Фізіологія травлення, Будову і функціонування травної системи

17.09.2015

Фізіологія травлення

Травлення — сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів, що забезпечують обробку і перетворення харчових продуктів в прості хімічні сполуки, здатні засвоюватися клітинами організму. Ці процеси йдуть в певній послідовності у всіх відділах травного тракту (порожнини рота, глотці, стравоході, шлунку, тонкій та товстій кишці з участю печінки і жовчного міхура, підшлункової залози), що забезпечується регуляторними механізмами різного рівня. Послідовна ланцюг процесів, що призводить до розщеплення харчових речовин до мономерів, здатних всмоктуватися, носить назву травного конвеєра.

В залежності від походження гідролітичних ферментів травлення поділяють на 3 типи: власне, симбионтное і аутолитическое.

Власне травлення здійснюється ферментами, синтезованими залозами людини або тварини.

Симбионтное травлення відбувається під впливом ферментів, синтезованих симбіонтами макроорганізму (мікроорганізмами) травного тракту. Так відбувається перетравлювання клітковини їжі в товстій кишці.

Аутолитическое травлення здійснюється під впливом ферментів, що містяться в складі прийнятої їжі. Материнське молоко містить ферменти, необхідні для його створаживания.

В залежності від локалізації процесу гідролізу поживних речовин розрізняють внутрішньоклітинний і позаклітинний травлення.

Внутрішньоклітинне травлення представляє собою процес гідролізу речовин всередині клітини клітинними (лизосомальными) ферментами. Речовини надходять в клітину шляхом фагоцитозу й пиноцитоза. Внутрішньоклітинне травлення характерно для найпростіших тварин. У людини внутрішньоклітинне травлення зустрічається в лейкоцитах та клітинах лимфоретикуло-гистиоцитарной системи. У вищих тварин і людини травлення здійснюється внеклеточно.

Позаклітинний травлення ділять на дистантне (порожнинне) і контактна (пристінкове, або мембранне).

  • Дистантне (порожнинне) травлення здійснюється за допомогою ферментів травних секретів у порожнинах шлунково-кишкового тракту на відстані від місця утворення цих ферментів.
  • Контактна (пристінкове, або мембранне) травлення відбувається в тонкій кишці в зоні гликокаликса, на поверхні мікроворсинок з участю ферментів, фіксованих на мембрані клітини і закінчується всмоктуванням — транспортом поживних речовин через энтероцит в кров або лімфу.

Функції шлунково-кишкового тракту (ШКТ)

Секреторна функція пов’язана з виробленням залозистими клітинами травних соків: слини, шлункового, підшлункового, кишкового соків і жовчі.

Рухова. або моторна, функція здійснюється мускулатуру травного апарату на всіх етапах процесу травлення і полягає в жуванні, ковтанні, перемішуванні і пересування їжі по травному тракту і видаленні з організму неперетравлених залишків. До моториці також відносяться руху ворсинок і мікроворсинок.

Всмоктуюча функція здійснюється слизовою оболонкою шлунково-кишкового тракту. З порожнини органу в кров або лімфу надходять продукти розщеплення білків, жирів, вуглеводів (амінокислоти, гліцерин і жирні кислоти, моносахариди), вода, солі, лікарські речовини.

Инкреторная. або внутрисекреторная, функція полягає у виробленні гормонів, що надають регулюючий вплив на моторну, секреторну та всмоктувальної функції шлунково-кишкового тракту. Це гастрин, секретин, холецистокінін-панкреозимин, мотилин та ін

Екскреторна функція забезпечується виділенням травними залозами в порожнину шлунково-кишкового тракту продуктів обміну (сечовина, аміак, жовчні пігменти), води, солей важких металів, лікарських речовин, які потім видаляються з організму.

Органи шлунково-кишкового тракту виконують і ряд інших не травних функцій, наприклад, участь у водно-сольовому обміні, в реакціях місцевого імунітету, гемопоэзе, фібринолізі і т. д.

Загальні принципи регуляції процесів травлення

Функціонування травної системи, пару моторики, секреції та всмоктування регулюються складною системою нервових і гуморальних механізмів.

Виділяють три основних механізми регуляції травного апарату: центральної рефлекторний, гуморальний і локальний, т.е. місцевий. Значимість цих механізмів в різних відділах травного тракту не однакова.

