- •Эластичность сосудов обеспечивает также большую их емкость.
- •13.9. Регуляция тонуса сосудов
- •13.10. Регуляция системного артериального давления
- •13.11. Сопряженные рефлексы сердечно-сосудистой системы
- •13.13. Лимфатическая система
- •13.14. Особенности кровообращения плода и детей
- •Глава 14
- •14.2. Общая характеристика системы пищеварения
- •14.3. Состояния голода и насыщения
- •14.4. Пищеварение в полости рта. Акт глотания
- •14.5. Пищеварение в желудке
- •14.7. Пищеварение в тонкой кишке
14.4. Пищеварение в полости рта. Акт глотания
14.4.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПИЩИ В РОТОВОЙ ПОЛОСТИ
Завершающим этапом пищевого поведения является акт еды. Прием и начальную механическую обработку пищи обеспечивает ротовой отдел пищеварительного тракта. Поступление пищи в полость рта происходит
благодаря произвольным сокращениям жевательных мышц, опускающих нижнюю челюсть, которые возникают в результате возбуждения корковых нейронов жевательного центра. После перехода в ротовую полость пища подвергается пережевыванию.
Жевание — строго координированный произвольный процесс, состоящий из повторяющихся движений нижней челюсти, во время которого происходят измельчение пищи, смачивание ее слюной, частичная химическая обработка и формирование пищевого комка.
А. Структурно-функциональная характеристика жевательного аппарата. В пережевывании пищи участвуют верхняя и нижняя челюсти с зубными рядами, жевательная и мимическая мускулатура, слизистая оболочка рта, язык, щеки, мягкое небо и слюнные железы, обеспечивающие увлажнение пищи. Как правило, пережевывание твердой пиши небольших размеров осуществляется зубами одной стороны, а больших кусков — попеременно, то на одной, то на другой стороне зубных рядов. Благодаря движениям нижней челюсти нижние зубы приходят в соприкосновение с верхними. Резцы обеспечивают захват и откусывание пищи. Дробление пищи производят премоляры, а размалывание — моляры. Сокращения мышц языка и щек обеспечивают подачу пищи между зубными рядами. Мышцы губ замыкают ротовую полость и препятствуют выпадению из нее пищи.
При одном и том же тонусе жевательной мускулатура на передних зубах развивается усилие до 30 кг, а на боковых — до 80 кг. Жевательная мускулатура принадлежит к силовым мышцам, развивающим при своем сокращении преимущественно силу, а не скорость. Абсолютная сила жевательных мышц достигает 390 кг. Однако при усиленном смыкании зубных рядов в пародонте (тканях, окружающих и фиксирующих зубы) возникают болевые ощущения, что приводит к рефлекторному прекращению или ослаблению давления, хотя сила мышц еще не исчерпана. Продолжительность каждого сокращения жевательных мышц у человека составляет в среднем 0,7 с, что определяет частоту жевательного ритма — 85 циклов/мин.
Б. Жевательный цикл складывается из пяти последовательных фаз, кривая их записи называется мастикоциограммой.
Во время покоя, когда рот закрыт, нижняя челюсть неподвижна, тонус жевательных мышц минимальный, а между зубными рядами имеется щель шириной 1—4 мм.
350
Временные соотношения и выраженность отдельных фаз одного жевательного цикла зависят от размеров пищевого куска, его твердости и вкусовых качеств пищи. Наибольшее значение имеют механические свойства пищи.
Процесс жевания в норме — произвольный. Эфферентные импульсы передаются по кортикобульбарному пути к моторному ядру жевательного центра в продолговатом мозге и далее — по центробежным волокнам тройничного, лицевого и подъязычного нервов к жевательным мышцам, вызывая их ритмическую строго координированную сократительную активность.
У человека жевательный центр продолговатого мозга испытывает регулирующие влияния со стороны лобных областей коры большого мозга, при поражении которых нередко возникают автоматические ритмические жевательные движения. У здорового человека причмокивающие автоматические движения губ время от времени происходят во сне, когда деятельность жевательного центра не контролируется корой.
В координации жевания важную роль играют афферентные импульсы от рецепторов жевательных мышц и зубов.
