Контрольная работа по «Основи фізіології і гігієни харчування»

Міністерство  освіти і науки України

Національний  технічний університет

«Харьковський політехнічний інститут» 
 

Кафедра технології жирів і жирозамінників 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНА  РОБОТА

з курсу  «Основи фізіології і гігієни  харчування» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Особливості процесів травлення їжі в тонкому кишечнику. Склад і властивості жовчі. Участь секретів підшлункової залози в процесах травлення їжі. Значення кишкового соку у процесах травлення їжі. Порожнинне і мембранне травлення. 
 

Особливості процесів травлення  їжі в тонкому кишечнику

     Тонкая  кишка человека - отдел пищеварительного тракта человека, расположенный между  желудком и толстой кишкой. В тонкой кишке в основном и происходит процесс пищеварения.

     Строение  стенки тонкой кишки  человека

     Общие сведения. Тонкая кишка называется тонкой за то, что её стенки менее толсты и прочны, чем стенки толстой кишки, а также за то, что диаметр её внутреннего просвета, или полости, также меньше диаметра просвета толстой кишки, но это можно рассмотреть лишь у мертвого человека, у живого же они либо практически одного диаметра, либо очень близкого. (за счет того что тонкая кишка может растягиваться.)

     Тонкая  кишка представляет отдел пищеварительного тракта, начинающийся от привратника  желудка и кончающийся подвздошно-слепокишечным (илеоцекальным) клапаном у места перехода тонкой кишки в толстую.

     Тонкая  кишка является самым длинным  отделом пищеварительного тракта; ее брыжеечный отдел занимает почти  весь нижний этаж брюшной полости  и частично полость малого таза. Диаметр тонкой кишки не равномерен: в проксимальном её отделе он равен 4-6см, а в дистальном — 2,5-3см.

     Функции. Тонкая кишка принимает участие  во всех этапах пищеварения, включая  всасывание и перемещение пищи. Здесь  пищевая кашица, обработанная слюной и желудочным соком, подвергается действию кишечного сока, желчи, сока поджелудочной железы, здесь же происходит и всасывание продуктов переваривания в кровеносные и лимфатические капилляры. В тонкой кишке вырабатываются ферменты, которые совместно с ферментами, вырабатываемыми поджелудочной железой и желчным пузырем, способствуют расщеплению пищи на отдельные компоненты. Затем белки преобразуются в аминокислоты, углеводы расщепляются на простые сахара, а жиры — на более мелкие составляющие, что способствует эффективному всасыванию питательных веществ.

     Именно  в тонкой кишке также происходит всасывание большинства лекарственных  веществ, ядов, токсинов и ксенобиотиков  при их пероральном введении. Лишь немногие из лекарств, ядов и прочих ксенобиотиков всасываются еще  в желудке. Кроме переваривания, всасывания и транспортирования пищевых масс тонкая кишка также выполняет функции иммунологической защиты и секреции гормонов.

В тонкой кишке  выделяют следующие отделы:

двенадцатиперстная  кишка;  тощая кишка;  подвздошная кишка.

     Особенностью переваривания пищи в тонком кишечнике является довольно сложная структура стенки тонкой кишки и эпителия. Каждая часть выполняет свою роль в переваривании и усвоении пищи.

     Наличие складок и ворсинок обеспечивает большую всасывающую поверхность тонкого кишечника. За счет круговых складок, называемых складками Керкринга, ворсинок и микроворсинок, всасывающая поверхность цилиндрической трубки увеличивается в 600 раз и достигает 200м². Функциональную единицу образуют ворсинка с ее внутренним содержимым и лежащими под ней структурами и крипта, разделяющая соседние ворсинки. Эпителий тонкого кишечника относится к тканям с наиболее высокой скоростью деления и обновления клеток. Недифференцированные цилиндрические клетки образуются в глубине крипты и мигрируют затем к вершине ворсинки; это перемещение занимает 24-36 ч. По пути клетки созревают, синтезируют специфические ферменты и транспортные системы (переносчики), необходимые для всасывания и, достигая вершины ворсинки, представляют собой полностью сформированные энгероциты. Всасывание компонентов пищи происходит главным образом в верхней части ворсинки, а   секреторные   процессы  в   криптах. Через 3 6 дней клетки, находящиеся на вершине ворсинки, слущиваются и заменяются новыми. Таким образом, в течение нескольких дней обновляется вся поверхность кишечника.

