Контрольная работа по "Физиологии питания"

6. Пищеварение в тонком кишечнике. Значение печени и поджелудочной железы в процессе пищеварения. Переваривание и всасывание отдельных пищевых веществ (белки, жиры, углеводы)

Пищеварение в тонком кишечнике

     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.

    Маятникообразные сокращения обусловлены последовательным сокращением кольцевых и продольных мышц кишки. Последовательные изменения длины и диаметра кишки приводят к перемещению пищевой кашицы то в одну, то в другую сторону (наподобие маятника). Маятникообразные сокращения способствуют перемешиванию химуса с пищеварительными соками.

   Ритмическая сегментация обеспечивается сокращением кольцевых мышц в результате чего, образующиеся поперечные перехваты делят кишку на небольшие сегменты. Ритмическая сегментация способствует растиранию химуса и перемешиванию его с пищеварительными соками.

    Перистальтические сокращения обусловлены одновременным сокращением

продольного и кольцевого слоев мышц. При этом происходит сокращение кольцевых мышц верхнего отрезка кишки и проталкивание  химуса в одновременно расширенный, за счет сокращения продольных мышц нижний участок кишки. Таким образом, перистальтические сокращения обеспечивают продвижение химуса по кишке.

    Тонические сокращения имеют небольшую скорость и даже могут вообще не распространяться, а только суживать просвет кишки на незначительном протяжении.

    Тонкая кишка и в первую очередь ее начальный отдел — двенадцатиперстная кишка, являются основным пищеварительным отделом всего желудочно-кишечного тракта. Именно в тонкой кишке пищевые вещества превращаются в те соединения, которые могут всасываться из кишки в кровь и лимфу. Пищеварение в тонкой кишке происходит в ее полости — полостное пищеварение, а затем продолжается в зоне кишечного эпителия при помощи ферментов, фиксированных на

его микроворсинках и  складках— пристеночное пищеварение. Складки, ворсинки и микроворсинки тонкой кишки увеличивают внутреннюю поверхность кишки в 300-500 раз.

    В гидролизе пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке особенно велика роль поджелудочной железы. Сок поджелудочной железы богат ферментами, которые расщепляют белки, жиры и углеводы.

    Амилаза поджелудочного сока превращает углеводы в моносахара. Панкреатическая липаза очень активна вследствие эмульгирующего действия желчи на жиры. Рибонуклеаза панкреатического сока расщепляет рибонуклеиновую кислоту до нуклеотидов.

    Кишечный сок выделяется железами всей слизистой оболочки тонкой кишки. В кишечном соке обнаружено более 20 различных ферментов, основными из которых являются: энтерокиназа, пептидазы, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза,фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза. В естественных условиях эти ферменты осуществляют  пристеночное пищеварение.

    Моторная деятельность тонкой кишки регулируется нервными и гуморальными механизмами. Акт приема пищи кратковременно тормозит, а затем усиливает моторику тонкой кишки. Моторная деятельность тонкой кишки во многом зависит от физических и химических свойств химуса: грубая пища и жиры повышают ее активность.

    Гуморальные вещества оказывают влияние непосредственно на мышечные клетки кишки, а через рецепторы — на нейроны  нервной системы. Усиливают моторику тонкой кишки: гистамин, гастрин, мотилин, щелочи, кислоты, соли и др.

    Начальная секреция поджелудочной железы вызывается условно-рефлекторными сигналами (вид, запах пищи и др.). Торможение панкреатической секреции наблюдается при во время сна, при болевых реакциях, при напряженной физической и умственной работе.

    Ведущая роль в гуморальной регуляции секреции поджелудочной железы принадлежит гормонам. Гормон секретин вызывает выделение большого количества поджелудочного сока богатого бикарбонатами, но бедного ферментами. Гормон холецистокинин-панкреозимин также усиливает секрецию поджелудочной железы, причем, выделяющийся сок богат ферментами. Усиливают секрецию поджелудочной железы: гастрин, серотонин, инсулин. Тормозят отделение поджелудочного сока: глюкагон, кальцитонин, ЖИП, ПП.

