Пищеварение егэ биология теория

Пищеварение

Мы приступаем к изучению нового раздела — пищеварительной системы, представляющей собой систему органов, деятельность
которых направлена на осуществление механического и химического пищеварения.

Пищеварение — совокупность физико-химических процессов пищеварительного тракта, в результате которых из пищи образуются питательные вещества. Механическое пищеварение заключается в измельчении пищи, а химическое — расщеплении полимеров до мономеров.

Механическая обработка пищи осуществляется с помощью зубов, а также мышечного компонента пищеварительного тракта. Химическая
обработка — за счет особых биологически активных веществ — ферментов. Ферменты образуются в клетках железистого эпителия пищеварительных
желез.

Ферменты

Ферменты (лат. fermentum — «закваска») или энзимы (греч. en — приставка, означающая нахождение внутри + zyme — закваска, дрожжи) — сложные белковые соединения, которые ускоряют химические реакции в живых системах (в пищеварительном тракте — реакции расщепления).

Каждый фермент активен в определенной среде, в зависимости от кислотности: к примеру, ферменты желудка, активные в кислой среде, попадая в кишечник — в слабощелочную среду, теряют свою активность.

Потеря ферментами активности связана с изменением конформации белковых молекул (ферментов) в зависимости от среды (лат. conformatio — форма, построение; пространственное расположение атомов в молекуле).

Денатурация (лат. de — отсутствие, отмена + лат. natura — природные свойства) — процесс нарушения нативной конформации биологических макромолекул (нативная — от лат. nativus — врoждённый) .

При нагревании ферментов (белков) начинаются процессы необратимой денатурации и потери активности: температурный оптимум ферментов организма человека 36-39°C.

Низкие температуры (даже очень низкие) вызывают обратимую денатурацию белков. После охлаждения в нормальных условиях белки способны восстановить свою структуру и активность.

Ротовая полость

Ротовая полость является началом пищеварительной системы. Верхняя стенка ротовой полости образована мягким небом (складка слизистой оболочки, разделяющая полость рта и глотку) и твердым небом (костная стенка, разделяющая ротовую и носовую полости).

Передние и задние небные дужки мягкого неба ограничивают тонзиллярную нишу (лат. tonsilla — миндалина), в которой располагается орган иммунной системы — небная миндалина, образованная лимфоидной тканью.

На границе ротовой полости и глотки имеется скопление лимфатических структур, в его состав входят различные миндалины
(небная, глоточная, трубная, язычная). Миндалины — важная часть иммунитета: они помогают бороться с микробами и могут
увеличиваться в размерах при различных заболеваниях.

В совокупности миндалины образуют лимфатическое глоточное кольцо.

Пищеварение начинается уже в ротовой полости. Здесь в результате жевательных движений нижней челюсти (относительно неподвижной верхней челюсти) пища измельчается.
Нельзя недооценивать важность этого процесса, так как именно тщательное пережевывание пищи является залогом ее
дальнейшего успешного переваривания. Жевание обеспечивает:

• Измельчение пищи
• Стимуляцию рефлекторного отделение слюны
• Перемешивание пищи и слюны, ослизнение и формирование пищевого комка
• Стимуляцию моторной и секреторной деятельности ЖКТ (опыты И.П. Павлова)

Зубы

В норме у человека от 28 до 32 зубов (отсутствие зубов мудрости является вариантом нормы: зубы мудрости — рудименты). Первый комплект зубов человека называется — молочные зубы, с 6-7 лет до 12-13 они заменяются постоянными зубами.

Зубная формула человека записывается 2123. Такая формула означает, что на одной половине (!) челюсти находятся 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных зуба (премоляра) и 3 больших коренных
зуба (моляра — от лат. molares — коренные).

Корни зубов погружены в альвеолярные лунки верхней и нижней челюстей. Альвеола — от лат. alveolus — ячейка, углубление.

Зуб состоит из трех частей: коронки, шейки и корня. Снаружи коронка зуба покрыта эмалью, под эмалью располагается дентин — костное вещество зуба. Цемент (лат. cementum — битый камень) — специфическая костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба человека.

Пульпа (лат. pulpa- мякоть, мясистая часть) — рыхлая волокнистая соединительная ткань. Пульпа заполняет полость зуба, содержит большое количество нервных окончаний, кровеносных и лимфатических сосудов.

Эмаль развивается из эктодермы; дентин, цемент и пульпа — из мезодермы (в рамках школьного курса), если академически точно — из мезенхимы (мезенхима частично образуется из мезодермы).

Эмаль — внешняя защитная оболочка коронковой части зубов человека, представляет собой затвердевшие выделения эпителиальных клеток, покрывающих коронку зуба. Чередование холодного и горячего может привести к нарушению целостности эмали: в ней возникают трещины.

Через дефекты эмали (стертости, повреждения) происходит инфицирование основного — костного вещества зубов — дентина; распространение инфекционного процесса ведет к развитию кариеса.

Слюнные железы

У человека имеется 3 пары крупных слюнных желез: околоушная, подчелюстная и подъязычная, выделяющие секрет — слюну.
Помимо механической обработки, пища в ротовой полости обрабатывается ферментами, содержащимися в секрете слюнных желез:
амилазой и мальтазой. Они гидролизуют углеводы, содержащиеся во рту, к примеру, амилаза расщепляет крахмал до олигосахаридов
различной длины.

Секрет слюнных желез содержит муцин — слизистый компонент, который способствует образованию пищевого комка.
Важно помнить, что ротовая полость контактирует с внешней средой, и сюда постоянно попадают микробы: вирусы, бактерии.
Для нейтрализации микробов в слюне имеется лизоцим — бактерицидное вещество.

