Принципы анатомического строения и функционирования системы пищеварения. Этапы пищеварительного процесса в различных отделах ЖКТ

1. Принципы анатомического строения и функционирования системы пищеварения. Этапы пищеварительного процесса в различных отделах ЖКТ

МАРОЧКОВ А. В.

2. Основные функции желудочно-кишечного тракта

Потребление
пищи
переваривание
продвижение по
ЖКТ
всасывание
секреция
реабсорбция
удаление
непереваренны
х остатков
Figure 21-1: Processes of the digestive system

3.

gland
Esophagus
Stomach
Small Intestine
Large Intestine

4. Основные части желудочно-кишечного тракта и их функция

Ротовая полость(язык, зубы, три пары слюнных желез) и глотка
(формирование пищевого комка + НАЧАЛО ПЕРЕВАРИВАНИЯ
УГЛЕВОДОВ)
Пищевод (скелетная мышца + гладкая мышца – транспортировка
пищевого комка)
Желудок (накопительная ф-ция и переваривание)
– Фундальная часть
– тело
– антральная часть
– пилорическая часть (лимитирует скорость продвижения
пищевого комка или химуса)
Тонкий кишечник (функции: переваривание, транспортировка,
всасывание)
Толстый кишечник (транспортировка, всасывание, реабсорбция,
формирование и выведение остатков пищи)

5. Слюнные железы

•Ротовая полость (язык, зубы, три пары слюнных желез) и глотка
(формирование пищевого комка + НАЧАЛО ПЕРЕВАРИВАНИЯ УГЛЕВОДОВ)
Зубы и язык
осуществляют
мехоническое измельчение
пищи и формирование
пищевого комка
Слюнные железы
Околоушные железы
Подчелюстные железы
Подъязычные железы
Протоки всех желез имеют выход в ротовую полость

6. Секрет слюнных желез

• Околоушные железы
•Прозрачный
•вода, серозная жидкость
• амилаза
• Подъязычные железы
• муцин
• высокая вязкость
•Подчелюсные железы
•Серозная жидкость
• муцин
17-15

7.

Основные функции слюны:
1.Смачивание измельченной пищи и
подготовка пищевого комка к
проглатыванию
2.Начальный гидролиз углеводов
амилазой слюны
3.Нейтрализация соляной кислоты,
которая может забрасываться из
желудка в пищевод

8. Клеточная структура слюнных желез

Клетки собраны в кластеры
Серозные клетки секретируют водную составляющую
слюны
Мукоидные клетки секретируют вязкую или слизистую
часть слюны – муцин (гликопротеид).

9.

Ацинарные клетки осуществляют продукцию фермента амилазы; Обкладочные
клетки продуцируют бикарбанат;

10.

Состав слюны:
Альфа-амилаза, муцин, бикорбанат, RNAказа, DNA-аза, пероксидаза, колликреин и
т.д. - объем 1,5 литра в день.
Значение рН – в отсутствие еды или мысли
о ней –(6 – 7); во время еды – (7-8)

11. Химия переваривания: углеводы

Углеводы пищи: растительного и животного
происхождения - крахмал, целлюлоза,
амилопектин, гликоген, сахароза, лактоза,
глюкоза, фруктоза
Ферменты, осуществляющие гидролиз
углеводов
– Амилаза – слюны и панкреатического сока
и ферменты пристеночного пищеварения.

12.

Автономная нервная система
Симпатическая часть АНС:
медиатор -норадреналин
EFFECTS
Парасимпатическая часть АНС:
медиатор - ацетилхолин (Ach)
ACTION
(+) secretion of saliva слюнные
железы
Cranial
nerves
Mid
brain
2 (-) vasodilation
(+) contraction
adrenaline
(+) secretion
gut wall,
sphincters
Adrenal
medulla
Spinal cord
1/2 (-) decrease motility
gut blood
vessels
EFFECTS
VII
Pons/
medulla
X
(+) vasoconstriction
ACTION
Salivary glands
(+) secretion of saliva
Gut wall
(+) increased
motility and tone
Gut sphincters
(-) reflex relaxation
Gut secretions
(+) e.g acid, enzymes
& electrolytes
Pancreas
(+) exocrine &
endocrine secretion
Rectum
(+) defaecation
IX

13.

