Учебное пособие по дисциплине «Биология и биоэкология»
Скачать 2.67 Mb.
|
| ГЛАВА III. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Питание — это приобретение энергии и материалов, необходимых для поддержания жизни. Оно обеспечивает две основные потребности живых организмов — потребность в энергии и потребность в строительных материалах, которые запасаются в виде химических соединений, называемых питательными веществами. Они могут быть органическими, такие как углеводы, липиды, белки и витамины, и неорганическими, такие как минеральные соли. Мы потребляем пищу, которая главным образом и содержит эти питательные вещества. В широком смысле диета — это режим питания человека (количество и качество потребляемой им пищи, а также соблюдение времени приема пищи). Питание – один из важнейших факторов связи человека с внешней средой. К приоритетным направлениям современной науки о питании относятся организация рационального сбалансированного питания, профилактика алиментарных заболеваний, связанных с дефицитом белка, микронутриентов, других незаменимых факторов питания; дальнейшее развитие и укрепление системы контроля и надзора за качеством и безопасностью продовольственного сырья и пищевых продуктов; повышение уровня знаний населения в вопросах здорового питания. 3.1. Пищеварение у человека Собственно питание основывается на процессе потребления пищи и ее переваривании организмом, всасывании питательных веществ и преобразовании их в вещества и энергию необходимые для организма. Переваривание и всасывание у человека происходит в пищеварительном или желудочно-кишечном тракте. Пищеварительный тракт человека делится на специализированные участки (отделы), каждый из которых играет определенную роль в общем процессе переваривания и всасывания. 3.1.1. Строение органов пищеварения Пищеварительная система начинается ротовой полостью, в которой находится 32 зуба: по четыре резца, два клыка, четыре малых и шесть больших коренных зубов в каждой челюсти. Каждый зуб состоит из твердого вещества — дентина, в состав которого входят коллагеновые волокна и основное вещество (70 % минеральных солей и 30 % органических веществ). В зубе различают один или несколько корней, погруженных в толщу кости челюсти, шейку, расположенную в деснах, и наружную часть — коронку. Коронка зуба покрыта очень твердой пленкой — зубной эмалью, которая защищает, зуб от стирания, разрушения и проникновения микробов. Органы пищеварения состоят из пищеварительного канала и крупных пищеварительных желез, открывающихся в него протоками. К этим железам относятся три пары слюнных желез (околоушные, подъязычные и подчелюстные), поджелудочная железа и печень. Кроме того, в слизистой-оболочке пищеварительного канала находится множество мелких желез. Пищеварительный канал представляет собой извитую трубку, длина которой у человека достигает 8—10 м. В ней различают такие части: полость рта, глотку, пищевод, желудок, тонкий кишечник, состоящий из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок, и толстый кишечник, который разделяют на слепую с червеобразным отростком (аппендиксом), ободочную, сигмовидную и прямую кишки. Последняя заканчивается заднепроходным отверстием. Желудок — это расширение пищеварительного тракта. В стенках желудка расположено три слоя гладких мышц, которые, сокращаясь или расслабляясь, изменяют его объем. Наружная, поверхность желудка покрыта соединительнотканной оболочкой, а внутренняя — слизистой оболочкой с большим количеством мелких желез, которые выделяют желудочный сок. Желудочные железы состоят из трех типов клеток, вырабатывающих разные компоненты сока: главные клетки секретируют ферменты, добавочные — слизь, а обкладочные — соляную кислоту. Слизистая оболочка желудка имеет много складок, что увеличивает ее поверхность и позволяет значительно растягивать желудок пищей без повреждения слизистой. Стенки всех отделов пищеварительного тракта состоят из трех слоев. Внутренний слой образует слизистую оболочку, в которой находится множестве мелких желез, выделяющих пищеварительные соки с ферментами и слизь. Средний слой образован гладкими мышцами, которые своими сокращениями продвигают пищу вдоль пищеварительной трубки. Такие волнообразные сокращения называются перистальтическими. Длительные нераспространяющиеся сокращения мускулатуры пищеварительного тракта (тонические) поддерживают относительно постоянное давление в желудке и кишечнике независимо от степени наполнения их пищей. Третий слой — серозная оболочка — покрывает пищеварительную трубку снаружи и, отделяет наружные поверхности всех органов башней полости друг от друга. • Что представляет собой питание человека? • Какими органами представлен пищеварительный тракт человека? • Какое строение имеют органы пищеварительного тракта? • Какую функцию выполняет каждый из органов желудочно-кишечного тракта? 