§ 11. Регуляція травлення

Травлення — складний процес, який здійснюється завдяки злагодженій роботі органів травної системи. Кожний з етапів травлення автоматично йде слідом за попереднім, і в кожному з них одночасно бере участь багато органів. Які системи регулюють роботу органів травлення, керують послідовністю їх включення в процеси обробки й перетравлення їжі?

Регуляція слиновиділення. Слина в невеликій кількості надходить у ротову порожнину безперервно. Проте, як тільки шматочок їжі опиняється в роті, слини стає більше. Слиновиділення посилюється мимовільно: його спричиняє саме надходження їжі. У тканинах ротової порожнини містяться «датчики» — закінчення нейронів, здатні розпізнавати дотик, температуру, хімічний склад їжі. Нервові імпульси, що в них виникають, прямують по нейронах у головний мозок до центру слиновиділення, а звідти по ефекторних нейронах передаються в слинні залози, що у відповідь секретують більше слини. Таке збільшення слиновиділення є безумовним рефлексом.

Проте «текти слинка» може і від запаху смачної їжі, яку готують. Це прояв умовного рефлексу на подразник — запах, що зазвичай передував або збігався в часі з прийомом їжі. Крім запаху, до умовних подразників, які «вмикають» центр слиновиділення, належать і вигляд їжі, і навіть дзвін посуду.

Регуляція ковтання. Як тільки харчова грудка досягає кореня язика, починають діяти ковтальні м’язи язика, глотки, верхньої частини стравоходу. Наслідком їхніх дій є ковтання й згинання надгортанного хряща, що запобігає потраплянню їжі в дихальне горло.

Мал. 11.1. Регуляція виділення травних соків гормонами травного тракту: гастрином, секретином та холецистокініном: 1 — печінка; 2 — шлунок; 3 — підшлункова залоза; 4 — кровоносні судини; 5 — дванадцятипала кишка; 6 — жовчний міхур

Ковтання є складним процесом, у якому беруть участь декілька м’язів. Що забезпечує їхні злагоджені дії?

Ковтальні м’язи скорочуються у відповідь на нервові імпульси, що надходять до них по ефекторних нейронах від центру ковтання в головному мозку. А він починає керувати м’язами, отримавши сигнали від рецепторних нейронів, закінчення яких розміщуються в корені язика і реагують на зустріч із харчовою грудкою.

У момент ковтання дихання припиняється. Чому? Центр ковтання пов’язаний із центром дихання. Як тільки нервові імпульси по рецепторному нейрону надходять до центру ковтання, сигнал передається і в центр дихання — дихальні рухи на мить затримуються. Слід пам’ятати: якщо одночасно їсти й розмовляти, взаємодія між ковтальним і дихальним центрами порушується, і ви можете поперхнутися.

Нервова система керує і скороченням м’язів стравоходу під час просування їжі до шлунка. «Запускають» рефлекс нейрони, нервові закінчення яких розташовані у стінці стравоходу. Для них подразником є розширення стінки стравоходу під дією харчової грудки. Сигнали по цих нейронах прямують у нервові центри головного мозку, а звідти по ефекторних нейронах команди передаються на кільцеві м’язи стравоходу позаду грудки й на подовжні попереду неї, примушуючи їх скорочуватися.

Регуляція травлення в шлунку й кишечнику. У керуванні процесами вироблення травних соків беруть участь і нервова, і гуморальна системи регуляції (мал. 11.1).

Як тільки їжа подразнює закінчення рецепторних нейронів у ротовій порожнині, сигнали про це надходять до центру головного мозку, який керує секрецією шлункового соку. За командою із цього центру починається його вироблення клітинами шлунка. Секрецію шлункового соку зумовлюють також інші сигнали (запах, вигляд їжі тощо).

Отже, їжа ще не встигла перетворитися на харчову грудку або навіть потрапити до рота, а клітини шлунка вже секретують шлунковий сік. Завдяки його завчасному виробленню шлунок готується до травлення, тому розщеплення речовин їжі починається, як тільки вона надходить до шлунка.

Виділення шлункового соку регулюється також і нейронами, які розміщені в стінці шлунка. Коли стінка розтягується, ці нейрони подразнюються, і нервові імпульси прямують безпосередньо до клітин, що виділяють шлунковий сік.

