МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)
Естественно-гуманитарный факультет
Кафедра системного анализа и управления в медицинских системах
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Основы биологии и физиологии»
Тема «Физиологические особенности пищеварительной системы: строение, функции, заболевания»
Расчетно-пояснительная записка
Разработал студент 24.12.12 В.Л. Штодин
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Руководитель докт. мед. наук, доц. Е.А. Фурсова
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Члены комиссии _________________________________________
Подпись, дата Инициалы, фамилия
_________________________________________
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Нормоконтролер _________________________________________
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Защищена _______________________ Оценка ________________________________
дата
2012
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)
Кафедра системного анализа и управления в медицинских системах
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
по дисциплине «Основы биологии и физиологии»
Тема работы «Физиологические особенности пищеварительной системы: строение, функции, заболевания»
Студент группы Штодин Владислав Леонидович ч
Номер варианта 17
Технические условия: ПК класса IBM PC стандартной конфигурации с выходом в глобальную сеть Internet, текстовый процессор (Microsoft Word), программа создания презентаций (Microsoft Power Point)
Содержание и объем работы (графические работы, расчеты и прочее)
Курсовая работа состоит из страниц, содержит 3 иллюстрации______________
_______________________________________________________________________
Сроки выполнения этапов ________________________________________________
Срок защиты курсовой работы ____________________________________________
Руководитель докт. мед. наук, доц. Е.А. Фурсова
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Задание принял студент В.Л. Штодин
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Замечания руководителя
Содержание
Задание на курсовую работу 2
Замечания руководителя 3
Введение 6
1. Строение пищеварительной системы 7
1.1 Общий план строения пищеварительной системы 7
2 Физиология и функции пищеварительной системы 10
2.1 Функции и физиология ЖКТ 10
2.2 Типы пищеварения 11
2.2.1 Внутриклеточное пищеварение 11
2.2.2 Внеклеточное пищеварение 11
2.2.3 Пищеварение в полости рта 12
2.2.3.1 Функции слюны 14
2.2.3.2 Глотание 16
2.2.4 Пищеварение в желудке 17
2.2.4.1 Виды движения в желудке 18
2.2.4.2 Секреторная деятельность желудка. Состав и
свойства желудочного сока 18
2.2.5 Принципы регуляции процессов пищеварения 21
2.2.5.1 Общие принципы 21
2.2.5.2 Гормоны 21
2.4 Регуляция моторной и секреторной деятельности желудка 22
2.5 Пищеварение в тонком кишечнике 23
2.6 Пищеварение в толстой кишке 26
2.7 Всасывание жизненно необходимых веществ в различных
отделах пищеварительного тракта (реализация всасывательной функции) 29
2.8 Физиология и функции печени 32
2.9 Физиология и функции поджелудочной железы 35
3 Заболевания пищеварительной системы 38
3.1 Поражения брюшной полости 38
3.2 Поражения кишечника 41
3.3 Заболевания печени 42
3.4 Заболевания поджелудочной железы 43
Заключение 46
Список литературы 47
Введение
Жизнедеятельность организма человека возможна лишь при постоянном поступлении пищевых веществ, которые необходимы как источник энергии и как строительный материал для роста организма, для обновления клеток тканей.
Пищеварительная система человека на протяжении миллионов лет эволюции приспосабливалась к переработке и усвоению исключительно природных веществ, что и сказалось на особенностях ее строения, среды, пищеварительных ферментов, бактериальной флоры и т.д. Для каждого вида продуктов существует своя программа последовательного включения в работу отделов ЖКТ. В анатомо-физиологическом плане это выражается в относительной структурной обособленности каждого из отделов ЖКТ, обусловленной наличием на границе между ними своеобразных клапанов, или сфинктеров (см. рисунок 1). Именно благодаря им в каждом из отделов создается та оптимальная биохимическая среда, которая наиболее благоприятна для переваривания данных пищевых веществ.
Организм человека испытывает постоянную потребность в питательных веществах, к которым относятся: аминокислоты, моносахара, глицин и жирные кислоты. Источником питательных веществ являются различные продукты питания, состоящие из сложных белков, жиров и углеводов, которые в процессе пищеварения превращаются в более простые вещества, способные всасываться. Процесс расщепления сложных пищевых веществ под действием ферментов на простые химические соединения, которые всасываются, транспортируются к клеткам и используются ими, называется пищеварением. Последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться — называется пищеварительным конвейером. Пищеварительный конвейер — это сложный химический конвейер с выраженной преемственностью процессов переработки пищи во всех отделах. Пищеварение является главным компонентом функциональной системы питания. Все этапы пищеварительной цепочки происходят в пищеварительной системе, которая и будет рассмотрена в данной курсовой работе.
