Пищеварение

Пищеварение

Пищеварение—сложный процесс , при котором происходит

переваривание пищи и её усвоение клетками. В ходе пищеварения происходит превращение макромолекул пищи в более мелкие молекулы, в частности, расщепление биополимеров пищи на мономеры. Этот процесс осуществляется с помощью пищеварительных (гидролитических) ферментов. Пищеварение — переработка пищи и ее усвоение организмов.

Смысл пищеварения

Расщепление крупных частиц на более мелкие необходимо для всасывания пищи — её транспорт внутрь цитоплазмы клеток через клеточною мембрану, а у животных с внутрикишечным пищеварением — всасывание сквозь стенки желудочно-кишечного тракта в транспортную систему (кровь, лимфу и др.). Расщепление на мономеры белков, ДНК (отчасти и других полимеров пищи) необходимо для последующего синтеза из мономеров "своих", специфических для данного вида организмов, биомолекул.

Основные типы пищеварения и их распространение среди групп живых

организмов

Внеклеточное пищеварение характерно для всех гетеротрофных организмов, клетки которых имеют клеточную стенку — бактерий, архей, грибов, хищных растений и др. При этом способе пищеварения пищеварительные ферменты секретируются во внешнюю среду или закрепляются на наружной мембране (у грамотрицательных бактерий) либо на клеточной стенке. Переваривание пищи происходит вне клетки, образовавшиеся мономеры всасываются с помощью белков-транспортеров клеточной мембраны. Внутриклеточное пищеварение — процесс, тесно связанный с эндоцитозом и характерный только для тех групп эукариот, у которых отсутствует клеточная стенка (часть протистов и большинство животных). При этом способе пищеварительные ферменты поступают в лизосомы, а процесс пищеварения происходит во вторичных эндосомах, через мембрану которых и происходит всасывание пищи внутрь цитоплазмы клетки. Полостное (внутрикишечное) пищеварение — характерно для многоклеточных животных, имеющих желудочно-кишечный тракт, и происходит в полости последнего. Внекишечное пищеварение — характерно для некоторых животных, которые обладают кишечником, но вводят пищеварительные ферменты в тело добычи, всасывая затем полупереваренную пищу (наиболее известные из таких животных — пауки и личинки жуков-плавунцов). Пристеночное пищеварение — происходит в слое слизи между микроворсинками тонкого кишечника и непосредственно на их поверхности (в гликокаликсе) у позвоночных и некоторых других животных.

Внеклеточное пищеварение

Drosera regia

Росянка английская

Внеклеточное пищеварение характерно для всех гетеротрофных организмов, клетки которых имеют клеточную стенку — бактерий, архей, грибов, хищных растений и др. При этом способе пищеварения пищеварительные ферменты секретируются во внешнюю среду или закрепляются на наружной мембране (у грамотрицательных бактерий) либо на клеточной стенке. Переваривание пищи происходит вне клетки, образовавшиеся мономеры всасываются с помощью белков-транспортеров клеточной мембраны.

Внутриклеточное пищеварение

Внутриклеточное пищеварение — процесс, тесно связанный с эндоцитозом и характерный только для тех групп эукариот, у которых отсутствует клеточная стенка (часть протистов и большинство животных). При этом способе пищеварительные ферменты поступают в лизосомы, а процесс пищеварения происходит во вторичных эндосомах , через мембрану которых и происходит всасывание пищи внутрь цитоплазмы клетки.

Полостное (внутрикишечное) пищеварение

Полостное (внутрикишечное) пищеварение — характерно для многоклеточных животных, имеющих желудочно-кишечный тракт, и происходит в полости последнего.

Внекишечное пищеварение

Внекишечное пищеварение — характерно для некоторых животных, которые обладают кишечником, но вводят пищеварительные ферменты в тело добычи, всасывая затем полупереваренную пищу (наиболее известные из таких животных — пауки и личинки жуков-плавунцов).

Пристеночное пищеварение

Пристеночное пищеварение — происходит в слое слизи между микроворсинками тонкого кишечника и непосредственно на их поверхности (в гликокаликсе) у позвоночных и некоторых других животных.

Пищеварение у животных

Гидролиз мочевины

Пищеварение у позвоночных представляет собой совокупность следующих взаимосвязанных процессов: механическая и физическая обработка пищи, химическое разрушение (гидролиз) компонентов пищи, что реализуется секреторной функцией желудочно-кишечного тракта; процесс всасывания органических и неорганических соединений, в том числе микроэлементов и воды, в кровь и лимфу; экскреция в просвет желудочно-кишечного тракта продуктов жизнедеятельности организма, подлежащих удалению; их удаление из организма вместе с непереваренными остатками пищи. Для позвоночных характерно отсутствие или слабая выраженность внутриклеточного пищеварения и преобладание внутрикишечного и пристеночного пищеварения.

