1625915635-04ee5c268a3397751924704fe5aa02ae (Лавриненко, Бабина - Физиология пищеварения и обмен веществ)

ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ И ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ ДЛЯСТУДЕНТОВ КРИУчебно-методическое пособиеВ.А. ЛавриненкоА.В. БабинаНовосибирск, 2015Учебно-методическое пособие «ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ ИОБМЕНА ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СТУДЕНТОВ КРИ» предназначено для студентов3-го курса биологического отделения совместного Китайско-российскогоинститута (КРИ) Хэйлунцзянского университета (г. Харбин, КНР),изучающих физиологию в рамках направления «Биология».Пособие содержит описание основных физиологических процессов,протекающих в пищеварительном тракте, с краткими иллюстративнымипояснениями. Также приводятся современные сведения об обмене веществ иэнергии в организме человека. Знание этих разделов необходимо дляуспешного освоения дисциплины «Физиология», включенной в Уникальнуюинновационную образовательную программу по направлению «Биология»(уровень подготовки – бакалавриат) для совместного Китайско-российскогоинститута.Составители:канд. биол.

наук, профессор В. А. Лавриненко,канд. биол. наук, старший преподаватель А. В. БабинаРецензентд.б.н., профессор Л.В. ШестопаловаПособие подготовлено в рамках реализации Программы развития НИУНГУНовосибирск, 2015Организм человека в процессе жизни расходует различные вещества изначительное количество энергии. Недостаток нужных веществ и энергииможет приводить к нарушению обмена веществ и гомеостатическихпараметров.

Человек и животные, в отличие от растений, не могутсинтезировать сложные молекулыиз неорганических веществпутемфотосинтеза. В первую очередь это белки, жиры и углеводы. Поэтомувозникает необходимость в их поступлении из внешней среды посредствомпитания.Функциональнаясистемапитанияобеспечиваетпостоянствопитательных веществ в крови и имеет следующие звенья.Внешнее звено. Пищевой центр, формирующий пищевую мотивацию иповедение (активация моторной и теменной коры, миндалевидного тела, ядергипоталамуса).Внутреннее звено. Питательные вещества крови и тканевой обмен веществ.Связующее звено.

Физиологическая система пищеварения.Важная часть описанного процесса – от приема пищи до всасывания вкровь продуктов ее расщепления происходит в системе пищеварения. Такимобразом, основная цель процесса питания – обеспечение организмаэнергетическими и структурными ресурсами. C точки зрения гомеостазазадача процессов питания и пищеварения - поддержание постоянного уровняпитательных веществ в крови.Пищеварительная функция — это механическая и химическая обработкапоступившей в организм пищи, передвижение пищи и выбрасываниенепереваренных остатков, всасывание питательных веществ, минеральныхсолей и воды в кровь и лимфу. Механическая обработка — это размельчениеи перемешивание.

Химическая обработка осуществляется ферментами —веществами белковой природы и состоит в расщеплении сложных молекул напростые, способные к всасыванию в кишечнике и поступлению изпищеварительного канала в кровь и лимфу.Системапищеварениявключаетпищеварительныйканалипищеварительные железы. В состав пищеварительного канала входятследующиеотделы:ротоваяполость,глотка,пищевод,желудок,двенадцатиперстная кишка, тонкая и толстая кишка (рис. 1).Длина пищеварительного канала (или тракта) составляет у взрослогочеловека в среднем 7,5 м, т.е.

примерно в 8 раз больше длины туловища (уовцы – в 30 раз). Самая длинная часть – тонкая кишка: у живого человека еепротяженность 3,5 - 4 метра. Она образует петли, занимающие среднюю инижнюю области брюшной полости и прикрепленные к еѐ задней стенке.Общая длина толстой кишки у человека составляет около 2 метров.Стенка пищеварительного канала имеет сложное строение: изнутри каналвыстлан слизистой оболочкой, средний слой представлен гладкой мышечнойтканью, а наружный слой составляет соединительнотканная оболочка. Внекоторых отделах пищеварительного канала (например, в тонкой кишке)слизистая оболочка образует многочисленные складки.

На складчатойповерхности много выступов (ворсинок) и впячиваний. На обращеннойвнутрьканалаповерхностиклетокслизистойоболочкиестьещемикроворсинки – выросты цитоплазмы, ограниченные мембраной. На каждойкишечной клетке находится до 4 тыс. микроворсинок. На 1 мм 2 поверхностикишечного эпителия приходится 50 миллионов микроворсинок, образующих«щеточную кайму».Всѐ это приводит к колоссальному увеличению поверхности, на которойпроходит процесс пищеварения. По разным данным, площадь поверхноститонкого кишечника составляет от 140 до 602 квадратных метров. Слизистаяоболочка на всем протяжении включает огромное количество мелких желез,вырабатывающих и выделяющих в полость канала пищеварительные соки.

