Свойства. 5 страница

№ 38 Пищеварение и ротовой полости. Механическая и химическая обработка пищи в ротовой полости. Слюнные железы. Состав, свойства и функции слюны. Регуляция слюноотделения.

Пищеварение и ротовой полости.

Поступившая в рот пища раздражает рецепторы ротовой полости. Так­тильные, температурные и болевые рецепторы расположены по всей слизи­стой оболочке полости рта, вкусовые — преимущественно во вкусовых по­чках сосочков языка. Различные зоны языка имеют разный набор рецепто­ров, которые «различают» сладкие, кислые, горькие и соленые вещества.

Импульсы от вкусовых рецепторов по афферентным волокнам трой­ничного, лицевого и языкоглоточного нервов поступают в соответствую­щие центры продолговатого и другие отделы мозга. Из этих центров эффе­рентные влияния возбуждают секрецию слюнных, желудочных и поджелу­дочной желез, желчевыделение, изменяют моторную деятельность пищево­да, желудка, проксимального отдела тонкой кишки, влияют на кровоснаб­жение органов пищеварения, определяют начальный рефлекторный компо­нент специфического динамического действия пищи. Несмотря на кратко­временность пребывания пищи в полости рта (в среднем 15—18 с), ее ре­цепторы оказывают значительные пусковые влияния почти на весь пище­варительный аппарат.

Механическая обработка пищи в ротовой полости.

Пищу принимают в виде кусков, смесей различного состава и консис­тенции или жидкостей. В зависимости от этого она или сразу проглатыва­ется, или подвергается механической и химической обработке в полости рта.

Процесс механической обработки пищи зубами посредством движения нижней челюсти относительно верхней называется жеванием. Жевательные движения осуществляются сокращениями жевательных и мимических мышц, мышц языка.

При жевании резцы могут развивать давление на пищу 11—25 кГс/см, коренные зубы — 29—90 кГс/см. Акт жевания осуществляется рефлекторно, имеет цепной характер, автоматизированные и волевые компоненты.

В ротовой полости пища в процессе жевания измельчается, смачивает­ся слюной, перемешивается с ней, растворяется (без чего невозможна оценка вкусовых качеств пищи и ее гидролиз). В результате формируется относительно гомогенный ослизненный пищевой комок для глотания.

Мастикациография. При регистрации жевания — мастикациографии — выявляются следующие фазы: покой, введение пищи в рот, ориентировоч­ная и основная фазы, а также формирование пищевого комка и глотание. Каждая фаза и весь период жевания имеют различную длительность и ха­рактер мастикациограммы в зависимости от свойств и количества переже­вываемой пищи, возраста, аппетита, индивидуальных особенностей, пол­ноценности жевательного аппарата и механизмов его управления. Это оп­ределило диагностическую ценность метода мастикациографии.

Механизм жевания. Импульсы от рецепторов полости рта по волокнам тройничного нерва передаются в сенсорные ядра продолговатого мозга, ядра зрительного бугра, оттуда — в кору большого мозга. От ствола мозга и зрительного бугра коллатерали отходят к ретикулярной формации. В реали­зации жевания принимают участие двигательные ядра продолговатого мозга, красное ядро, черное вещество, подкорковые ядра, мозжечок и кора большого мозга. Совокупность управляющих жеванием нейронов различ­ных отделов мозга называется центром жевания. Импульсы от него по дви­гательным волокнам тройничного нерва поступают к жевательным мыш­цам, которые осуществляют движения нижней челюсти. Мышцы языка, щек и губ перемещают пищевой комок в полости рта, удерживают пищу между жевательными поверхностями зубов. В координации жевания суще­ственное значение имеют импульсы от рецепторов жевательных мышц и зубов.

Химическая обработка пищи в ротовой полости. Слюнные железы.

Продукция слюны. Слюна продуцируется тремя парами слюнных желез и множеством мелких железок языка, слизистой оболочки неба и щек. Из желез по выводным протокам слюна поступает в полость рта. Околоушные железы и малые железы боковых поверхностей языка, имеющие большое ко­личество серозных клеток, секретируют жидкую слюну с высокой концент­рацией хлоридов натрия и калия и высокой активностью амилазы. Секрет подчелюстной железы (смешанный) богат органическими веществами, в том числе муцином, имеет амилазу, но в меньшей концентрации, чем слюна околоушной железы. Слюна подъязычной железы (смешанной) еще более богата муцином, имеет выраженную основную реакцию, высокую фосфатазную активность. Слизистые и мелкие смешанные железы расположены в корне языка и неба; их секрет особенно вязок из-за высокой концентрации муцина.

Свойства слюны. Смешанная слюна (полученная сплевыванием слюна называется ротовой жидкостью) представляет собой вязкую, слегка опалесцирующую мутноватую жидкость. рН смешанной слюны 5, 8— 7, 4; рН слюны околоушных желез ниже (5, 81), чем подчелюстных (6, 39). С увеличением скорости секреции рН слюны повышается до 7, 8.

Вязкость слюны, обусловленная муцином, важна для склеива­ния пищевых частиц в пищевой комок, который будучи ослизненным легче проглатывается. Этому способствует также пенообразование. На употреб­ляемые пищевые вещества выделяется много муцина, на отвергаемые — мало. Слизь слюны выполняет и защитную функцию, обвалакивая нежную слизистую оболочку рта и пищевода.

Состав слюны. Секрет слюнных желез содержит около 99% воды и 1 % сухого остатка, в который входят анионы хлоридов, фосфатов, сульфатов, бикарбонатов, иодитов, бромидов, фторидов. В слюне содержатся катионы натрия, калия, кальция, магния, а также микроэлементы (железо, медь, никель и др. ). Органические вещества представлены в основном белками. В слюне имеются самые различные по происхождению белки в том числе и белковое слизистое вещество муцин. В слюне содержатся азотсодержащие компоненты: мочевина, аммиак, креатинин и др.

Функции слюны.

1. Пищеварительная функция

2. Защитная функция слюны выражается в следующем:

3. Трофическая функция

4. Выделительная функция

Регуляция слюноотделения.

Слюноотделение осуществляется по рефлекторному механизму. Различают условно-рефлекторное и безусловно-рефлекторное слюноотделение.

Условно-рефлекторное слюноотделение вызывают вид, запах пищи, звуковые раздражители, связанные с приготовлением пищи, а также разговор и воспоминание о пище. При этом возбуждаются зрительные, слуховые, обонятельные рецепторы. Нервные импульсы от них поступают в корковый отдел соответствующего анализатора, а затем в корковое представительство центра слюноотделения. От него возбуждение вдет к бульбарному отделу центра слюноотделения, эфферентные команды которого поступают к слюнным железам.

Безусловно-рефлекторное слюноотделение происходит при поступлении пищи в ротовую полость. Пища раздражает рецепторы слизистой оболочки. Афферентный путь секреторного и двигательного компонентов акта жевания является общим. Нервные импульсы по афферентным путям поступают в центр слюноотделения, который находится в ретикулярной формации продолговатого мозга и состоит из верхнего и нижнего слюноотделительных ядер.

Большое значение в регуляции слюноотделения имеют гуморальные факторы, к которым относятся гормоны гипофиза, надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез, а также продукты метаболизма.

№ 40 Методы исследования секреторной функции ЖКТ. Моторика желудка и ее регуляция. Механизм эвакуации пищи из желудка в 12 перстную кишку.

Методы исследования секреторной функции ЖКТ.

Для изучения секреторной деятельности желез желудка, поджелудоч­ной железы, тонкой кишки, желчевыделения у человека используют зондовые и беззондовые методы.