     Тонкий  кишечник имеет длину около 6 метров; его железы выделяют до 2 литров сока в сутки. Общая поверхность оболочки кишечника  примерно в 3 раза больше наружной поверхности всего нашего тела.

Благодаря такой большой поверхности тонкого кишечника здесь разыгрываются мощнейшие метаморфозы поступившей пищи. По мнению некоторых исследователей, здесь осуществляется холодный термоядерный синтез — превращение одних веществ, в другие. Поэтому именно здесь проходят основные процессы, связанные с  усвоением пищи. В тонком кишечнике рассеяны клетки, синтезирующие и выделяющие гормоны. Масса этих клеток не уступает массе самых крупных эндокринных желез. Сейчас в тонком кишечнике обнаружено 7 типов различных эндокринных клеток, каждая из которых продуцирует определенный гормон. 

     Переваривание пищи, особенно переваривание белков, связано с повышенным расходом энергии. Нормальная работа органов пищеварения  во многом зависит не только от сбалансированного  набора продуктов, используемого в питании, но и от самого режима питания.

Склад і властивості  жовчі

     Желчь – жёлтая, коричневая или зеленоватая, горькая на вкус, имеющая специфический запах, выделяемая печенью, накапливаемая в желчном пузыре жидкость.

     Секреция  желчи производится гепатоцитами — клетками печени. Желчь собирается в желчных протоках печени, а оттуда, через общий желчный проток поступает в желчный пузырь и в двенадцатиперстную кишку, где участвует в процессах пищеварения. Желчный пузырь выполняет роль резервуара, использование которого позволяет снабжать двенадцатиперстную кишку максимальным количеством желчи во время активной пищеварительной фазы, когда кишка наполняется частично переваренной в желудке пищей.

     Желчь, выделяемая печенью (часть её направляется непосредственно в двенадцатиперстную кишку), называют «печёночной» (или «молодой»), а выделяемую желчным пузырём — «пузырной» (или «зрелой»). 

     Общие характеристики печёночной и пузырной желчи

     Основной  компонент желчи — желчные  кислоты (67 % — если исключить из рассмотрения воду). Половина — первичные желчные кислоты: холевая и хенодезоксихолевая, остальная часть — вторичные: дезоксихолевая, литохолевая, аллохолевая и урсодезоксихолевая кислоты. Желчные кислоты в желчи находятся в виде конъюгатов (соединений) с глицином и таурином: гликохолевой, гликохенодезоксихолевой, таурохолевой и других, так называемых парных кислот. Желчь содержит значительное количество ионов натрия и калия, вследствие чего она имеет щелочную реакцию, а желчные кислоты и их конъюгаты иногда рассматривают как «желчные соли».

Содержание  некоторых органических веществ в печёночной и пузырной желчи

22 % желчи  — фосфолипиды. Кроме того, в  желчи имеются белки (иммуноглобулины  А и М) — 4,5 %, холестерин —  4 %, билирубин — 0,3 %, слизь, органические анионы (глутатион и растительные стероиды), металлы (медь, цинк, свинец, индий, магний, ртуть и другие), липофильные ксенобиотики.

Содержание  ионов в печёночной и пузырной желчи

     Желчь выполняет целый комплекс разнообразных  функций, большинство из которых связано с пищеварением, обеспечивая смену желудочного пищеварения на кишечное, ликвидируя действие опасного для ферментов поджелудочного сока пепсина и создавая благоприятные условия для этих ферментов.

     Желчные кислоты, содержащиеся в желчи, эмульгируют жиры и участвуют в мицеллообразовании, активизируют моторику тонкой кишки, стимулирует продукцию слизи и гастроинтенсинальных гормонов: холецистокинина и секретина, предупреждают адгезию бактерий и белковых агрегатов.