Секреція шлункового соку регулюється і в нервово-гуморальний спосіб. Речовини їжі спричиняють хімічні подразнення нервових закінчень, що містяться в стінці шлунка. У відповідь на них певні залозисті клітини стінки шлунка рефлекторно виділяють гормон гастрин. Так до справи стає гормональний чинник: гастрин із кров’ю по капілярах шлунка досягає тих його залозистих клітин, які виробляють шлунковий сік. Під дією гастрину ці клітини збільшують секрецію шлункового соку.

Кишковий сік виробляється під час надходження кислого хімусу зі шлунка до дванадцятипалої кишки. Її клітини починають виділяти два гормони — секретин і холецистокінін, що діють на підшлункову залозу. Вона відповідає на їхні впливи, синтезуючи підшлунковий сік. Мішенню секретину й холецистокініну є також печінка й жовчний міхур. Секретин активує вироблення жовчі, а холецистокінін примушує скорочуватися стінки жовчного міхура. Як наслідок, у дванадцятипалу кишку викидається порція жовчі.

Робота м’язів стінки шлунка, що спричиняє перемішування їжі та її просування в кишечник, також регулюється рефлекторно. Цю реакцію «запускають» механічні подразнення нервових закінчень у стінці шлунка.

Перистальтика кишечника регулюється так само, як і перистальтика шлунка і стравоходу.

Отже, робота системи травлення постійно перебуває під контролем нервової та гуморальної систем регуляції. Нервова регуляція здійснюється за рахунок рефлексів за участю головного та спинного мозку. Регулюють діяльність системи травлення і її власні нервові сплетіння, що розташовані між шарами м’язів у стінках шлунка й кишечника.

У гуморальній регуляції беруть участь як ендокринні залози організму, так і власна ендокринна система шлунково-кишкового тракту. У більшості його відділів розташовані ендокринні клітини, які продукують гормони.

1. Доповніть низку ключових слів, за допомогою яких можна розповісти про нервову й гуморальну регуляцію на різних етапах травлення: регуляція слиновиділення; подразнення нервових закінчень рецепторних нейронів язика. .

Обговоріть, чи достатньо вашого переліку для докладної розповіді про процеси регуляції травлення.

2. Перевірте за текстом, чи є в наведених твердженнях помилки, і виправте їх: секреція гормона гастрину є рефлексом, який виникає у відповідь на механічні подразнення шлунка; мішенню секретину є лише клітини печінки, а гормон холецистокінін впливає тільки на клітини стінок жовчного міхура.

1. Які процеси травлення регулює нервова система? 2. Назвіть гормони, що беруть участь у регуляції травлення. Які ефекти цих гормонів? 3. Поясніть, чи можна назвати шлунок органом ендокринної системи. 4. Як регулюється скорочення м’язів стінки травного тракту? 5. Про людину, що розмовляє емоційно, кажуть «бризкає слиною». Поясніть, чому під час швидкого мовлення виділяється більше слини. 6*. Чому шкідливо постійно жувати жувальну гумку? 7*. Які складові процесу травлення людина здатна регулювати довільно? Поясніть, чому саме ці складові піддаються свідомому керуванню.

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

Захворювання органів травлення

Порушення травлення може стати наслідком хвороб зубів, які призводять до погіршення обробки їжі. Основна причина захворювань зубів — пошкодження емалі, поява в ній мікротріщин. Пошкодити емаль можна, намагаючись розгризти шкаралупу горіхів, уживаючи дуже холодну їжу або напої. У тріщини проникають мікроорганізми, які спричиняють запалення пульпи. Воно супроводжується гострим зубним болем і подальшим руйнуванням зуба. Щоб зберегти зуби здоровими, необхідно регулярно позбавлятися мікроорганізмів, що потрапили до рота,— полоскати його, чистити зуби перед сном і вранці. Двічі на рік слід відвідувати стоматолога, навіть якщо, на вашу думку, жодних проблем із зубами немає.

На слизову оболонку травного тракту шкідливо впливають нерегулярне та неякісне харчування, уживання алкоголю й куріння. Алкоголь спричиняє загибель епітеліальних клітин, що призводить до запалення слизової оболонки шлунка — хронічного гастриту.

Уживання недоброякісної їжі може спричинити харчове отруєння. Його ознаки — біль у животі, блювання, пронос, головний біль. Постраждалому слід дати 1,5-2 л солоної води або слабкого розчину калій перманганату, а потім викликати блювання. Після промивання шлунка необхідно прикласти грілку до рук і ніг, дати гаряче питво. У тяжких випадках слід негайно викликати лікаря.