1 Строение пищеварительной системы
-
Общий план строения пищеварительной системы
В состав пищеварительной системы входят пищеварительный канал, поджелудочная железа и печень (общая схема представлена на рисунке 1). Пищеварительный канал (тракт) проходит через все тело; он начинается ротовой полостью и заканчивается отверстием прямой кишки — анальным отверстием.
Рисунок 1 – Схема пищеварительной системы человека
Внутри пищеварительный тракт выстлан слизистой оболочкой, образующей складки, что значительно увеличивает ее поверхность. Слизистая оболочка защищает внутреннюю среду организма от проникновения извне различных веществ, микроорганизмов, действия чужеродных факторов. Отдельные виды специализированных железистых клеток, расположенных в слизистой оболочке, образуют гидролитические ферменты, соляную кислоту и слизь.
Снаружи от слизистой оболочки находятся мышечные слои, обеспечивающие двигательную функцию органов пищеварения.
По всему пути прохождения пищи расположены многочисленные чувствительные воспринимающие (рецепторные) нервные образования, передающие информацию о качествах пищи в пищевой центр (в ЦНС). Здесь происходит тонкий анализ сигналов и трансформация их в эфферентные (центробежные) импульсы к соответствующим участкам пищеварительного тракта, в которых осуществляется данный этап переваривания или всасывания пищевых веществ.
В стенках пищеварительного тракта находятся скопления нервных клеток, которые регулируют его функции в значительной мере автономно, поскольку не всегда сигналы из органов пищеварения доходят до высших органов центральной нервной системы.
Начальный отдел пищеварительного тракта — ротовая полость — переходит в глотку, из которой пища поступает в пищевод, впадающий в желудок. Желудок соединен с тонким кишечником, верхняя часть которого называется двенадцатиперстной кишкой. В нее по протокам поступают сок поджелудочной железы и желчь из печени и желчного пузыря.
В дальнейших участках тонких кишок (тощей и подвздошной) заканчивается превращение пищевых веществ в усвояемые соединения, которые всасываются в кровь или лимфу. Все, что не переварилось или не успело
всосаться, переходит в толстый кишечник, где подвергается глубокому распаду под влиянием ферментов микроорганизмов с образованием ряда токсических веществ. В здоровом организме эти соединения почти не попадают во внутреннюю среду, а выделяются наружу через прямую кишку.
Кровь, оттекающая от желудочно-кишечного тракта, поступает через воротную вену в печень. Здесь воротная вена разветвляется в мельчайшую сеть капилляров, оплетающих каждую клетку печени, благодаря чему все вещества, которые всосались из желудочно-кишечного тракта, подвергаются «биохимическому контролю» — часть веществ задерживается (избыток моносахаридов в виде гликогена), токсические в основном обезвреживаются. Кровь, оттекающая от печени, имеет состав, отличный от поступающей в нее от желудочно-кишечного тракта.
Для поддержания обмена веществ и энергии и осуществления жизнедеятельности организма необходимо поступление из внешней среды органических и неорганических веществ. Содержащиеся в пище белки, жиры, углеводы и другие сложные органические вещества не могут быть усвоены организмом человека и животных без предварительной физико-химической обработки в желудочно-кишечном тракте, в результате которой происходит деполимеризация молекул питательных веществ. Комплекс процессов механической, физико-химической и химической обработки пищи, а также всасывание в пищеварительном тракте конечных продуктов гидролиза и называется пищеварением. Пищеварение осуществляется благодаря реализации функций пищеварительной системы (моторной, секреторной и всасывательной).
Рассмотрим их подробнее.
2 Физиология и функции пищеварительной системы
2.1 Функции желудочно-кишечного тракта
• Двигательная или моторная функция, осуществляется за счет мускулатуры пищеварительного аппарата и включает в себя процессы жевания в полости рта, глотания, перемещения пищи по пищеварительному тракту и удаление из организма непереваренных остатков.
• Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного сока, сока поджелудочной железы, кишечного сока, желчи. Эти соки содержат ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы на простые химические соединения. Минеральные соли, витамины, вода поступают в кровь в неизменном виде.
