Общие закономерности пищеварения

Основные вопросы: Сущность пищеварительного процесса Характеристика пищевых и питательных веществ. Физическая и химическая обработка пищи в пищеварительном тракте (ПТ). Пищеварительные и непищеварительные функции ПТ. Типы пищеварения: аутолитическое, симбионтное, собственное. Характеристика полостного и пристеночного пищеварения. Принципы регуляции пищеварительных процессов. Фазы секреции пищеварительных желез.

 

       Одним из основных условий сохранения жизни является восполнение питательных веществ в организме, непрерывно расходуемых в процессе метаболизма.

       Организм человека и животных не способен синтезировать питательные вещества из неорганических веществ. Поэтому он вынужден периодически потреблять их из внешней среды. Единственным источником получения питательных веществ является пища.

       В составе пищевых продуктов (хлеб, мясо, молоко) в организм поступают пищевые вещества, которые содержат питательные вещества, но не в готовом для усвоения виде.

       Пищевые вещества представляют собой сложные органические соединения, обладающие видоспецифичностью, которые нерастворимы в воде. К пищевым веществам относятся пищевые белки, углеводы и жиры.

       Питательные вещества – это простые химические соединения, не обладающие видовой специфичностью, но сохраняющие энергетическую и пластическую ценность и переведенные в растворимую форму. К питательным веществам относятся аминокислоты, моносахара, моноглицериды и жирные кислоты – продукты расщепления пищевых белков, углеводов и жиров, а также вода, минеральные соли и витамины, которые всасываются в ПТ в неизмененном виде.

       Использование пищевых веществ для удовлетворения энергетических и пластических потребностей организма возможно только после их физической и химической обработки, которая завершается образованием питательных веществ.

       Функцию преобразования пищевых веществ в питательные вещества выполняет пищеварительная система. В этом и заключается сущность пищеварительного процесса.

       Пищеварительная система представляет собой неравномерно извитую трубку, начинающуюся ротовым и заканчивающуюся анальным отверстием с примыкающими к ней компактными железистыми образованиями (слюнные железы, печень, поджелудочная железа). Трубчатую часть пищеварительной системы называют пищеварительным трактом (ПТ).

       ПТ состоит из 6 отделов:

1) ротовой отдел,

2) глотка,

3) пищевод,

4) желудок,

5) тонкая кишка,

6) толстая кишка.

Желудок, тонкая и толстая кишка входят в состав желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Совокупность физиологических процессов, обеспечивающих физическую и химическую обработку пищи в ПТ, в результате чего образуются питательные вещества, которые всасываются в кровь и лимфу, называют пищеварением.

Физические изменения пищи в ПТ сводятся к ее механической обработке: 1) размельчению, 2) перемешиванию, 3) набуханию и 4) растворению.

Химические изменения пищи заключаются в последовательном гидролитическом расщеплении белков, жиров и углеводов при воздействии на них пищеварительных соков.

Важнейшим компонентом пищеварительных соков являются гидролазы – ферменты, катализирующие расщепление внутримолекулярных связей органических веществ при участии молекул воды.

Гидролиз – это процесс поэтапной деполимеризации белков, жиров и углеводов под влиянием гидролаз, осуществляющих избирательное расщепление специфических внутримолекулярных связей, в результате чего в ПТ образуются все менее сложные химические соединения, вплоть до мономеров.

Железы пищеварительной системы продуцируют 3 группы гидролаз: 1) протеазы, расщепляющие белки до аминокислот, 2) карбогидразы, гидролизирующие углеводы до моносахаридов и 3) липазы, расщепляющие жиры и липиды до жирных кислот и моноглицеридов.

ПТ выполняет пищеварительные и непищеварительные функции.

Пищеварительные функции ПТ:

1) секреторная,

2) моторная,

3) всасывательная,

4) сенсорная.

1) Секреторная функция обеспечивает синтез секреторными клетками пищеварительных соков из веществ, поступающих в клетки из крови, и выделение секретов в полость ПТ.

Периодически повторяющиеся в определенной последовательности процессы в секреторной клетке называются секреторным циклом, в котором выделяют 3 фазы: 1) фазу поглощения веществ из крови, 2) фазу внутриклеточного синтеза из простых сложных веществ (секретов) и 3) фазу секретовыделения.

В состав пищеварительных соков в полость ПТ поступают:

1) ферменты, обеспечивающие гидролиз пищевых веществ;

2) электролиты, создающие оптимальный для гидролиза уровень рН;

3) соли желчных кислот (в составе желчи), обеспечивающие эмульгирование жиров и липидов;

4) мукоидные вещества (муцин), выполняющие защитную роль.

Общее количество сока, вырабатываемое пищеварительной железой, определяется количеством одновременно секретирующих в ней клеток (гландулоцитов), продуцирующих различные компоненты секрета.

Пищеварительная железа состоит из различных гландулоцитов, продуцирующих различные компоненты секрета.