Разом з недостатньо обробленою їжею до травної системи можуть потрапити хвороботворні мікроорганізми, які в кишечнику швидко розмножуються. їхні токсини спричиняють порушення травлення, тяжкі отруєння, кишкові кровотечі. За симптомами бактеріальні кишкові захворювання схожі на харчові отруєння. У разі їх виникнення слід негайно звертатися до лікаря. Особливо небезпечними є дизентерія, сальмонельоз, ботулізм, черевний тиф. Тяжкими є хвороби, спричинені гельмінтами. Вони іноді перебігають важче за інфекційні.

Щоб запобігти таким хворобам, треба дотримуватися правил особистої гігієни, мити перед уживанням в їжу сирі овочі та фрукти. Не слід їсти неякісні продукти й ті, термін зберігання яких уже збіг. Якщо на етикетці не вказано дату виготовлення і термін зберігання продукту, купувати його не можна. Джерелом зараження мікроорганізмами й гельмінтами бувають м’ясо й риба, що не зазнали тривалої теплової обробки.

Наша лабораторія

Звідки в кишечнику гази?

Кожен відчував у кишечнику скупчення газів (метеоризми), які періодично видаляються з нього. Це нормальне фізіологічне явище. Неприємного запаху газовій суміші надають сірководень і певні «ароматні» органічні сполуки. Основними її «постачальниками» є повітря, яке заковтується з їжею, гази, що утворюються в самому кишечнику й дифундують із крові. Під час ковтання їжі до шлунка потрапляє 2-3 мл повітря.

У кишечнику утворюються вуглекислий газ, водень і метан. Два останні гази — результат діяльності бактерій, які живуть у товстому кишечнику. Серед газів, що містяться в крові, найактивніше дифундує до кишечника азот. Вуглекислий газ та кисень до нього в такий спосіб не потрапляють, оскільки їх концентрація в плазмі крові невисока.

Уживання їжі, багатої на целюлозу, може спричинити збільшення кількості газів: цю речовину залюбки розщеплюють бактерії товстого кишечника. Якщо до складу меню людини входять бобові, то кількість газу, що видаляється, може збільшитися вдесятеро.

Працюємо разом

1. Домовтеся з товаришами й створіть сценарій науково-популярного фільму про перетворення, які відбуваються зі сніданком у травній системі. Придумайте назву цього фільму, замалюйте його ключові кадри. Постарайтеся зробити його цікавим. Проведіть презентацію сценаріїв, виберіть найкращий, відзначте його авторів.

2. Доповніть таблицю «Речовини в моєму організмі» інформацією, яку ви отримали з теми 2 «Травлення».

§ 11. РЕГУЛЯЦІЯ ПРОЦЕСІВ ТРАВЛЕННЯ В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ

Які є види рефлексів? Ви вже знаєте, що рефлекс – це реакція організму на подразники, яка відбувається за участі нервової системи та під її контролем. Рефлекси бувають безумовними (вродженими) та умовними (набутими). Безумовні рефлекси – відносно постійні, вроджені реакції організму на внутрішні й зовнішні подразники. Вони однакові в усіх людей. Умовні рефлекси – набуті. Вони утворюються в процесі життя на основі безумовних або утворених раніше умовних під впливом певних чинників зовнішнього середовища. Умовні рефлекси індивідуальні, оскільки в кожної людини формуються незалежно від інших.

Як регулюється слиновиділення? Як тільки їжа потрапляє до ротової порожнини, уже через кілька секунд починає виділятися слина. Зрозуміло, що така швидкість забезпечується рефлекторними механізмами. їжа, яка потрапила до ротової порожнини, подразнює розміщені на язиці й у слизовій оболонці рота рецептори (насамперед смакові). Від них збудження по чутливих нервових волокнах передається у відповідний центр слиновиділення в головному мозку (мал. 54). Звідти сигнали по нервах надходять до слинних залоз, які починають продукувати слину. Це безумовно-рефлекторне слиновиділення (мал. 54, 1).

Мал. 54. Схеми, що ілюструють безумовно-рефлекторне (1) та умовно-рефлекторне (2) виділення слини. Завдання. Порівняйте обидві схеми і поясніть їх

Кількість і склад слини цілком визначається складом їжі. Що їжа сухіша, то більше виділяється слини. Безумовно-рефлекторне слиновиділення триває доти, доки їжа перебуває в ротовій порожнині й подразнює рецептори. Це вроджена реакція. Але слина може виділятися як під час безпосереднього подразнення їжею відповідних рецепторів у ротовій порожнині, так і тоді, коли людина бачить їжу, відчуває її запах тощо. Це у мовно-рефлекторне слиновиділення (мал. 54, 2).