Центральні рефлекторні впливу (умовно-рефлекторні і безумовно-рефлекторні) в більшій мірі виражені у верхній частині травного тракту. По мірі віддалення від ротової порожнини їх участь знижується, проте зростає роль гуморальних механізмів. Особливо це виражено вплив на діяльність шлунка, дванадцятипалої кишки, підшлункової залози, жовчоутворення і відтік жовчі. У тонкій та, особливо, товстій кишці проявляються переважно локальні механізми регуляції (механічні та хімічні подразнення).

Їжа має активуючий вплив на секрецію і моторику травного апарату безпосередньо в місці дії і в каудальному напрямку. У краніальному напрямку вона, навпаки, викликає гальмування.

Афферентная імпульсація надходить від механо-, хемо-, осмо — і терморецепторів, які перебувають у стінці травного тракту до нейронів інтра — і экстрамуральных гангліїв, спинного головного мозку. З цих нейронів по эфферентным вегетативним волокнам імпульси йдуть в органи травної системи до клітин-эффекторам: гландулоцитам, миоцитам, энтероцитам.

Регуляція процесів травлення здійснюється симпатичним, парасимпатичних і внутриорганным відділами вегетативної нервової системи. Внутриорганный відділ представлений рядом нервових сплетень, з яких найбільше значення в регуляції функцій шлунково-кишкового тракту мають межмышечное (ауэрбаховское) і підслизисте (мейснеровское) сплетення. З їх допомогою здійснюються місцеві рефлекси, що замикаються на рівні інтрамуральних гангліїв.

У прегангліонарних симпатичних нейронах виділяються ацетилхолін, енкефалінів, нейротензин; в постсинаптичних — норадреналін, ацетилхолін, ВІП, в прегангліонарних парасимпатичних нейронах — ацетилхолін і енкефалінів; постгангліонарних — ацетилхолін, енкефалінів, ВИП. В якості медіаторів в шлунку і кишечнику виступають також гастрин,

соматостатин, субстанція P, холецистокінін. Основними збудливими моторику і секрецію шлунково-кишкового тракту нейронами є холінергічні, гальмівними — адренергічні.

Гастроинтестимальные гормони відіграють велику роль у гуморальної регуляції травними функціями. Ці речовини продукуються ендокринними клітинами слизової оболонки шлунка, дванадцятипалої кишки, підшлункової залози і являють собою пептиди і аміни. За загальним для всіх цих клітин властивості поглинати амінні попередник і карбоксилировать його ці клітини об’єднані в АПУД-системи. Гастроінтестинальні гормони надають регуляторні впливу на клітини-мішені різними способами: ендокринним (доставляються до органів-мішеней загальним і регіональним кровотоком) і паракринным (дифундують через інтерстиціальну тканину до поруч або близько розташованої клітці).

Деякі з цих речовин продукуються нервовими клітинами і відіграють роль нейромедіаторів. Гастроінтестинальні гормони беруть участь у регуляції секреції, моторики, всмоктування, трофіки, вивільнення інших регуляторних пептидів, а також надають загальні ефекти: зміни у обміні речовин, діяльності серцево-судинної і ендокринної систем, харчовому поведінці.

Травлення в порожнині рота

Травлення починається в ротовій порожнині, де відбувається механічна і хімічна обробка їжі. Механічна обробка полягає у подрібненні їжі, змочуванні її слиною і формуванні харчової грудки. Хімічна обробка відбувається за рахунок ферментів, що містяться в слині.

В порожнину рота впадають протоки трьох пар великих слинних залоз: привушних, підщелепних, під’язикових і безлічі дрібних залоз, що знаходяться на поверхні язика та в слизовій оболонці неба і щік.

Привушні залози та залози, розташовані на бічних поверхнях язика, — серозні (білкові). Їх секрет містить багато води, білку і солей. Залози, розташовані на корені язика, твердому і м’якому небі, відносяться до слизових слинних залоз, секрет яких містить багато муцину. Підщелепні і під’язикові залози є змішаними.

