Обмен веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общий и основной обмен веществ

Обмен веществ у человека при обычных условиях называется общим обменом. Обменом веществ при строго определенных условиях, позволяющий сравнивать обмен веществ у различных организмов называется основным.

Основной обмен - предельно низкий уровень обмена веществ, обеспечивающий жизнь человека при мышечном и умственном покое, натощак, в утренние часы, не менее чем через 12-14 часов после приёма пищи, при нормальной температуре тела и температуре окружающей среды около 20 - 22 0С.

Для каждого человека основной обмен относительно постоянная величина. Зависит основной обмен от состояния нервной системы, возраста, пола, роста и поверхности тела, физиологического состояния организма, времени года, климата.

Основной обмен представляет собой наименьший уровень затрат энергии на поддержание основных процессов жизни в клетках, тканях и органах, на сокращение дыхательной мускулатуры, сердца, деятельность желез.

Средний основной обмен у здорового человека среднего возраста равен ~ 4.2 кДж (1 ккал) в 1 ч на 1 кг веса тела.

Ведущая роль в регуляции уровня основного обмена веществ принадлежит нервной системе.

Возрастные, суточные, климатические и другие изменения основного обмена

Основной обмен уменьшается с возрастом. Во всех возрастах у мужчин основной обмен больше, чем у женщин.

Во время сна основной обмен понижается до 13% вследствие полного расслабления скелетной мускулатуры. При повышении температуры тела на 1оС основной обмен увеличивается в среднем на 10%.

В жарком климате основной обмен ниже на 10-20% и, наоборот, он значительно выше в холодном климате.

Основной обмен зависит от деятельности желез внутренней секреции, так например, при увеличении функции щитовидной железы он значительно повышается, а при понижении функции гипофиза и щитовидной железы - резко понижается.

Затраты энергии при работе

Рабочий обмен в течение дня намного выше основного обмена. Большая часть повышения расхода энергии - результат мышечной работы, меньшая - пищеварения. Чем интенсивнее физический труд, тем расход энергии сверх основного обмена больше.

Расход энергии у человека умственного труда в сутки равен 2200-2800 ккал, при физическом труде средней тяжести 2800-3600 ккал, при тяжёлом физическом труде 3600 - 4500 ккал, при очень тяжёлом 4500-7200 ккал.

Специфически-динамическое действие пищи

Оно состоит в том, что после приёма пищи увеличивается обмен веществ. Поэтому основной обмен определяется натощак.

Особенно велико специфически-динамическое действии белков. При поступлении белков в организм основной обмен веществ увеличивается в среднем на 30 %, жиров и углеводов в среднем на 4%.

Так как обмен веществ регулируется нервной системой, то специфически-динамическое действие зависит от функций нервной системы и регулируется безусловными рефлексами.



Водный обмен

Взрослому человеку необходимо в сутки 2.0 - 2.5 л воды, включая воду в составе продуктов.

Потребность в воде значительно изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, от характера питания, от содержания соли в пище. Например, при работе в горячих цехах или в жарком климате общая суточная потребность в воде, находящейся в пище и питьевой, возрастает до 10 л. Возрастает потребность воды при тяжёлой работе, обильного потоотделения и после употребления солёной пищи.

Если потребление воды превышает норму, то у здорового человека избыточная жидкость выводится потом; у лиц страдающих заболеваниями сердца и почек, жидкость может задерживаться в организме (отёки).

При недостаточном потреблении воды и потере воды до 5% веса тела, наблюдается выраженное снижение работоспособности. Если потеря воды превышает 10% веса тела, возникает тяжёлое обезвоживание, если она составляет 15 -20 % или около 1/3 -1/4 общего содержания воды в организме наступает смерть.

При избыточном потреблении в течение короткого времени воды, гипотонических растворов или при потере большого количества соли жидкость может временно перемещаться во внутриклеточное пространство. В результате может возникать так называемая водная интоксикация, характеризующаяся симптомами отёка головного мозга - нарушением трудоспособности, головной болью, тошнотой, судорогами.

Голод, жажда и их биологическое значение

Лишение пищи и питья вызывает у человека ощущение голода и жажды.

Биологическое значение голода и жажды в том, что они вызывают сильное стремление к поиску пищи и воды, их поглощению и тем самым обеспечивает существование организма.

Сильное возбуждение пищевого центра при голодании у животных подавляет даже действие раздражителей, разрушающих организм.

У человека ощущение голода возникает при периодических сокращениях мускулатуры желудка и кишечника, происходящих при отсутствии пищи через каждые 1.5 -2.5 часа. Возникающие при сокращениях раздражения рецепторов вызывают образование импульсов, поступающих в пищевой центр. Каждое из этих “ голодных сокращений” желудка сопровождается ощущением приступа голода, которые локализуются у человека в области желудка (рис. 12).

Введение в кровь питательных веществ и особенно фруктозы, сахарозы прекращает периодическое движение и ощущение голода.

При общем недостатке воды возникает ощущение жажды. Изменённый состав крови, как и при голоде, возбуждает пищевой центр, регулируя поступление жидкости в организм. Общий недостаток воды в организме ведёт к уменьшению секреции слюнных желёз и вследствие этого к сухости во рту, глотке и верхней части пищевода. Высыхание слизистой оболочки рта и глотки возбуждает находящиеся в них рецепторы и вызывает приток импульсов в пищевой центр. Поступление этих нервных импульсов в кору больших полушарий приводит к ощущению жажды. Ощущение жажды возникает, когда слюноотделение падает на 20% и становится очень сильным, когда слюноотделение падает до 50%.



