|
Реферат: Пищеварительный тракт и его основные функции (Биология)
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ТРАКТ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ
При непрерывно протекающих в организме процессах обмена веществ и энергии требуется постоянное расходование питательных веществ. Поскольку внутренние ресурсы организма ограничены, для поддержания . жизнедеятельности, здоровья и продуктивных качеств животных необходимо поступление питательных веществ в составе корма. Основные компопенты корма - белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, вода. В нативном (неизменном) виде животными, могут быгь усвоены только вода, растворимые минеральные соли и витамины. Белки, жиры и углеводы (полисахариды), представляющие собой высоко- молекулярные соединения, не проникающие через поры животных мембран, предварительно должны быть переработаны до относительно простых молекул. Нерастворимые минеральные соли и витамины в процессе пищеварения превращавтся в растворимые формы. Пищеварение - это совокупность механических, физико-химичес- ких и биологических продессов, обеспечивающих расщепление поступивших с кормом сложиых питательных веществ на относительно простые соединения (блоки), которые могут быть ассимилированы организмом. Пищеварение - начальный этап ассимиляции питательных веществ, за которым следует промежуточный обмен веществ и выделение продуктов метаболизма почками.
Процесс пищеварения происходит в системе органов пищеварения, или пищеварительном тракте, который условно разделяют на три отдела: передний, средний и задний. К переднему отделу относят ротовую полость с вспомогательными органами, глотку и пищевод, к среднему - желудок и отдел тонких кишок, к заднему - отдел толстых кишок. Пищеварительный тракт включает также застенные пищеваритель- ные железы - слюнные, поджелудочную и печень, секреты которых изливаются в лросвет желу-дочно-кишечного тракта.
Передний отдел пищеварительного тракта служит для захватывания, пережевывания, смачивания и проглатывания корма, средний отдел является основным местом химической переработки корма и всасывания продуктов гидролиза, в заднем отделе происходит обработка непереваренцых остатков корма, всасывание воды и формирование фекалий. Стенка пищеварительного канала на всем протяжении от пищевода до прямой кишки представлена четырьмя слоями: слизистой оболочкой, слоем гладких мышц, подализистой и серозной оболочкой, которая образована в основном брюшиной. Компоненты пищеварительных соков синтезируются секреторными клетками желез, расположенных в слизистой оболочке полости рта, пищевода, желудка и кишечника, а также клетками застенных пищеварительных желез. Хотя общие принципы пищеварения одинаковы для всех видов домашних животных, структура и форма отделов их пищеваритель- ного тракта существенно различаются, что обусловлено характером питания. Это подтверждается данными таблицы, где приведены сведения о размерах желудка, отделов тонких и толстых кишок у плотоядных, всеядных и травоядных животных.
Табл. Объем разных отделов желудочно-кишечного тракта у животных
Общий объем Относительный объем
жкт (% к общему) л.
желудок тонкий к- к толстый к-к
Корова 200 - 300 71 18 11 Лошадь 100 - 180 10 ЗО 60 Овца (коза) 25 - 32 65 23 12 Свинья 22 - 30 30 35 35 Собака 2 - 3 63 23 14 Кошка 0,4 - 0,6 66 18 16 Кролик 0,5 - 0,8 25 32 43
В пределах каждого вида абсолютные показатели (л) могут сушественно варьировать в зависимости от массы животных, возраста, типа кормления, однако соотношение отделов довольно постоянное. У растительноядных животных (коров, овец, лошадей, кроликов) хорошо развиты отделы, в которых происходит переработка клетчатки с участием микроорганизмов - преджелудки и толстый кишечник (в основном слепая кишка) . Плотоядные имеют желудочно- кишечный тип пищеварения. Потребляемая ими белковая и жировая пища переваривается в основном в желудке и отделе тонких кишок, относительный объем желудка велик. У всеядных (свиньи) все отделы желудочно-кишечного тракта развиты более-менее равномерно, но основная роль в переваривании корма принадлежит кишечнику, имеющему большие объем и протяженность, чем у плотоядных.
Наряду с функциями временного хранения корма, его расщепления (переваривания), абсорбции питательных веществ, перемещения и выбрасывания непереваренных остатков пищеварительный тракт выполняет экскреторную, обменную, синтетическую (с участием микроорганизмов) и инкретoрную функции.