   Секреция кишечных желез усиливается во время приема пищи, при местном механическом и химическом раздражении кишки и под влиянием некоторых кишечных гормонов.

   Химическими стимуляторами секреции тонкой кишки являются продукты переваривания белков, жиров и др.

Значение  печени и поджелудочной железы в  процессе пищеварения.

    Как только пищевая кашица поступает из желудка в двенадцатиперстную кишку, на нее изливаются три пищеварительных сока: сок поджелудочной железы, желчь и кишечный сок, выделяемый железами слизистой оболочки кишечника.

    Поджелудочная железа состоит из клеток двух видов. Одни клетки выделяют пищеварительный сок, другие - гормон. Пищеварительный сок поступает в двенадцатиперстную кишку по двум протокам.

    Отделение поджелудочного сока начинается через несколько минут после приема пищи и в зависимости от ее состава продолжается 6-14 ч. За сутки у человека отделяется около 1,5-2,0 л поджелудочного сока. На сокоотделение влияют безуслов-норефлекторные и условнорефлек-торные сигналы (вид, запах пищи, стук посуды и др.). Центр рефлекса сокоотделения находится в продолговатом мозге.

    Выделение сока поджелудочной железы зависит и от поступления в двенадцатиперстную кишку желудочного сока и соляной кислоты. Это указывает на существование, помимо нервной, еще и гуморальной регуляции функции поджелудочной железы.

    Поджелудочный сок слабощелочной реакции. Он содержит ряд ферментов, расщепляющих практически все питательные органические вещества. Под влиянием одних ферментов завершается начавшееся в ротовой полости расщепление крахмала. Другие ферменты продолжают начавшееся в желудке расщепление белков до растворимых в воде и пригодных к всасыванию аминокислот.

    Под влиянием третьих жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты. Эти ферменты расщепляют жиры под влиянием желчи.

    Печень является самой крупной железой нашего организма. В печени вырабатывается желчь, которая по пузырному протоку попадает в двенадцатиперстную кишку. Образование желчи в клетках печени осуществляется непрерывно, однако ее выделение в двенадцатиперстную кишку происходит лишь через 5- 10 мин после приема пищи и продолжается 6-8 ч. В отсутствие процесса пищеварения желчь накапливается в желчном пузыре. Суточное количество выделяющейся у взрослого человека желчи составляет около 1 л.

    Цвет желчи зависит от присутствия в ней красящих веществ - пигментов. Из пигментов желчи образуются пигменты мочи и кала.

    Выделение желчи в кишку регулируется нервным и гуморальным механизмами. Характер выделения желчи на различные пищевые вещества напоминает выделение поджелудочного сока.

    Значение желчи в процессе пищеварения многообразно. Она повышает активность ферментов, выделяемых поджелудочной и кишечной железами, облегчает расщепление жиров. При мясной и жирной пище выделение желчи увеличивается, при голодании уменьшается. Желчь усиливает движение кишки и способствует выделению сока из поджелудочной железы.

    Образование желчи в клетках печени составляет лишь небольшую долю ее общей роли в организме. Печень участвует в регуляции обмена белков, углеводов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ, жиров.

    Вся кровь, оттекающая от кишечника, проходит через печень. Вредные или ядовитые вещества, которые могут попасть в кишечник с пищей, всасываются через ворсинки в кровь. Эти вещества задерживаются в печени, обезвреживаются и выводятся вместе с желчью в кишечник. В этом состоит барьерная роль печени.