Раздражение механореиепторов периодон-та (связочного аппарата зуба) при сдавливании твердой пищи между зубными рядами способствует рефлекторному угнетению сократительной активности собственно жевательной мышцы (периодонтомускулярный рефлекс).
В. Роль процесса жевания.
-
Оно значительно облегчает последующие переваривание и всасывание, тогда как про глатывание плохо пережеванной пищи от рицательно сказывается на ее обработке и усвоении питательных веществ и, кроме того, способствует развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.
-
Жевание стимулирует слюноотделение, возникающее при раздражении тактиль ных, температурных и вкусовых рецепто ров слизистой оболочки рта и языка, и тем самым усиливает растворение и обво лакивание слюной пищевых частиц, необ ходимое для формирования вкусовых ощущений.
-
Перемешивание пищи со слюной в про цессе жевания не только способствует ос- лизнению пищевого комка, облегчающему его транспортировку по пищеварительно му тракту, но и повышает эффективность гидролиза углеводов.
-
Жевание оказывает рефлекторное стиму лирующее влияние на секреторную и мо торную деятельность желудочно-кишеч ного тракта.
-
Этапным полезным приспособительным результатом пищеварения в ротовой поло сти, основу которого составляет процесс жевания, является формирование пищево го комка, пригодного для проглатывания.
14.4.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИЙ ЖЕВАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И СЛЮННЫХ ЖЕЛЕЗ
Мастикациография — регистрации движений нижней челюсти в процессе жевания.
Гнатодинамометрия ~ измерение выносливости опорных тканей зуба к давлению и измерение самого давления.
Рентгенокинематография — непрерывная рентгенологическая регистрация жевательных движений с помощью видео- или киноаппаратуры.
Электромастикациомиография — регистрация электрической активности жевательных мышц с помощью накожных пластинчатых и вкалываемых в мышцу через кожу игольчатых (коаксиальных) электродов, сигналы от которых подаются на усилители биопотенциалов.
Исследование деятельности слюнных желез. Для получения смешанной слюны человек после полоскания рта сплевывает слюну в градуированный сосуд по мере ее накопления в полости рта. Чистую слюну у человека получают путем катетеризации протоков крупных слюнных желез или с помощью специальной капсулы Лешли — Красногорского, фиксируемой с помощью вакуума к слизистой оболочке рта в области выводного протока слюнной железы. Учитывают объем выделяющейся слюны натощак и в процессе приема пищи, определяют ее химический состав и свойства (вязкость, рН, содержание электролитов, ферментов и муцина).
У животных чистый секрет крупных слюнных желез получают в хронических экспериментах из фистулы их выводных протоков. Небольшая потеря секрета из фистулы протока слюнной железы не нарушает пищеварения в ротовой полости.
14.4.3. ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПИЩИ В РОТОВОЙ ПОЛОСТИ
Химическая обработка пищи начинается в полости рта с помощью слюны через 1—3 с
351
после поступления в рот пищи, усиливается во время жевания и сильно тормозится после окончания еды.
А. Классификация слюнных желез. В полость рта открываются протоки трех пар больших слюнных желез — околоушной, подчелюстной и подъязычной. Многочисленные мелкие слюнные железы располагаются в слизистой оболочке губ, щек, твердого и мягкого неба, языка и глотки. По строению и характеру продуцируемого секрета слюнные железы подразделяют на три группы. В первую группу входят железы с жидким секретом — белковые (серозные) — околоушные железы и малые железы боковых поверхностей языка. Ко второй группе относят железы со смешанным белково-слизистым секретом (подчелюстная железа). Третью группу составляют слизистые железы, секрет которых содержит много муцина (подъязычная железа и железы, расположенные в корне языка и неба).
В ацинусах желез образуется первичный секрет, изотоничный плазме крови, в котором содержатся а-амилаза и муцин. По мере продвижения секрета по слюнным протокам, обладающим низкой проницаемостью для воды, его состав существенно изменяется, слюна становится гипотоничной. Реакция слюны определяется способностью эпителия протоков секретировать ионы НСОз.
