Физиология пищеварения

Физиология пищеварения.

 

   Организм человека  и животного – это открытая  термодинамическая система, которая  постоянно обменивается веществом  и энергией с окружающей средой. Организм требует пополнения  энергетического и строительного  материала. Это необходимо для работы, поддержания температуры, восстановления тканей. Эти материалы человек и животные получает из окружающей среды в виде животного или растительного происхождения. В пищевых продуктах в разных соотношениях питательные вещества – белки, жиры. Питательные вещества – это крупные полимерные молекулы. Пища также содержит воду, минеральные соли, витамины. И хотя эти вещества не являются источником энергии, они являются очень важными компонентами для жизнедеятельности. Питательные вещества из пищевых продуктов не могут быть сразу усвоены; для этого необходима обработка питательных веществ в ЖКТ, чтобы продукты переваривания могли быть использованы.

  Длина пищеварительного  тракта равна примерно 9 м. В  состав пищеварительной системы  входит ротовая полость, глотка пищевод, желудок, тонкая и толстая кишка, прямая кишка и анальный канал. Имеются добавочные органы ЖКТ  - они включают язык, зубы, слюнные железы, поджелудочную железу, печень и желчный пузырь.

 

Пищеварительный канал состоит из четырёх слоев  или оболочек .

1. Слизистая
2. Подслизистая
3. Мышечная
4. Серозная

Каждая оболочка выполняет  свои функции.

   Слизистая  оболочка окружает просвет пищевого канала и является главной всасывательной поверхностью и секреторной. Слизистая покрыта цилиндрическим эпителием, который располагается на собственной пластинке. В пластинки имеются многочисленные лимф. Узелки и они выполняют защитную функцию. Снаружи слой гладких мышц – мышечная пластинка слизистой оболочки. Благодаря сокращению этих мышц слизистая образует складки. В слизистой также находятся бокаловидные клетки, которые продуцируют слизь.

   Подслизистая  оболочка представлена слоем соединительной ткани с большим количеством кровеносных сосудов. В подслизистой оболочке содержатся железы и подслизистое нервное сплетение – сплетение Йейснера. Подслизистый слой обеспечивает питание слизистой оболочки и вегетативную иннервацию желез, гладкие мышц мышечной пластинки.

   Мышечная  оболочка. Состоит из 2х слоев гладких мышц. Внутреннего – циркулярного и наружного – продольного. Мышцы располагаются в виде пучков. Мышечная оболочка предназначена для выполнения моторной функции, для механической обработки пищи и продвижения пищи вдоль пищеварительного канала. В мышечной оболочке заложено второе сплетение – Ауэрбаха. На клетках сплетений в ЖКТ оканчиваются волокна симпатических и парасимпатических нервов. В составе имеются клетки чувствительные – клетки Доггеля, есть клетки двигательные – первого типа, имеются тормозные нейроны. Совокупность элементов ЖКТ – интегральная часть автономной нервной системы.

    Наружная  серозная оболочка - соединительная ткань и плоский эпителий.

   В целом ЖКТ  предназначен для протекания  процессов пищеварения и основа  пищеварения – гидролитический  процесс расщепления крупных  молекул до более простых соединений, которые могут быть получены кровью и тканевой жидкостью и доставлены к месту. Работа системы пищеварения напоминает функцию разборочного конвейера.

 

Этапы пищеварения.

1. Поглощение пищи. Он включает в себя поглощение пищи в ротовую полость, пережевывание пищи на более мелкие кусочки, увлажнение, формирование пищевого комка и глотание
2. Переваривание пищи. В ходе его осуществляется дальнейшая обработка и ферментативное расщепление питательных веществ, при этом белки расщепляются протеазам идо дипептидов и аминокислот. Углеводы расщепляются амилазой до моносахаридов, а жиры, расщепляются под действием липаз и эстераз до моноглицирина и жирных кислот.
3. Образовавшиеся просты соединения подвергаются следующему процессу – всасывание продуктов. Но всасываются не только продукты расщепления питательных веществ, но всасываются вода, электролиты, витамины. В ходе всасывания происходит перенос веществ в кровь и лимфу. В ЖКТ идет процесс химический, то как на любом производстве возникают побочные продукты и отходы, которые нередко могут быть ядовитыми.
4. Экскреция – подвергаются удалению из организма в виде каловых масс. Для осуществления процессов пищеварения пищеварительная система выполняет моторную, секреторную, всасывательную и экскреторная функция.

 

Пищеварительный тракт участвует в водно-солевом обмене, в нем вырабатывается ряд гормонов – эндокринная функция, имеет защитную иммунологическую функцию.

