Влияние различных факторов на активность амилазы слюны. Пищеварительная система. С1. Ферменты слюны активны в ротовой полости, но теряют свою активность в желудке

С1. Ферменты слюны активны в ротовой полости, но теряют свою активность в желудке. Чем это можно объяснить?

Ответ :

1) ферменты слюны активны в нейтральной или слабощелочной среде, которая характерна для ротовой полости;

2) в желудке среда кислая, поэтому ферменты слюны неактивны.

С1. Почему лечение человека антибиотиками может привести к нарушению функции кишечника? Назовите не менее двух причин.

Ответ :

1) антибиотики убивают полезные бактерии, обитающие в кишечнике человека;

2) нарушаются расщепление клетчатки, всасывание воды и другие процессы.

С1. Какие отрицательные последствия для здоровья человека может иметь использование ядохимикатов для борьбы с колорадским жуком? Объясните, почему.

Ответ :

1) яды накапливаются в клубнях картофеля;

2) употребление такого картофеля в пищу может вызвать отравление и другие заболевания.

С1. В древней Индии подозреваемому в преступлении предлагали проглотить горсть сухого риса. Если ему это не удавалось, виновность считалась доказанной. Дайте физиологическое обоснование этого процесса.

Ответ :

1) глотание – сложный рефлекторный акт, который сопровождается слюноотделением и раздражением корня языка;

2) при сильном волнении резко тормозится слюноотделение, во рту становится сухо и глотательный рефлекс не возникает.

С1. В чем проявляется взаимосвязь строения и функций тонкого отдела кишечника человека?

Ответ:

1) стенки кишечника имеют железистый эпителий, клетки которого вырабатывают ферменты, способствующие пищеварению;

2) кишечные ворсинки во много раз увеличивают площадь слизистого эпителия, что обеспечивает эффективность всасывания питательных веществ.

С1 . Почему пищу надо тщательно пережевывать?

Хорошо пережеванная пища быстрее пропитывается слюной в ротовой полости(окутываясь слюнным мешком), пищеварительными соками в желудке и кишечнике, и поэтому легче и быстрее переваривается.

С1 . В рацион человека должны включаться не только белки, жиры и углеводы, но и витамины? Чем это объясняется?

Ответ:

1) Витамины нужны для нормального обмена веществ. Большинство витаминов входят в состав ферментов (являются коферментами).
2) В организме человека витамины практически не образуются. Поэтому они должны поступать с пищей (растительного и животного происхождения).

С1. Почему опасно употреблять в пищу грибы, собранные возле шоссе?

Ответ:

1) В грибах накапливаются ядовитые вещества - соли тяжелых металлов (свинца, кадмия и др.), которые выделяются выхлопными газами автомобилей.
2) Они могут вызвать тяжелые отравления и даже смерть.

С1. Почему важно употреблять пищу в одни и те же часы?

Ответ:

1) При употреблении пищи в одни и те же часы в организме происходит образование условных сокоотделительных рефлексов на время.
2) Пища быстрее и лучше усваивается.

С1 . Почему для человека важно разнообразное сбалансированное питание?

Ответ:

1) Разные продукты питания содержат разное количество питательных веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов и т. д.), поэтому пища должна быть разнообразной.
2) Потребность в белках, жирах, углеводах у человека зависит от возраста, пола, от энергозатрат и т. д. Например, детям для роста нужно больше белков, для пожилых людей - меньше. Для нормального обмена веществ необходимо, чтобы количество энергии, поступающей с пищей, было равно затратам энергии. Так как белки, жиры, углеводы содержат различное количество энергии, поэтому питание должно быть сбалансированным по содержанию этих веществ.

С1 . Пепсин - фермент, расщепляющий белки в кислой среде желудка. Объясните, почему при попадании в двенадцатиперстную кишку он теряет свою активность.

Ответ:

1) Пепсин активен в кислой среде.
2) В щелочной среде двенадцатиперстной кишки он теряет свою активность.

С2. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.

1. В ротовой полости пища измельчается и смачивается слюной. 2. Слюна содержит ферменты и вещества, убивающие микробов. 3. Ферменты слюны превращают нерастворимые белки в аминокислоты. 4. Ферменты, вызывающие химические изменения пищи, вырабатываются в пищеводе. 5. Движение пищевых масс происходит благодаря сокращению и расслаблению мышц стенок кишечника. 6. Всасывание основной массы питательных веществ происходит в слепой кишке.

Ответ :

C2. Найдите ошибки в тексте. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, объясните их.
1.Желудок - наиболее широкая часть пищеварительного тракта.
2.Он располагается над диафрагмой в левой части живота.
3. В слизистой оболочке желудка находится множество желез.
4. Некоторые из них выделяют серную кислоту, активизирующую работу пищеварительных ферментов.
5. К ним относятся пепсин, амилаза и мальтаза.
6. Пища из желудка поступает в двенадцатиперстную кишку через мышечный сфинктер.

Ответ :

1) 2 - желудок располагается под диафрагмой;
2) 4 - железы желудка выделяют соляную кислоту;
3) 5 - амилаза и мальтаза не являются ферментами желудочного сока. Это ферменты слюны.

С3. Что представляют собой витамины, какова их роль в жизнедеятельности организма человека?

Ответ :

1) витамины – биологически активные органические вещества, необходимые в небольших количествах;

2) они входят в состав ферментов, участвуя в обмене веществ;

3) повышают сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, стимулируют рост, развитие организма, восстановление тканей и клеток.

С3. Какие функции в организме человека и животного выполняет печень?

Ответ :

1) вырабатывает желчь, участвующую в пищеварении;

2) обеззараживает ядовитые вещества, которые образуются в организме или поступают с пищей;

3) в клетках печени синтезируется и запасается гликоген;

4) является местом разрушения эритроцитов, выполняет функцию депо крови.

С3. Какую роль играют слюнные железы в пищеварении у млекопитающих? Укажите не менее 3-х функций.

Ответ:

1) секрет слюнных желез смачивает и обеззараживает пищу;

2) слюна участвуют в формировании пищевого комка;

3) ферменты слюны способствуют расщеплению крахмала.

С3. Как осуществляется нейрогуморальная регуляция отделения желудочного сока в организме человека? Ответ поясните.

Ответ:

1) безусловно-рефлекторная нервная регуляция осуществляется при непосредственном раздражении рецепторов ротовой полости и желудка;

2) условно-рефлекторная нервная регуляция осуществляется раздражении рецепторов зрительного, обонятельного и слухового анализаторов;

3) гуморальная регуляция: продукты расщепления органических веществ, образующиеся в желудке, всасываются в кровь и через кровь воздействуют на железы желудка.

C3. Предложите, каким образом можно доказать предположение о том, что секреция пищеварительного сока поджелудочной железой регулируется и нервным, и гуморальным путями.

Ответ:

1) Необходимо поставить эксперимент, который бы проверил гипотезу о двух путях регуляции.
2) Чтобы доказать существование нервной регуляции необходимо раздражать нервы иннервирующие ту часть железы, которая выделяет пищеварительный сок. Если секреция усилится, то нервная регуляция существует.
3) Чтобы доказать существование гуморальной регуляции, необходимо стимулировать секрецию пищеварительного сока пищей, но в отсутствие нервной регуляции. Для этого можно перерезать
определенные нервы. И если при попадании пищи в двенадцатиперстную кишку секреция сока увеличится, можно говорить о гуморальной регуляции.

Анализаторы

С1. Какие свойства предмета может распознать человек с помощью ладони? Объясните, почему.

Ответ :

1) ладонь человека может оценить форму, размеры, признаки поверхности, температуру предмета;

2) на подушечках пальцев сосредоточены осязательные рецепторы, воспринимающие разные качества предмета.

С1. Почему при взлете самолета пассажирам рекомендуют сосать леденцы?