Вне приема пищи у человека слюна непрерывно отделяется с медленной скоростью — 0,24 мл/мин, при жевании — 3—3,5 мл/мин, при введении в рот 0,5 М раствора лимонной кислоты — 7,4 мл/мин. За сутки отделяется 0,5—2,0 л слюны.
Б. Состав и свойства слюны. Смешанная слюна представляет собой вязкую, опалесци-рующую, слегка мутную жидкость. Слюна на 99,5 % состоит из воды, поэтому ее относительная плотность близка к 1,0. Состав слюны зависит от скорости секреции и вида ее стимуляции. Смешанная слюна имеет рН 5,8—7,4. С увеличением скорости секреции рН слюны возрастает до 7,8. Минеральные компоненты слюны, составляющие треть сухого остатка, представлены анионами хлоридов, гидрокарбонатов, фосфатов, йодидов, бромидов, фторидов, сульфатов и катионами К+, Na+, Ca2+, Mg2+. В состав слюны входят микроэлементы — железо, медь, никель, литий.
Концентрация в слюне йода, кальция, калия во много раз выше, чем в крови. Органические вещества представлены белками (альбумины, глобулины, ферменты), свободными аминокислотами, азотсодержащими соедине-
ниями небелковой природы (мочевина, аммиак, креатинин, креатин). Часть этих веществ (альбумины, аминокислоты, мочевина) переходят из крови в слюну без изменений, другая часть (амилаза, гликопротеины, мукополисахариды) образуется в слюнных железах.
Вязкость и ослизняющие свойства слюны обусловлены наличием мукополисахаридов (муцина). Муцин склеивает пищевые частицы в пищевой комок, подготавливает его к проглатыванию. Слизь слюны также выполняет защитную функцию, покрывая слизистую оболочку рта и пищевода.
В. Функции слюны. Слюна обеспечивает физическую обработку пищи: 1) смачивание пищи, ее измельчение и гомогенизация при жевании; 2) растворение веществ, без которого вкусовая рецепция невозможна; 3) ос-лизнение пищи в процессе жевания, что необходимо для формирования пищевого комка и его проглатывания.
Переваривание углеводов под действием гидролитических ферментов слюны. Ввиду кратковременности пребывания пищи в ротовой полости (15—18 с) основное гидролитическое действие карбогидразы слюны оказывают в желудке, после проглатывания пищевого комка. Слюна содержит карбогидразы — а-амилазу и а-глюкозидазу (мальтазу),
Слюна выполняет защитную функцию. Му-ромидаза (лизоцим) слюны обладает выраженной бактерицидной активностью. Дезинфицирующее действие на содержимое полости рта оказывают протеиназы (саливаин, гландулаин), напоминающие по субстратной специфичности трипсин. Нуклеазы слюны участвуют в деградации нуклеиновых кислот вирусов.
14.4.4. РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЛЮННЫХ ЖЕЛЕЗ
А. Механизмы регуляции. Регуляция секреции слюнных желез осуществляется условно-и безусловнорефлекторным путем. Прием пищи и связанное с ним действие условных и безусловных раздражителей стимулируют деятельность слюнных желез. Латентный период слюноотделения зависит от силы пищевого раздражителя. Его значения могут изменяться в диапазоне от 1—3 до 20—30 с. Период слюноотделения также зависит от силы пищевого раздражителя и возбудимости пищевого центра. Слюноотделение продолжается до тех пор, пока действует пищевой раздражитель.
352
В процессе приема пищи последовательно возбуждаются тактильные, температурные и вкусовые рецепторы слизистой оболочки рта. Потоки афферентных импульсов поступают по чувствительным волокнам тройничного, лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов в бульбарный отдел слюноотделительного центра, который представлен верхним и нижним слюноотделительными ядрами.
При возбуждении верхнего слюноотделительного ядра продолговатого мозга эфферентные импульсы распространяются по пре-ганглионарным парасимпатическим волокнам, проходящим в составе барабанной струны, до нижнечелюстного и подъязычного ганглиев. Здесь возбуждение переключается на ганглионарные парасимпатические нейроны, которые в составе язычного нерва достигают подчелюстной и подъязычной слюнных желез.