    Систематическое употребление спиртных напитков вызывает тяжелейшее заболевание печени. У алкоголиков происходит ее перерождение - секреторные клетки замещаются соединительной тканью. Все это приводит к тяжелым последствиям, нередко заканчивающимся смертью. Клетки печени весьма чувствительны и к действию никотина. Кишечный сок вырабатывается железами слизистой оболочки тонкой кишки. За сутки его отделяется около 2 л. Отделение сока происходит не непрерывно, а под действием раздражителей - плотных частей пищи, желудочного сока, продуктов расщепления белков. В регуляции деятельности кишечных желез участвуют нервные и гуморальные механизмы. В кишечном соке обнаружено большое число ферментов, которые действуют на все виды органических пищевых веществ (белки, жиры, углеводы), на продукты их неполного расщепления, образующиеся в желудке, и обеспечивают завершение процесса переваривания питательных веществ.

Переваривание и всасывание отдельных пищевых  веществ (белки, жиры, углеводы)

Углеводы

    Углеводы - группа органических веществ общей формулы - Cm H2n On. Формально Cm(H2O)n - соединение углерода и воды. Отсюда и название: углеводы.

    Основные функции углеводов:

1) энергетическая (при  окислении простых сахаров, в  первую очередь, глюкозы организм  получает основную часть необходимой ему  энергии);

2) запасающая (такие полисахариды, как крахмал и глюкоген, играют  роль источников глюкозы, высвобождая  ее по мере необходимости);

3) опорно-строительная (из  хитина, например, построен панцирь  насекомых).

    Углеводы делят на простые или моносахариды, не способные к гидролизу, и сложные углеводы, гидрализующиеся на ряд простых. По числу атомов углерода углеводы делят на тетрозы, пентозы, гексозы и т.д., а по химическому строению - это многоатомные альдегидо- и кетоноспирты - альдозы и кетозы. Наибольшее значение для питаания имеют гекзозы. Сложные углеводы по количеству получающихся при гидролизации простых углеводов делят на дисахариды, трисахариды и т.д. и полисахариды, дающие при гидролизе много атомов простых углеводов. Полисахариды делят на гомополисахариды, которые дают при гидролизе один вид простых углеводов и гетеросахариды, которые дают при гидролизе смесь простых углеводов и их производных.

    Углеводный обмен представляет собой совокупность процессов превращений углеводов в организме человека и животных.

    Процесс превращений углеводов начинается с переваривания их в ротовой полости, где происходит частичное расщепление крахмала под действием фермента слюны - амилазы. В основном углеводы перевариваются и всасываются в  тонком кишечнике и затем с током крови разносятся в ткани и органы, а основная часть их, главным образом глюкоза, накапливается в печени в виде гликогена. Глюкоза с кровью поступает в те органы и ткани, где возникает потребность в ней, причем скорость проникновения глюкозы в клетки определяется проницаемостью клеточных оболочек.  В клетки печени глюкоза проникает свободно, в клетки мышечной ткани проникновение глюкозы связано с затратой энергии; во время мышечной работы проницаемость клеточной стенки значительно возрастает. В клетках глюкоза претерпевает процесс превращений на молекулярном уровне в процессе биологического окисления с накоплением энергии.

    При окислении глюкозы в пентозном (аэробном) цикле образуется восстановленный никотинамид-адениннуклеотидфосфат, необходимый для восстановительных синтезов. Кроме того промежуточные продукты этого цикла являются материалом для синтеза многих важных соединений.

    Регуляция углеводного обмена в основном осуществляется гормонами и центральной нервной системой. О состоянии углеводного обмена  можно судить по содержанию сахара в крови (в норме 70-120 мг%). При сахарной нагрузке эта величина возрастает, но затем быстро достигает нормы. Нарушения углеводного обмена возникают при различных заболеваниях. Так, при недостатке инсулина наступает сахарный диабет, а понижение активности одного из ферментов углеводного обмена - мышечной фосфорилазы - ведет к мышечной дистрофии.