Запомните важный момент, который пригодится в дальнейшем: если пища находится в ротовой полости и раздражает рецепторы языка, то
выделение слюны — безусловный рефлекс. Если же слюна выделяется в ответ на внешний вид, запах пищи (но ее нет в ротовой полости),
то такой рефлекс считается условным.

В ротовой полости расположен орган вкуса — вкусовые луковицы. Вкусовые луковицы — комплексы клеток, которые содержат хеморецепторы. На языке вкусовые луковицы лежат внутри вкусовых сосочков
языка.

Спешу опровергнуть миф,
который гласит, что разные участки языка различают только определенные вкусовые ощущения — сладкое, горькое, соленое, кислое.
На самом деле внутри каждого вкусового сосочка имеются разные типы вкусовых луковиц, поэтому такая точка зрения неверна.

Заболевания

Кариес (от лат. caries — гниение) — патологический процесс, заключающийся в разрушении твердых тканей зуба вследствие
дистрофического (нарушение питания) или инфекционного процесса в кости или надкостнице. Кариес зубов — одно из самых
распространенных заболеваний человека.

Широко известна ангина — инфекционное заболевание, протекающее в виде острого воспаление глоточного кольца (чаще всего
поражаются небные миндалины). Они увеличиваются в размерах, могут покрываться пленкой, гноем.

Глотка

Сформировавшийся в ротовой полости пищевой комок перемещается языком в направлении ротоглотки. Перемещаясь, пищевой
комок попадает на корень языка и раздражает его рецепторы, после чего запускается механизм глотания.

Глотание — сложно-рефлекторный мышечный акт, в результате которого пищевой комок проталкивается из ротоглотки в пищевод,
после чего достигает желудка. При глотании надгортанник рефлекторно закрывает вход в гортань, чтобы частицы пищи не попали
в дыхательную систему.

Пищеварительная система

Рисунок 1. Пищеварительная система человека

Пищеварительная система человека осуществляет переваривание пищи (путём её физической и химической обработки), всасывание продуктов расщепления через слизистую оболочку в кровь и лимфу, выведение непереваренных остатков.

Пищеварительная система человека состоит из органов желудочно-кишечного тракта и вспомогательных органов (слюнные железы, печень, поджелудочная железа, желчный пузырь и др.). Условно выделяют три отдела пищеварительной системы. Передний отдел включает органы ротовой полости, глотку и пищевод. Средний отдел состоит из желудка, тонкой и толстой кишки, печени и поджелудочной железы. Задний отдел представлен каудальной частью прямой кишки.

Ротовая полость

В ротовой полости пища опробывается, пережевывается и смачивается слюной. Опробывание пищи происходит за счет рецепторов ротовой и носовой полостей. Пережевывание ― за счет зубов и языка.

Слюна выделяется тремя парами крупных слюнных желез и множеством мелких, расположенных в эпителии ротовой полости. За сутки выделяется 0,5-2,0 л слюны. Слюна содержит 99% воды и 1% других веществ:

• муцин ― слизистый белок, склеивает пищевой комок;
• амилаза ― расщепляет крахмал;
• гидрокарбонат натрия ― создает щелочную среду для работы амилазы;
• лизоцим ― антибиотик.

Безусловно-рефлекторное выделение слюны происходит при раздражении рецепторов ротовой полости. Условно-рефлекторное ― при виде или запахе знакомой пищи, мыслях о пище, наступлении времени приема пищи и т. д.

При глотании пища проходит через глотку:

• мягкое нёбо поднимается, закрывая проход в носовую полость;
• надгортанник опускается, закрывая проход в гортань.

Из глотки пища поступает в пищевод. Его стенки выделяют слизь и совершают перистальтические сокращения.

Зубы

Зуб состоит из корня, находящегося в челюстной кости, шейки, окруженной десной, и коронки, находящейся в ротовой полости.

Основную массу зуба составляет дентин. Корень и шейка покрыты цементом, коронка ― эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная пульпой ― соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервами.

Дети рождаются без зубов, с 6 месяцев начинают расти молочные зубы, с 6 до 12 лет они заменяются на постоянные, последние 4 зуба (мудрости) вырастают в 25 лет.

У взрослого человека на каждой челюсти с каждой стороны имеется 8 зубов: 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба.

Рисунок 2. Строение зуба

Желудок

Объем 1,5-3 л, пища проводит здесь 3 часа. Имеет три слоя мышц, которые перемешивают пищу с желудочным соком (3 л в сутки). Состав сока:

• пепсин ― расщепляет белки до аминокислот в кислой среде;
• липаза ― расщепляет до глицерина и жирных кислот эмульгированные (состоящие из мелких капелек) жиры молока и бульонов (остальные жиры расщепляются в кишечнике);
• соляная кислота ― денатурирует белки, активизирует пепсин, убивает бактерии;
• слизь (муцин) ― защищает эпителий желудка от механических повреждений и самопереваривания.

Регуляция желудочного сокоотделения:

• Условно-рефлекторная ― на вид или запах знакомой пищи, мысли о пище, наступление времени приема пищи и т. д.
• Безусловно-рефлекторная ― на раздражение пищей рецепторов ротовой полости и желудка
• Гуморальная

Печень

Рисунок 3. Схематичное строение печени

• выделяет желчь, которая не содержит ферментов, зато эмульгирует жиры (разбивает их на мелкие капельки), а так же стимулирует работу ферментов и подавляет гнилостные бактерии;
• выполняет барьерную функцию (очищает кровь от вредных веществ, полученных в процессе пищеварения).

