5. Физиология пищеварения и всасывания

Работа 5.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КИСЛОТНОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА И СОКОВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДКА

(А.И.Киеня, Э.М.Заика и др.,1995; А.И.Киеня,1998)

В экспериментальных и клинических исследованиях оценку кислотовыделительной функции желудка обычно проводят по данным титрования проб фракционно полученного желудочного сока раствором NаОН в присутствии цветных индикаторов. Однако данный метод не лишен некоторых недостатков, т.к. имеется ряд факторов, влияющих на точность исследования (вид применяемого индикатора, его концентрация, зависимость окраски индикатора от температуры, присутствие протеиновых веществ и т.д.). Кроме того, в настоящее время в терминологию кислотности желудочного сока вносятся существенные изменения, а именно, вместо свободной, связанной и общей кислотности вводятся понятия - концентрация водородных ионов Сн⁺ , концентрация неионизированного водорода Сн и титруемая кислотность Снт. Показатель pH является отражением активности водородных ионов ан⁺, от величины которой зависит гидролитическое действие пепсина. Поскольку желудочный сок не является идеальным раствором, то величины Сн⁺ и а⁺ в нем различны, а именно, ан⁺ всегда меньше Сн⁺ (Е.Ю. Линар, 1965 ). Поэтому для оценки кислотовыделительной функции желудка наряду с определением рН целесообразно определять титруемую кислотность Снт, которая представляет собой сумму концентрации водородных ионов Сн⁺ и недиссоциированной кислоты Сн. Для этого более объективным является проведение титрования желудочного сока до рН 7,0 и выражать кислотность в ммоль/л. Зная концентрацию кислоты в пробе и количество выделенного желудочного сока за единицу времени, рассчитывают кислотовыделение (дебит) Н⁺ в ммолях.

Ц е л ь р а б о т ы: Освоить методику потенциометрического титрования жедудочного сока и определить в нем концентрацию Н⁺ .

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: рН-метр с инструкцией по его эксплуатации, электроды для рН-метрии, электромагнитная мешалка с магнитом, химические стаканчики, микропипетка, дистиллированная вода с рН 7,0, автоматические пипетки на 1,0 мл, мерный стаканчик, О,1 н раствор NаОН, фильтровальная бумага, желудочный сок.

Х о д р а б о т ы

Для проведения титрования желудочного сока используют устройство (рис.14), включающее рН-метр любого типа, электромагнитную мешалку, ионоселективный электрод с электродом сравнения и приспособление, при помощи которого представляется возможным медленно подавать раствор щелочи в титруемый раствор .

Подготовка рН-метра и электромагнитной мешалки к работе проводится в соответствии с инструкциями по их эксплуатации. Далее исследование проходит следующим образом.

В стеклянный стаканчик 1 наливают 20 мл дистиллированной воды, рН которой

Рис.14. Установка для потенциометрического

титрования (Объяснение в тексте)

заранее доводят раствором щелочи до 7,0. Стаканчик после внесения в него магнита 2 ставят на мешалку 3. Включают мешалку и в стакан осторожно при помощи винтов штатива опускают электроды 4 и 5 для рН-метрии на глубину, обеспечивающую полное погружение активной части электродов в воду и исключающую касание их магнита при его вращениях. Стрелка рН-метра при этом устанавливается на указателе шкалы рН 7,0. В стаканчик вносят 2-3 мл кислого желудочного сока, что приводит к отклонению стрелки прибора в сторону низких величин рН. Степень смещения стрелки прибора зависит от кислотности желудочного сока.

В микропипетку 6, соединенную резиновой трубкой 7 с маленькой резиновой грушей 8, путем вращения винта 9 против часовой стрелки насасывают 0,1 н.раствор NаОН. При помощи винтов штатива, на котором крепится приспособление, осторожно опускают микропипетку в стаканчик до соприкосновения ее кончика с поверхностью содержимого стаканчика. Следя за показанием рН-метра, медленным вращением винта 9 по часовой стрелке обеспечивают поступление раствора щелочи из микропипетки в титруемый раствор. В результате нейтрализации соляной кислоты желудочного сока раствором щелочи стрелка прибора медленно движется в сторону повышения величины рН. Как только стрелка прибора достигнет показания шкалы рН 7,0 подачу щелочи прекращают и отмечают количество щелочи, пошедшей на титрование объема желудочного сока, внесенного в стаканчик, после чего рассчитывают дебит Н⁺ в миллимолях в желудочном соке, выделенном за определенный промежуток времени.

