Физиология пищеварительной системы Физиология животных и человека
Пищеварительная система Пищеварение – совокупность физико-химических и физиологических процессов, обеспечивающих расщепление поступающих в организм сложных пищевых веществ на простые химические соединения, способные всасываться и усваиваться в организме. - совокупность органов и тканей, обеспечивающих процесс пищеварения; Ротовая полость; Пищевод; Желудок; Тонкий кишечник; Толстый кишечник; Поджелудочная железа; Печень; Пищевой центр.
Функции пищеварительной системы: Пищеварительные: секреторная - в просвет ЖКТ выделяются ферменты, вызывающие гидролиз пищи; моторная - работа мышц ЖКТ обеспечивает измельчение пищи, продвижение ее по ЖКТ, перемешивание с пищеварительными соками, открытие и закрытие сфинктеров, эвакуацию; всасывательная - продукты расщепления всасываются в кровь или в лимфу; инкреторная - в ЖКТ есть отдельные железистые клетки, которые выделяют в кровь гормоны. Это клетки АРUD - системы; экскреторная - через ЖКТ из организма выводятся непереваренная пища, продукты белкового обмена, желчные пигменты и другие вещества. Дополнительные (не связанные с пищеварением): защитная, сенсорная, гемопоэтическая и др.
СИМБИОНТНОЕ АУТОЛИТИЧЕСКОЕ СОБСТВЕННОЕ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЕ ПОЛОСТНОЕ ПРИСТЕНОЧНОЕ полостное пищеварение пристеночное пищеварение всасывание
1 этап: ротовое; 2 этап: желудочное; 3 этап: в двенадцатиперстной кишке (ДПК); 4 этап: в тонком кишечнике; 5 этап: в толстом кишечнике. Этапы пищеварения
Роль ротовой полости в пищеварении Механическая обработка пищи; Защитная функция; Сенсорная функция; Всасывательная функция; Экскреторная функция; Секреторная функция. Состав и свойства слюны: рН - 6,5-7,4; вода - 98-98,5%; сухой остаток - 1,5-2% (вещества белковой и небелковой природы ). К белковым веществам относятся ферменты слюны (амилаза, гидролизующая полисахариды, преимущественно крахмал, до декстринов; глюкозидаза - принимающая участие в расщеплении декстринов до дисахаридов; мальтаза - расщепляющая дисахариды типа мальтоз до моносахаридов), к небелковым - электролиты (калий, натрий, кальций, хлор).
Состав и свойства слюны : Функции слюны Пищеварительная функция; Экскреторная функция; Защитная функция; Трофическая функция.
Акт глотания Ротовая фаза Глоточная фаза Пищеводная фаза
Пищевод взрослого человека имеет длину 25—30 см. Является продолжением глотки, начинается в области шеи на уровне VI—VII шейного позвонка, затем проходит через грудную полость в средостении и заканчивается в брюшной полости на уровне X—XI грудных позвонков, впадая в желудок. Функции: Моторная; Секреторная; Сенсорная Пищевод
Желудок - полый мышечный орган, расположенный между пищеводом и двенадцатиперстной кишкой. Представляет собой мешкообразное расширение пищеварительного канала, объём пустого желудка составляет около 500 мл, после принятия пищи он обычно растягивается до одного литра, но может увеличиться и до четырёх. кардиальный отдел; дно желудка тело желудка пилорический отдел
Кафедра физиологии КрасГМУ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА А.Т.ПШОНИКА Тема: Физиология системы пищеварения лекция № 10 для студентов 2 курса, обучающихся по специальности 060201 Стоматология профессор Пац Юрий Степанович Красноярск, 2013
Тема лекции: Пищеварение в желудке. Тонком кишечнике. Толстом кишечнике. Всасывание. Пищевое поведение. Кафедра физиологии КрасГМУ
Функции желудка: Пищеварительные функции (секреторная, моторная, всасывательная, экскреторная, депонирующая) Непищеварительные функции (гемопоэтическая, защитная)
Секреторная функция желудка: Типы клеток: 1) главные клетки, вырабатывающие ферменты, 2) обкладочные клетки, вырабатывающие соляную кислоту, 3) добавочные клетки, вырабатывающие слизеподобные вещества (муцин), 4) аргентофильные клетки, синтезирующие серотонин, 5) G -клетки - эндокринные клетки, имеющие отношение к образованию интестинальных гормонов
2-2,5 литра в сутки, в котором 98% воды и 2% сухого остатка, рН - 1,5-4.
