Важнейшие компоненты желудочного панкреатического и кишечного соков
Пищеварение– совокупность процессов, обеспечивающих расщепление белков, жиров и углеводов пищи в пищеварительном тракте до сравнительно простых соединений – питательных веществ. Значение пищеварения сводится к обеспечению клеток и тканей организма исходными пластическим и энергетическим материалами, используемыми в процессе метаболизма.
Физические изменения пищи заключаются в её механической обработке: размельчении, перемешивании, набухании и растворении.
Химические изменения пищи состоят в последовательном расщеплении белков, жиров и углеводов при действии на них секретов пищеварительных желёз. Важнейшим компонентом пищеварительных соков (слюна, желудочный, поджелудочный и кишечный сок) являются гидролазы – ферменты, катализирующие расщепление внутримолекулярных связей органических веществ при участии молекулы воды.
Железы пищеварительного тракта продуцируют три группы гидролитических ферментов – протеазы, липазы и карбогидразы. Протеазы расщепляют белки до аминокислот, липазы – жиры и липиды до моноглицеридов и жирных кислот, карбогидразы – углеводы до моносахаридов. Процессы гидролитического расщепления пищевых веществ протекают в тесном взаимодействии с деятельностью моторного аппарата пищеварительного тракта, который распределяет пищеварение во времени и пространстве, обеспечивая поступательное продвижение пищевого содержимого в проксимодистальном направлении: рот – глотка – пищевод – желудок – тонкая кишка – толстая кишка.
Типы пищеварения. В зависимости от происхождения гидролаз различают три типа пищеварения: аутолитическое, симбионтное и собственное. Аутолитическое пищеварение осуществляется гидролитическими ферментами, поступающими в пищеварительный тракт в составе пищевых продуктов. Симбионтное пищеварение реализуется благодаря гидролазам, синтезируемых микроорганизмами – бактериями и простейшими толстой кишки.Человек и многие виды животных обладают собственным типом пищеварения, при котором макроорганизм использует для гидролиза пищевых веществ собственные ферменты, синтезированные пищеварительными железами. В зависимости от локализации гидролитического процесса выделяют два типа пищеварения: внутриклеточное и внеклеточное. Внутриклеточное пищеварение сводится к гидролизу мельчайших пищевых веществ, поступивших в клетку путём эндоцитоза, при действии на них лизосомальных ферментов или цитозоле, или в пищеварительной вакуоле. Внеклеточное пищеварение у взрослого человека является главным (практически единственным), обеспечивается ферментами, находящимися во внеклеточной среде. Выделяют полостное и пристеночное пищеварение. Полостное пищеварение обеспечивает гидролиз пищевых веществ ферментами слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного соков в полостях пищеварительного тракта. В результате полостного пищеварения образуются главным образом олигомеры. Последующий их гидролиз происходит в зоне, прилегающей к слизистой оболочке тонкой кишки. Пристеночное пищеварение, открытое А.М. Уголевым, происходит на огромной поверхности тонкой кишки, образованной складками, ворсинками и микроворсинками слизистой оболочки, благодаря наличию гидролитических ферментов, адсорбированных из полости кишечника, а также встроенных в мембраны энтероцитов собственно кишечных ферментов.
Методы исследования пищеварительной системы:
Экспериментальные – метод катетеризации протоков крупных слюнных желёз или с помощью специальной капсулы Лешли – Красногорского. У животных секрет слюнных желёз получают в хронических экспериментах из фистулы их выводных протоков.
Метод хронического эксперимента позволяет получать чистый пищеварительный секрет из целого органа или его части при сохранении их нормальной иннервации и кровоснабжения. Желудочный сок для исследования получают у животных с фистулой желудка и эзофаготомией в опыте мнимого кормления, в опыте изолированного желудочка по Гейденгайну и по И.П.Павлову, в опыте выведения в кожную рану общего желчного протока, для изучения механизмов выделения желчи. При исследование кишечной секреции используют метод изоляции отрезка тонкой кишки (операция Тири – Велла ).