Ответ:

1) при взлете или посадке самолета быстро меняется атмосферное давление, что вызывает неприятные ощущения в среднем ухе, где исходное давление на барабанную перепонку сохраняется дольше;

2) глотательные движения приводят к раскрытию слуховой трубы, через которую выравнивается давление на барабанную перепонку.

С1. Почему человек слепнет, если у него нарушены функции зрительного нерва?

Ответ :

1) Различение зрительных раздражений происходит в затылочной зоне коры больших полушарий.
2) При нарушении функций зрительного нерва нервные импульсы не могут достигнуть зрительных центров затылочной зоны коры больших полушарий.

С1. Почему надо удалять ушную серу из наружного слухового прохода?

Ответ :

1) В наружном слуховом проходе, ведущем от ушной раковины к барабанной перепонке, постоянно выделяется ушная сера. Она содержит смягчающие и противомикробные вещества.
2) Накопление ушной серы может привести к закупорке наружного слухового прохода, снижению эластичности барабанной перепонки и ухудшению слуха.

C3. Какую роль играют оболочки глаза человека?

Ответ :

1) Белочная оболочка - защита внутренних структур глаза от повреждения, а также роль каркаса.
2) Роговица - светопреломление, защита внутренних структур глаза от повреждения.
3) Сосудистая оболочка - кровоснабжение глаза.
4) Радужная оболочка - регуляция поступающего через зрачок света.
5) Сетчатая оболочка (сетчатка) - восприятие света и цвета, возникновение импульсов.

C3. Чем представлены светопреломляющие структуры в органе зрения человека?

Ответ :

1) Роговица - прозрачная сферическая структура.
2) Хрусталик в виде двояковыпуклой линзы.
3) Стекловидное тело - заполняет внутреннюю часть глаза.
4) Прозрачная жидкость, заполняющая передние и задние камеры.

С3. Какие функции выполняют отделы органа слуха человека?

Ответ :

1) наружное ухо (ушная раковина и слуховой проход) – улавливание и направление звука;

2) среднее ухо (барабанная перепонка, слуховые косточки, слуховая труба) – передача и усиление звука, выравнивание давления на барабанную перепонку;

3) внутреннее ухо (улитка) – восприятие звуковых колебаний и преобразование их в нервный импульс.

С3. Что такое близорукость? В какой части глаза фокусируется изображение у близорукого человека? Чем отличаются врожденная и приобретенная формы близорукости?

Ответ:

1) близорукость – это заболевание органов зрения, при котором человек плохо различает удаленные предметы;

2) у близорукого человека изображения предметов возникают перед сетчаткой;

3) при врожденной близорукости изменяется форма глазного яблока (удлиняется);

4) приобретенная близорукость связана с изменением (увеличением) кривизны хрусталика.

Дудкина Елизавета

Исследовательска работа по химии

Скачать:

Предварительный просмотр:

ОБЛАСТНАЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

"ЮНОСТЬ ПОМОРЬЯ"

Направление Химия

Влияние различных факторов на активность амилазы слюны

Исследовательская работа

Выполнена ученицей 10 класса муниципального бюджетного образовательного учреждения «Каменская общеобразовательная средняя школа Мезенского района»

Дудкиной Елизаветой Эдуардовной

Научный руководитель - учитель муниципального бюджетного образовательного учреждения «Каменская общеобразовательная средняя школа Мезенского района»

Фуфаева Ольга Васильевна

г. Архангельск,2014

Введение
Глава 1. Обзор литературы
. Слюна
Ферменты и пищеварение
Амилаза
Методика определения влияния различных факторов на активность амилазы слюны
1.4.1 Сущность методов
1.4.2 Открытие амилазы в слюне
1.4.3 Влияние рН
1.4.4 Действие активаторов и ингибиторов
1.4.5 Влияние температуры
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 Классификация ферментов
Приложение 2 Активность ферментов
Приложение 3 Оборудование и реактивы для анализа

Введение

В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций. Они идут в организме без применения высокой температуры и давления, т.е. в мягких условиях. Вещества, которые окисляются в клетках человека и животных, сгорают быстро и эффективно, обогащая организм энергией и строительным материалом. Возможность быстрого переваривания продуктов в живом организме осуществляется благодаря присутствию в клетках особых биологических катализаторов – ферментов. Если посмотреть внимательно, можно заметить, что еда современного человека слишком насыщена крахмалистыми веществами. Поступающие в организм человека сложные углеводы пищи имеют иную структуру, чем углеводы человеческого тела. Так полисахариды, составляющие растительный крахмал, представляют собой линейные или слаборазветвленные полимеры глюкозы, а крахмал человеческого тела – гликоген, - имея в основе те же глюкозные остатки, образует из них иную – сильноразветвленную – полимерную структуру. Поэтому усвоение пищевых полисахаридов начинается с их гидролитического расщепления в процессе пищеварения до моносахаридов.

Гидролитическое расщепление углеводов в процессе пищеварения происходит под действием ферментов гликозидаз. Расщепление крахмала начинается в полости рта под действием амилазы слюны.

Многие вопросы, касающиеся амилазы слюны, меня очень заинтересовали, и я попыталась найти на них ответы. Хотя по химии я не изучала ещё тему «Ферменты», но мне захотелось проверить действие некоторых факторов на деятельность амилазы слюны.

Целью данной работы является выявление влияния различных факторов на гидролиз крахмала под действием фермента - амилазы слюны.

Были поставлены следующие задачи:

1. Сделать литературный обзор по слюне и ферментам.

2. Определить, какие условия влияют на гидролиз крахмала.

3. Провести химический эксперимент по определению влияния температуры, рН, отдельных веществ на активность амилазы слюны

Глава 1. Обзор литературы

1.1.Слюна

Слюна – это сложная биологическая жидкость, участвующая в поддержании гомеостаза полости рта. В полости рта находится не чистый секрет слюнных желез, а так называемая смешенная слюна или ротовая жидкость. Она представляет с собой суммарный секрет всех слюнных желез, включает также микрофлору, содержимое десневых карманов, десневую жидкость, лейкоциты, остатки пищевых продуктов. Ротовая жидкость - это лабильная среда, и на ее количественный и качественный состав влияет множество факторов и условий, но в первую очередь - состояние организма. С возрастом секреторная функция больших и малых слюнных желез уменьшается. Нарушение слюноотделения происходит также при острых и хронических заболеваниях. Отделение слюны уменьшается при стрессе, испуге или обезвоживании и практически прекращается во время сна и наркоза. Усиление выделения слюны происходит при действии обонятельных и вкусовых стимулов, а также вследствие механического раздражения крупными частицами пищи и при жевании.

Слюна является физиологической жидкостью. Благодаря присутствию в слюне пищеварительных ферментов и, прежде всего амилазы, во рту происходит первичное пищеварение, расщепление крахмала до простых сахаров. Пропитываясь слюной, пищевой комок делается скользким, благодаря обволакиванию частиц пищи слизистым веществом слюны муцином, и легко проходит по пищеводу в желудок. Кислотность (или основность) среды физиологических жидкостей определяет биологическую активность клеток организма, которая, в свою очередь, определяется «работой» действующих в них ферментов. Каждая из физиологических жидкостей имеет определенное значение рН, и отклонение от нормы может быть причиной тяжелых заболеваний: рН слюны 6,8, возможные отклонения рН = 5,6 - 7,9.

Слюна содержит белки: амилазу, лизоцим, альбумины, глобулины и муцин. Содержащийся в слюне фермент амилаза может превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу. В среднем за сутки выделяется 1-2,5 л слюны. Слюноотделение находится под контролем вегетативной нервной системы. Центры слюноотделения располагаются в продолговатом мозге. Стимуляция парасимпатических окончаний вызывает образование большого количества слюны с низким содержанием белка. Наоборот, симпатическая стимуляция приводит к секреции малого количества вязкой слюны. Без стимуляции секреция слюны происходит со скоростью около 0,5 мл/мин.

