Физиологические основы голода и насыщения
Голод — это физиологическое состояние, которое служит выражением потребности организма в питательных веществах. Субъективными проявлениями голода являются: тошнота, чувство «сосания под ложечкой», головная боль, головокружение, чувство общей слабости. Объективным внешним проявлением голода является поведенческая реакция, направленная на устранение голода — поиск пищи и ее прием.
Субъективные и объективные проявления голода обусловлены возбуждением нейронов различных отделов ЦНС, совокупность которых составляет пищевой центр, основными функциями которого являются формирование пищевого поведения, направленного на поиск и прием пищи, а также регуляция и функциональная интеграция органов пищеварительной системы. Пищевой центр -это сложный комплекс структур, включающий гипоталамо-лимбико-ретикуло-кортикальные отделы. Ведущим отделом, от которого распространяется активация всего пищевого центра, являются латеральные ядра гипоталамуса. Раздражение этих ядер приводит к усиленному потреблению пищи, а их разрушение — отказу от пищи. Эти ядра гипоталамуса называются центром голода.
При раздражении вентро-медиальных ядер гипоталамуса возникает отказ от пищи (афагия), а при их разрушении — гиперфагия (усиленное потребление пищи). Это дало основание считать эти ядра центром насыщения.
Гипоталамические ядра пищевого центра возбуждаются или тормозятся в зависимости от содержания питательных веществ в крови, а также от сигналов, поступающих от различных рецепторов. При формировании чувства голода, ведущими факторами являются импульсация от «пустого» желудка и наличие «голодной», крови, которая появляется при снижении содержания в ней питательных веществ.
Существуют несколько теорий, объясняющих возникновение голода, в зависимости от веществ, которые обеспечивают свойства «сытой» и «голодной» крови, раздражающей пищевой центр.
• Глюкостатическая теория, согласно которой ощущение голода связано с понижением содержания глюкозы в крови. По-видимому, в гипоталамусе имеются глюкорецепторы, воспринимающие изменение содержания сахара в крови. Это подтверждается экспериментально: внутривенное введение глюкозы снижает электрическую активность нейронов латерального ядра и увеличивает активность в вентромедиальных ядрах гипоталамуса.
• Аминоацидостатическая теория, согласно которой возбудимость нейронов, пищевого центра определяется содержанием в крови аминокислот.
• Липостатическая теория, согласно которой раздражителем гипоталамических центров является недостаток метаболитов, образующихся при мобилизации жира из его депо. Полагают, что пищевой центр стимулируется сигналами от жировых депо, когда из них высвобождается жир.
• Термостатическая теория предполагает угнетение пищевого центра в результате повышения температуры омывающей его крови, что происходит во время приема пищи.
• Гидростатическая теория связывает возникновение чувства голода с водными ресурсами организма — снижение запаса воды в организме уменьшает потребление пищи.
• Метаболическая теория, согласно которой промежуточные продукты цикла Кребса, которые образуются при расщеплении питательных веществ, циркулируя в крови, определяют степень пищевой возбудимости.
Из слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки выделено вещество пептидной природы — арэнтерин, который снижает аппетит. Угнетают аппетит и некоторые другие интерстицальные гормоны. Стимулируют или тормозят пищевой центр не только изменения химического состава крови, но и афферентные влияния от рецепторов пищеварительного тракта. Известно, что наполнение желудка тормозит пищевые реакции, а периодические сокращения свободного от пищи желудка вызывают ощущение голода. Афферентные Влияния, которые поступают от пищеварительного тракта в ЦНС по блуждающим чревным нервам, способствуют формированию чувства голода или насыщения. Совершенно очевидно, что в естественных условиях состояние пищевого центра определяется как составом крови, так и нервными импульсами от пищеварительных органов, депо питательных веществ, многочисленных интеро- и экстерорецепторов, а также от центров многих рефлексов.
После приема пищи возникает состояние насыщения, которое протекает в две стадии.
• стадия сенсорного (первичного) насыщения, оно связано с торможением пищевого центра (латеральные ядра гипоталамуса) импульсами от рецепторов полости рта и желудка, раздражаемых поступившей пищей. Возбуждение нейронов вентромедиального гипоталамуса приводит к поступлению питательных веществ из депо, кровь перестает быть «голодной» и не возбуждает нейроны гипоталамуса.
• стадия насыщения — обменная (вторичная, истинная), связана с поступлением в кровь продуктов переваривания питательных веществ.