Склад і властивості слини

Слина, що знаходиться в ротовій порожнині, є змішаною. Її рН дорівнює 6,8-7,4. У дорослої людини за добу утворюється 0,5-2 л слини. Вона складається з 99% води і 1% сухого залишку. Сухий залишок представлений органічними і неорганічними речовинами. Серед неорганічних речовин — аніони хлоридів, бікарбонатів, сульфатів, фосфатів; катіони натрію, калію, кальцію, магнію, а також мікроелементи: залізо, мідь, нікель та ін Органічні речовини слини представлені в основному білками. Білкове слизувате речовина муцин склеює окремі частинки їжі і формує харчової клубок.

Основними ферментами слини є амілаза і мальтаза, які діють тільки в слабколужному середовищі. Амілаза розщеплює полісахариди (крохмаль, глікоген) до мальтози (дисахарида). Мальтаза діє на мальтозу і розщеплює її до глюкози. У слині в невеликих кількостях виявлені також і інші ферменти: гідролази, оксиредуктазы, трансферази, протеази, пептидази, кисла та лужна фосфатази. У слині міститься білкова речовина лізоцим (мурамидаза), що володіє бактерицидною дією. Їжа знаходиться в порожнині рота всього близько 15 секунд, тому тут не відбувається повного розщеплення крохмалю. Але травлення в ротовій порожнині має дуже велике значення, так як є пусковим механізмом для функціонування шлунково-кишкового тракту і подальшого розщеплення їжі.

  • Травна функція — про неї було сказано вище.
  • Екскреторна функція. У складі слини можуть виділятися деякі продукти обміну, такі як сечовина, сечова кислота, лікарські речовини (хінін, стрихнін), а також речовини, що надійшли в організм (солі ртуті, свинцю, алкоголь).
  • Захисна функція. Слина має бактерицидну дію завдяки вмісту лізоциму. Муцин здатний нейтралізувати кислоти і луги. У слині знаходиться велика кількість імуноглобулінів, що захищає організм від патогенної мікрофлори. У слині виявлено речовини, що відносяться до системи згортання крові: фактори згортання крові, забезпечують місцевий гемостаз; речовини, що перешкоджають згортанню крові і володіють фібринолітичною активністю; речовина, фібрин стабілізуючий. Слина захищає слизову оболонку порожнини рота від пересихання.
  • Трофічна функція. Слина є джерелом кальцію, фосфору, цинку для формування емалі зуба.

    Регуляція слиновиділення

    При надходженні їжі в ротову порожнину відбувається подразнення механо-, термо — та хеморецепторів слизової оболонки. Збудження від цих рецепторів по чутливих волокнах язичного (гілка трійчастого нерва) і язикоглоткового нервів, барабанної струни (гілка лицьового нерва) і верхнегортанного нерва (гілка блукаючого нерва) надходить в центр слиновиділення в довгастому мозку. Від слюновидільному центру з эфферентным волокнах збудження доходить до слинних залоз і залози починають виділяти слину. Эфферентный шлях представлений парасимпатическими і симпатичним волокнами. Парасимпатична іннервація слинних залоз здійснюється волокна язикоглоткового нерва і барабанної струни, симпатична іннервація — волокна, що відходять від верхнього шийного симпатичного вузла. Тіла прегангліонарних нейронів знаходяться в бічних рогах спинного мозку на рівні II-IV грудних сегментів. Ацетилхолін, що виділяється при подразненні парасимпатичних волокон, що іннервують слинні залози, призводить до відділення великої кількості рідкої слини, яка містить багато солей і мало органічних речовин. Норадреналін, що виділяється при подразненні симпатичних волокон, що викликає відділення невеликої кількості густої, в’язкої слини, яка містить мало солей і багато органічних речовин. Таку ж дію надає адреналін. Субстанція Р стимулює секрецію слини. СО2 посилює слюноутворення. Больові роздратування, негативні емоції, розумове напруження гальмують секрецію слини.

    Слиновиділення здійснюється не тільки за допомогою безумовних, але і умовних рефлексів. Вигляд і запах їжі, звуки, пов’язані з приготуванням їжі, а також інші подразники, якщо вони раніше збігалися з прийомом їжі, розмова і спогад про їжу викликають умовно-рефлекторне слиновиділення.

    Травлення в шлунку

    Їжа з ротової порожнини надходить у шлунок, де вона піддається подальшій хімічній і механічній обробці. Крім того, шлунок є харчовим депо. Механічна обробка їжі забезпечується моторною діяльністю шлунка, хімічна здійснюється за рахунок ферментів шлункового соку. Подрібнені і хімічно оброблені харчові маси в суміші з шлунковим соком утворюють рідкий або напіврідкий хімус.

