Разное

Пути расщепления питательных веществ в организме: Питательные вещества как источники энергии и пластического материала для организма. Общая схема катаболизма питательных веществ. Общие и специфические пути катаболизма. – Пищеварение — Википедия

Содержание

Питательные вещества как источники энергии и пластического материала для организма. Общая схема катаболизма питательных веществ. Общие и специфические пути катаболизма.

Источником свободной энергии в организмах гетеротрофов является распад питательных веществ, иначе говоря, катаболические процессы, протекающие в клетках и тканях. Катаболизм включает сотни химических реакций, десятки метаболических путей. В то же время в организации катаболических процессов прослеживается определенная логика.

Весь катаболизм питательных веществ в организме можно разделить на три этапа или, как принято называть, три фазы. В первой фазе происходит расщепление полимерных молекул на мономеры: белки расщепляются до аминокислот, олиго и полисахариды на моносахариды и их производные, липиды на высшие жирные кислоты, глицерол, аминоспирты и др. Следует заметить, что речь идет не только о расщеплении компонентов пищи в желудочнокишечном тракте, но и распаде биополимеров непосредственно в клетках. В этой фазе нет окислительных процессов, преобладают гидролиз и фосфоролиз. Выделение энергии не превышает 12% от её общего содержания в питательных веществах, причем вся энергия рассеивается в виде теплоты.Однако в этой фазе происходит одно важное событие резкое уменьшение числа соединений, которые поступают затем во вторую фазу катаболизма. Так, с разнообразными пищевыми продуктами продуктами в желудочнокишечный тракт поступают миллионы различных белков и все они расщепляются до 2025 мономероваминокислот, а несколько сотен различных липидов при расщеплении дают полтора десятка различных высших жирных кислот и спиртов; несколько сотен различных олигосахаридов и полисахаридов при распаде дают, в свою очередь, полтора десятка моносахаридов и их производных. Таким образом, вместо миллионов различных соединений, вступающих в первую фазу, на выходе из нее образуется около 50 соединений.

Во второй фазе эти пять десятков соединений подвергаются дальнейшему расщеплению, так что на выходе из этой фазы остается всего пять соединений: ацетилКоА, сукцинилКоА, фумарат, оксало ацетат и 2оксоглутарат. Таким образом, продолжающееся во второй фазе расщепление питательных веществ сопровождается еще большей унификацией промежуточных продуктов. Катаболические процессы, идущие во второй фазе, носят смешанный характер, т.к. в ней идут и фосфоролиз, и лиазное расщепление, и тиолиз и окислительные реакции. Во второй фазе выделяется до 1/3 всей заключенной в питательных веществах энергии, причем часть ее аккумулируется. В этой фазе катаболизма образуются все азотсодержащие конечные продукты катаболизма, а также часть СО2 и Н2О.Логика такой организации катаболических процессов заключается в том, что по мере углубления распада питательных веществ количество промежуточных продуктов метаболизма уменьшается. Такой принцип построения катаболических процессов получил название принцип конвергенции.

Метаболические пути первой и второй фазы катаболизма обычно индивидуальны для отдельных соединений или групп родственных по структуре веществ одного класса. Поэтому метаболические пути первой и второй фазы катаболизма получили название специфических путей катаболизма. В то же время метаболические процессы третьей фазы катаболизма одинаковы вне зависимости от того, какое соединение расщепляется. В связи с этим метаболические пути третьей фазы получили название общих путей катаболизма.

Наличие общих метаболических путей в третьей фазе катаболизма, в которой выделяется 2/3 всей свободной энергии, повышает адаптационные возможности живых организмов, т.к. позволяет сравнительно легко переключаться с одного типа питательных веществ на другой. Наличие общих метаболических путей в третьей фазе позволяет также уменьшить количество различных ферментов, необходимых клеткам и тканям для переработки разных питательных веществ. Все это помогает организмам в борьбе за выживание и является результатом длительной эволюции живых организмов.пути третьей фазы катаболизма : цикл трикарбоновых кислот Кребса и цепь дыхательных ферментов.

Незаменимые компоненты пищи. Суточная потребность в основных компонентах пищи: белках жирах, углеводах, воде и микроэлементах. Основные конечные продукты обмена, выделяемые из организма, их суточное количество.

Полноценное питание должно содержать:

1. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ (УГЛЕВОДЫ, ЖИРЫ, БЕЛКИ).

2. НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ.

3. НЕЗАМЕНИМЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ.

4. ВИТАМИНЫ.

5. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (МИНЕРАЛЬНЫЕ) КИСЛОТЫ.

6. КЛЕТЧАТКУ

7. Н2О

Углеводы, жиры и белки являются макропитательными веществами. Их потребление зависит от роста, возраста и пола человека и определяется в граммах.

Углеводы составляют основной источник энергии в питании человека. За счет углеводов образуется основная часть энергии в организме человека.

Жиры - это один из основных источников энергии. Перевариваются в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) гораздо медленнее, чем углеводы, поэтому лучше способствуют возникновению чувства сытости. Триглицериды растительного происхождения являются не только источником энергии, но и незаменимымых жирных кислот: линолевой и линоленовой.

Белки - энергетическая функция не является для них основной. Белки - это исочники незаменимых и заменимых аминокислот, а также предшественники биологически активных веществ в организме. Однако при окислении аминокислот образуется энергия. Хотя она и невелика, но составляет некоторую часть энергетического рациона.

Для врослого человека при средней утомляемости требуется суточный рацион в 300 ккал. С увеличением энергозатрат возрастает и потребность в пищевых продуктах. Соостношение белков, жиров и углеводов должно быть 1:1:4. Белки обеспечивают15% суточной энергетической потребности, жиры 30% и углеводы 55%, причем белки животного происхождения долны составлять не менее половины от все белков.

75% всего количества жира должно приходиться на животные жиры и 20-25% на растительные масла.

23. Взаимосвязь обмена веществ и обмена энергии. Экзэргонические и эндэргонические реакции. Макроэргические соединения, их классификация и биологическая роль. Основные пути образования АТФ в клетке и пути ее использования.

Химические реакции, протекающие в клетках, могут иметь различные значения ∆Go: положительные или отрицательные. Большинство катаболических реакций имеет отрицательные значения ∆Gо, т.е. являются экзэргоническими и могут идти самопроизвольно. В то же время реакции клеточного анаболизма часто являются эндэргоническими и самопроизвольно идти не могут для их осуществления необходима энергия, поступающая извне. Необходимо использовать свободную энергию, выделяющуюся в экзэргонических реакциях катаболизма. Это использование свободной энергии экзэргонических реакция для осуществления эндэргонических реакций есть энергетическое сопряжение реакций.

Единственным условием эффективности энергетического сопряжения :суммарное изменение ∆G в двух сопряженных реакциях должно быть отрицательным. живые объекты эффективно используют энергию, заключенную в химических связях тех или иных соединений. Именно в виде химической энергии и передается энергия в системе сопряженных химических реакций.Соединения, выступающие в качестве переносчиков энергии, содержат в одной из своих связей большой запас химической энергии, которая высвобождается при их разрыве. Эти соединения называют «макроэргическими соединениями» или «макроэргами», а химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество свободной энергии, получили название «макроэргических связей». Химическая связь в том или ином соединении считается макроэргической, если при её разрыве выделяется не менее 5 ккал ( 20 кДж ) в расчете на 1 моль связи. Свободная энергия, выделяющаяся в ходе катаболической экзэргонической реакции первоначально накапливается ( аккумулируется ) в виде энергии макроэргической связи соединения переносчика энергии, а затем эта аккумулированная энергия высвобождается при разрыве макроэргической связи и используется в ходе анаболической эндэргонической реакции.

4 класса макроэргов:

1. Полифосфаты нуклеотидов ( АТФ, ЦТФ, УТФ и др.) Макроэргическими связями в их составе являются фосфоангидридные пирофосфатные связи:

2. Ацилфосфата или карбонилфосфаты ( ацетилфосфат, 1,3ди фосфоглицерат ). Макроэргической связью является ангидридная связь между карбоксильной группой кислотного остатка и остатком фосфорной кислоты:

3. Тиоэфиры ( ацетилКоА, сукцинилКоА ). Макроэргической связью является ангидридная связь между карбоксильной группой кислоты и HSгруппой тиоспирта, входящего в состав КоА ):

4. Гуанидинфосфаты ( креатинфосфат, аргининфосфат). Макроэргической связью является ангидридная связь между гуанидиновой группой и остатком фосфорной кислоты

Несмотря на высокие значения ∆Go для процессов разрыва макроэргических связей богатые энергией соединения представляют собой достаточно стабильные в условиях живых систем вещества. Кроме того, это низкомолекулярные соединения, поэтому они могут сравнительно легко перемещаться в клетке. Совокупность их свойств: способность аккумулировать энергию и способность диффундировать в клетке и позволяет им выполнять функцию переносчиков энергии.

