Теплообразование в организме зависит от интенсивности обменных процессов. При любой реакции биохимического окисления веществ потребляется кислород и выделяется углекислый газ. Метод непрямой калориметрии основан на определении количества усвоенного организмом кислорода и выделенного углекислого газа, с последующими расчетами. Кислород используется для окисления белков, жиров и углеводов, но на окисление этих веществ требуется различное количество кислорода, теплопродукция при этом также различна. Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1л кислорода, называется калориметрическим эквивалентом кислорода (КЭК).

Известно, что при окислении различных питательных веществ, клетки выделяют разное количество углекислого газа. Узнав объем выделенного углекислого газа и потребленного кислорода, можно определить, какие питательные вещества окислялись. Для этого вводится понятие дыхательного коэффициента (ДК).

Дыхательным коэффициентом называется отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода.

Рассмотрим, для примера, каким будет ДК при окислении глюкозы:

С 6 Н 12 О 2 + 6 О 2 = 6СО 2 + 6Н 2О, следовательно, ДК= 6СО 2/ 6О 2 равен 1.

Интенсивность обменных процессов в организме и соответствующая ей энергопродукция зависит от индивидуальных особенностей организма: пола, возраста, роста и массы тела, характера питания, физической активности, условий внешней среды. Для того, чтобы результаты определения интенсивности метаболизма и энергообразования были сопоставимы для разных индивидуумов, установлены стандартные условия, исключающие влияние на организм факторов, повышающих интенсивность окислительных процессов.

Билет № 5

Значение метода хронического эксперимента в изучении функции пищеварительных желез. Основные операции, разработанные в лаборатории и.П. Павлова и их назначение.

Методы хронического эксперимента. Принцип хронического эксперимента заключается в хирургической (оперативной) под­готовке животных, в ходе которой накладывают фистулу (отвер­стие, снабженное специальной трубкой, выходящей наружу) того или иного отдела пищеварительного тракта или выводных прото­ков пищеварительных желез. Опыты ставят на выздоровевщих после операции животных.

В. А. Басов (1842) успешно произвел операцию наложения фистулы желудка у собак. При дальнейшем усовершенствовании этой операции в желудочном свище фиксировали трубку, которую вне опыта закрывали пробкой. Открыв ее, можно было получать содержимое желудка.

В лаборатории И. П. Павлова у таких собак была выполнена операция эзофаготомии (перерезка пищевода). После заживления раны производили «мнимое кормление» собаки: она ела, но пища выпадала из отверстия пищевода, а из открытой желудочной фис­тулы изливался сок (рис. 9.2). Сок в чистом виде получали у собак с изолированными выкроенными в хирургических операциях из различных частей желудка желудочками (рис. 9.3). Желудочек, выкроенный по методу Павлова, в отличие от желудочка Гейденгайна имеет сохраненную вагусную иннервацию и более полно отражает секрецию в большом желудке, где идет пищеварительный процесс. Применяют методы хирургической изоляции петли тон­кой кишки с выведением в кожную рану одного дистального (опе­рация Тири) или двух (операция Тири—Веяла) ее концов (рис. 9.4), из которых собирают кишечный сок или куда вводят растворы для изучения их всасывания.

Широкое распространение получили операции выведения нару­жу и вживления в кожную рану выводных протоков слюнных и поджелудочной желез, желчного выводного протока. Разработаны методы, предотвращающие потерю пищеварительных секретов вне экспериментов.

Фистульная методика позволяет в любое время наблюдать за функцией органа, который имеет нормальные кровоснабжение и иннервацию. Из фистулы собирают чистые пищеварительные соки, изучают их состав и свойства натощак, после кормления животных или иной стимуляции секреции. На фистульных животных изучают моторную и секреторную функции органов пищеварения, процессы гидролиза и всасывания питательных веществ в различных отделах пищеварительного тракта на практически здоровых животных в почти естественных условиях хронических экспериментов. В ис­следованиях И. П. Павлова, принесших ему широкую славу и Но­белевскую премию (1904), в хронических опытах были получены новые данные, и, как сказано в Нобелевском дипломе, И. П. Пав­лов «пересоздал физиологию пищеварения»

Суточное количество, состав и свойства желудочного сока. Клеточные механизмы секреции соляной кислоты. Особенности желудочного пищеварения у детей.

Желудочный сок — секрет, выделяемый железами слизистой оболочки желудка. Бесцветная, слегка опалесцирующая жидкость. Плотность (удельный вес) желудочного сока — 1,006 — 1,009, рН=1,5—2,0. Суточное количество достигает 2 л.

Желудочный сок здорового человека содержит небольшое количество слизи и непереваренной клетчатки.

При проведении анализа желудочного сока обязательно определяются такие показатели, как общая кислотность, количество свободной соляной кислоты и т.д.