Рис.12 - Запись сокращений желудка у человека после еды и при голоде (по Карлсону):

1 - тонические ритмические сокращения желудка у человека через 3 ч после еды,

2 - сокращения желудка человека при приступах сильнейших ощущений голода

При внутривенном введении в организм воды слюноотделение становится нормальным, исчезает сухость во рту и прекращается ощущение жажды. И при поступлении воды в желудок, с него вызывается торможение “питьевого центра”, как и “пищевого центра”.

Центральный нервный механизм обмена веществ

Нервная система регулирует не только обмен веществ организма с внешним миром, но и взаимосвязанный с этим обменом внутренний, промежуточный обмен веществ, определяя количество и качество веществ, потребляемых каждой тканью и органом.

Регуляция обмена веществ совершается нервной системой двумя путями: непосредственно притоком эфферентных импульсов к органам и тканям и посредством гормонов, которые поступают в кровь благодаря импульсам из нервной системы в железы внутренней секреции.

Особенно большое участие в регуляции обмена веществ принимают гипофиз (нижний мозговой придаток), щитовидная железа, поджелудочная железа и надпочечники. Поступление в кровь гормонов этих желез вызывает значительное изменение белкового, жирового, углеводного, минерального и водного обмена.

Высшие центры вегетативной нервной системы, регулирующие обмен веществ расположены в лобных долях больших полушарий, в лимбической системе (опоясывающей извилины), в промежуточном мозге, в ретикулярной формации мозгового ствола и спинном мозге. Из этих центров эфферентные нервные импульсы направляются к скелетным мышцам, гипофизу, надпочечникам, щитовидной железе по симпатическим нервам, а к печени и другим внутренним органам - по симпатическим и парасимпатическим.

Доказаны изменения обмена веществ при психических воздействиях, эмоциях, расстройствах психики (В.М. Бехтерев), при гипнотических внушениях в условиях полного покоя и отсутствия мышечной работы (увеличение потребленияО2 на 100-150% и увеличение лёгочной вентиляции в 2 раза по сравнению с состоянием мышечного покоя.)

Установлено что условнорефлекторным путём вызываются: предстартовое состояние, возникающее за много часов и даже суток; стартовое состояние, возникающее с момента попадания в спортивную обстановку. Они характеризуются сдвигом обмена веществ, увеличением потребления О2 и выделения СО2, повышением температуры тела и изменением других функций организма.

Изменение обмена веществ и энергии может быть вызвано даже действием слов.

ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ. ВИТАМИНЫ

Для нормальной жизнедеятельности организму необходим пластический и энергетический материал. Эти вещества поступают в организм с пищей. Но только минеральные соли, вода и витамины усваиваются человеком в том виде, в котором они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы попадают в организм в виде сложных комплексов, и для того чтобы всосаться и подвергнуться усвоению, требуется сложная физическая и химическая переработка пищи.

Пищеварение. - совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих переработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма. Эти процессы идут в определенной последовательности во всех отделах пищеварительного тракта (полости рта, глотке, пищеводе, желудке, тонкой и толстой кишке с участием печени и желчного пузыря, поджелудочной железы), что обеспечивается регуляторными механизмами различного уровня.

Ферменты - это вещества белковой природы, являющиеся биологическими катализаторами. Они специфичны, т.е. действуют только на вещество определенного химического строения. Различают три группы ферментов:

1) протеолитические, расщепляющие белки;

2) гликолитические, расщепляющие углеводы;

3) липолитические, расщепляющие жиры.

Функции желудочно-кишечного тракта

1. Секреторная функция связана с выработкой железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного, поджелудочного, кишечных соков и желчи.

2. Двигательная, или моторная, функция осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата на всех этапах процесса пищеварения.

3. Всасывательная функция осуществляется слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. Из полости в кровь или лимфу поступают продукты расщепления белков, жиров, углеводов (аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, моносахариды), вода, соли, лекарственные вещества.

4. Инкреторная, или внутрисекреторная, функция заключается в выработке ряда гормонов, оказывающих регулирующее влияние на моторную, секреторную и всасывательную функции желудочно-кишечного тракта.

5. Экскреторная функция обеспечивается выделением пищеварительными железами в полость желудочно-кишечного тракта продуктов обмена (мочевина, аммиак, желчные пигменты), вода, соли тяжелых металлов, лекарственных веществ, которые затем удаляются из организма.

Пищеварение в полости рта

обмен вещество пища биологический

Пищеварение начинается в ротовой полости, где происходит механическая и химическая и обработка пищи. Механическая обработка заключается в измельчении пищи, смачивании её слюной и формировании пищевого комка. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне. В полость рта попадают протоки трех пар крупных слюнных желез, находящихся на поверхности языка и слизистой оболочке нёба и щек. (рис. 13).

У взрослого человека за сутки образуется 1-1, 5 л. слюны. Она состоит из 99% воды и 1% сухого остатка. Сухой остаток представлен органическими и неорганическими веществами. Среди неорганических веществ - анионы хлоридов, бикарбонатов, сульфатов, фосфатов; катионы натрия, кальция, калия, магния, а также микроэлементы: железо, медь, никель и др. Органические вещества слюны представлены в основном белками. Белковое слизистое вещество муцин склеивает отдельные частицы пищи и формирует пищевой комок.



Рис. 13 Органы системы пищеварения

Основными ферментами слюны являются амилаза и мальтаза, которые действуют только в слабощелочной среде. Амилаза расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до мальтозы (дисахарида). Мальтаза действует на мальтозу и расщепляет её до глюкозы. В слюне содержится белковое вещество лизоцим, обладающее бактерицидным действием.

