Лекция 2

1. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ. БАЗИСНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВАЖНЕЙШИХ ВИДАХ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ: БЕЛКИ, ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ.

О С Н О В Ы Ф И ЗИ О ЛО ГИ И
П И Щ ЕВА РЕН И Я .БА ЗИ С Н Ы Е
С В ЕД ЕН И Я О ВА Ж Н ЕЙ Ш И Х
В И Д А Х О Б М ЕН А В ЕЩ ЕСТВ :
Б ЕЛКИ ,Ж И РЫ ,УГЛЕВО Д Ы .

2.

Ф И ЗИ О ЛО ГИЯ ПИ ТА Н И Я
Ф изиология питания — наука, изучающая функциональные процессы,
связанные с питанием, определяющая потребность организма в пищевых
веществах и энергии, а также разрабатывающая основы рационализации
питания человека, адекватные состоянию здоровья при определенных
условиях существования. Физиология питания — часть нутрициологии.

3.

В И Д Ы ПИ Щ ЕВА РЕН И Я
Пищеварение делится на три типа: аутолитическое, симбионтное и собственное.
• При аутолитическом пищеварении переваривание пищевых объектов (ткани
животных, растения, микроорганизмы) осуществляется ферментами пищевых
продуктов.
При симбионтном пищеварении поставщиками пищеварительных ферментов
являются симбионты (бактерии, простейшие) макроорганизма. Симбионты
участвуют в переваривании целлюлозы, пектина, лигнина, хитина, кератина,
белков и липидов, осуществляют синтез пищевых веществ (витаминов
и незаменимых АК). При экзотрофии (утилизации пищи, поступающей извне)
и эндотрофии (утилизации веществ, содержащихся в депо или структурах
клеток и тканей самого организма) ассимиляция пищевых веществ происходит
в два этапа: первый — деградация, трансформация крупных молекул и их
комплексов до транспортируемых форм; второй — всасывание (перенос их во
внутреннюю среду организма).
• Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезируемыми
в клетках пищеварительных органов, и сводится, как мы уже говорили,
к внеклеточному
(полостному),
внутриклеточному и мембранному.
Регуляция
функций ЖКТ
осуществляется:
1) гормонами и физиологически активными пептидами;
2) сократительной активностью гладкомышечных клеток;
3) вегетативной нервной системой.

4.

Этапы пищеварения:
▶ измельчение пищи при жевании, смачивание ее слюной и начало полостного гидролиза
в ротовой полости, глотание и вход пищи в пищевод;
▶ поступление пищи из пищевода через кардиальный сфинктер в желудок и временное ее
депонирование; перемешивание, перетирание и измельчение пищи в желудке, гидролиз
белковых полимеров ферментами и денатурация белков соляной кислотой желудочного
сока;
▶ поступление пищи через привратник в двенадцатиперстную кишку и резкое изменение
рН (нейтрализация среды); перемешивание пищи с желчными кислотами и соком
поджелудочной железы; формирование химуса с участием кишечного секрета; гидролиз
пищи в просвете кишки панкреатическими ферментами (полостное пищеварение);
▶ ферментативное расщепление пищи в тонкой кишке, образование нутриентов, всасывание
и поступление их во внутреннюю среду организма;
▶ доставка нутриентов через портальную систему крови в печень, а через лимфатический
дренаж брюшной полости — непосредственно в системный кровоток;
▶ доставка нутриентов, окончательно обработанных в печени, в органы и ткани;
▶ транспорт нутриентов и их включение в энергетические и пластические процессы;
▶ окончательная обработка кишечного содержимого (химуса) в толстой кишке (частично с
участием кишечной микрофлоры), завершающее всасывание воды, натрия и хлоридов.

5.

