Энциклопедический словарь
юного биолога

       

Пищеварительная система

Пищеварение — это сложный физиологический процесс, при котором происходит физическая и химическая переработка пищи, превращение ее в растворимые и усвояемые соединения путем ферментативного расщепления белков, жиров и углеводов.

В процессе пищеварения пищевые вещества, особенно белки, распадаются до мономеров, утрачивая при этом свою видовую специфичность, и уподобляются белкам самого организма. Непереваренная часть пищи и другие вещества удаляются с каловыми массами.

Различают пищеварение внутриклеточное и внеклеточное, в последнем выделяют полостное и пристеночное, или мембранное.

Внутриклеточное пищеварение как более примитивное свойственно одноклеточным организмам, у которых гидролитическое расщепление пищевого субстрата происходит в пищеварительных вакуолях (рис. 1).

Рис. 1. Амеба (внутриклеточное пищеварение):
1 — захватывание пищи; 2 — ядро.

Внеклеточное пищеварение становится преобладающим у губок, червей, моллюсков, ракообразных, насекомых и хордовых: переваривание пищи осуществляется гидролитическими ферментами, которые выделяются в пищеварительную полость пищеварительными же- лезами. У гидры переваривание пищи идет в полости тела при помощи ферментов, выделяемых энтодермальным слоем. Анального отверстия у нее нет, и непереваренные остатки удаляются через то же отверстие, в которое пища поступила (рис. 2).

Рис. 2. Разрез тела гидры (внутриполостное пищеварение):
1 — пища; 2 — отбросы; 3 — щупальце; 4 — рот; 5 — энтодерма; 6 — всасывание пищи; 7 — поперечный срез.

Впервые в процессе эволюции полная пищеварительная система появляется у кольчатых червей (наиболее хорошо развита она у дождевого червя) и представлена ртом, глоткой, пищеводом, зобом, желудком, кишечником и анальным отверстием (рис. 3).

Рис. 3. Пищеварительная система дождевого червя:
1 — рот; 2 — глотка; 3 — пищевод; 4 — зоб; 5 — мышечный желудок; 6 — кишка; 7 — всасывание пищи; 8 — анальное отверстие.

В ходе эволюции пищеварительная система усложнялась, дифференцировалась, появились пищеварительные железы. Однако сущность пищеварения у всех животных остается общей.

Благодаря работам И. П. Павлова, использовавшего фистульный метод, и разнообразным современным методам исследований были изучены особенности пищеварения животных и человека в различных отделах пищеварительного тракта. Химическая переработка пищи осуществляется ферментами, вырабатываемыми пищеварительными железами. Ферменты обладают свойством специфичности (переваривают строго определенные вещества). Их оптимальная активность зависит от температуры и реакции среды (кислой, щелочной, нейтральной).

Регуляция деятельности пищеварительных желёз осуществляется нервным и гуморальным путем. Это обеспечивает адаптацию пищеварительных желёз к роду пищи.

Количество и качество выделенных пищеварительных соков зависят от количества и качества принимаемой пищи. В 1967 г. советский физиолог А. М. Уголев впервые описал мембранное пищеварение, при котором гидролиз пищи происходит на границе ворсинок кишечника за счет наиболее активных ферментов, фиксированных на мембранах клеток (рис. 4).

Рис. 4. Схема строения кишечной клетки, осуществляющей мембранное пищеварение:
1 — микроворсинка; 2 — ферменты, располагающиеся на мембранах микроворсинок; 3 — митохондрия; 4 — ядро.

Полостное пищеварение начинает процесс расщепления пищевых масс, а пристеночное (мембранное) завершает гидролиз, и тут же в ворсинках продукты переваривания всасываются. Пищеварительная система человека (рис. 5) состоит из ротовой полости с тремя парами слюнных желёз, глотки, пищевода, желудка, кишечника и анального отверстия.

Рис. 5. Пищеварительная система человека:
1 — слюнные железы; 2 — полость рта; 3 — пищевод; 4 — желудок; 5 — двенадцатиперстная кишка; 6 — поджелудочная железа; 7 — печень; 8 — желчный пузырь; 9 — тонкий кишечник; 10 — толстый кишечник; 11 — аппендикс; 12 — прямая кишка.

В кишечник впадают протоки печени и поджелудочной железы. В ротовой полости происходит опробование пищи, ее измельчение и частичное химическое переваривание углеводов. Переваривание белков частично, до промежуточных продуктов (пептидов) осуществляется ферментами протеазами в кислой среде желудка (рис. 6).

Рис. 6. Схема строения слизистой оболочки желудка человека:
1 — клетки, продуцирующие пепсин; 2 — клетки, продуцирующие соляную кислоту; 3 — кровеносные и лимфатические сосуды; 4 — нервы.

В кишечнике ферменты поджелудочного сока окончательно расщепляют белки до аминокислот, которые всасываются ворсинками кишечника и попадают в кровь (рис. 7).

Рис. 7. Схема строения ворсинки тонкого кишечника человека:
1 — цилиндрический эпителий; 2 — центральный лимфатический сосуд; 3 — капиллярная сеть; 4 — слизистая оболочка; 5 — подслизистая оболочка; 6 — мышечная пластинка слизистой оболочки; 7 — кишечная железа; 8 — лимфатический канал.

В кишечнике углеводы окончательно перевариваются с помощью ферментов карбогидраз, превращаясь в глюкозу, всасываются и поступают в кровь. Жиры в основном перевариваются в кишечнике за счет эмульгирующего действия желчи и фермента поджелудочной железы липазы, превращающей их в глицерин и жирные кислоты. Всасываясь, они попадают в лимфатические сосуды ворсинок, а затем в кровь. В начальном отделе тонкого кишечника, в двенадцатиперстной кишке, идет самое интенсивное переваривание всех составных частей пищи. Продолжается и заканчивается оно под действием ферментов кишечного сока, выделяемого множеством желёзок тонкого кишечника. На протяжении всего тонкого кишечника происходит всасывание переваренных пищевых веществ, воды, минеральных солей. Это сложный активный физиологический процесс, происходящий в многочисленных ворсинках, в которые входят кровеносный и лимфатический сосуды.

В толстом кишечнике остается часть непереваренной клетчатки и трудно перевариваемых белков. За счет обильной микрофлоры толстого кишечника идет брожение и гниение пище- вых остатков, образуются ядовитые вещества, которые всасываются и током крови доставляются в печень. Здесь происходит защитный синтез, вещества обезвреживаются и в конечном счете выводятся из организма.

Гладкая мускулатура кишечника совершает маятникообразные и перистальтические (червеобразные) движения, которые способствуют перемешиванию содержимого кишечника и продвижению его в сторону анального отверстия. Движения толстого кишечника слабее, чем тонкого, и поэтому каловые массы задерживаются в нем почти на сутки. Длительная задержка каловых масс при запорах вызывает самоотравление организма, ведь защитные свойства печени не беспредельны, поэтому опорожнение кишечника должно быть ежедневным.

Для здоровья огромное значение имеет соблюдение правил питания. Пища должна быть сбалансирована по количеству белков, жиров, углеводов и других питательных веществ. Для каждого возраста разработаны нормы питания. Переедание, беспорядочный прием пищи, еда наспех грязными руками, употребление алкоголя, курение, нервозная обстановка за столом — все это приводит к болезням пищеварительного тракта.

Рейтинг@Mail.ru