Специальными эндокринными клетками слизистой оболочки и тонкого кишечника секретируются биологически активные полипептиды, регулирующие выделение пищеварительных секретов . Некоторые из этих пептидов (гастрин, секретин, холецистокинин) относят к Истинным гормонам, другие - к «кандидатам в гормоны». Число аминокислотных остатков в их структуре - от 17 до 43, молекулярная масса от 2000 до 5ООО. Здесь же вырабатываются некоторые регуляторные гипоталамические пептиды, например соматостатин, нейротензин, вещество Р, пищеварительная функция которых остается недостаточно ясной. Сущность пищеварения. Механические процессы приводят к изменению структуры и физических свойетв корма - плотности, консистенции, размеров частиц и т. п. Это является следствием пережевывания, cокращения мышц желудочно-кишечного тракта, воздействия жидкой части пищеварительных соков. Физико-химические процессы ( например, действие соляной кислоты в желудке или поверхностно-активных веществ желчи в кишечнике) способствуют набуханию частиц корма, увеличению их поверхноетногo натяжения,активации ферментов, повышению растворимости солей. Биологические процессы - это процессы последовательного ферментативного гидролиза пищевых полимеров сначала до промежуточных продуктов, а затем до мономеров при постепенном перемещении корма по отделам желудочно-кишечного тракта.
Ферментативная система пищеварительного тракта включает в себя: а) ферменты пищеварительных секретов, выделяемых внутристенными или застенными пищеварительными железами; б) ферменты, образуемые микроорганизмами пищеварительного тракта; в) ферменты, содержащиеся в растительных кормах. Основную роль у животных с однокамерным желудком выполняют гидролазы пищеварительных секретов. Они характеризуются специфичностью субстратной и действия, оптимумом темпера- туры и рН. Каталитическое действие этих гидролаз основано на присоединении к сложному субстрату молекулы воды по типу:
АВ+ Н*ОН A* ОН+ НВ
Равновесие в этой реакции постоянно сдвигается в правую сторону, поскольку одновременно с гидролизом идет процесс всасывания образо- вавшихся продуктов.
В переваривании белков участвуют протеазы (эндо- и экзопептидазы), углеводов - карбогидразы (амилаза, глюкозидаза, инвертаза, галакто- зидаза), нуклеиновых кислот - нуклеазы (рибонуклеаза, дезоксирибону- клеаза), жиров - карбоксилэстеразы (липаза, фосфолипаза, холинэсте- раза) . Конечными продуктами гидролиза питательных веществ являются мономеры: при гидролизе белков - аминокислоты, жиров - жирные кислоты и глицерин, углеводов - простые гексозы, главным образом глюкозы. Нуклеиновые кислоты расщепляются до пуринов, пииримидииов, рибозы, дезоксирибозы и фосфата. У жвачных животных конечные метаболиты могут быть иными. Установлена тесная зависимость спектра и активности пищеварительных ферментов от характера питания животных. Так, у плотоядных и хищных преобладают протеазы, у растительноядных - карбогидразы. Спектр ферментов меняется и с возрастом животных, что обусловлено сменой условий питания. В целом для моногастричных животных характерны первоначальный ферментативный гидролиз корма в кислой среде (желудок) и последующий гидролиз с всасыванием в нейтральной или слабокислой среде (отдел тонких кишок) . Микробиальная переработка корма (тоже ферментативная) осуществляется бактериями и простейшими, населяющими разные отделы желудочно-кишечного тракта.
Эти процессы особенно интенсивно протекают у жвачных животных в преджелудках, в меньшей степени у лошадей и кроликов в слепой и ободочной кишках. Тип пищеварения с активным участием микроорганизмов называется симбионтным . При этом микроорганиз- мы с помошью ферментов расщепляют и утилизируют поглошаемые хозяином пищевые компоненты корма, а сам хозяин использует продукты жизнедеятельности микроорганизмов, а также вто- ричную пищу, состоящую из структур симбионтов. Последнее относится в основном к жвачным животным. Ж вачные значительно лучше переваривают питательные вещества, корма, особенно клетчатку, чем свиньи и кролики. Различия между овцой и лошадью незначительны, но они сушественно возрастают при использовании низкокачественного растительного корма с высоким содержанием клетчатки (грубого сена, соломы). Вместе с тем показано, что бактериальная переработка корма в преджелудках жвачных не дает никаких преимуществ в сравнении с ферментативным перевариванием при использовании низкоклетчатого высокобелкового рациона. Промежуточный обмен веществ - это совокупность химических превращений, которым подвергаются питательные вещества после их всасывания из пищеварительного канала и до выделения продуктов обмена из организма. Эти превращения осуществляются главным образом внутри клеток, с участием ферментов, контролируемых генами. В результате организм получает необходимые вещесгва и энергию для процессов жизнедеятельности, роста и образования продукции (молока, мяса, яиц). Определенная последовательность химических реакций, обеспечиваю- щих превращение тех или иных питательных веществ в необходимые организму компоненты, называется метаболическим путем, а образующиеся промежуточные или конечные продукты - метаболитами. Различают две стороны промежуточного обмена: анаболизм и катаболизм. Анаболизм (от греч. anabole - подъем) - это совокупность процессов синтеза сравнительно крупных клеточных компонентов, а также биологически активных соединений из простых предшественников.