Ротовая полость
В полости рта происходит измельчение пищи, смачивание слюной, анализ вкуса,
гидролиз некоторых нутриентов и формирование пищевого комка.
Пища во рту раздражает вкусовые, тактильные и температурные рецепторы,
сигналы от которых через нервные центры возбуждают секрецию слюнных,
желудочных желез, выход желчи в двенадцатиперстную кишку, изменяют
моторную активность желудка. Химическая переработка пищи (ферментативный
гидролиз) в ротовой полости обеспечивается за счет ферментов слюны. За
сутки выделяется от 0,5 до 2 л слюны. Слюна содержит ферменты: амилазу,
расщепляющую полисахариды, протеиназы, пептидазы, липазы, щелочную и кислую
фосфатазы, РНКазы, имеет бактерицидные свойства за счет лизоцима.
Ж евание — механическая и химическая обработка пищи, смачивание ее слюной и
формирование пищевого комка. Время пребывания пищи в ротовой полости — 15–
18 секунд.
Глотание — это нейромышечная реакция, которая может повторяться 600 раз (во
время еды, сна и др.) и состоит из продвижения пищевого комка к корню
языка; поступление его в пищевод; продвижение по пищеводу в желудок
(эзофагеальная фаза).

6.

Пищевод
Пищевод — мышечная трубка около 20 см, проводит пищу из глотки в желудок
(глотание) с помощью сокращений (перистальтика) и слизи. Нижний пищеводный
сфинктер — главный барьер между кислым содержимым желудка и щелочным
в просвете пищевода.
Ж елудок
Ж елудок играет роль в межуточном обмене веществ, поддержании постоянства рН
крови и кроветворении (фактор Касла). В нем происходит: депонирование пищи,
секреция желудочного сока, двигательная активность, необходимая для
перемешивания пищи с желудочным соком, порционная эвакуация содержимого
в кишечник, защитная (бактерицидная и бактериостатическая),
слизеобразование, продукция простагландинов и некоторых
гастроинтестинальных гормонов слизистой оболочки, всасывание. Клетки его
желез продуцируют слабощелочной желудочный сок, выделяют слизь. В сутки у
человека отделяется 1,5–2,5 л желудочного сока. Соляная кислота необходима
для расщепления белков пепсинами, участвует в антибактериальном действии
желудочного сока и регуляции деятельности ЖКТ. Она способствует переходу
пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку; участвует в регуляции секреции
желудочных и поджелудочной желез, активируя синтез и секрецию гастрина
и секретина; стимулирует синтез фермента энтев створаживании молока;
стимулирует моторную активность желудка. Пепсины синтезируются главными
клетками желудочных желез в виде неактивных предшественников —
пепсиногенов. Пепсин, гастриксин, пепсин С, желудочный катепсин, ренин
и химозин гидролизуют белки. Липаза расщепляет жиры молока на глицерин

7.

Тонкая кишка
Двенадцатиперстная кишка принимает кислое содержимое желудка, выделяет свои
секреты, изменяет рН химуса в щелочную сторону (рН 7,2– 8,0). При переходе в
нее порций кислого содержимого из желудка реакция дуоденального содержимого
также становится кислой, но нейтрализуется желчью, соком поджелудочной
железы, а также дуоденальных (бруннеровых) желез и кишечных крипт
(либеркюновы железы).
Пищеварение в тонкой кишке обеспечивает деполимеризацию пищевых веществ до
мономеров, которые всасываются в кровь и лимфу. Полостное и мембранное
пищеварение осуществляется ферментами, поступающими с соком поджелудочной
железы и кишечными ферментами (мембранными, или трансмембранными).
Под всасыванием понимаются процессы переноса компонентов пищи через
клеточные слои и межклеточные пути в кровь и лимфу. Главный орган
всасывания — тонкая кишка, хотя иногда это толстая кишка, желудок и даже
полость. до 8–9 л жидкости (2,5 л поступает с пищей и питьем, остальное —
Вротовая
ЖКТ всасывается
секреторная жидкость), а нутриенты всасываются после их ферментативной обработки
и деполимеризации в полости тонкой кишки и на ее поверхности за счет мембранного
пищеварения через 3–7 ч после приема пищи.

8.