Большое влияние на состав и свойства ротовой жидкости оказывает гигиеническое состояние полости рта. Ухудшение ухода за полостью рта приводит к увеличению налета на зубах, повышению активности ряда ферментов (фосфатазы, аспарагиновой трансаминазы), увеличению осадка слюны, быстрому размножению микроорганизмов, что создает условия, особенно при частом приеме углеводов, для продуцирования органических кислот и изменения рН.

1.2. Ферменты и пищеварение

Ферменты – необходимые участники процесса пищеварения. Только низкомолекулярные соединения могут проходить через стенку кишечника и попадать в кровоток, поэтому компоненты пищи должны быть предварительно расщеплены до небольших молекул. Это происходит в ходе ферментативного гидролиза белков до аминокислот, крахмала до сахаров, жиров до жирных кислот и глицерина. Гидролиз белков катализирует фермент пепсин, содержащийся в желудке. Ряд высокоэффективных пищеварительных ферментов секретирует в кишечник поджелудочная железа. Это трипсин и химотрипсин, гидролизующие белки; липаза, расщепляющая жиры; амилаза, катализирующая расщепление крахмала.

Ферменты - высокоэффективные катализаторы. Они повышают скорость катализируемой реакции в 10 12 раз и более. При приеме пищи продукты после пережевывания смешиваются со слюной и затем после проглатывания поступают в желудок, где смешиваются с желудочным соком. Именно здесь начинается химическое переваривание пищи.

Соляная кислота желудочного сока важна для пищеварения. Она активирует пепсиногены в пепсины, создает оптимальный для их действия рН (около рН= 2), денатурирует пищевые белки, которые вследствие этого лучше расщепляются протеиназами, и убивает микроорганизмы.

Скорость любой ферментативной реакции непосредственно зависит от концентрации фермента. Существующая линейная зависимость между этими величинами, когда скорость реакции прямо пропорциональна количеству присутствующего фермента, справедлива только в определенных условиях, например в начальный период ферментативной реакции, так как в этот период практически не происходит обратной реакции, а концентрация продукта оказывается недостаточной для обратимости реакции. Именно в этом случае скорость реакции (точнее, начальная скорость реакции) будет пропорциональна концентрации фермента.

Ферменты являются белками, поэтому любые агенты, вызывающие денатурацию белка (кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, нагревание), приводят к необратимой инактивации фермента. Однако подобное инактивирование относительно неспецифично, оно не связано с механизмом действия ферментов. Гораздо большую группу составляют так называемые специфические ингибиторы, которые оказывают свое действие на какой-либо один фермент или группу родственных ферментов, вызывая обратимое или необратимое ингибирование.

Значение ферментов невозможно переоценить. Только в человеческом организме ежесекундно происходит тысячи и тысячи ферментативных химических реакций. Гидролитическое расщепление углеводов в процессе пищеварения происходит под действием ферментов гликозидаз. К гликозидазам относятся амилаза слюны, поджелудочного и кишечного соков, мальтоза слюны и кишечного сока, конечная декстриназа, сахараза и лактаза кишечного сока. .

Сейчас химикам известно более 2000 ферментов. Все они обладают рядом специфических свойств, отличающих их от неорганических катализаторов. Все ферменты можно разделить на 6 классов См. приложение 1.

1.3. Амилаза

Амилаза (от латинского amylum - «крахмал» и -asa - окончание, обозначающее ферменты) - фермент, расщепляющий крахмал до мальтозы, глюкозы и декстринов. Именно амилаза приводит к появлению сладковатого вкуса при длительном пережёвывании крахмалосодержащих продуктов (например, из риса или картофеля), но без добавления сахара. Амилаза присутствует в слюне , где начинает процесс пищеварения. Существует три типа амилаз, обозначаемых альфа, бета и гамма.

α-Амилаза (1,4-α-D- глюкан -глюканогидролаза) является кальций -зависимым ферментом. К этому типу относятся амилаза слюнных желез и амилаза поджелудочной железы . Она способна гидролизовать полисахаридную цепь крахмала и других длинноцепочечных углеводов в любом месте. Таким образом, процесс гидролиза ускоряется и приводит к образованию олигосахаридов различной длины. У животных α-амилаза является основным пищеварительным ферментом. Активность α-амилазы оптимальна при нейтральной pH 6,7-7,0. Фермент обнаружен также у растений (например, в овсе ), в грибах (в аскомицетах и базидиомицетах ) и бактериях (Bacillus ).

β-Амилаза (1,4-α-D-глюкан-мальтогидролаза) присутствует у бактерий, грибов и растений, но отсутствует у животных. Она отщепляет вторую с конца α-1,4-гликозидную связь, образуя, таким образом, дисахарид мальтозу . При созревании фруктов β-амилаза расщепляет плодовый крахмал на сахара́, что приводит к сладкому вкусу зрелых плодов. В семенах β-амилаза активна на стадии, предшествующей прорастанию, тогда как α-амилаза важна при непосредственно прорастании семени. β-Амилаза пшеницы является ключевым компонентом при образовании солода . Бактериальная β-амилаза участвует в разложении внеклеточного крахмала.

γ-Амилаза (1,4-α-D-гликан-глюкогидролаза) отщепляет последнюю α-1,4-гликозидную связь, приводя к образованию глюкозы . Кроме этого, γ-амилаза способна гидролизовать α-1,6-гликозидную связь. В отличие от других амилаз γ- амилаза наиболее активна в кислых условиях при pH= 3. .

На активность амилазы влияют: рН среды, температура, введение активаторов и ингибиторов. См. приложение 2.

1.4. Методика определения влияния различных факторов на активность амилазы слюны

1.4.1 Сущность методов

Амилаза слюны катализирует реакцию гидролиза крахмала (расщепляет α-гликозидную связь)

(С 6 Н 10 О 5 ) n + nH 2 O → декстрины → С 12 Н 22 О 11 → С 6 Н 12 О 6

Мальтоза глюкоза

При реакции с йодом жидкость в пробирках окрашивается в жёлтый (мальтоза), оранжевый (ахродекстрины), красный (эритродекстрины), фиолетовый (амилодекстрины) и синий (крахмал) цвета. Если окраска синяя – гидролиз не идет.

1.4.2. Открытие амилазы в слюне

Приготовление разбавленной слюны . Рот ополаскивают 2-3 раза водой для удаления остатков пищи. Отмеряют цилиндром 50 мл дистиллированной воды и ополаскивают ею рот в течение 3-5 мин в несколько приемов. Собранную жидкость (примерно 50-60 мл) фильтруют через вату и фильтрат используют для работы. Гидролиз крахмала под действием амилазы слюны . В две пробирки наливают по 5 мл крахмального клейстера и в одну из них - 5 мл воды, а в другую - 5 мл раствора слюны. Обе пробирки со стеклянными палочками, погруженными в них, одновременно помещают в водяную баню при 40°С. Через 1 мин от каждой смеси отбирают с помощью стеклянной палочки по капле жидкости и смешивают их по отдельности с каплей йода, заранее нанесенной на пластинку. Повторяют взятие проб через 2, 4, 6 и 8 мин. Окраска с йодом проб из пробирки, содержащей слюну, меняется от синей к сине-фиолетовой, буро-красной, красной и, наконец, желтой.

1.4.3 Влияние pH среды на активность амилазы слюны .