Клинические – зондовые методы, позволяющие определить объем сока и содержание в нём электролитов, ферментов и рН.; беззондовые методы, позволяющие оценить функциональное состояние пищеварительных желёз по активности их ферментов, содержащихся в крови, моче и кале.
Классификация желёз ЖКТ. Слюнные железы – три пары больших слюнных желёз: околоушная, подчелюстная и подъязычная. Многочисленные мелкие слюнные железы располагаются в слизистой оболочке губ, щёк, твердого и мягкого нёба, языка и глотки. По строению и характеру продуцируемого секрета слюнные железы подразделяются на три группы. В первую группу входят железы с жидким секретом – белковые (серозные)-
околоушные и малые железы боковых поверхностей языка. Ко второй группе относят железы со смешанным белково – слизистым секретом (подчелюстная железа). Третью группу составляют железы, секрет которых содержит много муцина (подъязычная железа и железы, расположенные в корне языка и нёба).
Функциональные зоны слизистой оболочки желудка. В зависимости от вида желудочных желёз различают шесть секреторных зон желудка: 1. зона кардиальных желёз, выделяющая вязкий мукоидный секрет, облегчающий переход пищевого комка из пищевода в желудок 2. секреторная зона дна, тела и малой кривизны составляют фундальный отдел желудка, в котором располагаются главные (собственные, фундальные) железы, играющие ведущую роль в образовании желудочного сока и переваривании пищи. Фундальные железы содержат клетки трёх типов: главные (пепсиновые), вырабатывающие комплекс протеолитических ферментов, обкладочные (париетальные), секретирующие соляную кислоту, и добавочные ( мукоидные ) клетки, продуцирующие мукоидный секрет («невидимую» слизь) и бикарбонаты. В составе секрета добавочных клеток содержится гастромукопротеид (внутренний фактор Кастла).
3. зона интермедиарных желёз – состоят из тех же клеточных элементов (обкладочных, главных и добавочных), что и фундальные железы 4. антральная (пилорическая) зона занимает область привратника, является главным образом эндокринным образованием.
В железах пилорического отдела отсутствуют обкладочные клетки. Секреция пищеварительного сока поджелудочной железой обеспечивается деятельностью ацинарных, центроациарных и эпителиальных клеток выводных протоков. Тонкокишечная секреция осуществляется кишечными железами Бруннера и Люберкюна, количество составляет 2 л/сут, рН -8.
Состав секретов желёз ЖКТ:Слюна на 99,5% состоит из воды, относительная плотность близка к 1,0. Состав слюны зависит от скорости секреции и вида её стимуляции. Смешанная слюна имеет рН – 5,8- 7,4. С увеличением скорости секреции рН слюны возрастает до 7,8. Минеральные компоненты слюны представлены анионами хлоридов, гидрокарбонатов, фосфатов, йодидов, бромидов, фторидов, сульфатов, катионами К+, Na+,
Ca2+, Mg2+. В состав слюны входят микроэлементы – железо, медь, никель, литий. Органические вещества представлены белками – альбумины, глобулины, ферменты, свободными аминокислотами, находится высокоактивная а-амилаза, активность других ферментов низкая. Вязкость и ослизняющие свойства слюны обусловлены наличием мукополисахаридов (муцина). В сутки секретируется 1,5 – 2,0 л. слюны.
Желудочный сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, относительная плотность 1,002 – 1,007, имеет резко кислую реакцию ( рН 1- 1,5 ) благодаря высокому содержанию соляной кислоты ( 0,3- 0,5 %) , состоит из воды ( 99,0 – 99,5%) и плотных веществ (1 – 0,5%), представленных органическим и неорганическими веществами, основными протеолитическими ферментами являются пепсин А, гастриксин (пепсин С), парапепсин ( пепсин В), а также непротеолитические ферменты ( лизоцим,желудочная липаза, уреаза и желудочная слизь( муцин).