Жиры

    Жиры - органические соединения, представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших или средних жирных кислот. Содержится во всех животных и растительных тканях. Общую формулу жиров можно записать так:

                          О

a CH₂ - O - C - R

               О

b  CH  - O - C - R₁

              О

a' CH₂ - O - C - R₂

    Все природные жиры - смесь глицеридов, не только симметричных, т.е. с тремя одинаковыми остатками жирных кислот, но и смешанных. Симметричные глицериды встречаются чаще в растительных маслах. Животные жиры отличаются весьма разнообразным составом жирных кислот. Жирные кислоты, входящие в состав триглициридов, определяют их свойства. Триглицириды способны вступать во все химические реакции, свойственные эфирам. Наибольшее значение  имеет реакция омыления, в результате которой из триглицирида образуется глицерин и жирные кислоты.

                 O                    

CH2-O-C-R

      O                              CH2OH          

CH-O-C-R      +    3 H2O =  CHOH + 3 R COOH

      O                              CH2OH   жирная кислота

CH2-O-C-R                      глицерин

триглицирид

    Омыление происходит как при гидролизе, так и при действии кислот или щелочей.

    Жиры - питательное вещество, является обязательной составной частью сбалансированного пищевого рациона человека. Они - важный источник энергии, который можно рассматривать как природный пищевой концентрат большой энергетической ценности, способный в небольшом объеме обеспечить организм энергией. Средняя потребность жиров для человека - 80-100 грамм в сутки. Один грамм жиров при окислении дает 9,3 ккал. Жиры также являются растворителями витаминов A, D и E.  Обеспеченность организма в этих витаминах зависит от поступления жиров в составе пищи. С жирами в организм вводится комплекс биологически активных веществ, играющих важнейшую роль в нормальном жировом обмене.

    Жировой обмен представляет собой совокупность процессов превращений жиров в организме. Обычно различают три стадии жирового обмена:

1. расщепление и всасывание жиров в желудочно-кишечном тракте;
2. превращение всосавшихся жиров в тканях организма;
3. выделение продуктов жирового обмена из организма.

    Основная часть пищевых жиров подвергается перевариванию в верхних отделах кишечника при участии фермента липазы, который выделяется поджелудочной железой и слизистой оболочкой желудка. В результате расщепления образуется смесь жирных кислот, ди- и моноглицеридов.

     Процессу расщепления  и всасывания жиров и других  липидов способствует выделение в кишечник желчных кислот, благодаря которым жиры переходят в эмульгированное состояние. Часть жиров всасывается в кишечнике в нерасщепленном виде. Всосавшиеся жирные кислоты частично используются в слизистой оболочке кишечника для ресинтеза триглицеридов и фосфолипидов, а частично переходят в кровь системы воротной вены или в лимфатические сосуды.

    Количество нейтральных  жиров и жирных кислот  в  крови непостоянно и зависит  от поступления жиров с пищей  и от скорости отложения жира  в жировых депо. В тканях жиры расщепляются под действием различных липаз, а образовавшиеся жирные кислоты входят в состав других соединений (фосфолипиды, эфиры холестерина и т.д.) или окисляются до конечных продуктов. Окисление жирных кислот совершается несколькими путями. Часть жирных кислот при окислении в печени дает ацетоуксусную  и b-оксимасляную кислоты, а также ацетон. При тяжелом сахарном диабете количество ацетоновых тел в крови резко увеличивается. Синтез жиров в тканях происходит из продуктов жирового обмена, а также из продуктов углеводного и белкового обмена.

    Нарушения жирового обмена  обычно разделяют на следующие  группы:

   1) нарушения всасывания  жира, его отложения и образования  в жировой ткани;

   2) избыточное накопление  жира в органах и тканях, не относящихся к жировой ткани;

   3) нарушения промежуточного  жирового обмена;

   4) нарушения перехода жиров из крови в ткани и их выделения.