От нижнего слюноотделительного ядра возбуждение передается по преганглионар-ным парасимпатическим волокнам, идущим в составе языкоглоточного нерва к ушному ганглию, где эфферентные импульсы переключаются на ганглионарные парасимпатические нейроны и в составе ушно-височного нерва достигают околоушной слюнной железы.
Возникающие в процессе акта еды потоки афферентных импульсов, поступая в продолговатый мозг, активируют чувствительные нейроны ядра одиночного пучка, которые в свою очередь передают сенсорную информацию в таламус и гипоталамус. Из таламуса афферентные импульсы поступают в корковый отдел вкусового анализатора. На уровне коры большого мозга происходит переключение с чувствительных на эфферентные нейроны слюноотделительного центра, расположенного у человека в области ролландовой борозды. Эфферентная импульсация от корковых нейронов поступает в гипоталамус и вызывает активацию его парасимпатических и симпатических ядер. Парасимпатические ядра гипоталамуса оказывают нисходящие активирующие влияния на парасимпатические нейроны верхнего и нижнего слюноотделительных ядер продолговатого мозга. Симпатические ядра гипоталамуса оказывают нисходящие активирующие влияния на пре-ганглионарные симпатические нейроны, расположенные в области II—V грудных сегментов спинного мозга, а те в свою очередь — на ганглионарные симпатические нейроны.
Возбуждение парасимпатических нервов вызывает обильную секрецию жидкой слюны с высокой концентрацией солей и низким
содержанием муцина. Возбуждение симпатических нервов приводит к выделению небольшого количества густой слюны с высокой концентрацией ферментов и муцина.
Роль гуморальных факторов в регуляции деятельности слюнных желез менее значительна. Изменения слюноотделения могут возникать под влиянием гормонов гипофиза, надпочечников, поджелудочной и щитовидной желез, продуктов метаболизма.
Б. Фазы слюноотделения. Сложнорефлек-торная (главная) фаза секреции слюнных желез обусловлена комплексом безусловных и условных рефлексов. Отделение слюны может осуществляться вследствие стимуляции рецепторов слизистой оболочки рта пищей или отвергаемыми веществами (безус-ловнорефлекторные раздражители), а также при раздражении зрительных и обонятельных рецепторов видом и запахом пищи (условно-рефлекторные раздражители).
Нейрогуморальная фаза слюноотделения обусловлена влиянием химических веществ через жидкие среды организма на периферический аппарат (секреторные клетки, синапсы) или непосредственно на центр слюноотделения. Обильное отделение слюны наблюдается при асфиксии. В этом случае усиленное слюноотделение является следствием раздражения слюноотделительного центра угольной кислотой.
Снижение секреции слюнных желез называется гипосаливацией (гипосиалия). Слюноотделение уменьшается при лихорадочных состояниях, значительной потере жидкостей, при сахарном диабете, уремии. Длительная гипосиалия может способствовать развитию микрофлоры во рту, быть причиной трофических нарушений слизистой оболочки рта, десен и зубов. Избыточное слюноотделение — гиперсаливация (сиалорея, или птиализм) может возникать при язвенной болезни двенадцатиперстной кишки и панкреатите, а также при отравлении солями тяжелых металлов.
Общая длительность пребывания пищи в полости рта и ее перевода в желудок не превышает 25—30 с.
14.4.5. АКТ ГЛОТАНИЯ
А. Фазы глотания. Сформированный в результате жевания пищевой комок проводится через ротовую полость, глотку и пищевод в желудок.
Акт глотания представляет собой цепь последовательных взаимосвязанных процессов, в которых можно выделить три фазы: ротовую (произвольную), глоточную (быструю
353
непроизвольную) и пищеводную (медленную непроизвольную).
В первой фазе глотания из измельченной и смоченной слюной пищевой массы отделяется пищевой комок объемом 5—15 см3, который с помощью произвольных движений языка перемещается на спинку языка. Сокращениями передней, а затем средней части языка пищевой комок прижимается к твердому небу и переводится на корень языка за передние дужки глоточного кольца. Сокращение мышц, поднимающих нижнюю челюсть, приводит к смыканию зубных рядов и остановке жевания, а сокращение челюстно-подъязычной мышцы — к поднятию гортани. Движения языка назад и гортани вверх осуществляются практически одновременно навстречу друг другу.