     Желчь также участвует в выполнении выделительной функции. Холестерин, билирубин и ряд других веществ не могут фильтроваться почками, и их выделение из организма происходит, через желчь. Экскретируется с калом 70 % находящегося в желчи холестерина (30 % реабсорбируется кишечником), билирубин, а также перечисленные выше металлы, стероиды, глутатион. 

     Участь  секретів підшлункової залози в процесах травлення їжі

      Поджелудочная железа (pancreas) является смешанной пищеварительной железой. У взрослого человека длина ее составляет 14—18 см, ширина 3—9 см, толщина 2—3 см, масса 70—80 г. В поджелудочной железе выделяют головку, тело и хвост.

      Головка расположена на уровне I—HI поясничных позвонков и прилегает к петле двенадцатиперстной кишки. Задняя поверхность головки лежит на нижней полой вене и аорте, спереди ее пересекает поперечная ободочная кишка.

      Тело  поджелудочной железы имеет форму  треугольника и три поверхности — переднюю, заднюю и нижнюю, а также три края — верхний, передний и нижний.

      Хвост поджелудочной железы доходит до ворот селезенки. Сзади хвоста находятся левый надпочечник и верхний конец левой почки.

     Поджелудочная железа имеет дольковое строение. Дольки, выполняющие внешнесекреторную  функцию, составляют основную массу  железы. Между ними находится внутрисекреторная  часть островков, которые выделяют гормон — инсулин.

      Поджелудочный сок представляет собой бесцветную жидкость. В течение суток поджелудочная  железа человека вырабатывает 1,5—2,0л сока; его рН составляет 7,5—8,8. Под влиянием ферментов поджелудочного сока происходит расщепление кишечного содержимого до конечных продуктов, пригодных для усвоения организмом. a-Амилаза, липаза, нуклеаза секретируются в активном состоянии, а трипсиноген, химотрипсиноген, профосфолипаза А, проэластаза и прокарбоксипептидазы А и В — в виде проферментов. Трипсиноген в двенадцатиперстной кишке превращается в трипсин. Последний активизирует профосфолипазу А, проэластазу и прокарбоксипептидазы А и В, которые превращаются соответственно в фосфолипазу А, эластазу и карбоксипептидазы А и В.

      Ферментный состав сока поджелудочной железы зависит от вида принимаемой пищи: при приеме углеводов возрастает преимущественно секреция амилазы; белков — трипсина и химотрипсина; жирной пищи — липазы. В состав сока поджелудочной железы входят бикарбонаты, хлориды Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺.

      Секреция  поджелудочной железы регулируется нервно-рефлекторным и гуморальным  путями. Различают спонтанную (базальную) и стимулирующую секрецию. Первая обусловлена способностью клеток поджелудочной  железы к автоматизму, вторая — влиянием на клетки нейрогуморальных факторов, которые включаются в процесс приемом пищи.

      Основными стимуляторами экзокринных клеток поджелудочной железы являются ацетилхолин  и гастроинтестинальные гормоны — холецистокинин и секретин. Они усиливают выделение ферментов и бикарбонатов поджелудочным соком. Поджелудочный сок начинает выделяться через 2—3 мин после начала принятия пищи в результате рефлекторного возбуждения железы с рецепторов ротовой полости. А затем воздействие желудочного содержимого на двенадцатиперстную кишку высвобождает гормоны холецистокинин и секретин, которые и определяют механизмы секреции поджелудочной железы. 

Значення  кишкового соку у  процесах травлення  їжі

      Секреторные клетки дна и тела желудка выделяют кислый и щелочной секрет, а клетки антрального отдела — только щелочной. У человека объем суточной секреции желудочного сока составляет 2—3л. Натощак реакция желудочного сока нейтральная или слабокислая, после приема пищи — сильнокислая (рН 0,8—1,5). В состав желудочного сока входят такие ферменты, как пепсин, гастриксин и липаза, а также значительное количество слизи — муцина.

