Optimalizace vysokoškolského studia zahradnických oborů na Zahradnické fakultě v Lednici Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/15.0122 Inovovaný předmět Výživa člověka Přednášející: prof. Ing. Karel Kopec, DrSc. Téma přednášky: Trávicí soustava a její funkce 1 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Trávicí soustava a její funkce Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc., emeritní profesor Zahradnické fakulty v Lednici Mendelovy univerzity Brno Telefon 519 340 261 Karel.Kopec@centrum.cz 2 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Základní pojmy ve výživě člověka Lidská výživa = zajištění zdrojů pro zachování a udržení: a) aktivity - umožnění veškerých životních a pracovních funkcí b) zdraví - udržení, podpora a zvyšování jeho kvality, imunita proti chorobám c) růstu - významná úloha u dětí a mládeže, u dospělé populace přichází v úvahu nepřetržitá obnova tkání a regenerace po operacích d) reprodukce tvorba buněk pohlavních, růst a vývin plodu v těle matky, kojení dětí 3 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Pohledy na výživu I Pohled realistický Anatomický 4 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Pohledy na výživu II Chemický Elektronický 5 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Pohledy na výživu III Pohled mechanický Pohled poetický 6 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Sankeyův diagram materiálového toku (pohled technologický) 7 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Sankeyův diagram 8 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Časové schéma metabolismu 9 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Principy výživy 10 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Složení lidského těla I Prvkové složení 11 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Složení lidského těla II Látkové složení 12 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Hlavní funkce trávicí soustavy * přijímat informace o přijímané a metabolizované potravě a reagovat na ně příslušnou sekrecí, * mechanicky rozrušit tuhé podíly přijímané potravy, případně je rozpouštět, * chemicky přeměnit složitější látky potravy v látky jednodušší, * vstřebávat je do tělních tekutin * odstranit nevyužitelné, popř. vzniklé škodlivé látky v podobě výkalů, moči. 13 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Zažívací trakt Část hlavová Část břišní 14 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Anatomie a fyziologie trávicího ústrojí Orální část trávicího ústrojí ústa dutina ústní, zuby, jazyk, slinné žlázy hltan nosohltan, ústní část hltanu, hrtanová část hltanu Funkce: potrava se žvýkáním rozmělňuje, mísí se slinami, obsahující enzymy (amylázu, ptyalin), lysozym, mucin, vodu 99 %), soli aj. ph 5,8 7,8. Jícen Jícnem se potrava dostane do žaludku vlivem peristaltiky stěny jícnu Jícnový svěrač na konci uzavírá cestu zpět. Při poruše svěrače - tzv. refluxní choroba. 15 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Polykání 16 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Zažívací trakt 17 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Enzymatické funkce sekcí zažívacího traktu Sekce substrát enzymy Ústní dutina lipidy lipasa škroby ptyalin Žaludek proteiny pepsin lipidy lipasa Tenké střevo proteiny trypsin chymotrypsin peptidy peptidasy škroby amylasa, oligosacharidy laktasa, maltasa tuky lipasa Tlusté a slepé střevo polysacharidy pektinasa, bakteriální enzymy hemicelulasy, celulasa škroby amylasa proteiny proteasy aminokyseliny deaminasy, dekarboxylasy 18 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Zažívací trubice Délka 4 6 m 19 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Žaludek Vakovitý orgán jeho části jsou česlo, klenba, tělo, vrátník. Sliznice: vrásčitě poskládána, elastická; Funkce žaludku: mělnění, vylučování žaludeční šťávy (1,5 3 litry) úprava ph 1 2; Složení: voda, NaCl, pepsinogeny, ochranný mucin, rennin, gastricsin, amylázy a lipázy Pepsinogeny se mění žaludku na pepsiny; rozkládají bílkoviny. Průchod žaludkem asi 3-4 hodiny pak se okyselená trávenina vstřikuje vrátníkem do tenkého střeva 20 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Žaludek 21 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Přenos informací Při vyměšování žaludeční šťávy - tři druhy podnětů: neuropsychické, lokální (gastrické), intestinální. Neuropsychická fáze sekrece (reflexní či cefalická) - závisí na činnosti mozku. Nerv bloudivý přivádí vzruchy do žaludku = vyměšování kyseliny chlorovodíkové, vody i pepsinogenu. Nepodmíněné i podmíněné reflexy, emoce, (strach tlumí sekreci, agresivita povzbuzuje. Reflexní fáze působí již před požitím jídla. Fáze žaludeční nebo též neurohumorální: působí obě složky; nervová i humorální. U složky humorální jde o působení gastrinu. Gastrin (produkce v žaludku, v dvanáctníku a lačníku je řízena nervem bloudivým). 