Панкреатический сок – бесцветная, прозрачная жидкость, рН – 7,5 – 8,8, содержит 98,7% воды. Основными протеолитическими ферментами являются трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы А и В. Сок поджелудочной железы богат а-амилазой, секретируется ацинарными клетками панкреатическая липаза, фосфолипаза А2, рибо и дезоксирибонуклеазы.
Кишечный сок: количество 2 л/сут; рН 8, изотоничен плазме, содержит более 20 ферментов, большая часть остаётся в зоне щёточной каёмки и гликокаликса, часть выходит в полость кишечника: протеазы, дипептидазы, аминопептидазы; энтерокиназа( активирует трипсиноген); карбогидразы- мальтаза, лактаза, сахараза, 1,6-глюкозидаза; фосфатаза, нуклеаза, лизоцим и др.
Конвеерный принцип гидролиза углеводов, белков, жиров:в настоящее время работу
пищеварителного конвейера рассматривают как совокупность последовательных этапов, обеспечивающих преемственность процессов физической и химической обработки пищи: этапы – ротовой, желудочный, тонкокишечный, толстокишечный; функции – секреция, моторика, химический гидролиз, всасывание. Процессы в пищеварительном конвейере: 1. физические – размельчение, набухание, растворение; 2. химические – денатурация, гидролиз; 3.физиологические – секреция, моторика, всасывание. Многократно повторяющиеся в различных отделах пищеварительного тракта процессы гидролитического расщепления пищевого субстрата в результате действия на него соответствующей группы ферментов можно рассматривать в качестве дублирующего механизма, повышающего надёжность пищеварения.
Адаптация деятельности пищеварительных желёз к различным пищевым веществам проявляется в соответствии объема, электролитного состава и спектра ферментов пищеварительных соков составу и количеству принятой пищи. Основным фактором приспособления работы пищеварительных желёз является химический состав пищи, действующий на рецепторные зоны пищеварительного тракта. Каждый вид пищи определяет доминирование в спектре гидролитической активности тех ферментов, которые обеспечивают переваривание соответствующего субстрата. В случае приёма пищи с большим содержанием углеводов в пищеварительном соке максимально увеличивается концентрация амилазы, белков – протеаз, а при еде жирной пищи – липаз. Различают два вида адаптации секреции пищеварительных желёз: быструю (срочную) и медленную. Быстрая адаптация состоит в приспособлении секреции ферментов и электролитов к определённому виду принятой пищи; медленная адаптация деятельности пищеварительных желёз заключается в постепенном и фиксируемом на значительное время приспособлении секреции к длительным рационам питания.
Физиологические основы голода и насыщения. Структура пищевого центра:гипоталамус – «ядро» пищевого центра; лобная кора и лимбическая система – социализация пищевого поведения и связь с эмоциями; базальные ядра – формирование двигательных программ пищевого поведения; ретикулярная формация ствола – координация более простых рефлексов в сложные рефлекторные акты (например, глотание, жевание), формирование их ритмической активности; вегетативные и соматические центры ствола и спинного мозга – исполнительные центры. Главные функции пищевого центра:формирование пищевой мотивации и связанных с ней эмоций (голод, аппетит, насыщение); удовлетворение пищевой мотивации в результате пищевого поведения; регуляция системы пищеварения. Голод. Центр голода локализован в латеральных ядрах гипоталамуса. Разрушение этих ядер вызывает афагию; стимуляция – гиперфагию. Стимулируют центр голода – снижение питательных веществ в крови (глюкозы, жирных кислот, аминокислот); гормоны тироксин, гастрин, нейропептид Y гипоталамуса; возбуждение периферических и центральных холодовых рецепторов при действии холода; возбуждение механорецепторов желудка в связи с повышением его тонуса при эвакуации пищи. Аппетит. Активатор пищевого поведения, стимулируется со вкусовых, обонятельных, зрительных рецепторов, а также с рецепторов глотки, пищевода, желудка при приёме пищи. Тормозят аппетит холецистокинин и лептин жировой ткани. Расстройства аппетита: отсутствие аппетита – анорексия, усиление аппетита – булемия, извращение аппетита. Насыщение. Центр насыщения локализован в вентромедиальных ядрах гипоталамуса, разрушение этих ядер вызывает гиперфагию, стимуляция – афагию; стимулируют центр насыщения некоторые вещества крови ( глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, кислоты цикла Кребса, повышение температуры крови, холецистокинин, лептин( гормон жировой ткани). Виды насыщения: сенсорное – формируется во время приёма пищи, сопровождается положительной эмоцией, истинное (метаболическое) формируется в результате всасывания питательных веществ. Состояние голода формирует пищевое поведение, а состояние насыщения прекращает его.