      В желудке происходит начальный гидролиз белков под влиянием протеолитических ферментов желудочного сока с  образованием полипептидов. Здесь гидролизуется  около 10 % пептидных связей. Вышеперечисленные ферменты активны только при соответствующем уровне НСl. Оптимальная величина рН для пепсина составляет 1,2—2,0; для гастриксина — 3,2—3,5. Соляная кислота вызывает набухание и денатурацию белков, что облегчает дальнейшее расщепление их протеолитическими ферментами. Действие последних реализуется преимущественно в верхних слоях пищевой массы, прилегающих к стенке желудка. По мере переваривания этих слоев пищевая масса смещается в пилорический отдел, откуда после частичной нейтрализации перемещается в двенадцатиперстную кишку. В регуляции желудочной секреции главное место занимает ацетилхолин, гастрин, гистамин. Каждый из них возбуждает секреторные клетки.

      Различают три фазы секреции: мозговую, желудочную и кишечную. Стимулом для появления секреции желудочных желез в мозговой фазе являются все факторы, которые сопровождают прием пищи. При этом условные рефлексы, возникающие на вид и запах пищи, сочетаются с безусловными рефлексами, которые образуются при жевании и глотании.

      В желудочной фазе стимулы секреции возникают  в самом желудке, при его растяжении, при воздействии на слизистую  оболочку продуктов гидролиза белка, некоторых аминокислот, а также экстрактивных веществ мяса и овощей.

      Влияние на железы желудка происходит и в  третьей, кишечной, фазе секреции, когда в кишечник поступает недостаточно переработанное желудочное содержимое.

      Секретин  двенадцатиперстной кишки тормозит секрецию НСl, но повышает секрецию пепсиногена. Резкое торможение желудочной секреции возникает при поступлении в двенадцатиперстную кишку жиров.  

Порожнинне  і мембранне травлення

      В тонком кишечнике происходят два  вида переваривания пищи: полостное  и мембранное (пристеночное). Первое осуществляется непосредственно кишечным соком, второе — ферментами, адсорбированными из полости тонкой кишки, а также кишечными ферментами, синтезируемыми в кишечных клетках и встроенными в мембрану. Начальные стадии пищеварения происходят исключительно в полости желудочно-кишечного тракта. Мелкие молекулы (олигомеры), образовавшиеся в результате полостного гидролиза, поступают в зону щеточной каймы, где происходит их дальнейшее расщепление. Вследствие мембранного гидролиза образуются преимущественно мономеры, которые транспортируются в кровь.

      Таким образом, по современным представлениям, усвоение пищевых веществ осуществляется в три этапа: полостное пищеварение — мембранное пищеварение — всасывание. Последний этап включает процессы, которые обеспечивают перенос веществ из просвета тонкой кишки в кровь и лимфу. Всасывание происходит большей частью в тонком кишечнике. Общая площадь всасывающей поверхности тонкой кишки составляет приблизительно около 200м². За счет многочисленных ворсинок поверхность клетки увеличивается более чем в 30 раз. Через эпителиальную поверхность кишки вещества поступают в двух направлениях: из просвета кишки в кровь и одновременно из кровеносных капилляров в полость кишечника. 
 

3.1. Продукти, як носії енергії. Шлях енергетичних витрат в організмі. Методи дослідження енергетичних витрат. Фізіологічні потреби людей в енергії.

      Жизнедеятельность организма поддерживается благодаря  постоянному поступлению энергии  в процессе окисления сложных  органических молекул при разрыве  химических связей. Молекулы распадаются до трехуглеродных соединений, которые включаются в цикл Кребса (лимонная кислота), окисляясь далее до СО; и Н₂О. Все энергетические процессы, протекающие с участием кислорода, образуют систему аэробного обмена. Выделение энергии без кислорода называется анаэробным обменом. Накопление энергии происходит главным образом в высокоэнергетических фосфатных связях аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ служит также средством переноса энергии, поскольку диффундирует в те места, где необходима энергия. В свою очередь образование и распад АТФ связаны с процессами, на которые необходимо затратить энергию. При необходимости в энергии путем гидролиза разрывается связь фосфатной группы и высвобождается находящаяся в ней химическая энергия. Полученная потенциальная энергия затем превращается в кинетическую — механическую, химическую, осмотическую и электрическую работу. Часть энергии используется для поддержания постоянства внутреннего состояния организма, синтеза новых веществ, обновления и строения клеток, сокращения мышц, проведения нервных импульсов.

