Лекція 2 фізіологія травлення

1. Травлення - сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів, що забезпечують обробку і перетворення харчових продуктів в прості хімічні сполуки, здатні засвоюватися клітинами організму.

1.1 Ротова порожнина - важливий відділ оцінки придатності їжі до вживання та її якості - смаку, консистенції, температури, гостроти і т.д. Органолептична оцінка якості їжі відбувається за допомогою смакових, механо - і терморецепторів.
Язик - м'язовий орган, вкритий слизовою оболонкою, складки якого утворюють смакові сосочки. У людини близько 2000 смакових сосочків, кожен з яких містить 40-60 рецепторних клітин. Інтенсивність смакових відчуттів залежить від концентрації та фізичного стану діючих на рецептори речовин, кількості слини, тривалості перебування і ступеня подрібнення їжі, а також її температури. Для комплексного відчуття смаку оптимальною температурою є 40 ° С, а при температурі 0 ° С смакові відчуття різко послаблюються або зникають.
Велике значення має пережовування їжі. Воно забезпечує якість процесів травлення, збільшує поверхню контакту ферментів з нутрієнтами, звільняє смакові речовини і фітонциди, захищає шлунок від подразнень великими шматками і шлунково-кишкових захворювань, прискорює відчуття насичення.

Слина виконує такі функції:
^ Гідролітичну - розщеплення вуглеводів;
^ Бактерицидну - завдяки вмісту лізоциму;
^ Захисну - розбавляє, сприяє виведенню нехарчових і шкідливих речовин;
^ Рухову - змочує і покриває слиною їжу і забезпечує ковтання.

Секреція слинних залоз виникає при подразненні рецепторів слизової порожнини рота - рефлекторно і у відповідь на зорові, слухові та інші подразники, якщо раніше вони збігалися з прийомом їжі - умовно - рефлекторно стимулюють секрецію слини:
- привабливий зовнішній вигляд, ароматний запах страв;
- відчуття голоду;
- приємні емоції;
- органічні кислоти, прянощі, екстрактивні речовини, солодощі, інші смакові речовини і продукти.

У ротовій порожнині відбуваються такі процеси травлення:
- розщеплення крохмалю і глікогену під дією амілази слини до декстринів;
- розщеплення мальтози і сахарози під дією мальтази до глюкози;
- часткове всмоктування глюкози.

Їжа знаходиться в ротовій порожнині близько 15 секунд, тому повного розщеплення крохмалю не відбувається Але травлення в ротовій порожнині має дуже велике значення, тому що є пусковим механізмом для функціонування шлунково-кишкового тракту і подальшого розщеплення їжі.

1.2 У шлунку триває механічна переробка їжі, яка почалася в порожнині рот, і відбуваються складні хімічні перетворення під впливом шлункового з соку протягом 4-8 годин.
Шлунок виконує такі функції:
- Бар'єрну - захищає інші органи від надмірно солоної, твердої, неперетравленої їжі та їжі, що містить токсини і патогенні мікроорганізми;
- Секреторну - головні залози шлунка продукують ферменти (пептидази, ліпазу), обкладні - HCl, додаткові - слиз;
- Рухову (моторну) - забезпечує депонування їжі, перемішування її з шлунковим соком і переміщення в кишечнику;
- Всмоктувальну - всмоктування продуктів розщеплення білків і емульгованих жирів

До складу шлункового соку входять:
- Пептидази (пепсиноген, гастріксін, желатинази, хімозин), які гідролізують білки;
- Ліпаза яка гідролізує емульговані жири. У дорослих людей шлункової ліпази майже немає;
- Соляна кислота (0, 5 %), яка денатурує білки і сприяє набуханню і розщепленню білків, активує фермент пепсиноген, створює кисле середовище, необхідне для дії ферментів шлунка, стимулює перистальтику шлунка, панкреатичну секрецію і має бактерицидну дію;
- Уреаза - розщеплює сечовину, при цьому звільняється аміак, який частково нейтралізує НСl;
- Лізоцим - надає шлунковому соку бактерицидної дії;
- Муцин (шлунковий слиз) - захищає слизову оболонку шлунка від механічних і хімічних ушкоджень.