В пробирки (рН = 5,91; 6,98; 7,38; 8,04) добавить по 1 мл 0,5% раствора крахмала и 1 мл раствора слюны. Содержание пробирок перемешать и поставить в водяную баню при 40°С. Через 3-5 минут на стеклянную пластину нанести по капле смеси рядом с предварительно нанесенным на нее каплями раствора йода. В каждую из пробирок добавить по 3-4 капли раствора йода в иодиде калия, перемешать. инкубацию продолжать до тех пор, пока не исчезнет синяя окраска раствора, что означает окончание амилолитического расщепления.

1.4.4. Действие активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны

В 2 штативах располагают тремя рядами 30 пробирок (10 пробирок в каждом ряду). Пробирки каждого ряда нумеруют и во все вносят по 1 мл воды. Затем в первую пробирку каждого ряда добавляют по 1 мл профильтрованной неразбавленной слюны, содержимое хорошо перемешивают. Далее в каждом ряду 1 мл смеси из пробирки 1 перенести в пробирку 2 и перемешать, из пробирки 2 перенести 1 мл в пробирку 3, перемешать и т.д. до 10-й пробирки, из которой после перемешивания удалить 1 мл.

Во все пробирки первого ряда наливают по 1 мл воды (контрольный ряд), в пробирки второго ряда – по 1 мл раствора с массовой долей хлорида натрия 1 % и в пробирки 3-го ряда – по 1 мл раствора с массовой долей сульфата меди 1 %. Затем во все пробирки приливают по 2 мл раствора с массовой долей крахмала 0.5 % в следующем порядке: сначала в первые пробирки всех рядов, после этого во вторые пробирки всех рядов и т.д. Содержимое перемешивают встряхиванием и штатив с пробирками ставят в термостат при 40 0 С на 15 мин. После охлаждения в каждую из них добавить по капле раствора йода и отметить в каждом ряду номер пробирки, в которой реакция на крахмал отрицательная (желтое окрашивание).

1.4.5. Влияние температуры на активность амилазы слюны

В четыре пронумерованные пробирки налить по 2 мл 1% раствора крахмала. Первую пробирку поместить в кипящую водяную баню, вторую – в баню при 40°С, третью – оставить при комнатной температуре, а четвертую – поместить в снег. Через 10 минут во все пробирки добавить по 0,5 мл раствора слюны, перемешать с помощью стеклянной палочки и оставить при тех же условиях. наблюдение за ходом гидролиза крахмала вести по реакции с йодом. Для этого нанести на стеклянную пластинку несколько капель раствора йода и смешать их с каплями гидролизуемой смеси из каждой пробирки, беря пробы через 1,2,4,5,8,10 и т.д. минут.

Глава 2. Химический эксперимент

2.1. Результаты химического эксперимента и их обсуждение

В качестве объекта исследования была взята слюна человека.

1. Для определения амилазы использовали реакцию крахмала с йодом.

Таблица 1. Определение амилазы в слюне

№	Фермент	Время инкубации
	контроль
	амилаза		сф	сф	сф	сф	сф

Прим: с-синий, сф – сине-фиолетовый, б – бурый, ж - желтый

1. Влияние среды

Таблица 2. Влияние рН на активность амилазы слюны

При значении pH 5,91 и 8,04 окраска синяя, значит гидролиз не идет, а при значении 6,98 и 7,38 амилаза расщепляет крахмал, следовательно pH-оптимум амилазы слюны 6,98-7,38

1. Проведя опыты по определению действия активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны, получили следующие результаты:

Таблица 3. Влияние активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны

Ряд пробирок
Разбавление				1/16	1/32	1/64	1/128	1/256	1/512	1/1064
Вода	сф
Хлорид натрия	сф	сф	сф
Сульфат меди

Гидролиз крахмала идет в пробирках с водой и хлоридом натрия, с сульфатом меди - реакции нет. Следовательно, ион меди является ингибитором амилазы, хлорид - ион стимулирует действие амилазы.

1. Температура влияет на активность амилазы

Таблица 4. Влияние температуры на активность амилазы

№ пробирки	Температура,	Время инкубации
			сф	сф	сф	сф	сф
											сф

Рис. 1.Зависимость времени гидролиза от температуры.

Из полученных результатов видно, что при100 0 С и 0 0 С гидролиз не идет (синяя окраска йода), при 20 0 С гидролиз начинает идти только через 20 минут после начала гидролиза. При температуре 40 0 С гидролиз начинается уже через 4 минуты и расщепление идет до мальтозы (желтое окрашивание). Температурный оптимум действия амилазы 40 0 С.

Заключение

В ходе написания данной работы проанализировано 9 литературных источников. В работе подробно рассмотрены такие вопросы как:

Ферменты;

Слюна;

Амилаза;

Была отработана методика по определению влияния различных факторов на активность амилазы слюны. Проведен анализ слюны по выбранным методикам.

На активность амилазы слюны влияет рН среды, температура и введение ионов меди и хлора.

В дальнейшем можно определить, какие еще ферменты содержатся в слюне, как влияют другие факторы на активность амилазы (например, концентрация).

Данную работу можно использовать на уроках биологии при изучении темы "Ферменты" и как дополнительный материал на уроках химии.

Библиографический список

1. Артюхина А.И. Амилаза слюны как объект научного исследования. Химия в школе №8. 2006г.
2. Воскресенский П.И. Неймарк А.М. Основы химического анализа. Москва. Просвещение. 1972г
3. Егоров А.С. Репетитор по химии. – Ростов н/Дону:, 2005
4. Химия 10 /профильный уровень/ О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарёв, В.И.Теренин.- М.: Дрофа, 2007
5. Смирнова Г.А. Основы биохимии. - М., 1995
6. Филиппович Ю.Б.Практикум по общей биохимии: [Для хим. спец. пед. ин-тов] / Ю. Б. Филиппович, Т. А. Егорова, Г. А. Севастьянова; Под общ. ред. Ю. Б. Филипповича, 311 с. ил. 22 см, 2-е изд., перераб. М.: Просвещение, 1982
7. www.schoolchemistry.by.ru
8. ХиМиК. ru – «Наглядная биохимия» http://www . Xumuk.ru/biochem/96
9. http://ru.wikipedia.org/wiki/Амилаза

Экспериментальные методы исследования слюнных желез в острых и хронических опытах. Физиологические методы изучения слюноотделения у человека. Методы обследования слюнных протоков и слюнных желез у человека (зондирование, сиалорафия, термовизиография и др.) Их значение в стоматологической практике.

Всасывательная функция слизистой оболочки полости рта, ее механизмы и функциональные особенности. Влияние различных факторов на проницаемость слизистой оболочки полости рта.

Влияние функционального состояния организма (физическая и умственная работа, нервно-эмоциональное напряжение) на деятельность слюнных желез.

Физиология ротовой полости.

В ротовой полости происходит первичная обработка пищи, осуществляется ее механическое измельчение и с помощью языка и зубов образуется пищевой комок. Ротовая полость ограничена сверху твердым и мягким небом, которое заканчивается небным язычком. Спереди ротовая полость ограничена губами, а снизу – диафрагмой рта. Ротовая полость сообщается глоткой.

В полости рта находятся язык, зубы, по бокам мягкого неба – небные миндалины. В ротовую полость впадают протоки околоушных, подъязычных и подчелюстных желез.

Функции слизистой оболочки полости рта . Слизистая оболочка рта выполняет ряд функций: защитную, пластическую, сенсорную, экскреторную и всасывательную.

Защитная функция слизистой оболочки осуществляется благодаря тому, что она непроницаема для микроорганизмов (исключая вирусы туляремии и ящура). Кроме того, в процессе десквамации эпителия, происходящей постоянно, с поверхности слизистой оболочки удаляются микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Важную роль в реализации защитной функции играют лейкоциты, проникающие в полость рта через эпителий зубодесневого прикрепления (десневой борозды). В норме 1 см 3 слюны содержит 4000 лейкоцитов, а за час их мигрирует до 500000. При заболеваниях слизистой оболочки рта (гингивит, пародонтит др.) количество лейкоцитов увеличивается.

