Пищеварение в ротовой полости

     Вариант 17

1. Пищеварение в ротовой полости. Состав слюны, ее роль в пищеварении. Регуляция слюноотделения

 

Механическая обработка  заключается в измельчении пищи, смачивании ее слюной и формировании пищевого комка. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне. В полость рта впадают протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушных, подчелюстных, подъязычных и множества мелких желез, находящихся на поверхности языка и в слизистой оболочке неба и щек. Околоушные железы и железы, расположенные на боковых поверхностях языка, — серозные (белковые). Их секрет содержит много воды, белка и солей. Железы, расположенные на корне языка, твердом и мягком небе, относятся к слизистым слюнным железам, секрет которых содержит много муцина. Подчелюстные и подъязычные железы являются смешанными.  
Слюна, находящаяся в ротовой полости, является смешанной. Ее рН равна 6,8–7,4. У взрослого человека за сутки образуется 0,5–2 л слюны. Она состоит из 99% воды и 1% сухого остатка. Сухой остаток представлен органическими и неорганическими веществами. Среди неорганических веществ — анионы хлоридов, бикарбонатов, сульфатов, фосфатов; катионы натрия, калия, кальция магния, а также микроэлементы: железо, медь, никель и др. Органические вещества слюны представлены в основном белками. Белковое слизистое вещество муцин склеивает отдельные частицы пищи и формирует пищевой комок. Основными ферментами слюны являются амилаза и мальтаза, которые действуют только в слабощелочной среде. Амилаза расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до мальтозы (дисахарида). Мальтаза действует на мальтозу и расщепляет ее до глюкозы.  
В слюне в небольших количествах обнаружены также и другие ферменты: гидролазы, оксиредуктазы, трансферазы, протеазы, пептидазы, кислая и щелочная фосфатазы. В слюне содержится белковое вещество лизоцим (мурамидаза), обладающее бактерицидным действием.  
Пища находится в полости рта всего около 15 секунд, поэтому здесь не происходит полного расщепления крахмала. Но пищеварение в ротовой полости имеет очень большое значение, так как является пусковым механизмом для функционирования желудочно-кишечного тракта и дальнейшего расщепления пищи.  
Слюна выполняет указанные ниже функции. Пищеварительная функция — о ней было сказано выше.  
Экскреторная функция. В составе слюны могут выделяться некоторые продукты обмена, такие как мочевина, мочевая кислота, лекарственные вещества (хинин, стрихнин), а также вещества, поступившие в организм (соли ртути, свинца, алкоголь).  
Защитная функция. Слюна обладает бактерицидным действием благодаря содержанию лизоцима. Муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи. В слюне находится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от патогенной микрофлоры. В слюне обнаружены вещества, относящиеся к системе свертывания крови: факторы свертывания крови, обеспечивающие местный гемостаз; вещества, препятствующие свертыванию крови и обладающие фибринолитической активностью; вещество, стабилизирующее фибрин. Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания.  
Трофическая функция. Слюна является источником кальция, фосфора, цинка для формирования эмали зуба.  
При поступлении пищи в ротовую полость происходит раздражение механо-, термо- и хеморецепторов слизистой оболочки. Возбуждение от этих рецепторов по чувствительным волокнам язычного (ветвь тройничного нерва) и языкоглоточного нервов, барабанной струны (ветвь лицевого нерва) и верхнегортанного нерва (ветвь блуждающего нерва) поступает в центр слюноотделения в продолговатом мозге. От слюноотделительного центра по эфферентным волокнам возбуждение доходит до слюнных желез и железы начинают выделять слюну. Эфферентный путь представлен парасимпатическими и симпатическими волокнами. Парасимпатическая иннервация слюнных желез осуществляется волокнами языкоглоточного нерва и барабанной струны, симпатическая иннервация — волокнами, отходящими от верхнего шейного симпатического узла. Тела преганглионарных нейронов находятся в боковых рогах спинного мозга на уровне II-IV грудных сегментов. Ацетилхолин, выделяющийся при раздражении парасимпатических волокон, иннервирующих слюнные железы, приводит к отделению большого количества жидкой слюны, которая содержит много солей и мало органических веществ. Норадреналин, выделяющийся при раздражении симпатических волокон, вызывает отделение небольшого количества густой, вязкой слюны, которая содержит мало солей и много органических веществ. Такое же действие оказывает адреналин. Субстанция Р стимулирует секрецию слюны. СО2 усиливает слюнообразование. Болевые раздражения, отрицательные эмоции, умственное напряжение тормозят секрецию слюны.  
Слюноотделение осуществляется не только с помощью безусловных, но и условных рефлексов. Вид и запах пищи, звуки, связанные с приготовлением пищи, а также другие раздражители, если они раньше совпадали с приемом пищи, разговор и воспоминание о пище вызывают условно-рефлекторное слюноотделение.  
 
Качество и количество отделяемой слюны зависят от особенностей пищевого рациона. Например, при приеме воды слюна почти не отделяется. В слюне, выделяющейся на пищевые вещества, содержится значительное количество ферментов, она богата муцином. При попадании в ротовую полость несъедобных, отвергаемых веществ выделяется жидкая и обильная слюна, бедная органическими соединениями.