Изменение секреторной функции в пожилом и старческом возрасте.Секреторная функция: 1. в полости рта – уменьшение количества секреторных клеток в слюнных железах, снижение объёма секреции слюны; снижение активности амилазы слюны, что уменьшает переваривание углеводов ( сухость во рту); 2. в желудке – уменьшение количества желёз, их париетальных и главных клеток; снижение образования количества секрета и выделения свободной НСl на 40 – 50%, снижение продукции пепсина и его протеолитической активности 3. в поджелудочной железе – снижение массы железы на 50%; сокращение числа ацинусов, островков и бетта-клеток; снижение
внешнесекреторной функции железы: снижение объёма секреции и активности панкреатических ферментов ( липазы, трипсина после 60 лет, амилазы после 70 лет на 50-80%), более выраженное снижение протеолитической активности панкреатического сока, чем липолитической 4. в тонкой кишке – уменьшение количества функционирующих желёз, замена секреторных клеток соединительнотканными; уменьшение числа ворсинок на слизистой оболочке, снижение функции секретирующих клеток (например, снижение выработки ХЦК-ПЗ) 5. в толстой кишке – изменение кишечной миклофлоры: уменьшение количества молочнокислых микробов, снижение ферментативной активности кишечной палочки, развитие гнилостной микрофлоры 6. уменьшение функциональной активности клеток печени.
Литература
Основная:
1. Нормальная физиология.Учебник./под ред.А.В.Завьялова, В.М.Смирнова.
М.: Медпресс – информ, 2009
2. Физиология человека. Учебник / под ред. В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько, – М, Медицина, 1998, 2003
3. Физиология человека. Учебник/ под ред.Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина,- СП: Сотис,1998,200,2001,2002 , 2007.
4. Физиология человека. Учебник / под ред. В.М.Смирнова, М.: Медицина, 2002, 2010
5. Нормальная физиология. Учебник. /под ред. Р.С.Орлова, А.Д.Ноздрачёва. М. Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2005
6. Нормальная физиология. Учебник. /под ред.В.Н.Яковлева. М.: Издательский центр
« Академия»,2006
7. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / под ред.С.М.Будылиной, В.М.Смирнова. М.: Издательский центр « Академия», 2005
Дополнительная:
1. Руководство к практическим занятиям по физиологии / под ред. К.М. Судакова: Медицина, 2002
2. Основы физиологии человека / под ред. Б.И.Ткаченко, СПБ, 1994
3. Физиология человека. Учебник / под ред. Г.И. Косицкого, М. Медицина,1995
4. Физиология человека. Учебник / под ред. Р.Шмидта, Г.Тевса. М.: Мир, 1996
Источник
Пищеварительная система человека
Пищеварительная система человека начинается с ротовой полости. Здесь пища измельчается и смачивается слюной. Дальше пища попадает в пищевод, из него — в желудок. Затем она продвигается и попадает в тонкий кишечник, а оттуда уже в толстый.
По пищеварительному тракту, как по конвейеру, пища постепенно продвигается и под воздействием пищеварительных соков, превращается в легко усваиваемые организмом простейшие химические вещества, которые из толстой кишки всасываются в кровь, и она разносит их ко всем системам и органам. После этого непереваренные остатки, шлаки выбрасываются наружу через прямую кишку.
Важную роль в пищеварительной системе играет желудок.