3.1.2. Пищеварение в разных отделах пищеварительного тракта Пищеварение в ротовой полости. Здесь происходит механическая и частично химическая обработка пищи. Механическая обработка (измельчение) осуществляется с помощью зубов и языка. В процессе разжевывания пищи она смачивается слюной, выделяемой слюнными железами. Работу слюнных желез исследовал выдающийся русский физиолог И. П. Павлов, который разработал на животных фистульный метод. Фистула — искусственное соединение протока железы и полости пищеварительного органа с внешней средой. Операция наложения фистулы, слюнной железы состоит в выведении отверстия протока железы на наружную поверхность щеки. Эту операцию, как и операции наложения фистулы, на другие органы, выполняют на наркотизированных животных в стерильных условиях. После выздоровления животное может несколько месяцев или лет использоваться в опыте. Такой подход получил название хронического метода. Он также был внедрен в физиологию И. П. Павловым. Павлов Иван Петрович (1849—1936) — советский физиолог, последовательный материалист, создатель учения о высшей нервной деятельности. Академик АН СССР. Окончив Петербургский университет, а затем медико-хирургическую академию, И. П. Павлов всецело посвятил себя физиологии. В клинической лаборатории С. П. Боткина он провел ряд исследований по кровообращению, которые представил в докторской диссертации «Центробежные нервы сердца» (1883 г.). Большинство своих работ И. П. Павлов выполнил, в Институте экспериментальной медицины, где работал с 1890 г. до конца своих дней. Здесь он продел важные исследования по физиологии пищеварения, за которые в 1905 г. был удостоен Нобелевской премии. В этих работах И. П. Павлов широко использовал метод хронического эксперимента и доведенную им до совершенства хирургическую физиологию. Дальнейшие работы И. П. Павлова были посвящены изучению высшей нервной деятельности. Он создал учение об условных рефлексах, о типах нервной системы, о двух сигнальных системах, выдвинул теорию сна как разлитого коркового торможения. На XV Международном конгрессе физиологов в 1935 г. в Москве И. П. Павлов был признан «старейшиной физиологов мира». Полученная из фистулы слюнной железы слюна — слабощелочная жидкость, в состав которой входит небольшое количество,(0,5 %) минеральных солей и белков. Среди белковых веществ самое большое значение имеют ферменты птиалин, расщепляющий крахмал до сахара, мальтоза, расщепляющая дисахарид мальтозу до глюкозы, и слизистое вещество муцин, которое склеивает пищевую массу. Пища в полости рта пребывает недолго, поэтому птиалин не успевает полностью расщепить здесь крахмал — этот процесс продолжается в желудке. В слюне некоторых животных имеется также фермент лизоцим, расщепляющий клеточную оболочку некоторых бактерий. Поэтому зализывание раны собакой — это своеобразная дезинфекция раны с помощью лизоцима слюны. . Слюнные железы возбуждаются рефлекторно. Пища, попадая в рот, раздражает расположенные в слизистой оболочке рецепторы, и возбуждение от них поступает по центростремительным нервам к центру слюноотделения, расположенному в продолговатом мозге. Тем возбуждение переходит на центробежный нейрон, и поступает к слюнным железам. Последние начинают выделять слюну. Очень часто слюна у голодного животного или человека выделяется еще до того, как пища попадает в рот, только на вид или запах пищи. Это условнорефлекторное слюноотделение. Г л о т а н и е также рефлекторный акт. В нем принимают участие мышцы полости рта, глотки, гортани и пищевода. Когда комочек пережеванной и смоченной слюной пищи попадает на корень языка, - она раздражает рецепторы и происходит глотание: надгортанный хрящ опускается и закрывает гортань, а мягкое небо поднимается и закрывает вход в носоглотку. Пища из глотки поступает в пищевод. В момент глотания дыхание прекращается. Мышцы пищевода, сокращаясь по следовательно, проталкивают пищу в желудок. Пищеварение в желудке. Работу желудка, состав и свойства желудочного сока изучают с помощью фистулы желудка. Фистула желудка — это соединение полости желудка с внешней средой с помощью металлической или плексигласовой трубки с широкими бортиками, которыми она фиксируется изнутри желудка и снаружи брюшной стенки. У собаки с фистулой желудка чистый желудочный сок выделяется, когда та видит пищу или ощущает ее запах (условнорефлекторное соковыделение). Но в желудке животного пища смешивается с соком, и получить чистый желудочный сок уже невозможно. И. П. Павлов перерезал у собаки с фистулой желудка пищевод на шее и подшивал оба перерезанных его конца к коже, поэтому пища в желудок не попадала, а выпадала наружу. Раздражение рецепторов рта пищей вызывало выделение большого количества желудочного сока, который можно собирать через фистулу. Кормление животных с перерезанным пищеводом называется мнимым, кормлением, а выделение желудочного сока при этом является безусловнорефлекторным. Выделение желудочного сока не прекращается сразу после окончания мнимого кормления, а длится еще 1,5—2 ч. Желудочный сок — это жидкость, имеющая кислую