Впищеварительныйканалвыделяютсяисекретыкрупныхжелез,расположенных за его пределами. Это сложные органы — слюнные железы,печень и поджелудочная железа. Количество и соотношение ферментов всекретах пищеварительных желез определяется составом принятой пищи.Различные группы ферментов расщепляют белки, углеводы и жиры.

Белкирасщепляются до аминокислот, углеводы — до глюкозы или других сахаров, ажиры — до жирных кислот и глицерина. Продукты расщепления могутвсасываться в кровь или лимфу.Перемешивание пищи и продвижение еѐ по пищеварительному трактуобеспечиваютсокращениямышечногослоя.Процесспродвиженияоблегчается тем, что на всем протяжении стенка канала покрыта слизью.Благодаря работе пищеварительной системы в крови поддерживаетсяпостоянство питательных веществ: сахара, жирных кислот и другихпродуктов переработки пищи.

Однако этим еѐ гомеостатические функции неограничиваются. Система пищеварения выполняет ряд непищеварительныхфункций.Экскреторная функция.Важную роль в поддержании гомеостаза также играет выделительнаяфункция пищеварительной системы: в печени происходит обезвреживаниеразличных токсических соединений, с пищеварительными соками выводятсяиз организма многие продукты обмена, лекарственные и ядовитые вещества.Выделение конечных продуктов обмена: билирубина, желчных кислот,мочевины, мочевой кислоты, креатинина.

Выделение экзогенных веществ:солей тяжелых металлов, йода, лекарственных препаратов и др.Регуляция кислотно-основного состояния.Изменение концентрации кислых и основных веществ может наступить врезультате их образования в процессах обмена веществ, поступления извнешней среды и потери организмом. Характер питания и функционированиежелудочно-кишечного тракта влияют на кислотно-основное состояние.Потребление растительной пищи способствует защелачиванию крови,потребление белковой животной пищи вызывает закисление внутреннейсреды организма.

Секреция Н+ в желудочный сок сопряжена с поступлениембикарбонатов в плазму крови и формированием щелочного резерва.Регуляция водно-солевого гомеостаза.С пищей в организм поступают вода и различные соли, которыеизбирательно всасываются в желудочно-кишечном тракте. Это способствуетподдержанию водно-солевого постоянства.Инкреторная функция.Поступление пищеварительных ферментов из клеток в кровь и лимфуможет изменять секрецию ферментов, например, трипсиноген кровитормозит секрецию трипсиногена поджелудочной железы и стимулируетсекрециюпепсиногенажелудка.Инкретируемыеферментычастичноразрушаются эндотелием сосудов и частично выводятся с мочой, потом,молоком.Регуляция эритропоэза.Дляобразованияэритроцитов(эритропоэза)необходимгастромукопротеин (фактора Касла) париетальных клеток желез желудка. Онспособствует всасыванию витамина В 12, в тонкой кишке осуществляетсявсасывание ионов железа.Эндокринная функция.В желудочно-кишечном тракте эндокринные клетки (более 10 видов)расположены диффузно.

Выделяют около 30 полипептидных гормонов иаминов местного (соматостатин, гистамин) и внутрисистемного (гастрин,секретинидр.)действия.Некоторыеизнихвыполняютрольнейромедиаторов и нейромодуляторов (вещество Р, ВИП, энкефалины).Защитная функция.Барьерные механизмы обусловлены способностью слизистой оболочкипищеварительной трубки препятствовать проникновению во внутреннююсреду бактерий, токсинов и полимеров пищи.Бактерицидное действие пищеварительных соков создается соляной ижелчными кислотами, мураминидазой (лизоцимом) и др.Иммунологические механизмы:пищеварительный тракт имеет клетки системы мононуклеарных фагоцитов,организованную лимфоидную ткань (лимфатические узлы, миндалины),которые представляют антиген иммунокомпетентным клеткам и лимфоиднуюткань, ассоциированную со слизистой оболочкой кишечника, лимфоцитыкоторой узнают антиген и формируют гуморальный и клеточный типыиммунного ответа.В зависимости отпроисхождения ферментов пищеварение делят на тритипа: собственное, симбионтное и аутолитическое.Собственноемакроорганизме.осуществляетсяферментами,Симбионтноеосуществляютсинтезированнымиферментыбактерийвипростейших, живущих в желудочно-кишечном тракте макроорганизма.Аутолитическое пищеварение обеспечивается ферментами, поступающими ворганизм в составе принимаемой пищи.В зависимости от места локализации гидролиза питательных веществсобственное пищеварение делится на внеклеточное, внутриклеточное ипристеночное или мембранное.ПИЩЕВАРЕНИЕ В ПОЛОСТИ РТАПоступившая в ротовую полость пища в процессе жевания измельчается,смачивается слюной, перемешивается, растворяется, формируется пищевойкомок для глотания.