Важную роль в возникновении чувства голода и насыщения играют, по-видимому, пептидные гормоны. Такие регуляторные пептиды как холецистокинин, соматостатин, бомбезин и др. снижают потребление пищи, т. е. участвуют в формировании насыщения. Усиление пищевой мотивации и активации пищевого поведения вызывают пентагастрин, окситоцин и др., которые способствуют формированию чувства голода.
Источник
Теория возникновения чувства голода
И. П. Павловым и Е. О. Шумовой-Симаковской (1889 г.) был разработан метод «мнимого кормления», когда животному с фистулой желудка одновременно делалась эзофаготомия (перерезка пищевода). Когда собака ела, пища выпадала из отверстия пищевода, а в желудке выделялся чистый желудочный сок, который собирался из фистулы. Этот метод дает возможность изучать рефлекторную деятельность желез желудка при раздражении рецепторов полости рта. Однако он не позволяет исследовать влияние самой пищи и продуктов расщепления, находящихся в желудке, на секрецию желудочных желез.
Р. Гейденгайном была разработана операция изолированного желудочка, которая давала возможность получить чистый желудочный сок. Но эта операция не учитывала топографию нервов, иннервирующих желудок. При формировании изолированного желудочка нервы перерезались, а желудочек оказывался денервированным. Этим методом можно было изучать только гуморальную фазу желудочной секреции. И. П. Павлов, учтя недостатки методики Р. Гейденгайна, предложил способ операции изолированного желудочка без перерезки нервов, иннервирующих желудок, что дало возможность изучать желудочную секрецию на протяжении всего периода пищеварения.
Для изучения секреторной активности других желез производятся операции наложения фистулы слюнных желез, поджелудочной железы, кишечника. Секреторную и моторную активность кишечника можно исследовать с помощью изолированных отрезков кишки, один или оба конца которых выводят наружу.
Для изучения секреторной и моторной функций желудокно-кишечного тракта у человека используются зондовые и беззондовые методы. Зондовые методы (зондирование желудка, 12-перстной кишки) позволяют определить объем и состав секрета как натощак, так и после стимуляции пищеварительных желез пищей и различными фармакологическими препаратами (гистамином, пентагастрином при оценке желудочной секреции и серно-кислой магнезией при исследовании желчевыведения). В последние годы широко используются эндоскопические методы исследования желудка и кишечника, которые позволяют наряду с визуальным наблюдением за слизистой оболочкой получать биопсийный материал.
При беззондовых методах учитывают содержание в крови и выделение с мочой веществ, освободившихся из принятых препаратов под действием на них пищеварительных секретов. О функциональном состоянии пищеварительных желез также можно судить по активности их ферментов в крови и моче. Разработан также метод эндорадиозондирования. Радиокапсула, проглоченная внутрь, может передавать информацию в виде радиосигналов о параметрах содержимого различных отделов желудочно-кишечного тракта, например рН и др. Радиокапсула с датчиком давления используется для изучения моторной активности пищеварительного тракта.
Для изучения моторной функции пищеварительного аппарата применяются также методы мастикациографии (графическая регистрация жевательных движений нижней челюсти) и электрогастрографии (регистрация с поверхности передней брюшной стенки биотоков желудка, возникающих при его сокращении). В клинике также широко используются методы рентгенологического исследования с помощью рентгеноконтрастных веществ, радиоизотопное сканирование, УЗИ печени и желчного пузыря. Оценка гидролиза и всасывания в клинической практике производится биохимическими методами определения веществ при даче исходных продуктов.
Физиологические основы голода и насыщения
Потребность в питательных веществах выражается в состоянии голода и создает мотивацию поиска и поедания пищи. Совокупность нейронов различных отделов центральной нервной системы, которые определяют пищевое поведение и регулируют пищеварительные функции человека и животного, составляют пищевой центр. Эти нейроны находятся в коре больших полушарий, в лимбической системе, ретикулярной формации, гипоталамусе, где локализуется центр голода. При возбуждении этих ядер у животного развивается гиперфагия – усиленное потребление пищи. Разрушение этих ядер приводит животное к отказу от пищи – афагии. В вентромедиальных ядрах гипоталамуса находится центр насыщения. При стимуляции этих нейронов у животного возникает афагия, при их разрушении – гиперфагия. Между центром голода и центром насыщения существуют реципрокные отношения, т. е. если один центр возбужден, то другой заторможен. Возбуждение или торможение этих ядер происходит в зависимости от содержания питательных веществ в крови, а также сигналов, поступающих от различных рецепторов. Существует несколько теорий, объясняющих возникновение чувства голода.
