Свойства пищеварительных ферментов
а). Специфичность: каждый фермент расщепляет питательные вещества только определенной группы; б) Действуют в определенной химической среде. Пепсин (фермент желудочного сока) активен только в кислой среде, а для работы ферментов кишечника необходима щелочная среда; в) Действуют при определенной температуре. Оптимальная температура - 36... 37 °С, при изменении этих условий изменяется активность ферментов, что приводит к нарушению пищеварения и к заболеваниям; г) Высокая биохимическая активность (небольшое количество фермента может расщеплять большую массу органического вещества).
В зависимости от источников ферментов, гидролизирующих пищевые вещества, различают 3 типа пищеварения: а) аутолитическое, осуществляемое посредством ферментов, содержащихся в пищевых продуктах (кормление материнским молоком, питание парным молоком). б) симбионтное, при котором ферменты, участвующие в пищеварении, продуцируются симбионтными организмами (бактерии и простейшие, обитающие в пищеварительном тракте; расщепление клетчатки в толстом кишечнике). в) собственное, ферменты вырабатываются самим организмом.
У человека преобладает собственное пищеварение. Процессы пищеварения классифицируются так же по их локализации. Выделяют пищеварение: - внутриклеточное; - внеклеточное.
Внеклеточное в свою очередь делится на: - полостное - пристеночное. Внутриклеточное пищеварение как более примитивная форма свойственна одноклеточным организмам (амебам).
Полостное – характеризуется тем, что выделившиеся в составе пищеварительных соков ферменты находятся в желудочно-кишечном тракте, здесь они действуют на питательные вещества и гидролизуют их.
Контактное (пристеночное). Открыто в 1958 году А.М. Уголевым. Это пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на ворсинках и микроворсинках слизистой кишечника. При данном пищеварении гидролиз питательных веществ сопряжен с последующим транспортом в кровь и лимфу мономеров – продуктов гидролиза. Гидролизу и всасыванию способствует то, что эти процессы совершаются на огромной поверхности тонкой кишки, слизистая оболочка которой имеет складки, ворсинки и микроворсинки, увеличивающие внутреннюю поверхность кишки в 300-500 раз. Существует мнение, что благодаря пристеночному пищеварению, при наличии в организме паразитов (глистов) не вся пища становится их достоянием (даже бактерии туда не проникают).
Процессы пищеварения осуществляются за счет следующих функций пищеварительного тракта: - моторной; - секреторной; - всасывания; - экскреторной. Органы желудочно-кишечного тракта осуществляют и непищеварительные функции: а) участвуют в поддержании гомеостаза (расщепление клетчатки в толстом кишечнике и всасывание глюкозы в кровь); б) слизистая желудка вырабатывает белок, обеспечивающий всасывание витамина В12 (антианемический витамин); в) симбионты участвуют в формировании иммунных свойств организма (микрофлора способна убивать патогенные микробы). Для лечения дизентерии используется колибактерин (содержит культуру одного из видов кишечной палочки). Многие лекарства (антибиотики) подавляют действие кишечной палочки.
Морфология системы пищеварения. Система органов пищеварения состоит из: - ротовой полости с 3-мя парами крупных слюнных желез (подчелюстные, подъязычные, околоушные); - глотки; - пищевода; - желудка; - тонкого кишечника, в состав которого входит 12-перстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной железы), тощая и подвздошная; - толстого кишечника, состоящего из слепой, ободочной и прямой кишки. В ободочной кишке различают: восходящую, поперечную, нисходящую, сигмовидную. Стенка пищеварительного тракта состоит из 3-х слоев: - внутренний – представлен слизистой оболочкой; - средний – мышечный (состоит из продольных и кольцевидных мышц); - наружный – серозный (соединительнотканный). Пищеварение в ротовой полости. Переработка пищи начинается в ротовой полости. Ротовая полость – начальный отдел пищеварительного тракта, состоящий из ротового отверстия и полости рта. Ротовое отверстие ограничено верхней и нижней губами. В полости рта происходит механическое измельчение пищи и начинается ее химическая обработка, подготавливающая пищу к дальнейшему перевариванию в желудочно-кишечном тракте. Механическая переработка – измельчение, перемешивание, смачивание слюной. Слюны в сутки выделяется около 1 литра. Вне приема пищи крупные железы не выделяют слюну, а увлажнение происходит, в основном, за счет мелких желез. Количество слюны зависит от характера веществ, попадающих в рот. Отвергаемые вещества (песок, кислоты, камни) вызывают обильное слюноотделение, слюна жидкая. При попадании в рот пищи слюна выделяется более густая, богатая ферментами. * Химическая переработка – гидролиз составных частей пищи под действием ферментов. Фермент амилаза, который действует на полисахариды и расщепляет их до дисахаридов, и мальтаза, расщепляет дисахариды до моносахаридов. Эти ферменты активны в среде, близкой к нейтральной (среда слюны колеблется от слабо кислой до слабо щелочной; рН смешанной слюны – 5,8-7,4). Так как, пища задерживается в ротовой полости 16-18 секунд, то, естественно, что все углеводы не успевают гидролизироваться.