Метаболизм
Анаболизм Катаболизм
Биосинтез Распад
Небольшие~> Большие молекулы Большие -> Небольшие молекулы Энергия поглощается Энергия освобождения Неупорядоченность уменьшается Неупорядоченность возрастает Часто имеет восстановительный Часто имеет окислительный харак- характер тер
Примеры
Глюконеогенез Гликолиз
Синтез жиров Липолиз
Синтез белков Протеолиз
Эти процессы ведут к усложнению структуры клеток и связаны с затратами свободной энергии (эндергонические процессы) . Катаболизм - совокупность процессов ферментативного расщепления сложных молекул, как поступивших с кормом, так и образовавшихся в организме до простых компонентов. Эти процессы обычно осуществляются за счет реакций окисления, с освобождением свободной энергии (экзергонические процессы). Обе стороны промежуточного метаболизма тесно взаимосвязаны во времени и пространстве, хотя и не являются повторением друг друга.
Процессы промежуточного обмена строго слецифичны и дифференцированны. Они специфичны не только в разных тканях и клетках, но и в cубклеточных структурах, что обусловлено наличием в последних специальных ферментных систем. Так, ферменты, катализирующие образование матричной РНК, локализованы в ядре, ферменты тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, цикла трикарбоновых кислот - в митохондриях, ферменты белкового синтеза - в рибосомах, гидролитические ферменты - в лизосомах и т. д. Такая «привязка» ферментных систем к определенным структурам клетки (компартментализация) обеспечивает как обособленность внутриклеточных реакций, так и их интеграцию. В продессе промежуточного обмена происходит, с одной стороны, дальнейишее расщепление всосавшихся в пищеварительном тракте блоков - аминокислот, глюкозы, глицерина и жирных кислот, а с другой стороны - синтез свойственных организму белков, углеводов, жиров и их комплексов - нуклеопротеидов, фосфолипидов и т. д. Изучение динамики химических превращений, oсуществляемых на клеточном и молекулярном уровнях, является задачей биологической химии. Физиология же обмена веществ рассматривает общие закономерности и регуляцию обмена белков, углеводов, липидов, неорганических соединений,пластические и знергетические затраты организма при разном физиологическом состоянии и способы возмещения этих затрат. Для изучения промежуточного обмена используют как общие физиологические методы, описанные в разделе (метод изолированных органов, ангиостомию, биопсию), так и специальные методы. Среди последних заслуживает внимания метод меченых атомов, основанный на использовании соединений, в молекулы которых включены атомы тяжелых или радиоактивных изотопов биоэлементов . Вводя в организм соединения, меченные такими изотопами, и используя радиометрические или масс-спектрометрические методы анализа проб тканей и экскретов, можио проследить за судьбой элемента или соединения в организме, его участием в метаболических процессах.
Реферат на тему: Пиявка
История пиявки уходит в глубокую древность. Еще в незапамятные времена далекие наши предки распознали уникальные целебные свойства этого животного. Первые сведения об использовании пиявок с медицинскими целями относятся к Древнему Египту. Фрагменты настенных росписей, изображавших лечение пиявками, были обнаружены в гробнице фараонов 18-й династии (1567- 1308 гг. до н. э.). Медицина на заре своей видела в пиявках панацею, средство чуть ли не от всех болезней. На Востоке пиявками пользовался великий ученый и целитель Абу Али Ибн Сина (Авиценна), посвятивший им в своей книге "Наука врачевания" целый раздел. В Древнем Риме пиявками лечил людей знаменитый врач Клавдий Гален. Использовали пиявок и в Древней Греции. Греческое имя пиявки "геруда" сохранилось до наших дней - в современной медицине лечение пиявками называется герудотерапией. Известно, что пиявка, присасываясь к коже человека или животного, тихонько прокусывает ее и высасывает небольшое количество крови, примерно до 10-15 мл. Вот это кровопускание с помощью пиявок и считалось универсальным средством лечения. Его использовали при заболеваниях сердца, печени, легких, желудка, глаз, при туберкулезе и многих других недугах. Знаменитый целитель Гиппократ, клятву которого, получая диплом, дают все молодые врачи, говорил: "Врач лечит, Природа исцеляет". Пиявка как раз и является частью природы, ее маленьким, но очень действенным доктором. В дальнейшем выяснилось, что дело не в том, что пиявка отсасывает немного крови