Глюкостатическая теория – ощущение голода связано со снижением уровня глюкозы в крови.
Аминоацидостатическая – чувство голода создается понижением содержания в крови аминокислот.
Липостатическая – нейроны пищевого центра возбуждаются недостатком жирных кислот и триглицеридов в крови.
Метаболическая – раздражителем нейронов пищевого центра являются продукты метаболизма цикла Кребса.
Термостатическая – снижение температуры крови вызывает чувство голода.
Локальная теория – чувство голода возникает в результате импульсации от механорецепторов желудка при его «голодных» сокращениях.
Насыщение возникает в результате возбуждения нейронов центра насыщения. Выделяют первичное, или сенсорное, насыщение и вторичное, или обменное. Сенсорное насыщение связано с торможением латеральных ядер гипоталамуса импульсами от ре-цепторов рта, желудка, возбуждаемых принимаемой пищей. В то же время возбуждение нейронов вентромедиальных ядер гипоталамуса приводит к поступлению в кровь питательных веществ из депо. Вторичное, обменное, или истинное, насыщение наступает через 1,5 – 2 часа с момента приема пищи, когда в кровь поступают продукты гидролиза питательных веществ. Гормоны желудочно-кишечного тракта также играют важную роль в возникновении чувства голода и насыщения. Холецистокинин, соматостатин, бомбезин и другие снижают потребление пищи. Пентагастрин, окситоцин и другие способствуют формированию чувства голода.
Лекарственные средства, применяемые при нарушении секреторной функции пищеварительного тракта
Широкое применение в клинике нашли лекарственные средства, тормозящие кислотно-пепсиновую секрецию желудочных желез. Эти препараты используются при язвенных поражениях желудка и двенадцатиперстной кишки. В качестве антисекреторных препаратов применяют блокаторы Н2-гистаминовых рецепторов (циметидин) и М-холинолитики (атропин и его аналоги и избирательный блокатор М^холинорецепторов гастроцепин). При назначении неизбирательных М-холинолитиков за счет уменьшения секреции слюнных желез может наблюдаться сухость во рту. Снизить секрецию соляной кислоты можно также, ингибируя активность Na + , К + –АТФазы в мембранах париетальных клеток. Таким действием обладает препарат омепразол. Для нейтрализации соляной кислоты при гиперацидных гастритах применяют антацидные вещества, повышающие рН. В качестве антацидов используют различные сочетания гидроокиси алюминия и магния, например, в составе препарата альмагеля. Эти вещества обладают также адсорбирующими и обволакивающими свойствами.
При различных нарушениях процессов пищеварения, связанных с недостаточной секреторной способностью желудка, кишечника, поджелудочной железы, расстройствах пищеварения вследствие нарушения диеты, применяют ферментные препараты. Эти лекарственные средства, как правило, являются комплексными препаратами, содержащими определенный набор различных ферментов. При недостаточной функции желудочных желез используют натуральный желудочный сок, получаемый от здоровых собак через фистулу желудка при мнимом кормлении, или препараты, содержащие протеолитические ферменты. Так, из слизистой оболочки желудка свиней получают основной протеолитический фермент пепсин. Имеются лекарственные средства, содержащие сумму протеолитических ферментов желудочного сока (абомин). Эти ферментные средства применяют обычно в сочетании с разведенной соляной (хлористоводородной) кислотой. Получены фармакологические препараты, содержащие амилолитические, протеолитические и липолитические ферменты. Так, например, ферментный препарат из поджелудочных желез убойного скота панкреатин содержит трипсин и амилазу. Комплексный препарат фестал содержит основные компоненты поджелудочной железы (амилазу, липазу, протеазу) и желчи. Препарат панзинорм форте содержит экстракт слизистой оболочки желудка (пепсин, катепсин), экстракт желчи, аминокислоты, трипсин, химотрипсин, амилазу, липазу.
Источник
Физиология голода
Продолжаем обсуждать проблемы с лишним весом. Сегодня поговорим о физиологии голода, в другой раз — о сытости. Это поможет понять, как бороться с избыточным весом и ожирением. Информация будет из руководства «Физиология человека» под редакцией Шмидта (Москва, 1996 год) — это одна из книг, по которым я учил физиологию на втором курсе. Конечно, вы можете заявить, что часть сведений устарела. Да, возможно открыто что-то новое, но эти открытия касаются в первую очередь микроуровня и регуляции клеток, которые понять неспециалисту зачастую сложно. К тому же блог не задумывался как учебное пособие для студентов-медиков или врачей. Впрочем, в физиологии пищевого поведения еще много невыясненых наукой моментов.