Толстая кишка
Этот отдел ЖКТ выполняет функции:
• всасывательную — всасывание воды и электролитов из химуса и формирование
каловых масс; всасывание соединений, образующихся в результате активности
микрофлоры кишки: витаминов (К и группы В), продуктов гидролиза клетчатки;
• механическую — проталкивание содержимого кишки в дистальном направлении и
удаление его из организма;
• эндокринную — клетки диффузной эндокринной системы в эпителии кишки,
которые вырабатывают гормоны, обладающие локальным и системным действием;
• иммунную — это диффузная лимфоидная ткань в стенке кишки, одиночные
лимфатические узелки и их скопления в червеобразном отростке.
В толстой кишке реабсорбируются: глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты,
продуцируемые микробами кишечной полости, до 95% воды и электролиты, органические
соединения (полисахариды, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины и лигнины, то есть
углеводы, которые не расщепляются α-амилазой человека). Около 40–50% ПВ могут
расщепляться кишечными актериями и всасываться в толстой кишке. Количество
микроорганизмов в толстой кишке доходит до десятков миллиардов в 1 г содержимого.

9.

Поджелудочная железа
Поджелудочная железа является экзокринным (секретирующим) и эндокринным
(инкретирующим) органом, участвующим в пищеварении, регуляции обмена. Она
выделяет в сутки 1,5–2,5 л сока, который содержит ряд электролитов и солей,
а также пищеварительные ферменты.
Основная секреция начинается после попадания пищи и продуктов ее
переваривания в двенадцатиперстную кишку. Смешанная пища вызывает больший
секреторный ответ, чем отдельные продукты. Нейтральные жиры и продукты их
переваривания больше всего стимулируют продуцирующие ферменты клетки
поджелудочной железы.
Печень
Печень принимает активное участие в обмене макро- и микронутриентов, является их
депо. Глюкоза, другие моносахара, молочная кислота, продукты расщепления белков
и жиров, поступающие в печень, превращаются в ней в гликоген, который депонируется
в гепатоцитах. Жирорастворимые витамины всасываются в стенке кишечника в
присутствии желчных кислот печени. Она является депо железа,
меди и цинка. В печени образуется ХС, который является предшественником стероидных
гормонов, происходит расщепление и инактивация многих гормонов, работают компоненты
свертывающей и противосвертывающей систем крови, депонирует кровь, участвует в
теплопродукции.

10.

Ж елчный пузырь
Основными его функциями являются: концентрирование и депонирование желчи
между приемами пищи; эвакуация желчи посредством сокращения гладкомышечной
стенки желчного пузыря в ответ на стимуляцию холецистокинином; поддержание
гидростатического давления в желчных путях.
Ж елчь — продукт деятельности гепатоцитов, имеет сложный состав, способствует
нейтрализации кислого желудочного содержимого, поступающего в
двенадцатиперстную кишку, эмульгирует жиры, растворяет продукты их
гидролиза, активирует панкреатическую липазу, стимулирует желчеобразование,
желчевыделение, моторную и секреторную деятельность тонкой кишки, обладает
бактериостатическими свойствами, способствует всасыванию из кишечника
жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот и др.
За сутки образуется до 2 л желчи путем секреции ее компонентов (желчные
кислоты) гепатоцитами, активного и пассивного транспорта некоторых
Процесс образования желчи — желчеотделение (холерез), идет непрерывно, а
поступление желчи в двенадцатиперстную кишку — желчевыделение (холекинез),
периодически, в связи с приемом пищи. Натощак желчь в кишечник почти не
поступает, она направляется в желчный пузырь, емкость которого составляет
всего 50–60 мл, где концентрируется и несколько изменяет свой состав.

11.