Подразнення рецепторів ротової порожнини стимулює не лише виділення слини, а й запускає секрецію шлункового соку. Завдяки цьому шлунок заздалегідь готується до прийняття і перетравлювання їжі.

ЦІКАВО ЗНАТИ! У дослідах на собаках І.П. Павлов установив, що виділення слини зумовлене як вродженими безумовними (подразнення їжею рецепторів ротової порожнини), так і набутими умовними рефлексами (у відповідь на зорові, слухові, нюхові та інші нехарчові подразники).

Як регулюється ковтання? Складний рефлекторний процес переходу їжі з ротової порожнини через глотку у стравохід – ковтання – відбувається у такій послідовності. Сформована харчова грудка завдяки скороченням м’язів язика і щік переміщується на корінь язика. До моменту потрапляння їжі на корінь язика цей процес є довільним (хочу – ковтну, а не хочу – ще пожую). Але щойно їжа потрапляє на корінь язика і подразнює його рецептори, нервові імпульси відразу надходять до центру ковтання, розташованого у відповідному відділі головного мозку, і виникає рефлекс ковтання. При цьому стискаються губи та щелепи, піднімається м’яке піднебіння, і завдяки скороченням м’язів язика харчова грудка проштовхується у глотку. Остання фаза акту ковтання є мимовільною.

Щоб пересвідчитися в рефлекторному характері ковтання, зробіть хвилинну паузу в читанні цього параграфа. Відпочиваючи, проведіть простий дослід. Спробуйте кілька разів поспіль ковтнути лише слину. Після 1-2 таких ковтань, хоч би як ви намагалися це зробити, у вас нічого не вийде. Немає слини, а отже, немає подразнення кореня язика – немає ковтання. Пересвідчились, відпочили? Тоді читайте далі.

Рефлекс ковтання послідовно включає в себе кілька простих рефлексів і за певних обставин може порушуватися. Такими обставинами найчастіше є розмови під час їжі, суха або завелика харчова грудка. Річ у тому, що й ковтання, і мова пов’язані з дихальною системою. Під час ковтання дихання затримується, а надгортанник закриває вхід до дихальних шляхів. Для того щоб щось сказати, навпаки, дихання мусить бути активним. Такий конфлікт часто призводить до того, що в момент ковтання надгортанник не закриває вхід до гортані й частинки їжі можуть потрапляти в дихальні шляхи. Це спричинює кашель і задуху, що може бути досить небезпечним. Сильне подразнення ділянки кореня язика великою харчовою грудкою може викликати блювальний захисний рефлекс.

Як регулюється виділення шлункового соку? Утворення і виділення шлункового соку також регулюються нервовою системою і біологічно активними речовинами. Процес виділення шлункового соку за механізмами його запуску можна поділити на три фази – так звані мозкову, шлункову та кишкову. «Мозкова» фаза соковиділення спричиняється як умовнорефлекторно під час подразнення рецепторів зору, нюху, слуху виглядом і запахом їжі чи звуками, пов’язаними з прийомом їжі (стукіт тарілок, розмова чи навіть згадка про щось смачне і т. п.), так і безумовно-рефлекторно під час подразнення рецепторів слизової оболонки рота, глотки, стравоходу у процесі жування та ковтання їжі. Зважаючи на це, мозкову фазу ще називають складнорефлекторною.

Що смачніша їжа, то з більшим апетитом ми її з’їдаємо. Що кращий апетит, то більше шлункового соку виділяється в «мозкову» фазу. Саме тому цей сік І.П. Павлов називав апетитним соком. Виділення апетитного соку має виняткове значення, оскільки шлунок готується до перетравлювання їжі ще до її надходження.

Надійшовши в шлунок, їжа механічно й хімічно подразнює рецептори його слизової оболонки. Наслідком цього стає рефлекторне посилення і продовження виділення шлункового соку. Шлункова фаза соковиділення забезпечується не лише за рахунок нервової системи. Пригадайте: надходження їжі в шлунок стимулює секрецію залозами слизової оболонки гормону гастрину. Надійшовши з кров’ю до залоз слизової оболонки шлунка, гастрин різко посилює виділення ними пепсину і хлоридної кислоти. Збуджують шлункову секрецію також деякі речовини, які всмоктуються в кров, зокрема продукти перетравлювання білків, деякі мінеральні речовини, з-поміж них натрій хлорид тощо. Завдяки цьому шлункову фазу соковиділення називають ще нейрогуморальною фазою.