больного, а в том, что слюна ее, попадающая в организм человека, обладает уникальными целебными свойствами. Она содержит более 60 биологически активных веществ, которые способны справиться даже с тяжелыми заболеваниями. В России пиявок когда-то чтили гораздо больше многих лекарств. Процветал и пиявочный промысел. До 70 миллионов маленьких спасителей ежегодно вывозили в страны Западной Европы, особенно в Германию и Францию, а стоила одна штука 10 копеек (для сравнения: курицу можно было купить за 20 копеек). Известный русский врач Пирогов во время Крымской войны 1854 года ежедневно ставил раненым солдатам в Севастополе от 100 до 300 пиявок. В мире существует около 400 видов пиявок. На территории России их только два: медицинская пиявка (Hirudo medicinalis) и нильская пиявка (Limnatis nilotica), обычно называемая конской. Водятся пиявки в прудах, озерах и тихих речках средней полосы и юга России. Широко распространены они и за рубежом страны. Воду пиявки любят чистую, проточную, но встречаются и в сырых местах около воды - в глине, сыром мху, где могут оставаться живыми месяцы и даже годы. Но если при засухе они не успеют зарыться во влажную землю, то неизбежно погибнут. Для использования в медицине пригодна лишь медицинская пиявка. Она бывает черного, темно-серого, темно-зеленого, зеленого, красно-бурого цветов. На спине у нее шесть полосок - красных, светло-коричневых, желтых или черных. Бока зеленые с желтым или оливковым оттенком. Брюшко пестрое: желтое или темно-зеленое с черными пятнами. На голове пиявка имеет десять маленьких глаз, расположенных полукругом: шесть спереди и четыре сзади, на затылке. На более узком конце тела находится голова, на другом - так называемая порошница. Оба конца тела снабжены специальными присосками. Передняя присоска, окружающая ротовое отверстие, это сосальный кружок (ванту за). Он треугольной формы и снабжен тремя крепкими челюстями, на каждой из которых имеется до шестидесяти зубчиков, расположенных в виде полукруглой пилы. Ими пиявка и прокусывает кожу, не причиняя при этом особой боли. Иной летающий кровосос жалит гораздо сильнее. Среди медицинских пиявок в России различают три подвида. Лечебная пиявка - буро-оливкового цвета с шестью красно-желтыми полосками на спине, испещренной черными точками, с пестрым брюшком и шероховатыми кольцами. Эта форма распространена на Украине, но встречается и на юге России. Аптечная пиявка - в отличие от лечебной, темно-зеленого цвета, с такими же шестью полосками на спине, но без точек; брюшко желтоватое, без пятен, кольца гладкие. Этих пиявок, называемых еще венгерскими, много в Краснодарском крае, Молдавии, Армении. Восточная пиявка - более яркая, нежели предыдущие, вдоль ее спины тянутся узкие оранжевые полосы, покрытые черными треугольными пятнами; брюшко черное с зелеными точками. Конские пиявки, которых не применяют в медицине, бывают такой же величины и формы, как и медицинские, но отличаются от них недостаточно развитыми челюстями и тупыми зубчиками на них. Кожу человека они прокусить не могут, а только присасываются к ней. Эти пиявки одноцветные, без полосок на спине, волосистые, с цилиндрическим телом и тупыми головками. Распространены на юге России, в Армении, Грузии. Пиявок можно разводить в искусственных условиях, чем и занимаются на специальных биофабриках. Дома пиявок лучше всего держать в стеклянной банке с чистой водой, которую надо регулярно менять. В банке можно наблюдать позу покоя пиявки. Передней присоской она прикрепляется к гладкой стеклянной стенке таким образом, что передняя половина тела у нее находится на воздухе, а нижняя под водой. Считается, что так пиявки прогнозируют теплую и ясную погоду Без пищи пиявка может прожить довольно долго, год и даже больше. Эти животные приспособлены к долгому ожиданию подходящей еды - крови млекопитающих или земноводных, но способны также питаться слизью водных растений, инфузориями, моллюсками, личинками насекомых, живущими в воде. Пиявка - хищник особого рода. Свою хищную страсть пиявки удовлетворяют во благо здоровью своих жертв, и эту их особенность может использовать медицина. По этому поводу французский ученый и врач И. Поленьер, живший в XIX веке, сказал так: "Пиявки - благо безмерное, целебное, когда они применяются разумно и со знанием дела".
Пиявки применюят в комплексном лечении сердечно-сосудистых заболеваний, гинекологии, урологии, неврологии, реже в травматологии
| |