  Пример расчета . Допустим, на титрование 1 мл желудочного сока израсходовано 0,5 мл 0,1 н раствора NаОН. Тогда для титрования 1000 мл сока необходимо 500 мл раствора щелочи. Отсюда концентрация Н⁺ в желудочном соке равна:

500 х 0,1

————————— = 0,05 моль /л= 50,0 ммоль/л.

1000

Зная количество выделенного желудочного сока за единицу времени и концентрацию Н⁺ в нем, вычисляют дебит Н⁺. Допустим, за 1 ч получено 80 мл желудочного

сока, концентрация кислоты в котором равна 50,0 ммоль/л. Дебит Н⁺ в этом случае равен:

50,0 х 80,0

—————————— = 4 ммоль/ч.

1000

Дебит кислоты в ммолях можно рассчитать путем умножения количества мл 0,1 н раствора NаОН, пошедшего на титрование 1 мл желудочного сока, на объем желудочного сока, выделенного за единицу времени (например, за 1 час) и делением полученного произведения на 10.

0,5 х 80,0

Дебит  Н⁺ = ———————— = 4 ммоль/ч

10

Провести титрование пробы желудочного сока, результаты записать в протокол.

Работа 5.2. ПЕРЕВАРИВАНИЕ КРАХМАЛА ФЕРМЕНТАМИ СЛЮНЫ ЧЕЛОВЕКА

Химическая обработка пищи начинается в ротовой полости с участием ферментов cлюны: альфа-амилазы, декстриназы и мальтазы (альфа-гликозидазы). Альфа-амилаза расщепляет крахмал, гликоген до декстринов и мальтозы. Под действием декстриназы декстрины расщепляются до мальтозы, которая под влиянием мальтазы гидролизуется до глюкозы. Оптимальными условиями для действия амилолитических ферментов слюны является слабощелочная среда и температура 37-38 ⁰С.

Ц е л ь р а б о т ы: исследовать условия действия ферментов слюны на крахмал.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: термостат или водяная баня, спиртовка, спички, штатив с пробирками, пипетки, слюна человека, растворы(1 % вареного крахмала, 1 % сырого крахмала, йода или Люголя, Фелинга , 0,5 % НCI), лакмусовая бумага, стеклограф, лед или холодильник, держатель для пробирок, термометры. Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Для опыта необходимо около 10 мл слюны. Собирают ее с помощью специальной капсулы Красногорского или методом сплевывания в пробирку через воронку. В каждую из 5 пронумерованных пробирок внести по 1 мл слюны. В 1-ю пробирку добавить 3 мл 1 % раствора крахмального клейстера (вареного крахмала). Слюну 2-й пробирки необходимо нагреть на спиртовке до кипения и после охлаждения добавить 3 мл вареного крахмала. В 3-ю пробирку добавить 0,5 % раствора НСI до появления стойкого окрашивания лакмусовой бумаги и 3 мл 1 % раствора вареного крахмала,

№ про-би-рок	Содержимое	Цвет содержимого пробирок после добавления		Результаты опыта
	пробирки	раствора Люголя	реактива Фелинга

1. 1 мл слюны + 3 мл варе-

ного крахмала

2. 1 мл прокипяченной слю-

ны + 3 мл вареного крах-

мала

3. 1 мл слюны + 0,5 % раст-

вор НСI + 3 мл вареного

крахмала

4. 1 мл слюны + 3 мл сырого

крахмала

5 1 мл слюны + 3 мл варено-

го крахмала + холод

в 4-ю - 3 мл 1% раствора сырого крахмала. В 5-ю пробирку после ее охлаждения добавить 3 мл раствора вареного крахмала. Пробирки 1,2,3,4 поместить на 30 мин в водяную баню или термостат (37-38 ⁰С), пробирку 5 поставить в холодильник или в сосуд со льдом или снегом.

По истечении времени содержимое пробирок следует разделить на две равные части (перед этим необходимо пронумеровать еще столько же пробирок (1а, 2а, 3а и т.д.) и исследовать наличие в нем крахмала и сахаров. Для этого в пробирки 1-5 добавить по 2-3 капли раствора Люголя. Интенсивное окрашивание в синий цвет свидетельствует о присутствии крахмала. К содержимому пробирок 1а-5а добавить по 1 мл реактива Фелинга, приготовленного непосредственно перед употреблением путем смешивания в равных частях: 1) 5 г NаОН и 17,5 г сегнетовой соли, растворенных в 50 мл воды; 2) 3,5 грамма СuSО.5Н₂0, растворенного в 50 мл воды.

Содержимое пробирок нагреть на спиртовке до кипения. При расщеплении крахмала до глюкозы содержимое пробирок окрашивается в оранжево-красный цвет.

