Пищеварительная система
Пищеварительная система обеспечивает механическую и химическую обработку пищи, всасывание питательных веществ и удаление непереваренных остатков. Пища проходит по пищеварительному тракту в одном направлении: от ротовой полости к глотке, пищеводу, желудку, кишечнику и далее наружу.
Пищеварение — совокупность процессов механического измельчения пищи, её химического расщепления до простых веществ, всасывания этих веществ в кровь или лимфу и удаления непереваренных остатков.
Органы и общий путь пищи
Пищеварительную систему образуют пищеварительный тракт и пищеварительные железы. Систему органов человека важно рассматривать как взаимосвязанную: пищеварение поставляет клеткам питательные вещества, а кровь переносит их к тканям.
| Отдел | Основные процессы |
|---|---|
| Ротовая полость | Измельчение пищи зубами, смачивание слюной, начало расщепления крахмала |
| Глотка и пищевод | Проведение пищевого комка; пищеварение почти не происходит |
| Желудок | Перемешивание пищи, накопление, начало переваривания белков |
| Тонкий кишечник | Основное химическое пищеварение и всасывание питательных веществ |
| Толстый кишечник | Всасывание воды и солей, формирование каловых масс |
| Прямая кишка и анальное отверстие | Накопление и удаление непереваренных остатков |
В ротовой полости пища пережёвывается и смешивается со слюной. Слюнные железы выделяют слюну, которая увлажняет пищу и содержит фермент амилазу. Она начинает расщеплять крахмал до более простых углеводов. Сформированный пищевой комок проглатывается.
При глотании надгортанник закрывает вход в дыхательные пути, поэтому пища направляется в пищевод. Его стенки сокращаются волнами — такие сокращения называют перистальтикой. Пищевод проводит комок в желудок независимо от положения тела.
Ротовая полость → глотка → пищевод → желудок → тонкий кишечник → толстый кишечник → прямая кишка → анальное отверстие.
Механическая обработка пищи
Механическая обработка не изменяет химический состав веществ, но делает пищу более мелкими частицами и перемешивает её с пищеварительными соками. В ротовой полости пищу измельчают зубы, а язык перемещает её и участвует в формировании пищевого комка.
В желудке пища перемешивается благодаря сокращениям мышечной стенки. В тонком кишечнике перемешивание продолжается, а желчь дробит жир на мелкие капли. Это явление называют эмульгированием. Эмульгирование не является расщеплением жира ферментом, но увеличивает площадь соприкосновения жира с липазой.
Продвижение содержимого по тракту обеспечивается перистальтикой — последовательными сокращениями кольцевых и продольных мышц стенки органа. Сфинктеры регулируют переход пищи между отделами и препятствуют её обратному движению.
Химическое пищеварение и ферменты
Химическое пищеварение происходит под действием ферментов. Пищеварительные ферменты — белки, ускоряющие реакции расщепления крупных молекул пищи. Ферменты действуют избирательно: каждый фермент эффективен только для определённого вещества или группы близких веществ.
| Питательное вещество | Конечные продукты расщепления | Главные места переваривания |
|---|---|---|
| Белки | Аминокислоты | Желудок и тонкий кишечник |
| Сложные углеводы | Простые сахара, главным образом глюкоза | Ротовая полость и тонкий кишечник |
| Жиры | Глицерин и жирные кислоты | Тонкий кишечник |
| Нуклеиновые кислоты | Нуклеотиды и их составные части | Тонкий кишечник |
В желудке пища обрабатывается желудочным соком. Соляная кислота создаёт кислую среду, активирует некоторые ферменты и подавляет деятельность многих микроорганизмов. Фермент пепсин начинает расщепление белков. Слизь защищает стенку желудка от кислоты и ферментов.