О Б М ЕН БЕЛ КО В
Белки (протеины) — это основной «строительный материал» организма.
О сновные функции:
Структурная: Строительство мышц, кожи, волос, ногтей, внутренних органов.
Ф ерментативная: Все ферменты (ускорители реакций) — это белки.
Защитная: Антитела (иммунитет) — это белки.
Транспортная: Гемоглобин (переносит кислород) — это белок.
Белки могут быть разделены на простые (протеины), включающие в свой состав лишь полипептидные
цепи, и сложные (протеиды), в которых наряду с собственно полипептидной частью имеется также
небелковая часть, так называемая простетическая группа.
Процесс обмена:
Поступление: Белок попадает в желудок.
Расщепление: Под действием ферментов (пепсин, трипсин) в желудке и тонком кишечнике белок
разбирается на отдельные аминокислоты и короткие пептиды.
Всасывание: Аминокислоты всасываются в кровь через стенки тонкого кишечника.
Транспорт: Кровь разносит аминокислоты по всем клеткам.
Синтез: В клетках из этих «кирпичиков» (аминокислот) собираются собственные белки организма,
нужные именно сейчас (например, для роста мышц после тренировки или выработки ферментов для
пищеварения).
Распад: Отработанные или погибшие белки клеток также расщепляются. Азот, содержащийся в
аминокислотах, превращается в печени в мочевину и выводится почками с мочой.
Конечные продукты: Вода, углекислый газ, мочевина, аммиак (обезвреживается в печени).

12.

О Б М ЕН БЕЛ КО В
Недостаточное потребление белка нарушает обмен веществ, сдвигая его в сторону
преобладания распада собственных белков организма, вызывающего серьезные
структурные и функциональные нарушения. В первую очередь страдают органы и
ткани, характеризующиеся высокой скоростью обновления белков (кишечник и
кроветворные органы).
Для взрослого населения потребление белка дифференцировано: по возрасту, по
полу, по уровню ФА. Физиологическая потребность в белке для взрослого
населения варьирует от 65 до 117 г/сут для мужчин и от 58 до 87 г/сут для
женщин.
Можно выделить два уровня удовлетворения физиологических потребностей
человека в белке:
а) минимальный уровень потребления, обеспечивающий поддержание азотистого
баланса, - так называемый поддерживающий уровень;
б) оптимальный уровень потребления, обеспечивающий устойчивость взрослого
человека к действию различных физических и психических нагрузок, стресса,
неблагоприятных внешних факторов, а для детей - адекватный рост и развитие.
Избыточное поступление белков вызывает усиленную работу пищеварительного аппарата,
значительную активацию обмена АК и синтеза мочевины в печени, увеличивает нагрузку
на почки.

13.

О Б М ЕН Ж И РО В
Ж иры (липиды) — это основной «топливный резерв»
и источник для строительства клеточных мембран.
О сновные функции:
• Энергетическая: Запас энергии «на черный день».
• Теплоизоляция: Подкожно-жировая клетчатка сохраняет тепло.
• Защитная: Защита внутренних органов от ударов
• Структурная: Входят в состав мембран всех клеток
• Усвоение витаминов: Жиры необходимы для всасывания жирорастворимых витаминов (A, D, E,
K).
Процесс обмена:
Поступление: Жиры (триглицериды) попадают в рот, затем в желудок.
Расщепление: Основное расщепление происходит в двенадцатиперстной кишке под действием
фермента липазы и при участии желчи (вырабатывается печенью, хранится в желчном пузыре).
Желчь эмульгирует жиры (разбивает на мелкие капельки), чтобы липаза могла до них
добраться.
Всасывание: Жирные кислоты и глицерин всасываются в клетки стенки кишечника, где
собираются обратно в жиры, но уже в особые транспортные формы.
Транспорт: По лимфатической системе (а потом в крови) они переносятся к местам хранения
или использования.
Использование: В клетках жиры окисляются в митохондриях («энергостанциях») с выделением
энергии. Часть жиров откладывается «про запас» в жировой ткани.
Конечные продукты: Вода и углекислый газ.
Энергетическая ценность: 1 г жира дает 9 ккал — это самый энергоемкий источник.

14.