Пластическая функция слизистой оболочки рта объясняется высокой митотической активностью эпителия, которая в 3-4 раза выше митотической активности клеток кожи и обусловливает высокую регенерационную способность слизистой рта пи различных травмах.

Сенсорная функция осуществляется за счет высокой чувствительности слизистой оболочки к температурным, болевым, тактильным и вкусовым раздражителям. Слизистая оболочка является рефлексогенной зоной желез и мышц желудочно-кишечного тракта.

Всасывательная функция связана с тем, что слизистая оболочка рта обладает способностью всасывать ряд органических и неорганических соединений (аминокислот, карбонатов, антибиотиков, углеводов и др.).

Экскреторная функция обусловлена фактом выделения в полость рта некоторых метаболитов, солей тяжелых металлов и некоторых других веществ.

Язык – мышечный орган. Слизистая языка покрыта многослойным неороговевающим эпителием. На слизистой оболочке – большое количество сосочков разной величины и формы. На поверхности языка и неба располагаются вкусовые рецепторы. Мышцы языка располагаются в трех взаимно перпендикулярных областях, что и обеспечивает изменение длины и ширины языка. На нижней поверхности языка находится уздечка.

Слюнные железы . По сторонам от уздечки располагаются сосочки, где заканчиваются протоки подчелюстных и подъязычных слюнных желез. Протоки околоушных желез оканчиваются в слизистой щеки на уровне второго большого коренного зуба верхней челюсти. Наиболее древняя функция слюны – увлажнение и ослизнение пищи. В целом подчелюстные и подъязычные железы выделяют более вязкую и густую слюну, чем околоушные. Количество и состав слюны, выделяемой одной и той же железо, зависит от свойств пищи – ее консистенции, химического состава, температуры. Слюна - один из пищеварительных соков, она содержит фермент амилазу, расщепляющий крахмал до ди- и моносахаридов.

У большинства животных и человека пребывание пищи в полости рта непродолжительно и ее ферментативная обработка в этом отделе пищеварительного аппарата несущественна. Однако роль его в питании чрезвычайно велика. Ротовой отдел имеет отношение к захвату пищи, анализу ее свойств, подготовке к химической обработке и продвижению по пищеводу в желудок. Для поглощения или отвергания пищи имеет значение рецепция ротовой полости (вкусовая, тактильная, температурная, болевая). Акт жевания обеспечивает измельчение пищи и формирование пищевого комка, акт глотания – дальнейшую его транспортировку. Эти процессы осуществляются благодаря координированной деятельности структур, распложенных на различных уровнях центрально нервной системы, объединяемых под названием «пищевой центр». Состояние этого центра определяет различные параметры вкусовой рецепции, поглощение или отвергание определенных веществ в соответствии с содержанием их в организме, и существенно влияет на переработку пищи в ротовой полости. В свою очередь, информация, поступающая от рецепторов последней в различные отделы пищевого центра, оказывает на него значительное влияние. При этом может существенно меняться моторная и секреторная функции пищеварительного аппарата, количественные и качественные параметры переработки пищи в желудочно-кишечном тракте, а также скорость поступления продуктов гидролиза во внутреннюю среду организма. Раздражения рецепторов ротовой полости оказывают влияние и на метаболические процессы.

Таким образом, несмотря на то, что пребывание пищи в ротовой полости кратковременно, этот отдел пищеварительного канала оказывает влияние на все этапы, связанные с поглощением, переработкой и всасыванием продуктов питания.

Важнейшую роль в обеспечении указанных процессов играет слюна – секрет, выделяемый в полость рта слюнными железами. Слюна играет существенную роль в обеспечении информации относительно химического состава пищи, поступившей в ротовую полость, так как вкусовая рецепция осуществляется лишь при условии, что вещество находится в растворенном состоянии. Кроме того, вкусовая рецепция связана со сложным взаимодействием химических веществ со слюной.

Чрезвычайно важна роль слюны при формировании пищевого комка; механическая обработка пищи по сниженной саливации затруднена; нарушаются дальнейшая транспортировка и переработка пищи в желудке и кишечнике. Увлажнение и ослизнение пищевой массы – одна из основных функций слюнных желез.

Слюнные железы обслуживают и некоторые процессы, не связанные с питанием, например у многих животных, не имеющих потовых желез, испарение слюны с языка играет терморегуляторную роль. У человека слюноотделение тесно связано с речевой функцией.

Связь слюноотделения с различными функциями организма нередко затрудняет понимание этого процесса и приводит к противоречивым заключениям. В частности, нельзя считать окончательно решенным вопрос о степени адаптации у человека слюноотделения (как в количественном, так и в качественном отношении) к различным пищевым веществам. Эмоциональное напряжение, особенно отрицательные эмоции, вызывают чаще всего торможение секреции слюны. На характер слюноотделения может оказывать влияние и мышечное утомление, общая слабость организма, различные соматические и нервные заболевания.

Методы исследования слюноотделения . В хронических условиях исследуются динамика секреции отдельных желез, а также состав слюны. Для получения смешанной слюны у человека собирают градуированный сосуд слюну, периодически сплевываемую или вытекающую при открытом рте. Можно собирать слюну на помещаемые ротовую полость губки, а также отсасывать пипеткой или вакуумным сифоном.

Сложнее сбор слюны из отдельных желез. Еще в прошлом веке предложено канюлировать слюнные протоки металлическими или полиэтиленовыми трубочками диметром 0,25-3мм. Существуют приспособления, позволяющие одновременно канюлировать протоки всех слюнных желез.

В 1910 г. Карлсоном и Криттенденом была предложена капсул для обирания слюны из Стенонова протока без канюлирования. Она состоит из двух камер. В наружной создается вакуум, благодаря которому капсула плотно присасывается к слизистой. В дальнейшем Лешле и Красногорский модифицировали капсулу для собирания слюны из протоков других желез. Сложность использования капсул связана с необходимостью индивидуальной подгонки.

У животных для собирания слюны в хронических опытах прибегают чаще всего к хирургическим способам канюлирования или подшивания специальных воронок и капсул. Из выведенных нарушу, на поверхность щеки протоков у собак слюну собирают с помощью специальной воронки, приклеиваемой менделеевской замазкой. У мелких животных слюноотделение измеряется тампончиками, которые взвешиваются до и после пробы.

Предложены и другие способы регистрации слюноотделения. В частности, интегральная и тахометрическая (дифференциальная) кривые слюноотделения регистрируются электрическим путем или оптически при помощи чернильно-пишущих приборов саливоинтегратора и саливотахометра. В этих приборах каждая капля слюны замыкает электрическую цепь, и прибор фиксирует это пером или счетчиком. Имеются методы, основанные на использовании взаимоотношения между скоростью секреции и удельным весом слюны.

Состав слюны . Слюна человека и животных является смешанным секретом околоушных, подчелюстных, подъязычных желез, а также многочисленных мелких желез языка, дна полости рта и неба. Ее состав определяется видом животного, возрастом, функциональным состоянием и т.д. Секрет различных слюнных желез неодинаков и меняется в зависимости от раздражителя (пищевой, химический, нервная стимуляция и пр.). По составу смешанная слюна (иначе называемая ротовой жидкостью ) отличается от слюны, полученной из выводных протоков, наличием десквамированных эпителиальных клеток, микроорганизмов им продуктов их жизнедеятельности, слюнных телец, остатков мокроты и т.д.