Центральное место в системе клеточных макроэргов принадлежит АТФ , поскольку она, во-первых, выступает первичным аккумулятором большей части энергии, выделяющейся при распаде питательных веществ; во-вторых, АТФ выступает в качестве источника свободной энергии для большинства внутриклеточных эндэргонических реакций и процессов, тогда как остальные макроэрги принимают участие в узком круге реакций; в третьих, большинство других макроэргов или сами образуются за счет энергии АТФ ( креатинфосфат, ЦТФ и др.) или сами служат промежуточными продуктами при синтезе АТФ. Выделяющаяся в ходе окислительных процессов свободная энергия должна быть аккумулирована в виде энергии макроэргических связей АТФ или родственных ей соединений, поскольку в противном случае она превратиться в теплоту и будет рассеяна в окружающей среде. Синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата с использованием энергии, выделяющейся в ходе окислительных процессов, получил название «окислительное фосфорилирование».Принято выделять два варианта окислительного фосфорилирования: субстратное окислительное фосфорилирование и окислительное фосфорилирование в цепи дыхательных ферментов. Механизмы этих процессов существенно отличаются друг от друга. Принято считать, что за счет окислительного фосфорилирования в цепи дыхательных ферментов в клетке образуется до 90% необходимой ей АТФ и лишь около 10% АТФ синтезируется в ходе субстратного окислительного фосфорилирования

Биологическое окисление как главный путь расщепления питательных веществ в организме, его функции в клетке. Способы окисления веществ в биологических системах. Ферменты, катализирующие окислительные реакции в организме.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ - это совокупность окислительных процессов в живом организме, протекающих с обязательным участием кислорода. Синоним - ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ. Окисление одного вещества невозможно без восстановления другого вещества. Окислительно-восстановительных процессов в живой природе очень много. Часть окислительно-восстановительных процессов, протекающих с участием кислорода, относится к биологическому окислению.

Важнейшей функцией биологического окисления, безусловно, является высвобождение энергии, заключенной в химических связях питательных веществ. Выделяющееся энергия используется для осуществления энергозависимых процессов, протекающих в клетках, а также для поержания температуры тела.

Второй функцией биоокисления является пластическая: в ходе расщепления питательных веществ образуются низкомолекулярные промежуточные продукты, используемые в дальнейшем для биосинтезов. Например, при окислительном распаде глюкозы образуется ацетилКоА, который далее может пойти на синтез холестерола или высших жирных кислот.

Третьей функцией биоокисления является генерация восстановительных потенциалов, которые в дальнейшем используются в восстановительных биосинтезах. Главным источником восстановительных потенциалов в биосинтетических реакциях клеточного метаболизма является НАДФН+Н+, образующийся из НАДФ+ за счет атомов водорода, переносимых на него в ходе некоторых реакций дегидрирования.

Четвертая функция биоокисления участие в процессах детоксикации,т.е. обезвреживания ядовитых соединений или поступающих из внешней среды, или образующихся в организме.

Различные соединения в клетках могут окисляться тремя способами:

1. путем дегидрирования. Принято различать два вида дегидрирования: аэробное и анаэробное. если первичным акцептором отщепляемых атомов водорода служит кислород, дегидрирование является аэробным; если же первичным акцептором отщепляемых атомов водорода служит какоелибо другое соединение, дегидрирование является анаэробным. Примерами таких соединений акцепторов водорода могут служить НАД , НАДФ , ФМН, ФАД, окисленный глутатион ( ГSSГ ), дегидроаскорбиновая кислота и др.

2. Путем присоединения к молекулам окисляемого вещества кислорода, т.е. путем оксигенирования.

3. Путем отдачи электронов.

Все живые организмы принято делить на организмы аэробные и организмы анаэробные. Аэробные организмы нуждаются в кислороде, который ,вопервых, используется в реакциях оксигенирования, вовторых, служит конечным акцептором атомов водорода, отщепленных от окисляемого субстрата. Причем, около 95% всего поглощаемого кислорода служит конечным акцептором атомов водорода, отщепленных в ходе окисления от различных субстратов, и лишь 5% поглощаемого кислорода участвует в реакциях оксигенации.

Все ферменты, участвующие в катализе окислительновосстановительных реакции в организме относятся к классу ОКСИДОРЕДУКТАЗ. В свою очередь, все ферменты этого класса могут быть разделены на 4 группы:

1. Ферменты, катализирующие реакции дегидрирования или дегидрогеназы. В зависимости от характера акцептора отщепляемых от окисляемого субстрата (Sh3) атомов водорода различают:

а). Аэробные дегидрогеназы или оксидазы

б). Анаэробные дегидрогеназы с типовой реакцией:

2. Ферменты, катализирующие реакции оксигенирования или оксигеназы.

а). Монооксигеназы

б). Диоксигеназы

3. Ферменты, катализирующие отщепление электронов от окисляемых субстратов. называются цитохромы.

4. К оксидоредуктазам относится также группа вспомогательных ферментов, таких как каталаза или пероксидаза. Они играют защитную роль в клетке, разрушая перекись водорода или органические гидроперекиси, образующиеся в ходе окислительных процессов и представляющие собой достаточно агрессивные соединения, способные повреждать клеточные структуры.




Пути расщепления питательных веществ в организме. Процесс пищеварения в организме

К органам пищеварения относится весь желудочно-кишечный тракт: ротовая полость (включая зубы и язык), глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник. Слаженная работа пищеварительной системы регулируется вспомогательными органами. К ним относятся слюнные железы, поджелудочная железа, желчный пузырь и печень: они выделяют необходимые для пищеварения ферменты, гормоны и другие вещества.

Пищеварение человека

Процесс пищеварения начинается в ротовой полости. С помощью зубов и языка пища предварительно обрабатывается, измельчается, смачивается слюной. В слюне содержится фермент амилаза, с помощью которого начинается процесс переваривания углеводов, содержащихся в пищевом комке. Пережеванная и смоченная слюной пища преобразуется в химус – пищевой комок, который продвигается по пищеводу в желудок.

В желудке пища смешивается с желудочным соком, который представляет собой раствор соляной кислоты и смесь ферментов-пепсинов. Основная их функция заключается в начальном расщеплении белковых молекул до аминокислот. Далее пищевой комок попадает в тонкую кишку, которая состоит из двенадцатиперстной, тощей и . В двенадцатиперстной кишке находятся выводные протоки поджелудочной железы и желчного пузыря, через которые в просвет кишки поступают желчь и ферменты.

Ферменты поджелудочной железы (липаза, амилаза, трипсин, химотрипсин и другие) расщепляют белки до аминокислот, жиры до жирных кислот, а сложные углеводы – до простых. Также поджелудочная железа секретирует гормоны – инсулин и глюкагон, координирующие углеводный обмен. Желчь содержит желчные кислоты, холестерин и фосфолипиды. Основная заключается в расщеплении и переваривании жиров, поступивших с пищей. Сама тонкая кишка также секретирует собственные ферменты. Это различные пептидазы, продолжающие процесс расщепления белков; сахараза, мальтаза, для расщепления углеводов; и липаза – для расщепления жиров.

Таким образом, в тонкой кишке происходит всасывание всех питательных веществ, прошедших сложный путь расщепления (белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ). Тонкая кишка – основной орган, в котором переваривается пища. Стенка кишки состоит из микроскопических ворсинок, которые являются «воротами» между просветом кишки и кровеносными капиллярами. Через них питательные вещества попадают прямиком в кровь.

Дальнейшее пищеварение осуществляется в толстом кишечнике под действием «полезных» бактерий, населяющих ее просвет. В толстой кишке происходит всасывание воды и электролитов. Непереваренные частицы пищи с помощью перистальтики подвигаются к прямой кишке и экскретируются из организма.

Выбирая в супермаркете продукты питания и занимаясь приготовлением пищи из них, мы прежде всего думаем о калорийности пищи, ее химическом составе и сроке годности, но не задаемся вопросом: а сколько переваривается пища? Между тем, процесс усвоения разных питательных веществ происходит по-разному. И оттого, как усваивается еда, зависит наше самочувствие и здоровье. Время переваривания пищи для разных продуктов отличается, а потому смешанная пища может создать тяжесть в желудке, усилить процессы брожения и гниения, засорение организма шлаками. Но обо всем по порядку…

Пища, которую мы едим, после поступления в организм, является источником питательных веществ, необходимых для роста, энергии, обменных процессов. Организм – настоящая химическая лаборатория, где еда должна быть расщеплена на химические компоненты, а потом использована по назначению. Время переваривания пищи в разных отделах значительно отличается.