* Всасывание – всасываются моносахариды (глюкоза). В слюне имеется слизеообразное вещество муцин, которое способствует лучшему прохождению пищевого комка по пищеводу и более легкому глотанию. Имеется также вещество лизоцим, которое обладает бактерицидным действием (обеспечивает неспецифический гуморальный иммунитет).
Пищеварение в желудке
Разжеванный и пропитанный слюной пищевой комок, в котором частично начались химические превращения крахмала, движениями языка направляются к его корню, а затем проглатывается. Дальнейшая обработка пищи происходит в желудке. Вместимость желудка взрослого человека в среднем равна 3 л (1,5- 4,0 л). В желудке пища задерживается от 4 до 12 часов. Она подвергается механической переработке (перемешивается, перетирается, смачивается желудочным соком.) Желудочный сок, вырабатываемый железами желудка, представляет собой бесцветную жидкость, имеющую кислую реакцию благодаря присутствию соляной кислоты (HCI). Количество соляной кислоты в желудочном соке составляет примерно 0,5%, кислотность (pH) его варьируется от 0,9 до 1,5. Железы желудка имеют: - главные клетки – выделяют ферменты (пепсиноген, липазу, химозин); - добавочные – слизь; - обкладочные – HCI. Фермент пепсиноген под действием HCI превращается в активную форму-пепсин, который переваривает белки до крупных частиц – полипептидов, еще не способных всосаться в капилляры желудка. Липаза расщепляет эмульгированные жиры до глицерина и жирных кислот. Химозин (у детей) створаживает белки молока. Слизь предохраняет слизистую оболочку желудка от самопереваривания. HCI, ее роль: А) активизирует пепсин; Б) обладает бактерицидным действием; В) способствует набуханию белков; Г) создает кислую среду, в которой активны ферменты. В стенках желудка вырабатывается так называемый «внутренний фактор Касла», необходимый для всасывания витамина В12 и образования антианемической субстанции, способствующей нормальному кроветворению. При попадании в желудок алкоголя действие слизи ослабляется, и тогда создаются условия для образования язв слизистой оболочки, для возникновения воспалительных явлений – гастрита. Выделение желудочного сока начинается уже через 5-10 мин после начала еды. Секреция желудочных желез продолжается все время, пока пища находится в желудке. Состав желудочного сока и скорость его выделения зависит от количества и качества пищи. Жир, крепкие растворы сахара, а также отрицательные эмоции задерживают образование желудочного сока. Сильно ускоряют образование и выделение желудочного сока экстракты мяса и овощей (бульоны из мясных и овощных продуктов). Продвижение пищи из желудка в тонкую кишку происходит благодаря перистальтическим волнам, которые прогоняют пищевую кашицу к привратнику. Если пилорический сфинктер расслаблен и отверстие в двенадцатиперстную кишку открыто, то пища поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку. Если отверстие закрыто, то пищевая кашица снова отбрасывается из привратника в глубь желудка и продолжает перевариваться. После поступления порции пищи в двенадцатиперстную кишку ее слизистая оболочка раздражается кислым содержимым и механическим воздействием пищи. Пилорический сфинктер при этом рефлекторно закрывает отверстие, ведущее из желудка в кишку. После появления в двенадцатиперстной кишке щелочной реакции в связи с выделением в нее желчи и панкриатического сока в кишку из желудка поступает новая порция пищевой кашицы с ее кислой реакцией. Таким образом, пищевая кашица порциями из желудка выбрасывается в двенадцатиперстную кишку В желудке всасывается небольшое количество аминокислот, глюкозы, несколько больше воды и растворенных в ней минеральных солей, значительно всасывание растворов алкоголя. Пищеварение в тонком кишечнике (длина 2,2-4,4 м). В тонком кишечнике принято выделять и рассматривать в отдельности его начальный отдел- двенадцатиперстную кишку, играющую особо важную роль в процессе пищеварения. Это связано с тем, что здесь расположены выходные отверстия протока поджелудочной железы и общего желчного протока- выводного протока печени и протока желчного пузыря. Ферменты поджелудочной железы и желчь обеспечивают переваривание пищи в двенадцатиперстной кишке. Поджелудочная железа за сутки вырабатывает до двух литров сока. Среда сока щелочная. В соке содержатся ферменты: амилаза, мальтаза, липаза, нуклеаза, трипсиноген. Амилаза и мальтаза расщепляют углеводы до моносахаридов, липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот, нуклеаза расщепляет нуклеиновые кислоты. Трипсиноген под действием энтерокиназы кишечного сока превращается в активную форму- трипсин, который расщепляет белки до аминокислот. Желчь – эмульгирует жиры, обеспечивает всасывание жирных кислот, жирорастворимых витаминов, повышает активность ферментов, усиливает моторную деятельность тонкой кишки, обладает бактерицидным действием. Образуется около 1,5 л желчи за сутки. Во всех остальных отделах тонкого кишечника продолжается переваривание пищи. Там есть ферменты, расщепляющие углеводы, жиры и белки. В этом отделе кишечника пищеварение в основном заканчивается. В тонком кишечнике происходит всасывание. Ворсинки активно всасывают воду, аминокислоты, глюкозу и глицерин. Жирные кислоты соединяются со щелочами и желчными кислотами, омыляются, образуя растворимые соли, которые всасываются через стенки ворсинок. В ворсинках из глицерина и жирных кислот синтезируются жиры, поступающие в лимфатические капилляры ворсинок. Аминокислоты и моносахариды всасываются в кровеносные капилляры ворсинок и разносятся по всему организму. Пищеварение происходит в тонкой кишке на колоссальной поверхности, образованной складками, ворсинками и микроворсинками ее слизистой оболочки, увеличивающие внутреннюю поверхность кишки в 300-500 раз. При данном пищеварении гидролиз питательных веществ сопряжен с последующим транспортом в кровь и лимфу мономеров – продуктов гидролиза. Таким образом, процесс пищеварения рассматривают как трехэтапный: Полостное пищеварение – пристеночное пищеварение – всасывание.