Слюна человека в нормальных условиях представляет собой вязкую, опалесцирующую, слегка мутную (благодаря присутствию клеточных элементов) жидкость с удельным весом 1,001 – 1,017 и вязкостью, колеблющейся в диапазоне 1.1-1.32 пуаза. Ежедневно ее продуцируется 0,5-2,0 л, из которых до 30 % приходится на долю околоушных желез. Однако скорость секреции неравномерная и зависит от ряда факторов: возраста (после 55-60 лет слюноотделение замедляется), нервного возбуждения, пищевого раздражителя. Во время сна слюны выделяется очень мало (0,05 мл/мин), при бодрствовании – до 0,5 мл/мин, при стимуляции – до 2,0-2,3 мл/мин. Чем больше выделятся слюны, тем менее зубы поражаются кариесом.

Важным фактором, влияющим на состав слюны, является скорость секреции, составляющая у человека в отсутствии стимуляции около 0,24 мл/мин. При жевании она может возрастать до 200 мл/час. Активная реакция (рН) смешанной слюны человека колеблется в пределах 5,8-7,36. рН слюны околоушных желез в покое равна 5.82, в подчелюстных - 6,39. Увеличение скорости секреции сдвигает рН в щелочную сторону – до 7,8. Буферные свойства слюны определяются присутствием в ней бикарбонатов, фосфатов и белков. Буферная емкость слюны изменяется под воздействием ряда факторов. Так, применение в течение длительного времени углеводной пищи снижает буферную емкость слюны, а соблюдение высокобелковой диеты – повышает ее. Слюна, собранная во время еды, обладает более высокой буферной емкостью, чем слюна, выделяемая в промежутках между приемами пищи. Чем больше буферная емкость слюны, тем меньше поражаемость зубов кариесом.

Смешанная слюна человека содержит около 99.4-99,5 % воды, 05-0,6 % сухого остатка и некоторое количество газов. Сухой остаток (в среднем 5-7 г ежедневно) состоит из неорганических и органических веществ, причем на долю последних приходится более половины. Неорганические компоненты представлены ионами: калия, натрия, кальция, лития, магния, железа, хлора, фтора, серы, роданистых и других соединений. Существуют данные о выделении со слюной солей йода, ртути, свинца, мышьяка, висмута, урана. Концентрация солей калия, кальция, магния в слюне относительно высока и в 1,5-4 раза превышает таковую в плазме.

Органические вещества слюны представлены белками и азотсодержащими веществами небелковой природы. В слюне околоушной железы находятся альбумины (7,6%), альфа-глобулины (11,1%), бета-глобулины (43.3%), гамма- глобулины (18,5%) и лизоцим (18.1%). Из ферментов – амилаза. В слюне подчелюстной железы много нейтральных и кислых мукопротеинов, образующих т.н. муцин , главное вещество слизи.

Как уже было сказано, слюна человека и многих млекопитающих содержит в значительных количествах амилазу , принадлежащую к классу альфа-амилаз. Она специфически расщепляет 1,4-гликозидные связи в молекулах крахмала и гликогена, приводя к образованию декстринов, а затем мальтозы и глюкозы. Амилаза присутствует в очень низкой концентрации в человеческой слюне при рождении и достигает уровня взрослых к концу первого года жизни. При кормлении углеводной пищей ее концентрация растет. Из карбогидраз слюна содержит также альфа-глюкозидазу (мальтозу), расщепляющую не только мальтозу, но и сахарозу. Кроме того, в ней обнаружены в небольшом количестве и другие ферменты (протеазы, пептидазы, липаза, щелочная и кислая фосфатазы и др.), функция которых в настоящее время остается неясной. В общей сложности в настоящее время в ротовой жидкости обнаружено более 50 ферментов. По происхождению ферменты делятся на три группы: 1) секретируемые слюнными железами; 2) образующиеся в процессе ферментативной деятельности бактерий; 3) образующиеся в результате распада лейкоцитов в полости рта.

Слюна обладает бактерицидными и предупреждающими кариес свойствами, зависящими главным образом от присутствия фермента лизоцима.

Из небелковых азотсодержащих веществ в слюне обнаружены мочевина, аммиак, креатинин, свободные аминокислоты. Имеются данные о присутствии в ней витаминов, антибиотиков, что указывает на участие слюны в экскреции этих соединений.

Функции слюны . Функции слюны многообразны и важны для жизнедеятельности организма. Известно, что при наступлении гипосаливации (снижения слюноотделения)_ и особенно ксеростомии (отсутствия слюны) быстро развиваются заболевания слизистой оболочки рта, а спустя 3-6 мц наступает множественное поражение зубов кариесом. Наряду с этим проявляются затруднения при пережевывании и глотании пищи, при осуществлении речевой функции.

Защитная функция заключается в увлажнении и покрытии слоем слизи (муцина) слизистой оболочки рта, что предохраняет последнюю от высыхания, образования трещин и воздействия механических раздражителей. Слюна осуществляет очищение (смывание) поверхности зубов и слизистой оболочки от микроорганизмов и продуктов жизнедеятельности, остатков пищи. Важное значение имеют бактерицидные свойства слюны, которые осуществляются благодаря действию ряда ферментов (лизоцим, липаза, РНК-аза, ДНК-аза), опсонинов, лейкинов и др.

В осуществлении защитной функции слюны важную роль играет ее плазмосвертывающая и фибринолитическая способность. В слюне содержатся тромбопластин, антигепариновая субстанция, протромбин, активаторы и ингибиторы фибринолиза. Эти вещества играют большую роль в обеспечении местного гомеостаза слизистой и поверхности зубов и улучшении регенерации поврежденных тканей, способствуют быстро остановке кровотечения в полости рта.

Речеулучшающая функция слюны связана с тем, что резонансные свойства полости рта лучше осуществляются, когда слизистая хорошо смочена слюной. Сухость во рту мешает речи.

Пищеварительная функция слюны проявляется в формировании пищевого комка, его пропитывании ферментами и проглатывании.

Секреция слюны на пищевые и отвергаемые вещества . Опыты, проведенные в лабораториях Павлова, Бабкина, и др., показали, что вне приема пищи у собак слюна не отделяется, а в период работы слюнная секреция хорошо приспособлена к раздражителям, поступающим в ротовую полость. Одним из наиболее сильных раздражителей слюноотделения является сухость пищи; чем пища суше, тем большее количество слюны на нее отделяется. На отвергаемые вещества выделяется более жидкая и бедная органическими веществами слюна. Однако, у человека слюна, выделяемая на пищевые и отвергаемые вещества, содержит примерно одинаковое количество ферментов и мало различается по рН и вязкости. Возможно, это связано с тем, что у человека отвергаемые вещества не смываются, как у собаки, а выплевываются.

В отличие от животных, у человека характер секреции слюны непрерывный. Это тесно связано с речевой функцией, так как слюна обеспечивает во время речи увлажнение слизистой ротовой полости, что улучшает ее резонирующие и звукообразующие свойства.

Регуляция слюноотделения . Секреция слюнных желез связана с раздражением различных рецепторных полей и центральным действием некоторых гуморальных факторов. Слюноотделение может также возбуждаться или тормозиться при введении в организм фармакологических агентов. Количество отделяемой слюны и ее качественный состав в значительной степени зависят от состояния внутренней среды организма, уровня возбуждения пищевого, терморегуляторного и других нервных центров. Слюнные железы принимают участие в осуществлении нескольких функций. Центральный аппарат их регуляции обеспечивает приспособляемость слюноотделения преимущественно к тем потребностям организма, которые для него данный момент наиболее существенны.

Важнейшим рецепторным полем для возникновения слюноотделения является полость рта. Слюноотделение возникает также при раздражении других рефлекторных зон, например, желудка (Курцин), пищевода (Сыренов), терморецепторов (у собак). Слюноотделение может усиливаться или угнетаться при эмоциональном возбуждении, вызванном травмирующим или болевым воздействием. Описаны тормозные влияния на слюноотделение и проявление сухости во рту при отрицательных эмоциях (например, чувстве страха) у человека. Для стоматолога важно знать, что любые его манипуляции в полости рта у пациента могут вызывать обильное слюнотечение.