Отметить в каких пробирках крахмал расщепился до сахара (полностью или частично), в каких он остался без изменений, как влияют различные факторы на ферментативные свойства слюны.

Работа 5.3. ПЕРЕВАРИВАНИЕ БЕЛКА ЖЕЛУДОЧНЫМ СОКОМ.

РОЛЬ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

В желудочном соке содержится несколько форм протеолитических ферментов, для которых характерен различный спектр рН их оптимального действия, что лежит в основе поддержания высокой протеолитической активности в желудке в широком диапазоне рН.

Ц е л ь р а б о т ы: исследовать условия действия ферментов желудочного сока и роли в данном процессе соляной кислоты.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: желудочный сок, 0,5 % раствор соляной кислоты, 10 % раствор гидроокиси натрия, 0,1 % раствор сернокислой меди, сода питьевая, пробирки, штатив, термостат, спиртовка, держалка.

Х о д р а б о т ы

Пронумеровать 4 пробирки, в 3 из которых налить по 2 мл желудочного сока, в 4-ю - 2 мл соляной кислоты. Во 2-ю пробирку добавить питьевой соды до полной нейтрализации НСl (прекращение выделения пузырьков). Желудочный сок в 3-й пробирке медленно довести до кипения (инактивировать ферменты). Во все 4 пробирки внести по небольшому кусочку фибрина и поставить их в термостат при t = 38 ⁰С на 15 мин. После термостатирования пробирки охладить и проделать биуретовую реакцию (прилить в каждую пробирку 7 капель раствора гидроокиси натрия и 4 капли раствора сернокислой меди).

Результаты работы занести в таблицу:

№ пробирок

Компоненты пробирки

Отсутствие или наличие пептонов

1. 2 мл желудочного

сока + фибрин.

2. 2 мл желудочного сока

+ питьевая сода + фибрин.

3. 2 мл желудочного сока.

Прокипятить. Добавить

фибрин.

4. 2 мл HCI + фибрин.

В пробирках с нерасщепившимся белком содержимое окрашивается в сине-фиолетовый цвет, а с продуктами гидролиза белка пептонами - в розово-фиолетовый.

В выводе отметить оптимальные условия переваривания белков желудочным соком и роль HCI в данном процессе.

Работа 5.4. ВЛИЯНИЕ ЖЕЛЧИ НА ЖИРЫ

Желчь обладает способностью эмульгировать жиры, поступившие с пищей в желудочно-кишечный тракт, что способствует увеличению поверхности взаимодействия субстрата ( жира) с ферментом (липазой), в результате чего ускоряется процес гидролиза.

Ц е л ь р а б о т ы: изучить эмульгирующее действие желчи на жиры.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: свежая желчь, растительное масло, вода, пипетки, предметное стекло, стеклянная палочка, лупа или микроскоп с небольшим увеличением.

Х о д р а б о т ы

Нанести на чистое предметное стекло пипеткой каплю желчи и рядом каплю воды. К каждой капле добавить растительное масло в небольшом количестве, тщательно перемешать стеклянной палочкой, рассмотреть содержимое капель сразу и через 10-15 мин при помощи лупы или микроскопа.

Описать полученное распределение жира, объяснить различные результаты в каплях желчи и воды.

Работа 5.5. ЭЛЕКТРОГАСТРОГРАФИЯ

Электрогастрография является одним из методов исследования моторики желудка путем регистрации его биотоков, возникающих при его сокращении. Для этих целей используются электрокардиографы, представляющие собой усилители постоянного тока с полосой пропускания частот от 0,02 до 0,1 Гц с регистрирующим устройством при скорости движения бумажной ленты 10 мм/мин. В экспериментах и клинических исследованиях используется электрогастрограф типа ЭГС, предложенный И.А.Собакиным.

Ц е л ь р а б о т ы: освоить методику электрогастрографии и провести запись электрогастрограммы у испытуемого.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: электрогастрограф с инструкцией по его эксплуатации, кушетка, 3 % раствор NaCl, вата, марлевые салфетки, эфир, спирт. Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Прибор подготавливают к работе в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией по эксплуатации.

У испытуемого, расположенного на кушетке лежа на спине, обнажают область живота и нижние части голеней обеих ног. Перед наложением электродов кожу в местах их прикрепления обрабатывают спирт-эфиром. Активный электрод накладывают в эпигастральной области живота (граница верхней и средней трети расстояния от пупка до мечевидного отростка по средней линии живота). На голень правой ноги накладывают индифферентный электрод, на голень левой ноги - заземляющий. Контакт электрода с кожей обеспечивают путем помещения между ними марлевых салфеток, смоченных раствором NaCl. Установив необходимое усиление путем подачи калибровочного сигнала (отклонение пера на 10 мм при подаче сигнала 0,2 mV), записывают электрогастрограмму путем включения

Рис.15. Электрогастрограмма, записанная у человека через

20 мин после пробного завтрака.