Пепсин А - оптимум рН = 1,5-2 (действует на целые белки, гидролизуя их до поли- и олигомеров); Пепсин В (желатиназа) - оптимум рН = 3-4 (участвует в гидролизе белков преимущественно растительного происхождения и расщепляет их до простейших полипептидов и олигомеров); Пепсин С (гастриксин) - оптимум рН=3,2-3,5 (гидролизует белки преимущественно животного происхождения до полипептидов и олигопептидов); Пепсин Д (реннин, казеиназа) - опт. рН = 4- 5, расщепляет казеин молока.
Функции соляной кислоты активирует протеолитические ферменты; подготавливает белки к гидролизу, вызывая их набухание и денатурацию; участвует в регуляции поступления пищевого химуса из желудка в двенадцатиперстную кишку; стимулирует образование гастроинтестинальных гормонов; обладает бактерицидным действием.
Фазы желудочной секреции Сложнорефлекторная (мозговая): условно-рефлекторный и безусловно-рефлекторные компоненты; Желудочная; Кишечная;
«Мнимое кормление» по И.П. Павлову
Механизмы регуляции секреции желудка Нервные (симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы); Гуморальные: Специфические вещества, к которым относятся интестинальные гормоны - дигестопептиды и гормоны общего действия. Биологически активные вещества негормональной природы - медиаторы, эндогенный гистамин и др. Алиментарные факторы, содержащиеся в пищевых продуктах, например, экстрактивные вещества и др.
Проксимальный отдел Нет базальной электрической активности, медленные тонические сокращения, высокая растяжимость, основной резервуар желудка Промежуточная зона Пейсмейкер Дистальный отдел Базальная электрическая активность Перистальтические сокращения Низкая растяжимость Размельчение пищи Пейсмейкер
Duodenum
фундус пилорус
Регуляция моторики желудка Механизмы: Нервный; Уровни: Клеточный (регуляция на уровне отдельной гладкомышечной клетки, каждая их которых способна самовозбуждаться); Органный (наличие внутриорганных рефлекторных дуг) ; Системный (парасимпатические центров стимулируют моторику, симпатические – подавляют). Гуморальный. Гастрин, мотилин, энтерогастрин, гистамин, серотонин, ацетилхолин и др. усиливают моторику желудка; Гастрон, энтерогастрон, желудочный ингибирующий пептид, вазопрессин, окситоцин, норадреналин тормозят двигательную активность желудка.