Кишечник

Рисунок 4. Кишечник человека

Большая площадь слизистой оболочки кишечника (около 500м2) необходима для всасывания питательных веществ. Она создается за счет:

• кольцеобразных складок;
• ворсинок ― выростов эпителия, внутри которых содержатся кровеносные и лимфатические капилляры, а также гладкомышечные волокна;
• микроворсинок ― выростов мембраны эпителиальных клеток ворсинок.

Тонкий кишечник

Имеет длину 5-6 м, пища проводит в ней около 8 часов. Начальный отдел тонкой кишки называется двенадцатиперстная кишка, в неё впадают протоки печени и поджелудочной железы.

В тонком кишечнике происходит 3 процесса:

1. Моторика ― включает в себя:

• перистальтические движения (продвижение пищи вдоль кишечника);
• маятникообразные движения (перемешивание пищи);
• сокращение гладкомышечных волокон ворсинок (из ворсинки выталкиваются кровь и лимфа, а вокруг нее перемешивается пища).

1. Переваривание в кишечнике бывает 2 видов:

• полостное: идет за счет ферментов, выделяемых пищеварительными железами стенки кишечника (амилаза, липаза, трипсин) и поджелудочной железой (амилаза, липаза, трипсин):
• амилаза разлагает крахмал до глюкозы;
• липаза разлагает жиры до глицерина и жирных кислот;
• трипсин разлагает белки до аминокислот.
• пристеночное (мембранное) пищеварение идет за счет более крупных и эффективных ферментов, прикрепленных к мембране эпителия.

1. Всасывание ― это поступление веществ из полости кишки в клетки эпителия ворсинок, а оттуда ― в кровь (аминокислоты и моносахара) и лимфу (глицерин и жирные кислоты).

Толстая кишка

Имеет длину 1,5 м, диаметр 5-8 см, пища проводит там около 20 часов. Состоит из слепой кишки с червеобразным отростком, восходящей, поперечной, нисходящей, сигмовидной и прямой кишок.

Функции:

1. Всасывание воды: жидкий химус превращается в плотный кал. При нарушении работы толстого кишечника возникает понос (диарея).

2. В толстом кишечнике находится 1,5 кг бактерий. Они питаются веществами, которые не переварились в желудке и кишечнике, например, целлюлозой. Нормальная микрофлора кишечника выделяет витамин К и несколько витаминов группы В, а также обладает устойчивостью к заселению посторонними микроорганизмами (например, гнилостными), потому что тормозит их развитие. Для сохранения нормальной микрофлоры желательно:

• есть растительную пищу (целлюлоза);
• употреблять кисломолочные продукты;
• ограничить пероральное употребление антибиотиков, лекарств вообще и консервов.
  1. В прямой кишке происходит формирование каловых масс и дефекация.

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) – последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе жизнедеятельности. Позволяет им самосохраняться, развиваться и самовоспроизводиться. Напоминаем, что обмен веществ складывается из двух основных противоположных процессов: ассимиляции (реакций синтеза) и диссимиляции (реакций распада). Более подробно ознакомиться с химическими основами данных процессов можно в теоретическом блоке к прошлым занятиям «Обмен веществ».

В организме человека весь обмен веществ можно разделить на 4 вида по группам веществ: белковый, углеводный, жировой и водно-солевой. У каждого из них имеются свои системы регулирования.

Ниже в виде схемы представлены основные пути превращения органических веществ, поступающих в организм человека, а также кислорода и воды. Обратите внимание, что многие органические вещества могут превращаться друг в друга (например, избыток углеводов откладывается в виде запасного жира, из которого при необходимости получения энергетических ресурсов будет вновь синтезироваться глюкоза).

Витамины

Витамины (от лат. «вита» — жизнь) – вещества, жизненно необходимые для всех растений, животных, в том числе человека. Их биологическая роль определяется их способностью входить в состав ферментов. Именно поэтому они играют большую роль в обмене веществ, росте и развитии организмов. Витамины традиционно обозначают буквами латинского алфавита (A, B, C, D, E, K…). Всего известно около 30 витаминов, из них 20 поступают только с пищей, а остальные частично вырабатываются самим организмом (витамины D, K, группы B). Витамины делят на жиро- и водорастворимые. Для всасывания жирорастворимых витаминов необходимы жиры, поэтому, например, морковный сок, богатый витамином А, всегда подают с жирными сливками, а морковный салат заправляют маслом.

Недостаток витаминов называют авитаминозом. В зависимости от того, насколько сильно не хватает организму поступающего извне витамина и насколько велик его собственный запас, можно судить о том, насколько выражены будут признаки авитаминоза: можно увидеть как легкое недомогание, так и развитие тяжелого заболевания (цинга, бери-бери, рахит, анемия и так далее).

В представленной ниже таблице вы найдете данные о витаминах, о которых на протяжении многих лет спрашивают на экзамене.

Неорганические вещества в организме человека

В организме человека неорганические вещества представлены водой (80%, ее роль в метаболизме представлена в разделе «Обмен веществ» данного теоретического блока), солями минеральных кислот, а также соответствующими катионами и анионами (1%).

Химические элементы обычно разделяют на три категории в зависимости от их количества в организме человека. Органогены – как следует из самого названия, это именно те элементы, из которых в основном состоят органические вещества – углерод, кислород, водород и азот. Также выделяют макро- и микроэлементы.

Для экзамена нужно знать, к какой категории относится тот или иной элемент, а также биологическую роль некоторых элементов.

Роль макроэлементов на клеточном и организменном уровне организации живого:

Выделительная система

Это удаление из организма вредных продуктов жизнедеятельности (жидких продуктов распада). Удаление не переваренных остатков пищи (кала) относится к пищеварению, а не к выделению.