Функции слюны

1. Пищеварительная функция.

2. Экскреторная функция. В составе слюны могут выделятся некоторые продукты обмена, такие как мочевина, мочевая кислота, лекарственные вещества (хинин, стрихнин), а также вещества, поступающие в организм (соли ртути, свинца, алкоголь).

3. Защитная функция. Слюна обладает бактерицидным действием благодаря содержанию лизоцима. Муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи. В слюне находится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от патогенной микрофлоры. Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания.

4. Трофическая функция. Слюна является источником кальция, фосфора, цинка для формирования эмали зуба.

5. Слюна смачивает полость рта, облегчая тем самым артикуляцию.

Пищеварение в желудке

Пища из ротовой полости поступает в пищевод (трубка длиной около 25 см и диаметром 2-4,5 см) и далее в желудок, где подвергается химической и механической обработке.

Желудок располагается в брюшной полости под диафрагмой в левом подреберье. Его емкость у взрослого человека составляет приблизительно 1,5-4 л. В желудке различают входной (кардиальный) отдел, дно, тело и выходной (пилорический) отдел, а также два края, называемые большой и малой кривизной. В месте перехода пищевода в желудок находится кардиальный сфинктер, перехода желудка в кишечник - пилорический сфинктер.

Секреторная функция желудка

Секреторная функция желудка обеспечивается железами, находящимися в его слизистой оболочке. Пищеварительные железы делятся на главные, обкладочные и добавочные. В главных железах образуется пепсиноген, который под воздействием соляной кислоты превращается в активный протеолитический фермент пепсин. Обкладочные железы секретируют соляную кислоту. В добавочных железах вырабатывается слизь, содержащая муцин, которая защищает стенки желудка от самопереваривания. G-клетки выделяют гастрин, повышающий активность главных и обкладочных клеток. Аргентофильные клетки секретируют серотонин, действующий на проницаемость капилляров, способствуя всасыванию питательных веществ в кровь.

У взрослого человека в течение суток вырабатывается 2-3 л. желудочного сока. Желудочный сок имеет кислую реакцию (рН 1,0 - 4,0). В его состав входит вода - 99% и сухой остаток - 1%. Сухой остаток представлен органическими и неорганическими веществами. Главный неорганический компонент желудочного сока - соляная кислота, которая находится в свободном и связанном состоянии. Соляная кислота выполняет ряд функций:

1) способствует денатурации и набуханию белков в желудке, что облегчает их последующее расщепление пепсинами;

2) активирует пепсиногены и превращает их в пепсины;

3) создает кислую среду, необходимую для действия ферментов желудочного сока;

4) обеспечивает антибактериальное действие желудочного сока;

5) активизирует секреторную функцию поджелудочной железы.

Кроме того, в желудочном соке содержатся следующие неорганические вещества: хлориды, бикарбонаты, сульфаты, фосфаты, натрий, калий, кальций, магний и др. В состав органических веществ входят ферменты, слизь (муцин), мочевина и молочная кислота.

Ферменты желудочного сока

1. Протеолитические ферменты - пепсиногены (пепсин и гастриксин) - расщепляют белки до полипептидов, альбумоз и аминокислот только в кислой среде.

2. Липазы желудочного сока расщепляют жиры на глицерин и жирные кислоты.

3. Реннин (химозин) или сычуженый фермент вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция. Вырабатывается у детей до 3 лет.

4. Лизоцим обладает бактерицидным действием.

5. Гастромукопротеиды обеспечивают переход некоторых веществ через стенки желудка (так называемый фактор Кастла способствует переходу витамина В12 через стенку желудка в кровь).

Моторная деятельность желудка

Моторная деятельность желудка осуществляется гладкими мышцами желудка посредством их перистальтических и тонических сокращений.

Поступление пищевых масс в желудок сопровождается его растяжением и слабыми перистальтическими сокращениями, которые через некоторое время усиливаются. Перистальтика обеспечивает перемещение содержимого, тонические сокращения, способствуют пропитыванию содержимого желудочным соком и обеспечивают порционное выделение содержимого из желудка в 12-перстную кишку.

Регуляция желудочной секреции

Железы желудка вне процесса пищеварения выделяют только слизь и пилорический сок. Отделение желудочного сока начинается при виде, запахе пищи, поступлении её в ротовую полость. Процесс желудочного сокоотделения можно разделить на несколько фаз: сложно - рефлекторную (мозговую), желудочную и кишечную. Сложно - рефлекторная фаза включает условно - рефлекторный и безусловно - рефлекторный механизмы. Условно - рефлекторное отделение желудочного сока происходит при раздражении обонятельных, зрительных , слуховых рецепторов (запах, вид пищи, звуковые раздражители, связанные с приготовлением пищи, разговорами о пище. В результате синтеза афферентных зрительных, слуховых и обонятельных раздражений повышается возбудимость нейронов пищеварительного центра.

Выделяющийся при этом желудочный сок И.В. Павлов назвал запальным или аппетитным. Безусловно-рефлекторное желудочное сокоотделение начинается с момента попадания пищи в ротовую полость и связано с возбуждением рецепторов ротовой полости, глотки, пищевода.

Желудочная фаза секреции наступает с момента попадания пищи в желудок, откуда импульсы передаются по афферентным волокнам в продолговатый мозг, а затем по эфферентным волокнам от центра импульсы передаются к железам желудка, что приводит к усилению секреции.