По своему строению и виду человеческий желудок имеет продолговатую форму. Размер желудка может разный и может вместить в себя 3–4 литра жидкости одновременно или больше, некоторые желудки растягиваются до размеров, которые уже могут вместить 5—6-литров.
Пищеварительная система человека:
1 — подъязычная слюнная железа, 2 — подчелюстная слюнная железа, 3— околоушная слюнная железа, 4 — пищевод, 5 — желудок, 6 — поджелудочная железа, 7 — прямая кишка, 8 — тонкая кишка, 9 — офодочная кишка, 10 — двенадцатиперстная кишка, 11 — желчный пузырь, 12 —печень
Самый верхний отдел желудка — это месту перехода пищевода в желудок. В данном месте перехода находятся мощные продольные складки стенок и пищевода.
Пропуская пищу в желудок, эти складки расправляются, а затем снова смыкаются за ней, таким образом не давая еде вернуться обратно.
Верхняя половина желудка называется антральным отделом желудка (от греческого слова «антрум» — что означает «вход»). Но медики чаще пользуются не латинским термином, а обиходным, называя антральный отдел верхним, или входным, а, соответственно, пилорический — нижним, или выходным, отделом желудка.
Сам желудок чуть отступя от верха и от низа — называется телом желудка.
Изгибы желудка соответствуют малой кривизне желудка и кривизне большой. Именно по большой кривизне стекает пища вниз внутри желудка.
В самом низу желудка, располагается другой желудочный клапан, называемый по научному сфинктер. Сфинктер состоит из двойного слоя мышц. Это необходимо для усиления удерживающих, запирающих его свойств, так как выход из желудка должен перекрываться с особой силой.
В желудке их имеется три вида клеток. Функции их строго разграничены. Одни из них выделяют только кислоту, другие — только пищеварительные ферменты, а третьи — жидкость и защитную слизь. Смешиваясь в полости желудка, данные компоненты и составляют желудочный сок. Тот, что обрабатывает пищу. От правильной, сбалансированной работы желудочных клеток зависит и качество пищеварения, и устойчивость стенки желудка к агрессивным факторам внешней среды.
Стенки желудка состоят из трех основных слоев.
Внутренний слой — слизистая оболочка, состоящая из огромного количества желез, вырабатывающих желудочный сок.
Второй слой — подслизистая оболочка, включающая в себя множество мелких кровеносных сосудов и нервных образований.
Наружный слой желудка состоит из мышечной ткани. Мышцы располагаются в разнообразных направлениях — круговом, продольном, диагональном. Когда мышцы сокращаются во всех этих направлениях, то пища в желудке перемешивается с желудочным соком, измельчается и превращается в однородную жидкую кашицу. Таким образом, осуществляется физическая обработка пищи. Если мышцы сокращаются, а в желудке в этот момент ничего нет, то возникает чувство голода.
Мышечный, самый последний слой желудка состоит из двух направлений волокон — продольного (располагаются вдоль желудка) и циркулярного (располагаются по кругу). Этот слой обеспечивает перетряхивание, тщательное перемешивание пищи и, естественно, ее продвижение вперед по желудку к двенадцатиперстной кишке.
Сразу же за желудком следует не менее важный для процесса обработки пищи орган, по своей длине равный 12 пальцам (сложенным поперек). Отсюда и его, точнее, ее название — двенадцатиперстная кишка.
В этой кишке происходит окончательное переваривание пищи: задача данной кишки — ненадолго задержать в себе кусочки пищи, дабы «перерубить» ее на еще более мелкие частицы, чем те, что попали в нее из желудка. У двенадцатиперстной кишки есть луковица — своеобразное складчатое утолщение в месте перехода ее в желудок — и тело, то есть собственно кишка. Состоит данный орган из таких же слоев, что и желудок: слизистого, подслизистого и мышечного, выполняющих те же, что и в желудке, функции (соответственно: выделительную, питательную и двигательную).