22 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Tenké střevo I Dvanáctník (duodenum) první část: Sem ústí vývod žlučníku a vývod břišní slinivky. Funkce: Neutralizace tráveniny, Enzymy sekretu pankreatu štěpí bílkoviny, tuky a sacharidy Žluč: emulguje tuky - emulzi štěpí pankreatické enzymy. Tenké střevo: Sliznici chrání mucin. Produkce střevní šťávy asi 3 litry denně obsahuje enzymy (oligopeptidázy, lipázy, fosfolipázy, nukleosidázy, amylázy), vodu, soli a mucin. Funkce tenkého střeva: vstřebávání živin, enzymaticky rozštěpených (aminokyseliny, jednoduché cukry, mastné kyseliny, glycerol). Lačník a kyčelník: délka asi 5 m, průměr 4 6 cm, obrovský vnitřní povrch. 23 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Tenké střevo II 24 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Vstřebávání nutrientů Pasivní transport: 1. Prostá difuse pomalá; ionty a malé molekuly) 2. Tah rozpouštědla strhávání menších molekul při difusi vody 3. Zprostředkovaná difuse přes membránové proteiny; fyzikální vazba Aktivní transport: K transportu je vynakládaná energie z ADP; proti koncentračnímu gradientu, elektrickému potenciálu. Před transportem někdy potřebná chemická přeměna (např. fosforylace). 2 základní způsoby: primární a sekundární 25 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Tlusté střevo Tračník (kolon) nejdelší úsek. Začíná chlopní s hlubokými vychlípeninami, klky zcela chybí. Tračník vzestupný, příčný, sestupný, esovitá klička: Vnitřní povrch - buňky produkující hlen. Funkce: rezervoár střevního obsahu denně přijme asi 1,5 litr vody, dalších asi 6 litrů ve formě slin, žaludeční, střevní a pankreatické šťávy a žluči. Většina vody se resorbuje zpět (hlavně v tenkém střevě, zde zahušťování) Dlouhá doba zdržení v tlustém střevě. Nepatrná resorbce živin, ale účinná resorbce vody, sodíku a v menší míře chloridů. Intenzivní bakteriální činnost zdraví prospěšné symbionti (Laktobacily, Bifidobakterie). Nežádoucí = poruchy (flatulence, průjmy nebo zácpa). Střevní bakterie patogenní (salmonely, shigely), Slepé střevo s apendixem Konečník (rectum) končí řití (funkci rezervoáru) 26 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Chemické prostředky trávení Chemickými prostředky trávení jsou enzymy. Výskyt: - v trávicích šťávách nebo - v buňkách slizničního epitelu. Jsou produkovány příslušnými žlázami v sliznicích orgánů trávicí soustavy i žlázami ležícími mimo trávicí soustavu. Denní produkce: kolem 6-8 l, téměř zcela se zpětně vstřebávají. Značný obsah vody v těchto šťávách umožňuje lepší rozpouštění řady látek potravou přijatých a látek vzniklých trávením. 27 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Slinivka břišní (pankreas) Exogenní a endogenní žláza produkuje pankreatickou šťávu, která: -obsahuje karbonátové ionty (neutralizce tráveniny), trávicí enzymy, minerální látky (sodík, draslík, vápník, zinek, fosforečnany, sírany a chloridy), Vlivem hormonů tvořených ve sliznici dvanácterníku tenkého střeva sekretin, pankreo-zymincholecystokinin -produkuje trypsin, chymotrypsin a karboxypeptidázu. 28 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Játra Největší žláza v těle, protéká tudy veškerá krev ze střev (1-1,5 l/min. s přijatými nutrienty. Obrovská regenerační schopnost. Produkuje žluč, hromadí se ve žlučníku. Funkce metabolická, zásobovací, exkreční (tvorba žluči), Regulace: hladiny glukózy v krvi, aminokyselin, vitamínů, krevního oběhu, krvetvorby Detoxikace Rozklad krvinek bilirubin Žlutohnědé barvivo Regulace teploty 29 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Játra dvojí krevní oběh 1. Funkční oběh je zabezpečen vrátnicí, která sbírá krev ze sleziny, pankreatu, žaludku, tenkého a tlustého střeva (obsahuje vstřebané látky, barviva z krvinek zaniklých ve slezině). Vrátnice se postupně větví až na drobné mezilalůčkové žilky a kapiláry, tzv. sinusoidy. Dále se znova spojují ve větší žilky až se vytvoří několik velkých žil jaterních ústících do dolní duté žíly. 2. Živný oběh zabezpečuje tepna jaterní, která do jater přivádí okysličenou krev. Tepna jaterní se postupně větví na tepny mezi jednotlivými lalůčky a postupně až na jemné kapiláry a nakonec do tzv. sinusů. 