Виділення шлункового соку починається при вигляді їжі, відчутті запаху і при вступі її в ротову порожнину. Процес шлункового соковиділення можна розділити на кілька фаз: складно - рефлекторну (мозкову) і шлункову.
Умовно - рефлекторне виділення шлункового соку відбувається при подразненні нюхових, зорових, слухових рецепторів (запах, вигляд їжі, звукові подразники, пов'язані з приготуванням їжі, розмовами про їжу).
Безумовно - рефлекторне шлункове соковиділення починається з моменту надходження їжі в ротовій порожнині і пов'язано з роздратуванням рецепторів ротової порожнини і стравоходу.
Шлункова фаза секреції настає з моменту надходження їжі в шлунок.

Стимулюють секрецію шлункового соку:
- Екстрактивні речовини м'яса, риби, овочів, грибів, продукти розщеплювання білків, прянощі, спеції, копчення;
- Низько концентровані розчини кислот і напої з 5-10 % - ним вмістом алкоголю і кофеїну;
- Харчові волокна;
- Різноманітність страв;
- Приємне оформлення страв і сервірування столу;

- Об'єм їжі (прямо пропорційний певної межі);

- Стрес, збудливість, гнів, гарний настрій.

Гальмують секрецію шлункового соку:
- жири, особливо при вживанні їх за 10-15 хв до основної їжі;
- гіпертонічні розчини цукру;
- гіпертонічні розчини кухонної солі;
- концентровані розчини кислот;
- алкогольні напої (алкоголю більше 20%);
- робота в гарячому цеху;
- нерізноманітній і непривабливий харчовий раціон;

- страх, нудьга, депресія.

1.3 У тонкій кишці відбуваються основні процеси травлення харчових речовин. Особливо велика роль її початкового відділу - дванадцятипалої кишки. Поступаючи в дванадцятипалу кишку, їжа піддається впливу соку підшлункової залози (панкреатичного), кишкового соку і жовчі:

Складові процесу травлення у дванадцятипалій кишці

Травлення в дванадцятипалій кишці:

Регуляція діяльності залоз тонкої кишки здійснюється місцевими нервово - рефлекторними механізмами і гуморальними впливами та інгредієнтами хімусу.

1.4 Підшлункова залоза відіграє надзвичайно важливу роль у процесах травлення і засвоєння нутрієнтів і виконує наступні функції:
- зовнішньосекреторну - секреція підшлункового соку;
- внутрішньосекреторну - секреція гормонів (інсуліну, глюкагону, соматостатину, серотоніну, гастрину та ін..)

На секрецію підшлункової залози впливають різні фактори, які необхідно враховувати при організації харчування здорових і хворих людей

Травну функцію печінки можна розділити на секреторну (жовчотворення) та екскреторну (жовчовиділення). Жовчотворення відбувається безперервно і жовч накопичується в жовчному міхурі, а жовчовиділення - тільки під час травлення (через 3-12 хв після початку прийому їжі). При цьому жовч спочатку виділяється з жовчного міхура, а потім з печінки в дванадцятипалу кишку.

Печінка виконує такі функції

За добу утворюється 500-1500 мл жовчі. Жовч складається з 98 % води і 2% сухого залишку (солі жовчних кислот, жовчні пігменти - білірубін і білівердін, холестерин, жирні кислоти, лецитин, муцин, сечовина, сечова кислота, вітаміни А, D, Е, К), незначна кількість ферментів: амілаза, фосфатаза, протеаза, каталаза, оксидаза, а також амінокислоти, неорганічні речовини: Na+, К+, Са2+, Fе2+, Сl -, HСО3 -, SO4 2-, Р04 3-) у жовчному міхурі концентрація всіх цих речовин в 5 - 6 разів більше, ніж в печінковій жовчі.
Холестерин - 80 % його утворюється в печінці, тільки 30 % всмоктується з кишечника в кров. Якщо порушується виведення холестерину при захворюванні печінки або неправильній дієті, то виникає атеросклероз або жовчнокам'яна хвороба.
Жовчні кислоти синтезуються з холестерину. Взаємодіючи з амінокислотами, утворюють солі, які сприяють емульгуванню і кращому всмоктуванню в кров жирних кислот і жиророзчинних вітамінів (А, D, Е, К).