Пищеварительный процесс у человека

Пищеварительный трактчеловека

Ротовая полость

У человека пищеварение начинается в ротовой полости, где пища пережёвывается. Этот процесс стимулирует экзокринные железы, выделяющие фермент амилазу языка. На этом этапе происходит расщепление полисахаридов. Происходит выделение слюны, помогающей формированию химуса — пищевого комка, что облегчает прохождение пищи по пищеводу. Глотательный рефлекс координируется в глотательном центре в продолговатом мозге и мосту, его вызывает раздражение рецепторов в слизистой оболочкеглотки. В координированном акте глотания участвуют мягкое нёбо и язычок (uvula), которые предотвращают попадание пищи в носовую полость, и надгортанник, который не дает пище попадать в трахею.

Ротовая полость

Околоушная слюнная железа

Слизистая оболочка

Пищевод человека (в центре). Рисунок из «Анатомии Грея»

Продолговатый мозг

Ротовая полость

Язычок

Глотка

Мышцы гортани. Вид сзади.

Ротовая полость

Констрикторы глотки , шилоглоточная мышца

Желудок

Желудок человека

Желудок расположен под диафрагмой в левом подреберье и надчревной области. Имеется 3 оболочки: Внешняя (Адвентиция, Брюшина, Серозная обол.) Мышечный слой средний слой (циркулярный); внутренний слой (косой). Внутренний (Слизистая обол.) - выстлана неороговевающим, цилиндрическим эпителием. Пища попадает в желудок, проходя через кардиальный сфинктер. Там она смешивается с желудочным соком, активными компонентами которого является соляная кислота и пищеварительные ферменты: Пепсин — расщепляет белки до аминокислот[источник не указан 71 день], полипептидов[источник не указан 71 день],олигопептидов[источник не указан 71 день]. Химозин — (у детей до 1 года) помогает переварить молочные продукты. После одного года химозин пропадает, его функции будет выполнять соляная кислота. Париетальные клетки желудка также секретируют внутренний фактор, необходимый для всасывания витамина B12.

Тонкая кишка

Через пилорический сфинктер пища попадает в тонкую кишку. Первый отдел тонкой кишки — двенадцатиперстная кишка, где происходит смешивание пищи с желчью, которая обеспечивает эмульгирование жиров, ферментами поджелудочной железы и тонкой кишки, расщепляющими углеводы (мальтоза, лактоза, сахароза), белки (трипсин и химотрипсин). В тонкой кишке происходит основной объём всасывания питательных веществ через кишечную стенку.

Толстая кишка

После прохождения тонкого кишечника пища попадает в толстую кишку, состоящую из слепой, ободочной, сигмовидной и прямой кишок. Здесь происходит всасывание воды и некоторых питательных веществ, таких как витамины, здесь же происходит и формирование каловых масс.

Толстая кишка человека

Регуляция пищеварения

Пищеварение у человека является психофизиологическим процессом. Это означает, что на последовательность и скорость реакций влияют гуморальные способностижелудочно-кишечного тракта, качество пищи и состояния вегетативной нервной системы. Гуморальные способности, влияющие на пищеварение, обуславливаются гормонами, которые вырабатываются клетками слизистой оболочки, желудка и тонкого кишечника. Основными пищеварительными гормонами являются гастрин, секретин и холецистокинин, они выделяются в кровеносную систему желудочно-кишечного тракта и способствуют выработке пищеварительных соков и продвижению пищи. Усвояемость зависит от качества пищи: значительное содержание клетчатки (в т.ч. растворимой) способно существенно уменьшить всасывание; некоторые микроэлементы, содержащиеся в пище, влияют на процессы всасывания веществ в тонком кишечнике; жиры различной природы всасывают по-разному. Насыщенные животные жиры всасываются и преобразуются в человеческий жир гораздо легче, чем полиненасыщенные растительные жиры, которые практически не участвуют в образовании человеческого жира; всасывание кишечником углеводов, жиров и белков несколько меняется в зависимости от времени суток и времени года; всасывание меняется также в зависимости от химического состава продуктов, которые поступили в кишечник раньше. Регуляция пищеварения обеспечивается также вегетативной нервной системой. Парасимпатическая часть стимулирует секрецию и перистальтику, в то время как симпатическая часть подавляет.