Регуляция пищеварения. Многообразные и сложные процессы пищеварения нуждаются в регуляции. Регуляция пищеварения осуществляется нервным и гуморальным путём.
Нервная регуляция пищеварения осуществляется вегетативной нервной системой. Парасимпатический отдел (через блуждающий нерв) активирует работу пищеварительных желёз, и они выделяют больше пищеварительных ферментов. При этом усиливаются движения мышц стенок желудочно-кишечного тракта, что улучшает перемешивание пищевых масс и продвижение их по кишечнику. Симпатический отдел вегетативной нервной системы оказывает на процессы пищеварения противоположное действие, и работа желудочно-кишечного тракта тормозится. Процессы пищеварения находятся также под контролем гипоталамуса и коры больших полушарий головного мозга.
Гуморальная регуляция работы пищеварительной системы осуществляется рядом химических веществ, многие из которых вырабатываются в специальных железах, расположенных в стенках желудка и кишечника.
|
Условный рефлекс Безусловный рефлекс |
Великий русский физиолог И.П. Павлов, изучая процессы пищеварения, различал безусловно-рефлекторное и условно-рефлекторное выделение пищеварительных соков. Так, слюна выделяется при попадании пищи в ротовую полость. При этом пища раздражает рецепторы, расположенные в слизистой оболочке ротовой полости и языка. От этих рецепторов импульсы поступают к нейронам центра слюноотделения, а уже по аксонам этих нейронов — к клеткам слюнных желёз, которые выделяют слюну. Это безусловно-рефлекторное слюноотделение в ответ на пищевой раздражитель (рис. 90, А). Но выделение слюны может начинаться уже при одном только запахе или виде пищи. При этом возбуждаются обонятельные и зрительные рецепторы, а затем соответствующие центры в коре головного мозга. Возбуждение в корковых центрах приводит к тому, что сигнал поступает к центру слюноотделения, а из него — к слюнным железам, которые усиливают свою работу. Так происходит условно-рефлекторное слюноотделение (рис. 90, Б).
Рис. 90. Регуляция выделения слюны: А — безусловно-рефлекторное слюноотделение при попадании пищи в рот; Б — условно-рефлекторное слюноотделение при виде пищи
1.Объясните, почему запах любимой еды вызывает слюноотделение.
2.Зарисуйте схему условно-рефлекторного слюноотделительного рефлекса.
При изучении механизмов секреции желудочного сока И.П. Павлов выделил две фазы. Первую фазу он назвал фазой рефлекторного сокоотделения, а вторую — желудочной, или нейрогуморальной, фазой.
В первой фазе происходит выделение запального (аппетитного) желудочного сока в ответ на вид или запах пищи или же в ответ на попадание пищи в ротовую полость (соответственно это условно- и безусловно-рефлекторное сокоотделение).
Во второй фазе пищевой комок попадает в желудок, и это приводит к рефлекторному (при участии блуждающего нерва) выделению гормона гастрина из особых клеток слизистой оболочки желудка. Гастрин регулирует движение мышц пищеварительного тракта и активирует секрецию желудочного сока до тех пор, пока пища находится в желудке.
Выделение пищеварительных соков регулируют нервная и эндокринная системы.
Особенности регуляции в каждом отделе пищеварительной системы связаны с продолжительностью пребывания в нём пищи: нервная регуляция (условно- и безусловно-рефлекторная) характерна для быстротекущих процессов, таких как секреция слюны; эндокринная система регулирует медленно развивающиеся (минуты или часы) процессы, такие как секреция соков в желудке и тонком кишечнике.
Заболевания пищеварительной системы. Заболевания пищеварительной системы очень разнообразны и связаны с её различными отделами. Воспаление слизистой оболочки ротовой полости, при котором во рту появляются болезненные язвочки, называется стоматит. Причиной стоматита могут быть различные возбудители, попавшие на повреждённую слизистую оболочку из-за несоблюдения правил личной гигиены.
Одно из самых распространённых заболеваний зубов — кариес. Плохо чищенные зубы покрываются смесью остатков пищи и бактерий. Эти бактерии выделяют кислоту, разрушающую ткани зуба — эмаль, а затем и дентин. Когда разрушение достигает пульпы, в которой находится нерв, возникает воспаление, сопровождающееся сильной болью, — пульпит. Вот почему за зубами нужно постоянно ухаживать, соблюдая элементарные правила гигиены. Следует чистить зубы утром и вечером, для того чтобы удалить остатки пищи, которые являются средой для развития микроорганизмов. После еды нужно полоскать рот тёплой водой (или очищать зубы, используя жевательную резинку). Необходимо избегать очень горячей или очень холодной пищи. Не следует разгрызать твёрдую пищу (орехи, леденцы и т. д.). Несоблюдение этих правил приведёт к тому, что в эмали зубов возникнут микроскопические трещины, в которые проникнут болезнетворные бактерии, и зуб начнёт разрушаться. Заболевания ротовой полости лечит врач-стоматолог.