СЛОВАРИК (составлен с помощью Википедии):
- Булимия, кинорексия (греч. bulimia, от bus — бык и limos — голод) — чувство сильного голода. Синоним: «волчий» голод.
- Анорексия (а — отрицание, -orexis — позыв к еде) — полный или частичный отказ от приёма пищи под влиянием психопатологических расстройств. Аппетит у больных анорексией присутствует.
Чтобы поддерживать свой вес в норме, должен быть баланс между потребляемой и расходуемой энергией (поддержание жизнедеятельности + мышечная работа + потеря тепла). Если потребляется энергии больше необходимого, человек толстеет. Если меньше — худеет и потом умирает от недостатка энергии.
Есть много людей, которых не заботит, сколько они съели за столом и сколько они весят в данный момент. Их вес остается стабильным. Это значит, что в норме организм может сам регулировать, какое количество пищи ему нужно. Например, когда животные, растолстевшие в результате принудительного кормления, возвращаются в обычные условия, они едят значительно меньше контрольных. По мере достижения исходного веса потребление ими пищи начинает медленно возрастать. И наоборот. У людей тоже самое. Например, несколько лет назад я две недели пролежал в инфекционной больнице и значительно похудел. Зато потом дома на меня напал жор: я ел в два раза больше обычного (по научному это называется булимия). И сам удивлялся, и родители.
Теории возникновения чувства голода:
- Пустой желудок Опыт говорит нам, что голод — это ощущение в области пустого желудка.
ЗА: когда в желудке нет пищи, его сокращения сильнее обычного и соответствуют ощущению голода.
ПРОТИВ: при удалении желудка или его денервации (перерезке нервов к желудку) пищевое поведение животных не меняется.
ВЫВОД: сокращения пустого желудка — один из факторов возникновения голода, однако совершенно необязательный.
Доступность глюкозы крови (глюкостатическая теория). Чтобы лучше понять, нужно вспомнить, что в организме есть инсулинНЕзависимые ткани (мозг), они получают глюкозу из крови в любом случае, если она там есть. Почти все остальные ткани — инсулинзависимые. Они получают глюкозу из крови только при наличии в крови инсулина. Подробнее об этом я писал здесь.
Согласно этой теории, недоступность глюкозы для клеток вызывает мощные сокращения желудка и ощущение голода. Не путайте доступность глюкозы и ее уровень в крови. Например, при сахарном диабете в крови много глюкозы, но из-за отсутствия инсулина она не может усваиваться и клетки голодают.
ЗА: если ввести мыши золото-тиоглюкозу, этот яд повредит клетки промежуточного мозга, потребляющие много глюкозы, и значительно нарушит пищевое поведение мышки.
ВЫВОД: пока это главная теория возникновения голода.
Термостатическая теория Теплокровные животные потребляют тем больше пищи, чем меньше температура окружающей среды.
ЗА: местное нагревание и охлаждение промежуточного мозга, где находятся центральные терморецепторы, вызывает изменение пищевого поведения в соответствии с этой теорией.
ПРОТИВ: этот факт можно объяснять иначе.
ВЫВОД: это менее убедительная теория по сравнению с теорией доступности глюкозы.
Зачем столько теорий возникновения чувства голода? Ответ простой. Окружающая среда весьма сложная и быстро меняется, а человек должен быстро приспосабливаться к ней. Несколько независимых механизмов смогут обеспечить потребление адекватного количества пищи в любых условиях.
- Теория «пустого желудка» имеет право на жизнь. Когда сильно хочется есть, желудок урчит и «шевелится», как будто просит покормить его. Выпитый стакан обычной воды на небольшое время уменьшает голод. Когда вода уходит дальше в кишечник, голодные спазмы возобновляются.
- Термостатическая теория, по-моему, легко объясняется тем, что на холоде теплопотери резко увеличиваются. Организму нужна энергия пищи, чтобы согреться. Дрожь на холоде — это мелкие непроизвольные сокращения мышц, для которых нужна энергия, а значит, и еда. Летом дополнительная энергия на согревание не нужна, поэтому человеку не надо есть много калорийной пищи (жиров и углеводов).
- Не могу поспорить с липостатической теорией, особенно когда вспоминаю про свой волчий аппетит (булемию) после больницы.