Жовч виконує важливі функції в організмі людини:

1. Регуляторну:
- Активує підшлункову ліпазу та інактивує шлунковий пепсин;
- Емульгує жири і стабілізує емульсії, сприяє їх гідролізу;
- Підвищує тонус і посилює рухову функцію кишечника;
- Підтримує холестерин в розчинному вигляді;
- Забезпечує всмоктування жирних кислот, Р- каротину, жиророзчинних вітамінів Д, Е, К, амінокислот, мінеральних речовин: Са, Мg та ін;
2. Бар'єрну - виведення з організму продуктів метаболізму (сечової кислоти, сечовини, холестерину), статевих стероїдних гормонів;
3. Захисну - має бактеріостатичну дію і гальмує розвиток гнилісної мікрофлори.

На секреторну та евакуаторну функцію печінки впливають нутрієнтний склад їжі і технологічні чинники:

1.5 У тонкому кишечнику завершуються, в основному, процеси травлення під дією кишкового соку і засвоюються утворенні речовини.
У дорослої людини за добу виділяється 2-3 л кишкового соку, рН від 7, 2 до 9, 0. Кишковий сік містить більше 20 ферментів, що забезпечують кінцеві стадії травлення всіх харчових речовин.

Склад кишкового соку тонкого кишечника

У тонкому кишечнику відбуваються такі процеси травлення:
- гідроліз проміжних продуктів розщеплення білків під дією пептидаз і засвоєння продуктів їх розщеплення;
- гідроліз ліпідів під дією ліполітичних ферментів з утворенням гліцерину, жирних кислот, холіну, холестерину і фосфорної кислоти;
- гідроліз вуглеводів під дією амілаз з утворенням глюкози, фруктози і галактози і їх всмоктування в кров;
- гідроліз нуклеїнових кислот і нуклеотидів під дією нуклеази і нуклеотидази;
- гідроліз зв'язаних форм вітамінів і мінеральних речовин;

- всмоктування 2/3 води з хімусу та (частково) мінеральних речовин.

Залежно від походження гідролітичних ферментів травлення поділяють на три типи: власно травлення, симбіонтне та аутолітичне.
Власно травлення здійснюється ферментами, синтезованими залозами людини.
Симбіонтних травлення відбувається під впливом ферментів, синтезованих симбіонтами (мікроорганізмами) травного тракту (переварювання клітковини їжі в товстій кишці).
Аутолітичне травлення здійснюється під впливом ферментів, які у складі прийнятої їжі (грудне молоко містить ферменти, необхідні для його травлення).

Залежно від локалізації процесу гідролізу харчових речовин розрізняють внутрішньоклітинний і позаклітинне (порожнинне і пристінкові або мембранне) травлення.
Внутрішньоклітинне травлення - процес гідролізу речовин усередині клітин клітинними ферментами.

Порожнинне травлення здійснюється за допомогою ферментів травних секретів в порожнинах шлунково-кишкового тракту на відстані від місця утворення цих ферментів. Порожнинне травлення у людини є незначним За типом порожнинного травлення гідролізуються високомолекулярні речовини.
Пристінкове або мембранне (контактне) травлення відбувається в тонкій кишці на поверхні мікроворсинок за участю ферментів, фіксованих на клітинній мембрані.
На мікроворсинках тонкого кишечника закінчується гідроліз низькомолекулярних сполук.

