Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни “Екотрофологія”
на тему «Основи фізіології харчування»
Вступ
. Процес травлення, типи травлення
. Травлення в порожнині рота
. Травлення в шлунку
. Травлення в дванадцятипалій кишці
. Травлення в тонкому кишечнику
. Травлення в товстому кишечнику
. Всмоктування
. Стан голоду, апетиту і спраги
Використана література
Харчування - фізична потреба людини. їжа є вихідним матеріалом для побудови і відновлення кожної клітини організму людини. Підраховано, що за своє життя людина споживає в середньому близько 1,3 т білків, 12,5 т вуглеводів і 75 т води. За всю історію існування людини харчування завжди було і залишається найсуттєвішим чинником, який здійснює постійний вплив на здоров'я.
Потреба організму в енергії, пластичному матеріалі й елементах, необхідних для формування внутрішнього середовища, задовольняється травною системою.
Щоб зрозуміти, як правильно харчуватися, особливо за певних порушень стану здоров'я чи за небезпеки забруднення харчової продукції ксенобіотиками, необхідно чітко уявляти собі весь шлях харчових продуктів від порожнини рота до кожної клітини організму.
Елементи травної системи, об'єднані у травну трубку з компактними залозистими утвореннями (слинні, підшлункова залози, печінка), що прилягають до неї, називаються кишково-шлунковим каналом.
Травлення - сукупність процесів, які забезпечують подрібнення і хімічне розчеплення поживних речовин, що надходять в організм, на компоненти, позбавлені зидової специфічності й придатні для засвоєння і подальшої участі в обміні речовин.
Поживні речовини, крім мінеральних солей і води, не надходять в організм у готовому вигляді і не можуть через клітинні мембрани потрапити у внутрішнє середовище організму. Розщеплення складних компонентів їжі до простих сполук відбувається / травному каналі. Етапи засвоєння харчових речовин становлять своєрідний конвеєр: порожнинне травлення - мембранне травлення - всмоктування.
Травний апарат людини складається з таких органів: ротова порожнина ротовий отвір, язик, зуби, жувальні м'язи, слинні залози, залози слизової оболонки порожнини рота), глотка, стравохід, шлунок, дванадцятипала кишка, підшлункова залоза, печінка, тонкі і товсті кишки, пряма кишка (рис.1). Усі травні органи складаються з трьох оболонок:
У людини впродовж доби виділяється близько 7 л травних соків, до складу яких входять:
Залежно від дії на ті чи інші речовини ферменти поділяють на протеази, що розщеплюють білки, амілази, що розщеплюють вуглеводи, і ліпази, що розщеплюють жири. Кожен фермент активний лише у певному середовищі (кислому, лужному, чи нейтральному). У результаті розщеплення з білків утворюються амінокислоти, із жирів - гліцерол і жирні кислоти, із вуглеводів - в основному глюкоза. Вода, мінеральні солі, вітаміни, що містяться в їжі, у процесі травлення не піддаються змінам.
Рис. 1. Схема травного апарату:
Функції шлунково-кишкового каналу спрямовані на досягнення кінцевого результату діяльності травної системи, яким є гідроліз поживних речовин (білків, жирів, вуглеводів), до мономерів (амінокислот, моногліцеролів і жирних кислот, моноцукридів) і транспортування їх із травного каналу у внутрішнє середовище організму. Секреторні клітини останнього продукують травні ферменти, які забезпечують гідролітичне розщеплення білків, жирів, вуглеводів.
Моторна функція травного каналу спрямована на механічне оброблення їжі, перемішування вмісту, забезпечення контакту перетравлюваних речовин з гідролітичними ферментами, пересування вмісту травним каналом і виведення назовні неперетравлених залишків (екскрементів).
Структурно-функціональна організація травної системи сформувалася способом тривалого еволюційного розвитку і в результаті цього в роботі травного каналу виділилося три варіанти (типи) травлення:
Внутрішньоклітинне травлення - травлення, за якого гідроліз харчових продуктів відбувається всередині клітини. У людини цей тип травлення має обмежений характер і виконує захисні функції (фагоцитів).
Позаклітинне травлення відбувається у спеціальних порожнинах (ротова, шлунок, кишечник). За такого типу травлення ферменти, синтезовані секреторними клітинами, виділяються в позаклітинне середовище (порожнину), де відбувається гідролітичне розщеплення продуктів.
Мембранне травлення займає проміжне положення між внутрішньо- та позаклітинним і здійснюється ферментами, локалізованими на структурах мембран клітин тонкого кишечника.
