторный: Импульсация с постганглионарных нейронов активирует обкладочные и главные клетки => приводит к отделению желудочного сока. Медиатор – ацетилхолин взаимодействует с холинорецепторами железистых клеток.

Безусловнорефлекторный: связан с воздействием пищевых масс на слизистую оболочку полости рта, ее рецепторные приборы. Часть импульсов поступает в слюноотделительный центр, но параллельно «подпитывается» и ядро блуждающего нерва.

2. Желудочная: обеспечивает порядка 70% общего количества желудочного сока, подразделяется на 2 компонента: 1) нервный и 2) гуморальный компоненты.

Нервный: Слизистая оболочка желудка густо «нашпигована» рецепторными приборами – механо-, осмо-, термо- и хеморецепторами, от них возбуждение идет к ядру блуждающего нерва, что запускает уже известный механизм.

Гуморальный: раздражение механорецепторов желудка приводит к высвобождению гастрина, который гуморальным путем высвобождает железы фундального отдела. Гастрин разносится по всему организму и возвращается к железам желудка, где активирует обкладочные и главные клетки. => продукция желудочного сока увеличивается. Выделение гастрина усиливается при действии на слизистую оболочку антрального отдела желудка продуктов гидролиза белков, экстрактивных веществ мяса, овощей.

Другой гуморальный агент – гистамин (один из ключевых факторов образования сока желудочной фазы). В основном стимулирует обкладочные => преимущественно оказывает влияние на продукцию железами желудка HCl.

Соматостатин с током крови разносится по организму, действуя на железы желудка, в основном на обкладочные клетки, но и на главные тоже, угнетает их секрецию.

3. Кишечная подразделяется на 2 компонента: 1) преимущественно обеспечивающий механизмы усиления желудочной секреции; 2) способствующий торможению, угнетению секреции желудка.

1-й компонент базируется на нервных и на гуморальных механизмах. Основные механизмы кишечной фазы гуморальные – активируют и угнетают секрецию. Активирующее влияние напрямую связано с образованием энтерогастрина. По своим свойствам и механизму выделения энтерогастрин напоминает гастрин желудка.

2-й компонент. После критического повышения уровня кислотности в 12-пѐрстной кишке включаются механизмы угнетения секреции. Раздражение высокопороговых хемо- и механорецепторов приводит к активации гормоноактивных S-клеток, продуцирующих тормозные тканевые гормоны. S-клетки начинают выделять гормон секретин, оказывающий на железы желудка тормозное влияние.

Что такое датчик (пейсмейкер) сокращения желудка?

- зона, прилегающая к пищеводу, где первично возникают перистальтические волны

Какое влияние оказывает на моторику желудка вегетативная нервная система?

Парасимпатическая иннервация оказывает стимулирующие влияние на моторику желудка: увеличивает силу и частоту сокращений, повышает скорость распространения перистальтических волн.

Симпатическая иннервация: оказывает тормозящие действие: уменьшает амплитуду и частоту сокращений, скорость распространения перистальтических волн.

Что такое антральная систола? – систолические сокращения пилорического отдела желудка

Какие факторы влияют на скорость перехода пищевых масс из желудка в двенадцатиперстную кишку? Качество пищи, степень измельченности химуса, степень растяжения кишки

Нарисуйте схему тормозного энтерогастрального рефлекса:

Нарисуйте схему, демонстрирующую участие нервной системы в перистальтике желудка (и кишечника):

Какие ферменты находятся в составе сока поджелудочной железы? α-амилаза, мальтаза и лактаза, липаза, нуклеазы, эндопептидазы – трипсин, химотрипсин, экзопептидазы – карбоксиполипептидаза, аминополипептидаза.

Что такое энтерокиназа, какова её роль в организме? Активация трипсиногена (фермента расщепляющего целые белковые молекулы до крупных белковых комплексов) осуществляется в 12-перстной кишке ферментом-активатором энтерокиназой (эндопептидаза). Энтерокиназа выделяется клетками слизистой 12-перстной кишки в ответ на поступление в неѐ химуса и его воздействии на слизистую.

Объясните механизм отделения сока поджелудочной железы при введении пищи в полость рта с представлением схемы

Секреция сока начинается через 1-3 мин после начала приёма пищи. Блуждающий нерв – секреторный для поджелудочной. Стартовые механизмы желудка и поджелудочной железы полностью совпадают.

Мозговая фаза включает 2 компонента – Условнорефлекторный: импульсация с постганглионарных нейронов активирует обкладочные и главные клетки => приводит к отделению желудочного сока. Медиатор – ацетилхолин взаимодействует с холинорецепторами железистых клеток.