Мембранне травлення вперше досліджував академік ОМ Уголєв. Особливостями мембранного травлення є:
- Висока швидкість (в десятки тисяч разів швидше порожнинне);
- Здатність високомолекулярних сполук іноді всмоктуватися швидше низькомолекулярні, залежить від ролі транспортних білків;
- Висока залежність від достатності повноцінних білків в раціоні, оскільки побудований на білках - носіях;
- Висока регуляторна здатність (від високої швидкості всмоктування до майже повного припинення його);
- Відособленість від зони діяльності мікрофлори кишечника.

1.6 У товстому кишечнику. В процесі перетравлення їжі товстий кишечник відіграє незначну роль, оскільки їжа майже повністю перетравлюється і всмоктується в тонкому кишечнику, за винятком рослинної клітковини. У товстій кишці відбувається концентрування хімусу шляхом всмоктування води, формування калових мас і видалення їх з кишечнику. Тут також відбувається всмоктування електролітів, водорозчинних вітамінів, жирних кислот.

Функції товстого кишечника:
- травна - у товстому кишечнику завершуються процеси травлення під дією підшлункового, кишкового соків і часткове розщеплення харчових волокон та інших органічних речовин ферментами мікроорганізмів;
- всмоктувальна - всмоктування води (1 /3), глюкози, вітамінів, амінокислот, солей, часткове всмоктування білків їжі, що не перетравилися, і білків - продуктів життєдіяльності мікроорганізмів;

- регуляторна - стимуляція імунної системи (антигенні продукти життєдіяльності мікроорганізмів і неперетравлених білків) і регуляція вегетативної нервової системи;
- синтетична - біосинтез вітамінів мікрофлорою товстого кишечника, які частково використовуються організмом: тіаміну (В1), рибофлавіну (В2), пантотенової кислоти (В3), фолацін (Вс), ніацину (РР), біотину (Н), піридоксину (В6), філлохинон (К) і їх всмоктування;
- захисна - захист кишечника від патогенних мікроорганізмів, перешкоджаючи їх життєдіяльності і розмноження через антагонізм.

Для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів необхідні слабокисле середовище та харчові волокна. Кращим засобом підтримки кишкової мікрофлори в активному стані є кисломолочні продукти, пектини і клітковина фруктів, ягід, овочів. М'ясо сприяє розвитку гнилісних бактерій. Гниючі калові маси створюють лужне середовище і сприяють росту патогенної мікрофлори.
Функції мікрофлори кишечника:
- Формує нормальну слизову оболонку кишечника;
- Бере участь у метаболізмі ліпідів та жовчних кислот;
- Регулює водно-сольовий обмін і газообмін;
- Бере участь у створенні загального імунітету і підтримці його на належному рівні;
- Синтезує вітаміни К і групи В у товстому кишечнику;
- Частково розщеплює волокна клітковини і пектинів, які були неперетравлені в тонкому кишечнику;
- Інактивує ферменти: трипсин, амілазу;
- Зброджує вуглеводи до кислих продуктів (молочної і оцтової кислот);
- Утворює так званий " вторинний потік нутрієнтів і неаліментарніх речовин"

Причини порушення функцій товстого кишечника:
- надмірне споживання рафінованих продуктів (без харчових волокон) і жирів, що порушують рухову і видільну функції і викликають інтоксикацію організму;
- споживання м'ясних продуктів невисокої якості, що збільшує процеси гниття і інтоксикацію організму;
- надмірне споживання важкозасвоюваних і водночас низькомолекулярних вуглеводів, що підсилює бродильні процеси і метеоризм у кишечнику. Це збільшує ризик завороту кишок, гриж і розривів у кишечнику.

