Сенсорное воздействие на усвоение питательных веществ

Сенсорная стимуляция в области головы и шеи оказывает питательное воздействие, выходящее за рамки ее роли в выборе пищи, посредством реакций головного мозга. Эти экзокринные и эндокринные реакции слюнных желез, желудка, поджелудочной железы, термогенные, сердечно-сосудистые и почечные реакции на мысль, вид, звук, запах, осязание или вкус пищи, по-видимому, стимулируют организм к лучшему усвоению и использованию поступающих в организм питательных веществ.

Хотя существование таких рефлексов у людей задокументировано, их физиологическая роль остается неопределенной. Отчасти это связано с тем, что они недолговечны (т.е. длятся несколько минут), как правило, малы по сравнению с аналогичной реакцией после приема пищи, и их трудно достоверно выявить в экспериментальных условиях.

Тем не менее, данные о том, что постгестационные реакции часто короче по продолжительности, менее выражены или каким-либо образом изменяются в отсутствие какого-либо компонента головной фазы, подтверждают мнение о том, что они служат для оптимизации использования энергии и питательных веществ.

Как правило, чем больше компонентов задействовано в нормальном процессе приема пищи, тем сильнее будет реакция головного мозга. Таким образом, по мере продвижения от мыслей о еде к ее сочетанию со зрением, затем к запаху, за которым следует вкус продукта, и, наконец, к глотанию, интенсивность реакции возрастает.

В некоторых, но не во всех исследованиях, один только вид пищи вызывает выделение слюны в головную фазу. Реакция наиболее выражена на продукты, которые вызывают наибольшее выделение слюны при приеме внутрь. Стимуляция обоняния является достаточным условием, поскольку запахи сами по себе могут вызвать выделение слюны.

Стимуляция вкусовых ощущений, особенно кислыми растворами, вызывает наибольшую реакцию слюноотделения в головную фазу. Скорость выделения слюны во рту может увеличиваться с базального уровня примерно 0,3 мл/мин до значительно более 1 мл/мин. Характер реакции может быть изменен в зависимости от состояния голода индивидуума и вкусовых качеств раздражителя.

В той мере, в какой реакция слюноотделения в головную фазу влияет на выделение слюны во время приема пищи, она может оказывать влияние на пищеварение с помощью трех механизмов. Во-первых, прохождение пищи через желудочно-кишечный тракт облегчается добавлением жидкости и гликопротеинов, полученных из слюны.

Во-вторых, слюна содержит пищеварительные ферменты, которые могут инициировать расщепление крахмала и липидов. Важность переваривания крахмала в полости рта обычно минимальна, поскольку амилаза быстро инактивируется в кислой среде желудка. Переваривание липидов может быть более важным при определенных условиях, например, при кормлении недоношенных детей.

В таких случаях липаза слюнных желез является основным ферментом, расщепляющим липиды. Наконец, имеются ограниченные данные о том, что попадание слюны в желудок препятствует опорожнению желудка.

Мысль, зрение, обоняние и вкус - все это по отдельности способно вызвать выделение желудочной кислоты. Когнитивная, зрительная и обонятельная стимуляция может вызвать высвобождение, которое в среднем составляет от одной четвертой до двух третей от того, которое наблюдается после пережевывания, но не проглатывания пищи. Вкусовая стимуляция является сильнейшим стимулятором головной фазы.

Реакции также напрямую связаны с приятностью стимула на вкус. Стимуляция неприятным или безвкусным стимулом может не повлиять на выделение желудочной кислоты, в то время как предоставление предпочтительной пищи приведет к заметному выделению кислоты. Сообщалось о чрезмерной реакции у пациентов с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.

Можно предположить, что реакция желудка на головную фазу оказывает питательное воздействие, учитывая величину реакции и важность пищеварительных функций желудка. Выделение желудочной кислоты может активировать предферменты (например, пепсиноген), которые затем способствуют образованию многочисленных пищеварительных ферментов. Кислая секреция, а также гастрин могут также усиливать секрецию поджелудочной железы.

Попадание желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку вызывает выделение секрета поджелудочной железы, но также был задокументирован независимый эффект стимуляции головного мозга. Реакции наблюдаются у лиц с ахлоргидрией (т.е. отсутствием соляной кислоты в желудочном соке) или перенесших процедуры, блокирующие попадание содержимого кишечника в двенадцатиперстную кишку.

Комбинированная стимуляция зрения, обоняния и тройничного нерва является достаточным стимулом для экзокринной реакции поджелудочной железы, но вкусовые ощущения более эффективны. Более приятные вкусовые стимулы также приводят к более выраженной реакции.

Искусственное кормление (прием пищи в сочетании с выведением пищи из организма через желудочный свищ) было связано с повышением уровня трипсина, липазы и химотрипсина на 35-66%, 16-50% и 25-60% соответственно. Увеличивается общий объем секреции поджелудочной железы, но, по-видимому, особенно выраженный эффект оказывается на высвобождение пищеварительных ферментов.