Вредные продукты жизнедеятельности ― это углекислый газ и аммиак, которые образуются в организме в процессе обмена веществ. В печени из углекислого газа и аммиака синтезируется мочевина.

Через легкие удаляется углекислый газ.

Через кожу удаляются вода, соли и мочевина (пот).

Через мочевыделительную систему удаляются вода, соли и мочевина (моча).

Мочевыделительная система

Состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала.

Почки ― это бобовидные органы массой 150 г, расположены в брюшной полости на уровне I поясничного позвонка. Почка состоят из двух слоев: коркового и мозгового, внутри почки находится лоханка. В корковом веществе каждой почки находится около миллиона структурно-функциональных единиц ― нефронов, состоящих из капсулы, клубочка и извитого канальца. Мозговое вещество представлено пирамидами, состоящими из петель Генле и собирательных канальцев.

Из почечной лоханки моча поступает в мочеточник. Его стенки перистальтически сокращаются, проталкивая мочу в мочевой пузырь. Объем мочевого пузыря 250-500 мл, при его наполнении рецепторы растяжения в его стенках начинают посылать сигналы в центр мочеиспускания в мосте.

Из мочевого пузыря выходит мочеиспускательный канал. На нем имеется два сфинктера: внутренний (в месте выхода из мочевого пузыря) и наружный (образован поперечно-полосатой мускулатурой промежности).

Образование мочи

Почечная артерия распадается на приносящие артериолы, которые заходят внутрь почечных капсул и там образуют капиллярные клубочки. Выносящая артериола, которая выходит из капсулы, в 2 раза уже приносящей, поэтому в капиллярном клубочке создается повышенное давление. Из-за этого 10% плазмы крови фильтруется в полость капсулы, образуется первичная моча, 170 л в сутки. Состав: вода, соли, простые органические вещества (глюкоза, аминокислоты, мочевина и т.д.).

Из почечной капсулы выходит извитой каналец, который оплетается капиллярами, на которые распадается выносящая артерия. В извитом канальце происходит обратное всасывание полезных веществ ― воды, аминокислот, глюкозы, некоторых солей. Образуется вторичная моча, состоящая из воды, солей и мочевины, примерно 1,5 л в сутки. Извитой каналец дает петлю Генле через мозговое вещество, а затем впадает в собирательную трубочку, идущую в лоханку.

Рисунок 5. Строение нефрона

Пищеварительная система состоит из пищеварительных желез и желудочно-кишечного тракта, по которому движется пища. Пища через рот проходит в глотку, оттуда по пищеводу попадает в желудок. В стенке желудка находятся пищеварительные железы, выделяющие желудочный сок. Далее пища поступает в тонкий кишечник, где подвергается действию ферментов печени и поджелудочной железы. Из тонкого кишечника она переходит в толстый, откуда непереваренные остатки выходят через анальное отверстие. Содержимое желудочно-кишечного тракта для человека является внешней средой, поэтому пищеварительные железы – это железы внешней секреции.

Ротовая полость

Три пары больших слюнных желез (околоушные, поднижнечелюстные, подъязычные) и множество мелких выделяют в ротовую полость слюну. Она смачивает пищу, чтобы та легче скользила вдоль стенок желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Помимо вязкой слизи для склеивания пищи, муцина, слюна содержит бактерицидные вещества, например, лизоцим, которые обеззараживают ротовую полость, и пищеварительные ферменты (амилаза, мальтаза). Слюна имеет щелочную реакцию, поэтому в ротовой полости щелочная среда.

Под действием ферментов слюны начинается расщепление сахаров до глюкозы. Так как язык очень хорошо кровоснабжается, в подъязычной области находится много сосудов, там могут всасываться питательные вещества. Таким образом, простые сахара могут попадать в кровь прямо из ротовой полости. Часто используется сублингвальное (подъязычное) введение лекарственных средств, эффект в этом случае развивается быстрее, чем от приема препарата внутрь.

Язык

Язык перекатывает пищу во рту и помогает сформировать пищевой комок, который корень языка проталкивает в пищевод. Язык также принимает активное участие в формировании звуков, что позволяет людям разговаривать.

На поверхности языка эпителий и пластинка слизистой образуют выступающие структуры, сосочки. Различают пять разных типов сосочков. Некоторые служат для осязания и удержания пищи на языке, другие содержат железы или луковицы с рецепторами вкуса. Всего есть 4 основных типа вкусовых рецепторов: горького, кислого, соленого и сладкого вкуса. Иногда выделяют еще несколько вкусов, например, умами (вкус высокобелковой пищи) или вкус грейпфрута. Разные популяции людей по-разному ощущают одни и те же вкусы.

Распределение рецепторов на языке не равномерное, кончик более чувствителен к сладкой пище, основание – к горькой, боковые стороны – к кислому и соленому.

Зубы

В ротовой полости также находятся зубы, их задача – измельчение пищи в процессе жевания. Это уникальная особенность млекопитающих, остальные животные могут использовать зубы только чтобы удержать добычу или оторвать кусок от пищи.

Зубы закреплены в верхней и нижней челюстях. Стенка верхней челюсти образует твердое небо. Слизистая оболочка твердого неба сзади образует свободно висящую складку, мягкое небо. За мягким небом находятся скопления лимфоидной ткани, миндалины. При болезнях миндалины воспаляются и увеличиваются в размерах.

В процессе эволюции зубы начали различаться по строению и функциям. Выделяют резцы, клыки, предкоренные (премоляры) и коренные зубы (моляры). Зубной формулой называют описание зубной системы, которое обычно дают для половины одной челюсти (так как зубы располагаются симметрично). Для каждого вида животных характерна индивидуальная зубная формула.