Еда проходит по пищеварительной системе, совершая в каждом отделе ряд превращений, механических и ферментативных:

  1. Во рту пища измельчается и смачивается слюной. В слюне фермент амилаза начинает расщепление углеводов.
  2. В желудке «работает» уже несколько ферментов, направленных на переваривание белков и жиров, створаживания молочных продуктов. Соляная кислота помогает расщеплению, попутно уничтожая микробы и обезвреживая некоторые яды. В желудке всасывания питательных веществ не происходит. Продукты находятся там максимум 3-4 часа.
  3. В 12-перстной кишке продолжают работать ферменты, разлагая еду на еще более мелкие составляющие, превращая в кашицу. Здесь частично начинается всасывание веществ в кишечник.
  4. В уже идет активный процесс всасывания химических составляющих пищи, которые попадают в кровь, очищаются в печени и дут к месту назначения (клеткам). На все эти процессы уходит 7-8 часов.
  5. В всасываются остатки элементов питания. Здесь остатки не переваренной пищи (шлаки) могут находиться до 20 часов.
  6. Через из толстого кишечника ненужные продукты выводятся из организма.

Органы ЖКТ проталкивают пищу по пищеварительному тракту с помощью периодических сокращений гладкой мускулатуры, этот процесс называется перистальтика. Рассчитать, сколько времени на переваривание пищи тратит организм, несложно. На весь процесс пищеварения нужно примерно 24 часа. Из съеденных в сутки нескольких килограммов пищи и выпитых 2-3 литров жидкости выводится 200-300г не переваренных остатков.

Важно! Еще до приема пищи «просыпается» условный рефлекс: на чувство голода выделяется слюна, а на вкусные запахи – желудочный сок. Ферменты начинают также выделяться в определенное время, если вы принимаете пищу строго по часам.

Пищеварение в желудке

Человек, склонный к перееданию, закидывает в свой организм разные продукты, словно это топка. Но дрова горят примерно одинаковое время, а для переваривания разных продуктов питания нужен разный срок. Зная, столько перерабатывается тот или иной продукт, можно грамотно подходить к созданию меню, подбирая пищу, которая разлагается примерно одинаковое время.

Важно! Белкам, жирам и углеводам нужно на расщепление разное время. Постарайтесь не есть слишком часто, зная, что предыдущая порция еще находится в желудке. Если добавлять в рацион трудно усвояемые продукты, то обеспечена. Кроме того, прекратите прием пищи как минимум за 4 часа до сна.

Группы продуктов по времени усвояемости

Все продукты можно условно разделить на четыре группы по продолжительности их переработки желудком. Сколько времени на переваривание требуется тому, что мы едим?

Группа 1. Сюда входят, в основном, углеводы, время переработки: 30-35 минут. Это бульоны, легкие салаты, натуральные соки, а также свежие (сырые) овощи и фрукты.

Группа 3. Это продукты, содержащие крахмал и сложные углеводы, время переработки: 2-3 часа. Сюда входят орехи, бобовые, творог, твердый сыр, картофель и крупяные каши.

Группа 4. В этот перечень входит пища, которая усваиваются дольше других либо не усваиваются вовсе. Это кофе, консервы, тушенка, грибы, хлеб и макаронные изделия.

Таблица времени переваривания отдельных продуктов в желудке

Из таблицы видно, что в организме быстрее всего перевариваются углеводы. Далее в порядке возрастания – белки и жиры.

Важно! Вода без примесей не нуждается в переваривании. Она практически сразу проходит в кишечник, на что затрачивается 10-15 минут. Кроме того, она является важной составляющей нашего организма, ведь каждая клетка тела на 80% состоит из воды.

Помимо видов продуктов на скорость переваривания немаловажную роль оказывают и другие факторы.

Что влияет на продолжительность усвоения пищи?

  1. Температура. Горячие блюда перевариваются дольше холодных. Например, окрошке требуется меньше времени усвоения желудком, чем борщу или запеканке из духовки.
  2. Время трапезы. Активней всего еда перерабатывается днем, в обед. Пище, принятой за завтраком и ужином, необходимо больше времени, прежде чем она окажется в кишечнике.
  3. Обработка. У сваренных и жареных продуктов в процессе приготовления уничтожаются ферменты, свойственные сырой пище, и желудок их усваивает в полтора раза дольше.
  4. Сочетание. От того, как и с чем человек смешивает продукты, зависит их переработка. Например, яблоку для усвоения требуется полчаса, а сыру твердых сортов – часов пять.
  5. А яйцо всмятку организм перерабатывает быстрее, чем вареное вкрутую.

Важно! Не нужно кушать, пока желудок не освободится от предыдущей порции пищи. Тогда сама собой решится проблема лишнего веса и без тяжелых и жестких диет легко потерять ненавистные килограммы.

Основы раздельного питания

Часто вкусная и полезная еда – взаимоисключающие понятия. Даже блюда так называемой высокой кухни часто состоят из продуктов с разным временем усвоения организмом. Потому ресторанное меню, подходящее для особых случаев, не стоит делать своей повседневной пищей.

Полезно употреблять за один прием продукты питания с одинаковым временем переваривания. И только после полного усвоения полученных организмом питательных веществ, приниматься за следующий прием поглощения еды. Рацион, который содержит смешанные продукты с разным временем переваривания, приводит к «захламлению» ЖКТ, так как одни продукты уже усвоились, а другие еще не переварились.

При таком непоследовательном питании начинаются процессы брожения и гниения, которые сопровождаются вздутием, отрыжкой и метеоризмом. Далее прои

3. Обмен энергии. Биологическое окисление

3.1. Питательные вещества как источник энергии и пластического материала для организма. Суточная потребность в основных компонентах пищи: белках, жирах, углеводах, воде и макроэлементах. Незаменимые компоненты пищи, суточная потребность в них для человеческого организма. Основные конечные продукты обмена, выделяемые из организма, их суточное количество.

3.2. Общая схема катаболизма питательных веществ в организме. Фазы катаболизма, энергетический эффект отдельных фаз. Общие и специфические пути катаболизма.

3.3. Цикл трикарбоновых кислот Кребса: последовательность реакций, суммарное уравнение, регуляция работы цикла и его биологическая роль.

3.4. Биологическое окисление как главный путь расщепления питательных веществ в организме, его функции в клетке. Особенности биологического окисления в сравнении с окислительными процессами в небиологических объектах. Способы окисления веществ в клетках; ферменты, катализирующие окислительные реакции в организме.

3.5. Главная цепь дыхательных ферментов в митохондриях, ее структурная организация. Разность редокс-потенциалов окисляемых субстратов и кислорода как движущая сила для перемещения электронов в дыхательной цепи. Энергетика переноса электронов в дыхательной цепи.

3.6 Окислительное фосфорилирование в цепи дыхательных ферментов. Коэффициент Р/О. Окислительное фосфорилирование в цепи дыхательных ферментов, его биологическая роль. Механизм процесса по Митчелу. Разобщение окисления и фосфорилирования.

4. Обмен и функции углеводов

4.1. Углеводы, их классификация, биологическая роль отдельных классов. Переваривание и всасывание углеводов. Пул глюкозы в организме, пути его пополнения и основные направления использования. Содержание глюкозы в крови здоровых людей.

4.2. Биосинтез и "мобилизация" гликогена в печени. Физиологическая роль этих процессов, их регуляция.

4.3. Аэробный распад глюкозы в клетках, его основные этапы. Последовательность реакций аэробного распада до образования пировиноградной кислоты и ее превращения в ацетил-КоА. Биологическая роль аэробного распада, его регуляция.

4.4. Анаэробный распад глюкозы в клетках (гликолиз), последовательность реакций до образования лактата. Физиологическое значение этих процессов, их регуляция. Роль анаэробного распада глюкозы и гликогена в мышцах. Дальнейшая судьба молочной кислоты.

5. Обмен и функции липидов. Клеточные мембраны

5.1. Липиды, их классификация. Структура и биологическая роль липидов отдельных классов. Липиды как незаменимые компоненты пищи, норма суточного потребления.

5.2. Клеточные мембраны, их биологическая роль. Липидный бислой мембран, его состав и свойства. Физико-химические основы формирования липидного бислоя. Перекисное окисление липидов клеточных мембран, антиоксидантная система организма.

5.3. Переваривание триглицеридов и фосфолипидов в желудочно-кишечном тракте. Всасывание продуктов расщепления в стенку кишечника. Роль желчи в переваривании и всасывании липидов. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани, физиологическое значение и регуляция этих процессов.

5.4. Окисление высших жирных кислот. Последовательность реакций окисления. Связь окисления жирных кислот с циклом трикарбоновых кислот Кребса и дыхательной цепью. Физиологическое значение. Изменение скорости использования жирных кислот в зависимости от режима питания и мышечной активности.

5.5. Биосинтез и окисление кетоновых тел, биологическая роль этих процессов. Нарушения обмена ацетоновых тел при голодании, сахарном диабете.

