ТРАКТА. ФИЗИОЛОГИЯ ГОЛОДА И НАСЫЩЕНИЯ.
Функции желудочно-кишечного тракта. Выше мы обсуждали в основном одну - пищеварительную функцию желудочно-кишечного тракта. Но ЖКТ выполняет и другие, очень важные для организма функции.
1. Пищеварительная функция - химическая и механическая обработка и всасывание питательных веществ.
2. Гомеостатическая функция - ЖКТ является одним из исполнительных органов важнейших гомеостатических функциональных систем - ФС питания, ФС подержания осмотического давления, ФС поддержания рН и др.
3. Защитные функции ЖКТ. Поступление пищевых веществ в ЖКТ следует рассматривать не только как способ восполнения энергетических и пластических веществ организма, но и как аллергическую и токсическую агрессию. Питание гетеротрофов связано в опасностью проникновения во внутреннюю среду различных антигенов и токсических веществ. Лишь благодаря сложной системе защиты, негативные стороны питания эффективно нейтрализуются. Функции эти следующие:
а) механическая защита от внедрения бактерий и инородных тел (роль слизистого барьера и пористого фуз-слоя в кишечнике). Механическая защита обусловлена несколькими механизмами. Во-первых, слизистая ЭКТ проницаема для молекул размером не >300-500 дальтон. Во-вторых, такие предмембранные структуры, как гликокаликс, состоящий их кислых нитевидных мукополисахаридов, образует своеобразный, толщиной до 100 нм, аналог молекулярного сита, которое отделяет мелкие молекулы от крупных. Молекулы, которые подвергаются гидролизу, утрачивают свои антигенные и токсические свойства.
б) иммунная защита - иммунный барьер из лимфоидных органов (миндалины, пейеровы бляшки, аппендикс, содержащие В лимфоциты, плазматические клетки в слизистой кишечника, численность которых достигает 400 тыс. на 1 куб. мм слизистой);
в) дезинтоксикационная функция (пищевые волокна, роль печени). Роль не утилизируемых фибриллярных структур пищи достаточно велика. Показано, что многие заболевания ЖКТ, а также дисбактериозы, нарушения функций печени, нарушения стероидного обмена, атеросклероз и др. обменные нарушения тесно связаны с доминированием в питании т.н. безбалластной пищи.
Сейчас ясно, что такие, ранее считавшиеся балластными вещества, как пищевые волокна, целлюлоза, лигнины и пр. являются важным и обязательным компонентом пищевого рациона, так как выполняют весьма важные функции.К ним относятся:
1. Обеспечение формирования гелеобразных структур, что играет существенную роль в опорожнении желудка.
2. Удерживают воду в полости ЖКТ.
3. Поверхность фибриллярных структур обладает сорбционными свойствами. В частности, они способны адсорбировать желчные кислоты, и, таким образом, влиять на их функцию и расщепление жиров.
4. Обладают катионообменными свойствами.
5. Обладают антиоксидантными свойствами.
6. Являются главными компонентами среды, в которой обитают кишечные бактерии и являются источником их пищи.
Все сказанное необходим учитывать в диететике и при составлении пищевых рационов различных организованных групп населения.
Мы рассмотрели основные функции пищеварительного аппарата. Все они, вся деятельность пищеварительного тракта направлена на осуществление одной цели - поддержание гомеостаза организма. Каково же его место в этом процессе?
На всех этапах развития учения о внутренней среде низменным остается представление о том, что обязательным условием поддержания жизнедеятельности организма является относительное постоянство концентрации питательных веществ (белков, жиров и углеводов), которые обеспечивают энергетические и пластические потребности организма.
Ясно, что постоянное удержание концентрации каждого из питательных веществ в достаточно узкой полосе значений возможно лишь в том случае, если в каждый данный момент времени скорость его поступления в кровь из ЖКТ и депо соответствует скорости его расходования. По мнению К. Бернара, концентрация питательных веществ в крови удерживается на постоянном уровне за счет расходования ранее созданных резервов. О достаточности этих резервов свидетельствует тот факт, что даже при многодневном голодании грубых нарушений питательного гомеостаза не происходит.
Однако, в последние годы было показано, что источником срочно необходимых мономеров для организма являются не депо питательных веществ, а пищеварительный тракт.
Единственным источником питательных веществ, за счет которого поддерживается гомеостаз - экзогенное питание. Тем не менее кишечник никогда не имеет дело только с теми веществами, которые съедены. Внутренняя среда организма, которая должна быть относительно постоянна, начинается не с крови, а с кишечника. Содержимое кишечника (химус) достаточно постоянен в составе за счет добавления эндогенных продуктов (транссудация плазмы, соки и т.п. (речь идет о мономерном и полимерном составе).