При применении зондовых методов человек проглатывает эластичную трубку или ее вводят через нос в желудок, двенадцатиперстную или тощую кишку. Существуют двухканальные зонды для одновременного получения содержимого желудка и двенадцатиперстной кишки.

Существуют методы зондирования не для извлечения секретов пище­варительных желез из полостей пищеварительного тракта, а для наблюде­ния за динамикой компонентов содержимого желудка или кишечника.

Некото­рые зонды используют для эндоскопического исследования желудка и кишечника.

Наконец, существуют зонды, позволяющие перфузировать полость же­лудка или кишки растворами разного состава.

В одних случаях беззондовые методы позволяют учитывать содержание в крови и выделение с мочой веществ, освободившихся из принятых пре­паратов под действием на них пищеварительных секретов. В другой группе беззондовых методов оценка морфофункционального состояния пищеварительных желез производится с учетом активности их ферментов в крови и моче.

Моторика желудка.

Двигательная функция желудка осуществляется за счет сокращения гладких мышц, расположенных в стенке желудка. Моторная функция желудка обеспечивает депонирование в желудке принятой пищи, перемешивание ее с желудочным соком, перемещение содержимого желудка к выходу в кишку в, наконец, порционную эвакуацию желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку.

Движения в желудке.

В желудке различают два основных вида движении - перистальтические и тонические.

Перистальтические движения осуществляются за счет сокращения циркулярных мышц желудка. Эти движения начинаются на большой кривизне в участке, примыкающем к пищеводу, где находится кардиальный водитель ритма. Перистальтическая волна, идущая по телу желудка, перемещает в пилорическую часть небольшое количество химуса, который прилегает к слизистой оболочке и в наибольшей степени подвергается переваривающему действию желудочного сока. Большая часть перистальтических волн гасится в пилорическом отделе желудка. Некоторые из них распространяются по пилорическому отделу с увеличивающейся амплитудой (предполагают наличие второго водителя ритма, локализованного в пилорическом отделе желудка), что приводит к выраженным перистальтическим сокращениям этого отдела, повышению давления и часть содержимого желудка переходит в двенадцатиперстную кишку.

Второй вид сокращении желудка - тонические сокращения. Они возникают за счет изменения тонуса мышц, что приводит к уменьшению объема желудка и повышению давления в нем. Тонические сокращения способствуют перемешиванию содержимого желудка и пропитыванию его желудочным соком, что значительно облегчает ферментативное переваривание пищевой кашицы.

Регуляция моторики желудка.

Блуждающие нервы посредством холинергического механизма усилива­ют моторику желудка: увеличивают ритм и силу сокращений, ускоряют пе­ристальтические волны. Вместе с тем блуждающие нервы оказывают и тор­мозное влияние: вызывают рецептивную релаксацию желудка, снижают тонус пилорического сфинктера.

Симпатические нервы через α -адренорецепторы тормозят моторику же­лудка: уменьшают ритм и силу его сокращений, скорость перистальтичес­кой волны. Описаны и стимулирующие а- и р-адренорецепторные влияния (например, на пилорический сфинктер). Все они осуществляются рефлекторно при раздражении рецепторов рта, пищевода, желудка, тонкой и тол­стой кишки (в том числе с илеоцекального угла и прямой кишки). Замыка­ние рефлекторных дуг осуществляется на различных уровнях ЦНС, в пери­ферических симпатических ганглиях и интрамуральной нервной системе.

Гастроинтестинальные гормоны имеют огромное значение в регуляции моторики желудка. Ее усиливают гастрин, мотилин, серотонин, инсулин; тормозят — секретин, холецистокинин, глюкагон, вазоинтестинальный пептид и др. Механизм их влияния на моторику либо прямой, либо опосре­дованный через интрамуральные нейроны на мышечные пучки и миоциты или через изменение секреции желудка. Моторика желудка зависит от его кровоснабжения и сама влияет на него, изменяя сопротивление кровотоку при сокращениях желудка и в связи с колебаниями внутрижелудочного давления.

Механизм эвакуации пищи из желудка в 12 перстную кишку.

На скорость эвакуации содержимого желудка в кишку оказывают влияние многие факторы:

• Консистенция пищи - содержимое желудка переходит в кишку, когда его консистенция становится жидкой или полужидкой. Жидкости начинают переходить в кишку сразу же после поступления их в желудок.

• Характер пищи - углеводистая пища эвакуируется быстрее, чем белковая, жирная пища задерживается в желудке на 8-10 часов.

• Осмотическое давление содержимого желудка - гипертонические растворы задерживаются в желудке дольше изотонических.

• Степень наполнения желудка и двенадцатиперстной кишки.

• Моторная функция желудка и двенадцатиперстной кишки.

• Гастроинтестинальные гормоны: секретин, холецистокинин-панкреозимин - тормозят моторику желудка и скорость эвакуации его содержимого.

• Энтерогастральный рефлекс - выражается в торможении моторной активности желудка при поступлении химуса в двенадцатиперстную кишку.

№ 42 Роль печени в пищеварении. Функции и состав желчи и ее участие в пищеварении. Регуляция желчеобразования и желчевыведения.

Роль печени в пищеварении.

1. Участвует в обмене белков.

2. Печень участвует в обмене углеводов.

3. Печень участвует в жировом обмене путем воздействия желчи на жиры в кишечнике, а также непосредственно путем синтеза липоидов (холестерина) и расщепления жиров с образованием кетоновых тел.

4. Печень участвует в обмене витаминов.

5. Печень принимает участие в обмене стероидных гормонов и других биологически активных веществ.

6. Печень играет важную роль в поддержании гомеостаза, благодаря ее участию в обмене гормонов.

7. Печень участвует в обмене микроэлементов. Она оказывает влияние на всасывание железа в кишечнике и депонирует его. Печень - депо меди и цинка. Она принимает участие в обмене марганца, кобальта и др.

8. Защитная (барьерная) функция печени проявляется в следующем. Во-первых, микробы в печени подвергаются фагоцитозу. Во-вторых, печеночные клетки обезвреживают токсические вещества эндогенного и экзогенного характера.

9. В печени синтезируются вещества, участвует в свертывании крови и компоненты противосвертывающей системы.

10. Экскреторная функция печени связана с желчеобразованием, т. к. экскретируемые печенью вещества входят в состав желчи. К таким веществам относятся билирубин, тироксин, холестерин и др.

11. Печень является депо крови.

12. Печень - это один из важнейших органов теплопродукции.

13. Участие печени в процессах пищеварения обеспечивается главным образом за счет желчи, которая синтезируется клетками печени.

Состав желчи. Желчь является не только секретом, но и экскретом. Вместе с желчью из организма выводятся различные эндогенные и экзоген­ные вещества. В желчи содержатся также белки, аминокислоты, витамины и другие вещества. Желчь обладает небольшой ферментативной активнос­тью; рН печеночной желчи 7, 3—8, 0.

Качественное своеобразие желчи определяют находящиеся в ней желч­ные кислоты, пигменты и холестерин.

Основное количество желчных кислот и их солей содержится в желчи в виде соединений с гликоколом (80 %) и таурином (20 %). При употребле­нии пищи, богатой углеводами, в желчи увеличивается содержание глико-холевых кислот, при высокобелковой диете — таурохолевых. Желчные кис­лоты и их соли определяют основные свойства желчи как пищеварительно­го секрета.

Функции желчи.