реакцию благодаря наличию соляной кислоты. Кроме кислоты и минеральных солей желудочный сок содержит ряд ферментов, один из которых — пепсин — расщепляет белки на более простые соединения — пептиды и полипептиды. Два других фермента желудочного сока — химозин и липаза — гидролизуют питательные вещества молока — белок казеиноген и жиры. В желудке, как уже отмечалось, продолжается расщепление углеводов под влиянием птиалина слюны до тех пор, пока пищевая масса не пропитается кислым желудочным соком. Опыт с мнимым кормлением не может полностью воспроизвести условия и процессы в желудке в период пищеварения у нормального животного, потому что во время опыта пищи в желудке нет. Чтобы устранить этот недостаток И. П. Павлов предложил и разработал еще одну операций, которая состоит в том, что из дна желудка вырезается и сшивается маленький, или павловский, желудочек. Очень важно, чтобы при этой операции нервы и кровеносные сосуды, идущие к маленькому желудочку, не перерезались. При кормлении животного с маленьким желудочком пища попадает только в большой желудок и переваривается там, а в маленьком желудочке пищи нет, но сок выделяется так же, как и в большом желудке. Сок из желудочка собирают через фистулу и по его выделению наблюдают за работой всего желудка. Опытами на животных с павловским желудочком установлено, что желудочный сок выделяется не 1,5—2ч, как при мнимом кормлении, а значительно дольше - все время, пока пища находится в желудке (от 4 до 10 ч). Столь длительное соковыделение обусловлено веществами, образующимися при действии продуктов частичного расщепления пищи на слизистую оболочку желудка. Эти вещества, попадая в кровь, транспортируются ею к желудочным железам и стимулируют их работу. Химическое вещество, которое раздражает желудочные железы и продолжает их работу, образуется также в стенках двенадцатиперстной кишки, когда туда из желудка поступает пища. Все эти вещества называются гормонами пищеварительного тракта. К ним относятся гастрин, энтерогастрин, секретин и др. Таким образом, регуляция желудочного соковыделения состоит из двух фаз: нервной и гуморальной. Нервная фаза начинается раздражением зрительных и обонятельных рецепторов видом и запахом пищи (условнорефлекторное соковыделение). Когда пища попадает в рот и раздражает вкусовые рецепторы, происходит безусловнорефлекторное выделение желудочного сока. В ходе переваривания пищи в желудке образуются химические вещества, которые вызывают дальнейшее соковыделение (гуморальная фаза). При отсутствии нервной фазы гуморальная фаза и переваривание пищи, в желудке затруднены. Поэтому, И. П. Павлов назвал первую фазу аппетитным, запальным, сокоотделением. Частично переваренная пища благодаря сокращениям стенок желудка порциями переходит в кишечник, где продолжается, ее переваривание. Пищеварение в тонком кишечнике. В первый отдел кишечника — двенадцатиперстную кишку — открываются выводящие протоки поджелудочной железы и печени. Здесь происходит расщепление основной массы белков, жиров и углеводов. Работа поджелудочной железы детально изучена И. П. Павловым, который разработал операцию наложения фистулы этой железы: один из протоков железы выводится да наружную поверхность брюшной стенки и сок который выделяется, можно собирать и исследовать. Поджелудочный сок — жидкость со щелочной реакцией. В ее состав входят ферменты, расщепляющие все питательные вещества: трипсин расщепляет белки до пептидов и аминокислот липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза превращает крахмал в более простые молекулы вплоть до глюкозы. Трипсин выделяется поджелудочной железой в неактивной форме и активируется в полости кишечника имеющимся в кишечном соке ферментом энтерокиназой. Выделение поджелудочного сока регулируется нервной системой — через блуждающий нерв — и гуморальной — под влиянием соляной кислоты, вместе с пищей попадающей из желудка в двенадцатиперстную кишку. В ее стенках образуется гормон секретин, который с кровью транспортируется к поджелудочной железе и вызывает соковыделение. Поджелудочный сок выделяется только в процессе пищеварения. Печень вырабатывает желчь. Желчь образуется непрерывно и собирается в желчном пузыре. Во время пищеварения желчь из желчного пузыря, а также из печени поступает в двенадцатиперстную кишку. Ферменты в желчи отсутствуют, но роль ее в переваривании пищи очень велика. Желчь благодаря желчным кислотам эмульгирует жиры, что способствует расщеплению их липазой; она также активирует саму липазу, усиливает движения кишечника и всасывание, особенно жирорастворимых витаминов. Кроме того, печень играет значительную роль в задержке вредных веществ, которые из кишечника могли бы попасть в кровь (барьерная функция печени). Вся кровь от кишечника проходит через печень, где ядовитые вещества задерживаются, обезвреживаются и с желчью выводятся через кишечник наружу. В тонком кишечнике происходит всасывание переваренных питательных веществ. Всасывание — переход