Белки

    Белки - высокомолекулярные  органические вещества, характерными  особенностями которых является их строго определенный элементарный состав:

   Особенно характерен для  белков 15-18% уровень содержания азота.  На заре белковой химии, когда  не умели еще определять ни  молекулярную массу белков, ни  их химический состав, ни тем  более структуру белковой молекулы, этот показатель играл большую роль при решении вопроса о принадлежности высокомолекулярного вещества к классу белков. Естественно, что сейчас данные об элементарном составе белков утратили свое былое значение для их характеристики.

    Белки вступают во  взаимодействие с самыми различными веществами. Объединяясь друг с другом или нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами, они образуют рибосомы, митохондрии, лизосомы, мембраны эндоплазматической сети и другие субклеточные стрктуры, в которых благодаря пространственной организации белков и свойственной ряду из них ферментативной активности осуществляются многообразные процессы обмена веществ. Поэтому именно белки играют выдающуюся роль в явлениях жизни. По своей химической природе белки являются гетерополимерами протеиногенных аминокислот. Их молекулы имеют вид длинных цепей, которые состоят из аминокислот, соединенных пептидными связями.

    В самых маленьких  полипептидных цепях белков содержится  около 50 аминокислотных остатков. В самых больших - около 1500.

    В настоящее время первичная структура белка выявлена примерно у 2 тысяч белков. У инсулина, рибонуклеазы, лизоцима и гормона роста она подтверждена путем химического синтеза.

     Белки составляют важнейшую часть пищи человека. В наше время 10-15% населения Земли голодают, а 40% получают неполноценную пищу с недостаточным содержанием белка. Поэтому человечество вынуждено индустриальным путем производить белок - наиболее дефицитный продукт на Земле. В качестве заменителя белка перспективно также промышленное производство незаменимых аминокислот.

    У животных и человека белковый обмен слагается из трех основных этапов:

1) гидролитического распада азотосодержащих  веществ в желудочно-кишечном  тракте и всасываение образовавшихся  продуктов;

2) превращение этих продуктов в тканях, приводящее к образованию белков и аминокислот;

3) выделение  конечных продуктов белкового  обмена из организма.

Во взрослом организме в норме  количество синтезируемого белка равно  суммарному количеству распадающихся  тканевых и пищевых белков (в сутки, т.е. азотистый баланс близок к нулю). Такое состояние называется белковым равновесием. Белковое равновесие является динамическим, так как в организме практически не создается запаса белков, и равновесие может устанавливаться при различных количествах потребляемого белка (в определенных пределах). В период роста или восстановления сил после болезни (белкового голодания) в организме наблюдается интенсивная задержка азота, азотистый баланс становится положительным. Основные процессы, связанные с белковым обменом, - дезаминирование аминокслот, взаимопревращение аминокислот, протекающее с переносом аминогрупп (переаминирование), аминирование кетокислот, распад белка на аминокислоты и новообразования белков органов и тканей, в том числе белков ферментов.

16. Углеводы и их роль  в питании. Особенности переваривания разных углеводов в пищеварительном аппарате (крахмал, сахар, клетчатка). Значение в питании усвояемых углеводов и клетчатки. Принципы нормирования углеводов в питании, потребность в них людей разных групп. Сбалансированность разных углеводов в рационах питания.

Углеводы и  их роль в питании.

    Углеводам в питании принадлежит исключительно важная роль. Для человека они являются основным источником энергии (притом легко утилизируемой), необходимой для жизнедеятельности всех клеток тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. При окислении 1 г углеводов в организме образуется 16,7 кДж (4 ккал).

Роль углеводов в  организме человека не ограничивается их значением как источника энергии. Эта группа веществ и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, т. е. являются пластическими материалами. Так, соединительная ткань содержит мукополи- сахариды, в состав которых входят углеводы и их производные.

  1. Энергетическая. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50-60% суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость - до 70%. При окислении 1 г углеводов выделяется 17кДж энергии (4,1ккал). В качестве основного энергетического источника используется свободная глюкоза или запасы углеводов в виде гликогена.

    2.  Пластическая. Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и т.д.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.