G-клетки пилорической части желудка продуцируют гастрин, который повышает активность главных, но в большей степени обкладочных клеток. В то же время продукция гастрина увеличивается под влиянием экстрактивных веществ мяса, овощей, продуктов переваривания белков. Под влиянием блуждающего нерва повышается также секреция гистамина клетками желудка. Гистамин, взаимодействует с рецепторами обкладочных клеток, повышает секрецию желудочного сока высокой кислотности.

Выделение желудочного сока начинается через 5-10 мин. После начала приема пищи. Максимум возбуждения и выделения сока происходит к концу первого часа, высокий уровень секреции удерживается 4-8 ч. Пища задерживается в желудке 4-8 (10)ч, но уже с первых минут пищеварения пищевая масса (в первую очередь жидкости) из желудка начинает поступать в кишечник.

Кишечная фаза секреции начинается при переходе содержимого из желудка в кишечник. Пищевая масса воздействует на хемо-, осмо-, механорецепторы кишечника, вызывая отделение желудочного сока низкой кислотности. Кишечная фаза длится 1-3 часа.



Пищеварение в тонком кишечнике

В тонком кишечнике наблюдается наиболее интенсивное переваривание пищевых масс, поступающих из желудка. Расщепление белков, жиров и углеводов происходит под действием трех пищеварительных соков: сока поджелудочной железы (панкреатического сока), желчи и кишечного сока. Выводные протоки печени (желчные протоки) и поджелудочной железы впадают в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа расположена вблизи задней брюшной стенки, на уровне первого - второго поясничного позвонков, позади желудка в S-образном изгибе двенадцатиперстной кишки. Длина железы составляет 15-20 см. масса 70-110 г.

Поджелудочная железа состоит из двух видов клеток:

1) островки Лангерганса, вырабатывающие гормон инсулин, который понижает количество сахара в крови и гормон глюкогон, который повышает количество сахара в крови;

2) дольки поджелудочной железы, которые вырабатывают поджелудочный сок. В сутки выделяется 1,5 - 2 л сока.

Ферменты панкреатического сока

Бесцветная жидкость щелочной реакции мсодержит:

1) амилолитические ферменты расщепляют полисахариды до ди- и моносахаридов. К ним относятся амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза;

2) протеолитические ферменты расщепляют белки до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. К ним относятся трипсин и химотрипсин;

3) липолитические ферменты расщепляют жиры до глицерина и жирных кислот. К ним относятся липаза и фосфолипаза. В их присутствии ионов кальция гидролиз жиров усиливается. Активность липазы также усиливается под влиянием желчи.

Пищеварительная функция печени

Печень расположена в брюшной полости под диафрагмой в правом и частично в левом подреберье. Передневерхняя поверхность печени выпуклая и прилегает к диафрагме, а нижняя вогнутая, на ней располагаются ворота печени. Через них в печень входят воротная вена, печеночная артерия и нервы, а выходят общий печеночный желчный проток и лимфатические сосуды.

Печень - это железа внутренней секреции, выделяющая желчь в двенадцатиперстную кишку. Свое название она получила от слова «печь», так как представляет собой сложнейшую «химическую лабораторию», в которой происходят процессы, связанные с образованием тепла. Печень принимает самое активное участие в пищеварении, расщепляя белки, жиры, углеводы, синтезируя новые, нужные организму белки, жиры, углеводы. Печень обезвреживает яды, токсические и лекарственные вещества. Печень является депо крови, в ней откладываются питательные вещества в виде гликогена, который в случае необходимости расщепляется до глюкозы. В печени разрушаются эритроциты, а гемоглобин используется для образования желчи.

Печеночные дольки состоят из клеток (гепатоцитов). Гепатоциты одной своей стороной прилежат к кровеносному капилляру, а другой - к желудочному капилляру, что позволяет продуктам обмена веществ поступать из клеток печени в кровеносные и желчные капилляры.

Желчеобразование происходит непрерывно и желчь накапливается в желчном пузыре, а желчевыделение - только во время пищеварения (через 3 - 12 мин после приема пищи). При этом желчь сначала выделяется из желчного пузыря, а затем из печени в двенадцатиперстную кишку.

В месте впадения общего желчного протока в кишку имеется гладкомышечный сфинктер, регулирующий поступление желчи в кишечник. За сутки отделяется 500 - 1500 мл. желчи

Печеночная желчь имеет золотисто-желтый цвет, пузырная темно-коричневый цвет, который зависит от наличия в ней пигментов билирубина или биливердина. Желчь имеет щелочную реакцию. Она содержит желчные кислоты, желчные пигменты и другие вещества.

Желчь обеспечивает прежде всего эмульгирование жира, делая водорастворимыми жирные кислоты, активирует липазу, стимулирует моторику тонкого кишечника, инактивирует пепсин в двенадцатиперстной кишке, оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие на кишечную флору.

В двенадцатиперстной кишке подвергаются дальнейшему расщеплению углеводы. Амилаза расщепляет крахмал до дисахаридов, мальтаза превращает дисахариды в моносахариды. Лактаза расщепляет до моносахаридов молочный сахар - лактозу.

При поражении клеток печени, например, при инфекционном гепатите или закупорке желчных протоков камнями или опухолью, в крови накапливаются желчные пигменты, появляется желтая окраска склер и кожи. В норме содержание билирубина в крови составляет 0,2 - 1,2 мг%, или 3,5 - 19 мкмоль/л.