2. Состав  и свойства пищевых волокон, значение их в питании

 

Пищевые волокна (неусвояемые неперевариваемые углеводы, клетчатка, балластные вещества) - представляют собой вещества различной химической природы (все они являются полимерами моносахаридов и их производных), которые не расщепляются в тонкой кишке, а подвергаются бактериальной ферментации в толстой кишке.

Пищевые волокна  поступают в организм человека с  растительной пищей.

Названия "клетчатка" или "пищевые волокна" общеупотребимы, но в определенной мере являются ошибочным, поскольку материал, обозначаемый этим словом, не всегда имеет волокнистое строение, а некоторые виды неперевариваемых углеводов (пектины и смолы) вполне могут растворяться в воде. Наиболее корректное название данной группы веществ - неперевариваемые углеводы, однако, в литературе чаще всего применим термин "пищевые волокна - ПВ".

Классификация неперевариваемых углеводов (пищевых волокон)

По физико-химическим свойствам неперевариваемые углеводы подразделяют на 2 вида: растворимые в воде (их также называют "мягкими" волокнами), и нерастворимые (их часто называют "грубыми" волокнами).- Растворимые пищевые волокна впитывают воду и формируют гель, понижают уровень холестерина и сахара в крови. К этим "мягким" волокнам относятся пектины, камеди, декстраны, слизи, некоторые фракции гемицеллюлозы.- Нерастворимые пищевые волокна  проходят через желудочно-кишечный тракт практически в неизмененном виде, адсорбируют большое количество воды, влияют на моторику кишки. К таким "грубым" волокнам относятся целлюлоза, лигнин и часть гемицеллюлозы.

Компоненты  пищи, относящиеся  к пищевым волокнам:

• Целлюлоза.

Целлюлоза представляет собой неразветвленный полимер  глюкозы, содержащий до 10 тысяч мономеров. Разные виды целлюлозы обладают разными  свойствами и различной растворимостью в воде.

Целлюлоза широко распространена в растительных тканях. Она входят в состав клеточных  оболочек и выполняют опорную  функцию.

Целлюлоза, так  же как крахмал и гликоген, является полимером глюкозы. Однако вследствие различий в пространственном расположении кислородного «мостика», соединяющего остатки глюкозы, крахмал легко  расщепляется в кишечнике, тогда  как целлюлоза не атакуется ферментом  поджелудочной железы - амилазой. Целлюлоза  принадлежит к числу чрезвычайно  распространенных в природе соединений. На ее долю приходится до 50 % углерода всех органических соединений биосферы.

• Гемицеллюлоза.

Гемицеллюлоза образована конденсацией пентозных и гексозных остатков, с которыми связаны остатки арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. В состав различных типов гемицеллюлоз входят разнообразные пентозы (ксилоза, арабиноза и др.) и гексозы (фруктоза, галактоза и др.).

Также как  и целлюлоза, разные типы гемицеллюлозы  обладают различными физико-химическими  свойствами.

Гемицеллюлозы - полисахариды клеточной оболочки, весьма обширный и разнообразный  класс растительных углеводов. Гемицеллюлоза  способна удерживать воду и связывать  катионы. Гемицеллюлоза преобладает  в зерновых продуктах, а в большей  части овощей и фруктов ее мало.

• Лигнин.

Лигнин является полимерным остатком древесины после  ее перколяционного гидролиза, который проводится с целью выделения целлюлозы и гемицеллюлозы.

Лигнины –  группа веществ безуглеводных клеточных оболочек. Лигнины состоят из полимеров ароматических спиртов. Лигнины сообщают структурную жесткость оболочке растительной клетки, они обволакивают целлюлозу и гемицеллюлозу, способны ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами, поэтому наиболее насыщенные лигнином продукты (например, отруби) плохо перевариваются в кишечнике.

• Фитин.

К пищевым  волокнам также относят фитиновую  кислоту – вещество, сходное по строению с целлюлозой. Фитин содержится в семенах растений.

• Хитин.

Хитин – полисахарид, имеющий сходную с целлюлозой структуру. Из хитина состоят клеточные  стенки грибов и панцири раков, крабов и остальных членистоногих.

• Пектин.

Пектинами называют сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектин представляет собой полигалактуроновую кислоту, в которой часть карбоксильных  групп эстерифицирована с остатками метилового спирта.

Пектины - вещества, способные в присутствии органических кислот и сахара образовывать желе. Это свойство широко используется в  кондитерской промышленности. Пектины  входят в клеточный скелет ткани  фруктов и зеленых частей растений. Важны сорбирующие свойства пектинов – способность связывать и  выводить из организма холестерин, радионуклеиды, тяжелые металлы (свинец, ртуть, стронций, кадмий и др.) и канцерогенные вещества. Пектиновые вещества в заметных количествах находятся в продуктах, из которых можно сварить желе. Это слива, черная смородина, яблоки и другие фрукты. В них содержится около 1% пектина. Столько же пектина присутствует и в свекле.