1. Участвует в процессах пищеварения:

• эмульгирует жиры, тем сам увеличивает поверхность для гидролиза их липазой;

• растворяет продукты гидролиза жира, чем способствует их всасыванию;

• повышает активность ферментов (панкреатических и кишечных), особенно липаз;

• нейтрализует кислое желудочное содержимое;

• инактивирует пепсины;

• способствует всасыванию жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот и солей кальция;

• участвует в пристеночном пищеварении, облегчая фиксацию ферментов;

• усиливает моторную и секреторную функцию тонкой кишки.

2. Стимулирует желчеобразование и желчевыделение.

3. Участвует в печеночно-кишечном кругообороте компонентов желчи - компоненты желчи поступают в кишечник, всасываются в кровь, включаются вновь в состав желчи.

4. Желчь обладает бактериостатическим действием - тормозит развитие микробов, предупреждает развитие гнилостных процессов в кишечнике.

Динамика желчеобразования и желчевыделения. У человека за сутки об­разуется около 500—1500 мл желчи (в среднем 10, 5 мл на 1 кг массы тела). Процесс образования желчи (желчеотделение, или холерез) идет непрерыв­но, а поступление желчи в двенадцатиперстную кишку (желчевыделение, или холекинез) — периодически, в основном в связи с приемом пищи. Нато­щак желчь в кишечник поступает в соответствии с голодной периодической деятельностью. В периоды покоя она направляется в желчный пузырь, где при депонировании концентрируется и несколько изменяет свой состав. Поэтому принято говорить о двух видах желчи — печеночной и пузырной.

Регуляция желчеобразования.

Образование желчи происходит путем активного и пассивного транс­порта веществ из крови через клетки и межклеточные контакты (вода, глю­коза, креатинин, электролиты, витамины, гормоны и др. ), активной секре­ции компонентов желчи (желчные кислоты) гепатоцитами и обратного вса­сывания воды и ряда веществ из желчных капилляров, протоков и желчно­го пузыря. Ведущая роль в образовании желчи принадлежит секреции.

Желчеобразование идет непрерывно, но интенсивность его изменяется за счет регуляторных влияний. Усиливают желчеобразование акт еды, при­нятая пища. Рефлекторно желчеобразование изменяется при раздражении интерорецепторов желудочно-кишечного тракта, внутренних органов и ус-ловнорефлекторном воздействии.

Вегетативная регуляция. Парасимпатические холинергические нервные во­локна усиливают, а симпатические адренергические — снижают желчеобразо­вание. Имеются экспериментальные данные и об усилении желчеобразова­ния под влиянием симпатических нервов.

Гуморальная регуляция. К числу гуморальных стимуляторов желчеобра­зования (холеретиков) относится сама желчь. Чем больше желчных кислот поступает из тонкой кишки в портальный кровоток, тем больше их выделя­ется в составе желчи, меньше желчных кислот синтезируется гепатоцитами. Если в портальный кровоток поступает мало желчных кислот, их дефицит восполняется усилением синтеза желчных кислот в печени. Секретин уси­ливает секрецию желчи, выделение в ее составе воды и электролитов. Сла­бее стимулируют желчеобразование глюкагон, гастрин и холецистокинин.

Регуляция желчевыведения.

Движение желчи в желчевыделительном аппарате обусловлено разнос­тью давления в его частях и в двенадцатиперстной кишке, состоянием сфинктеров и внепеченочных желчных путей, сокращениями гладких мышц протоков и желчного пузыря. Эти сокращения согласованы с тону­сом сфинктеров и регулируются нервными и гуморальными механизмами. Давление в общем желчном протоке колеблется от 4 до 300 мм вод. ст. Вне пищеварения в желчном пузыре давление составляет 60—185 мм вод. ст., во время пищеварения за счет сокращения пузыря оно возрастает до 150— 260 мм вод. ст., обеспечивая выход желчи в двенадцатиперстную кишку через открывающийся сфинктер Одди.

Вид, запах пищи, подготовка к ее приему и сам приемвызывают сложное и неоднозначное у разных лиц изменение желчевыделения. Желчный пу­зырь при этом через различный латентный период сначала расслабляется, а затем сокращается. Через сфинктер Одди небольшое количество желчи вы­ходит в двенадцатиперстную кишку. Этот период первичной реак­ции желчевыделительного аппарата длится 7—10 мин. На смену ему при­ходит основной — эвакуаторный период (или период опорож­нения желчного пузыря), во время которого сокращения желчного пузыря чередуются с расслаблением и через открытый сфинктер Одди в двенадца­типерстную кишку переходит сначала в основном пузырная желчь, а в по­следующем — печеночная.

Сильными возбудителями желчевыделения являются яичные желтки, молоко, мясо и жиры.

Рефлекторная стимуляцияжелчевыделительного аппарата и холекинеза осуществляется условно- и безусловнорефлекторно с рецепторов ротовой полости, желудка и двенадцатиперстной кишки через посредство блуждаю­щих нервов.

Гуморальная регуляция, а именно усиление желчевыделения, наблюдает­ся у голодных собак при введении им крови накормленных животных. Ос­новным гуморальным стимулятором желчевыделения является холецисто-кинин, вызывающий сокращение желчного пузыря. Слабые сокращения желчного пузыря возникают под влиянием гастрина, секретина, бомбезина. Тормозят сокращение желчного пузыря глюкагон, кальцитонин, антихоле-цистокинин, вазоинтестинальный пептид, панкреатический полипептид.

№ 43 Пищеварение в тонкой кишке. Строение слизистой оболочки и механизм образования кишечного сока. Состав и свойства желчного сока. Регуляция кишечной секреции. Моторика и всасывание в тонкой кишке. Пристеночное пищеварение и его значение. Связь пристеночного пищеварения с всасыванием питательных веществ.

Пищеварение в тонкой кишке.

Сокращения тонкой кишки осуществляются в результате координированных движений продольного (наружного) и поперечного (внутреннего) слоев гладкомышечных клеток. По функциональному признаку сокращения делят на две группы: 1) локальные - обеспечивают растирание и перемешивание содержимого тонкой кишки; 2) направленные на передвижение содержимого кишки. Выделяют несколько типов сокращений: маятникообразные, ритмическая сегментация, перистальтические, тонические.

Строение слизистой оболочки.

Для слизистой оболочки тонкой кишки характерны циркулярные складки, крипты и ворсинки, увеличивающие поверхность всасывания. В слизистой оболочке тонкой кишки различают три пластинки: эпителиальную (однослойный призматический каемчатый эпителий), собственную пластинку слизистой оболочки (с кровеносными и лимфатическими сосудами и одиночными лимфоидными узелками или их агрегатами) и мышечную пластинку слизистой оболочки с двумя слоями гладких миоцитов (внутренним - продольным и наружным - циркулярным).

Механизм образования кишечного сока.

Кишечный сок, выделяемый железами слизистой оболочки на всем протяжении тонкого кишечника, содержит многочисленные ферменты (аминопептидазу, дипептидазу, мальтазу, лактазу, фосфолипазу и др. ), обеспечивающие конечные этапы переваривания белков, жиров и углеводов. В тонком кишечнике происходит переваривание 80% углеводов и почти 100% белков и жиров, причем главным образом за счет мембранного пищеварения, эффективность которого определяется тем, что пищеварительные ферментные системы расположены в непосредственной близости от встроенных в мембрану транспортных систем, обеспечивающих всасывание конечных продуктов гидролиза.

Состав и свойства желчного сока.