Регуляция секреции амилазы

14. Глотательный рефлекс

1 фаза – произвольная
2 фаза – быстрая непроизвольная, длительностью менее 1 с, происходит с
рефлекторным торможением дыхания
3 фаза – медленная непроизвольная, длиться 5-10 с, осуществляется
перистальтическими движениями
стенки
пищевода
и перепадом давления
Figure 21-13:
The swallowing
reflex

15.

Механизм продвижения пищевого комка по
пищеводу
.
Normal
Barium
Swallow

16.

Механизм
продвижения
пищевого комка
по пищеводу
UES
(in primates)
LES, L
Vagal Inhibitory
Fibers
Vagal Excitatory
Fibers
Pressure
in LES
Регуляция
открытия
нижнего
сфинктора
пищевода

17.

18.

Фундальная часть желудка:
LES
1.нет электрической активности
гладких мышц стенки желудка
2.Медленные тонические
сокращения
3.Основная функция накопительная
Дистальная часть желудка:
1.Базальная электрическая
активность
2.Перистальтические
фазические сокращения
3.Начало переваривания
белков
4.Образование химуса и его
продвижение в тонкий
кишечник

19.

Перестальтическое продвижение
пищевого комка от фундальной части
к антральной части желудка
Механическая
активность
Электрическая
активность
2
3
4
5
Intracellular potential (mV)
1

20.

Механизм эвакуации химуса из желудка пропульсивно- ретропульсивное
перемещение химуса в антральной
части желудка
“качество” пищи
регулирует скорость
опустошения желудка
non-digestible spheres

21.

Figure 21-15: The mucus-bicarbonate barrier of the gastric mucosa

22.

Клеточная структура железы желудка
Gland
lumen
Поверхностные
эпителиальные клетки –
протективная
Proliferating cells
H+
Париетальные клетки
(обкладочные) секреция соляной
кислоты и интризинк фактора (у человека)
Энтерохромаффинподобные клетки (ECL) –
секреция гистамина
Чиф (главные) клетки –
секреция пепсиногена

23.

Экзокринные клетки
Эндокринные клетки
Секреция в проток железы
и желудка
Секреция в межклеточое
пространство или
кровоток
Мукоидные клетки (муцин)
G-клетки (гастрин)
Париетальные клетки клетки
(обкладочные) (HCl)
D-клетки (соматостатин)
Энтерохромаффинподоб
ные клетки (ECL)
Чиф (главные) (пепсиноген)
(гистамин)

24.

(HCl)-секретирующие париентальные или
главные клетки
Клетки в покое
Активные клетки

25.

Регуляция секреции соляной кислоты
Энтерохромаффиные
клетки
Gland
lumen
+
Гуморальная
регуляция
Гастрин (G клетки)
Ach
гистамин
+
H+
+
Parietal
cell
-
Chief
cell
D-cell
Нервная
регуляция
Паракринная
регуляция
соматостатин
noradrenaline,
+
CCK, VIP & CGRP

26.

Функция G-клеток
Protein/peptides/
Stomach
(antrum)
lumen
H+
amino acids
+
G-cell
+
D-cell
Gastrin
releasing
peptide
(GRP)
+
-
somatostatin
Stomach body
(corpus):
GASTRIN
ECL cell/
circulation
parietal cell

27.

28. Основные функции желудочной фазы

Накопительная
Ферментативный гидролиз белков и
частично жиров, образование химуса
– HCl – parietal cells (защитная роль –
нейтролизация бактерий & денатурация
белков)
– Lipase – chief cells (главные клетки)
– Pepsinogen – chief cells (главные клетки)
– Защита слизистой путем выделения
бикорбаната и муцина.

29. Химия пищеварения: белки

Белки (среднее
потребление –0,5-0,7
г/день/кг веса
ферментативный гидролиз
аминокислоты
Ферменты:
– эндопептидазы (гидролиз
пептидной связи между
аминокислотами)
– экзопептидазы (гидролиз
аминокислоты с
N(aminopeptidase), or C конца (carboxypeptidase)
Figure 21-7: Endopeptidases and exopeptidases

30.