Пищеварение в толстом кишечнике. Тонкая кишка переходит в толстый кишечник, длина которого 1,5 - 2 м. Он большего диаметра (4-8см), поэтому и получил такое название. В толстом кишечнике выделяют слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную, сигмовидную и прямую кишку с анальным отверстием. Стенка толстого кишечника имеет следующие слои: слизистый, мышечный и соединительно-тканный. Слизистая толстого кишечника образует складки, ворсинок нет. Мышечный слой толстой кишки более развит, чем в тонком кишечнике. В толстой кишке происходит всасывание воды (до 1 л в сутки), минеральных солей, а также глюкозы и некоторых лекарств. Кроме этого, происходит всасывание ряда ядовитых веществ, образующихся в результате гниения остатков белков, которые затем обезвреживаются в печени. В толстом кишечнике содержатся микроорганизмы, среди которых преобладает кишечная палочка. При участии бактерий происходит расщепление клетчатки. Микрофлора толстого кишечника разлагает не переваренные остатки пищи, синтезирует витамины группы В и К, подавляет деятельность патогенных микроорганизмов и принимает активное участие в обмене веществ. От пищевой кашицы остается 130-150 г сформировавшегося кала, в состав которого входят непереваренные остатки пищи, слизь, отмершие клетки эпителия и большое количество бактерий толстой кишки. Каловые массы скапливаются в прямой кишке. Передвижение остатков в толстой кишке происходит за счет сокращения ее стенок. У взрослого человека дефекация (опорожнение кишечника) осуществляется 1-2 раза в сутки. Регуляция деятельности пищеварительных желез:
Имеет место нервная, гуморальная и местная регуляция деятельности желез пищеварительного тракта. Прослеживается следующая закономерность, чем ближе к началу пищеварительного тракта располагаются железы, тем больше преобладает нервная регуляция и меньше гуморальная. Слюнные железы - нервная регуляция (на базе условных и безусловных рефлексов). Железы желудка - нервная регуляция - гуморальная (гастрин); - местная регуляция (за счёт биологически-активных веществ, образующихся при кулинарной обработке пищи или её расщеплении в пищеварительном тракте). - местная регуляция.
Голод и насыщение. Голод - физиологическое состояние, выражающее потребность человека в пище. Субъективные ощущения: - жжение; - «сосание под ложечкой»; - тошнота, иногда головокружение; - головная боль; - слабость. Состояние голода возникает в результате возбуждения нейронов пищевого центра. Основная масса нейронов пищевого центра располагается в гипоталамусе. В его состав входят нейроны лимбической системы, ретикулярной формации, нейроны коры. На состояние пищевого центра оказывают влияние импульсы от хеморецепторов сосудов, которые передают информацию о содержании глюкозы и аминокислот в крови,от рецепторов пищеварительного тракта, реагирующих на его растяжение. Прием пищи вызывает насыщение. Насыщение – это не только снятие чувства голода, но и ощущение удовольствия, полноты в желудке после приема пищи. В насыщении существенную роль играют психологические факторы, например привычка есть мало или много, в определенное время и т.д. Патология органов пищеварения. 1. Основные причины нарушения пищеварения: ♦ погрешность в питании (недоброкачественная пища, избыток или недостаток ее, не сбалансированность питания, нарушение режима питания); ♦ возбудители желудочно-кишечных заболеваний (дизентерия, брюшной тиф); ♦ химические воздействия (алкоголь, никотин, соли тяжелых металлов); ♦ механические травмы; ♦ расстройства нервной системы (язвенная болезнь); ♦ нарушения эндокринной системы; ♦ нарушения выделительной и других систем. При нарушении деятельности одного органа пищеварения нарушается деятельность всей системы пищеварения.
|