Безусловнорефлекторный: связан с воздействием пищевых масс на слизистую оболочку полости рта, ее рецепторные приборы. Часть импульсов поступает в слюноотделительный центр, но параллельно «подпитывается» и ядро блуждающего нерва.

За счет каких механизмов изменяется активность поджелудочной железы при поступлении пищи в желудок (нарисуйте их схемы)?

Желудочная фаза: Нервные механизмы регуляции включаются при растяжении желудка → увеличивается отделение сока поджелудочной железой. Секреция панкреатического сока длится несколько часов. Гуморальные мех-мы обусловлены выделением гастрина. Гастрин через кровь стимулирует секрецию поджелудочной железы. Гистаминовый механизм здесь не работает.

Какие механизмы поддерживают секрецию поджелудочной железы при поступлении содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку (нарисуйте их схемы)?

Кишечная фаза: доминируют гуморальные механизмы, которые в основном проявляются в эффектах секретина и холецистокинина-панкреозимина.

а) Секретин поступает в кровь, стимулируя внешнюю секрецию поджелудочной. Стенка кишки подвергается воздействию поступившего из желудка кислого содержимого → активируются чувствительные нейроны, расположенные в слизистой оболочке кишки, → которые активируют эффекторные клетки, → а они активируют секреторные клетки 12-перстной кишки. Способствует выработке сока в больших количествах, но сравнительно бедного в ферментном отношении.

б) Холецистокинин-панкреозимин (ХК-ПЗ), поступая в кровь, активирует панкреатическую секрецию. Оказывает в основном трофическое влияние – сок вырабатывается в небольшом количестве, но чрезвычайно богатый ферментами.

При сочетанном действии обоих гормонов образуется полноценный сок.

Чем отличается сок поджелудочной железы, активированный секретом, от сока поджелудочной железы активированного панкреозимином?

ХК-ПЗ: сока вырабатывается мало, но чрезвычайно богатого ферментами. Секретин: сок вырабатывается в больших количествах, но сравнительно беден в ферментном отношении.

Какие функции реализует печень?

1) Участие в обмене белков (синтез плазменных альбуминов, образуются факторы свѐртывания крови, фибриноген).

2) Участие в жировом обмене (жирные кислоты преобразуются в высшие жирные к-ты)

3) Участие в углеводном обмене (глюкоза переводится в гликоген)

4) Барьерная функция (обезвреживает продукты метаболизма белка – индол, крезол, фенол, скатол; образующийся в печени аммиак превращается в мочевину);

5)В пищ. системе выполняет роль экзокринной железы (вырабатывает желчь)

Какова роль желчи в пищеварении?

1)Угнетение активности пепсина (на ферменты поджелудочной угнетающего влияния не оказывает).

2) Активирование липазы поджелудочной железы.

3) Активирование энтерокиназы в 12-перстной кишке.

4) Участие в эмульгировании жиров.

5) Обеспечение всасывания жирных кислот.

6)Повышение перистальтической активности 12-перстной кишки и толстого кишечника. 7)Бактериостатическое действие на кишечную микрофлору, предупреждение развития гнилостных процессов (вздутие кишечника, кишечные расстройства).

8) Создаѐт условия для фиксации ферментов на кишечной стенке, что создаѐт условия для пристеночного и мембранного пищеварения.

Какое влияние на моторую активность желчного пузыря и сфинктер Одди оказывает блуждающий нерв, симпатическая иннервация?

Блуждающий: на моторную активность желчного пузыря – стимулирующие, сфинктер Одди – угнетающее. Симпатические нервы снижают способность сокращаться желчного пузыря и повышают тонус сфинктера Одди.

Дайте представление о моторной деятельности тонкого кишечника, опишите основные типы сокращений.

Моторная деятельность тонкой кишки обеспечивает дальнейшую механическую обработку химуса, его измельчение, перемешивание со щелочными пищеварительными секретами, продвижение по ходу кишки в дистальном направлении, смену слоя химуса у слизистой оболочки, повышение внутриполостного давления => Моторная деятельность повышает эффективность полостного и пристеночного пищеварения и способствует всасыванию питательных веществ.

Механизмы сокращения: 1. Перистальтические (червеобразные) движения, которые необходимы для продвижения пищевых веществ.

2. Ритмическая сегментация, условия для эффективного полостного пищеварения.

3. Маятникообразные сокращения – способствуют перемешиванию химуса.

4. Тонические сокращения – присутствуют всегда.