В состав кишечного сока входят неорганические вещества (около 10 г/л) — хлориды, гидрокарбонаты и фосфаты натрия, калия, кальция; рН сока 7, 2—7, 5, при усилении секреции рН повышается до 8, 6. Органические вещества в составе жидкой части сока представлены слизью, белками, ами­нокислотами, мочевиной и другими продуктами обмена веществ.

Слизь образует защитный слой, предотвращающий чрезмерное меха­ническое и химическое воздействие химуса на слизистую оболочку киш­ки. В слизи высока активность ферментов, гидролизующих питательные вещества.

Регуляция кишечной секреции. Секреция кишечных желез усиливается при местном механическом и химическом раздражении кишки, под влия­нием некоторых кишечных гормонов и холинергических нейронов. Акт еды не оказывает существенного влияния на кишечную секрецию.

Местные механизмы регуляции. Механическое раздра­жение слизистой оболочки тонкой кишки увеличивает выделение жидкой части сока. Химическими стимуляторами секреции тонкой кишки являют­ся продукты переваривания белка, жира, панкреатический сок, соляная и другие кислоты. Продукты переваривания питательных веществ при мест­ном их воздействии вызывают отделение кишечного сока, богатого фер­ментами.

Гуморальная регуляция. Кишечную секрецию стимулируют гастроингибирующий пептид, вазоинтестинальный пептид, мотилин; тор­мозит ее соматостатин. Признается существование энтерокринина и дуо-кринина, вырабатываемых в слизистой оболочке тонкой кишки и стимули­рующих секрецию Соответственно либеркюновых желез (кишечных крипт) и бруннеровых (дуоденальных) желез. В очищенном виде эти гормоны не выделены.

Моторика тонкой кишки.

Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее содержимого (химуса) с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену его слоя у слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давле­ния (способствующего фильтрации растворов из полости кишки в кровь и лимфу) и продвижение химуса по градиенту давления. Следовательно, мо­торика тонкой кишки участвует в процессах гидролиза и всасывания, со­действует им.

Всасывание в тонкой кишке.

Всасывание — это процесс перехода веществ с поверхности клеточных мембран и из полостей органов в кровь и лимфу. Уже примерно через 7 часов после начала процесса пищеварения продукты гидролиза питательных веществ почти полностью исчезают из полости тонкого кишечника, что связано с особенностями строения слизистой кишечника и огромными размерами всасывательной поверхности.

Процесс всасывания может осуществляться пассивно — за счет осмоса и диффузии и активно — за счет специальной насосной функции ворсинчатого аппарата.

Пристеночное пищеварение и его значение.

Вещества из полости тонкой кишки поступают в слой кишечной слизи, обладающей более высокой ферментативной активностью, чем жидкое со­держимое полости тонкой кишки.

В слизистых наложениях адсорбированы ферменты из полости тонкой кишки (панкреатические и кишечные), из разрушенных энтероцитов и транспортированные в кишку из кровотока. Проходящие через слизистые наложения питательные вещества частично гидролизуются этими фермен­тами и поступают в слой гликокаликса, где продолжается гидролиз пита­тельных веществ по мере их транспорта в глубь пристеночного слоя. Про­дукты гидролиза поступают на апикальные мембраны энтероцитов, в кото­рые встроены кишечные ферменты, осуществляющие собственно мембран­ное пищеварение, в основном гидролиз димеров до стадии мономеров. Следовательно, пристеночное пищеварение последовательно идет в трех зонах: слизистых наложениях, гликокаликсе и на апикальных мембранах энтероцитов с огромным числом микроворсинок на них. Образовавшиеся в результате пищеварения мономеры всасываются в кровь и лимфу.

Связь пристеночного пищеварения с всасыванием питательных веществ.

Благодаря взаимосвязи этих двух процессов все окончательные питательные вещества в результате пристеночного пищеварения могут всасываться в кровь и лифу.

№ 44 Пищеварение в толстой кишке. Состав сока толстой кишки и его роль в пищеварении. Моторика толстой кишки. Значение микрофлоры толстой кишки для пищеварения и функций организма.

Пищеварение в толстой кишке.

Пища почти полностью переваривается и всасывается в тонкой кишке. Небольшое количество веществ пищи, в том числе клетчатка и пектин, пи­щеварительные соки, в составе химуса подвергаются гидролизу в толстой кишке. Гидролиз осуществляется ферментами химуса, микроорганизмов и сока толстой кишки. За сутки у здорового человека из тонкой в толстую кишку переходит 0, 5—4 л (в среднем 1, 5—2 л) химуса.

Сок толстой кишки в небольшом количестве выделяется вне раздраже­ния кишки. Ее местное механическое раздражение увеличивает секрецию в 8-10 раз.

Состав сока толстой кишки и его роль в пищеварении.

Сок состоит из жидкой и плотной частей, имеет основную реакцию (рН 8, 5—9, 0). Плотную часть сока составляют слизистые комочки из от­торгнутых кишечных эпителиоцитов и слизи, секретируемой бокаловидны­ми клетками.

Основное количество ферментов содержится в плотной части сока, их активность значительно меньше, чем в тонкой кишке, хотя спектры фер­ментов близки. В соке толстой кишки отсутствуют энтерокиназа и сахараза, а количество щелочной фосфатазы в 15—20 раз меньше, чем в соке тон­кой кишки. В небольших количествах в составе сока определяются катеп-син, пептидазы, липаза, амилаза и нуклеазы.

Под влиянием указанных выше ферментов в проксимальной части тол­стой кишки происходит гидролиз нутриентов. В зависимости от осмотичес­кого и гидростатического давления кишечного содержимого из него интен­сивно всасывается вода (до 6 л за сутки). Химус постепенно превращается в каловые массы (за сутки выводится 150—250 г сформированных фекалий). При растительной пище их больше, чем при смешанной или мясной. При пище, богатой неперевариваемыми пищевыми волокнами (целлюлоза, ге-мицеллюлоза, пектин, лигнин), количество кала увеличивается не только за счет этих волокон, но и за счет ускорения передвижения химуса и форми­руемого кала, что предотвращает запоры.

Весь процесс пищеварения у взрослого человека длится 1—3 сут, из них наибольшее время приходится на пребывание остатков пищи в толстой кишке.

Моторика толстой кишки.

Моторика толстой кишки обеспечивает резервуарную функцию — на­копление содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, продвижение его, формирование каловых масс и их удаление (дефекация).

Заполнение и опорожнение. У здорового человека контрастная масса через 3—3, 5 ч после ее приема начинает поступать в толстую кишку. Она заполняется в течение 24 ч и полностью опорожняется за 48—72 ч.

Типы моторики. Содержимое слепой кишки совершает небольшие и длительные перемещения то в одну, то в другую сторону за счет медленных сокращений кишки. Сокращения толстой кишки бывают нескольких типов: малые и большие маятникообразные, перистальтические и антипери­стальтические, пропульсивные. Первые четыре типа сокращений перемеши­вают содержимое кишки и повышают давление в ее полости, что способст­вует сгущению содержимого путем всасывания воды. Сильные пропульсив­ные сокращения возникают 3—4 раза в сутки и продвигают кишечное со­держимое в направлении толстой кишки.

Автоматизм. У толстой кишки моторный автоматизм выражен меньше, чем у тонкой.

Значение микрофлоры толстой кишки для пищеварения и функций организма.