5.6. Транспортные липопротеиды крови: особенности строения, состава, функций липопротеидов разных классов. Их роль в обмене жиров и холестерина. Пределы изменения концентрации жиров и холестерина в крови в норме.

5.7. Обмен и функции холестерола в организме, представление об основных этапах синтеза, регуляция процесса.

5.8. Фосфолипиды и гликолипиды, их строение и биологическая роль. Представление о путях синтеза фосфолипидов и гликолипидов.

5.9. Общая схема превращений липидов в организме. Ацетил-КоА как один из ключевых метаболитов клетки, пути его образования и использования.

Читать книгу Биология. Человек. 8 класс И. Н. Беляева : онлайн чтение

§ 33. Всасывание. Роль печени. Функции толстого кишечника

1. Где происходит всасывание?

2. Каково строение и функция ворсинок кишечника?

3. Что происходит с всосавшимися веществами в печени?

4. Каковы функции толстой кишки?

Всасывание. Всасывание – это поступление различных веществ в кровь и лимфу. В пищеварительной системе происходит всасывание продуктов расщепления питательных веществ. Это очень важный процесс, потому что именно таким путём организм получает все необходимые ему вещества и энергию.

В разных частях пищеварительного тракта всасывание происходит по-разному. Например, вода и растворённые в ней минеральные соли могут всасываться на протяжении всего желудочно-кишечного тракта: в ротовой полости, желудке, тонком и толстом кишечнике. В желудке в небольшом количестве всасываются также глюкоза и аминокислоты. Однако большинство питательных веществ проникает в кровь и лимфу через стенку тонкого кишечника в тощей и подвздошной кишке.


Рис. 98. Строение кишечных ворсинок: 1 – кишечная ворсинка; 2 – однослойный эпителий; 3 – кровеносные капилляры; 4 – лимфатический капилляр; 5 – кровеносный сосуд; 6 – лимфатический сосуд

Всасывание питательных веществ происходит в кишечных ворсинках, которые являются выростами кишечной стенки. Ворсинок так много, что внутренняя поверхность кишечника кажется бархатистой (рис. 98, 99).

В каждую ворсинку входят нервы, кровеносные сосуды (артериола и венула, связанные сетью капилляров) и слепо оканчивающийся лимфатический капилляр. Продукты расщепления крахмала (глюкоза) и расщепления белков (аминокислоты) поступают в кровь. Продукты расщепления жиров (глицерин и жирные кислоты) поглощаются эпителием и превращаются в его клетках в жировые вещества, характерные для данного организма. Эти жировые вещества поступают в лимфатические сосуды, которые находятся в центре ворсинки.

Вода, некоторые соли (хлориды) и ряд витаминов всасываются пассивно – путём диффузии или осмоса. А вот проникновение аминокислот, глюкозы, ионов кальция и некоторых других веществ требует затрат энергии и протекает благодаря активной деятельности клеток ворсинок.


Рис. 99. Ворсинки тонкого кишечника (микрофотография)

Глюкоза и аминокислоты, поступившие в кровь, направляются к печени. Жир, минуя печень, следует в жировые депо организма, например в подкожную клетчатку.

Печень и её роль в организме. Наряду с синтезом желчи печень выполняет множество других важнейших функций. Кровеносные сосуды, отходящие от кишечника и желудка, впадают в воротную вену. Она несёт кровь в печень (рис. 100). В ней венозная кровь, поступившая из кишечника, снова растекается по капиллярам. Из крови, находящейся в них, извлекаются и обезвреживаются вредные вещества. Из поступивших аминокислот отбираются вещества, нужные организму, а остальные либо теряют аммиак и превращаются в углеводы и жиры, либо используются для создания других аминокислот, недостающих организму. В печени синтезируются не все аминокислоты. Те из них, которые синтезироваться в организме не могут, называют незаменимыми, их недостаток в пище ведёт к нарушениям обмена веществ.

Печень задерживает разрушенные эритроциты. Содержащийся в них гемоглобин используется для выработки желчи. Ядовитые соли аммония, образующиеся в результате окисления белков, в печени преобразуются в мочевину – менее токсичное вещество, которое выводится с мочой.

Печень участвует в поддержании постоянства содержания глюкозы в крови. Если воротная вена приносит слишком много глюкозы, печень задерживает её излишки и превращает их в нерастворимое соединение – гликоген. При недостатке глюкозы в крови гликоген печени преобразуется в глюкозу, которая поступает в кровь. Воротная вена может приносить в печень различное количество глюкозы, но в печёночную вену (а затем и во все клетки организма) поступает относительно постоянное количество глюкозы.

Толстый кишечник. У человека толстый кишечник имеет длину 1,5–2 м, ширину 4–7 см и состоит из нескольких отделов: слепой, ободочной, сигмовидной и прямой кишки. Слизистая оболочка толстого кишечника лишена ворсинок, образует складки и содержит железы, выделяющие слизь. Поскольку через мембрану клетки питательные вещества могут проникать лишь в растворённом виде, по ходу пищеварительного канала пища последовательно разбавляется водой. Она содержится в слюне, желудочном, поджелудочном и кишечном соках, а также в желчи. Главная функция толстой кишки состоит в том, чтобы отделить оставшуюся воду от непереваренных остатков пищи. Вода в толстой кишке всасывается в кровь, непереваренные остатки уплотняются. Формируются каловые массы, которые через прямую кишку удаляются из организма.


Рис. 100. Воротная система печени: 1 – желудок; 2 – кишечник; 3 – воротная вена; 4 – печень; 5 – печёночная вена


Рис. 101. Слепая кишка с аппендиксом: 1 – толстая кишка; 2 – тонкая кишка; 3 – слепая кишка; 4 – аппендикс; 5 – заслонка толстой кишки (препятствие возвращению пищевой кашицы в тонкую кишку)

От начального отдела толстого кишечника – слепой кишки отходит червеобразный отросток – аппендикс (рис. 101). У травоядных животных слепая кишка достигает большого размера. В ней поселяются микроорганизмы, разрушающие клетчатку, а также другие трудноперевариваемые вещества растительной пищи, и аппендикс играет в этом процессе важную роль. Для человека же в связи с иным характером питания эта функция аппендикса большого значения не имеет.

Воспаление аппендикса – аппендицит. Он проявляется болью в правой нижней части живота. У человека повышается температура тела, может возникнуть рвота. Необходимо немедленно обратиться к врачу, так как из воспалённого аппендикса инфекция может попасть в брюшную полость и вызвать опасное для жизни воспаление – перитонит. До прихода врача больному нельзя давать слабительные, ставить на живот грелку, применять клизму и обезболивающие препараты. От еды следует воздерживаться до выяснения диагноза.

ВСАСЫВАНИЕ, КИШЕЧНАЯ ВОРСИНКА, ПЕЧЕНЬ, МОЧЕВИНА, ГЛЮКОЗА, ГЛИКОГЕН, ТОЛСТЫЙ КИШЕЧНИК, СЛЕПАЯ КИШКА, АППЕНДИКС, АППЕНДИЦИТ, ПЕРИТОНИТ.

Вопросы

1. Как устроена и как функционирует кишечная ворсинка? Изобразите схематично её строение.

2. Эпителий ворсинки всасывает глицерин и жирные кислоты, а из них синтезирует жир. Отличается ли он от пищевого жира? Объясните свою точку зрения.

3. Почему толстый кишечник получил такое название? Какие отделы в нём выделяют?

4. Как печень поддерживает постоянство состава внутренней среды организма?

5. Где находится слепая кишка с аппендиксом?

Задания

1. Сравните строение тонкого и толстого кишечника и процессы, происходящие в них. Как взаимосвязаны особенности строения и функционирования этих отделов пищеварительного тракта?

2. Назовите симптомы аппендицита. Перечислите, что нельзя делать при подозрении на аппендицит.

3. Составьте и заполните таблицу «Органы пищеварительной системы человека и их функции».

§ 34. Регуляция пищеварения

1. Какие методы были использованы И. П. Павловым для изучения пищеварения?

2. Чем различаются безусловные и условные рефлексы?

3. Как возникает чувство голода и насыщения?

4. Как осуществляется гуморальная регуляция пищеварения?

Нервная регуляция пищеварения происходит рефлекторно. Это удалось установить с помощью фистульной методики, усовершенствованной Иваном Петровичем Павловым (1849–1936). За работы по изучению пищеварения он получил Нобелевскую премию.

Фистула – искусственно созданное отверстие для выведения наружу продуктов, находящихся в полостных органах или железах. Так, для того чтобы исследовать выделения слюнной железы, И. П. Павлов выводил один из её протоков наружу и собирал слюну (рис. 102). Это давало возможность получить её в чистом виде и исследовать состав. Было выяснено, что слюна выделяется как при попадании пищи в ротовую полость, так и при её виде, но при условии, если животному знаком вкус этой пищи.