Желчные кислоты синтезируются из холестерина. 80% холестерина образуется в печени, 10% - в тонком кишечнике, остальное в коже. За сутки синтезируется около 1 г холестерина. Он принимает участие в образовании мицелл и хиломикронов и только 30% всасывается из кишечника в кровь. Если нарушается выведение холестерина (при заболевании печени или неправильной диете), то возникает гиперхолестеринемия, которая проявляется или в виде атеросклероза, или желчнокаменной болезни.

Секреторная деятельность тонкого кишечника

Тонкий кишечник располагается в брюшной полости, начинается от пилорической части желудка и имеет вид трубки. Он представлен двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишками. Длина тонкого кишечника у взрослого человека в среднем составляет 3,5 м. Внутренняя поверхность покрыта слизистой оболочкой с многочисленными круговыми складками и содержит кишечные железы и ворсинки ( рис.14 ). Под слизистой в два слоя располагаются продольные круговые гладкие мышцы. Снаружи кишка покрыта серозной оболочкой. В месте перехода тонкого кишечника в толстый находится илеоцекальный сфинктер.

За двенадцатиперстной кишкой идут схожие с ней по строению тощая и подвзошная кишки. Однако слизистая оболочка этих кишок имеет огромное количество ворсинок (9 · 107). Поверхность ворсинок покрыта каемчатым эпителием, в котором находятся кишечные эпителиоциты и клетки, выделяющие слизь. На верхней части эпителиоцитов имеются многочисленные микроворсинки (от 50 до 200 млн на 1мм) образующие щеточную каемку. В каждой ворсинке имеются кровеносные и лимфатические сосуды, мышечные и нервные волокна. Обширная поверхность микроворсинок облегчает и процессы всасывания.

Кишечный сок вырабатывается либеркюновыми и бруннеровыми железами слизистой оболочки. За сутки у взрослого человека отделяется 2 - 3 л кишечного сока рН от 7,2 до 9,0. Сок состоит из воды и сухого остатка, который представлен неорганическими и органическими веществами. Из неорганических веществ в соке содержится много бикарбонатов, хлоридов, фосфатов, натрия, кальция, калия. В состав органических веществ входят белки, аминокислоты, слизь. В кишечном соке находится более 20 ферментов, обеспечивающих конечные стадии переваривания всех пищевых веществ. Это амилолитические ферменты (амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза), протеолитические (пептидазы, катепсин), липолитические (липаза, фосфолипаза), энтерокиназа, переводящая неактивный трипсиноген в активный. Эти ферменты участвуют в пристеночном пищеварении. В полость кишки они не выделяются. Следовательно, полостное пищеварение в тонком кишечнике осуществляется ферментами, поступающими с пищевым химусом.

В целом, в тонком кишечнике белки, жиры и углеводы расщепляются до конечных продуктов, которые организм способен усваивать.

Встречаются наследственные и приобретенные дефициты кишечных ферментов, расщепляющих углеводы (дисахаридаз), что приводит к непереносимости соответствующих дисахаридов. Например, у многих людей, особенно народов Азии и Африки, выявлена лактазная недостаточность.



Рис.14 Строение кишечных ворсинок

1 - ворсинка,2 - млечный сосуд, 3 - бокаловидная клетка, 4 - либеркюнова железа, 5 - железистые клетки, 6 - мышечный слой слизистой, 7 - вена, 8 - лимфатический сосуд, 9 - артерия, 10 - слизистая, 11 - подслизистая

Моторная деятельность тонкого кишечника

В тонком кишечнике пищевые массы подвергаются не только химической, но и механической обработке. Благодаря движениям кишечника, пищевые массы перемешиваются с пищеварительными соками, разминаются и перемещаются в направлении толстого кишечника. Различают следующие виды сокращения кишечника: тонические, перистальтические, ритмические, маятникообразные и антиперистальтические. В тонком кишечнике сокращения более мощные и быстрые, чем в толстом.

На механическую функцию кишок оказывают влияние гуморальные факторы. В частности, холин, энтерокринин и серотонин стимулируют движения кишечника.

Высшим подкорковым центром регуляции кишечного пищеварения служит гипоталамус. Осуществляется регуляция симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы.

Пищеварение в толстом кишечнике

Толстый кишечник располагается в брюшной и тазовой полостях и имеет вид трубки (длиной 1,5-2 м. диаметром 5-8 см). Он начинается от подвздошной кишки и состоит из слепой, ободочной и прямой кишок. Внутренняя поверхность толстого кишечника покрыта слизистой оболочкой, имеющей складки полулунной формы и содержащей много клеток выделяющих слизь.

Особенностью пищеварения в толстом кишечнике является превращение питательных веществ за счет присутствующих здесь многочисленных бактерий. Ферменты микроорганизмов расщепляют клетчатку растительной пищи до глюкозы, часть которой сбраживается до летучих жирных кислот. При гниении белков образуется ряд ядовитых продуктов - индол, скатол, фенол, которые всасываясь в кровь, обеззараживаются в печени. Печень выполняет барьерную функцию, синтезируя из ядовитых веществ менее ядовитые или совершенно безвредные для организма вещества.

Микрофлора толстого кишечника губительна для патогенных бактерий. В то же время она осуществляет биосинтез некоторых биологически активных веществ (витамины К и группы В).

В толстом кишечнике всасываются вода, некоторые минеральные вещества, витамины, образовавшиеся здесь аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, моносахариды, летучие жирные кислоты.

Всасывание воды происходит частично в тонкой кишке, но преимущественно - в толстой. Здесь за сутки всасывается до 4 л воды и от пищевой кашицы остается только 130-150 г сформировавшегося кала.

Следует иметь в виду, что через слизистую оболочку толстой кишки могут всасываться и другие вещества (глюкоза, некоторые лекарства). На этом основано применение питательных и лекарственных клизм.