Толстая кишка — это свое­образная микроэкологическая зона. П-микрофлора в ней представлена бак­тероидами, бифидобактериями, лактобактериями, нейлонеллами, клостри-диями, пептострептококками, пептококками, энтеробактериями, аэробны­ми бациллами, дифтероидами, энтерококками, стафилококками, микро­кокками, плесневыми грибами (количественно преобладают бактероиды, бифидобактерии, лактобактерии). М-микрофлора толстой кишки содержит наибольшее число бифидо- и лактобактерии. Общее число М-форм, лока­лизованных на слизистой оболочке толстой кишки, составляет у людей 10⁶ с соотношением анаэробов к аэробам 10: 1.

№ 45 Моторика пищеварительного тракта: жевание, глотание, передвижение пищи по пищеводу. Моторика желудка и механизм эвакуации пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку, Моторика тонкой и толстой кишки. Регуляция моторики желудочно-кишечного тракта. Акт дефекации.

Моторика пищеварительного тракта: Жевание.

Процесс механической обработки пищи зубами посредством движения нижней челюсти относительно верхней называется жеванием. Жевательные движения осуществляются сокращениями жевательных и мимических мышц, мышц языка.

В ротовой полости пища в процессе жевания измельчается, смачивает­ся слюной, перемешивается с ней, растворяется (без чего невозможна оценка вкусовых качеств пищи и ее гидролиз). В результате формируется относительно гомогенный ослизненный пищевой комок для глотания.

Механизм жевания. Импульсы от рецепторов полости рта по волокнам тройничного нерва передаются в сенсорные ядра продолговатого мозга, ядра зрительного бугра, оттуда — в кору большого мозга. От ствола мозга и зрительного бугра коллатерали отходят к ретикулярной формации. В реали­зации жевания принимают участие двигательные ядра продолговатого мозга, красное ядро, черное вещество, подкорковые ядра, мозжечок и кора большого мозга. Совокупность управляющих жеванием нейронов различ­ных отделов мозга называется центром жевания. Импульсы от него по дви­гательным волокнам тройничного нерва поступают к жевательным мыш­цам, которые осуществляют движения нижней челюсти. Мышцы языка, щек и губ перемещают пищевой комок в полости рта, удерживают пищу между жевательными поверхностями зубов. В координации жевания суще­ственное значение имеют импульсы от рецепторов жевательных мышц и зубов.

Моторика пищеварительного тракта: Глотание.

Жевание завершается глотанием — переводом пищевого комка из по­лости рта в желудок.

Рефлекторный механизм глотания. Глотание возникает в результате раз­дражения чувствительных нервных окончаний тройничного, язычного, языкоглоточного нервов. По афферентным волокнам этих нервов импуль­сы поступают в продолговатый мозг, в котором расположен центр глота­ния. От него импульсы по эфферентным двигательным волокнам тройнич­ного, языкоглоточного, подъязычного и блуждающего нервов достигают мышц, обеспечивающих глотание. Доказательством рефлекторного харак­тера глотания служит то, что если обработать корень языка и глотку раство­ром кокаина и выключить таким образом их рецепторы, то глотание не осу­ществится. Бульбарный центр глотания координируется двигательными центрами среднего мозга, коры большого мозга и находится в тесной связи с центром дыхания. При глотании происходит его торможение, что предот­вращает попадание пищи в воздухоносные пути.

Фазы рефлекса глотания. Рефлекс глотания состоит из трех последова­тельных фаз: 1) ротовой (произвольной); 2) глоточной (быстрой, короткой непроизвольной); 3) пищеводной (медленной, длительной непроизвольной).

Моторика желудка.

Двигательная функция желудка осуществляется за счет сокращения гладких мышц, расположенных в стенке желудка. Моторная функция желудка обеспечивает депонирование в желудке принятой пищи, перемешивание ее с желудочным соком, перемещение содержимого желудка к выходу в кишку в, наконец, порционную эвакуацию желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку.

Механизм эвакуации пищи из желудка в 12 перстную кишку.

На скорость эвакуации содержимого желудка в кишку оказывают влияние многие факторы:

• Консистенция пищи - содержимое желудка переходит в кишку, когда его консистенция становится жидкой или полужидкой. Жидкости начинают переходить в кишку сразу же после поступления их в желудок.

• Характер пищи - углеводистая пища эвакуируется быстрее, чем белковая, жирная пища задерживается в желудке на 8-10 часов.

• Осмотическое давление содержимого желудка - гипертонические растворы задерживаются в желудке дольше изотонических.

• Степень наполнения желудка и двенадцатиперстной кишки.

• Моторная функция желудка и двенадцатиперстной кишки.

• Гастроинтестинальные гормоны: секретин, холецистокинин-панкреозимин - тормозят моторику желудка и скорость эвакуации его содержимого.

• Энтерогастральный рефлекс - выражается в торможении моторной активности желудка при поступлении химуса в двенадцатиперстную кишку.

Моторика тонкой кишки.

Моторика тонкой кишки обеспечивает перемешивание ее содержимого (химуса) с пищеварительными секретами, продвижение химуса по кишке, смену его слоя у слизистой оболочки, повышение внутрикишечного давле­ния (способствующего фильтрации растворов из полости кишки в кровь и лимфу) и продвижение химуса по градиенту давления. Следовательно, мо­торика тонкой кишки участвует в процессах гидролиза и всасывания, со­действует им.

Моторика толстой кишки.

Моторика толстой кишки обеспечивает резервуарную функцию — на­копление содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, продвижение его, формирование каловых масс и их удаление (дефекация).

Заполнение и опорожнение. У здорового человека контрастная масса через 3—3, 5 ч после ее приема начинает поступать в толстую кишку. Она заполняется в течение 24 ч и полностью опорожняется за 48—72 ч.

Типы моторики. Содержимое слепой кишки совершает небольшие и длительные перемещения то в одну, то в другую сторону за счет медленных сокращений кишки. Сокращения толстой кишки бывают нескольких типов: малые и большие маятникообразные, перистальтические и антипери­стальтические, пропульсивные. Первые четыре типа сокращений перемеши­вают содержимое кишки и повышают давление в ее полости, что способст­вует сгущению содержимого путем всасывания воды. Сильные пропульсив­ные сокращения возникают 3—4 раза в сутки и продвигают кишечное со­держимое в направлении толстой кишки.

Автоматизм. У толстой кишки моторный автоматизм выражен меньше, чем у тонкой.

Регуляция моторики желудочно-кишечного тракта.

Деятельность пищеварительной системы регулируется нервными и гуморальными механизмами. Нервная регуляция пищеварительных функций осуществляется симпатическими и парасимпатическими влияниями.

Сокоотделение пищеварительных желез осуществляется условно-рефлекторно и безусловно-рефлекторно. Такие влияния особенно выражены в верхней части пищеварительного тракта. По мере удаления от нее участие рефлексов в регуляции пищеварительных функций уменьшается и повышается значение гуморальных механизмов. В тонком и толстом отделах кишечника особенно велика роль локальных механизмов регуляции - местное механическое и химическое раздражение повышает активность кишки в месте действия раздражителя. Следовательно, существует градиент распределения нервных, гуморальных и местных регуляторных механизмов в пищеварительном тракте.

Местные механические и химические раздражители влияют путем периферических рефлексов и через гормоны пищеварительного тракта. Химическими стимуляторами нервных окончаний в желудочно-кишечном тракте являются: кислоты, щелочи, продукты гидролиза пищевых веществ. Поступая в кровь, эти вещества приносятся ее током к пищеварительным железам и возбуждают их непосредственно или через посредников.

Особенно велика роль в гуморальной регуляции деятельности органов пищеварения гастроинтестинальных гормонов, образующихся в эндокринных клетках слизистой оболочки желудка, двенадцатиперстной кишки, тощей кишки, в поджелудочной железе.