По предложению И. П. Павлова рефлексы были разделены на безусловные и условные.

Безусловные рефлексы – врождённые рефлексы, свойственные всем особям данного вида. С возрастом они могут меняться, но по строго определённой программе, одинаковой для всех особей этого вида. Безусловные рефлексы – это реакция на жизненно важные события: пищу, опасность, боль и т. д.

Условные рефлексы – это рефлексы, приобретённые в течение жизни. Они дают возможность организму приспособиться к меняющимся условиям, накапливать жизненный опыт.

Опыты по фистульной методике показали, что раздражение вкусовых рецепторов вызывает секрецию не только слюны, но и желудочного сока. Поэтому пища, смешанная со слюной, попадает не в пустой желудок, а в желудок, уже подготовленный к её приёму, то есть наполненный пищеварительным соком. Это было показано И. П. Павловым в опытах с мнимым кормлением. Собаке перерезали пищевод и оба конца выводили наружу. Когда животное ело, пища вываливалась из отверстия в пищеводе. Содержимое желудка выводилось наружу с помощью специальной трубки (рис. 103).


Иван Петрович Павлов


Рис. 102. Собака с фистулой слюнной железы в звуконепроницаемой камере: А – камера; Б – помещение для экспериментатора; В – собака с фистулой слюнной железы: 1 – слюнная железа; 2 – проток железы, выведенной наружу; 3 – воронка для сбора слюны


Рис. 103. Мнимое кормление: А – фистула желудка; Б – мнимое кормление. У собаки перерезан пищевод, оба края вшиты в кожу. Проглоченная пища в желудок не попадает – вываливается через отверстие наружу, но желудочное сокоотделение идёт

Несмотря на то что в желудок пища не попадала, секреция желудочного сока всё равно в нём происходила. Более того, если собака была голодна, то любой сигнал, связанный с едой, вызывал как отделение слюны, так и отделение желудочного сока. Это условно-рефлекторное отделение желудочного сока И. П. Павлов назвал аппетитным соком.

Когда же пища попадает в желудок и растягивает его, пищевое возбуждение завершается и сменяется ощущением насыщения. Оно наступает раньше, чем кровь обогатится питательными веществами. Следовательно, существует тормозной рефлекс на наполнение желудка, предохраняющий от переедания.

Гуморальная регуляция пищеварения. После того как питательные вещества всосутся в кровь, начинается гуморальное отделение желудочного сока. Среди питательных веществ имеются биологически активные вещества, которые, например, содержатся в овощных и мясных отварах. Продукты их расщепления через слизистую оболочку желудка всасываются в кровь. С током крови они попадают к железам желудка, и те начинают усиленно выделять желудочный сок. Это позволяет обеспечить длительное сокоотделение: белки перевариваются медленно, иногда в течение 6 ч и более.

Таким образом, регуляция деятельности всех отделов пищеварительной системы осуществляется нейрогуморальным путём.

ФИСТУЛА, БЕЗУСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ, УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ, МНИМОЕ КОРМЛЕНИЕ, АППЕТИТНЫЙ СОК, ГУМОРАЛЬНОЕ СОКООТДЕЛЕНИЕ ЖЕЛУДОЧНЫХ ЖЕЛЁЗ.

Вопросы

1. Слюноотделение у собаки на вид кормушки с пищей – рефлекс условный или безусловный?

2. Как возникает ощущение насыщения?

3. Как осуществляется гуморальная регуляция желудочного сокоотделения?

Задания

1. Почему многие врачи-диетологи советуют вставать из-за стола с лёгким чувством голода? Согласны ли вы с этой рекомендацией? Докажите свою точку зрения.

2. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте сообщение или презентацию о работах российского физиолога И. П. Павлова, посвященных изучению процессов пищеварения и его регуляции.

§ 35. Гигиена органов пищеварения. Предупреждение желудочно-кишечных инфекций

1. Как сохранить аппетит?

2. Чем и как питаться?

3. Как соблюдать правильный рацион?

4. Как предупредить отравление пищевыми продуктами?

5. Как уберечься от кишечных инфекций: ботулизма, сальмонеллёза, холеры, дизентерии?

Правила приёма пищи. Для полноценного усвоения питательных веществ необходимо, чтобы пища имела привлекательный вид, приятный запах и вкус. Такая пища вызывает аппетит и способствует выделению пищеварительных соков. Отделению пищеварительных соков способствует и постоянное время приёма пищи (условный рефлекс на время).

В начале еды полезно употреблять блюда, усиливающие сокоотделение, такие как салат, винегрет, бульон. Есть сладости не рекомендуется, так как они снижают аппетит. На пустой желудок вредно пить крепкий кофе и крепкий чай, поскольку содержащийся в них кофеин стимулирует отделение желудочного сока, что полезно лишь в случае, когда пища находится в желудке. Когда её там нет, желудочный сок может раздражать стенку желудка.

Пищу необходимо тщательно пережёвывать. Тогда она лучше пропитается слюной, и в желудок не попадут грубые частицы, которые могут раздражать, а то и повредить слизистую оболочку. Кроме того, при еде наспех ухудшается отделение пищеварительных соков. Во время еды вредно отвлекаться, заниматься посторонними делами.

Пища не должна быть слишком горячей (температура не выше 50 °С). В противном случае возможны ожоги пищевода и желудка, что может привести к хроническому их воспалению. Слизистую оболочку пищевода и желудка раздражают также горчица, перец, уксус, лук, если их употреблять в больших количествах. Содержащиеся в них вещества раздражающе действуют также на печень и почки.

Опасно для слизистой желудка и постоянное сухоядение, то есть питание преимущественно бутербродами – хлебом с маслом, сыром, колбасой без горячих блюд (супа, каши, варёных овощей).

В пище обязательно должны содержаться вещества, стимулирующие моторику кишечника. Они способствуют своевременному удалению непереваренных остатков пищи. Таким действием обладают ржаной хлеб, капуста, свёкла, морковь, салат, слива, а также молочные продукты (кефир, простокваша).

Последний приём пищи должен быть не позже чем за полтора часа до сна. В противном случае сон нарушается. Кроме того, еда на ночь способствует увеличению массы тела.

Кишечные инфекции и их предупреждение. Пища по возможности должна быть свежеприготовленной.

Недоброкачественная пища обычно приобретает неприятный вид, запах и цвет. Однако это происходит не всегда. Нередко заражённая микроорганизмами пища не утрачивает своих внешних качеств и потому представляет опасность. Именно поэтому на различных пищевых продуктах указывают срок годности. Необходимо всегда обращать на него внимание.

Следует проявлять осторожность с консервированными продуктами. Если консервная банка хотя бы немного вздута («бомбаж»), употреблять в пищу её содержимое нельзя. «Бомбаж» возникает из-за того, что при разложении содержимого банки бактериями гниения или брожения выделяются газы. Среди бактерий могут быть и смертельно опасные для человека виды, например бактерия ботулизма.

Возбудители ботулизма живут в почве, а также в кишечнике крупного рогатого скота, свиней, лошадей, грызунов, не вызывая у них заболеваний. Из почвы или вместе с навозом бактерии могут попасть на овощи, грибы и другие продукты. Бактерии, вызывающие ботулизм, могут заражать водоёмы и рыбу, находящуюся в них. Развиваются эти микробы при отсутствии воздуха (анаэробы), поэтому они легко выживают в наглухо закрытых сосудах: в консервных и герметически закрытых стеклянных банках. Споры бактерий чрезвычайно устойчивы. Они гибнут только после кипячения в течение нескольких часов. При консервировании в домашних условиях фруктов, грибов, рыбы и т. д. в плотно закрытом сосуде без доступа воздуха эти споры могут «прорасти» и дать начало новым бактериальным клеткам. Отравление наступает при попадании в организм ботулотоксина – сильнейшего яда, вырабатываемого этими бактериями.

Заболевание ботулизмом развивается обычно через 12–24 ч после приёма заражённой пищи. Иногда признаки отравления могут проявиться раньше или позже этого срока. Болезнь начинается с головной боли, тошноты, рвоты, болей в животе. Температура тела обычно не поднимается. Через 1–2 суток наступает расстройство зрения, может быть паралич шейных и дыхательных мышц, что ведёт к смерти.


Рис. 104. Возбудители сальмонеллёза – палочковидные бактерии сальмонеллы (микрофотография)

Другой опасной болезнью является сальмонеллёз (рис. 104). Наиболее часто заболевание происходит в летне-осеннее время. Источником инфекции чаще всего бывают домашняя птица, кошки, собаки, крупный и мелкий рогатый скот, а также больные люди и бактерионосители. Заражение бактерией сальмонеллой происходит обычно через заражённые продукты – яйца, мясо, молоко, молочные продукты.

