ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Пищеварение – процесс физической (измельчение, протирание, растворение) и химической (окислительные химические реакции под воздействием ферментов) обработки пищи.
Ферменты – биологические катализаторы, вырабатываемые организмом, отличаются определённой специфичностью. Катализаторы ускоряют проведение химических реакций в 10 и 100, 1000 раз.
Ферменты вырабатываются секреторными клетками (гландулоцитами) пищеварительных желез и поступают в пищеварительный тракт в составе слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного соков.
При переработке вещества теряют свою видовую специфичность и могут быть усвоены организм без изменения его функций. Продукты гидролиза белков и углеводов поступают в кровь, а жиров – в лимфу.
Функции
1. Пищеварительные – физическая и химическая переработка, перемешивание и перемещение пищи (момторика), всасывание.
2. Непищеварительные:
- выделительная (экскреторная) – выделение продуктов обмена эндо и экзогенного происхождения;
- эндокринная – участие в регуляции деятельности ЖКТ и других функций организма;
- иммунная – бактерии-симбионты секретируют иммуноглобулины.
Классификация пищеварительных процессов
По происхождению гидролаз:
1. Аутолитическое – гидролазы попадают непосредственно с пищей;
2. Симбионтное – ферменты выделяются бактериями-симбионтами;
3. Собственное – ферменты вырабатываются железами организма.
По локализации пищеварительных процессов:
1. Внутриклеточное – за счет работы лизосомальных ферментов – лейкоциты
2. Внеклеточное:
- дистантное (полостное) – ферменты секретируются в полость ЖКТ;
- пристеночное (контактное, мембранное) – ферменты сосредоточены на поверхности мембран эпителиальных клеток.
Моторика ЖКТ
1. Перистальтические движения – это волновые движения, расслабление и сокращение.
а) пропульсивные – проталкивание пищи;
б) непропульсивные – перемешивание пищи на коротком участке.
2. Ритмическая сегментация – сокращение мускулатуры сразу в нескольких местах. Основное значение перемешивания пищи.
3. Тонические сокращения – сокращение мускулатуры в одном месте ЖКТ. Основное назначение – разделение пищи. Порционное передвижение пищи.
Механизмы регуляции пищеварительных процессов
Деятельность пищеварительной системы регулируется нервными и гуморальными механизмами.
Нервная регуляция.
Осуществляется пищевым центром с помощью условных и безусловных рефлексов.
Пищевой центр – это сложный центр – гипоталамолимбико-ретикулокортикальный. Ведущим отделом являются ядра гипоталамуса: латеральные – центры голода, вентромедиальные – центр насыщения.
Возбуждение или торможение ядер гипоталамуса зависит от состава крови и сигналов, поступающих от периферических рецепторов (в самом ЖКТ, болевых рецепторов и т.д.), а так же от коры больших полушарий.
Прямые влияния – центральная нервная система воздействует на орган – осуществляются с помощью условных и безусловных рефлексов через вегетативную нервную систему: симпатический и парасимпатический её отделы.
Как и в сердце в ЖКТ есть внутренняя нервная система (интрамуральные ганглии), которая самостоятельно может регулировать моторную и секреторную активность желудка и кишечника. Состоит она из двух отделов:
1. Межмышечного, ауербахова сплетения – регулирует тонус и ритм сокращения мышц кишечной трубки;
2. Подслизистого, мейснерова сплетения – регулирует секреторную активность слизистого эпителия.
Внутренняя система связана с центральной нервной системой.
Так парасимпатические волокна блуждающего нерва оканчиваются в интрамуральных ганглиях или в стеночных ганглиях пищеварительных желез (слюнных, печени, поджелудочной). В преганглионаных участках медиатором является ацетилхолин, который взаимодействует с никотиновыми рецепторами. В постганглионарных волокнах: вазоактивный интестинальный полипептид – ВИП, вещество Р, серотонин, энкефалины, взаимодействуют с мускариновыми рецепторами. Парасимпатический отдел стимулирует деятельность ЖКТ.
Симпатические волокна (5-12 грудные, 1-3 поясничные) заканчиваются в чревном ганглии (желудок, двенадцатипёрстная кишка, поджелудочная железа, печень), брызжеечном ганглии (тонкий и верхняя часть толстого кишечника), нижнем брызжеечном ганглии. Преганглионарный медиатор – ацетилхолин, постганглионарный – норадреналин. Симпатический отдел угнетает деятельность ЖКТ.
Рефлекторные влияния на ЖКТ особенно выражены в верхних отделах ЖКТ (до желудка), а потом повышается роль гуморальных механизмов (особенно гормонов).
Условнорефлекторные влияния: выделение пищеварительных соков, осуществление моторики в ответ на условные раздражители – вид и запах, сервировку стола, время кормления и т.д. Безусловнорефлекторные – на безусловные раздражители: попадание пищи непосредственно в пищеварительную систему.
2. Гуморальная регуляция. Осуществляется с помощью химических веществ – гормонов.