расщепленных питательных веществ из полости кишечника в кровь. Это сложный процесс, протекающий против градиента концентраций веществ и происходящий благодаря активной деятельности клеток кишечного эпителия. Если обмен веществ в этих клетках нарушить, то всасывание прекращается. Слизистая оболочка тонкого кишечника образует множество мелких выростов в просвет кишки — ворсинок. В каждой ворсинке есть кровеносные и лимфатические капилляры. Аминокислоты и глюкоза, пройдя через эпителий ворсинки в кровеносные капилляры, разносятся кровью по всему телу. В клетках тела из аминокислот синтезируются собственные белки, а большая часть глюкозы в виде гликогена откладывается в печени. Из глицерина и жирных кислот в эпителиальных клетках» ворсинок синтезируется жир, который в виде мельчайших капелек поступает в лимфатические капилляры, а оттуда вместе с лимфой в кровь. Пищеварение в толстом кишечнике. В толстые кишки попадают непереваренные остатки пищи, главным образом растительной, клетчатка которой не разрушается ферментами пищеварительного тракта. В толстом кишечнике очень много различных бактерий, часть которых играет важную роль в организме. Например, целлюлозобактерии расщепляют клетчатку и тем самым улучшают усвоение растительной пищи. Есть бактерии, которые синтезируют витамин К, необходимый для нормального функционирования системы свертывания крови. Благодаря этому человек, как правило, не нуждается в приеме витамина К извне. Кроме бактериального расщепления клетчатки в толстом кишечнике происходит всасывание большого количества воды, поступившей туда вместе с жидкой пищей и пищеварительными соками, завершается всасывание питательных веществ и происходит формирование каловых масс. Последние переходят в прямую кишку, а оттуда выводятся наружу через анальное отверстие. Открытие и закрытие заднепроходного сфинктера происходит рефлекторно. У человека и многих животных этот рефлекс находится под контролем коры головного мозга и на некоторое время может быть произвольно задержан. • Как осуществляется процесс пищеварения в разных отделах пищеварительного тракта? |
Похожие:
 | Программа курса основы общей экологии и рационального природпользования... Программа курса предназначена для студентов 4 курса биологического факультета по специальностям «биология» и«биоэкология» |  | Учебное пособие по дисциплине ен. 01 Математика составлено в соответствии... Учебное пособие предназначено студентам очной формы обучения. Данное пособие методические указания по выполнению самостоятельной... |
| Учебное пособие по дисциплине «Теория государства и права» Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по очной, заочной формам, в том числе с использованием дистанционных технологий... | | Учебное пособие по дисциплине «Основы экологии и охраны природы» Учебное пособие по дисциплине «Основы экологии и охраны природы» для студентов фармацевтического факультета (специальность 060103... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов 020400.... «Биология», профили ботаника, зоология, физиология, генетика, биоэкология; форма обучения – очная | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов 020400.... «Биология», профили ботаника, зоология, физиология, генетика, биоэкология; форма обучения – очная |
| Методические рекомендации по написанию и защите Биология; специальность 020201. 65 «Биология»; 020803. 65 «Биоэкология»; направление 020400. 68 «Биология» (магистратура) | | Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Биология» Г82 Физика природных явлений и процессов: Учеб пособие. — Балашов: Изд-во "Николаев", 2004. — 104 с |
| Основы педагогического мастерства Учебное пособие Учебное пособие к п н. Якушевой С. Д. предназначено для преподавателей и студентов (обучающихся по педагогическим специальностям... | | Учебное пособие Для специальности: 030501 Юриспруденция Ростов-на-Дону Учебное пособие «Теория конституционализма в России» составлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта... |
| Биология наука о жизни Учебное пособие разработано в соответствии с программой курса, а также требованиями образовательного стандарта России к учебной дисциплине... | | Учебное пособие для студентов технического отделения по дисциплине «Немецкий язык» Учебное пособие предназначено для студентов Омгкпт технического отделения специальностей 1705, 1706 |
| Учебное пособие М.: Руссобит-М, 2001. 1 Cd-rom математика. 5 класс.... | | Психология Учебное пособие Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения и обучающихся в сокращенные сроки |
| Учебное пособие Тамбов 2002 г. Авторы составители: Кузьмина Н. В,... Учебное пособие «Создание Web-сайтов» предназначено для слушателей курсов повышения квалификации на базе Тамбовского рц фио по программе... | | Учебное пособие по дисциплине «правоохранительные органы» Организация и проведение учебной практики студентов по направлению Юриспруденция. Учебно-методическое пособие. Псков: ПсковГУ, 2011.... |