По строению и характеру выделяемого секрета клетки пищеварительных желез подразделяются на: 1) белок-, 2) минерал- и мукоидсекретирующие.

Состав и свойства пищеварительного сока определяется количественными соотношениями активированных гландулоцитов разных видов.

Суммарное количество пищеварительных секретов, выделяемых всеми пищеварительными железами у человека за сутки, составляет около 6-8 литров, большая часть которых подвергается обратному всасыванию в тонкой кишке.

2) Моторная (двигательная) функция – это строго координированная сократительная деятельность исчерченных и гладких мышц ПТ, обеспечивающая изменение агрегатного состояние пищи – ее измельчение, перемешивание с пищеварительными секретами, а также перемещение содержимого в дистальном направлении по ходу ПТ.

Моторная функция ПТ распределяет пищеварение во времени и в пространстве, обеспечивая поступательное продвижение пищевого содержимого в дистальном направлении.

Моторная деятельность определяет продолжительность задержки пищевого содержимого в каждом отделе ПТ, оптимальную для его химической и физической обработки и образования необходимого количества питательных веществ с последующим их всасыванием в кровь и лимфу. Кроме того, моторная функция определяет скорость перехода (эвакуации) частично переваренных пищевых веществ в дистально расположенный участок ПТ для последующей физической и химической обработки.

3) Всасывательная функция заключается в переносе продуктов гидролиза пищевых веществ, воды, солей и витаминов из полости пищеварительного тракта через слизистую оболочку в кровь и лимфу с помощью механизмов активного и пассивного транспорта.

4) Сенсорная функция обеспечивает восприятие рецепторами ПТ физических и химических параметров поступившей в организм пищи и ее изменений в процессе пищеварения с последующей передачей информации в пищевой центр.

Непищеварительные функции ПТ:

1) защитная,

2) метаболическая,

3) экскреторная,

4) эндокринно-инкреторная.

1) Защитная функция связана с участием ПТ в обеспечении неспецифических и специфических механизмов защиты организма от чужеродных агентов.

Она осуществляется с помощью 5 механизмов:

1) Барьерные неспецифические механизмы обусловлены способностью слизистой оболочки ПТ препятствовать проникновению в кровь и лимфу чужеродных для организма пищевых веществ и патогенных бактерий.

2) К неспецифическим факторам защиты относят бактерицидное и бактериостатическое действие пищеварительных соков.

3) Неспецифические клеточные механизмы защиты ПТ определяются фагоцитарной активностью лейкоцитов.

4) Неспецифические гуморальные механизмы защиты обеспечиваются способностью ПТ вырабатывать естественные антитела при контакте с облигатной кишечной микрофлорой.

5) Специфические клеточные и гуморальные механизмы защиты обеспечиваются ИКТЛ и ИКВЛ местной иммунной системы ПТ, которая включает в себя миндалины глоточного кольца, солитарные лимфатические фолликулы кишки, пейеровы бляшки, червеобразный отросток, плазматические клетки слизистой оболочки ЖКТ.

2) Метаболическая функция пищеварительной системы обеспечивает возможность повторного использования эндогенных веществ в процессах обмена веществ или пищеварительной деятельности в результате их кругооборота (рециркуляции) между кровью и полостью ПТ.

В условиях физиологического голода эндогенные белки периодически выделяются из крови, а также в составе слущенного кишечного эпителия поступают в полость ЖКТ, где подвергаются гидролизу под действием пищеварительных ферментов (протеаз). Образующиеся при этом аминокислоты всасываются из кишечника в кровь и включаются в клеточный метаболизм. Благодаря такому кругообороту белков человек потребляет на ¼ меньше экзогенных белков с пищей. Особое значение метаболическая функция ПТ приобретает во время голодания. В этом случае она обеспечивает переход с экзогенного на эндогенный тип питания.

3) Экскреторная функция обеспечивает выведение из крови с секретами желез в полость ПТ продуктов обмена и чужеродных веществ, поступивших в кровоток энтеральным или парентеральным путем. Экскретируются в ЖКТ «шлаковые» вещества (мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин, креатин), благодаря чему их концентрация в крови временно снижается, что на время облегчает выделительную функцию почек. «Шлаковые» вещества из полости кишки снова поступают в кровь, а затем с кровью - к почкам и удаляются из организма с мочой. Экскреторная функция ЖКТ резко возрастает при недостаточной функции почек.

4) Эндокринно-инкреторная функция пищеварительной системы связана со способностью специфических эндокринных клеток поджелудочной железы и слизистых оболочек ЖКТ, образующих диффузную эндокринную систему ПТ, к эндосекреции пептидов и аминов - гастроинтестинальных гормонов, которые поступают в кровь (эндокринный путь) или в межклеточную жидкость (паракринный путь) и оказывают регулирующие влияния на пищеварительные функции или деятельность других систем организма.