Болезнь обычно начинается остро. Поднимается температура, возникают боли в животе, частый стул, тошнота и рвота. Болезнь длится несколько суток и очень ослабляет организм.

Очень опасна холера. Её возбудитель – холерный вибрион. Он хорошо сохраняется в воде, легко переносит холод, но плохо выдерживает нагревание. От хлорной извести или хлорамина вибрион погибает. Поэтому при угрозе эпидемии холеры рекомендуют тщательно кипятить воду, молоко, а перед едой споласкивать руки раствором хлорной извести или хлорамина, а потом тщательно мыть их чистой водой с мылом. Недопустимо мыть руки и ополаскивать овощи и фрукты водой, взятой из открытых водоёмов, так как они могут быть заражены вибрионом. Для мытья надо использовать только кипячёную воду. В местах, где выявлен больной холерой, объявляется карантин. Санитарные службы выясняют источники заражения, ставят предупредительные знаки, запрещающие купаться в водоёмах, где предполагается наличие холерного вибриона.

Холера обычно проявляется через 2–3 суток после заражения. Проникнув в тонкую кишку, холерные вибрионы начинают размножаться и выделять яды, которые вызывают сильный понос (диарею), нередко с примесью крови. Затем начинается обильная рвота. Всё это ведёт к потере организмом воды и минеральных солей. Возникает обезвоживание организма, опасное для жизни. Нарушается работа сердца и почек. Затем появляются судороги, одышка. Спасти больного можно только в больнице, где ему вводят антибиотики и лечебную жидкость, компенсирующую потерю воды.

Дизентерия – тоже весьма заразное и опасное заболевание. Ею можно заболеть, съев заражённую пищу, выпив воду из сомнительного источника или вымыв в нём посуду, овощи, руки. Дизентерийная палочка поражает толстую кишку. Переносчиками инфекции могут быть мухи.

Инкубационный период дизентерии длится 2–5 суток, после чего температура повышается до 38–39 °С, появляются боли в мышцах и суставах, головная боль и схваткообразные боли в левой половине живота. Стул учащается, иногда он имеет неудержимый характер, в нём появляется слизь, иногда кровь.

Гельминтозы. Гельминтозы – это заболевания человека, вызванные паразитическими червями (глистами). Наиболее часто человек заражается острицами, аскаридами, свиным и бычьим цепнями. В кишечнике человека глисты питаются готовыми питательными веществами и выделяют токсины, которые отравляют организм. При заражении глистами общее самочувствие человека резко ухудшается: человек быстро утомляется, у него возникает тошнота, рвота, боли в животе и головные боли. Паразиты очень плодовиты. Например, аскарида продуцирует более 200 тыс. яиц в сутки.

Заражённый глистами человек часто становится источником заражения для других людей. Для лечения глистных заболеваний надо обязательно обратиться к врачу.

Профилактика желудочно-кишечных инфекций. Возбудители кишечных инфекций и яйца паразитических червей в огромных количествах выходят из организма больных с непереваренными остатками пищи. Со сточными водами они могут попасть в колодцы и другие источники водоснабжения. Поэтому нельзя пить сырую воду из колодцев, рек, озёр.

Возбудители дизентерии, холеры и некоторых других кишечных заболеваний плохо переносят действие прямого солнечного света и высушивание. Они легко уничтожаются хлорной известью, карболовой кислотой и другими дезинфицирующими средствами.

Причиной распространения инфекционных кишечных заболеваний может стать неправильное хранение продуктов: сырое мясо, рыба, птица не должны находиться рядом с продуктами, употребляемыми в пищу без термической обработки (сыр, колбаса, варёное мясо и т. д.). Нельзя сырые продукты разделывать на тех же кухонных досках, что и овощи для салатов, хлеб, сыр, колбасу. Готовые и сырые продукты должны храниться раздельно.

Желудочно-кишечные инфекции нередко называют болезнями грязных рук. Возбудители инфекционных болезней попадают на вещи и продукты питания, с них – на руки, а с рук – в рот. Поэтому соблюдение правил личной гигиены – основная мера профилактики желудочно-кишечных инфекций.

При употреблении в пищу несвежих или недоброкачественных продуктов, ядовитых рыб, заплесневелого хлеба, ядовитых растений или грибов может возникнуть пищевое отравление.

Очень опасны отравления незнакомыми лекарствами или лекарственными препаратами с истёкшим сроком годности. Лекарственные препараты необходимо хранить в тех условиях, которые указаны на их упаковках. Нельзя пользоваться лекарствами, чей срок годности уже закончился.

При отравлении следует немедленно вызвать врача и оказать пострадавшему первую помощь. Для этого необходимо как можно быстрее удалить из желудка больного всё содержимое, то есть промыть желудок. Пострадавшему дают выпить как можно больше тёплой воды, а затем вызывают рвоту. Эту процедуру повторяют несколько раз, пока полностью не очистят желудок. При остановке дыхания или сердца необходимо срочно применить искусственное дыхание и непрямой массаж сердца (см. § 29).

БОТУЛИЗМ, САЛЬМОНЕЛЛЕЗ, ХОЛЕРА, ХОЛЕРНЫЙ ВИБРИОН, ДИАРЕЯ, ДИЗЕНТЕРИЯ, ДИЗЕНТЕРИЙНАЯ ПАЛОЧКА, ГЕЛЬМИНТОЗЫ, ПИЩЕВОЕ ОТРАВЛЕНИЕ.

Вопросы

1. Каковы правила приёма пищи?

2. Какое значение имеет кулинарная обработка пищи?

3. Салат, винегрет, мясные и овощные отвары усиливают сокоотделение гуморальным путём. Как это происходит?

4. Какое значение для пищеварения имеют такие продукты, как ржаной хлеб, капуста, салат?

5. По каким признакам можно судить о недоброкачественности пищевых продуктов?

6. Какие меры предосторожности помогут избежать заболевание ботулизмом?

7. В чём опасность сальмонеллёза?

8. Как уберечься от дизентерии и холеры?

Задания

1. Используя знания, полученные на уроках биологии в 7 классе, подготовьте сообщение или презентацию о паразитических червях из типов Плоские черви и Круглые черви. Чем опасны для человека эти паразиты?

2. Организуйте и проведите конкурс плакатов «Осторожно! Ядовитые грибы!».

3. Выясните, какие ядовитые растения встречаются в вашей местности. Вместе с одноклассниками сделайте информационный стенд об этих растениях.

4. Составьте памятку «Меры профилактики желудочно-кишечных инфекций».

Основные положения главы 8

Пища является строительным материалом и источником энергии. Её поступление необходимо для поддержания пластического и энергетического обмена. Но пищевые белки, жиры и углеводы не могут непосредственно стать частью нашего тела, поскольку из-за тканевой несовместимости они будут уничтожены иммунной системой. Необходима их предварительная переработка.

Превращение пищевых веществ в органах пищеварения

Пищеварение – это сложный ферментативный процесс, при котором сложные пищевые вещества путём физической и химической переработки превращаются в более простые органические вещества, которые поступают в кровь и участвуют в клеточном обмене.

Процессы пищеварения осуществляются органами пищеварительной системы. Пищеварительный тракт состоит из пищеварительного канала (ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки) и пищеварительных желёз (слюнных, желудочных, поджелудочной, кишечных и печени с желчным пузырём). В состав пищеварительных соков входят ферменты. Вещества, на которые они действуют, называют субстратом. Каждый фермент способен действовать на свой субстрат при определённых условиях (температура, кислотно-щелочное равновесие и др.).

Переваривание пищи происходит автоматически и не контролируется нашей волей. Оно регулируется безусловными и условными рефлексами, а также гуморальным путём. Всасывание питательных веществ осуществляется ворсинками тонкой кишки, а окончательное всасывание воды, минеральных солей и витаминов происходит в толстой кишке. Переваривание пищи частично осуществляют полезные микроорганизмы, находящиеся в кишечнике.

Попадание болезнетворных микроорганизмов в пищеварительный канал может вызвать ряд тяжёлых заболеваний, а недоброкачественная пища может стать причиной отравления. Для предупреждения отравлений и пищевых инфекций надо соблюдать правила гигиены.

Физиология пищеварения и обмена веществ

Процессы пищеварения и обмена веществ тесно взаимосвязаны. Это физиологически оправданно, так как пищеварение состоит а превращении питательных веществ, содержащихся в пище, в легкоусвояемые структуры, крайне необходимые для питания и обновления клеток и тканей организма человека. «Пища, которая не переваривается, съедает того, кто ее съел» (Абу-аль-Фарадж).

Система пищеварения состоит из ряда органов: пищевод, желудок, тонкая и толстая кишка, печень, желчевыделительная система, поджелудочная железа. Каждый из этих органов выполняет определенные функциональные обязанности, однако они действуют не изолированно друг от друга. Напротив, их функции тесно взаимосвязаны. В согласованной деятельности различных пищеварительных органов большую роль играют центральная и периферическая нервная система и разнообразные гормоны.