Типи травлення характеризуються не лише місцем дії, а й джерелом ферментів. Відповідно до цього розрізняють такі типи травлення:
У людини головним типом є власне травлення, коли джерелом ферментів є сам організм.
Симбіонтне травлення другорядне для людини і є синтезом вітамінів і деяких незамінних амінокислот мікроорганізмами шлунково-кишкового каналу.
Аутолітичне травлення - перетравлювання їжі за рахунок ферментів, що в ній містяться.
Ротова порожнина є першим відділом системи травлення. У ній багато різноманітних рецепторів, які реагують на фізичні властивості та хімічний склад їжі. За допомогою зубів, язика і м'язів їжа піддається механічному обробленню, зволоженню, формується харчова грудка і починається травлення за допомогою слини.
Слина - травний сік слаболужної реакції, який виробляється трьома парами слинних залоз (білявушної, під'язикової, підщелеповими) і надходить у ротову порожнину через протоки. Крім того, слина виділяється залозами слизової оболонки губ, щік і язика. Всього за добу виробляється близько 1 л слини різної консистенції: густа слина виділяється для травлення рідкої їжі, рідка - для сухої їжі.
Амілаза, що входить до складу слини, розщеплює крохмаль, який перетворюється спочатку на декстрин, а потім на мальтозу і глюкозу. Добре подрібнена харчова грудка доступніша ферментам шлункового соку і тонкого кишечника, сприяє кращому засвоєнню харчових і біологічно активних речовин їжі. Недаремно народна мудрість стверджує: "Довго жуєш - довго живеш". Фізіологи вважають, що грудка їжі в ротовій порожнині має перебувати впродовж 15-18 с. Слина робить її доступною для рецепторів смаку, що сприяє формуванню смакових відчуттів і впливає на апетит. Приймання їжі, жування і ковтання мають велике значення для наступних етапів травлення, оскільки є потужними рефлекторними подразниками діяльності шлунка, підшлункової залози, печінки і кишечника.
Функції ротової порожнини поділяються на дві групи: специфічні та неспецифічні.
Травними, чи специфічними, функціями порожнини рота називають функції, які забезпечують приймання, механічне оброблення їжі та початкові стадії гідролізу вуглеводів та інших харчових речовин, а також формування харчової грудки, придатної для подальшого пересування травним каналом.
До специфічних функцій ротової порожнини належать:
До неспецифічних функцій порожнини рота належать:
Слина також захищає слизову оболонку і зуби від висихання, фізичного і хімічного впливу їжі, відмиває наліт, сприяє самоочищенню порожнини рота і зубів і вирівнює температуру їжі. Вона є джерелом кальцію, фосфору, цинку та інших мікроелементів для емалі зубів. Зміна обсягу, хімічного складу і властивостей слини сприяє розвитку стоматологічних хвороб і відкладанню зубного каменю.
Таким чином, в основу нетравних функцій ротової порожнини покладено процеси регуляторних, гомеостатичних, захисних, видільних, внутрішньосекреторних, імунних, артикуляційних функцій і деяких інших проявів життєдіяльності.
Здійснення специфічних і неспецифічних функцій ротової порожнини забезпечується її структурними елементами, основними з яких є слизова оболонка та слинні залози.
Шлунок є розширенням травної трубки, в яку стравоходом потрапляє їжа, змішана зі слиною, що механічно й біохімічно обробляється. Тут їжа затримується від двох до десяти годин залежно від її складу, обсягу, консистенції та способу оброблення. Місткість шлунка у дорослої людини становить близько 2 л, але може збільшуватися до 5 л. Внутрішня слизова оболонка шлунка зібрана в складки, що збільшує її поверхню. У товщі слизової оболонки розміщується до 25 000 000 залоз, які продукують шлунковий сік і слиз. Основні функції шлунка:
Шлунковий сік - безбарвна рідина кислої реакції, що містить 99,4% води. Решта - сухий залишок, який містить органічні і неорганічні речовини. Органічні - білкові речовини, які є травними ферментами: лізоцим, муцин, амінокислоти, фермент уреаза (розщеплює сечовину) та кінцеві продукти нітрогенного обміну (молочна і сечова кислоти, сечовина, креатинін). До неорганічних речовин належать натрій, калій, магній, фосфати, сульфати і основна речовина шлункового соку - соляна кислота. Вона зумовлює кисле середовище (рН 0,8-1,5), яке здійснює антибактеріальну дію на мікроорганізми їжі.
Значення соляної кислоти для травлення:
До складу шлункового соку входить низка травних ферментів, які діляться на дві групи:
Амілаза, виявлена в порожнині шлунка (має слинне походження), потрапляє до шлунка у складі харчової грудки. Вона розщеплює вуглеводи і цей процес у шлунку нетривалий, доки рН грудки не стане кислим.