лентопротяжного механизма. Запись производят до и после приема пищи.

Используя калибровочный сигнал определяют величину биопотенциалов (у здоровых людей она колеблется в пределах 250-350 мкВ), подсчитывают частоту волн (рис.15). Отрезки электрогастрограммы наклеить в тетрадь, определить вольтаж биотоков и частоту их возникновения.

Работа 5.6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВСАСЫВАТЕЛЬНОЙ И ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

( А.И.Киеня с соавт., 1995)

Для исследования всасывательной функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в клинической лабораторной диагностике используется проба на всасывание йодида калия, основанная на способности слюнных желез выделять йод. После приема внутрь йод довольно быстро появляется в слюне, количество которого определяется потенциометрически при помощи йодионоселективного электрода.

Ц е л ь р а б о т ы: освоить методику определения всасывательной функции ЖКТ методом йодионометрии слюны и дать оценку всасывательной функции ЖКТ у испытуемого.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: иономер И-130 2М, йодистый калий, дистиллированная вода, кусочки силиконовой трубки (стерильные), химические стаканчики, пробирки, фильтровальная бумага, пипетки, электрод мембранный ЭМ-1-01. Объект исследования-человек.

Х о д р а б о т ы

Перед началом исследования йодионоселективный электрод заряжают приэлектродным раствором 0,05 н йодида калия и производят его калибровку по контрольным растворам в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией по эксплуатации. На основании полученных данных строят калибровочный график, откладывая на оси ординат величину э.д.с., а на оси абсцисс - отрицательный десятичный логарифм нормальности калибровочных растворов (рис 16).

У обследуемого после тщательного ополаскивания полости рта дистиллированной водой берется проба слюны в объеме 0,5-1,0 мл вначале до, а затем через 10 мин после приема внутрь йодида калия в дозе 0,06 мг/кг массы тела в 5-10 мл воды, запивая 100 мл дистиллированной воды.

Йодионометрию проб слюны осуществляют в микроячейке электролитического ключа. По величине электродного потенциала при помощи калибровочной кривой результаты выражают в единицах рI с последующим расчетом содержания ионов йода в микромолях.

О всасывательной функции ЖКТ судят по величине показателей йодионометрии слюны, полученных через 10 мин за вычетом значений соответствующих показателей исходной пробы.

Рис.16. Калибровочный график зависимости величины рJ

от электродного потенциала.

В норме рI слюны у клинически здоровых лиц в возрасте 18-21 года равняется 5,30 ± 0,06 , что соответствует содержанию йодида 6,61 ± 0,98 моль/л.

Учитывая прямую зависимость величины электродного потенциала от концентрации ионов йода в слюне представляется возможным ограничиться выражением результатов анализа в милливольтах, что существенно упрощает и ускоряет использование способа. В норме этот показатель равен 38,8 ± 3,7 мВ.

Результаты исследования записать в тетрадь и сделать выводы.

КОНСТАНТЫ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Слюна

Количество выделяемой слюны 1,5 л/сут

рН 7,4-8,0

Удельный вес (плотность) 1,002-1,020

Желудочный сок

Суточный объем 2,0-2,5 л

рН 1,5-1,8

(0,3-0,5 % HCI)

Кислотность желудочного содержимого

Показатели

Базальная секреция

Стимулированная гистамином субмаксимальная

Объем содержимого, мл/ч 50 - 110 100 - 140

Общая кислотность, ммоль/л 40 - 60 80 - 100

Свободная HCI, ммоль/л 25 - 40 65 - 85

Связанная HCI, ммоль/л 10 - 15 10 - 15

Дебит общей HCI, ммоль/ч 1,5 - 5,5 8 - 14

Дебит свободной HCI, ммоль/ч 1,0 - 4,0 6,5 - 12,0

Кишечный сок

рН сока дуоденальных желез 7,0 - 8,0

рН сока тонкой кишки 5,05 - 7,07

Поджелудочный сок

Суточный объем 1,5 - 2,0 л

рН 7,8 - 8,4

Удельный вес (плотность) 1,007 - 1,009

Желчь

Печеночная Пузырная

Вода 97 % 87 - 90 %

Сухой остаток 3 % 10 -13 %

рН 7,5 - 8,0 6,8 - 7,0

Cуточный объем желчи, мл 500 - 1500

Периодическая деятельность желудочно-кишечного тракта:

Период покоя, мин 45 - 90

Период работы, мин 20 - 50