Прием экзогенных продуктов периодичен. Голодная периодика возникает через 18 часов после приема пищи и сопровождается выбросом соков, эндогенных продуктов. Независимо от того, что поступает в кишечник сверху, постоянно в просвет кишки поступает до 40г протекающей по воротной вене плазмы. На 1г экзогенного Na приходится 9 г. эндогенного. 20 г. белка в сутки поступает в кишку из организма, липидов - в 6 раз больше, чем поступает с пищей.
Следовательно, в тонкой кишке наряду с потоком веществ в кровь постоянно существует и противоположный - из крови в полость кишечника. Для Na, Сl, N -содержащих веществ он преобладает в гастpодуоденальном отделе, что ведет к пополнению энтеpальной сpеды этими ингредиентами. В итоге химус становится относительно постоянным по составу и соотношению масс его основных ингредиентов. Показано, что соотношение свободных аминокислот при кормлении мясом, неполноценным белком и при безбелковом питании практически не меняется из-за эндогенного поступления белка в полость кишки.
Нарушение постоянства состава химуса, обусловленные длительным несбалансированным питанием или расстройством функций пищеварительных органов, вызывают расстройства обменных процессов, ведут к нарушению постоянства состава внутренней среды и в конечном итоге к гибели организма.
Результатом гомеостатирования содержимого кишечника является стабилизация скорости всасывания нутриентов. Химус кишечника становится основным депо мономеров, особенно глюкозы и аминокислот. Если возникает сигнал о сдвиге гомеостаза ниже середины полосы рассогласования, возникает стимул для увеличения всасывания, и эти мономеры быстро поступают из депо. Одновременно возникает чувство голода как сигнал, что надо пополнить запасы химуса.
Представьте, что у вас в банке есть определенный денежный вклад, который может быть источником средств для подержания постоянной суммы денег в вашем кармане, необходимых для ежедневных затрат. Однако, если вы получаете стипендию или зарплату достаточно регулярно, вам нет нужды трогать свой вклад в банке. Желудочно-кишечный тракт играет роль зарплаты при наличии вклада в сберкассе (депо гликогена, жира и т.п.).
Физиология голода и насыщения. Голод - субъективное выражение объективной пищевой потребности. Биологическое значение чувства голода состоит в том, что он направляет животного и человека на активный поиск и потребление пищи.
Субъективно голод проявляется в форме жжения, давления и болей в эпигастральной области, иногда тошнотой, легким головокружением. Эмоциональное ощущение голода связано с деятельностью лимбических структур, а также коры больших полушарий. Ощущение голода сопровождается голодной периодикой ЖКТ.
Субъективные и объективные проявления голода связаны с возбуждением пищевого центра, нейроны которого расположены на разных этажах нервной системы.
В латеральных ядрах гипоталамуса представлен центр голода, а в висцеро-медиальных его ядрах - центр насыщения. Между ними существуют реципрокные отношения.
Чувство голода с нарушением гомеостаза питательных веществ в крови не связано, оно возникает раньше, чем появляется биохимический сдвиг, обычно уже при запустевании желудка. Ощущение голода формирует мотивацию для осуществления адекватного пищедобывательного поведения.
Функциональная система питания (ФСП). Схема функциональной системы питания представлена на таблице. Ее полезным результатом является концентрация питательных веществ в крови. Предконечными результатами являются состав химуса и степень наполнения желудка. В случае отклонения этих параметров от их нормального значения включаются разные исполнительные механизмы - всасывание из ЖКТ, обменные синтетические или десинтетические процессы в депо, пищевое поведение. В последнем случае ФСП становится доминантной и для ее оптимального функционирования работают все другие системы организма - и кровообращение, дыхание, мышечные системы и весь организм в целом.
Информация о состоянии физиологического голода доставляется в гипоталамус прежде всего по нервным путям с рецепторов желудка. Гипоталамус при получении такого сигнала активирует:
1) пищеварительный аппарат и другие висцеральные системы обеспечения обмена и деятельности организма, необходимые для гидролиза и усвоения веществ и повышения их всасывания;
2) над гипоталамические структуры мозга, участвующие в формировании и осуществлении пищевого поведения;
3) ферментные системы и механизмы обмена веществ в депо и тканях, изменяющих направление обмена в сторону отдачи питательных веществ в кровь.
Кроме нервного канала получения информации, гипоталамус реагирует и на т.н. "голодную кровь", т.е. на снижение концентрации питательных веществ в крови, притекающей к мозгу. Правда, такое снижение наблюдается очень редко, лишь при длительном голодании, когда мономерный состав химуса существенно меняется и ни всасывание из ЖТ, ни депо не могут обеспечить нормальную концентрацию питательных веществ в крови.