По характеру влияний регуляторные механизмы можно разделить на пусковые и коррегирующие. Последние обеспечивают приспособление количества и качества пищеварительных соков к количеству и качеству пищевого содержимого желудка и кишечника.

Акт дефекации.

Каловые массы удаляются с помощью акта дефекации, представляющего сложнорефлекторный процесс опорожнения дистального отдела толстой кишки через задний проход. При наполнении ампулы прямой кишки калом и повышении в ней давления до 40 - 50 см вод. ст. происходит раздражение механо- и барорецепторов. Возникшие при этом импульсы по афферентным волокнам тазового (парасимпатического) и срамного (соматического) нервов направляются в центр дефекации, который расположен в поясничной и крестцовой частях спинного мозга (непроизвольный центр дефекации). Из спинного мозга по эфферентным волокнам тазового нерва импульсы идут к внутреннему сфинктеру, вызывая его расслабление, и одновременно усиливают моторику прямой кишки.

№ 47 Функциональная система, поддерживающая на оптимальном для метаболизма организма уровень питательных веществ в крови. Физиологические механизмы голода и насыщения.

Физиологические механизмы голода и насыщения.

Субъективные и объективные проявления голода обусловлены возбуждением нейронов различных отделов ЦНС, совокупность которых составляет пищевой центр, основными функциями которого являются формирование пищевого поведения, направленного на поиск и прием пищи, а также регуляция и функциональная интеграция органов пищеварительной системы. Пищевой центр -это сложный комплекс структур, включающий гипоталамо-лимбико-ретикуло-кортикальные отделы. Ведущим отделом, от которого распространяется активация всего пищевого центра, являются латеральные ядра гипоталамуса. Раздражение этих ядер приводит к усиленному потреблению пищи, а их разрушение - отказу от пищи. Эти ядра гипоталамуса называются центром голода.

При раздражении вентро-медиальных ядер гипоталамуса возникает отказ от пищи (афагия), а при их разрушении - гиперфагия (усиленное потребление пищи). Это дало основание считать эти ядра центром насыщения.

Гипоталамические ядра пищевого центра возбуждаются или тормозятся в зависимости от содержания питательных веществ в крови, а также от сигналов, поступающих от различных рецепторов. При формировании чувства голода, ведущими факторами являются импульсация от " пустого" желудка и наличие " голодной", крови, которая появляется при снижении содержания в ней питательных веществ.

Взаимодействие центров голода и насыщения.

Между центрами голода латерального гипоталамуса и центрами насы­щения вентромедиального гипоталамуса существуют реципрокные отноше­ния: при возбуждении центра голода латерального гипоталамуса тормозит­ся центр насыщения вентромедиального гипоталамуса и наоборот. Эта ре-ципрокность не абсолютна. При возбуждении нейронов латерального гипо­таламуса часть нейронов вентромедиального гипоталамуса возбуждается по опережающему типу, «ожидая» при этом поступления соответствующей аф-ферентации от принятой пищи.

№ 49 Питание: пластическая и энергетическая ценность питательных веществ. Роль витаминов и микроэлементов в питании. Закон изодинамии питательных веществ. Принципы составления пищевых рационов. Нормы питания человека в разных профессиональных группах.

Пластическая и энергетическая ценность питательных веществ.

Питательные вещества являются для человека единственным источни­ком энергии.

Пластическая функция питательных веществ заключается в усвоении их и образовании из них более сложных, свойственных организму веществ, при этом поглощается энергия.

Энергетическая функция питательных веществ заключается в распаде органических веществ на более простые с выделением энергии.
Значение питательных веществ. 1) Обеспечивают клетки и ткани строительным материалом, сырьем для производства неоходимых веществ. 2) Обеспечивают клетки органическими веществами, способными к биологическому окислению и выделению энергии, неоходимой для жизнедеятельности организма.

Потребность в питательных веществах варьирует в зависимости от ге­нетической конституции, размеров тела, возраста, пола, состояния эндо­кринной системы, физической активности, репродуктивной функции и др. Абсолютно необходимы для нормального обмена веществ и энергии вода, минеральные соли, микроэлементы и витамины.

Процесс обмена веществ подчиняется всеобщему закону со­хранения материи: при всех явлениях природы видоизменяет­ся только форма вещества, количество же его остается постоянным.

О том, что этот закон можно применить и к живым объектам, свиде­тельствуют суточное потребление и выделение веществ организмом челове­ка, находящегося в состоянии мышечного покоя (табл. 13. 1).

Условно в процессе обмена веществ можно выделить три этапа.

Первый этап— ферментативное расщепление питательных веществ, по­ступивших в пищеварительный аппарат, до растворимых в воде аминокис­лот, моно- и дисахаридов, жирных кислот, глицерина, и всасывание их в кровь и лимфу.

Второй этап— транспорт питательных веществ жидкими средами организма к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого являет­ся их ферментативное расщепление для конечных продуктов. Часть этих продуктов используется для построения составных частей мембран, цито­плазмы, для синтеза биологически активных веществ — гормонов, фермен­тов, секретов, и воспроизведения клеток и тканей.

Третий этап — выведение конечных продуктов метаболизма из организма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде СО₂, воды и т. д.

Роль витаминов и микроэлементов в питании.

Витамины — органические низкомолекулярные соединения, поступаю­щие с пищей или синтезируемые в самом организме. Витамины не являют­ся пластическим материалом и не участвуют непосредственно в энергети­ческом обмене. Вместе с тем функции их многообразны, а недостаток или избыток витаминов приводит к серьезным нарушениям метаболизма.

Функции витаминов. Витамины регулируют все виды обмена веществ, клеточное дыхание, участвуют в синтезе жирных кислот, гормонов, нуклеи­новых кислот; участвуют в процессах обмена кальция и фосфора; регули­руют окислительно-восстановительные реакции, участвуют в процессах свертывания крови.

Кроме витаминов, выделена группа витаминоподобных соединений — парааминобензойная кислота, убихинон, линолевая кислота, холин и др.

Закон изодинамии питательных веществ.

Закон изодинамии питательных веществ - взаимозаменяемость белков, жиров и углеводов. Исходя из энергетической ценности питательных веществ, они могут заменять друг друга. Например, 1 г жира, высвобождающий при окислении 9, 3 ккал, можно заменить 2, 3 г белка или углеводов. Однако, следует помнить, что такая замена возможна только на короткое время, т. к. питательные вещества выполняют не только энергетическую, но и пластическую функцию, т. е. они необходимы для построения новых клеток.

Принципы составления пищевых рационов.

Исходным материалом для обновления и создания живой ткани и источником энергии является пища. Поэтому питание человека должно быть рациональным. Оно должно точно соответствовать потребностям организма в пластических веществах и энергии, минеральных солях, витаминах и воде, обеспечивать нормальную жизнедеятельность организма, хорошее самочувствие, высокую работоспособность, высокую сопротивляемость инфекциям, правильный рост и развитие детского организма.

Чтобы питание было рациональным при составлении пищевого рациона (т. е. количества и состава продуктов питания, необходимых человеку в сутки), необходимо следовать ряду принципов.

1. Калорийность пищевого рациона должна покрывать энергетические затраты организма, которые определяются видом трудовой деятельности.

2. Учитывается калорическая ценность питательных веществ.

3. Возможность использовать закон изодинамии питательных веществ, т. е. взаимозаменяемости белков, жиров и углеводов. Исходя из энергетической ценности питательных веществ, они могут заменять друг друга.