Во второй фазе глотания пищевой комок, проходя через зев, раздражает механорецеп-торы слизистой оболочки корня языка, передних дужек и мягкого неба, запуская тем самым центральную программу глотательного центра продолговатого мозга, определяющую последовательность сокращений мыши ротоглоточной области и гортани во второй фазе акта глотания. С этого момента он становится непроизвольным.
При выключении рецепторов корня языка, мягкого неба и глотки смазыванием слизистой оболочки кокаином глотание становится невозможным. Акт глотания нельзя вызвать, если в полости рта нет пищи, воды или слюны.
Рефлекторное сокращение мышц, поднимающих мягкое небо, препятствует попаданию пищевого комка в носоглотку. Смещение подъязычной кости при продолжающемся поднятии гортани за счет рефлекторного сокращения мышц супрахиоидной группы приводит к закрытию надгортанником входа в гортань, что предотвращает поступление пищи в дыхательные пути. Одновременно закрывается голосовая щель. За счет рефлекторного сокращения шилоглоточной и небно-глоточной мышц глотка поднимается и расширяется и, таким образом, подготавливается к поступлению пищевого комка. Последующее сокращение шилоподъязычной и подъязычно-язычной мышц поднимает корень языка и тем самым способствует соскальзыванию пищевого комка в глотку. Непосредственной причиной перехода пищевого комка в глотку является проксимодисталь-ный градиент давления между полостью рта и глоткой. Обратному движению пищи в ротовую полость препятствуют поднятый корень языка и сокращенные передние дужки.
Таким образом, полость глотки становится замкнутой.
Раздражение механорецепторов слизистой оболочки глотки пищевым комком вызывает последовательные рефлекторные сокращения верхнего, среднего и нижнего констрикторов глотки, суживающие ее просвет выше пищевого комка, в результате чего он продвигается в проксимодистальном направлении. В процессе сокращения мышц глотки давление в ее полости повышается до 45 мм рт.сг. Когда волна высокого давления достигает верхнего пищеводного сфинктера, его мышцы прекращают генерацию потенциалов действия тонического типа и расслабляются, внутриполостное давление быстро понижается до уровня атмосферного. Благодаря этому создается проксимодистальный градиент давления, обеспечивающий переход пищевого комка из глотки в шейный отдел пищевода. В результате последующего сокращения циркулярных мышц краниального конца пищевода сфинктер закрывается и давление в нем резко возрастает до 100 мм рт.ст., в то время как в верхней части пищевода оно достигает лишь 30 мм рт.ст. Значительная разница предотвращает забрасывание пищевого содержимого из пищевода в глотку (пишевод-но-глоточный рефлюкс). Высокое внутриполостное давление в верхнем пищеводном сфинктере препятствует аэрофагии — поступлению в пищевод атмосферного воздуха. Вторая фаза акта глотания заканчивается поступлением пищевого комка из глотки в пищевод. Первые две фазы акта глотания продолжаются около 1 с.
Порядок согласованных последовательных сокращений мышц, принимающих участие в акте глотания, определяется свойствами центрального генератора глотательного ритма После запуска центральный генератор ритма глотания может поддерживать ритмическую активность в соответствии с программой, формируемой центральными нейронными цепями продолговатого мозга.
Центр глотания через ретикулярную формацию тесно связан с другими центрами продолговатого мозга. Его возбуждение реци-прокно тормозит деятельность дыхательного центра во второй фазе глотания, что приводит к остановке дыхания на фазе вдоха. Благодаря этому при каждом акте глотания находящийся в полости глотки воздух переходит в легкие, что предохраняет пищеварительный тракт от аэрофагии. Возбуждение глотательного центра вызывает снижение тонуса ядер блуждающих нервов, что приводит к учащению сердечных сокращений.
354
В третьей фазе глотания продвижение пищевого комка по пищеводу и его перевод в желудок обеспечиваются непроизвольными перистальтическими сокращениями мышц пищевода, возникающими в ритме глотания под влиянием импульсов из центра глотания. Пищеводная фаза акта глотания является продолжением его глоточной фазы и осуществляется в соответствии с центральной программой глотания.