Желудочный секрет состоит из двух компонентов: обкладочного, выделяемого обкладочными клетками и имеющего кислую реакцию, и необкладочного, выделяемого всеми остальными клетками желудка и имеющего щелочную реакцию. Обкладочный секрет содержит соляную кислоту в высокой концентрации. Последняя не повреждает слизистую оболочку желудка вследствие наличия защитных факторов (необкладочного секрета, слизи и буферных свойств пищи). Необкладочный секрет содержит пепсин, гастриксин, муцин, хлориды, бикарбонаты, фосфаты натрия и калия. Главным источником образования необкладочного секрета служит  слизистая  оболочка  привратника; пепсиноген (предшественник пепсина — белковопереваривающего фермента) продуцируется главными клетками в теле желудка. Вторым белковопереваривающим ферментом является гастриксин.  Его протеолитическая активность почти в два раза выше, чем у пепсина. Желудочные железы человека могут вырабатывать липазу и, возможно, другие ферменты. Кроме того, в желудок секретируется гастро-мукопротеин, или внутренний фактор Касла (см. Касла факторы), группа биологически активных веществ крови. Клетки, вырабатывающие эти вещества, пока неизвестны. Регуляторный механизм желудочной секреции сложен и до конца не раскрыт. Установлено участие в данном процессе нервной и эндокринной систем, а также местных регуляторных механизмов в желудке и кишечнике.

Синтез HCl связан с аэробным окислением глюкозы и образованием АТФ, энергию, которой используется системой активного транспорта ионов Н+ . В апикальную мембрану встроена H+/ К+ АТФ-аза, которая выкачивает из клетки H+ ионы в обмен на калий. Одна из теорий полагает, что основным поставщиком ионов водорода является угольная кислота, образующаяся в результате гидратации углекислого газа, эту реакцию катализирует карбоангидраза. Анион угольной кислоты покидает клетку через базальную мембрану в обмен на хлор, который затем выводится через хлорные каналы апикальной мембраны . Другая теория в качестве источника водорода считает воду (рис.7).

Полагают, что париетальные клетки желез желудка возбуждаются тремя путями:

блуждающий нерв оказывает на них прямое влияние через мускариновые холинорецепторы (М-холинорецепторы) и опосредованное, активируя G-клетки пилорического отдела желудка.

гастрин оказывает на них прямое влияние через специфические Г-рецепторы.

гастрин активирует ECL (тучные) клетки, секретирующие гистамин. Гистамин через Н2-рецепторы активирует париетальные клетки.

Блокада холинорецепторов атропином снижает секрецию соляной кислоты. Блокаторы Н2-рецепторов и М-холинорецепторов применяются при лечении гиперацидных состояний желудка. Торможение секреции соляной кислоты вызывает гормон секретин. Его секреция зависит от pH содержимого желудка: чем выше кислотность поступающего в 12- перстную кишку химуса, тем больше выделяется секретина. Жирная пища стимулирует секрецию холецистокинина (ХК). ХК снижает сокоотделение в желудке и угнетает активность париетальных клеток. Снижают секрецию соляной кислоты и другие гормоны и пептиды: глюкагон, ЖИП, ВИП, соматостатин, нейротензин.

Пищеварение в желудке у детей

У новорожденного хорошо развит кардиальный отдел желудка, хуже пилорический. Дно желудка и пилорическая часть в достаточной степени развиваются только к 10-12 годам.

Вход в желудок широкий, кардиальный сфинктер развит слабо, зато выражен мышечный слой привратника, поэтому у грудных детей часто наблюдается срыгивание и рвота. Вместимость желудка новорожденного 40-50 мл, к концу первого месяца 120-140мл, к концу первого года 300-400 мл.

В слизистой желудка имеются те же железы, что и у взрослых, но количество секреторных клеток в 10-12 раз меньше, чем у взрослых, железы короче и шире.

У детей раннего грудного возраста объем желудочного сока не велик, т.к. мозговая фаза желудочной секреции выражена слабо, рецепторный аппарат желудка развит плохо, механические и химические воздействия не оказывают выраженного стимулирующего действия на секрецию желез.

рН желудочного содержимого родившегося ребенка колеблется от слабощелочной до слабокислой. В течение первых суток среда в желудке становится кислой (рН 4-6). Кислотность желудочного сока создается не HCl (свободной HCl в соке незначительное количество), а молочной кислотой.

Активация протеолитических ферментов осуществляется в основном молочной кислотой.

В слабокислой среде желудка детей раннего грудного возраста протеазы малоактивны, благодаря этому различные иммуноглобулины не гидролизуются и всасываются в кишечнике в нативном состоянии, обеспечивая должный уровень иммунитета. Пепсиногены активируются молочной кислотой. В желудке новорожденного переваривается 20-30% поступивших белков.

Под влиянием слюны и желудочного сока в присутствии ионов кальция растворенный в молоке белок казеиноген, задерживаясь в желудке, превращается в нерастворимые рыхлые хлопья, которые затем подвергаются действию протеолитических ферментов.

Желудочная липаза расщепляет только эмульгированные жиры молока; липаза грудного молока активируется липокиназой желудочного сока ребенка.

В слабокислой среде желудка может сохраняться амилолитическая активность слюны ребенка и материнского молока.

При грудном вскармливании желудочный сок менее кислый, с меньшей ферментативной активностью, чем при вскармливании коровьим молоком и питательными смесями. При переходе на смешанное питание рН постепенно снижается и достигает значений взрослых только к 7-12 годам.