Резцы располагаются спереди, их функция – «отрезать» куски пищи. Большие резцы характерны для грызунов и травоядных. В челюсти человека есть 4 пары резцов (по 2 в каждой половине зубного ряда). За резцами следуют клыки, их функция – схватить и удерживать добычу, отрывать от нее куски мяса. У хищных животных клыки длинные и острые, у человека же они редуцированы и редко выступают из ряда остальных зубов.

Предкоренные и коренные зубы (премоляры и моляры) имеют широкое основание и большую жевательную поверхность. Они служат для перетирания пищи и лучше всего развиты у жвачных животных, которые питаются твердой пищей. У человека есть 2 премоляра и 3 моляра в каждой половине зубного ряда. Третьи моляры (самые последние в ряду зубы) прорезаются позже всех и могут не проявляться до взрослого возраста, для человека они являются атавизмом. Зачастую их прорастание проходит неправильно и ведет к развитию воспаления, что требует врачебного вмешательства.

Таким образом, зубная формула взрослого человека выглядит как 2/1/2/3, то есть 2 резца, 1 клык, 2 премоляра и 3 моляра на одной половине челюсти, всего 32 зуба. Редко у людей встречается четвертый моляр.

Сперва у ребенка прорезаются молочные зубы, которые при взрослении выпадают и сменяются постоянными. Формула молочных зубов: 2/1/0/2, всего 20. Молочные зубы – это временный вариант, так как челюсть ребенка слишком маленькая, чтобы уместить такой же набор зубов, как у взрослого человека. Если бы постоянные зубы прорезались с самого начала, при росте челюсти они бы отдалялись друг от друга на значительное расстояние, между зубами были бы промежутки.

Каждый зуб состоит из двух частей: коронки (выступает над десной) и корня (внутри десны, их может быть несколько). Снаружи зубы покрыты эмалью, это одно из самых твердых и прочных веществ в организме человека. Под эмалью расположен менее твердый слой дентина, он составляет основное вещество зуба.

В толще дентина находится пульпа – живая часть зуба с кровеносными сосудами и нервом. При воспалении пульпы раздражается нерв и возникает сильная боль. После удаления нерва зуб перестает болеть, но и живое вещество в нем умирает. Со временем такой мертвый зуб разрушится от повреждений, так как не способен восстанавливаться.

Глотка, пищевод

В ротовой полости пища измельчается и смачивается слюной, формируются пищевые комки. Комок поступает в глотку – воронкообразный канал длиной около 12 см, на уровне последнего шейного позвонка глотка переходит в пищевод.

По локализации различают носоглотку, ротоглотку и гортаноглотку. Глотка является не только частью пищеварительного тракта, но и входит в состав дыхательных путей, по ней в организм поступают пища и воздух. Разделяет пищеварительный и дыхательный пути надгортанник, при глотании он закрывает вход в гортань, чтобы туда не попала пища. Грудные дети способны пить и дышать одновременно, так как жидкость может огибать вход в гортань по желобкам в стенке глотки.

Пищевод – это полая мышечная трубка длиной около 30 см. По нему пища поступает в желудок. Спереди от пищевода находится трахея и главные бронхи, его огибает аорта. Эти органы формируют естественные изгибы пищевода. Для активного продвижения твердой пищи стенки пищевода могут ритмично сокращаться и расслабляться, такое движение называется перистальтикой.

Иногда необходимо обратное движение пищи по пищеводу. При активации рвотного рефлекса движения желудка и пищевода направлены на изгнание содержимого, осуществляется обратная перистальтика. Рвота возникает при отравлениях, вестибулярных нарушениях или из-за сильного психоэмоционального стимула.

Пищевод имеет два сфинктера, верхний и нижний. Сфинктером называется мускульное кольцо, которое сужается при сокращении мышц. Нижний сфинктер находится в месте прохождения пищевода через диафрагму. Он расслабляется, чтобы пропустить пищевой комок в желудок, в норме он предотвращает обратный заброс (регургитацию) желудочного содержимого. Если же регургитация происходит, кислый желудочный сок повреждает стенку пищевода, что вызывает чувство жжения, изжогу. Постоянное раздражении стенки может стать предпосылкой для развития раковой опухоли.

Желудок

Желудок расположен непосредственно под диафрагмой, он ассиметричен – дно (то есть самая широкая часть, верхний полюс) обращено влево, поэтому говорят, что желудок находится в левом подреберье. Нижний полюс желудка переходит в продолговатую антральную часть, которая заканчивается привратником (лат. pylorus). Привратник – это мощный сфинктер желудка, который отделяет его содержимое от двенадцатиперстной кишки.

рН желудочного сока от 1,5 до 2,5, то есть он обладает очень большой кислотностью. В эпителии желудка есть несколько типов железистых клеток: некоторые специализируются на секреции соляной кислоты, другие вырабатывают защитную слизь и бикарбонат для нейтрализации кислоты, главные клетки вырабатывают пепсиноген. Также в желудке секретируются некоторые гормоны. Соотношение железистых клеток разного типа зависит от участка желудка. Например, больше всего желудочного сока вырабатывают клетки тела желудка, в то время как клетки привратника почти не синтезируют HCl.

Под действием соляной кислоты в желудке белки пищи денатурируют (необратимо меняют конформацию). Неактивный пепсиноген в результате протеолиза HCl превращается в активный пепсин, который разрушает белки до аминокислот. Реакция образования пепсиногена из пепсина протекает с положительной обратной связью, то есть образующийся пепсин ускоряет расщепление пепсиногена.