• Инкреторная функция связана с образованием в пищеварительном тракте некоторых гормонов, которые оказывают воздействие на процесс пищеварения. К таким гормонам относятся: гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин и многие другие гормоны, которые влияют на моторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта.
• Экскреторная функция пищеварительного тракта выражается в том, что пищеварительные железы выделяют в полость желудочно-кишечного тракта продукты обмена, например, аммиак, мочевину, соли тяжелых металлов, лекарственные вещества, которые затем удаляются из организма.
• Всасывательная функция. Всасывание — это проникновение различных веществ через стенку желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу. Всасыванию подвергаются в основном продукты гидролитического расщепления пищи — моносахара, жирные кислоты и глицерин, аминокислоты и др. В зависимости от локализации процесса пищеварения его делят на внутриклеточное и внеклеточное.
2.2 Типы пищеварения
2.2.1 Внутриклеточное пищеварение
Внутриклеточное пищеварение — это гидролиз пищевых веществ, которые попадают внутрь клетки в результате фагоцитоза (защитная функция организма, выражающаяся в захватывании и переваривании особыми клетками – фагоцитами посторонних частиц) или пиноцитоза (усваивание клетками воды и растворенных в ней веществ). В организме человека внутриклеточное пищеварение имеет место в лейкоцитах.
2.2.2 Внеклеточное пищеварение
Внеклеточное пищеварение делится на дистантное (полостное) и контактное (пристеночное, мембранное).
Дистантное (полостное) пищеварение характеризуется тем, что ферменты в составе пищеварительных секретов осуществляют гидролиз пищевых веществ в полостях желудочно-кишечного тракта. Дистантным оно называется потому, что сам процесс пищеварения осуществляется на значительном расстоянии от места образования ферментов.
Контактное (пристеночное, мембранное) пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране. Структуры, на которых фиксированы ферменты, представлены в тонком отделе кишечника гликокаликсом — сетевидным образованием из отростков мембраны - микроворсинок. Первоначально гидролиз пищевых веществ начинается в просвете тонкой кишки под влиянием ферментов поджелудочной железы. Затем образовавшиеся олигомеры гидролизуются ферментами поджелудочной железы. Непосредственно у мембраны гидролиз образовавшихся димеров производят фиксированные на ней собственно кишечные ферменты. Эти ферменты синтезируются в энтероцитах и переносятся на мембраны их микроворсинок.
Наличие в слизистой оболочке тонкой кишки складок, ворсинок, микроворсинок увеличивает внутреннюю поверхность кишки в 300-500 раз, что обеспечивает гидролиз и всасывание на огромной поверхности тонкой кишки.
2.2.3 Пищеварение в полости рта
Пищеварение в полости рта — это первое звено в сложной цепи процессов ферментативного расщепления пищевых веществ до мономеров. Пищеварительные функции полости рта включают в себя апробирование пищи на съедобность, механическую переработку пищи и частичную химическую ее обработку.
Моторная функция в полости рта начинается с акта жевания. Жевание — физиологический акт, который обеспечивает измельчение пищевых веществ, смачивание их слюной и формирование пищевого комка. Жевание обеспечивает качество механической обработки пищи в полости рта. Оно оказывает влияние на процесс пищеварения в других отделах пищеварительного тракта, изменяя их секреторную и моторную функции.
Одним из методов изучения функционального состояния жевательного аппарата является мастикациография — запись движений нижней челюсти при жевании.
Жевание представляет собой саморегуляторный процесс, в основе которого лежит функциональная система жевания. Полезным приспособительным результатом этой функциональной системы является пищевой комок, сформированный в процессе жевания и подготовленный для глотания. Функциональная система жевания формируется для каждого жевательного периода.
При поступлении пищи в полость рта происходит раздражение рецепторов слизистой оболочки.
Возбуждение от этих рецепторов по чувствительным волокнам язычного (ветвь тройничного нерва), языкоглоточного, барабанной струне (ветвь лицевого нерва) и верхнегортанного нерва (ветвь блуждающего нерва) поступает в чувствительные ядра этих нервов продолговатого мозга (ядро салитарного тракта и ядро тройничного нерва). Далее возбуждение по специфическому пути доходит до специфических ядер зрительных бугров, где происходит переключение возбуждения, после которого оно поступает в корковый отдел орального анализатора. Здесь на основе анализа и синтеза поступающих возбуждений принимается решение о съедобности поступивших в полость рта веществ.