За звичайного харчового режиму виділяється 1,5-2,5 л шлункового соку.
Шлунковий слиз продукується всіма клітинами слизової оболонки шлунка. Він містить муцини, бікарбонати, мукополісахариди і сіаломуцини. Ці речовини обволікають слизову і захищають її від впливу екзогенних чинників, аутолізу під дією соляної кислоти та пепсину, нейтралізують віруси і протидіють вірусній гемаглютинації.
Механізм секреції шлункового соку - складний процес, який складається з двох фаз. Перша фаза шлункової секреції - це умовний і безумовний рефлекторний процес, який залежить від зовнішнього вигляду, запаху й умов приймання їжі. Цей шлунковий сік видатний російський вчений-фізіолог І. Павлов назвав "апетитним" чи "запальним", від якого залежить подальший перебіг травлення. Друга фаза шлункової секреції пов'язана з хімічними збудниками їжі і називається нервово-хімічною. Механізм секреції шлункового соку залежить також від дії специфічних гормонів травних органів.
Після перетравлювання у шлунку харчова кашка невеликими порціями надходить у початковий відділ тонких кишок - дванадцятипалу кишку, де харчова маса піддається активному впливу травних соків підшлункової залози, печінки та слизової оболонки самої кишки.
Підшлункова залоза в організмі виконує функції зовнішньої і внутрішньої секреції. Травна функція підшлункової залози полягає в утворенні і виділенні в просвіт дванадцятипалої кишки через вивідну протоку соку, багатого на ферменти, який діє на білки, жири і вуглеводи.
За добу в дорослої людини виділяється 1,5-2 л підшлункового соку, який має лужну реакцію. Під впливом цього соку нейтралізується соляна кислота, яка надійшла з їжею зі шлунка.
У лужному і нейтральному середовищах припиняється дія ферментів шлункового соку, зокрема пепсину. Під дією трипсину, хімотрипсину, карбоксипептидази й амінопептидази відбувається подальше розщеплення білків.
Амілаза підшлункового соку в дванадцятипалій кишці має майже максимальну активність і остаточно розщеплює крохмаль до мальтози, яка під дією ферменту мальтази гідролізується на дві молекули глюкози.
Інтенсивніше відбувається гідроліз жирів. Солі жовчних кислот, які надходять у дванадцятипалу кишку, здійснюють емульгувальну дію на жири. За добу в печінці виробляється 0,5-1,2 л жовчі, яка складається із жовчних кислот, білірубіну, лецитину, холестеролу, жирів, слизу і неорганічних кислот. Жовч емульгує великі жирові глобули до маленьких жирових крапель, збільшуючи тим самим поверхню зіткнення жиру з ферментами, забезпечує всмоктування в тонкому кишечнику нерозчинних у воді вищих жирних кислот, холестеролу, жиророзчинних вітамінів (D, Е, К) і солей кальцію; запобігає розвитку гнильних процесів, впливаючи бактеріостатично на кишкову мікрофлору. Ліпаза підшлункової залози розщеплює емульговані жовчними кислотами жири на жирні кислоти і гліцерол. Утворені жирні кислоти формують із жовчними кислотами розчинні у воді комплекси, які можуть всмоктуватися в клітинах слизової кишечника і надходити у вигляді дрібних жирових частинок -хіломікронів - у лімфу.
Крім того, підшлунковий сік містить ферменти РНК-зу і ДНК-зу, які розщеплюють нуклеїнові кислоти до нуклеотидів. Ферментний склад соку залежить від виду споживаної їжі. Під час приймання вуглеводів зростає переважно секреція амілази, під час приймання білків - трипсину і хімотрипсину, під час приймання жирної їжі відбувається секреція соку з підвищеною ліполітичною активністю.
Надзвичайно важливу роль у травленні відіграє печінка. Це величезна біохімічна лабораторія і потужна травна залоза, яка виконує численні функції:
Хімус із дванадцятипалої кишки потрапляє в середній і нижній відділи тонкого кишечника, де піддається травленню під дією кишкового соку. Його кількість за добу становить 2-3 л. Кишковий сік містить органічні (хлориди, бікарбонати, натрію, калію і кальцію фосфати) і неорганічні речовини (білки, амінокислоти, сечовина); понад 20 ферментів, які розщеплюють білки до амінокислот, полі- і дисахариди до моносахаридів, жири - до жирних кислот і гліцеролу. У тонкому кишечнику відбувається розщеплення харчових речовин до кінцевих продуктів травлення та їх всмоктування. Всмоктувальна поверхня кишечника величезна завдяки наявності на клітинах кишкової стінки ворсинок і мікроворсинок. Саме тут відбувається процес пристінкового чи мембранного травлення. На кожному 1 мм2 кишкової стінки розміщується 20-40 мікроворсинок, а всмоктувальна поверхня кишечника становить близько 500 м2. У цьому зв'язку у тонкому кишечнику за 1 годину може всмоктатися 2-3 л рідини. Крім мембранного, в тонкому кишечнику відбувається порожнинне травлення. Воно характеризується тим, що ферменти, які містяться в кишковому соку, здійснюють специфічну дію на хімус.