      Количество  энергии, выделяемой при сгорании какого-либо вещества, не зависит от этапов его распада. Известно, что углеводы и белки дают в среднем около 17,16 кДж/г (4,1 ккал/г) энергии. Самой высокой энергетической способностью обладают жиры: 1г жира дает 38 гДж/г (9,1 ккал/г) энергии, что больше количества энергии, выделяемой при окислении белков и углеводов, вместе взятых.

      Энергетический  обмен живого организма состоит  из основного обмена и рабочей  прибавки к основному обмену. Количество энергии, расходуемой организмом в  состоянии покоя и натощак, называется основным обменом.

      Основной  обмен определяют утром (при этом пациент находится в состоянии  покоя — в положении лежа), при температурном комфорте 18—20°С, натощак, через 12 ч после принятия пищи, при исключении из пищи белков за 2—3 суток до исследования. Основной обмен выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж), выделенных организмом при указанных условиях на 1кг массы тела либо на 1м² поверхности тела за 1 ч или за сутки.

      Основной  обмен в значительной степени  зависит от функций нервной и эндокринной систем, физиологического состояния внутренних органов, а также от внешних влияний на организм. Уровень основного обмена может изменяться при недостаточном или излишнем питании, продолжительной физической нагрузке, изменениях климатических условий и др. У разных людей величина основного обмена зависит главным образом от возраста, массы тела, пола, роста. У взрослого здорового человека основной обмен за 1 ч составляет в среднем 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела, причем у женщин он на 10—15 % ниже, чем у мужчин. У детей он выше, чем у взрослых; у пожилых людей снижается.

      Рабочая прибавка — это повышение энергетического обмена выше основного объема. Факторы, при которых увеличивается расход энергии — прием пищи, изменения внешней температуры и мышечная работа.

      Основной  обмен нарушается при заболеваниях эндокринных желез. Например, при  гиперфункции щитовидной железы он может  увеличиться до 150 % от нормы, а при гипофункции снижается. Значительные изменения наблюдаются при патологии гипофиза, регулирующего деятельность периферических желез внутренней секреции.

      Для определения интенсивности обмена веществ и энергии используют прямые и непрямые методы калориметрии. Метод прямой калориметрии основан на непосредственном определении тепла, выделяемого в процессе жизнедеятельности организма. Для этого человека помещают в специальную калориметрическую камеру, в которой учитывается все количество тепла, отдаваемого телом человека. Метод сложен и применяется только в научно-исследовательских учреждениях.

      На  практике чаще используют метод непрямой калориметрии. Суть его заключается в том, что вначале определяют объем легочной вентиляции, а затем количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного организмом кислорода называется дыхательным коэффициентом. По величине последнего можно судить о характере окислительных веществ в организме.

      Так, при окислении углеводов дыхательный  коэффициент равен 1, поскольку для полного окисления 1 молекулы глюкозы до углекислого газа и воды потребуется 6 молекул кислорода, при этом выделяется 6 молекул углекислого газа:

      При окислении белков дыхательный коэффициент  равен 0,8, при окислении жиров — 0,7. В результате небольшого содержания в жирах и белках внутримолекулярного кислорода для их окисления потребуется больше кислорода: для окисления 1г белков — 0,97л, а 1г жиров — 2,03л.

      Определить  расход энергии можно и по газообмену. Количество тепла, освобождаемого в  организме при употреблении 1л кислорода (калориметрический эквивалент кислорода), зависит от того, на окисление каких веществ использовался кислород. Калориметрический эквивалент кислорода для окисления углеводов равен 21,13 кДж (5,05 ккал),белков — 20,1 кДж (4,8 ккал), жиров — 19,62 кДж (4,686 ккал). Существует зависимость между дыхательным коэффициентом и количеством энергии, которая образуется при поглощении 1л кислорода. 