Кишкова фаза соковиділення починається з моменту потрапляння хімусу в кишечник. Гормони дванадцятипалої кишки через кров підсилюють шлункову секрецію.

Виділення шлункового соку може не лише посилюватися, а й гальмуватися. Соковиділення в шлунку гальмують неприємні запах і вигляд їжі, шум, біль тощо. Якщо в шлунок довго не надходить їжа, то його м’язи починають скорочуватися, і виникає неприємне відчуття голоду, яке людина прагне якомога швидше вгамувати.

Здоров’я людини. Пам’ятайте! Читання, розмови під час вживання їжі, негативні емоції гальмують виділення шлункового соку.

Як регулюється діяльність тонкого та товстого кишечнику? Діяльність кишечнику та його залоз також регулюють нервова система й біологічно активні речовини. У стані спокою під час вживання їжі нервові імпульси від головного мозку посилюють рухову активність тонкого і товстого кишечнику. У разі стресу, розумового навантаження, навпаки, нервова система пригнічує діяльність кишечнику. На діяльність кишечнику впливають і деякі біологічно активні речовини (зокрема, гормони). Одні з них (наприклад, гормон секреторних клітин слизової оболонки шлунка) стимулюють діяльність кишечнику, інші (наприклад, особливий гормон підшлункової залози), навпаки, її пригнічують.

Ви вже знаєте, що рефлекторно сік підшлункової залози та жовч виділяються під час подразнення рецепторів ротової порожнини, глотки та шлунка їжею. Діяльність підшлункової залози стимулюють і певні біологічно активні речовини, наприклад гормон, який утворюється в ендокринних клітинах дванадцятипалої кишки.

Під час вживання їжі нервові імпульси, що надходять від головного мозку, стимулюють жовчовиділення (безумовний рефлекс). Посилюють виділення жовчі жирна їжа, мед, молоко, яєчний жовток, навіть розмови про їжу (умовно-рефлекторне жовчовиділення). Нервове напруження негативно впливає на жовчоутворення і жовчовиділення. Гуморальна регуляція жовчовиділення пов’язана з діяльністю деяких гормонів.

Випорожнення прямої кишки відбувається рефлекторно за участі діафрагми й м’язів живота. Центр цього рефлексу розташований у спинному мозку, але його діяльність регулюється певними відділами головного мозку.

Ключові терміни і поняття: безумовні рефлекси, умовні рефлекси.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Розрізняють безумовно-рефлекторне та умовно-рефлекторне слиновиділення.

• Виділення шлункового соку регулюється рефлекторно за участі нервової системи і гуморально – за допомогою біологічно активних речовин, які виробляються шлунковими залозами.

• Жовчовиділення також регулюється рефлекторно (нервовою системою) і гуморально.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Як регулюється слиновиділення? 2. Як відбуваєтся ковтання? 3. Як регулюється соковиділення? 4. Як відбувається нейрогуморальна регуляція діяльності кишечнику?

Установіть правильну послідовність безумовно-рефлекторного слиновиділення: а) нервові імпульси від рецепторів по чутливих нервових волокнах надходять до відповідного нервового центру; б) їжа подразнює рецептори язика і слизової оболонки ротової порожнини; в) центр слиновиділення; г) виділення слини; д) від центру слиновиділення по рухових нервових волокнах імпульси надходять до слинних залоз.

Установіть правильну послідовність умовно-рефлекторного слиновиділення: а) подразнення зорових або нюхових рецепторів; б) вигляд або запах їжі; в) центр (зоровий або нюховий); г) центр слиновиділення; д) харчовий центр; е) слинні залози (виділення слини).

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Процеси виділення шлункового соку й жовчовиділення. Результати обговорення оформіть у вигляді схем «Безумовно-рефлекторне соковиділення», «Умовно-рефлекторне соковиділення», «Регуляція жовчовиділення».

ПОМІРКУЙТЕ. Чому, коли у шлунок надходить їжа, яка навіть не перетравлюється (наприклад, трава), у ньому та ротовій порожнині відчуття голоду зникає?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. За допомогою різних джерел інформації та власного досвіду підготуйте міні-презентацію про чинники, що сприяють соковиділенню і що гальмують цей процес.