Порожнинне і мембранне травлення нерозривно пов'язані: харчові речовини піддаються гідролізу і через стінки тонкого кишечника надходять у кров і лімфу. Важливим чинником кишкового травлення є його моторна функція. Рух тонких кишок відбувається в результаті координованих скорочень поперечних і поздовжніх м'язових волокон. Моторика кишечника регулюється нервово-рефлекторними і гуморальними механізмами.
На секрецію кишкового соку впливають вигляд і запах їжі, процес пережовування, кисле середовище в шлунку, механічне подразнення їжею слизових оболонок.
Залишки їжі в суміші з травними соками (хімус) надходять із тонкого кишечника до товстого. За добу з тонкого кишечника до товстого переходить приблизно 400 г хімусу. Основна функція товстого кишечника - всмоктування води. Всмоктування харчових речовин незначне.
Найважливішою особливістю процесу травлення є наявність у товстому кишечнику величезної кількості бактерій - сапрофітів, які живляться залишками їжі. Серед них 90% анаеробних мікробів, 10% молочнокислих споротвірних бактерій, кишкова паличка, стрептококи та ін., багато гнильних мікроорганізмів, які зброджують вуглеводи, спричиняють гниття білків і виділяють у процесі життєдіяльності органічні кислоти, гази (вуглекислий газ, метан, сульфогідроген) і отруйні речовини (фенол, скатол, крезол, індол).
Однак мікроорганізми, які знаходяться в товстому кишечнику, є не тільки симбіонтами організму. Вони виконують важливу роль: сприяють розкладанню залишків неперетравлюваної їжі та компонентів травних соків. Фермент бактерій целюлаза розщеплює клітковину до целобіози, яка під впливом целобіази розщеплюється на дві молекули глюкози. Під їхнім впливом розщеплюється до 40% целюлози. Мікроорганізми товстого кишечника беруть участь у синтезі вітамінів групи В і вітаміну К, пригнічують розвиток хвороботворних мікробів, створюють надійний імунологічний бар'єр, виділяють біологічно активні речовини гормональної дії. Організм людини і бактерії кишечника працюють як єдина система. Порушення складу мікрофлори в товстому кишечнику призводить до захворювань (дисбактеріозу, колітів, холіциститів).
У товстому кишечнику відбувається всмоктування води, мінеральних солей і залишків поживних речовин, а також екскреція феруму, кальцію і магнію, формуються калові маси, що накопичуються і завершуються актом дефекації.
Таким чином, процес травлення - робота дуже складної системи, яка включає чітко скоординовану діяльність багатьох органів, травних залоз, ферментів, гормонів, мікроорганізмів і нервової системи. Зміна хімічного складу їжі призводить до порушення процесу травлення і появи цілої низки захворювань.
Всмоктуванням називається сукупність процесів, які забезпечують перенесення речовин через напівпроникну мембрану в кров чи лімфу.
Всмоктування - складний фізіологічний процес, у результаті якого різні речовини проходять через епітеліальну мембрану і надходять у кров чи лімфу. Цей процес здійснюється за рахунок кількох механізмів:
фільтрації (вона залежить від величини гідростатичного тиску, що створюється скороченням гладеньких м'язів кишкової стінки);- дифузії та осмосу (законами осмосу можна пояснити всмоктування води з гіпотонічних розчинів); первинно- та вторинно-активного транспортування.
Інтенсивність всмоктування в різних ділянках шлунково-кишкового каналу неоднакова і залежить від будови слизової оболонки, часу перебування їжі та ступеня її перетравлення. Так, білки всмоктуються у кров у вигляді амінокислот у тонкому кишечнику. Винятком є оксипролінові пептиди, які всмоктуються завдяки дифузії, і деякі дрібні пептиди. У дітей іноді всмоктуються і більші білки, що супроводжується реакцією організму у вигляді діатезу.