4. В пищевом рационе должно содержаться оптимальное для данной группы работников количество белков, жиров и углеводов. Например, для работников 1 группы в суточном рационе должно быть 80- 120 г белка, 80-100 г жира, 400-600 г углеводов. Особое значение имеет содержание белков в суточном рационе. О достаточности или недостаточности белкового рациона позволяет судить так называемый азотистый баланс: соответствие количества азота вводимого с пищей, количеству азота, выводимого из организма. В норме должно иметь место азотистое равновесие - состояние, при котором количество азота, вводимого в организм, равно его количеству, выводимому из организма. Если белковый рацион недостаточен, то возникает состояние получившее название отрицательный азотистый баланс - в организм азота вводится меньше, чем выводится с продуктами распада. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при голодании, при тяжелых инфекционных заболеваниях, в старческом возрасте, при распаде опухолей и т. д. Положительный азотистый баланс - состояние, когда азота в организм вводится больше, чем выводится из организма, т. е. идет ретенция (задержка) азота в организме. Положительный азотистый баланс наблюдается: в период роста организма, при беременности, после длительного голодания, после тяжелых инфекционных болезней, в период роста опухолей.

5. В пищевом рационе количество белков, жиров и углеводов должно содержаться в соотношении 1: 1: 4.

6. Пищевой рацион должен полностью удовлетворять потребность организма в витаминах, минеральных солях и воде.

7. Пища обязательно должна содержать полноценные и неполноценные белки.

8. Рекомендуется включать в пищевой рацион одну треть суточной нормы белков и жиров животного происхождения.

9. Необходимо учитывать степень усвоения различных питательных веществ.

10. При составлении суточного рациона питания следует учитывать объем пищи, т. к. от объема пищи зависит чувство насыщения.

11. Лучшее усвоение питательных веществ обеспечивается правильным режимом питания.

12. Необходимо учитывать правильное распределение суточной калорийности рациона по отдельным приемам пищи.

13. Продукты, богатые белком (мясо, рыба, бобовые), рекомендуется употреблять в дневные часы, вечером - молочно-растительные блюда.

14. При составлении пищевого рациона необходимо помнить, что вкус пищи, ее внешний вид, запах, обстановка приема пищи имеют большое значение для условно-рефлекторного отделения желудочного сока, который И. П. Павлов назвал " запальным" или " аппетитным" соком, функция последнего заключается в подготовке органов пищеварения к приему пищи и ее немедленной переработке.

Нормы питания человека в разных профессиональных группах.

Все взрослое население в зависимости от выполняемой работы делится на 5 групп, каждой из которых соответствует определенное количество расходуемой энергии в сутки.

- I группа - работники умственного труда - 2800-3000 ккал;

- II группа - работники механизированного труда и сферы обслуживания - 3000-3500 ккал;

- III группа - работники умеренно тяжелого труда, связанного со значительными физическими усилиями - 3500-4000 ккал;

- IV группа - работники тяжелого, немеханизированного труда - 4000-4500 ккал;

- V группа - работники очень тяжелого физического труда - 4500-5000 ккал.

№ 50 Методы изучения обмена энергии в организме. Неполный и полный газовый анализ. Характеристика дыхательного коэффициента и калорического эквивалента кислорода. Дыхательный коэффициент при физической работе.

Методы изучения обмена энергии в организме.

Методы определения количества образовавшейся энергии в организме называются калориметрическими. В качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж): 1 ккал равна 4, 19 кДж.

Существует два вида калориметрии: прямая и непрямая (косвенная).

Прямая калориметрия - метод определения энергетических затрат организма по количеству выделенного им тепла. Прямая калориметрия проводится в специальных камерах - калориметрах, которые улавливают тепло, отдаваемое организмом. Метод прямой калориметрии является очень точным, но в виду сложности оборудования и трудоемкости самого процесса определения тепла в настоящее время применяется редко. Более широкое распространение получил метод непрямой калориметрии.

Непрямая калориметрия подразделяется на несколько видов.

1. Непрямая калориметрия, основанная на учете теплотворной способности питательных веществ. Теплотворная способность или калорическая ценность питательных веществ определяется путем сжигания 1г вещества в специальном калориметре (" бомба" Бертло) путем пропускания электрического тока. Сам калориметр погружен в воду и о количестве выделившегося тепла судят по изменению температуры воды. Калорическая ценность 1 г белка равна 4, 1 ккал (17, 17 кДж), 1 г жира - 9, 3 ккал (38, 96 кДж), 1 г углеводов - 4, 1 ккал (17, 17 кДж).

Так как тепловой эффект химического процесса не зависит от промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием химической системы, то закономерности, полученные в " бомбе" Бертло, можно перенести на живой организм, где эти вещества не горят, а медленно окисляются.

Жиры и углеводы горят в калориметре и окисляются в организме до одних и тех же конечных продуктов - углекислого газа и воды, поэтому количество тепла, выделяемого в калориметре и в живом организме будет одинаковым. При окислении белков в организме образуются креатинин, мочевина, мочевая кислота, которые дальше не окисляются и выводятся из организма. В калориметрической " бомбе" эти вещества сгорают до углекислого газа, воды и аммиака и выделяют еще некоторое количестве тепла. Поэтому для белков введено понятие физической и физиологической калорической ценности. Физиологическая калорическаяценность 1 г белка (4, 1 ккал) меньше физической (5, 6 ккал).

Таким образом, зная количество принятых питательных веществ и их калорическую ценность можно рассчитать количество энергии, выделившейся в организме.

2. Непрямая калориметрия, основанная на данных газового анализа. При изучении калорической ценности питательных веществ было установлено, что поглощению определенного количества кислорода и выделению определенного количества углекислого газа за один и тот же промежуток времени соответствует определенное количество выделенного тепла. Такая зависимость позволяет использовать для определения количества тепла, освобождающегося в организме, данные газового анализа: количество поглощенного кислорода и количество выделенного за этот же промежуток времени углекислого газа.

По соотношению между количеством выделенного углекислого газа и количеством потребленного в данный период времени кислорода можно судить о том, какие вещества преимущественно окисляются. Соотношение между количеством углекислого газа, выделившегося в процессе окисления, и количеством кислорода, пошедшего на окисление, называется дыхательным коэффициентом (ДК). ДК при окислении белков равен 0, 8, при окислении жиров - 0, 7, а при окислении углеводов - 1, 0.

Экспериментальными исследованиями установлено, что каждому значению ДК соответствует определенный калорический эквивалент кислорода, т. е. количество тепла, которое освобождается при полномокислении какого-либо вещества до углекислого газа и воды на каждый литр поглощенного при этом кислорода. Калорический эквивалент кислорода при окислении белков равен 4, 8 ккал (20, 1 кДж), жиров - 4, 7 ккал (19, 619 кДж), углеводов - 5, 05 ккал (21, 2 кДж).

Неполный и полный газовый анализ.

Непрямая калориметрия с использованием данных газового анализа подразделяется на три метода.

1. Метод непрямой калориметрии с использованием данных неполного газового анализа. Он основан на определения только количества поглощенного кислорода, умножив которое на средний калорический эквивалент кислорода (4, 85 ккал), можно определить количество образовавшегося тепла.

2. Метод непрямой калориметрии с использованием данных полного газового анализа, т. е. определение количества поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, с последующим расчетом ДК. По таблицам определяют тот калорический эквивалент кислорода, который соответствует найденному ДК.

3. Метод непрямой калориметрии с использованием данных полного газового анализа и с учетом количества распавшегося белка. Так как в состав молекулы белка входит азот, который выделяется с калом, мочой, потом, то можно определить количество выделившегося азота, а, следовательно, и количество распавшегося белка, зная, что 1 г азота содержится в 6, 25 г белка.