Несъедобная пища отвергается (выплевывается), что является одной из важных защитных функций полости рта. Съедобная пища остается в полости рта и жевание продолжается. В этом случае к потоку информации от рецепторов присоединяется возбуждение от механорецепторов пародонта — опорного аппарата зуба.
Произвольное сокращение жевательных мышц обеспечивается участием коры больших полушарий головного мозга. В акте жевания и формировании пищевого комка обязательное участие принимает слюна. Слюна — это смесь секретов трех пар крупных слюнных желез и множества мелких железок, расположенных в слизистой оболочке полости рта. К секрету, выделяемому из выводных протоков слюнных желез, примешиваются эпителиальные клетки, частицы пищи, слизь, слюнные тельца (лейкоциты, лимфоциты), микроорганизмы. Такая слюна, смешанная с различными включениями, называется ротовой жидкостью. Состав ротовой жидкости изменяется в зависимости от характера пищи, состояния организма, а также под влиянием факторов внешней среды.
Секрет слюнных желез содержит около 99% воды и 1 % сухого остатка, в который входят анионы хлоридов, фосфатов, сульфатов, бикарбонатов, иодитов, бромидов, фторидов. В слюне содержатся катионы натрия, калия, кальция, магния, а также микроэлементы (железо, медь, никель и др.).
Органические вещества представлены в основном белками. В слюне имеются самые различные по происхождению белки в том числе и белковое слизистое вещество муцин. В слюне содержатся азотсодержащие компоненты: мочевина, аммиак и др.
2.2.3.1 Функции слюны
Пищеварительная функция слюны выражается в том, что она смачивает пищевой комок и подготавливает его к перевариванию и проглатыванию, а муцин слюны склеивает порцию пищи в самостоятельный комок. В слюне обнаружено свыше 50 ферментов.
Несмотря на то, что пища в полости рта находится короткое время - около 15 с, пищеварение в полости рта имеет большое значение для осуществления дальнейших процессов расщепления пищи, т. к. слюна, растворяя пищевые вещества, способствует формированию вкусовых ощущении и влияет на аппетит.
В полости рта под влиянием ферментов слюны начинается химическая переработка пищи. Фермент слюны амилаза расщепляет полисахариды (крахмал, гликоген) до мальтозы, а второй фермент — мальтаза — расщепляет мальтозу до глюкозы.
Защитная функция слюны выражается в следующем:
• слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания, что особенно важно у человека, использующего в качестве средства общения речь;
• белковое вещество слюны муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи;
• в слюне содержится ферментоподобное белковое вещество лизоцим, который обладает бактериостатическим действием и принимает участие в процессах регенерации эпителия слизистой оболочки полости рта;
• ферменты нуклеазы, содержащиеся в слюне, участвуют в деградации нуклеиновых кислот вирусов и таким образом защищают организм от вирусной инфекции;
• в слюне обнаружены ферменты свертывания крови, от активности которых зависят процессы воспаления и регенерации слизистой оболочки полости рта;
• в слюне обнаружены вещества, препятствующие свертыванию крови (антитромбинопластины и антитромбины) ;
• в слюне содержится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от попадания болезнетворных микроорганизмов.
Трофическая функция слюны. Слюна является биологической средой, которая контактирует с эмалью зуба и является для нее основным источником кальция, фосфора, цинка и других микроэлементов, что является немаловажным фактором для развития и сохранности зубов.
Выделительная функция слюны. В состав слюны могут выделяться продукты обмена — мочевина, мочевая кислота, некоторые лекарственные вещества, а также соли свинца, ртути и др., которые выводятся из организма после сплевывания, благодаря чему организм освобождается от вредных продуктов жизнедеятельности.
Слюноотделение осуществляется по рефлекторному механизму. Различают условно-рефлекторное и безусловно-рефлекторное слюноотделение.
Условно-рефлекторное слюноотделение вызывают вид, запах пищи, звуковые раздражители, связанные с приготовлением пищи, а также разговор и воспоминание о пище. При этом возбуждаются зрительные, слуховые, обонятельные рецепторы. Нервные импульсы от них поступают в корковый отдел соответствующего мозгового анализатора, а затем в корковое представительство центра слюноотделения. От него возбуждение вдет к отделу центра слюноотделения, команды которого поступают к слюнным железам.
Безусловно-рефлекторное слюноотделение происходит при поступлении пищи в ротовую полость. Пища раздражает рецепторы слизистой оболочки. Нервные импульсы передаются в центр слюноотделения, который находится в ретикулярной формации продолговатого мозга и состоит из верхнего и нижнего слюноотделительных ядер.