Гормоны образуются в специальных эндокринных клетках ЖКТ (слизистой желудка, двенадцатиперстной, тощей кишки, поджелудочной железе). Названы гастроинтестинальными.
К ним относятся:
Гормон | Влияние |
Гастрин | Стимулирует желудочную секрецию и вызывает трофические эффекты (усиление питания отдельных органов за счет увеличения кровотока в них) |
Холецистокинин | Стимулирует сокращение желчного пузыря и усиливает панкреатическую секрецию |
Секретин | Стимулирует панкреатическую секрецию (усиливает синтез бикарбонатов) |
Соматостатин | Угнетает деятельность желудка и поджелудочной железы |
Панкреатический полипептид (ПП) | Угнетает секрецию панкреатического сока и желчи |
урогастрон | Угнетает секрецию желудка |
Нейротензин | Угнетает секрецию желудка, тормозит эвакуацию и вызывает сужение сосудов |
Вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП) | Угнетает желудочную секрецию, стимулирует панкреатическую (секрецию бикарбонатов), стимулирует желчеотделение, расслабляет гладкую мускулатуру |
Вещество Р | Стимулирует слюноотделение и сокращение гладких мышц |
Эндорфины и энкефалины | Угнетают сократительную активность гладкой мускулатуры |
Глюкозозависимый инсулинотрофический полипептид (ГИП) | Вызывает секрецию инсулина |
Некоторые гормоны (гастрин, холецистокинин, ВИП, вещество Р, энкефалины, нейротензин) обнаружены в различных структурах мозга. Как было выяснено, они выполняют медиаторную функцию. Они высвобождаются в окончаниях ряда вегетативных волокон, иннервирующих ЖКТ.
Действие интестинальных гормонов не ограничивается только пищеварительной системой, они регулируют и общий обмен веществ: изменяют активность желез внутренней секреции, снижают или повышают аппетит.
Нервный и гуморальный механизмы тесно связаны и контролируют ход пищеварительного процесса на протяжении всего ЖКТ.
Эфферентные нервные и гуморальные воздействия делятся на 3 типа:
- функциональные – изменяют функциональную активность того или иного отдела пищеварительной системы;
- сосудодвигательные – изменяют кровоснабжение рабочего органа;
- трофические – обеспечивают интенсификацию процесса всасывания.
И.П. Павлов основал учение о фазах секреции пищеварительных желез.
По механизму изменения секреции пищеварительных желез (слюнных желез, печени и поджелудочной железы) выделяют две фазы:
- сложнорефлекторную – осуществляется с помощью условных и безусловных рефлексов;
- нервно-химическую – нейрогуморальных механизмов.
Секреция осуществляется в три фазы:
1. Мозговая – осуществляется по типу условного (вид, запах пищи) и безусловного рефлексов (попадание пищи в ротовую полость, раздражение рецепторов ротовой полости).
2. Желудочная – с момента попадания пищи в желудок и секреции гастрина.
3. Кишечная – раздражение механорецепторов двенадцатипёрстной кишки и выделения интестинальных гормонов.
По характеру влияний регуляторные механизмы можно разделить на:
- пусковые – запускают секрецию;
- корригирующие – корректируют выделение соков в связи с потребностями организма.
Пищеварение в полости рта
В ротовой полости происходит измельчение (зубы), смачивание пищи (слюнные железы), перемешивание (физическая переработка)(язык), анализ вкусовых ощущений (рецепторы), начальный гидролиз некоторых веществ (ферменты слюны) и формирование пищевого комка. Средняя продолжительность нахождения пищи в ротовой полости составляет 15-18 с.
Слюна продуцируется тремя парами крупных слюнных желез: околоушными, подчелюстными и подъязычными.
Типы слюнных желез по характеру секретируемой слюны:
1. Слизистые – выделяют секрет, содержащий большое количество муцина (слизистое вещество – муколипопротеид) – железы корня языка и нёба.
2. Серозные – выделяют жидкий секрет без муцина – околоушные и с боковых сторон языка.
3. Смешанные – подъязычные и подчелюстные.
Слюна на 98% состоит из воды, 2% приходится на сухой остаток, в котором основную часть занимают органические вещества. рН=5,8-7,4. В слюне находится вещество лизоцим, которое обладает антибактериальными свойствами, и пищеварительный фермент: α-амилаза – расщепляет полиуглеводы (крахмал и гликоген) до декстринов (10 мономеров), в меньшей степени до дисахаридов (мальтоза), активна в слабощелочной среде.
В норме за сутки выделяется от 0,5 до 2 л слюны (зависит от типа пищи).
Глотание. Является рефлекторным актом, центр глотания находится в продолговатом мозге. Рефлекс глотания состоит из ряда последовательных звеньев. Центр глотания тесно связан с центром дыхания и сердечной деятельности. Акт глотания делится на три фазы: 1) ротовую (произвольную), 2) глоточную (быструю непроизвольную), 3) пищеводную (медленную непроизвольную).