Факторы, определяющие скорость
перехода химуса из желудка в 12-перстную
кишку:
1.скорость опорожнения желудка
2.скорость секреции панкреатического
сока
3.скорость опорожнения желчного пузыря
4.скорость транспорта по тонкому
кишечнику (кишечная перестальтика)

31. Основные части кишечника и их функция

Тонкий кишечник (переваривание + всасывание)
– Двеннадцатиперстная кишка (25cm)
– Тощая кишка
– Подвздошная кишка
Поджелудочная железа
Печень
Толстый кишечник (пропускает 1.5L химуса в день –
всасывание и абсорбция)
– Ободочная кишка (образование фекалий)
– Прямая кишка
Анус (произвольно контролируемый сфинктер – выведение
непереваренных остатков)

32. Гистология кишечной стенки

Стенка тонкого кишечника, так же как и
желудка состоит из 4 слоев:
– Слизистая оболочка (внутренний слой)
Эпителиальный слой (содержит желудочные железы , в
случае кишечника – щеточную кайму и крипты)
Соединительнотканный слой (lamina propria)
Мышечный слой (внутренний -muscularis mucosae)
– Подслизистый слой (средний)
– Мышечный слой (наружный слой)
– Серозная оболочка

33.

34. Функциональное значение выделения слизи для ЖКТ

Продуцируется специализированными
экзокринными клетками
– Слизистые клетки желудка
– Goblet клетки кишечника
Вязкий секрет
– гликопротеины =муцин
Функция – образование защитного слоя слизистой
– смазывающий, скользящий эффекты
Выделение слизи контролируется нервной
системой, нейропептидами энтеральной системы,
цитокинами иммуных клеток
При воспалении ЖКТ – секреция слизи возрастает

35. Типы перистальтических сокращений стенки ЖКТ

Тип сократительной активности
гладких мышц
Тонический– минуты, часы
Фазический – секунды
Типы сокращений стенки
ЖКТ
Перистальтическое
пропульсивное –
продвижение химуса по ЖКТ
– Сегментарное –
перемешивание
Figure 21-4: Contractions in the GI tract

36.

Автономная нервная система
Симпатическая часть АНС:
медиатор -норадреналин
EFFECTS
Парасимпатическая часть АНС:
медиатор - ацетилхолин (Ach)
ACTION
(+) secretion of saliva слюнные
железы
Cranial
nerves
Mid
brain
2 (-) vasodilation
(+) contraction
adrenaline
(+) secretion
gut wall,
sphincters
Adrenal
medulla
Spinal cord
1/2 (-) decrease motility
gut blood
vessels
EFFECTS
VII
Pons/
medulla
X
(+) vasoconstriction
ACTION
Salivary glands
(+) secretion of saliva
Gut wall
(+) increased
motility and tone
Gut sphincters
(-) reflex relaxation
Gut secretions
(+) e.g acid, enzymes
& electrolytes
Pancreas
(+) exocrine &
endocrine secretion
Rectum
(+) defaecation
IX

37.

Двойная иннервация со
стороны ВНС
Myenteric
Plexus
Submucosal
Plexus
Энтеральная нервная
система
ацетилхолин
норадреналин
медиаторы
Parasympathetic
nerves
Myenteric
Plexus
Submucosal
Plexus

38.

Энтеральная нервная
система
Myenteric plexus
Circular
muscle
Deep
muscular
plexus
Submucosal
plexus
Longitudinal
muscle
Submucosal
artery
MUCOSA
Muscularis mucosa

39. Рефлексы в желудочно-кищечном тракте

Афферентная часть дуги
рефлекса(afferent neurons)
Эфферентная часть дуги
рефлекса(efferent
neurons)
• вегетативные рефлексы
• “Цефалическая фаза”
• ваго-вагальный рефлекс-контроль
• через мысль, запах, вкус
стимулирует выделение H+
мышечного тонуса
• Боль
• дискомфорт, тошнота
• цито-протективные эффекты
• рефлекторный контроль кровотока
вегетативные рефлексы
• ваго-вагальные рефлексы
контролируют мышечный
тонус

40. Регуляция пищеварения:вегетативная и энтеральная нервная система, локальный контроль

Вегетативный рефлекс
– Может возбуждаться как внутри так и вне ЖКТ
– Рефлексы с других систем – либо болевые, либо
эмоциональные
Энтеральный рефлекс
– Подслизистые ганглии & myenteric ганглии
– Сокращение, секреция
ЖКТ белки
– Действуют как гормоны или паракрино (локально)
– ЖКТ рефлексы

41. Двеннадцатиперстная кишка

42. Особенности пищеварения в двеннадцатиперстной кишке

Определяет скорость опорожнения желудка
и силу сокращений его гладких мышц
(рефлекторно);
Нейтрализация рН, выделение желчи &
ферментов;
Секреция панкреатического сока;
Придвижение химуса в сторону тонкого
кишечника;

43. Печень

– Детоксикация/удаление:
алкоголя, лекарственных
средств и других
веществ
– Синтез
гликогена
витаминов (A, D, E,
K)
Fe и других ионов
холестерина
– Активация витамина D
- Фагоцитоз

44. Секреция и продукция желчи.