Таким образом, вырабатывается особенно богатая ферментами секреция. Также было описано высвобождение панкреатического полипептида в головной фазе. Считается, что панкреатический полипептид подавляет секрецию желудочного сока и экзокринной секреции поджелудочной железы, расслабляет желчный пузырь и, таким образом, может влиять на пищеварение.

Участие головной фазы в экзокринных реакциях поджелудочной железы на прием пищи может способствовать усилению выделения не только пищеварительных ферментов, но и гормонов насыщения.

Например, сообщается, что холецистокинин, который может высвобождаться через механизм головной фазы, обладает свойствами насыщения. На самом деле, холецистокининовая реакция головного мозга ослаблена у людей с ожирением и, возможно, может способствовать отсутствию чувства сытости у людей с ожирением.

Наиболее широко изученной реакцией головного мозга является реакция на инсулин. Мысль о еде, ее внешний вид и запах приводят к повышению уровня инсулина в плазме крови, хотя в любом данном исследовании только у части испытуемых наблюдается такая реакция.

Низкая надежность ответа может быть обусловлена его хрупкостью, различиями в условиях эксперимента или в тестируемых популяциях. Например, сообщалось как о ослабленных, так и об усиленных реакциях у лиц с ожирением по сравнению с лицами с нормальным весом, и сообщалось, что приятные на вкус стимулы либо усиливают, либо не влияют на величину высвобождения инсулина в головной фазе.

Несмотря на сообщаемую вариабельность, наличие головной фазы высвобождения инсулина может иметь решающее значение для регуляции уровня глюкозы в крови. Исследования на животных показали, что внутрижелудочное введение глюкозы, которая обходит рецепторы ротоглотки и, следовательно, не вызывает рефлексов головной фазы, приводит к гипергликемии и гиперинсулинемии.

Кроме того, хотя роль инсулина в контроле чувства голода и насыщения непосредственно не установлена, реакция на инсулин в головной фазе может способствовать возникновению этих ощущений и их модификации.

Более выраженная термогенная реакция на пищу, принимаемую перорально, по сравнению с приемом внутрь, указывает на роль сенсорной стимуляции в термогенезе после приема пищи. Были получены неоднозначные данные о влиянии вкусовых качеств пищи на расход энергии после приема пищи.

Некоторые исследования демонстрируют усиление термогенеза после употребления предпочтительной пищи, в то время как другие данные не показывают никакого эффекта. Степень, в которой сенсорные факторы влияют на общий энергетический баланс посредством модуляции термогенной реакции на пищу, неизвестна.

Также сообщается, что искусственное кормление снижает сердечный выброс, возможно, за счет увеличения притока крови в спинной мозг. Это может быть прямым эффектом оральной стимуляции симпатической нервной системы или следствием вторичного гормонального воздействия. Увеличение притока крови в спинной мозг может способствовать усвоению питательных веществ.

На баланс жидкости также может влиять сенсорная стимуляция. Стимуляция полости рта солью приводит к антидиурезу у людей. Исследования на крысах показали, что это может быть связано с нервным воздействием на высвобождение вазопрессина из гипоталамуса.

Прямые доказательства влияния реакций головного мозга на усвоение и утилизацию питательных веществ все еще являются гипотетическими. Однако сообщалось о наводящих на размышления наблюдениях.

Во-первых, в ряде независимых исследований недоношенных детей, у которых во время назогастрального кормления проводилась оральная стимуляция, наблюдалась повышенная эффективность роста. То есть, при сопоставимом уровне потребления энергии был достигнут больший прирост веса. В качестве стимула в каждом случае использовалась резиновая соска.

Аналогичные результаты были отмечены у младенцев, которым не проводилась оральная тактильная/кинестетическая стимуляция, так что нельзя предполагать, что реакция головного мозга может быть опосредована.

Во-вторых, сообщалось, что пациентам, получающим полное парентеральное питание и, следовательно, не получающим оральной стимуляции, требуется неожиданно высокий уровень энергии для поддержания массы тела. Однако недавние исследования также поднимают вопросы по поводу этого наблюдения.

В-третьих, повышение уровня глюкозы в плазме крови происходит быстрее, когда инсулин вводят больным сахарным диабетом через 15-30 минут после приема пищи (тем самым устраняя первичный сигнал), по сравнению с тем, когда он вводится одновременно с едой. Кроме того, ингибирование раннего высвобождения инсулина у здоровых людей также приводит к гипергликемии.

Таким образом, в условиях нормального состояния здоровья и приема пищи реакции головной фазы могут служить скорее триггером или основой для реакций, возникающих при прохождении пищи по желудочно-кишечному тракту, чем самой эффективной пищеварительной реакцией.