30 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Žlučník Rezervoár žluče Smrštěním se vypuzuje žluč do dvanácterníku obsahuje žlučové kyseliny, cholesterol, lecitin, žlučová barviva, karboxylové kyseliny, mucin, kyselinu močovou a minerální soli (úprava ph). neobsahuje enzymy. 31 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Homeostáza Nezbytným předpokladem normálního stavu a činnosti tkání, orgánů a funkčních systémů lidského těla je homeostáza, tj. stálost vnitřního prostředí. Homeostáza je dána množstvím tkáňových tekutin a jejich fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Různé faktory ji vychylují a organismus reaguje tak, že reguluje příjem, spotřebu a vylučování látek. Výsledkem této regulace je tzv. dynamická homeostáza: Řízení krevního tlaku, tělesné teploty, objemu a složení tělních tekutin, jejich ph a osmotického tlaku. 32 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Vylučovací soustava Při katabolických pochodech vzniká odpad (nepoužitelné nebo škodlivých látky), které nutno vyloučit (exkrecí exkrety). Na jejich vyloučení z těla se podílí kůže, plíce, trávicí trakt a ledviny. Exkrece renální (ledvinová) Exkrexe extrarenální (mimoledvinová) - Plíce (CO 2, H 2 O), Játra do trávicího ústrojí (látky ze žluči, toxické metabolity vylučované játry atd.; balastní látky, zbytky střevní sliznice a trávicích šťáv atd.) Trávící trakt (stolice) Kůže (pot, kožní maz). 33 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Vylučovací soustava I Ledviny Udržují stálost vnitřního prostředí, Vylučované látky odvádějí močovodem. Dvě vrstvy: kůra a dřeň. Funkční jednotka nefrony (více než milion). Složení moče: 95 % vody, močovina, kyselina močová, barviva, kreatinin aj. Řízení homeostáze (filtrace, resorpce, exkrece), Regulace krevního tlaku (zadržováním krve a regulací resorpce Na+ a K+), Funkce metabolická a endokrinní. 34 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Nefron 35 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Látkový metabolismus Vstřebávání živin rozhodující část; Několik stupňů zabezpečujících postupné a organizované rozkládání potravy až na formy využitelné Vstřebávání přes semipermeabilní přepážku oddělující vnější prostředí od vnitřního těla 36 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Energetický metabolismus I Bazální metabolismus - spotřeba energie měřenou za klidu fyzickém i psychickém, člověk je lehce oděn, při pokojové teplotě, 12 hod. po posledním jídle. Ovlivněn: pohybovou aktivitou, věkem, pohlavím (u žen o 5-15% nižší), povrchem těla, hmotností, zdravotním a emočním stavem, klimatem, rasou aj. Klidový metabolismus je o 5-10 (někdy i více) % vyšší než bazální. Katabolismus - látky se štěpí na jednodušší (výdej energie vyšší než příjem) Z glykogenu - glukóza, degradace triacylglycerolů, bílkovin aj. Anabolismus - látky jednoduché se syntetizují (glykogen, triacylglyceroly, plasmatické bílkoviny (energie se spotřebovává). 37 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Energetický metabolismus II Transformace energie chemické na: mechanickou (pohyb), osmotickou (přenos nutrientů, elektrolytů), elektrickou (EEG, EMG, EKG), tepelnou (udržování stálosti tělesné teploty), chemickou a jiné. 38 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Výdej energie 39 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Přenos informací Trávicí soustava je spojena četnými přívodnými (aferentními) vlákny s nervovou soustavou zpět vedou do všech částí trávicí soustavy odvodná (eferentní) vlákna nervová Vzbuzují, řídí a koordinují činnost jednotlivých částí. Části příslušných orgánů trávicí soustavy jsou rovněž navzájem propojeny nervovými pleteněmi ve stěně i mimo ni Vliv na promíchávání tráveniny (hladné svalstvo) Propojení i na nervový systém smyslových orgánů (čich, zrak, chuť) 40 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Závěrečný pohled na výživu Komplexní rovnováha Kalos kai agatos harmonie těla a ducha 41 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.
Děkuji za pozornost 42 Prof. Ing. Karel Kopec, DrSc.