Витамины

Витамины - высокоактивные низкомолекулярные соединения органической природы, проявляющие биологическое действие в малых дозах. Некоторые витамины (группы В) образуются в толстом кишечнике, остальные должны поступать в организм с животной и растительной пищей.

Потребность в витаминах зависит от возраста, характера труда, физиологического состояния (у больных инфекционными заболеваниями, кормящих матерей потребность в витаминах возрастает). При недостатке поступления витаминов в организм возникают гиповитаминозы, при полном отсутствии витаминов - авитаминозы, при повышенном усвоении витаминов - гипервитаминозы, что также ведет к патологиям.

Классификация витаминов:

Все витамины делятся на 2 группы: водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины

Витамин В1 - тиамида бромид, играет важную роль в углеводном, белковом и жировом обмене, оказывает влияние на ЦНС, желудочно-кишечный тракт. При гиповитаминозе возникает головная боль, повышенная утомляемость, одышка, бессонница, полиневриты, расстройства сердечно-сосудистой системы. В организме человека витамин В1 не образуется.

Источники поступления: зерновые (злаковые), отруби, пивные дрожжи (1-2 ст. ложки утром натощак за 10-15 минут до употребления пищи), печень, бобы, яичный желток.

Суточная потребность 2 мг взрослым, 1-1,5 мг детям.

Витамин В2 - рибофлавин. Участвует в кроветворении, в процессе роста организма, обмене веществ, нормализует зрение, повышает темновую адаптацию, остроту зрения на цвет.

При гиповитаминозе появляются гемоглобинэмия, светобоязнь, себорея (выпадение волос), перхоть, высыпания на крыльях носа (золотуха), трещины на языке, в углах рта, воспаление глоточных миндалин.

Источники поступления: пивные дрожжи, пророщенное зерно, черный хлеб, желтки яиц, печень, гречневая и овсяная крупы.

Cуточная потребность взрослых - 2 мг, детей - 1, 5-2 мг

Витамин В6 - пиридоксин гидрохлорид. Оказывает влияние на рост организма, деятельность ЦНС, обеспечивает нормальное течение беременности, регулирует белковый обмен, стимулирует кроветворение, способствует повышению кислотности и желудочной секреции. При гиповитаминозе - нарушение нервной системы (судороги, раздражительность), кожных покровов (дерматиты), отеки.

Источники поступления: мясо, рыба, сыр, пивные дрожжи, печень, рыбий жир, желтки яиц, творог, гречка, горох, капуста, синтезируется микрофлорой кишечника.

Суточная потребность взрослых 2-4 мг, детей 1,5-2 мг.

Витамин В12 - цианкобаламин (противоанемический). Участвует в кроветворении, созревании эритроцитов, влияет на обмен белков, синтез аминокислот, нуклеиновых кислот, пуринов. У детей стимулирует рост, улучшает общее состояние. При гиповитаминозе может возникать малокровие.

Источники поступления: печень, мясо, рыба, яйца, почки.

В растениях витамин В12 отсутствует, незначительно синтезируется кишечной микрофлорой.

Суточная потребность взрослых 2-3 мг, детей 0,5 мг.

Витамин РР - никотиновая кислота (ниацин), участвует в углеводном, белковом обмене, стимулирует рост организма, функцию желёз внутренней секреции, клеточное дыхание, является противоаллергическим препаратом.

Пеллагра характеризуется дерматитом (нарушение кожных покровов), диареей (понос), деменцией (ослабление памяти вплоть до слабоумия у детей).

Источники поступления: пивные дрожжи, мясо, гречка, горох, проросшее зерно, темный хлеб, печень, почки, сердце, рыба, молочные и другие продукты.

Суточная потребность взрослых 15-20 мг, детей 15 мг.

Никотиновая кислота токсична, доза более 2 г может привести к гибели.

Витамин Р - цитрин. Влияет на проницаемость сосудов, предупреждает их хрупкость.

Источники поступления: сладкий перец, цитрусовые, мята, чёрная смородина, клюква, вишня, черешня, крыжовник, листья чая.

Витамин Р из гречихи -рутин.

Витамины Р, К - антигеморрагические витамины (предупреждающие кровотечения).

Суточная потребность взрослого человека составляет 30-50 мг витамина Р.

Витамин С - аскорбиновая кислота, участвует в углеводном и белковом обмене веществ. При недостатке витамина С нарушается свёртываемость крови, повышается проницаемость сосудов, склонность к кровоизлияниям. При авитаминозе развивается цинга.

Витамин С оказывает блокирующее действие в образовании в организме токсических соединений, обладает защитным свойством в отношении свинца, сероуглерода, анилина, нитрозаминов и др. токсических веществ, повышает сопротивляемость организма, повышает синтез гормонов коры надпочечников, функцию печени.

Витамин С, как и витамин Е обладает антиоксидантными свойствами.

Источники поступления: шиповник, чёрная смородина, квашеная капуста, клюква, земляника, укроп, петрушка.

Суточная потребность 60-100 мг.

Витамины жирорастворимые

Витамин А - ретинол, каротин - витамин роста, влияет на развитие детского организма, формирование скелета, эпителиальной ткани, мышц. У взрослых обеспечивает нормальную функцию палочек и колбочек сетчатки глаз, участвуя в зрительном восприятии. Витамин А необходим щитовидной железе, печени и надпочечниками.