Желчь продуцируется гепатоцитами
– Компонентами желчи являютя:
Соли желчных кислот (= стероиды +
аминокислоты) Детергенты, способные
реагировать с водой и липидами путем
образования водорастворимых жирных частиц
Желчные пигменты (результат деградации
гемоглобина)
Холестерин
- Желчь концентрируется и депонируется в
желчном пузыре и освобождается из него при
сокращении
- Освобождение желчи стимулируется вагусом ,
секретином и холецистокинином

45. Процесс эмульгирования жиров и жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К) желчью

Figure 21-23: Bile salts

46. Поджелудочная железа

- Trypsinogen trypsin
(enterokinase from
duodenum). Chymotrypsinogen and
carboxypeptidase
chymotrypsin and active
carboxypeptidase).
Step 1 of protein digestion
- Pancreatic amylase Step 1
carbohydrate digestion
-
Pancreatic lipase step 1 lipid
digestion
- Bicarbonates ions from the
pancreatic juice help neutralize
the acidity of the chyme.

47. Строение эпителия тонкого кишечника (щеточная кайма)

Ворсинки и микроворсинки
Лимфатические сосуды
Артериальные и венозные сосуды
Связь с портальной системой печени
Хиломикроны (смесь жиров с холестерином)

48. Химия пищеварения: жиры

С пищей в организм поступают в основном
триглицериды. В небольшом количестве –
фосфолипиды и холестерин.
Небольшое количество жиров, растворенных в
масле подвергаются действию желудочной липазы
и всасываются в желудке.
Большему количеству жировых частиц для
ферментативной деградации, транспортировки и
всасывания необходима эммульгирование желчью.
Ферменты: липазы, колипазы&фосфолипазы
Триглицериды моноглицериды & свободные
жирные кислоты
Свободный холестерин, потребляемый с пищей –
всасывается прямым путем

49. Химия пищеварения: жиры

Figure 21-8: Fat digestion

50.

51. Химия пищеварения: углеводы

Figure 21-6: Carbohydrate digestion

52. Кишечная фаза деградации и всасывания углеводов

Гидролиз до простых сахаров
Всасывание/ транспорт
– Na+/ глюкоза или галактоза симпорт
(апикальная мембрана)
– фруктоза транспортируется GLUT5
(апикальная и базолатеральная мембраны)
– Транспорт глюкозы через
базолатеральную мембрану
транспортером GLUT2 в капилляр

53. Кишечная фаза деградации и всасывания белков

Гидролиз до три- дипептидов и
аминокислот;
Мембранный транспорт: H+, Na+
котранспорт (транспортеры САТ1, САТ2) и
трансцитоз через энтероцит, а затем в
капилляр;

54. Обмен ионов и воды в ЖКТ

ионы: H+, K+, Na+, HCO3-, Cl– Поступают из интестициальной жидкости в
просвет ЖКТ через апикальную и
базолатеральную мембраны эпителия
– Вода следует по осмотическому градиенту
– Транспортеры:
-активный
Na+/K+ ATPase
транспорт
+
+
H /K ATPase
Na+/K+/2Cl- симпорт,
- сопровождает
диффузию
Cl-/HCO3- антипорт
– Ионные каналы
Na+, K+, Cl- каналы

55. Обмен жидкости в ЖКТ: общий – 9 литров из них 5 литров из тканей и 2 литра p/os

Слюнные железыЭкзокринные
железы
Поджелудочная
железа
Эпителиальные
клетки ЖКТ
печень
–
–
–
–
вода
ферменты
муцин
ионы: H+, K+, Na+
HCO3-, Cl– Печеночные продукты
Figure 21-5: Daily mass balance in the digestive system

56. Всасывание в толстом кишечнике

Aldosterone!!
Figure 21-28: NaCl reabsorption by colonocytes

57. Секреция ионов в толстом кишечнике

Figure 21-29: NaCl secretion by colonic crypt cells

58. Основные функции толстого кишечника

Бактериальное ферментирование
Всасывание и секреция ионов
Реабсорбция воды 1.4 L/день
Дефекационный рефлекс и вывод
фекальных масс

59. Спасибо за внимание!