Возбуждающие импульсы для процесса слюноотделения проходят по волокнам парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы.
Раздражение парасимпатических волокон, возбуждающих слюнные железы, приводит к отделению большого количества жидкой слюны, которая содержит много солей и мало органических веществ.
Раздражение симпатических волокон вызывает отделение небольшого количества густой, вязкой слюны, которая содержит мало солей и много органических веществ.
Большое значение в регуляции слюноотделения имеют гуморальные факторы, к которым относятся гормоны гипофиза, надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез, а также продукты метаболизма.
Отделение слюны происходит в точном соответствии с качеством и количеством принимаемых пищевых веществ. Например, при приеме воды слюна почти не отделяется. И наоборот: при сухой пище слюна выделяется обильнее, консистенция ее более жидкая. При поступлении в полость рта вредных веществ (например: попадание в рот слишком горькой или кислой пищи) происходит отделение большого количества жидкой слюны, которая отмывает полость рта от этих вредных веществ и т. д. Такой приспособительный характер слюноотделения обеспечивается центральными механизмами регуляции деятельности слюнных желез, а запускаются эти механизмы информацией, поступающей от рецепторов полости рта.
Выделение слюны – процесс непрерывный. У взрослого человека за сутки слюны выделяется около одного литра.
2.2.3.2 Глотание
После того, как сформировался пищевой комок, происходит глотание. Это рефлекторный процесс, в котором выделяют три фазы:
• ротовую (произвольную и непроизвольную);
• глоточную (быструю непроизвольную);
• пищеводную (медленную непроизвольную).
Глотательный цикл длится около 1 с. Координированными сокращениями мышц языка и щек пищевой комок перемещается к корню языка, что приводит к раздражению рецепторов мягкого неба, корня языка и задней стенки глотки. Возбуждение от этих рецепторов по языкоглоточным нервам поступает в центр глотания, расположенный в продолговатом мозге, от которого идут импульсы к мышцам полости рта, гортани, глотки и пищевода в составе тройничных, подъязычных, языкоглоточных и блуждающих нервов. Сокращение мышц, приподнимающих мягкое небо, обеспечивает закрытие входа в полость носа, а поднятие гортани закрывает вход в дыхательные пути. Во время акта глотания происходят сокращения пищевода, которые имеют характер волны, возникающей в верхней части и распространяющейся в сторону желудка. Моторика пищевода регулируется в основном волокнами блуждающего и симпатического нервов и нервными образованиями пищевода.
Центр глотания расположен рядом с центром дыхания продолговатого мозга и находится с ним во взаимодействии (при глотании дыхание задерживается). Из глотки пищевой комок попадает в пищевод, а затем – в желудок.
2.2.4 Пищеварение в желудке
Пищеварительными функциями желудка являются:
• депонирование химуса (сохранение для переработки содержимого желудка);
• механическая и химическая переработка поступающей пищи;
• эвакуация химуса в кишечник.
Экскреторная функция желудка заключается в выделении продуктов метаболизма, лекарственных веществ, солей тяжелых металлов.
Моторная функция желудка. Двигательная функция желудка осуществляется за счет сокращения гладких мышц, расположенных в стенке желудка. Моторная функция желудка обеспечивает депонирование в желудке принятой пищи, перемешивание ее с желудочным соком, перемещение содержимого желудка к выходу в кишку в, наконец, порционную эвакуацию желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку.
2.2.4.1 Виды движения в желудке
В желудке различают два основных вида движении — перистальтические и тонические.
Перистальтические движения осуществляются за счет сокращения циркулярных мышц желудка. Эти движения начинаются на большой кривизне в участке, примыкающем к пищеводу, где находится кардиальный водитель ритма. Перистальтическая волна, идущая по телу желудка, перемещает в пилорическую часть небольшое количество химуса, который прилегает к слизистой оболочке и в наибольшей степени подвергается переваривающему действию желудочного сока. Большая часть перистальтических волн гасится в пилорическом отделе желудка. Некоторые из них распространяются по пилорическому отделу с увеличивающейся амплитудой (предполагают наличие второго водителя ритма, локализованного в пилорическом отделе желудка), что приводит к выраженным перистальтическим сокращениям этого отдела, повышению давления и часть содержимого желудка переходит в двенадцатиперстную кишку.
Поделитесь с Вашими друзьями: |