Основное переваривание происходит в тонком кишечнике. В его начальный отдел поступают желчь, сок поджелудочной железы и кишечный сок. Ферменты поджелудочной железы расщепляют белки, жиры и углеводы. Печень образует желчь, а желчный пузырь накапливает и выделяет её в кишечник. Желчь не содержит пищеварительных ферментов, но эмульгирует жиры и способствует работе липаз.
Какое утверждение правильно объясняет роль желчи?
Ферменты пищеварительной системы действуют поэтапно. Если крупная молекула ещё не расщеплена на промежуточные части, фермент следующего этапа не всегда может воздействовать на неё. Поэтому пищеварение углеводов, белков и жиров начинается и завершается в разных отделах.
Всасывание и роль кишечника
Всасывание — переход продуктов пищеварения из полости кишечника во внутреннюю среду организма. Основная часть питательных веществ всасывается в тонком кишечнике через ворсинки и микроворсинки его стенки.
| Вещество | Куда поступает преимущественно |
|---|---|
| Глюкоза и аминокислоты | В кровеносные капилляры ворсинок |
| Вода, минеральные соли и витамины | В кровь или лимфу в зависимости от вещества |
| Продукты расщепления жиров | Сначала преимущественно в лимфатические капилляры |
Ворсинки увеличивают площадь поверхности тонкого кишечника. Их стенка тонкая, поэтому расстояние для перехода веществ мало. Кровеносные сосуды уносят питательные вещества к печени и другим органам, а лимфа переносит значительную часть продуктов расщепления жиров.
В толстом кишечнике всасываются вода и минеральные соли, формируются каловые массы. В нём обитают бактерии кишечной микрофлоры. Непереваренные остатки поступают в прямую кишку и удаляются при дефекации. Этот процесс не следует путать с всасыванием: при дефекации вещества не переходят в кровь, а выводятся из организма.
К пищеварительным железам относят слюнные железы, железы желудка и кишечника, печень и поджелудочную железу. Они выделяют пищеварительные соки или желчь, содержащие ферменты и другие вещества, необходимые для пищеварения.
Разобранный пример: определить отдел по процессу
Определим, где происходит основное всасывание продуктов переваривания белков, если указано, что белки уже расщеплены до аминокислот.
Правильный ответ: тонкий кишечник. Обоснование: в нём имеются ворсинки, увеличивающие площадь поверхности, а продукты расщепления белков переходят через их стенки в кровеносные капилляры.
1. Нельзя считать, что пищеварение происходит только в желудке: основная часть переваривания идёт в тонком кишечнике. 2. Желчь не является ферментом и сама не расщепляет жиры. 3. Всасывание воды происходит не только в толстом, но и в тонком кишечнике. 4. Пищевод проводит пищу, но почти не переваривает её. 5. Не путайте механическое измельчение с химическим расщеплением.
Связь с другими системами и регуляция
Работа пищеварительной системы регулируется нервными и гуморальными сигналами. Вид и запах пищи могут усиливать выделение слюны и желудочного сока. Растяжение стенок желудка и кишечника влияет на их движения и секрецию. Подробнее регуляция описана на странице регуляция пищеварения.
Пищеварение связано с питанием человека: состав пищи определяет, какие ферменты и органы участвуют в её обработке. Через кровь и лимфу продукты пищеварения поступают к клеткам, где используются для получения энергии, роста и восстановления тканей.
Например, если из 40 г поступившего вещества всосалось 32 г, доля усвоенного вещества равна \(32:40\cdot100\%=80\%\). Такая формула помогает решать расчётные тапсырмалар о всасывании и усвоении.
Итоговая проверка
Главное
- Пища проходит путь от ротовой полости через пищевод, желудок и кишечник к анальному отверстию.
- Механическая обработка измельчает и перемешивает пищу, а химическая расщепляет белки, жиры и углеводы ферментами.
- Основное пищеварение и всасывание происходят в тонком кишечнике; ворсинки увеличивают его всасывающую поверхность.
- Печень образует желчь, поджелудочная железа выделяет пищеварительные ферменты, а толстый кишечник всасывает воду и формирует каловые массы.