5. Антиперистальтические сокращения – во время длительной неукротимой рвоты.

Какой гормон желудочно-кишечного тракта оказывает наибольшее влияние на моторную активность жѐлчного пузыря и жѐлчевыводящих путей?

Холецистокинин-панкреозимин

Что такое полостное пищеварение, какова его функциональная роль?

Полостное пищеварение - гидролиз крупномолекулярных комплексов, под воздействием ферментов кишечного сока. В результате он разбивается на мелкие частицы – олигомеры. Гидролиз осуществляется лишь до олигомеров.

Что такое пристеночное, мембранное пищеварение, какова его функциональная роль?

Пристеночное пищеварение - гидролиз олигомеров. Процесс необходим для ускоренного гидролиза олигомеров (за счёт большой концентрации ферментов и их правильной ориентации в гликокаликсе) и образования мономеров (благодаря им облегчается процесс всасывания в стадию контактного пищеварения.

Охарактеризуйте механизм всасывания в тонком кишечнике Na+, Cl -,воды,катионов кальция.

Na+: Натрий – это основной катион внеклеточной жидкости. В просвете кишки концентрация Na+ очень велика, в отличие от концентрации его внутри эпителиальных клеток. Устанавливается значительный градиент концентрации => Na+ легко проходит через апикальные мембраны. На базальных и латеральных мембранах имеются насосные системы, которые активно откачивают Na+ из клеток, сбрасывая его в кровь и межклеточную жидкость.

Перемещение Na+ обеспечивает формирование электрического градиента, приводящего к формированию разности потенциалов. По этому градиенту вслед за Na+ начинают перемещаться отрицательно заряженные анионы хлора.

В целом, механизм перемещения Cl- пассивный, зиждется на работе натриевого насоса. Если натриевые насосы перестанут функционировать, то Cl- и всасываться не будет.

Перемещение большого количества ионов натрия и хлора формирует выраженный локальный осмотический градиент, по которому начинает перемещаться вода. За сутки в кишечнике всасывается около 8-10 литров. Основная часть этой воды представлена компонентами пищеварительных соков – внутренняя вода.

Внутрь клеток Ca2+ заходит пассивно, путѐм диффузии → при помощи кальциевых насосов, расположенных на латеральных и базальных мембранах энтероцитов, он активно выталкивается из клеток в межклеточное пространство. Процесс идѐт с потреблением энергии. Деятельность кальциевых насосов активирует витамин Д. При недостаточности витамина Д перенос Ca2+ нарушается, а его количество в костях снижается, развивается рахит. Работа кальциевых насосов находится также под контролем желез внутренней секреции.

Какие гомоны и как влияют на всасывания кальция в тонком кишечнике?

Паращитовидные железы - паратгормон (усиливает активность кальциевых насосов, что повышает уровень кальция в крови). Щитовидная железа - тирокальцийтонин (тормозит активность кальциевых насосов).

Объясните механизмы всасывания углеводов и аминокислот, укажите общие закономерности и отличия.

Всасывание сахаров: Дисахариды и полисахариды в кишечнике не всасываются. Молекула глюкозы образуется вблизи и вступает в контакт с клеткой кишечного эпителия, взаимодействует со специальным мембранным белком-переносчиком. Конструкция «глюкоза + переносчик» движущим моментом не обладает. В качестве «локомотива» выступают ионы натрия, которые активно проникают через мембрану по концентрационному градиенту. Натрий «тянет» за собой молекулу переносчика. Концентрация глюкозы внутри эпителиальных клеток постепенно увеличивается, достигая критического уровня. По градиенту концентрации путѐм диффузии глюкоза выходит из клеток кишечного эпителия в межклеточное пространство и поступает в кровь. Всасывание аминокислот (АК): Основное количество АК (~50%) образуется в зоне между микроворсинками рядом с мембранами клеток кишечного эпителия. Остальные 50% представлены в том же регионе но в виде дипептидов и трипептидов. Дипептиды и трипептиды всасываются лучше и быстрее отдельных АК. Всосавшись, они под влиянием ферментов-пептидаз внутри клеток гидролизуются до аминокислот. Общая схема переноса через апикальные мембраны ди-, трипептидов и АК аналогична механизму переноса глюкозы.

Происходит взаимодействие с внутриклеточным переносчиком, но без движущего момента. Натрий вновь выполняет «локомотивную» функцию. Отработав, переносчик возвращается на исходную позицию, а АК оказывается внутри клетки. Для разных АК имеется, по крайней мере, 4 вида переносчиков.