 

Типы пищеварения – подразделяются в зависимости от поступления гидролитических ферментов и делятся на

1. Собственное – ферменты макроорганизма
2. Симбионтное – за счет ферментов, которые дает нам бактерии и простейшие обитающих в ЖКТ
3. Аутолитическое пищеварение – за счет ферментов, которые содержатся в самих пищевых  продуктах.

 

В зависимости  от локализации процесса гидролиза питательных веществ пищеварение делится на

1. Внутриклеточное 

2. Внеклеточное

-дистантное или полостное

-контактное или пристеночное

Полостное пищеварение  будет происходит в просвете ЖКТ, ферментами, на мембране микроворсинок  клеток кишечного эпителия. Микроворсинки покрыты слоем полисахаридов, образуют большую каталитическую поверхность, что обеспечивает быстрое расщепление и быстрое всасывание.

 

Значение работы И.П. Павлова.

   Попытки изучить  процессы пищеварения начинаются  ужу в 18 веке, так например Реамюр пытался получить желудочный сок, путем закладывание губки подвязанной на ниточке в желудок и получали пищеварительный сок. Были попытки вживлять стеклянные или металлические трубочки в протоки желез, но они довольно быстро выпадали и присоединялась инфекция. Первые клинические наблюдения а человеке были проведены при ранении желудка. В 1842 году московский хирург Басов наложил фистулу на желудок и закрывалась пробкой вне процессов пищеварения. Эта операция позволяла получать желудочный сок но недостатком было то, что он был смешан с пищей. Позднее в лаборатории Павлова эта операция была дополнена перерезкой пищевод ан шее. Такой опыт называют опытом мнимого кормления, а уже после кормления пережеванная пища осуществляется ее переваривание.

   Английский физиолог Гейденгайн предложил выделять маленький желудочек из большого, это позволяло получать чистый желудочный сок, несмешанный с пищей, но недостатком операции – разрез – перпендикулярно большой кривизне – это пересекало нерв – вагус. На маленький желудочек могли действовать только гуморальные факторы.

   Павлов предложил  делать параллельно большой кривизне, вагус не перерезался, он отражал  весь ход пищеварения в желудке  с участием и нервных и гуморальных  факторов. И.П. Павлов поставил  задачей изучать функцию пищеварительного тракта максимально приближенной к нормальным условиям и Павлов разрабатывает методы физиологической хирургии осуществляя разнообразные операции на животных,  которые в последующим помогли в изучении пищеварения. В основном операции были направлены на наложение фистул.

  Фистула – искусственное сообщение полости органа или протока железы с окружающей средой для получения содержимого и после операции животное поправлялось. Дальше следовала восстановление, длительное питание.

  В физиологии проводится острый опыты – однократно под наркозом и хронический опыт – в условиях максимально приближенным к нормальным – с наркозом, без болевых факторов – это дает более полное представление о функции. Павлов разрабатывает фистулы слюнных желез, операцию маленького желудочка, эзофаготомию, желчного пузыря и протока поджелудочной железы.

   Первая  заслуга Павлова в пищеварении состоит в разработке опытов хронического эксперимента. Далее Иван Петрович Павлов установил зависимость качества и количество секретов от вида пищевого раздражителя.

 В третьих – приспособляемость желез к условиям питании. Павлов показал ведущее значение нервного механизма в регуляции пищеварительных желез. Работы Павлова в области пищеварения были обобщены в его книге «О работе важнейших пищеварительных желез» В 1904 году Павлов был удостоен Нобелевской премии. В 1912 году университет в Англии Ньютон, Байрон избирают Павлова почетным доктором кембриджского университета и на церемонии посвящения произошел такой эпизод, когда студенты Кембриджа спустили игрушечную собачку с многочисленными фистулами.

 

Физиология  слюноотделения.

Слюна образуется тремя  парами слюнных желез – околоушная, расположенная между челюстью и  ухом, подчелюстная, расположенная  под нижней челюстью, и подъязычная. Мелкие слюнные железы – работают постоянно в отличие от крупных.

   Околоушная  железа состоит только из серозных клеток с водянистым секретом. Подчелюстная и подъязычная железы выделяют смешанный секрет, т.к. включают в себя и серозные и слизистые клетки. Секреторной единицей слюнной железы – саливон, в который входит ацинус, слепо заканчивающийся расширение и образован ацинарными клетками, ацинус, затем открывается во вставочный проток, который переходит в исчерченный проток. Клетки ацинуса секретируют белки и электролиты. Сюда же поступает и вода. Затем, коррекция содержания электролитов в слюне осуществляется вставочными и исчерченными протоками. Секреторные клетки еще окружены миоэпителиальными клетками, способными к сокращению и миоэпителиальные клетки сокращаясь выдавливают секрет и способствуют его продвижению по протоку. Слюнные железы получаю обильное кровоснабжение, кроваток в них в 20 раз больше чем в других тканях. Поэтому эти небольшие по размеру органы обладают довольно мощной секреторной функцией. За сутки вырабатываются от 0,5 – 1,2 л. слюны.