    • секреторну;
    • моторну;
    • всмоктувальної (ці функції будуть описані нижче);
    • екскреторну (виділення сечовини, сечової кислоти, креатиніну, солей важких металів, йоду, лікарських речовин);
    • инкреторную (утворення гормонів гастрину і гістаміну);
    • гомеостатичну (регуляція рН);
    • участь у гемопоэзе (вироблення внутрішнього фактора Касла)

    Секреторна функція шлунка забезпечується залозами,

    що перебувають у його слизовій оболонці, Розрізняють три види залоз: кардіальні, фундальные (власні залози шлунка) і пиллорические (залози воротаря). Залози складаються з головних, парієтальних (обкладальних), додаткових клітин і мукоцитов. Головні клітини виробляють пепсиногены, парієтальні — соляну кислоту, додаткові і мукоциты — мукоидный секрет. Фундальные залози містять всі три типи клітин. Тому в склад соку фундального відділу шлунка входять ферменти і багато соляної кислоти і саме цей сік відіграє провідну роль у шлунковому травленні.

    Склад і властивості шлункового соку

    У дорослої людини протягом доби утворюється і виділяється близько 2-2,5 л шлункового соку. Шлунковий сік має кислу реакцію (рН 1,5 — 1,8). В його склад входять вода — 99% і сухий залишок — 1%. Сухий залишок представлений органічними і неорганічними речовинами. Головний неорганічний компонент шлункового соку — соляна кислота, яка знаходиться у вільному і зв’язаному з білками стані. Соляна кислота виконує ряд функцій:

    • сприяє денатурацію і набухання білків у шлунку, що полегшує їх подальше розщеплення пепсинами;
    • активує пепсиногены і перетворює їх в пепсини;
    • створює кисле середовище, необхідне для дії ферментів шлункового соку;
    • забезпечує антибактеріальну дію шлункового соку;
    • сприяє нормальної евакуації їжі зі шлунка: відкриття пілоричного сфінктера з боку шлунка і закриття з боку 12-палої кишки;
    • порушує панкреатичну секрецію.

    Крім того, в шлунковому соку містяться такі неорганічні речовини: хлориди, бікарбонати, сульфати, фосфати, натрій, калій, кальцій, магній та ін

    До складу органічних речовин входять протеолітичні ферменти, головну роль серед яких відіграють пепсини. Пепсини виділяються в неактивній формі у вигляді пепсиногенов. Під впливом соляної кислоти вони активуються. Оптимум протеазной активності знаходиться при рН 1,5-2,0. Вони розщеплюють білки до альбумоз і пептонів. Гастриксин гідролізує білки при рН 3,2-3,5. Реннин (хімозин) викликає створаживание молока у присутності іонів кальцію, так як переводить розчинний білок казеиноген в нерозчинну форму — казеїн.

    В шлунковому соку є також і непротеолитические ферменти. Шлункова ліпаза мало активна і розщеплює тільки емульговані жири. У шлунку триває гідроліз вуглеводів під впливом ферментів слини. Це стає можливим тому, що харчова грудка, що потрапив у шлунок, просочується кислим шлунковим соком поступово, І в цей час у внутрішніх шарах харчової грудки в лужному середовищі продовжується дія ферментів слини.

    До складу органічних речовин входить лізоцим, що забезпечує бактерицидні властивості шлункового соку. Шлункова слиз, що містить муцин, захищає слизову оболонку шлунка від механічних і хімічних подразненні і від самопереварювання. У шлунку виробляється гастромукопротеид, або внутрішній фактор Касла. Тільки при наявності внутрішнього фактора можливе утворення комплексу з вітаміном В12, що бере участь в еритропоезі. В шлунковому соці містяться також амінокислоти, сечовина, сечова кислота.

    Регуляція шлункової секреції

    Залози шлунка поза процесу травлення виділяють лише слиз і пілоричний сік. Відділення шлункового соку починається при вигляді, запаху їжі, надходження її в ротову порожнину. Процес шлункового сокоотделенія можна поділити на кілька фаз: складно-рефлекторну (мозкову), шлункову і кишкову.

    Короткий опис статті: будову травної системи

    Джерело: Фізіологія травлення — Будову і функціонування травної системи — Медична бібліотека

  • Також ви можете прочитати