2. Всмоктування - активний фізіологічний процес проникнення переварених харчових речовин з порожнини шлунково - кишкового тракту через мембрани в кров, лімфу і міжклітинний простір, а з них - у клітини.
У порожнині рота всмоктування незначне.
У шлунку всмоктуються деякі амінокислоти, трохи глюкози, вода з розчиненими в ній мінеральними солями і досить істотно всмоктується алкоголь.
У тонкому кишечнику відбувається основне всмоктування продуктів гідролізу білків, жирів і вуглеводів в кровоносну систему. Білки всмоктуються у вигляді амінокислот, вуглеводи - у вигляді моносахаридів, жири - у вигляді гліцерину і жирних кислот.
Велику роль у всмоктуванні відіграють скорочення ворсинок, натщесерце скорочуються слабо, а при наявності в кишечнику хімусу - до 6 скорочень за хвилину. Екстрактивні речовини їжі, глюкоза, пептиди, деякі амінокислоти посилюють скорочення ворсинок. товстому кишечнику всмоктування відбувається в меншій мірі, ніж у тонкому. Тут всмоктуються третина води, розчинені в ній мінеральні солі і частково білки, що не перетравилися у верхніх відділах кишечника, або утворилися мікрофлорою кишечнику.

Механізми всмоктування
Для всмоктування використовуються такі види транспортних механізмів:
- Пасивний транспорт, що включає в себе дифузію, фільтрацію і осмос;
- Полегшена дифузія;
- Активний транспорт

Продукти розщеплення вуглеводів, білків і деякі мінеральні речовини всмоктуються безпосередньо в кров.

Водорозчинні вітаміни всмоктуються в тонкому кишечнику в кров, де утворюють комплекси з відповідними білками і в такому стані транспортуються до різних тканин організму.

Жиророзчинні вітаміни транспортуються спочатку в лімфу жовчними кислотами, а з лімфи надходять в кров.

Мінеральні речовини:
- Fe, Zn, Cu та інші всмоктуються в тонкому кишечнику в кров, де утворюють комплекси з білками-носіями і в такому вигляді транспортуються до різних тканин.
- Са, Мg всмоктуються в кров в комплексі з жовчними кислотами і в присутності вітаміну D.

Продукти травлення ліпідів:
- Розчинні у воді (гліцерин, фосфорна кислота, холін та інші) легко всмоктуються в кров;
- Нерозчинні у воді - жирні кислоти, холестерин транспортуються спочатку в лімфу у вигляді комплексів з жовчними кислотами, потім потрапляють в кров.

На процеси асиміляції їжі організмом впливають такі чинники:

ендогенні:
- Функціональна (секреторна) здатність залоз і м'язів шлунково-кишкового тракту;
- Стан порожнинного, пристінкового і внутрішньоклітинного травлення;

- Активність і продукція кишкових гормонів та ферментів, вплив на неї ендогенних активаторів та інгібіторів (нервово-рефлекторних і гуморальних);

екзогенні:
- Кількісна та якісна адекватність їжі; оптимальні співвідношення нутрієнтів, загальна кількість їжі;
- Режим надходження їжі (кратність прийому, розподіл їжі за прийомами, послідовність застосування та ін.);
- Оформлення страв, сервірування столу і мікроклімат, приємні умови;
- Способи кулінарної обробки харчових продуктів;
- Умови жування їжі, агрегатний стан, реологічні характеристики їжі (в'язкість, міцність, еластичність, щільність, розчинність);
- Умови зовнішньої діяльності людини (фізичної і розумової);
- Шкідливі і сприятливі фактори, ззовні впливають на організм (на виробництві, в побуті);
- Стан епідемічної безпеки їжі - епідемічна бездоганність.

Процеси всмоктування харчових речовин

Особливості засвоєння нутрієнтів
Засвоєння їжі залежить від її складу, якості приготування, функціонального стану шлунково-кишкового тракту.
Коефіцієнт засвоєння - кількість нутрієнта, що всмокталася по відношенню до загального його вмісту в їжі, вираженого у %.
При вживанні змішаної їжі, яка складається з тваринних і рослинних продуктів, засвоюваність досить висока: білки засвоюються на 84, 5, жири - на 94, вуглеводи - на 95, 6%.

Поряд з поняттям про засвоєння їжі І.П. Павлов дав визначення поняття " легкоперетравлюваності"