При гиповитаминозе нарушается сумеречное зрение (куриная слепота), появляются эрозии роговицы глаза, при воспалении обязуется рубец (бельмо). Воспаленная роговица хорошо лечится рыбьим жиром, соками из оранжевых овощей, где витамин А находится в виде прокаротина, а в организме переходит в каротин.

Источники поступления: морковь, тыква, облепиха, рыбий жир, молоко, масло, печень морских рыб, желтки яиц.

Суточная потребность взрослых 0,7 - 1 мг, детей 1,0 - 1,5 мг.

Витамин Д - (Д1, Д2, Д3 ) - кальциферол - регулирует содержание Са в костях, укрепляет зубы, препятствует возникновению рахита у детей, остеомаляции ( размягчение костей) у взрослых. При недостатке витамина Д может возникнуть остеопороз (полости в костях).

Источники поступления: желтки яиц, печень рыб, рыбий жир, сливочное масло, молоко, пророщенное зерно, зелень. При действии на кожу ультрафиолетовых лучей образуется витамин Д3 из своего провитамина, содержащегося в коже.

Суточная потребность взрослых 0,025 мг, детей 0,0125 - 0,025 мг. (Передозировка токсична).

Витамин Е - токоферол - является антиоксидантом, поддерживает нормальные обменные процессы, увеличивает долголетие, стимулирует гаметогенез, способствует нормальному течению беременности, развитию плода. При гиповитаминозе возможны бесплодие, выкидыши, нарушение половых циклов, нервной системы, мышечная вялость.

Источники поступлений: пророщенное зерно, молоко, печень, зелень, растительные масла, зелёные овощи.

Суточная потребность взрослых 20-30 мг, детей 12-15 мг.

Витамин К производные нафтохинона.

Важнейшие представители: природные вещества - витамин К1 (филлохинон) и витамин К2 (мелахинон).

Витамин К необходим каждой клетке организма для сохранения структурных и функциональных свойств клеточных мембран и органов. Влияет на свёртываемость крови (биосинтез протромбина), участвует в синтезе АТФ.

Гиповитаминоз ведет к развитию геморрагического диатеза, нарушению свёртываемости крови.

Синтезируется зелёными частями растений (листьями салата, капусты, крапивы) и микрофлорой кишечника (до 1,5 мг в сутки). Много витамина К в абрикосах, шпинате, печени. Водорастворимый аналог витамина К - викасол применяется в медицине.

Суточная потребность человека в этих витаминах составляет 0,3 - 0.5 мг.

Минеральные элементы

Минеральные соли имеют важное физиологическое значение для организма:

- участвуют в структуре и функциях всех ферментативных систем и процессов - нервном возбуждении, мышечном сокращении, свёртывании крови и т.д.;

- участвуют в пластических процессах и построении клеток, белков, ферментов, гормонов и тканей, особенно костной, поддерживают кислотно-щелочное равновесие.

В организме обнаружено более 80 элементов, из них 15 жизненно необходимы. Их подразделяют на макро- и микроэлементы. Кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, сера, магний - относятся к макроэлементам, железо, медь, цинк, йод, марганец, кобальт, молибден, селен и другие - к микроэлементам.

Кальций

В норме Са в организме около 1200 гр, 95% этого количества сосредоточено в костях. В костной ткани постоянно протекают 2 процесса:

- рассасывание костного вещества с выходом Са и Р в кровь;

- формирование новой ткани в полостях.

У детей скелет полностью обновляется за 1 -2 года, у взрослых за 10 -12 лет.

При падении атмосферного давления для сохранения равновесия кальция требуется в 2 раза больше, чем обычно. Если запасов в крови нет, кальций извлекается из костей. У пожилых людей при патологии возникают боли к плохой погоде. При недостатке кальция в пище кости из-за возникших полостей становятся ломкими (остеопороз).

Кальций нейтрализует вредные кислоты, способствует сокращению мышц, стимулирует рождение импульсов в сердечной и гладких мышцах, участвует в определении проницаемости клеточных мембран. Кроме того кальций входит в состав молока.

Источники поступления кальция: горох, фасоль, фундук, грецкие орехи, творог жирный, салат, сельдерей, морковь гречка.

Суточная потребность 1 г, беременным и кормящим матерям 1,5 - 4 г.

Магний

В организме взрослого человека сосредоточено 25 г магния. Он входит в состав мозга, эндокринных желез, мышц и эритроцитов. Магний в организме расслабляет мышцы, сосуды, стимулирует перистальтику кишечника, повышает отделение желчи. Магний необходим для жизнедеятельности микроорганизмов в кишечнике. При недостатке магния развиваются нефриты (воспаление почек) с некротическими явлениями, усиливается отложение кальция в сосудах, скелетных мышцах, которые теряют эластичность, деревенеют.

Источники поступления магния: овощи, фрукты, зеленые листовые культуры (капуста, салаты), зерновые.

Суточная потребность в магнии 400 мг.

Калий и натрий

Калия в организме 140 г, из них 98% находится в клетках нервной, мышечной ткани, в эритроцитах. Калий влияет на внутриклеточный обмен, нормализует работу сердечной мышцы, участвует в передаче нервных импульсов, обладает мочегонным действием. Противоположное действие на обмен воды оказывает натрий. Он задерживает воду в организме, вызывая набухание коллоидов тканей.

Натрий в основном содержится в кровяной плазме и межклеточных жидкостях. Оба элемента играют важную роль в поддержании нормального осмотического давления, входят в состав буферных систем.

Наилучшее соотношение натрия и калия 1:20. При увеличении натрия клеточное дыхание затрудняется, защитные силы организма ослабевают; при увеличении калия интенсивнее идут жизненные процессы, улучшается состояние здоровья. Богатая калием пища вызывает повышенное выделение натрия из организма вместе с водой, захватывая при этом вредные солевые излишки обмена веществ.