Именно в луковицу двенадцатиперстной кишки открываются протоки из печени и поджелудочной железы. Смешивание кишечного сока с соком поджелудочным и с желчью позволяет расщепить кусочки пищи до таких мельчайших частиц, что они без труда будут всасываться в дальнейшем «пищевым пылесосом организма» — тонким кишечником.
Помимо физической обработки пищи желудок обрабатывает ее и химически (с помощью желудочного сока).
Желудочный сок — очень активная жидкость, которая состоит из соляной кислоты и различных ферментов (расщепляющих питательные вещества). Соляная кислота к тому же губительно действует на микроорганизмы, которые попадают в желудок через рот. За сутки желудочного сока вырабатывается примерно 1,5 литра. Для того чтобы такая сильнодействующая жидкость, как желудочный сок, не повредила собственную стенку желудка, на его поверхности существует специальная «прокладка» из слизи, которая подобно бронежилету защищает жел удок от самопереваривания.
На слизистую оболочку желудка, с одной стороны, воздействуют компоненты желудочного сока — соляная кислота и ферменты, расщепляющие белок, с другой стороны, их агрессивному действию противостоит система защиты желудка, вырабатываемая им самим против своих же факторов агрессии. К факторам агрессии относятся желудочный сок и принимаемая нами пища. Пища иногда тоже способна повредить оболочку желудка (например, если она очень горячая или плохо прожевана). Слишком горячая или острая пища также способна повредить нежную внутреннюю оболочку желудка, ведь твердая пища остается в желудке около трех часов. Так что бедному желудку в течение трех часов приходится защищаться от жгучего воздействия перца, уксуса или горчицы. А надолго ли хватит его резервов.
К факторам защиты желудка от факторов агрессии относятся способность желудка вырабатывать слизь и бикарбонат, то есть обыкновенную соду, которая нейтрализует действие соляной кислоты, и способность клеток слизистой желудка очень быстро обновляться (каждые 2–6 дней). Поврежденные клетки при этом уничтожаются. Немаловажную поддержку этой защите оказывает интенсивное кровообращение в стенках желудка, потому что кровь доставляет к ним питательные вещества и кислород, — в этих условиях клетки могут быстро расти и часто обновляться.
Желудок будет исправно работать только в том случае, если между факторами агрессии и защиты будет соблюдаться перемирие и равновесие.
Непосредственно в самом желудке ничего не всасывается, кроме воды и спирта. Белковая и углеводистая пища покидает желудок примерно через 2–3 часа, а вот жиры остаются в нем гораздо дольше — около 7 часов.
Большое значение для пищеварения в желудке имеет соляная кислота, так как ферменты, которые расщепляют питательные вещества, способны работать только в кислой среде. Еще академик Павлов своими опытами доказал, что желудочный сок, как и слюна, выделяется уже при взгляде на готовые блюда, особенно если они аппетитно выглядят. Даже если вы только подумаете
о еде, желудочный сок сразу же начнет выделяться. Не только пища влияет на выделение желудочного сока, эмоции также способны изменить его выработку.
Из желудка обработанная пища попадает в тонкую кишку, длина которой у человека примерно 5–7 метров. В кишке под действием кишечного сока (в образовании которого принимает участие печень и поджелудочная железа) белки, жиры, углеводы распадаются на легкоусвояемые составляющие, которые всасываются в стенки кишки и попадают в кровоток.
Внутренняя поверхность стенок тонкой кишки имеет много выростов-ворсинок и напоминает бархат. Эти ворсинки позволяют во много раз увеличить всасывающую поверхность кишечника (в целом она составляет 400 квадратных метров — размер баскетбольной площадки).
В тонкой кишке пища находится 5–6 часов, а затем попадает в толстую кишку. Функция толстой кишки — перемешивание переваренной пищи, всасывание воды и солей, а также разложение клетчатки при помощи бактерий. Бактерии толстой кишки к тому же способны вырабатывать ряд необходимых человеку витаминов. Заканчивается процесс пищеварения, как известно, формированием каловых масс и их выведением.
Источник