Помимо соляной кислоты, непрерывное травмирующее действие на стенку желудка оказывают пепсин и ферменты бактерии Helicobacter pylori, которая живет у стенки. Существуют несколько защитных механизмов, которые организм противопоставляет факторам агрессии, это:

• слизисто-бикарбонатный барьер вблизи стенки желудка;
• достаточное кровоснабжение стенки;
• быстрая регенерация эпителия;
• иммунологическая защита;
• протекторные простагландины.

При нарушении равновесия между факторами защиты и агрессии возникают болезни: язвы, гастриты и т.д.

В желудке пища обрабатывается пищеварительными ферментами, начинается переваривание белков, продолжается – сахаров. Часть веществ (например, углеводы, этиловый спирт, вода, соли) всасывается в кровь непосредственно из желудка. Чтобы увеличить поверхность всасывания, стенка желудка образует борозды и складки.

Так как желудок имеет форму мешка, он может накапливать пищу. Объем пустого органа около 500 мл, после приема пищи он может растягиваться до 4 л. В желудке пища перемешивается, чтобы обеспечить равномерное смачивание ферментами. Для этого мышцы желудочной стенки постоянно совершают перистальтические движения.

Эвакуацию пищи из желудка регулирует привратник. В желудке кислая среда, тогда как в кишечнике – щелочная. Если большое количество кислого желудочного сока будет попадать в двенадцатиперстную кишку, там может образоваться язва, появится сильная боль. Для нейтрализации HCl в антральных отделах требуется время.

Время требуется также и для того, чтобы обработать пищу ферментами. Жирная, богатая белками еда задерживается в желудке дольше, чем «легкая», богатая углеводами. Полужидкая кашица, которая поступает из желудка в кишечник, называется химусом, это смесь полупереваренной пищи, соков, слизи, ферментов и т.д.

Кишечник

Петли кишечника покрыты серозной оболочкой, которая переходит на внутренние стенки брюшной полости и таким образом закрепляет разные отделы кишечника.

Тонкая кишка имеет три отдела, начинается она двенадцатиперстной кишкой. Здесь выходят протоки печени и поджелудочной железы, их секреты образуют слабощелочной кишечный сок.

Двенадцатиперстная кишка переходит в тонкую, та – в подвздошную. Тонкая кишка – самый длинный отдел ЖКТ. Стенки тонкой кишки образуют ворсинки и впячивания (крипты), которые увеличивают площадь всасывающей поверхности во много раз. В каждой ворсинке проходят кровеносные и лимфатические сосуды, которые у поверхности ворсинки разветвляются густой сетью капилляров.

В тонкой кишке всасывается основная масса пищи, большая часть лекарственных средств и токсинов. Поэтому при отравлении в первые часы особенно эффективно промывание желудка, чтобы яд не успел достичь кишечника.

В двенадцатиперстной кишке продолжается переваривание белков и начинается переваривание жиров. Обработка жиров ферментами затруднена, так как они гидрофобны и в жидкой среде образуют крупные капли. Чтобы увеличить площадь соприкосновения жира с пищеварительными соками, крупные капли сперва нужно разбить на много маленьких. Такой процесс называется эмульгированием. Под действием желчи жиры эмульгируются вплоть до мельчайших капель и образуют комплексы с белками – липопротеины. В таком виде липиды всасываются в лимфатические капилляры и попадают в кровоток.

За тонкой кишкой следует толстая, это наиболее широкая часть кишечника. Она состоит из следующих отделов:

• Слепая кишка – редуцированный у человека придаток в месте перехода тонкой кишки в толстую. От слепой кишки отходит червеобразный отросток, аппендикс. Воспаление аппендикса называется аппендицитом, оно может быть очень опасно, так как без лечения воспаление может перейти на брюшину, а по ней быстро распространиться на всю брюшную полость.
• Ободочная кишка имеет четыре подотдела: восходящую, поперечную и нисходящую части и сигмовидную кишку. Ободочная кишка огибает петли тонкой кишки. В ободочной кишке пищеварение как таковое уже не происходит, здесь основной процесс – это всасывание питательных веществ, воды и электролитов. В результате прохождения через ободочную кишку из жидкого химуса образуется более твердый оформленный кал.
• Прямая кишка завершает желудочно-кишечный тракт, она соединяет сигмовидную кишку с анальным отверстием (анусом). Значительная часть бактерий микрофлоры кишечника обитает в толстой кишке. Они выполняют ряд полезных функций: расщепляют непереваренную пищу, повышают сопротивляемость иммунной системы, препятствую росту патогенных бактерий.

Верхняя часть прямой кишки образует ампулу, где накапливаются каловые массы. Железы в стенке кишки вырабатывают слизь, которая обволакивает массы, формируя кал. При накоплении достаточного количества кала наступает дефекация.

Задний проход имеет два сфинктера, внутренний образован гладкой мускулатурой, а внешний – поперечно-полосатой, то есть его работа сознательно регулируется человеком.

Поджелудочная железа

Помимо мелких желез, расположенных в стенке ЖКТ, в пищеварении важную роль играют такие крупные железы, как печень и поджелудочная. Часть клеток поджелудочной железы секретирует гормоны, то есть выполняет функции внутренней секреции, такие клетки образуют скопления, островки Лангерганса. Другая часть клеток участвует в секреции пищеварительного сока, который по протокам поступает в двенадцатиперстную кишку. То есть поджелудочная является одновременно железой и наружной, и внутренней секреции.

Гормоны поджелудочной регулируют пищевое поведение человека и управляют углеводным обменом (инсулин и глюкагон). Ферменты – это белки, которые ускоряют химические реакции. Для разных типов питательных веществ вырабатываются свои ферменты поджелудочной:

• липазы разрушают жиры;
• амилазы – углеводы;
• протеазы – белки.