Двенадцатиперстная кишка анатомически и функционально связана с поджелудочной железой и желчевыделительной системой. На внутренней поверхности нисходящей части двенадцатиперстной кишки имеется большой дуоденальный сосочек (фатеров сосочек), в который, через сфинктер Одди, открываются общий желчный проток и проток поджелудочной железы (у большинства, но не у всех, людей он впадает в общий желчный проток, но у некоторых идёт отдельно). Функции: Секреторная (электролиты, ферменты (люберкюновы железы), слизь (бруннеровы железы); Моторная; Сенсорная;
Поджелудочная железа Состав и функции сока поджелудочной железы (1,5-2,0 л/сут.): вода и сухой остаток (0,12%): неорганические (катионы Na+, Ca2+, К+, Мg+ и анионы Cl-, SO32-, HPO42-) и органические вещества. рН сока равна 7,8-8,5. (от 4.0 до 8.5)
Ферменты сока поджелудочной железы: протеолитические, липолитические амилолитические ферменты. Альфа-амилаза, липаза и нуклеаза секретируются в активном состоянии; протеазы - в виде проэнзимов. Альфа-амилаза поджелудочной железы расщепляет полисахариды до олиго-, ди- и моносахаридов. Нуклеиновые кислоты расщепляются рибо- и дезоксирибонуклеазами. Панкреатическая липаза, активная в присутствии солей желчных кислот, действует на липиды, расщепляя их до моноглицеридов и жирных кислот. На липиды действуют также фосфолипаза А и эстераза. В присутствии ионов кальция гидролиз жиров усиливается. Протеолитические ферменты секретируются в виде проэнзимов - трипсиногена, химотрипсиногена, прокарбоксипептидазы А и В, проэластазы. Активипуются энтерокиназой. Трипсин, химотрипсин, эластаза расщепляют премущественно внутренние пептидные связи белков пищи, в результате чего образуются низкомолекулярные пептиды и аминокислоты. Карбоксипептидазы А и В расщепляют С-концевые связи в белках и пептидах.
Фазы секреции: Сложнорефлекторная (мозговая): условно-рефлекторный и безусловно-рефлекторные компоненты; Желудочная; Кишечная; Регуляция секреции: Нервная (симпатический и парасимпатический отделы); Гуморальная ( стимулируют - секретин, холецистокинин-панкреозимин, ацетилхолин, инсулин, вазоактивный кишечный пептид, серотонин, тироксин, угнетают – глюкагон, АКТГ, вазопрессин и катехоламины ;
Печень Пищеварительные функции (секреция желчи) Непищеварительные функции ( Защитная, депонирующая, связующая, синтетическая, кроветворная, метаболическая, гомеостатическая).
Состав и свойства желчи (печеночной): рН - 7,3-8,0. В желчи - 97% воды и 3% сухого остатка (0,9-1% желчных кислот (гликохолевая - 80%, таурохолевая - 20%); 0,5% - желчные пигменты (билирубин, биливердин); 0,1% - холестерин, 0,05% - лецитин (коэффициент 2:1); муцин - 0,1%, неорганические вещества: KCl, CaCl2, NaCl и др.)
Значение желчи: Участвует в эмульгировании жиров (дробление больших капелек жира на более мелкие), что способствует гидролизу жиров, т. к. в этом случае возрастает поверхность, на которую действует липаза. Способствует всасыванию жирных кислот, которые являются водо-нерастворимыми и не могут самостоятельно подвергаться всасыванию. Желчные кислоты вместе с жирными создают водорастворимые комплексы, которые и подвергаются всасыванию. После транспорта жирных кислот желчные кислоты возвращаются в кишечник и вновь участвуют во всасывании жирных кислот. Желчь активирует липазу, гидролизиующую жиры. Усиливает моторику кишечника. Обладает избирательным бактерицидным действием.
Фазы секреции: Сложнорефлекторная (мозговая): условно-рефлекторный и безусловно-рефлекторные компоненты; Желудочная; Кишечная; Регуляция секреции: Нервная (симпатический и парасимпатический отделы); Гуморальная (стимулируют - холецистокинин, секретин, бомбезин, ацетилхолин, угнетают – глюкагон, кальцитонин (гормон щитовидной железы), вазоактивный пептид, а также катехоламины ;
Тонкий кишечник Функции: Экскреторная; Секреторная; Моторная (маятникообразные, ритмическая сегментация, перистальтические, тонические сокращения); Всасывательная.