1) Для переноса нейтральных АК – валин, фенилаланин. 2) Для основных АК – аргинин, лизин. 3) Для азот-замещѐнных АК – пролин. 4) Для переноса дикарбоновых АК – глутаминовая, аспарагиновая. За пределы клеток кишечного эпителия АК выводятся посредством механизмов пассивного и активного транспортов. С током крови АК разносятся по всему организму, а также направляются в печень для синтеза белков.

Объясните механизмы всасывания продуктов гидролиза жиров

Гидролиз жиров почти до конечной стадии происходит на этапе полостного пищеварения. Необходима липаза и жѐлчные кислоты. Жѐлчные кислоты активируют липазу и обеспечивают процесс эмульгирования жиров → в кишечнике образуются жирные кислоты, моноглицериды и глицерин. В присутствии жѐлчных кислот глицерин, моноглицериды и жирные кислоты образуют мицеллы (жѐлчные кислоты выполняют роль стабилизатора). В виде мицелл продукты гидролиза проникают между микроворсинками. В момент соприкосновения с мембраной мицелла распадается. Жирные кислоты и моноглицериды взаимодействуют с мембранными белками-переносчиками, втягивающими их внутрь клетки (жѐлчные кислоты остаются за пределами эпителиальной клетки и перемещаются в дистальные отделы тонкого кишечника). На уровне его нижней трети они активно всасываются и поступают в кровь. Остаток – выделяется с калом. С током крови жѐлчные кислоты возвращаются в печень, где используются повторно. Имеет место так называемая кишечно-печеночная циркуляция жѐлчных кислот.

Охарактеризуйте особенности пищеварения в толстом кишечнике.

В толстом кишечнике завершается гидролиз остатков пищевых веществ за счет ферментов, поступающих с химусом из подвздошной кишки, и ферментов, вырабатываемых слизистой оболочкой толстой кишки, и энзимов, выделяемых микрофлорой, населяющей толстую кишку; осуществляется всасывание воды, продуктов гидролиза пищевых веществ и микробного разложения остатков пищи; происходит также формирование каловых масс. Сок толстого кишечника содержит ферменты: эрепсин – расщепляет белки; липаза – жиры; амилаза, мальтаза, лактаза – углеводы.

В толстом кишечнике под влиянием микробов происходит расщепление клетчатки поступившей пищи, затем продукты расщепления подвергаются воздействию ферментов. Основная функция толстой кишки состоит в преобразовании фрагментов еды в полутвердое состояние для дальнейшего выведения из организма.

Каково значение микрофлоры толстого кишечника для его нормального функционирования? 1. Участвует в формировании иммунобиологической реактивности организма.

2. Синтезирует витамины групп К и В (В, В6, В12), которые всасываются в толстой кишке и частично усваиваются организмом;

3. Продуцирует биологические активные вещества, оказывающие влияние на тонус кишечной стенки и всасывание воды и аминокислот;

4. Ферменты бактерий толстой кишки расщепляют непереваренные амилазами в тонкой кишке растительные волокна — целлюлозу, гемицеллюлозу, пектины и лигнины;

5. Микроорганизмы толстой кишки сбраживают углеводы до кислых продуктов (молочной и уксусной кислот). В результате брожения в кишечнике создается кислая среда, препятствующая гниению;

6. Микроорганизмы толстой кишки принимают участие в обмене белков, фосфолипидов, желчных и жирных кислот, билирубина, холестерина;

7. Пищеварительные соки частично поступают с химусом в толстую кишку, где микроорганизмы инактивируют ферменты пищеварительных секретов.

Дайте представление о моторной деятельности толстого кишечника.

Моторика толстой кишки обеспечивает резервуарную, всасывательную и эвакуаторную функции – накопление кишечного содержимого, всасывание из него воды, формирование каловых масс и их удаление из кишечника.

Виды движений толстой кишки:

1) малые и большие маятникообразные движения обеспечивают перемешивание содержимого, его сгущение путем всасывания воды;

2) перистальтические и антиперистальтические сокращения выполняют те же функции;

3) сильные пропульсивные сокращения, продвигающие содержимое в каудальном направлении (возникают 3-4 раза в сутки).

Толстая кишка обладает автоматией, но она выражена слабее, чем у тонкой кишки.

В регуляции моторной функции толстой кишки важная роль принадлежит интраорганной нервной системе, деятельность которой направлена на торможение миогенной ритмики.

Влияние гуморальных факторов: серотонин, а также адреналин, глюкагон и секретин тормозит моторику толстой кишки; кортизон, гастрин и ХЦК оказывают стимулирующие влияние.