    3.  Резервная. Углеводы запасаются в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Его запасы зависят от массы тела, функционального состояния организма, характера питания. При мышечной деятельности запасы гликогена существенно снижаются, а в период отдыха после работы восстанавливаются. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.

    4.  Защитная. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, покрывающих поверхность сосудов, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий, вирусов, а также от механических повреждений.

    5.  Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, выполняют роль антикоагулянтов, являются рецепторами ряда гормонов или фармакологических веществ, оказывают противоопухолевое действие.

    6. Регуляторная. Клетчатка пищи не расщепляется в кишечнике, но активирует перистальтику кишечника, ферменты пищеварительного тракта, усвоение питательных веществ.

Особенности переваривания  разных углеводов в пищеварительном  аппарате (крахмал, сахар, клетчатка).  Значение в питании усвояемых углеводов и клетчатки.

    В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка).

     Дисахариды имеют несложную структуру, что обусловливает их легкое расщепление ферментами пищеварительного тракта. Все они растворяются в воде и быстро усваиваются.

Крахмал - сложный углевод. Он непосредственно не усваивается в кишечнике и предварительно подвергается действию а-амилазы. Образующаяся при этом мальтоза затем расщепляется до глюкозы, которая всасывается стенками тонкого кишечника и поступает в кровь. Этот процесс происходит постепенно и потому потребление крахмала не вызывает быстрого увеличения содержания глюкозы в крови, особенно потому, что в растительных продуктах он защищен клетчаткой от непосредственного действия пищеварительных ферментов. Быстрый подъем уровня глюкозы в крови вызывают моно- и дисахариды, особенно сахароза. На ворсинках тонкого кишечника из нее и других дисахаридов высвобождаются остатки глюкозы, которые быстро поступают в кровь и при избыточном потреблении углеводов приводят к резкому подъему уровня глюкозы в крови. В щелочном содержимом кишечника фруктоза частично переходит в глюкозу. При потреблении фруктозы уровень глюкозы в крови увеличивается менее резко. В печени фруктоза и галактоза превращаются в основном в гликоген, однако часть этих моносахаридов поступает в кровь.

Моносахарид галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Она является продуктом расщепления молочного сахара. Дисахарид лактоза содержится только в молоке и молочных продуктах. Гидролиз лактозы в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется деятельность кишечной микрофлоры. Кроме того, поступление лактозы в пищеварительный тракт способствует развитию молочно-кислых бактерий, являющихся антагонистами гнилостных микроорганизмов.

Целлюлоза (клетчатка) содержится в растениях. Она образует оболочки клеток и является опорным веществом. Целлюлоза не используется в организме человека в качестве источника глюкозы, так как не переваривается ферментами кишечника. Однако некоторые бактерии продуцируют фермент - целлюлазу, катализирующую гидролиз клетчатки. Под действием этого фермента целлюлоза расщепляется с образованием растворимых соединений, которые частично всасываются. Чем нежнее клетчатка (менее инкрустирована минеральными веществами), тем лучше она расщепляется. Такая клетчатка содержится в картофеле и других овощах. Важна роль клетчатки в качестве стимулятора перистальтики кишечника. Она и другие балластные вещества в кишечнике адсорбируют стерины, в том числе холестерин, препятствуют обратному их всасыванию, способствуют выведению из организма. Клетчатка играет роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в уменьшении гнилостных процессов, препятствует всасыванию ядовитых веществ.

    Пектиновые вещества - полисахариды растительного происхождения, в их состав входят остатки галактуроно- вой кислоты. Они составляют основу фруктовых гелей. Различают два вида пектиновых веществ: пектины и протопектины. Пектины растворимы в воде, образуют коллоидные растворы. Протопектины нерастворимы в воде, так как в своем составе помимо пектинов они содержат клетчатку. Под влиянием фермента протопектиназы протопектин переходит в растворимые соединения и целлюлозу.