Процесс пищеварения начинается при виде пищи. Вкус, запах, вид, цвет приготовленной пищи рефлекторным путем стимулируют аппетит и выделение многих пищеварительных ферментов. Таким образом, большое значение приобретает высокое качество приготовленной пищи, хорошее ее оформление, сервировка стола. Система пищеварения действует как хорошо заведенные часы. Организм человека привыкает к определенным часам приемов пищи. Именно в эти часы выделяются пищеварительные соки, которые ожидают встречи с пищей. Поэтому пищу надо систематически принимать а одни и те же часы. Игнорирование этого правила способствуют развитию заболеваний органов пищеварения.

Пищеварение состоит из трех взаимосвязанных процессов: переваривание, всасывание пищевых веществ и выделение экскрементов. В регуляции этих процессов большое значение имеют различные гормоны и ферменты. В итоге обеспечивается конечная цель пищеварения — усвоение питательных веществ клетками и тканями организма человека.

Пищеварение начинается в ротовой полости, где неторопливое энергичное жевание обеспечивает измельчение пищи, способствует наступлению чувства насыщения, предупреждая переедание. Именно измельченная пища лучше пропитывается пищевыми соками и легче проходит по пищеводу. Слюна обволакивает пищевые комки, облегчая акт глотания. Фермент слюны амилаза расщепляет углеводы (крахмал). Поэтому становится попятным большое значение акта жевания в процессе пищеварения.

Роль желудка состоит в перемешивании пищи с желудочным соком и в порционном поступлении ее в топкую кишку. В течение суток выделяется около 2—2,5 л желудочного сока. Составными частями его являются соляная кислота, слизь, ферменты (пепсин, гастриксин и незначительное количество липазы). Соляная кислота обеспечивает активацию пепсиногена. Слизь защищает слизистую оболочку желудка от самопереваривания и способствует передвижению пищевой массы по кишечнику. Ферменты пепсин и гастриксин расщепляют белки, а липаза — частично жиры. В образовании желудочного сока большая роль принадлежит гормонам (гастрину, соматостатину, инсулину), биологическим аминам (гистамину, серотонину). Энергичными стимуляторами выделения гастрина являются алкоголь, кофе, мясные и рыбные бульоны, специи и пряности.

Основные задачи пищеварения решаются в тонкой кишке. Различают внутриполостное и пристеночное пищеварение. Внутри полостное пищеварение осуществляется благодаря воздействию желчи, кишечного сока и секрета поджелудочной железы. Желчь вырабатывается печенью, накапливаясь в желчном пузыре. Жиры, поступающие в кишечник, стимулируют выделение гормона холецистокинина, который вызывает сокращение желчного пузыря и поступление желчи в кишечник. Желчи принадлежит большая роль в переваривании жиров. Секреция сока поджелудочной железы регулируется секретином. Этот сок содержит разнообразные ферменты (трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза), которые активно участвуют в переваривании соответственно белков, жиров и углеводов. Поджелудочная железа выделяет до 1 л сока в сутки.

В сутки выделяется около 3 л кишечного сока, который содержит ряд ферментов. Слизистая оболочка топкой кишки, благодаря наличию складок, ворсинок и микроворсинок, образует огромную поверхность (около 500 м), на которой осуществляются ферментативные процессы и всасывание пищевых веществ. Установлено, что фермен-(ативное расщепление питательных веществ происходит преимущественно на поверхности ворсинок и микроворсинок, что понимается под пристеночным пищеварением (Уголев A.M., 1972). Здесь же происходит и всасывание пищевых веществ, которые поступают в лимфатические сосуды, кровь, а затем в печень, которую называют основной биохимической лабораторией организма. Именно в печени происходят важные биохимические процессы окончательной обработки питательных веществ, которые становятся пригодными для питания клеток и тканей.

Скорость всасывания в тонкой кишке обусловлена многими факторами (активность гормонов, эндокринных желез, нормальное состояние слизистой оболочки кишки, содержание питательных веществ в пище и др.). Например, рафинированные углеводы (сахар, кондитерские изделия) всасываются значительно быстрее, чем углеводы плодов, содержащие грубую клетчатку. Из непереваренных остатков пищи формируются каловые массы.

Важное значение в пищеварении играет микрофлора толстой кишки. Микрофлора (преимущественно бифидум и лактобактерии, кишечная палочка) регулирует иммуноморфологическое состояние кишечной стенки, завершает процессы кишечного пищеварения через брожение и гниение остатков непереваренной пищи, формирует каловые массы, синтезирует витамин К и некоторые витамины группы В.

Под усвояемостью пищи подразумевается степень использования се организмом человека. Усвояемость пищевых веществ зависит от характера пищевого рациона, способов кулинарной обработки, внешнего вида пищи и обстановки питания, вкусовых привычек, функционального состояния органов пищеварения. Так, растительная пища в связи с наличием в ней грубой клетчатки, усваивается хуже животной. Большое количество жиров в рационе затрудняет всасывание других пищевых веществ. Тепловая обработка продуктов повышает усвояемость. К числу трудно усвояемых продуктов относятся бобовые, теплый хлеб, блины и незрелые фрукты.

Под обменом веществ понимают определенную последовательность химических превращений поступающих в организм питательных веществ и выделение продуктов его жизнедеятельности во внешнюю среду. Благодаря обмену веществ происходит постоянное обновление организма. Обмен веществ является источником энергии для течения физиологических реакций в организме. Поступающие в виде пищи сложные соединения подвергаются химической обработке, состоящей из расщепления пищевых веществ (диссимиляция) и создания таких веществ, которые свойственны данному организму (ассимиляция). Оба процесса протекают одновременно и взаимосвязанно.

У человека расщепление пищевых веществ происходит в пищеварительном тракте под влиянием специальных ферментов. Часть расщепленных веществ идет на восстановление «изношенных» клеток и тканей, другая часть подвергается более глубокому расщеплению, в ходе которого выделяется энергия, необходимая для выполнения физиологических функций (сокращение мышц, нервные процессы и т. д.), и энергия для создания более сложных веществ из более простых (синтез белков, гормонов и т.д.). Наконец, третья часть расщепленных пищевых продуктов является источником веществ, которые откладываются в «запас» в специальных депо (сальник, подкожная клетчатка, печень, мышцы).

Работа органов пищеварения и эндокринных желез, от которых зависит обмен веществ, находится под контролем центральной нервной системы. Именно нервная система осуществляет регуляцию между поступлением веществ в организм человека и расходом их, а также перераспределением этих веществ в организме.

Лисовский В.А., Евсеев С.П., Голофеевский В.Ю., Мироненко А.Н.

Опубликовал Константин Моканов

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Обмен веществ между организмом и окружающей средой

Организм человека, как и все живые организмы, существует как открытая система. Организм выделяет такие вещества, как вода, углекислый газ, минеральные соли и др. Одновременно с этим происходит выделение энергии из организма: она рассеивается в пространстве в виде тепла. Организм — это устойчивая система, поэтому потеря вещества восполняется постоянным его поглощением из окружающей среды — в виде пищевых продуктов, воды, вдыхаемого кислорода. Таким образом, через тело человека постоянно идет поток вещества и заключенной в нём энергии. Этот непрерывный поток является одним из важнейших свойств живых организмов и называется обмен веществ и энергии, или метаболизм.

Питательные вещества, поступающие в организм, богаты энергией. Они преобразуются в организме в вещества, бедные энергией. Высвобождающаяся при этом энергия используется для нужд организма (для поддержания его активности, роста, развития и др.), а также рассеивается в виде тепловой энергии.

Обмен веществ и энергии непрерывно происходит и в пределах нашего организма. В разных органах обмен веществ идет с разной интенсивностью. Так, к концу месяца в печени не остается ни одного атома из тех, которые ее составляли вначале, все они заменяются на новые. Вот и подсчитайте, сколько раз печень обновлялась за прожитые вами годы. Эти процессы идут в каждой клетке, в клетку поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины. Часть этих веществ идет на рост и развитие, а часть органических веществ используется для биологического окисления и получения энергии для работы мышц, поддержания температуры тела, создания новых веществ, проведения нервных сигналов.

Белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с растительной и животной пищей, не могут быть усвоены в том виде, в каком они к нам поступили. Если в кровь человека попадут чужеродные белковые или другие крупные молекулы, они или погубят организм, или будут уничтожены его иммунной системой. Вот почему в органах пищеварения пищевые белки, жиры и сложные углеводы распадаются на составные части, из которых могут быть созданы другие белки, жиры и углеводы, свойственные данному организму и никакому другому.