Запишите в тетради перечень правил гигиены, обеспечивающих сохранение здоровых зубов, и дайте обоснование каждому из них, пользуясь текстом учебника.
Гастрит — это воспаление слизистых оболочек стенок желудка. Причины гастрита могут быть различными (болезнетворные бактерии, психические потрясения, неправильное питание, некоторые лекарства), но во всех случаях сильнодействующая смесь соляной кислоты и пепсина разрушает стенки желудка. Часто возникают и язвы двенадцатиперстной кишки, особенно в той её части, которая находится ближе к желудку, так как именно в этом месте желудочно-кишечного тракта на слизистую воздействуют и ферменты сока поджелудочной железы, и жёлчь, и кислая среда пищевого комка, пришедшего из желудка. Заболевания желудочно-кишечного тракта, связанные с нарушением процессов пищеварения, лечит врач-гастроэнтеролог.
Состояние желудочно-кишечного тракта, и в первую очередь работа желудка, зависят от режима питания, качества пищи, то есть связаны с гигиеной питания.
Умеренность в пище приводит к наилучшему её усвоению. Переедание же снижает качество пищеварения в тонком кишечнике и приводит к попаданию в толстый кишечник большего, чем при обычном питании, количества непереваренных органических соединений, что вызывает бурное брожение и расстройство пищеварения.
Питание в одни и те же часы вызывает обильное условно-рефлекторное выделение пищеварительных соков, что делает усвоение питательных веществ более эффективным. Напротив, отсутствие режима питания может привести к развитию гастрита и язвы.
Нарушают процессы пищеварения и различные заболевания поджелудочной железы и печени.
Воспаление поджелудочной железы — панкреатит — приводит к нарушению секреции пищеварительных соков и выделения гормонов, регулирующих обмен углеводов в организме. Наиболее частые причины панкреатита — злоупотребления алкоголем (у мужчин) и желчнокаменная болезнь (у женщин).
Гибель клеток печени снижает не только секрецию жёлчи, но и защитные функции печени. Одной из причин нарушения работы печени является алкоголизм. У хронических алкоголиков клетки печени гибнут и заменяются рубцовой тканью (причём у женщин алкогольное повреждение печени развивается гораздо быстрее, чем у мужчин), возникает опасное заболевание — цирроз печени.
Ещё одной причиной цирроза может быть воспаление печени, вызываемое вирусом гепатита В, который попадает в организм через кровь и половым путём. Цирроз печени неизлечим, но если вовремя устранить его причину (алкоголизм, гепатит), то оставшиеся клетки печени могут обеспечить человеку долгую жизнь. Вирус гепатита А вызывает у человека желтуху (болезнь Боткина). Для того чтобы не заразиться инфекционным гепатитом, необходимо строго соблюдать гигиену питания, так как вирусы гепатита А проникают в организм человека через пищеварительный тракт.
Серьёзные проблемы может вызвать потребление пищи и воды, в которых развились болезнетворные микроорганизмы. Наиболее опасными из них являются бактерии, вызывающие дизентерию, брюшной тиф, холеру. Выделяемые ими токсины отравляют организм человека и могут поставить под угрозу его жизнь. Признаками, или симптомами, этих заболеваний являются расстройство кишечника, высокая температура, обезвоживание организма. Для установления конкретного заболевания необходима квалифицированная врачебная помощь, позволяющая выявить возбудителя болезни и назначить эффективное лечение.
Назовите меры профилактики заболевания бактериальной дизентерией, пользуясь рисунком 91, А. Запишите их в тетради.
К инфекционным желудочно-кишечным заболеваниям примыкают и глистные заболевания, поскольку яйца плоских и круглых червей попадают в наш организм через пищеварительную систему. Чаще всего человек заражается острицами, аскаридами, цепнями.
Внимание! Меры профилактики желудочно-кишечных и глистных заболеваний: мыть руки перед едой; тщательно мыть овощи и фрукты; держать пищу и пищевые продукты закрытыми, чтобы на них не попадала пыль и насекомые; уничтожать мух; не пить сырую воду; не употреблять в пищу плохо проваренные или прожаренные мясо и рыбу.