Печень

Печень находится в правом подреберье и является одним из самых крупных органов человека. Она выполняет множество функций, большая часть которых связана с пищеварением и детоксикацией (обеззараживанием) поступивших веществ.

Кровь, насыщенная питательными веществами, от кишечника оттекает по воротной вене печени. В клетках печени, гепатоцитах, поступившие соединения могут повергаться первичному метаболизму. Токсины, например, расщепляются до менее вредных соединений. Витамины и сахара запасаются, глюкоза преобразуется в гликоген и хранится в таком виде. Запасенные вещества могут быстро высвобождаться клетками печени, когда возникает потребность.

Также гепатоциты могут утилизировать избытки гормонов, медиаторов или витаминов в крови. В них происходят превращения жиров, конвертация различных источников энергии.

Печень служит в качестве депо крови, в ней хранится значительный объем эритроцитов. При росте физической нагрузки печень (как и селезенка) сжимается, выталкивая депонированную кровь, отчего может появится боль в подреберье.

Гепатоциты непрерывно секретируют желчь, которая оттекает по печеночным протокам и скапливается в желчном пузыре. Желчь поступает в двенадцатиперстную кишку, где эмульгирует жиры. При изменении состава желчи ее консистенция и химические свойства меняются, она может оседать и формировать плотные камни. Опасность камней в том, что иногда они закупоривают протоки, препятствуя оттоку желчи. Скапливается избыток желчи, она поступает в кровь (появляется желтуха), развивается воспаление.

Метаболизм питательных веществ

Сложные вещества пищи, поступившие в ЖКТ, расщепляются до более простых: жиров, белков и углеводов. Простые молекулы могут быть использованы для образования собственных сложных соединений (анаболизм, пластический обмен) или для получения энергии (катаболизм, энергетический обмен).

Расщепление углеводов начинается в ротовой полости, в щелочной среде под действием амилазы слюны. Такие сложные углеводы как крахмал и гликоген расщепляются до простого сахара, глюкозы. Поступившая в клетки глюкоза может участвовать в клеточном дыхании, в результате чего образуется 4,1 ккал/г энергии. Дневная норма энергии при небольших физических нагрузках составляет около 2000-2500 ккал. Много углеводов содержится в крупах, мучных изделиях, фруктах.

После приема пищи в крови растет концентрация глюкозы, ее захватывают клетки тканей для получения энергии. Клетки печени и поперечно-полосатой мускулатуры, захватывая глюкозу, начинают превращать ее в гликоген для запасания энергии. Когда запас гликогена полный, начинается запасание жира: глюкоза в печени превращается в жир, тот откладывается в клетчаточных пространствах. Тип запасания подкожного жира зависит от пола, у мужчин жир сперва откладывается на животе, а у женщин на бедрах.

Основной источник белков – мясо, бобовые растения. Белки разрушаются в кислой среде желудка под действием пепсина и других пептидаз до коротких пептидных цепочек и аминокислот. Полное расщепление 1 грамма белка приносит столько же энергии, сколько и расщепление сахара, но занимает больше времени, поэтому белки не являются основным источником энергии.

Всего в генетическом коде используется 20 аминокислот, некоторые из них могут синтезироваться в организме человека, они называются заменимыми аминокислотами. Другие синтезироваться не могут, единственный их источник – пища, это незаменимые аминокислоты. При недостатке незаменимых аминокислот в организме нарушается нормальный ход различных химических реакций, развиваются тяжелые заболевания.

Для расщепления жиров их необходимо сперва эмульгировать желчью, это происходит в щелочной среде кишечника. В клетках жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот. Из 1 г жира при полном расщеплении образуется 9 ккал энергии, то есть вдвое больше, чем из белков и углеводов.

При этом расщепление молекулы жира занимает много времени и требует энергетических затрат. Поэтому жиры обычно не используются как источник энергии, а служат для ее запасания. Они откладываются в жировой клетчатке и утилизируются, если другого источника энергии нет. Запаса жира в организме человека в среднем достаточно для того, чтобы прожить без еды около 20 дней.

Регуляция пищеварительной системы

Центральная регуляция пищеварения осуществляется гипоталамусом, где находятся центр голода, центр насыщения и центр жажды. Центр голода активируется, когда падает концентрация питательных веществ в крови, он пробуждает аппетит и стимулирует пищевое поведение. При разрушении центра голода в эксперименте животные быстро худеют, потому что не ощущают потребность в пище. При разрушении центра насыщения животные съедают гораздо больше, чем им требуется, и быстро набирают лишний вес.

На аппетит влияют уровень сахара в крови, количество жировых запасов и растяжение стенки желудка.

Грелин («гормон голода») синтезируют клетки желудка, когда отсутствует растяжение стенки. После наполнения желудка его стенка растягивается, синтезируется «гормон насыщения», PYY, который подавляет аппетит.

Контролируют уровень глюкозы в крови инсулин и глюкагон. Под действием инсулина концентрация глюкозы в крови снижается, клетки тканей активнее захватывают ее и образуют больше гликогена. Инсулин также подавляет аппетит. Глюкагон обладает противоположным действием: он увеличивает высвобождение глюкозы из депо и повышает аппетит.

При нарушении в регуляции уровня глюкозы возникают заболевания. Самое распространенное – сахарный диабет. Причиной диабета может быть разрушение клеток островков Лангерганса или изменения в инсулиновых рецепторах. При резком повышении или снижении уровня глюкозы нарушается гомеостаз, человек теряет сознание и впадает в кому. Вернуть внутреннюю среду обратно в состояние равновесия сложно, поэтому терапия диабета направлена на предотвращение подобных состояний. Люди, страдающие от сахарного диабета, вынуждены постоянно контролировать уровень сахара в крови и перед каждым приемом пищи вводить себе инсулин.