В кишечнике под действием ферментов белки распадаются на аминокислоты, жиры – на глицерин и жирные кислоты, а сложные углеводы – на глюкозу и другие простые сахара. Пищевые аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, глюкоза всасываются ворсинками и транспортируются к клеткам.

Жизнедеятельность клеток осуществляется за счет энергии распада и окисления органических веществ. Для этого клеткам необходим кислород. Кровь доставляет его из органов дыхания, она же уносит продукты распада.

Переваривание пищи и доставка питательных веществ и кислорода к клеткам – это подготовительная, а удаление продуктов распада – заключительная стадия обмена. Основные же его стадии происходят в клетках.

Обмен веществ — это единый процесс, осуществляющийся на уровне целостного организма. Он складывается из процессов, происходящих в каждой отдельной клетке. Всё многообразие превращений веществ в организме происходит либо с освобождением энергии, либо с затратой энергии. Поэтому общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой:

  • пластический обмен, или анаболизм (греч. anabolē — подъём), или ассимиляция (лат. assimilatio — слияние, усвоение), — процессы синтеза веществ, которые требуют затрат энергии;
  • энергетический обмен, или катаболизм (греч. katabole — разрушение), или диссимиляция (лат. dissimilatio — разложение, отчуждение), — процессы расщепления веществ, которые протекают с выделением энергии.

Пластический обмен.  В переводе с греческого языка слово plastike означает "лепка из глины и других материалов". Этот образ был выбран биологами потому, что он довольно точно отражает существо дела. Поступающие в клетки питательные вещества можно сравнить с кирпичиками, из которых "лепятся" молекулы белков, жиров и углеводов, свойственные определенным клеткам человеческого тела. Они идут на строительство утраченных частей клеток, на создание новых клеток и межклеточного вещества. За счет пластического обмена происходят рост, деление и развитие каждой клетки и всего организма в целом.

Исходными веществами и источником энергии для реакций анаболизма в организме человека являются высокоэнергетические питательные вещества (белки, жиры, углеводы). В результате пластического обмена происходят постоянное самообновление, рост и развитие организма.

Энергетический обмен. Для создания новых веществ необходимо затрачивать энергию. Она добывается путем распада и окисления части органических веществ, поступающих в клетку.

Органические вещества создают растения, используя энергию солнечного света. Из воды и углекислого газа они получают глюкозу и выделяют кислород. Попав в клетки человеческого тела, глюкоза окисляется и распадается на воду и углекислый газ, а освободившаяся энергия используется для жизнедеятельности клетки: создания новых веществ, сокращения мышц, проведения нервного возбуждения. Примерно половина этой энергии превращается в тепловую и тратится на поддержание температуры тела. Чем больше человек тратит энергии, тем больше распадается органических веществ в его организме. Мы дышим более интенсивно, когда работаем, наш организм нуждается в большем количестве пищи, чтобы компенсировать свои энергетические траты и потерю органических веществ, подвергшихся биологическому окислению. Вот почему спортсмен после марафонского бега обычно теряет 2-3 кг массы тела.

Таким образом, процессы пластического и энергетического обмена веществ тесно взаимосвязаны и происходят одновременно. Это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в организме.

Различают подготовительную, клеточную и заключительную стадии обмена. На подготовительной стадии происходит переваривание пищи и доставка питательных веществ и кислорода к тканям и клеткам. На клеточной стадии в результате пластического обмена создаются новые клеточные белки, жиры и углеводы и структуры клетки и межклеточного вещества; в ходе энергетического обмена происходит аккумуляция энергии, которая потом используется для энергетических нужд организма (создание новых веществ, мышечное движение и др.). На заключительной стадии обмена продукты расщепления – углекислый газ, аммиак, мочевина, вода – попадают в кровь и выводятся из организма легкими и почками.

< Предыдущая страница "Заболевания органов пищеварения"

Следующая страница "Обмен белков" >

Пищеварительная система человека | Дистанционные уроки

14-Мар-2013 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Питание  — очень сложный, многоступенчатый процесс. И зависит от него тоже очень многое. Суть пищеварения — превращение питательных веществ в энергию, необходимую для жизнедеятельности организма.

 

 

 В организме человека пища перерабатывается как механически, так и химически.

 

Органы пищеварительной системы

 
Традиционно органы пищеварительной системы разделяют на 3 группы — по этапам обработки пищи:
 

  1. Механическая обработка — это органы до желудка: ротовая полость, глотка и пищевод;
  2. Химическая обработка — желудок, железы: печень и поджелудочная железа, тонкий и толстый кишечник;
  3. Органы выделения остатков пищеварения из системы.

 

пищеварительная система человека

 

 Пищеварение в ротовой полости

 

Пищеварение начинается уже с самой ротовой полости.

 

Механическое измельчение пищи осуществляется при помощи зубов, и ОЧЕНЬ важную роль играют слюнные железы.

 

Состав слюны:

 

  • слюна имеет щелочную среду, т.к. содержит соли щелочных металлов, т.о. воздействует на те бактерии, которые попадают в рот вместе с пищей;
  • около 90% — вода, слюна размягчает пищу;
  • ферменты -входят в состав слюны и расщепляют углеводы до мономеров. Активный фермент, расщепляющий углеводы — амилаза.

 
В ротовой полости начинается пищеварение, и начинается оно с расщепления углеводов.
 

Глотка и пищевод — за счет мышечных сокращений продвигают пищу вниз к желудку.

 

Желудок человека

 

 — полый мышечный орган, расположенный в левом подреберье.

 

В желудке пища подвергается интенсивному воздействию в первую очередь, желудочным соком.
Состав желудочного сока —  содержит в составе соляную кислоту — HCl. Как же такая мощная кислота не растворяет стенки желудка?

 

Изнутри этот орган пищеварительной системы выстлан достаточно толстой слизистой оболочкой. Она образует многочисленные складки, тем самым увеличивая площадь поверхности.

 
пищеварительная система человека
 

Вот так выглядят стенки желудка человека изнутри — огромное количество складок…

 

Если она по какой-либо причине истощается, то кислота начинает действовать разъедающе, и тогда это называют гастритом, который может перерасти в язву желудка.

 

Еще желудочный сок содержит ферменты.

 

Основные пищеварительные ферменты желудочного сока — пепсин и липаза.

 

В желудке расщепляются белковые и частично жировые составляющие пищи.

 

В желудке происходит всасывание полученных питательных веществ.

 

Тонкий кишечник человека

 

После желудка пища попадает в тонкий кишечник.  Там происходит основная часть пищеварения.

 

Жиры перевариваются именно в тонком кишечнике.

 

Тонкая кишка — самый длинный орган пищеварительной системы.

 

В самом начале тонкой кишки, сразу после желудка, есть отдел, который называется двенадцатиперстная кишка (ее длина равна толщине 12 пальцев человека).

 

В двенадцатиперстную кишку открываются общий жёлчный проток и проток поджелудочной железы.

 

Именно в двенадцатиперстной кишке и начинается процесс кишечного пищеварения. Другая важнейшая функция двенадцатиперстной кишки состоит в инициации и регулировании секреции панкреатических ферментов и желчи в зависимости от кислотности и химического состава поступающей в неё пищевой кашицы.

 

В тонком кишечнике толстый слой слизистой оболочки, плюс к этому есть еще огромное количество ворсинок кишечника — они всасывают питательные вещества.

 

микроворсинки кишечника

 

Интересно то, что в кишечнике человека есть организмы — симбионты. Их называют кишечной микрофлорой. 

 

Функций у бактерий очень много, суть в том, что если у человека эти бактерии каким-то образом погибают, то пищеварение человека практически сводится к нулю. Это грозит тяжелыми заболеваниями и вне пищеварительной системы.

 

Толстая кишка

 

Это самый конец пищеварительного тракта — здесь происходит всасывание воды и формирование каловой массы. Конец толстой кишки — прямая кишка, которая, в свою очередь, заканчивается анальным отверстием.

 

этапы пищеварения

 

Т.о., диссимиляция — энергетический обмен происходит в пищеварительной системе следующим образом:

 

  • углеводы расщепляются в ротовой полости,
  • белки расщепляются в желудке,
  • жиры расщепляются в желудке и в тонком кишечнике пищеварительной системы.

 

Пищеварительная система человека регулируется не только химическим путем — с помощью ферментов и гормонов, но и с помощью нервной системы. По сути, это комплексное воздействие — нервно-гуморальная регуляция.

 


  • в ЕГЭ это вопросы А15 и  А16 — системы органов человека
  • A17 — Внутренняя среда организма человека
  • A33 — Процессы жизнедеятельности организма человека
  • С5 — вопросы по анатомии
  • в ГИА — А9 — Анатомия и физиология человека

 

 
 
 

Еще на эту тему:

Обсуждение: "Пищеварительная система человека"

(Правила комментирования)

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о