Всмоктування жирів у лімфу здійснюється у вигляді моногліцеролів і жирних кислот за участі жовчних кислот. Жирні кислоти з короткими ланцюгами дифундують із просвіту кишечника в ентероцити і далі безпосередньо в кров'яне русло, минаючи лімфатичні судини. Зі всмоктуванням ліпідів тісно пов'язане всмоктування жиророзчинних вітамінів (A, D, Е, К). Водорозчинні вітаміни всмоктуються завдяки дифузії.
Всмоктування вуглеводів здійснюється у вигляді глюкози, фруктози і навіть галактози - у дітей під час вигодовування молоком. Основним механізмом всмоктування вуглеводів є вторинно-активне транспортування.
Вода всмоктується в усіх відділах травного каналу, але основна частина -в тонкому кишечнику в обсязі до 8-10 л на добу. На водний обмін впливає обмін жирів, білків, вуглеводів і особливо мінеральних речовин. За підвищеного вмісту солей натрію в їжі спостерігається затримка води в організмі, а солі калію і кальцію сприяють її виведенню.
Всмоктування залежить від перистальтики кишечника і скорочень ворсинок епітелію, які регулюються симпатичними та парасимпатичними нервами і гормоном дванадцятипалої кишки валікініном.
Розлади всмоктування спостерігаються під час порушень моторної функції шлунково-кишкового каналу, проникності і структури ворсинок, авітамінозів (вітаміни групи В, фолієвої кислоти), хвороб ендокринних залоз (надниркових, підшлункової) під дією несприятливих факторів довкілля (гіпоксії, іонізуючих випромінюваннях).
Регуляція роботи травної системи тісно пов'язана з механізмами формування цілеспрямованої харчової поведінки, в основі якої лежить голод. Останнє розглядають як мотивацію, спрямовану на усунення дискомфорту, пов'язаного з нестачею поживних речовин в організмі.
Центри голоду та насищання розміщуються в гіпоталамусі й регулюються нервовими та гуморальними механізмами. Відчуття голоду виникає від імпульсів аферентних нервових волокон, які надходять у центральну нервову систему від механорецепторів шлунково-кишкового каналу. Стан голоду пов'язаний зі зниженням у крові вмісту глюкози, яка діє на спеціалізовані рецептори гіпоталамусу - глюкорецептори. Вважають, що на формування голоду впливає посилений вихід ліпідів із жирових депо і зниження загальної температури.
Насищання з'являється в результаті вживання їжі. Воно виникає за стимуляції нюхових, смакових і механорецепторів порожнини рота, глотки, стравоходу,шлунка і дванадцятипалої кишки. Таке насищання називають сенсорним. Існує і вторинне насищання, пов'язане з надходженням продуктів гідролізу в кров.
Важливу роль у регулюванні вживання їжі, виникненні почуття голоду насищанні відіграють пептидні гормони (холецистокінін, соматостатин, бомбе-зин, кальцитонін - знижують, а пентагастрин, інсулін, окситоцин - активізують харчову поведінку).
Апетит - емоційне відчуття, пов’язане з прагненням до вживання їжі. Це відчуття може бути частиною голоду, але може виникати і самостійно, незалежно від фізіологічних потреб. У цьому разі він є виявом природженої чи набутої схильності до певного виду їжі. Приймання їжі не завжди пов'язане з почуттям голоду. Апетит може з'являтися і в зв'язку зі звичкою приймати їжу у певний час.
Втрата води від 0,5 до 1,5% маси тіла спричиняє відчуття спраги. Виведення води з організму призводить до зменшення її вмісту в міжклітинному просторі та клітинах. Це зумовлює підвищення осмотичного тиску в клітинах і позаклітинній рідині. Втрата води призводить також до зменшення секреції слини, що зумовлює відчуття сухості в ротовій порожнині та глотці. Адекватним стимулом для виникнення почуття спраги є зменшення об'єму клітин і зниження обсягу позаклітинної рідини.
Чутливими клітинами, що реагують на зменшення обсягу позаклітинної рідини, є рецептори розтягу, розміщені в стінках великих вен. Крім того, є спеціальні осморецептори, що реагують на підвищення осмотичного тиску у зв'язку зі зменшенням обсягу позаклітинної рідини. Спрага може виникнути за термічної дії на гіпоталамус.
Суттєву роль у формуванні периферичного компоненту почуття спраги відіграють рецептори слизової оболонки ротової порожнини і глотки.
Таким чином, почуття спраги формується під час взаємодії різних типів рецепторів, розміщених у периферичній і центральній нервовій системах. Основну роль в інтеграції імпульсів, що виникають, відіграє проміжний мозок (гіпоталамус).
Звичайний спосіб задоволення потреби організму у воді - пиття.