Задание EB1220D

Выберите три верно обозначенные подписи к рисунку, на котором изображена пищеварительная система человека. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны

пищевод печень толстая кишка прямая кишка поджелудочная железа тонкая кишка

---

Вспомним расположение органов пищеварительной системы.

Теперь разберемся с рисунком:

1 – пищевод, верно.

2 – печень, верно.

3 – толстый кишечник, верно.

4 – аппендикс, а не прямая кишка.

5 – тонкий кишечник, а не поджелудочная железа.

6 – толстый кишечник, а не тонкий.

Ответ: 123

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

Даниил Романович | Просмотров: 8.1k

«Питание. Система пищеварения»

Человек употребляет в пищу продукты как растительного, так и животного происхождения. Здоровье человека, его трудоспособность и качество жизни в значительной мере зависят от рационального питания. Рациональное питание — это питание, достаточное в количественном отношении и полноценное в качественном. Основа рационального питания — сбалансированность, т. е. оптимальное соотношение компонентов пищи (незаменимых и заменимых аминокислот, различных групп липидов, углеводов, витаминов, минеральных веществ и т. д.). В среднем соотношение углеводов, белков и липидов должно соответственно составлять 4:1:1. Суточная потребность человека в разных солях невелика и полностью обеспечивается за счёт разнообразной пищи. В пищу следует добавлять лишь поваренную соль. В пищевой рацион человека обязательно должны входить витамины в достаточном количестве.

Пищеварение — сложный физиологический процесс, в ходе которого пища, поступающая в организм, подвергается химическим и физиологическим изменениям и всасывается в кровь или лимфу.

Система пищеварения

Пищеварительная система — это физиологическая система, обеспечивающая поступление питательных веществ из окружающей среды в кровь. Основные функции пищеварительной системы:

1. Секреторная — образование и отделение (секреция) соков пищеварительными железами.
2. Двигательная — захватывание пищи, её механическое измельчение и увлажнение в ротовой полости, продвижение вдоль пищеварительного канала благодаря волнообразным (перистальтическим) движениям его стенок и удаление неиспользованных остатков.
3. Всасывательная — обеспечивает переход продуктов расщепления питательных веществ пищи через стенку кишечника в кровь и лимфу.

Система органов пищеварения состоит из пищеварительного канала (трубки длиной 8—10 м) и пищеварительных желёз (печень, поджелудочная железа и др.).

Пищеварительный канал человека делится на следующие отделы: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, заканчивающийся прямой кишкой с анальным отверстием.

Стенки пищеварительного канала состоят из трёх основных слоёв: внутреннего — слизистой оболочки с подслизистой основой, среднего — мышечного и внешнего — соединительнотканного. Слизистая оболочка содержит железы, выделяющие ферменты и слизь; подслизистая основа образует складки, увеличивающие поверхность пищеварительного канала. Мышечный слой большинства отделов пищеварительного канала образован гладкими мышцами, расположенными в два слоя: в наружном — продольно, а во внутреннем — кольцеобразно (поперечно). Этот слой осуществляет перистальтические движения.

Мелкие пищеварительные железы находятся в слизистой оболочке стенки пищеварительного канала, а крупные обособлены и соединяются с ним протоками, в них образуются пищеварительные соки, содержащие ферменты.

Пищеварительные органы

Органы пищеварительной системы: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник.

Пищеварительные ферменты

Процессы пищеварения пищи идут под влиянием пищеварительных соков, которые вырабатываются пищеварительными железами. При этом белки расщепляются до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, а сложные углеводы — до простых сахаров (глюкоза и др.). Основная роль в таком химической обработке пищи принадлежит содержащимся в пищеварительных соках ферментам.

Ферменты — биологические катализаторы белковой природы, вырабатываемые самим организмом. Характерное свойство ферментов — их специфичность. Каждый фермент действует на вещество или на группу веществ только определенного химического состава и строения, на определенный тип химической связи в молекуле. Под влиянием ферментов нерастворимые и неспособные к всасыванию сложные вещества расщепляются на простые, растворимые и легко усваиваемые организмом.

При пищеварении пища подвергается следующему ферментативному воздействию. В слюне содержатся амилаза (расщепляет крахмал до мальтозы) и мальтаза (расщепляет мальтозу до глюкозы). В желудочном соке содержатся пепсин (расщепляет белки до полипептидов), желатиназа (расщепляет желатин), липаза (расщепляет эмульгированные жиры на глицерин и жирные кислоты), химозин (створаживает молоко). Сок поджелудочной железы содержит трипсиноген, превращающийся в трипсин (расщепляет белки и полипептиды до аминокислот), амилену, мальтозу, лактазу, липазу, нуклеазу (расщепляет нуклеиновые кислоты до нуклеотидов). Кишечный сок содержит пептидазу (расщепляет полипептиды до аминокислот), амилазу, мальтазу, инвертазу, лактазу (расщепляют углеводы), липазу, энтерокиназу (переводит трипсиноген в трипсин).

Ферменты обладают высокой активностью: каждая молекула фермента в течение 2 с при 37° может привести к распаду около 300 молекул вещества. Ферменты чувствительны к температуре среды, и которой они действуют. У человека они наиболее активны при температуре 37—40 °С. Для действия фермента нужна определенная реакция среды. Например, пепсин активен в кислой среде, остальные перечисленные ферменты — в слабощелочной и щелочной среде.

Это конспект по теме «Питание. Система пищеварения». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Дыхание. Система дыхания
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.