После поступления пищевого комка в начальную часть пищевода в ней возникает первичная перистальтическая волна, обеспечивающая продвижение пищевого содержимого по пищеводу за счет распространяющегося в проксимодистальном направлении сокращения циркулярных исчерченных мышц, которому предшествует волна расслабления.
На уровне пересечения пищевода с дугой аорты возникает вторичная перистальтическая волна, которая, распространяясь в дис-тальном направлении, продвигает пищевой комок до кардиального сфинктера.
Скорость распространения перистальтической волны по пищеводу составляет 2— 4 см/с. Продолжительность прохождения пищевого комка по пищеводу в третьей фазе акта глотания зависит от его консистенции: вода проходит до желудка за 1 с, слизистая масса — за 5 с, а твердая пища — за 9—10 с. В вертикальном положении тела продвижению пищевого комка по пищеводу способствует сила гравитации. Однако благодаря перистальтике пищевода глотание может происходить без содействия сил гравитации, например, при горизонтальном положении тела или вниз головой, а также в условиях невесомости.
Б. Регуляция моторной функции пищевода осуществляется в основном эфферентными волокнами блуждающего нерва. При возбуждении мотонейронов центра глотания продолговатого мозга эфферентные импульсы распространяются по соматическим волокнам блуждающего нерва и вызывают сокращения исчерченных мышц верхней части пищевода. Расслабление исчерченных мышц пищевода происходит в результате торможения мотонейронов центра глотания и прекращения эфферентной импульсации по соматическим волокнам блуждающего нерва.
Гладкие мышцы нижней части пищевода иннервируются вегетативными волокнами блуждающего нерва. Возбуждение с преган-глионарных парасимпатических холинерги-ческих нейронов с помощью ацетилхолина может передаваться на ганглионарные пара-
симпатические холинергические нейроны, обусловливающие сокращение мышц, а также в ганглиях интраорганной нервной системы — на нехолинергические неадренергичес-кие нейроны, в окончаниях которых выделяются тормозные медиаторы: ВЙП и АТФ, вызывающие релаксацию гладких мышц пищевода.
Раздражение симпатических нервов, а также введение в кровь адреналина или бло-каторов адренорецепторов не оказывает заметного влияния на моторику пищевода.
По мере приближения перистальтической волны сокращения циркулярных мышц к кардиальному сфинктеру внутриполостное давление в пищеводе повышается до 30— 40 мм рт.ст. Когда предшествующая перистальтике волна релаксации достигает конечной части пищевода, сфинктер расслабляется в результате активации тормозных нехоли-нергических неадренергических нейронов. Внутриполостное давление в области кардиального сфинктера понижается до нуля. В результате этого возникает проксимодисталь-ный градиент давления, который обеспечивает переход пищевого комка из пищевода в желудок. Последующее фазное сокращение мышц кардиального сфинктера, обусловленное возбуждением холинергических нейронов и активацией М-холинорецепторов, приводит к закрытию сфинктера и повышению его тонуса, что предотвращает желудочно-пищеводный рефлкжс — обратный переход кислого желудочного содержимого в пищевод.
По мере заполнения желудка пищей тонус кардиального сфинктера возрастает. Напротив, накопление воздуха в желудке, повышающее внутрижелудочное давление, вызывает расслабление кардиального сфинктера. Человек при этом испытывает дискомфорт. Воздух под давлением выталкивается из желудка, пищевода и глотки в окружающую среду с характерным звуком (отрыгивание). Снижение тонуса кардиального сфинктера может приводить к желудочно-пищеводному рефлюксу кислого желудочного содержимого, сопровождающегося чувством жжения (изжогой) и приводящего к развитию воспалительных процессов в пищеводе (рефлюкс-эзофагит). Напротив, если тонус этого сфинктера повышен и он не может полностью расслабиться (ахалазия), то пища скапливается в пищеводе.
В. Методы изучения акта глотания: рент-генокинематография; манометрия — измерение внутриполостного давления в глотке и различных отделах пищевода с помощью
12'
355
перфузируемых катетеров; рН-метрия слизистой оболочки нижней трети пищевода с помощью чувствительного зонда, позволяющего регистрировать изменение рН во время желудочно-пищеводного рефлкжса.