Кишечный сок – продукт деятельности бруннеровых, либеркюневых желез и клеток всей слизистой оболочки тонкой кишки.Суточный объем 2-2,5 литра.Вода - 98%.сухой остаток -2% рН 7,2-7,5, при интенсивной секреции -рН до 8,6 Ферменты: ( их более 20 ) Пептидазы -(эрипсины) аминополипептидаза, дипептидаза, лейцинаминпептидаза и др. Нуклеотидаза, нуклеаза –расщепляющие нуклеотиды нуклеиновые кислоты Липолитические ферменты: липаза, фосфолипаза, холестеролэстераза (жиры до глицерина и жирных кислот) Амилолитические ферменты: амилаза, лактаза сахараза, гамма- амилаза- расщепляетполисахариды и завершает гидролиз декстринов и олигосахаридов. Энтерокиназа- активирующая панкреатический трипсиноген
Регуляция функций тонкого кишечника Секреторная функция: Нервный механизм: системный (блуждающий нерв стимулирует сокоотделение только в 1/3 тонкого кишечника, в остальных 2/3 - тормозит) и органный уровни (ганглиозные нервные клетки стенки кишечной трубки, в пределах которых замыкаются короткие рефлекторные дуги). Гуморальный механизм : энтерокринин, дуокринин (интестинальные гормоны), ацетилхолин - стимулируют секрецию, катехоламины (адреналин и норадреналин) - угнетают. Моторная функция: Нервный механизм: системный (блуждающий нерв стимулирует моторику тонкого кишечника, симпатические нервы - тормозят) органный - (ганглиозные нервные клетки стенки кишечной трубки, в пределах которых замыкаются короткие рефлекторные дуги), клеточный уровни регуляции (автоматия гладких мышечных клеток). Гуморальный механизм: серотонин, гастрин, гистамин, вазопресин, калликреин, ангитензин-1, окситоцин, простагландины А и Е, медиатор ацетилхолин - стимулируют моторику, катехоламины, воздействуя на бета-адренорецепторы (адреналин и норадреналин) - угнетают.
Ca, Mg, Fe Моносахариды, глюкоза, галактоза Жирорастворимые витамины Жиры, жирные кислоты, моноглицериды Водорастворимые витамины Белки и аминокислоты Соли желчных кислот Витамин В 12 Натрий, вода, хлориды, основания Жирные кислоты и газы Вода 12-п.кишка Тощая кишка Подвздош- ная кишка Толстая кишка
Пассивный транспорт, обусловленный фильтрацией (разность гидростатических давлений) и диффузией (срабатывает градиент концентрации веществ); Активный транспорт; Пиноцитоз. Механизмы всасывания:
Толстый кишечник Функции: Непищеварительные (защитная и синтетическая); Пищеварительные: Секреторная (рН - 8,5-9; 98% воды, 2% сухого остатка – органические (ферменты) и неорганические вещества – соли); Моторная; Экскреторная; Всасывательная (вода, соли, мономеры - аминокислоты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты и др.);
Пищеварение в толстом кишечнике (colon) - это заключительный этап пищеварения. Продолжается химическая переработка пищи, идет всасывание воды, минеральных веществ и формирование каловых масс. В colon гидролиз пищи идет под действием ферментов секрета слизистой colon. В colon действует микрофлора. Здесь особый вид моторики - масс-перистальтика, и акт дефекации.
Это один из самых активных метаболических органов в организме. Он имеет длину около 1,5 метров, и содержит более 400 различных видов бактерий, которые могут расщепить неусвоенный остаток пищи, в основном диетические волокна. Толстая кишка имеет в начале диаметр 3 см, а в конце 8 см. Пища может пребывать в толстой кишке 1,5 – 2 дня. Происходит всасывание воды и формирование кала, состоящего из мертвых клеток, непереваренных пищевых волокон и бактерий. В толстом кишечнике одновременно может находиться до 2 кг переваренной пищи, которая выводится из организма постепенно.
Секрет состоит из жидкой части и комочков слизи. Состав: 98,6 % - вода, 1,4 % - сухой остаток. Органические вещества - в основном ферменты: все 3 вида ферментов, но у всех низкая ферментная активность.