Рассмотрите знакомую вам из курса «Животные» схему развития бычьего цепня (рис. 91, Б). Назовите возможные способы заражения этими червями. Запишите в тетради меры профилактики заражения аскаридами и острицами (в случае затруднений обратитесь к учебнику 7 класса).
Не меньшие проблемы со здоровьем возникают при пищевых отравлениях. Опасность состоит в том, что токсины, попавшие в пищеварительную систему, могут всасываться в кровь и разноситься ею к другим органам. Поэтому каждый должен знать меры первой помощи при пищевом отравлении.
Рис. 91. Желудочно-кишечные заболевания: А — меры профилактики заболевания; Б — схема развития возбудителя глистного заболевания — бычьего цепня
Внимание! Первая помощь при пищевом отравлении (в том числе грибами и ядовитыми растениями).
•До прибытия врача промыть пострадавшему желудок, заставив его выпить один-два стакана воды с добавлением в неё половины чайной ложки поваренной соли или соды на стакан воды; нажать пальцем на корень языка и вызвать рвоту.
•Повторить подобную процедуру пять-шесть раз, после чего дать пострадавшему внутрь активированного угля, а затем рекомендуется слабительное.
Причиной заболевания органов пищеварительной системы могут быть вирусы, болезнетворные бактерии, черви-паразиты, а также несоблюдение человеком режима питания.
Безусловно-рефлекторное слюноотделение. Условно-рефлекторное слюноотделение. Режим питания. Желудочно-кишечные заболевания, меры профилактики. Первая помощь при пищевом отравлении
Нервная регуляция отделения желудочного сока
1. При безусловно-рефлекторном сокоотделении пища поступает в рот, рецепторы в нем раздражаются — импульсы идут в продолговатый мозг, инициирующий сокоотделение. От продолговатого мозга по блуждающему нерву возбуждение передается железам, которые и производят желудочный сок.
2. Условно-рефлекторное сокоотделение осуществляется на произвольном расстоянии от стимула — на вид, звук, запах пищи. Вызывается оно с помощь сигналов, связанных с приемом пищи, например, света лампочки. При этом возбуждаются определенные зоны коры мозга (например, при вспыхивании лампочки — зрительная зона затылочной доли), от которых импульсы бегут в продолговатый мозг, активирующий слюноотделение.
3. Парасимпатическая нервная система (блуждающий нерв) активизирует отделение соков, симпатические нервы его замедляют.
4. Желудочный сок, выделявшийся при ощущении запаха или при жевании пищи, Иван Павлов назвал аппетитным (запальным). Благодаря его быстрому выделению желудок оказывается готовым к приему и переработке пищи.
Гуморальная регуляция отделения желудочного сока
Гуморальную регуляцию кратко можно описать так: вещества пищи попадают в кровь и через кровь влияют на работу желудка. Именно в таком четком, кратком виде надо написать ответ в ЕГЭ по биологии, если вас спросили о гуморальной регуляции работы желудка.
Теперь рассмотрим этот процесс подробнее.
1. Биологически активные вещества:
· Гастрин (гормон, секретируемый слизистой желудка), ацетилхолин (нейромедиатор) стимулируют активность желудка.
· Гормоны адреналин, норадреналин ее тормозят.
2. Влияние на работу желудка пищевых веществ и продуктов их расщепления:
· В желудке идет всасывание воды, минеральных солей, аминокислот, глюкозы. Это происходит помимо денатурации и расщепления белков и жиров. Глюкоза, аминокислоты и прочие вещества активизируют деятельность желудочных желез.
· Белковая пища является наиболее активным катализатором секреции желудочного сока. Углеводная пища — возбудитель слабый. Так, отвары мяса, рыбы, овощей могут значительно влиять на работу желудка.
Влияние никотина на пищеварение
1. Эмаль зубов испещряют микротрещины, она приобретает желто-грязный оттенок.
2. Появляется стойкий неприятный запах.
3. Раздражаются слюнные железы, слюны продуцируется много (из-за чего курильщики постоянно сплевывают) и вместе с ней вредные вещества табака постоянно проглатываются.
4. Ядовитые вещества табака поражают слизистую желудка, что ведет к возникновению гастрита и язв.
5. Часть вредных веществ попадает в кровь и далее в печень, поражая ее клетки.
Влияние алкоголя на пищеварение
1. Алкоголь подавляет выделение слюны, делает ее вязкой.