Латентный период рефлекторного слюноотделения колеблется от 1 до 20 секунд.

Слюнные железы получают симпатическую и парасимпатическую иннервацию. Считается, что основным секреторным нервом для слюнных желез является парасимпатические волокна, а симпатикус вызывает отделение небольшого количества густой, богатой ферментами слюны. У человека стимуляция симпатического ствола на шее вызывает секрецию подчелюстной железы, а на околоушную это влияние не распространяется.

Слюноотделительные центры продолговатого мозга состоят из двух симметрично расположенных нейронных пулов в ретикулярной формации, которые простираются с каждой стороны ядра лицевого нерва до передней части n. ambiguus. Ростральная часть этого нейронного образования – верхнее слюноотделительное ядро – связана с подчелюстной и подъязычной железами, каудальная часть – нижнее слюноотделительное ядро – с околоушной железой. Имеется тесная функциональная связь между сердечно-сосудистой, дыхательной и слюноотделительной системами. Например, в такую сложную реакцию, какой является рвотный акт, включаются слюноотделение, глотание, спастические дыхательные движения, сердечно-сосудистые реакции, мускулатура живота и диафрагма.

Большую роль в регуляции слюноотделения играют ядра гипоталамуса. Существует и корковая регуляция слюноотделения, доказательством чего является возможность выработки условного рефлекса.

Помимо нервной регуляции работы слюнных желез, установлено определенное влияние на их деятельность половых гормонов, гормонов гипофиза, поджелудочной и щитовидной желез, имеющее более модулирующее, нежели пусковое значение.

Обильное отделение слюны наблюдается при асфиксии. В этом случае усиленное слюноотделение является следствием раздражения слюноотделительных центров угольной кислотой.

Гиперсаливация вызывается рядом причин и наблюдается при воздействии многих физиологических и патологических факторов. К ним относятся такие, как раздражение пищей, действие парасимпатомиметических веществ (пилокарпин, мускарин и др.), гиперсекреция больших пищеварительных желез у больных с язвенной болезнью желудка, заболеваниями поджелудочной железы. Повышенное слюноотделение наблюдается при отравлении ртутью или йодом, рефлекторном раздражении слюнных желез у больных с глистной инвазией, паркинсонизме, бешенстве, спинной сухотке, беременности, рвоте. Гиперсаливация может возникать и при сильном раздражении некоторых внутренних органов – прямой кишки, мочевого пузыря, гениталий. Можно наблюдать гиперсаливацию при рефлекторном нарушении функций слюнных желез и воздействии холинолитиков, при волнении, усиленном потении, расстройстве водного обмена, после больших кровотечений и длительного поноса. Угнетение секреции слюны наблюдается при ботулизме, азотемии, злокачественном малокровии, двустороннем параличе лицевого нерва, прогрессивном параличе.

Жевание . Процесс механической обработки пищи – жевание – заключается в измельчении твердых составных ее частей и перемешивании со слюной. Жевание способствует также оценке вкусовых качеств пищи и участвует в возбуждении слюнной и желудочной секреции. Так как жевание перемешивает пищу со слюной, то оно облегчает не только проглатывание, но и переваривание углеводов амилазой.

Акт жевания чисто рефлекторный, частично произвольный. Он регулируется нервным центром, расположенным в продолговатом мозгу (центр жевания). При попадании пищи в полость рта происходит раздражение рецепторов его слизистой оболочки (тактильных, температурных. вкусовых), откуда импульсы передаются по афферентным волокнам тройничного нерва к центру жевания, а затем по двигательным волокнам (нижнечелюстная ветвь тройничного нерва) – к жевательным мышцам. У человека и большинства животных верхняя челюсть неподвижна, поэтому жевание сводится к движениям нижней челюсти, осуществляемых в направлениях сверху вниз, спереди назад и вбок. Мышцы языка и щек играют важную роль в удержании пищи между жевательными поверхностями. Регуляция движений нижней челюсти для осуществления акта жевания происходит при участии проприорецепторов, находящихся в толще жевательных мышц.

Челюсти обычно сомкнуты в противовес силе тяжести. Тактильное раздражение поверхности полости рта (языка, щек, верхней и нижней губ, передней части твердого неба) пищевыми частичками вызывает рефлекторное торможение замыкательных мышц. Открывание ротовой полости сопровождается рефлекторной отдачей закрывания, которая, если пища находится во рту, опять вызывает открывание рта. Таким образом, ритмический акт пережевывания происходит непроизвольно. Способность жевать сознательно и регулировать эту функцию на непроизвольном уровне предположительно связывают с представительством акта жевания в структурах различных уровней мозга.

Животное, лишенное высших нервных центров, лежащих над средним мозгом, продолжает рефлекторно жевать, когда в рот вкладывается пища. Одностороннее раздражение сопровождается сокращением мышц на той же стороне, в результате чего жевание становится асимметричным: по силе оно больше на стороне рта, содержащей пищу. Униполярность жевательных движений была показана Шеррингтоном в 1917 г. Однако более поздними исследователями было установлено билатеральное представительство жевательных движений на корковом уровне. При раздражении коры наблюдаются электоромиографические реакции в жевательных мышцах обеих сторон.

Жевательные движения исследуют при помощи кинематографического, рентгенокинематографического и электромиографического методов. Жевательные движения можно зарегистрировать также графическим путем (мастикациография) . Мастикациограф состоит из резинового баллона, помещенного в специальный пластмассовый футляр, который прикрепляется к нижней челюсти. Баллон при помощи воздушной передачи соединяется с мареевской капсулой, перо которой записывает движения нижней челюсти на движущемся барабане кимографа.

При пережевывании различной пищи наблюдается повторяющийся цикл движений – жевательный период . Он состоит из нескольких фаз – 1) покоя; 2) введение пищи в рот; 3) ориентировочная фаза жевания; 4) основная фаза жевания; 5) формирование комка и его проглатывание. Соотношение фаз, а также количество и величина размахов жевательных движений и продолжительность пауз глотания зависит от пищевого комка, консистенции пищи, ее вкусовых качеств. Кривая движений нижней челюсти при еде костей характеризуется чередованием жевательных движений с паузами дробления.

Рис 4. Схема мастикациографа и мастикациограмма одного

Жевательного периода.

Обозначения: А – мастикациография : 1 – специальный футляр, в который помещен резиновый баллон (2); 3 – фиксирующая повязка; 4- градуированная шкала, определяющая степень прижатия подбородка к баллону; 5 – резиновый шланг для воздушной передачи; 6 – капсула Марея; 7 – кимограф. Б – мастикациограмма : I – состояние покоя; II – фаза введения пищи в рот; III – фаза ориентировочного жевания; IV – фаза истинного жевания; V – формирование пищевого комка

Фазы мастикациограммы .

I фаза – состояние покоя, соответствует периоду времени до введения пищи в рот, когда нижняя челюсть неподвижна, мускулатура находится в минимальном тонусе и нижний зубной ряд отстоит от верхнего на расстояние от 2 до 8 мм. На кимограмме эта фаза обозначается в виде прямой линии в начале жевательного периода на уровне между основанием и вершиной волнообразной кривой.

II фаза – фаза введения пищи в рот. Графически соответствует первому восходящему колену кривой, которое начинается сразу от линии покоя. Размах этого колена максимально выражен, а крутизна его указывает на скорость введения пищи в рот.