О Б М ЕН Ж И РО В
Адипоциты (клетки жировой ткани) выделяют десятки гормоноподобных веществ — адипокинов
(адипоцитокинов).
•Лептин: самый известный гормон жировой ткани. Он сигнализирует мозгу (гипоталамусу) о насыщении и
количестве запасенной энергии. Чем больше жира, тем больше лептина. Однако при ожирении часто
развивается лептинорезистентность: лептина много, но мозг его «не видит», и человек продолжает
чувствовать голод.
•Адипонектин: Уникальный гормон, повышающий чувствительность тканей к инсулину (снижает риск
диабета 2 типа) и обладающий противовоспалительным действием. Парадокс: чем меньше жира (у
здорового человека), тем выше уровень адипонектина. При ожирении его выработка падает.
•Резистин:
с развитием инсулинорезистентности
и воспалении.
Жиры, аСвязывают
точнее холестерин,
являются обязательным
предшественником для синтеза всех
стероидных гормонов.
Без жиров невозможна гормональная регуляция в принципе.
Из холестерина (молекула с липидной структурой) в надпочечниках, половых железах и
плаценте строятся:
Половые гормоны:
• Тестостерон (главный мужской гормон).
• Эстрогены и прогестерон (женские половые гормоны). Интересно, что часть
тестостерона в жировой ткани у мужчин и женщин превращается в эстрогены с помощью
фермента ароматазы.
Гормоны коры надпочечников:
• Кортизол (гормон стресса, регулирует обмен веществ и иммунитет).

15.

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Углеводы — это «быстрая энергия» организма.
О сновные функции:
• Энергетическая: Глюкоза — главный источник энергии для мозга и мышц.
• Запасающая: В печени и мышцах хранится в виде гликогена (животного крахмала).
• Структурная: Входят в состав ДНК и клеточных стенок растений (клетчатка).
Поступление: Сложные углеводы (каша, хлеб) и простые (сахар, фрукты).
Расщепление: Начинается во рту (фермент амилаза слюны), заканчивается в тонком кишечнике.
Сложные углеводы разбираются до простых сахаров, в основном до глюкозы. Клетчатка почти
не переваривается, но важна для перистальтики кишечника.
Всасывание: Глюкоза и другие моносахариды всасываются в кровь в тонком кишечнике.
Транспорт: С током крови глюкоза поступает в печень (через воротную вену).
Превращение:
• Часть глюкозы идет на текущие нужды клеток.
• Избыток под действием гормона инсулина превращается в печени в гликоген (запас).
• Когда запасы гликогена переполнены, избыток углеводов превращается в жиры
(липогенез).
•Конечные продукты: Вода и углекислый газ.
•Энергетическая ценность: 1 г углеводов дает примерно 4 ккал.

16.

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Классификация по химическому строению:
• Простые углеводы (Сахара): состоят из одной или двух молекул.
Имеют сладкий вкус, быстро расщепляются и резко повышают уровень глюкозы в крови.
Сложные углеводы (Полисахариды): состоят из длинных цепочек, включающих сотни и тысячи
молекул глюкозы. Расщепляются медленно, дают длительное чувство сытости и плавно повышают
сахар.
Крахмал: Основной источник энергии для человека. Содержится в крупах, макаронах,
хлебе, бобовых, картофеле, кукурузе.
Гликоген: Это животный крахмал. В пище его практически нет (в мясе его мало, так
как после забоя он разрушается). В организме человека гликоген откладывается в
печени и мышцах как резервное топливо.
Клетчатка (Пищевые волокна): Особый вид сложных углеводов. Организм человека не
переваривает ее (нет нужного фермента), но она жизненно необходима. Чтобы
считаться пищевым волокном, вещество должно соответствовать двум главным
критериям:
Устойчивость к перевариванию: Ферменты слюны, желудка и поджелудочной железы не
могут расщепить связи в молекулах клетчатки.
Подверженность ферментации: Хотя организм человека не переваривает клетчатку,

17.

БЛА ГО Д А РЮ ЗА ВН И М А Н И Е!