2. Спирт ухудшает работу гладких мышц пищевода, нарушается процесс глотания.
3. В больших дозах спирт резко угнетает работу желудка, уменьшая выделение соляной кислоты и пепсина.
4. Алкоголь раздражает слизистую, ведет к гибели желудочных желез.
5. Возникают хронический гастрит, язва, может развиться рак желудка.
6. Печень, очищая кровь от спирта, постепенно поражается, развивается цирроз.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ЕГЭ по биологии онлайн
Пищеварение включает в себя механическую переработку пищи, ее расщепление с помощью пищеварительных ферментов (переваривание), всасывание питательных веществ и выведение из организма непереваренных остатков. Все эти процессы идут в пищеварительном тракте.
Вещества, поступающие в организм с пищей, являются источниками энергии (энергетическая функция), а также материалом для построения клеток различных тканей (пластическая функция). Их можно разделить на неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины).
В пищеварительном тракте различают ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, прямую кишку. В начальный отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстную кишку — впадают протоки двух крупных пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез (околоушной, подъязычной и подчелюстной) и множества мелких желез. В стенках желудка и кишечника также имеется множество мелких пищеварительных желез. Пищеварительные железы выделяют секреты — пищеварительные соки. В них содержатся ферменты — биологические катализаторы белковой природы. Под влиянием пищеварительных ферментов и некоторых других соединений происходит расщепление пищи, то есть сложные органические соединения расщепляются до простых.
В ротовой полости идет механическая переработка пищи: она пережевывается зубами. У человека 32 зуба. Та часть зуба, которая выступает над поверхностью челюсти, называется коронкой. Она состоит из дентина и покрыта эмалью. Эмаль — очень плотное вещество, она защищает зуб от повреждения. На языке находится множество вкусовых рецепторов: у корня языка — воспринимающие горький вкус, на кончике языка — рецепторы сладкого, а по бокам языка — рецепторы кислого и соленого вкуса.
В ротовой полости выделяется слюна. На 98-99% она состоит из воды и пищеварительных ферментов — амилазы (расщепляет углеводы до мальтозы) и мальтазы (расщепляет мальтозу до двух молекул глюкозы). Ферменты слюны активны только в щелочной среде. В состав слюны входят также муцин — слизистое вещество и лизоцим — бактерицидное вещество. В сутки выделяется от 600 мл до 1500 мл слюны. В желудке продолжается расщепление пищи. В стенке слизистой оболочки желудка есть клетки, которые выделяют пищеварительный фермент в неактивной форме — пепсиноген. Эти клетки называют главными. Пепсиноген переходит в активную форму — пепсин — под влиянием соляной кислоты, которая выделяется обкладочными клетками желудка. Третий вид клеток — добавочные — выделяют слизистый секрет, который защищает стенки желудка от действия на них пепсина. Пепсин — это фермент, который расщепляет белки до пептидов. Кроме того, в желудочном соке есть фермент, который расщепляет жир молока (липаза); этот фермент особенно важен у грудных детей. Ферменты желудочного сока не влияют на углеводы. Но какое-то время расщепление углеводов продолжается под действием ферментов слюны, оставшейся внутри пищевого комка. Ферменты желудочного сока активны в кислой среде. Объем желудка у взрослого человека равен примерно трем литрам.
Пища в желудке находится в течение 3-4 часов, затем она порциями переходит в тонкий кишечник. В двенадцатиперстной кишке на пищу действует поджелудочный сок. Это бесцветная жидкость со слабо щелочной реакцией. Он содержит ферменты, которые действуют на разные виды пищи. Липазы действуют на эмульгированные жиры, расщепляя их до жирных кислот и глицерина, амилаза и мальтаза — на углеводы, расщепляя их до глюкозы, трипсин и химотрипсин — на пептиды, расщепляя их до аминокислот. Эмульгирование жиров (дробление их на мельчайшие капли, что увеличивает поверхность взаимодействия жиров с ферментами) достигается за счет желчи, которая синтезируется в печени. Желчь скапливается в желчном пузыре, а затем по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку. Желчь также активирует липазы и усиливает моторику кишечника.
В слизистой тонкого кишечника есть множество желез, которые выделяют кишечный сок. Ферменты этого сока действуют на разные виды пищи.