- Глюкостатическая теория кажется мне наилучшей.
- Когда чувствуешь сильный голод, достаточно съесть немного сладкого — пару конфет (глюкоза!), чтобы стало легче.
- Если съесть обычный сахар, он быстро поступит в кровь, создав чувство сытости, и также быстро уйдет в ткани под действием выделившегося инсулина. В это время снова возникнет некоторое ощущение голода.
- Если съесть жирную и малоуглеводистую пищу (например, сало с луком), то желудок заполнится пищей на несколько часов: жир переваривается медленно. Если теперь начать интенсивную физическую работу, то возникнет странное чувство голода. Это понятно, ведь в кровь из кишечника будет поступать мало глюкозы — самого быстрого и лучшего «топлива» для клеток. Для физической работы требуется много глюкозы, таким образом, возникнет ее нехватка и чувство голода при заполненном желудке.
Возможно, у вас есть свои наблюдения и теории на эту тему (как говорит старая пословица, «человек к 40 годам либо сам себе доктор, либо он дурак»). Пишите в комментариях. А в следующий раз поговорим о физиологии сытости.
Дополнение от 16 марта 2014
В 1999 году был открыт гормон голода — грелин. Он образуется несколькими типа клеток, но большей частью в клетках слизистой оболочки желудка. Перед приемами пищи уровень грелина увеличивается. Грелин играет важную роль и в анорексии (выраженном похудении из-за патологического нарушения аппетита), и в ожирении. Считается, что грелин взаимно дополняет гормон лептин. Лептин образуется в жировой ткани и вызывает чувство насыщения.
Голодание перезагружает иммунную систему человека
Университет Южной Калифорнии опубликовал неожиданное исследование. Оказывается, регулярные, но ограниченные по времени периоды голодания, длящиеся не более 4 дней, восстанавливают иммунную систему. У людей повышается уровень лейкоцитов.
Причем голодание может быть особенно эффективным для людей с ослабленной иммунной системой — например, для раковых больных. Также временный отказ от пищи нивелирует побочные эффекты химиотерапии. Во время голодания стволовые клетки, находящиеся в теле, начинают продуцировать лейкоциты, регенерируя всю иммунную систему в целом. Происходит это из-за того, что тело в условиях голода пытается сохранить максимальное количество энергии. «Побочный эффект» этого процесса — избавление от старых, слабых или поврежденных иммунных клеток. Характерно: раньше специалисты категорически запрещали голодать больным людям.
6 июня 2014 года.
Источник: газета «Звязда», в переводе: http://zviazda.by/2014/06/42694.html
Лечебное голодание предотвращает различные заболевания
Американские исследователи выяснили: у людей, воздерживающихся от приема пищи каждый первый понедельник месяца, ниже риск развития серьезных заболеваний, сообщает «Медицинская Информационная Сеть».
Так, шанс возникновения сердечно-сосудистых заболеваний при периодическом голодании уменьшался на 40%. У астматиков из-за голодания значительно реже случались приступы. Ученые полагают: такой вид голодания может снизить даже риск развития онкологических заболеваний. Голодание подвергает организм стрессу. В этом случае стресс оказывает положительное влияние, поскольку он имеет довольно умеренный характер и пробуждает защитные ресурсы организма. Достаточно голодать всего один раз в месяц, чтобы иммунитет почувствовал пользу. Некоторые специалисты считают, что вовсе не обязательно голодать целый день. Для активации иммунной системы достаточно пропустить завтрак или ужин. Успех этой процедуры зависит от соблюдения важного условия: начав голодать, необходимо это делать регулярно.
13 августа 2014 года.
Источник: газета «Звязда», в переводе: http://zviazda.by/2014/08/48632.html
Серьезные решения лучше принимать на голодный желудок
Утрехтский университет выяснил, когда человеку лучше всего принимать решения. Оказывается, самые правильные мысли приходят в момент голода. А вот на сытый желудок лучше решения не принимать, чтобы не допустить ошибку. Это доказал эксперимент с добровольцами. Людей разбили на две группы. При этом всем участникам запрещалось до эксперимента принимать пищу. Далее одной группе добровольцев дали завтрак. Вторая группа продолжала голодать. Затем прошли тесты. В результате группа голодных добровольцев выполняла поставленные перед ней задачи быстрее и точнее. А вот сытая допускала больше ошибок, дольше принимала решения. Для чистоты эксперимента тест повторили на следующий день, поменяв добровольцев местами. Результат был аналогичным.
Источник