• Камеди (гумми).

Гумми (камеди) являются разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция.

Камеди –  сложные неструктурированные полисахариды, не входящие в состав клеточной оболочки, растворимые в воде, обладающие вязкостью; они способны связывать в кишечнике  тяжелые металлы и холестерин.

• Слизи.

Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные арабиноксиланы.

Слизи, как  пектин и камеди, – это сложные  смеси гетерополисахаридов. Слизи широко представлены в растениях. Применяются в тех же случаях, что пектины и камеди. В пищевых продуктах наибольшее количество слизей содержатся в овсяной и перловой крупах и рисе. Слизей много в семенах льна и подорожника.

• Протопектины.

Протопектины - это пектиновые вещества, группа высокомолекулярных соединений, входящих в состав клеточных  стенок и межуточного вещества высших растений.

Протопектины  представляют собой особые нерастворимые  комплексы пектина с клетчаткой, гемицеллюлозой, ионами металлов. При  созревании фруктов и овощей, а  также при их тепловой обработке  эти комплексы разрушаются с  освобождением из протопектина свободного пектина, с чем связано происходящее при этом размягчение фруктов.

• Альгинаты.

Альгинаты - соли альгиновых кислот, в большом количестве содержащихся в бурых водорослях, молекула которых представлена полимером полиуроновых кислот.

Биологическая роль неперевариваемых углеводов (пищевых волокон) и их метаболизм

Метаболизм  пищевых волокон

В соответствии с теорией сбалансированного  питания в желудочно-кишечном тракте происходит разделение пищевых веществ  на нутриенты и балласт. Полезные вещества расщепляются и всасываются, а балластные вещества выбрасываются из организма. Однако, по-видимому, в ходе естественной эволюции питание сформировалось таким образом, что становятся полезными не только утилизируемые, но и неутилизируемые компоненты пищи. В частности, это касается таких неутилизируемых балластных веществ, как пищевые волокна.

Пищевые волокна  не являются источниками энергии. У  человека они могут только частично расщепляться в толстой кишке  под действием микроорганизмов. Так целлюлоза расщепляется на 30-40%, гемицеллюлоза - на 60-84%, пектиновые вещества - на 35%. Практически всю освобождающуюся  при этом энергию бактерии кишечника  используют на собственные нужды. Большая часть моносахаридов, образующихся при разложении пищевых волокон,  превращается в летучие жирные кислоты (пропионовую, масляную и уксусную) и газы, необходимые для регуляции функции толстой кишки (водород, метан и др.).

Эти вещества могут  частично всасываться через стенки кишечника, но в организм человека поступает  лишь около 1% питательных веществ, образованных при расщеплении пищевых волокон. В энергетическом обмене эта доля ничтожна, и обычно этой энергией пренебрегают при изучении энергозатрат и калорийности рационов. Лигнин, которого довольно много в клеточных оболочках растительных продуктов, в организме человека совершенно не расщепляется и не усваивается.

Функции пищевых волокон  в организме человека

Функции пищевых  волокон в организме человека разнообразны и многогранны.

Пищевые волокна  отличаются по составу и по своим  свойствам. Разные виды ПВ выполняют  разные функции.

• Растворимые волокна лучше выводят тяжелые металлы, токсичные вещества, радиоизотопы, холестерин.
• Нерастворимые волокна лучше удерживают воду, способствуя формированию мягкой эластичной массы в кишечнике и улучшая ее выведение.
• Целлюлоза абсорбирует воду, помогает вывести из организма токсины и шлаки и регулировать уровень глюкозы.
• Лигнин помогает удалять холестерин и желчные кислоты, находящиеся в желудочно-кишечном тракте.
• Камедь и гуммиарабик растворяются в воде, создавая чувство сытости.
• Пектин предотвращает попадание в кровь избыточного холестерина и желчных кислот.

Биологические свойства пищевых  волокон

• ПВ начинают действовать еще во рту: пока мы пережевываем пищу, богатую клетчаткой, стимулируется  слюноотделение, что способствует перевариванию  пищи. Пищу с клетчаткой мы вынуждены  пережевывать долго, и сформировавшаяся привычка тщательно пережевывать пищу улучшает работу желудка и очищает  зубы.
• Растительные волокна играют первостепенную роль в формировании каловых масс. Это обстоятельство, а также выраженное раздражающее действие клеточных оболочек на механорецепторы слизистой оболочки кишечника определяют их ведущую роль в стимуляции перистальтики кишечника и регуляции его моторной функции.

Балластные вещества удерживают воду в 5-30 раз больше собственного веса. Гемицеллюлоза, целлюлоза и  лигнин впитывают воду за счет заполнения пустых пространств их волокнистой  структуры. У неструктурированных  балластных веществ (пектин и др.) связывание воды происходит путем превращения  в гели. Таким образом, благодаря  увеличению массы кала и прямому  раздражающему действию на толстую  кишку, нарастает скорость кишечного  транзита и перистальтики, что способствует нормализации стула.