Вслед за перевариванием пищи начинается ее всасывание. Основное всасывание происходит в тонком кишечнике, слизистая оболочка которого образует ворсинки. Внутри ворсинок находятся кровеносные и лимфатические сосуды. На 1 см2 поверхности слизистой находится до 2500 ворсинок, что увеличивает поверхность всасывания до 400-500 м2. Аминокислоты, глюкоза, витамины, минеральные соли в виде водных растворов всасываются в кровь, а жирные кислоты и глицерин, образовавшиеся при расщеплении жиров, переходят в эпителиальные клетки ворсинок. Здесь из них образуются свойственные человеческому организму молекулы жира, которые поступают сначала в лимфу, а потом уже в кровь. В толстом кишечнике главным образом всасывается вода. В этом отделе в симбиозе с человеком живет огромное количество бактерий. В кишечнике человека имеется микробная флора (микрофлора) — это бактерии (кишечная палочка, бифидобактерии, лактобактерии), которые подавляют развитие патогенных бактерий, синтезируют витамины (например, кишечная палочка синтезирует необходимый для свертывания крови витамин К), способствуют перевариванию пищи. При их участии расщепляется целлюлоза, которая проходит весь пищеварительный тракт без изменений. При подавлении микрофлоры антибиотиками может развиться тяжелое состояние — дисбактериоз.
Значение всасывания заключается в том, что благодаря этому процессу в организм поступают все необходимые органические вещества, минеральные соли, вода и витамины.
Нервная регуляция пищеварения осуществляется рефлекторно вегетативной нервной системой. Парасимпатический отдел (блуждающий нерв) активирует работу пищеварительных желез и стимулирует моторику желудочно-кишечного тракта; симпатический отдел, как правило, оказывает противоположное действие. Вегетативную систему контролируют центры, которые находятся в гипоталамусе и коре больших полушарий. Гуморальная регуляция обеспечивается за счет гормонов пищеварительного тракта.
Великий русский физиолог И.П. Павлов различал безусловно-рефлекторную и условно-рефлекторную регуляцию процесса пищеварения. Отделение слюны может происходить в ответ на попадание пищи в ротовую полость, в результате чего будут возбуждаться рецепторы слизистой, от них импульсы будут поступать в центр слюноотделения в продолговатом мозгу и по эфферентным путям — к слюнным железам; это — безусловно-рефлекторное слюноотделение. Но отделение слюны может возникать и в ответ на запах или вид пищи; в этом случае будут возбуждаться рецепторы соответствующих анализаторов, возбуждение будет поступать в соответствующую зону коры больших полушарий, а уже оттуда — в центр слюноотделения и к слюнным железам; это — условно-рефлекторное слюноотделение.
При изучении механизмов секреции желудочного сока И. П. Павлов выделил две фазы. Первую фазу он назвал фазой рефлекторного сокоотделения, вторую — желудочной или нейрогуморальной фазой. В первой фазе происходит выделение запального (аппетитного) желудочного сока в ответ на вид или запах пищи или же в ответ на попадание пищи в ротовую полость (соответственно, условно- и безусловно-рефлекторное сокоотделение). Во второй фазе пищевой комок попадает уже в желудок, и это приводит к рефлекторному (при участии блуждающего нерва) выделению гормона гастрина. Гастрин регулирует моторику пищеварительного тракта и активирует секрецию желудочного сока.
Гигиена питания связана прежде всего с качеством пищи и режимом питания. Качество потребляемой пищи и режим питания в значительной мере определяют состояние желудочно-кишечного тракта. Питание в одни и те же часы вызывает обильное условно-рефлекторное выделение пищеварительных соков, что делает усвоение питательных веществ более эффективным. Напротив, отсутствие режима питания может привести к повреждению стенок желудка и кишечника ферментами (гастриты, язвы). Умеренность в пище также приводит к наилучшему усвоению веществ. Переедание же снижает качество пищеварения и приводит к попаданию в толстый кишечник непереваренных органических соединений, что вызывает бурное размножение микрофлоры.
Серьезные проблемы может вызвать потребление несвежей пищи, в которой развились болезнетворные микроорганизмы. Наиболее опасными из них являются бактерии, вызывающие дизентерию, брюшной тиф, холеру. Выделяемые ими токсины серьезно отравляют организм человека и могут поставить под угрозу его жизнь. Примыкают к желудочно-кишечным и глистные заболевания, поскольку яйца плоских и круглых червей попадают в наш организм также с пищей. Меры профилактики всех этих заболеваний просты: мытье рук, а также овощей и фруктов, борьба с мухами; сырую воду нельзя пить ни в коем случае, а мясо и рыба должны быть хорошо прожарены или проварены.