Характеристика дыхательного коэффициента.

Отношение объема выделен­ной двуокиси углерода к объему поглощенного кислорода называется дыха­тельным коэффициентом.

ДК = СО₂ (л)/О₂ (л)

Дыхательный коэффициент характеризует тип питательных веществ, преимущественно окисляемых в организме на момент его определения. Его рассчитывают, исходя из формул химических окислительных реакций.

Для углеводов:

С₆Н₁₂О₂ + 6О₂ о - 6СО₂ + 6Н₂О;

ДК = (6 объемов СО₂)/(6 объемов О₂) = 1

Для жиров:

2С₁₅Н48, О₆ + 145О₂ о - 102СО₂ + 98Н₂О;

ДК = (102 объема СО₂)/(145 объемов О₂) = 0, 703

Для белков расчет представляет определенную трудность, так как белки в организме окисляются не полностью. Некоторое количество азота в со­ставе мочевины (NH₂)₂CO₂ выводится из организма с мочой, потом и фека­лиями. Поэтому для расчета ДК при окислении белка следует знать количе­ство белка, поступившего с пищей, и количество экскретированных азотсо­держащих «шлаков». Установлено, что для окисления углерода и водорода при катаболизме белка и образования 77, 5 объема двуокиси углерода необ­ходимо 96, 7 объема кислорода. Следовательно, для белков:

ДК = (77, 5 объема СО₂)/(96, 7 объема О₂) = 0, 80

При смешанной пищедыхательный коэффициент составляет 0, 8—0, 9.

Дыхательный коэффициент при мышечной работе. Главным источником энергии при интенсивной мышечной работе являются углеводы. Поэтому во время работы ДК приближается к единице.

Сразу по окончании работы ДК может резко повыситься. Это явление отражает компенсаторные про­цессы, направленные на удаление из организма избытка двуокиси углерода, источником которого являются так называемые нелетучие кислоты.

Через некоторое время по завершении работы ДК может резко снизиться по сравнению с нормой. Это связано с уменьшением выделения двуокиси углерода легкими вследствие компенсаторной задержки его буферными системами крови, предотвращающими сдвиг рН в основную сторону.

Примерно через час после завершения работы ДК становится нормаль­ным.

Калорический эквивалент кислорода. Определенному дыхательному ко­эффициенту соответствует определенный калорический эквивалент кис­лорода, т. е. количество тепла, которое освобождается при полном окисле­нии 1г питательного вещества (до конечных продуктов) в присутствии 1л кислорода.

Калорический эквивалент кислорода при окислении белков равен 4, 8 ккал (20, 1 кДж), жиров - 4, 7 ккал (19, 619 кДж), углеводов - 5, 05 ккал (21, 2 кДж).

Первоначально газообмен у человека и животных определяли мето­дом Крога в специальных камерах закрытого типа (респираторная ка­мера М. Н. Шатерникова).

В настоящее время полный газовый анализ проводят открытым респи­раторным методом Дугласа-Xолдейна. Метод основан на сборе выдыхаемого воздуха в специальный приемник (воздухонепроницаемый мешок) с последующим определением общего его количества и содержания в нем кислорода и двуокиси углерода при помощи газоанализаторов.

№ 51 Основной обмен и методы его определения. Условия определения основного обмена и факторы, влияющие на его величину. Специфическое динамическое действие пищи. Закон поверхности М. Рубнера.

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физи­ческого и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточ­ного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желез.

Печень потребляет 27 % энергии основного обмена, мозг — 19 %, мышцы — 18 %, почки — 10 %, сердце — 7 %, все остальные органы и ткани — 19 %.

Методы определения основного обмена.

Расчет основного обмена по таблицам. Специальные таблицы дают воз­можность по росту, возрасту и массе тела определить средний уровень ос­новного обмена человека. При сопоставлении этих величин с результатами, полученными при исследовании рабочего обмена с помощью приборов, можно вычислить разницу, эквивалентную затратам энергии для выполне­ния работы.

Вычисление основного обмена по гемодинамическим показателям (фор­мула Рида). Расчет основан на взаимосвязи между артериальным давлени­ем, частотой пульса и теплопродукцией организма. Формула дает возмож­ность вычислить процент отклонения величины основного обмена от нормы. Допустимым считается отклонение ±10 %.

ПО = 0, 75 • (ЧСС + ПД • 0, 74) - 72,

где ПО — процент отклонений; ЧСС — частота сердечных сокращений

(пульс); ПД — пульсовое давление.

Для определения соответствия основного обмена нормативным дан­ным по гемодинамическим показателям существуют специальные номо­граммы.

Расход энергии в состоянии покоя различными тканями организма не­одинаков. Более активно расходуют энергию внутренние органы, менее ак­тивно — мышечная ткань. Интенсивность основного обмена в жировой ткани в 3 раза ниже, чем в остальной клеточной массе организма. Люди с низкой массой тела производят больше тепла на 1 кг массы тела, чем с вы­сокой. Если рассчитать энегoвыделение на 1 м² поверхности тела, то эта разница почти исчезает. Согласно еще одному правилу Рубнера, основной обмен приблизительно пропорционален поверхности тела для разных видов животных и человека.

Отмечены сезонные колебания величины основного обмена — повыше­ние его весной и снижение зимой. На величину основного обмена влияют предшествующая мышечная работа, состояние желез внутренней секреции.

Условия определения основного обмена.

Любая работа — физическая или умственная, а также прием пищи, ко­лебания температуры окружающей среды и другие внешние и внутренние факторы, изменяющие уровень обменных процессов, влекут за собой уве­личение энерготрат.

Поэтому основной обмен определяют в строго контролируемых, искус­ственно создаваемых условиях: утром, натощак (через 12—14 ч после по­следнего приема пищи), в положении лежа на спине, при полном расслаб­лении мышц, в состоянии спокойного бодрствования, в условиях темпера­турного комфорта (18—20 °С). За 3 сут до исследования из рациона исклю­чают белковую пищу. Выражается основной обмен количеством энергоза­трат из расчета 1 ккал на 1 кг массы тела в час [1 ккал/(кг • ч)].

Факторы, определяющие величину основного обмена. Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола человека. Самый интенсивный основной обмен в расчете на 1 кг массы тела отмечается у детей (у ново­рожденных — 53 ккал/кг в сутки, у детей первого года жизни — 42 ккал/кг). Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин состав­ляют 1300—1600 ккал/сут; у женщин эти величины на 10 % ниже. Это свя­зано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела.

Специфическое динамическое действие пищи — повышение энерготрат организма, обусловленное приемом, перевариванием и усвоением пищи. Специфическое динамическое действие пищи состоит в том, что на переваривание пищи, даже в отсутствии мышечной активности, также расходуется энергия. При этом наибольший расход вызывает переваривание белков. Белки обладают максимально усиливающим действием на обмен веществ, они увеличивают его на 40%, углеводы и жиры увеличивают его всего на 5%. При обычном питании суточный расход на специфическое динамическое действие пищи у взрослого человека составляет около 200 калорий.

Закон поверхности тела Рубнера. Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных. Со­гласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с раз­мерами поверхности тела: у теплокровных организмов, имеющих разные ра­змеры тела, с 1 м² поверхности рассеивается одинаковое количество тепла.

Таким образом, закон поверхности тела гласит: энергети­ческие затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела.

С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Сред­няя величина основного обмена у здорового человека равна приблизитель­но 1 ккал/(кг-ч).

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.