III фаза – фаза начальной жевательной функции (адаптация). Начинается с вершины восходящего колена и соответствует процессу приспособления и первоначального дробления куска пищи. В зависимости от физико-механических свойств пищи происходит изменение в ритме и размахах кривой этой фазы. |При первом дроблении целого куска пищи одним движением (приемом) кривая этой фазы имеет плоскую вершину (плато), переходящую в пологое нисходящее колено до уровня покоя. При начальном дроблении и сжатии отдельного куска пищи в несколько приемов (движений) путем подыскивания лучшего места и положения для сжатия и дробления происходят соответствующие изменения в характере кривой. На фоне плоского плато (вершины) имеется ряд коротких волнообразных подъемов, расположенных выше уровня покоя. Наличие плоского плато в этой фазе говорит о том, что давление, развиваемое жевательной мускулатурой, не превысило сопротивления пищи и не раздавило ее. Как только сопротивление преодолено, плато переходит в нисходящее колено. Фаза начальной жевательной функции в зависимости от различных факторов может быть изображена графически в виде одной волны, или представлять собой сложное сочетание волн, слагающихся из нескольких подъемом и спусков разной высоты.

IV фаза – основная жевательная функция. Графически характеризуется правильным чередованием периодических жевательных волн. Характер и продолжительность этих волн в нормальном жевательном аппарате зависят от консистенции и величины куска пищи. При жевании мягкой пищи отмечаются частые равномерные подъемы и спуски жевательных волн. При жевании твердой пищи в начале фазы нормальной жевательной функции отмечаются более редкие и продолжительные волны. Затем последовательно подъемы и спуски жевательных волн учащаются.

V фаза. С окончанием основной фазы жевания начинается следующая фаза формирования комка с последующим проглатыванием его. Графически эта фаза выглядит в виде волнообразной кривой с некоторым уменьшением высоты и размеров волн. После проглатывания комка устанавливается новое состояние покоя жевательного аппарата. Характер мастикациограммы зависит в основном от механических свойств пищи: консистенции и объема. При жевании мягкого хлеба фаза ориентировочного жевания кратковременна, она имеет низкую амплитуду и медленный ритм жевательных волн. В основную фазу жевания наблюдаются частые и равномерные подъемы и спуски волн, а формирование пищевого комка происходит один прием. При жевании сухаря характерным для ориентировочной фазы является наличие высокой амплитуды и частого ритма жевательных волн. В начале основной фазы жевания эти волны имеют ступенеобразный вид и большую продолжительность, затем они учащаются. Пищевой комок формируется в несколько приемов. Характер мастикациограммы может меняться при нарушении целостности зубных рядов, при заболевании зубов и пародонта, при патологии слизистой оболочки рта, языка, костей верхней и нижней челюстей и др.

Степень, до которой пережевывается содержимое ротовой полости, варьирует у различных видов животных: у некоторых (собака и кошка) пища размельчается лишь до такой степени, чтобы ее можно было проглотить. У человека частички пищи измельчаются до нескольких кубических миллиметров. Способствуя размельчению пищевых веществ, жевательные движения увеличивают воздействие слюны и способствуют быстрейшему формированию комка, готового к проглатыванию. На фоне действия атропина в связи с прекращением слюноотделения время жевания до момента глотания удлиняется.

У людей проглатывание плохо пережеванной пищи отрицательно сказывается на ее обработке и усвояемости и способствует развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Физиологические жевательные пробы . Метод жевательных проб заключается в разжевывании испытуемым определенного количества избранного пищевого продукта на определенной стороне зубного ряда с последующим анализом разжеванной пищи. Оцениваются при этом продолжительность жевания пробы или количество жевательных движений, степень размельчения пищи.

Предложено много жевательных проб. Например, Христиансен для изучения жевательной эффективности предлагал испытуемому совершить 50 жевательных движений при введении в рот кокосового ореха. Полученная пищевая масса затем анализировалась на степень размельчения. С.Е. Гельман для этих целей предлагает испытуемому в течение 50 секунд жевать 5 ядер лесного ореха, полученную массу после промывания и высушивания просеивают через сито с отверстиями в 2,4 мм. И.С. Рубинов для тех же целей предлагает использовать сухари, измеряя время их полного разжевывания. Характер жевательных движений при этих пробах учитывается с помощью мастикациографии. Жевательные пробы помогают составить достаточно полное представление о состоянии жевательного аппарата.

Нервный контроль акта жевания . При поступлении пищи в полость рта раздражаются различные рецепторы слизистой оболочки – механо-, термо- и хеморецепторы. Возбуждение от них по чувствительным волокнам язычного (3-я ветвь тройничного нерва), большого и малых небных (2-я ветвь тройничного нерва), языкоглоточного, верхнего гортанного нерва (ветвь блуждающего) и барабанной струны (ветвь промежуточного нерва) поступает в чувствительные ядра продолговатого мозга, представленные ядром одиночного пути и ядрами спинномозгового пути тройничного нерва. Затем возбуждение по специфическому пути, переключаясь в таламусе, поступает в корковый отдел орального анализатора. Здесь благодаря процессам анализа и синтеза афферентных возбуждений решается опрос о съедобности веществ, поступающих в полость рта. Если вещество оказывается несъедобным, оно отвергается, и в этом проявляется одна их форм защитной функции полости рта. Если же пища съедобная, она остается в полости рта и жевание продолжается.

На уровне ствола мозга и зрительных бугров от афферентных путей отходят коллатерали к ретикулярной формации, которая, с одной стороны, обеспечивает проведение возбуждения по неспецифическом путям в кору большого мозга, с другой, входя в состав экстрапирамидной системы, обеспечивает эфферентную функцию. От двигательных ядер ретикулярной формации в нисходящем направлении в составе эфферентных волокон тройничного, лицевого и подъязычного нервов импульсы поступают к мышцам, обеспечивающим жевание: собственно жевательным, мимическим и мышцам языка. На уровне коры большого мозга также идет переключение возбуждений с чувствительных на двигательные нейроны и в составе нисходящих пирамидных путей возбуждение направляется к двигательным ядрам ствола мозга. Участие коры обеспечивает произвольное сокращение жевательных мышц.

3.4.2. Функциональная система формирования пищевого комка .

Основой жизнедеятельности организма является непрерывно протекающий в его клетках и тканях обмен веществ, благодаря которому организм может осуществлять адекватную приспособительную и трудовую деятельность. Известно, что содержание питательных веществ в крови и во внутренней среде организма поддерживается на определенном уровне. Поддержание этого постоянства обеспечивается организмом по принципу саморегуляции благодаря деятельности функциональной системы питания, обеспечивающей оптимальный для метаболизма уровень питательных веществ в организме (см. схему).

Обеспечение постоянства питательных веществ может осуществляться как эндогенным, так и экзогенным, или поведенческим, путем. Эндогенный путь предполагает использование внутренних запасов питательных веществ в организме. Основу экзогенного пути составляет поведение, направленное на поиск пищи, ее поедание и переработку в результате пищеварения.

Процесс пищеварения начинается с момента попадания пищи в полость рта. Этот момент является начальным жизненно важным этапом переработки пищевых продуктов на этапах пищеварительного конвейера. Именно здесь происходит прежде всего апробация пищи на ее съедобность. Если по своим качествам пища не соответствует запросам организма или является непригодной, она отвергается, если же оказывается пригодной (съедобной), то начинается пищеварение в полости рта.

Рисунок 5. Функциональная система питания (по К.В. Судакову)

Основу пищеварения в полости рта составляет процесс жевания – сложный физиологический акт, обеспечивающий механическую и химическую обработку пищи, подготавливающий ее для последующих этапов. Жевание осуществляется с помощью произвольных и непроизвольных регуляторных механизмов. Как любая целенаправленная деятельность организма, жевание заканчивается полезным приспособительным результатом – формированием пищевого комка, пригодным для проглатывания. Поэтому вся интеграция периферических и центральных образований и механизмов их регуляции для жевания получила название функциональной системы, обеспечивающей формирование адекватного для проглатывания пищевого комка. При этом пищевой комок является системообразующим фактором (см. рисунок 4).