Суточная потребность 3 -5 г.

Источники поступления калия: горох, картофель, абрикосы, кабачки, морковь, апельсины, огурцы, черешня, смородина красная, чёрная, малина.

Таблица

Продукт	Содержание в 100 г продукта	Соотношение
	Na	К
Кабачки	2	238	1:119
Горошек зеленый	2	285	1:142
Горох	33	873	1:23
Картофель	28	568	1:20
Черешня	13	233	1:18
Огурцы	8	141	1:17
Апельсины	13	197	1:15
Морковь	21	200	1:10
Абрикосы	30	305	1:10
Арбуз	16	64	1:4

Фосфор

В организме фосфора 600 - 900г, основная часть сосредоточена в костях.

Фосфор активно участвует во всех обменных процессах вместе с кальцием. Все, что касается усвоения кальций, в равной мере относится и к фосфору. Наиболее крепкие кости остаются при соотношении Са:Р=1:1,7.

Фосфор входит в состав АТФ, поэтому принимает участие во всех процессах в организме. Фосфору принадлежит ведущая роль в деятельности ЦНС.

Суточная потребность 0,4 - 1 г.

Источники поступления фосфора: орехи грецкие, фасоль, горох, гречка, пшено, фундук, жирный творог, яйца, рыба.

Микроэлементы

Обширная группа химических веществ, которая присутствует в организме человека в чрезвычайно низких концентрациях, (меньше тысячных долей %), но характеризуется выраженными биологическими свойствами.

Микроэлементы: марганец, медь, цинк, бром, йод, хром, фтор, мышьяк, молибден, кобальт - входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и усиливают их действие.

Железо включается в лабильные комплексы с белками и углеводами и участвует в различных процессах, протекающих в организме: осуществляет окислительные процессы в эритроцитах и мышцах, включается в ферменты тканевого дыхания. В составе гемоглобина эритроцитов оно участвует в транспорте кислорода и диоксида углерода.

Медь находится во всех тканях организма и в составе белка церулоплазмина и обладает большой биологической активностью; медь регулирует кроветворение, ускоряя включение железа в гемоглобин эритроцитов, оказывает стимулирующее влияние на защитные силы организма и на его воспроизводительную функцию.

Кобальт содержится во всех тканях организма, особенно много его в эритроцитах. Он включается в состав цианкобаламина, который необходим для кроветворения. Кобальт стимулирует рост организма.

Цинк в больших количествах содержится в крови и в других тканях. Он образует непрочные соединения с инсулином и некоторыми другими гормонами и через них стимулирует рост и воспроизводительную функцию организма. Цинк необходим для кроветворения и образования костей скелета.

Марганец содержится в значительных количествах в костях скелета, печени и других органах, тканях и крови. Через фермент щелочную фосфатазу он стимулирует отложение жира, образование белка, усиливает кроветворение, повышает защитные силы организма, нормализует функцию воспроизводства.

Молибден участвует в обмене пуринов (пурины образуются при обмене ДНК и РНК), оказывая выраженное влияние на рост организма.

Йод задерживается в организме в больших количествах щитовидной железой. Она использует его для синтеза своих гормонов: трийодтиронина и тироксина. Своё влияние на организм йод оказывает через эти гормоны. Он стимулирует обмен белков, жиров и углеводов, повышает сопротивляемость организма к вредным воздействиям окружающей среды, ускоряет синтез ферментов.

Селен обладает большой биологической активностью, включаясь в обменные процессы, обеспечивая нормальное функционирование кожи и мышц. Он стимулирует рост и развитие организма, повышает его реактивность и резистентность.

Много марганца в малине, железа в яблоках, меди и калия в абрикосах. Цинк, кобальт, медь содержатся в картофеле, цветной капусте, свекле, моркови, щавеле, в рыбе, печени, желтках яиц.

Из 24 микроэлементов крови 22 входят в состав продуктов пчеловодства. Мед, пыльца, перга ликвидируют анемию.



Литература

1. Апчел, В.Я. Физиология человека и животных: Учебник для студ. учреждений высш. пед. проф. образования / В.Я. Апчел, Ю.А. Даринский, В.Н. Голубев. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 448 c.

2. Балашова, В.Ф. Физиология человека: тестовый контроль знаний: Методическое пособие / В.Ф. Балашова. - М.: Физ. культура, 2007. - 128 c.

3. Гайворонский, И.В. Анатомия и физиология человека: Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / И.В. Гайворонский, Г.И. Ничипорук, А.И. Гайворонский. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 496 c.

4. Сапин, М.Р. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма): Учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М.Р. Сапин, В.И. Сивоглазов. - М.: ИЦ Академия, 2009. - 384 c.

5. Солодков, А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник для высших учебных заведений физической культуры / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. - М.: Сов. спорт, 2012. - 620 c.

6. Судаков, К.В. Физиология человека: Атлас динамических схем / К.В. Судаков, Ю.Е. Вагин, В.В. Андрианов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 416 c.

7. Федюкович, Н.И. Анатомия и физиология человека: Учебник / Н.И. Федюкович. - Рн/Д: Феникс, 2013. - 510 c.

8. Швырев, А.А. Анатомия и физиология человека с основами общей патологии: Учебное пособие / А.А. Швырев; Под общ. ред. Р.Ф. Морозова. - Рн/Д: Феникс, 2013. - 411 c.

Размещено на Allbest.ru

...