 

Слюна.

• Вода – 98,5%- 99 %
• Плотный остаток 1-1,5%.
• Электролиты – К, НСО3, Na, Cl, I2

Слюна выделяемая в протоках гипотонична в сравнении с  плазмой. В ацинусах происходит выделение  электролитов секреторными клетками и они содержатся в таком же количестве как и в плазме, но по мере движения слюны по протокам происходит поглощение ионов натрия, хлора, количество ионов калия и бикарбоната, становится больше. Слюна характеризуется преобладанием калия и бикарбоната. Органический состав слюны представлен ферментами- альфа-амилаза(птиалин), язычная липаза – вырабатывается железами, располагающимися в корне языка.

Слюнные железы содержат каликреин, слизь, лактоферин – связывают  железо и способствует уменьшению бактерий, гликопротеины лизоцим, иммуноглобулины – А,М, антигены А, Б, АБ, 0.

   Слюна выводится  по протокам – функции - смачивание, формирование пищевого комка,  глотаний. В ротовой полости –  начальный этап расщепления углеводов  и жиров. Полного расщепления не может происходить т.к. короткое время нахождение пищи в пищевой полости. Оптимум действия слюны – слабощелочная среда. PН слюны = 8. Слюна ограничивает рост бактерий, способствует заживлению повреждений, отсюда зализывание ран. Слюна нам нужна для нормальной функции речи.

   Фермент амилаза слюны осуществляет расщепление крахмала до мальтозы и мальтотриозы. Амилаза слюны сходна с амилазой поджелудочного сока, который также расщепляет углеводы до мальтозы и мальтотриозы. Мальтаза и изомальтаза, расщепляет эти вещества до глюкозы.

Липаза слюны начинает расщеплять жиры и ферменты продолжают свое действие в желудке, пока не сменится значение рН.

 

Регуляция слюноотделения.

 Регуляция сляноотделения  осуществляется парасимпатическими  и симпатическими нервами, и при этом слюнные железы регулируются только рефлекторно, т. к. для них не характерен гуморальный механизм регуляции. Выделение слюнным может осуществляться с помощью безусловных рефлексов, которые возникают при раздражение слизистой оболочки полости рта. При этом могут быть пищевые раздражители и непищевые.

   Механическое  раздражение слизистой оболочки  тоже влияет слюноотделение. Слюноотделение  может возникнут на запах, вид,  воспоминание вкусной пищи. Слюноотделение  формируется при тошноте. 

Торможение слюноотделения наблюдается во время сна, при утомлении, при страхе и при обезвоживание организма.

  Слюнные железы  получают двойную иннервацию от автономной нервной системы. Они иннервируются парасимпатическим и симпатическим отделом. Парасимпатическую иннервацию осуществляют 7 и 9 пары нервов. В них находятся 2 слюноотделительных ядра – верхнее -7 и нижнее – 9. Седьмая пара иннервируют подчелюстную и подъязычную железы. 9 пара – околоушная железа. В окончаниях парасимпатических нервов происходит выделение ацетилхолина и при действии ацетилхолина на рецепторы секреторных клеток через G-белки происходит иннервация вторичного посредника инозитол-3-фосфата, а он увеличивает содержания кальция внутри. Это приводит к увеличению секреции слюны бедной по органическому составу – вода + электролиты.

  Симпатические нервы  достигают слюнных желез через  верхний шейны симпатический  ганглий. В окончаниях постганглионарных  волокон происходит выделение  норадреналина, т.е. секреторных  клетки слюнных желез имеют  адренорецепторы. Норадреналин вызывает активацию аденилатциклазы с последующим образованием циклического АМФ и циклический АМФ усиливает образование протеинкиназы А, которая необходима для синтеза белка  и симпатические влияния на слюнные железы увеличивают секрецию.

    Слюна с   большой вязкостью с большим  количеством органических веществ.  В качестве афферентного звена  возбуждения слюнных желез это  будут участвовать нервы, которые  обеспечивают общую чувствительность. Вкусовая чувствительность передней  трети языка – лицевой нерв, задняя треть – языкоглоточный. Задние отделы еще имеют иннервацию от блуждающего нерва. Павлов показал, что секреция слюны на отвергаемые вещества, а попадание речного песка, кислот, других химических веществ, происходит большое выделение слюны, именно жидкой слюны. Слюноотделение зависит также от раздробленности пищи. На пищевые вещества дается меньшее количество слюны но с большим содержанием фермента.