      Зависимость между величинами дыхательного

      коэффициента  и энергией окисления 

      Интенсивность обменных процессов в значительной степени зависит от величины физической нагрузки. Уровень обмена веществ при очень низкой активности («относительный покой» индивидуума) составляет примерно 9600 кДж/сут (2300 ккал/сут) для мужчин. Уровень нагрузки при физической работе может быть оценен по затраченной энергии и выражаться при помощи, так называемой ступенчатой энергетической шкалы, соседние ступени которой отстоят одна от другой на 2000 кДж. Так, при легкой работе интенсивность обменных процессов достигает 12 000 кДж/сут (2800 ккал/сут), при умеренной — 22 000 кДж/сут (5200 ккал/сут), при тяжелой — 42 000 кДж (10 000 ккал/сут).

      Под рациональным питанием понимают достаточное  в количественном и полноценное  в качественном отношении питание. Основа рационального питания — сбалансированность, оптимальные соотношения компонентов пищи (аминокислот, полиненасыщенных жировых кислот, фосфатидов, стеринов, жиров, Сахаров, витаминов, минеральных солей, органических кислот и др.). Насчитывается около 60 пищевых веществ, требующих сбалансированности. Рациональное питание обеспечивается оптимальным поступлением энергетических, пластических и регуляторных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Однообразное питание, при котором исключаются отдельные компоненты сбалансированного пищевого рациона, вызывает нарушение обмена веществ. Для человека сбалансированное питание включает белки, жиры и углеводы в массовых соотношениях 1:1:4. Это дает возможность проводить нормирование суточной калорийности пищевого рациона за счет белков: 15 % суточной калорийности (половина животного происхождения). Жиры должны составлять примерно 30 % суточной калорийности (70—80 % животный жир). Энергетическая доля углеводов при таких соотношениях должна быть 55 %. Если необходимо снизить массу тела, то следует ограничить количество употребляемых углеводов. При тяжелой мышечной работе разрушается много белков, поэтому необходимо увеличить их поступление с пищей в организм человека. 

4.2. Значення жирів  у харчуванні людини. Класифікація жирів в організмі. Хімічний склад жирів. Біологічне значення жироподібних речовин (фосфоліпідів, стеринів, тощо). Джерело харчових жирів. Фізіологічні потреби організму в жирах. Вплив термічної та інших видів оброблення та умов зберігання харчових продуктів на цінність жирів. 

Значення  жирів у харчуванні людини

     Ценность  жира в пище обусловливается его  очень высокой калорийностью: при сгорании 1г жира образуется от 5,5 до 9,35 ккал. Присутствие жира в принятой пище обеспечивает более длительное и ощутимое чувство насыщения за счет более длительного пребывания жирной пищи в желудке. Жиры очень повышают вкусовые качества пищи, при полном отсутствии жиров пища быстро приедается и не вызывает насыщения. Диеты, не содержащие жира, являются очень объемными, что нарушает нормальную работу кишечника и уменьшает усвояемость пищи. Жировая ткань является депо жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К), которые имеют чрезвычайно большое значение для организма. Особенно богаты этими витаминами следующие продукты: сливочное масло, рыбий жир, растительное масло и свиное сало.

     Жиры  растительного и животного происхождения  хорошо усваиваются организмом, причем легкоплавкие жиры (сливочное масло) усваиваются лучше, чем тугоплавкие (свиное и баранье сало). Всосавшись, жир быстро попадает в ткани депо и увеличивает запасы потенциальной энергии в организме, т.е. той энергии, которая пойдет на все физиологические процессы, происходящие в нем. Все эти положения показывают ценность жиров как пищевого продукта. Жиры могут образовываться из углеводов и белков, что используется при составлении диет: можно увеличивать содержание углеводов в суточном рационе за счет уменьшения жиров. Животные жиры значительно богаче витаминами и обладают более приятными вкусовыми качествами по сравнению с растительными и должны составлять 70% от суточного потребления жиров. Средняя физиологическая потребность в жире здорового человека составляет около 30% от суточной калорийности рациона. При тяжелом физическом труде эта цифра может увеличиваться до 35%. Нормальный уровень потребления жира составляет приблизительно 1—1,5 г/кг и составляет 70—105 г для человека с массой тела 70кг.

     В пожилом возрасте рациональным является снижение доли жира до 25% от общей энергетической ценности рациона, что наглядно может  быть представлено в количественном соотношении животных и растительных жиров как 1:1. Такое же соотношение допустимо при увеличении содержания холестерина в сыворотке крови.