В состав секрета входят отторгнутые эпителиоциты, отдельные лейкоциты; рН кишечного сока 8,5-9,0 - резко щелочная реакция. Объем - до 500 мл в сутки. Протеолитические ферменты: протеазы, фосфатазы, катепсин - расщепляет белки пищи до аминокислот, расщепляют гормоны и ферменты отслужившие срок (например, энтерокиназу). Амилолитические ферменты - расщепляют целлюлозу. Липолитические ферменты - особо низкая активность.
Отделение кишечного сока в colon осуществляется 2 видами регуляции. Рефлекторная регуляция - по принципу безусловного рефлекса, но имеет место и слабый условный рефлекс. Местная регуляция - под действием сока colon, экстрактивных веществ (овощные отвары), непереваренных продуктов, чая, кофе, лекарств (особенно с К+). Секреторные нервы - волокна ПНС: для правого отдела colon - n.vagus, для левого отдела colon - n.vagus + тазовые нервы. Симпатические нервы - тормозят секреторную активность colon: правая половина colon - иннервируется из вехнего брызжеечного ганглия, левая - из нижнего.
обеспечивает: накопление химуса, его сгущение за счет всасывания воды формирование каловых масс и их удаление из организма во время дефекации. О процесс передвижения содержимого по отделам жулудочно-кишечного тракта судят по перемещению рентгено-контрастного вещества (например, сернокислого бария). После приема оно начинает поступать в слепую кишку через 3—3,5 ч. В течение 24 ч происходит заполнение толстой кишки, которая освобождается от контрастной массы через 48—72 ч.
Толстой кишке свойственны очень медленные малые маятникообразные сокращения ( ее н ачальным отделам). С их помощью осуществляется перемешивание химуса Большие маятникообразные сокращения,(в поперечной ободочной и сигмовидной кишке). Редкие перистальтическим волнам - обеспечивают медленное перемещение содержимого толстой кишки в дистальном направлении Антиперистальтические сокращения - способствуют задержке химуса в толстой кишке, которые перемещают содержимое в ретроградном направлении и тем самым способствуют всасыванию воды. Сгущенный обезвоженный химус накапливается в дистальном отделе толстой кишки.
Раздражение механорецепторов слизистой оболочки способствует возникновению мощных рефлекторных пропульсивных сокращений, перемещающих большой объем содержимого в сигмовидную и прямую кишку. Подобного рода сокращения называются масс-сокращениями. Прием пищи ускоряет возникновение пропульсивных сокращений за счет осуществления желудочно-ободочного рефлекса. Перечисленные фазные сокращения толстой кишки осуществляются на фоне тонических сокращений, которые в норме продолжаются от 15 с от 5 мин.
В основе моторики толстой кишки, как и тонкой, лежит способность мембраны гладкомышечных элементов к спонтанной деполяризации, т.е. автоматии. Характер сокращений и их координация зависят от влияний эфферентных нейронов интраорганной нервной системы и вегетативного отдела ЦНС. Местные рефлексы при раздражении механорецепторов толстой кишки усиливают ее моторику ; Раздражение механорецепторов только прямой кишки приводит к торможению двигательной активности толстой и тонкой кишки, предотвращая ее переполнение каловыми массами Торможение миогенной активности миоцитов толстой кишки через интраорганную нервную систему реализуется с помощью тормозных медиаторов (ВИП и АТФ).
Стимуляция парасимпатических нервов (блуждающего и тазового) увеличивает частоту и амплитуду сокращений мышц толстой кишки. Раздражение симпатических нервных волокон, выходящих из верхнего и нижнего брыжеечного сплетений, оказывает противоположный эффект. Рефлекторные влияния, реализуемые через экстраорганные нервы, суммируются с гуморальными. Так, гастрин, ХЦК и кортизон стимулируют моторику толстой кишки, а адреналин, серотонин, секретин и глюкагон — тормозят.
ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ - ПЕРЕНОС БЕЗ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ - - ПЕРЕНОС ПО ГРАДИЕНТАМ ФИЛЬТРАЦИЯ - ВОДА, ЭЛЕКТРОЛИТЫ ОСМОС - ВОДА ДИФФУЗИЯ : ПРОСТАЯ - МОЧЕВИНА, СПИРТЫ, ГЛИКОЛИ, СОЛИ ОБЛЕГЧЕННАЯ - С ПОМОЩЬЮ МОЛЕКУЛ-ПЕРЕНОСЧИКОВ - КРУПНЫЕ МОЛЕКУЛЫ ОБМЕННАЯ - АНТИПОРТ - 2Na = на Са 2+ СИМПОРТ - СОВМЕСТНЫЙ ТРАНСПОРТ - Na + И ГЛЮКОЗА; Na + И АМИНОКИСЛОТА - ВТОРИЧНО-АКТИВНЫЙ КОТРАНСПОРТ АКТИВНЫЙ (ПЕРВИЧНО) ТРАНСПОРТ - ПЕРЕНОС С ТРАТОЙ ЭНЕРГИИ - ПЕРЕНОС ПРОТИВ ГРАДИЕНТОВ: КРУПНЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ (ОЛИГОПЕПТИДЫ, ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ И МИЦЕЛЛЫ, И ДР.), А ТАКЖЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ ( Na +, Ca 2+, Mg 2+, И др.) С ПОМОЩЬЮ АТФаз
БЕЛКИ ПИЩИ Гидролиз пептидазами в желудке и тонком кишечнике ПЕПТИДЫ Гидролиз в тонком кишечнике ОЛИГОПЕПТИДЫ АМИНОКИСЛОТЫ транспорт в гиролиз на энтероцит и мембране котранспорт в энтероцит с Na + гидролиз в и транспорт в цитозоле энтероцит АМИНОКИСЛОТЫ В ЭНТЕРОЦИТЕ ТРАНСПОРТ ИЗ ЭНТЕРОЦИТА БАЗОЛАТЕРАЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ
КРАХМАЛ, АМИЛОПЕКТИН СУКРОЗА ЛАКТОЗА ГИДРОЛИЗ АМИЛАЗОЙ СЛЮНЫ И ПАНКРЕАС МЕМБРАННЫЙ ГИДРОЛИЗ ГЛИКОЗИДАЗАМИ ГЛЮКОЗА СИМПОРТ ГЛЮКОЗЫ И Na + В ЭНТЕРОЦИТ ПЕРЕНОСЧИКОМ ТРАНСПОРТ ИЗ ЭНТЕРОЦИТА БАЗОЛАТЕРАЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ КРОВЬ
Локальная теория - голодная моторика Гемостатическая теория: Глюкостатическая Аминоацидостатическая Липостатическая Термостатическая Метаболическая Эндокринная теория
ЦЕНТР ГОЛОДА латерального гипоталамуса центр АНАНДА-БРОБЕКА ЦЕНТР НАСЫЩЕНИЯ - вентромеди-альные ядра
Голод, насыщение и пищевое поведение
ВИДЫ НАСЫЩЕНИЯ Сенсорное Преабсорбтивное Постабсорбтивное ЦЕНТРЫ НАСЫЩЕНИЯ Лимбическая система переднего мозга, миндалина Гипоталамическая зона Парабрахиальные ядра моста Зона заднего мозга - NTS, area postrema
Раздражение механорецепторов желудка при его растяжении Гормональное раздражение хеморецепторов печени, желудка и кишечника Гормональные влияния на пищевой центр Гормональные эффекты оказывают: Бомбезин или гастрин-освобождающий пептид Холецистокинин Энтероглюкагон
Схема механизмов сенсорного насыщения (по П. Анохину)
Раздражение бомбезином вагусных нейронов в дуоденум Раздражение вагусных окончаний при растяжении желудка Поступление с кровью бомбезина в area postrema ствола мозга Раздражение вагусных окончаний печени энтероглюкагоном и холецистокинином Транспорт в печень бомбезина, холецистокинина и энтероглюкагона через воротную вену Механизмы активации стволовых структур центра насыщения
Благодарю за внимание!
