Чтобы разобраться в подробном строении пищеварительной системы человека, нам нужно для начала понять - а зачем она нужна? Ответ казалось бы достаточно очевидный - чтобы переваривать пищу, но и тут мы можем углубится дальше - а зачем нам, собственно, ее переваривать? Ответив сначала на этот вопрос, потом мы разберем подробно органы пищеварительной системы, что в них происходит, какие ферменты участвуют и тд.
Для лучшего усвоения любого материала, приучите себя сначала отвечать на вопрос «зачем нужна какая-то штука», и только потом «как эта штука работает и как она устроена?»
1. Зачем?
Чтобы жить нам нужна энергия, но откуда она берется? Энергия находится в связях между сложными органическими веществами - если мы эти связи разрушим, то энергия высвободится и мы сможет пустить ее на наши процессы жизнедеятельности. Например мы едим пирожок, сахар, входящий в состав этого пирожка, расщепляется в клетках нашего тела до составляющих - углекислого газа и воды - а мы получаем энергию, которая была заключена в химических связях молекулы сахара. Эту энергию мы уже потратим на биение сердца, движение мышц, проведение импульса между нейронами в мозге, на рост новых клеток и так далее.
Процесс расщепления с выделением энергии идет внутри каждой клеточки (строительного кубика) нашего тела - значит чтобы его осуществить, надо эти вещества транспортировать ко всем клеткам. Но как это сделать? В этом нам поможет главная транспортная система нашего организма - кровь. Только есть еще одна проблема - те вещества, которые мы получаем с пищей, слишком большие, чтобы пролезть через стенку сосуда и потом еще внутрь маааленьких клеточек нашего тела. Что же делать?
Ответ очевидный - надо их перед этим приготовить - разрушить на более маленькие кусочки. Этим и занимается пищеварительная система. Что именно она разрушает? Сложные органические вещества - полимеры, до их составных частей - мономеров.
- Белки до аминокислот
- Углеводы - сложные сахара (полисахариды) до простых сахаров (моносахаридов)
- Жиры - до глицерина и жирных кислот
- Нуклеиновые кислоты (ДНК) до нуклеотидов
Белков больше всего в пище животного происхождения - мясе, рыбе, молоке, яйцах и тд. Сложные углеводы содержатся в крупах, картофеле, разных кашах и хлебе. Жиры - ну тут все понятно, масло, орехи и тд. А нуклеиновые кислоты что за зверь? Это ДНК - все живые организмы несут наследственную информацию, значит если ты ешь например клубнику - ты ешь ДНК клубники. Но ничего страшного - ты не станешь красным и вкусным - твоя пищеварительная система расщепит ДНК клубники на составляющие кубики из которых ты потом будешь строить свою собственную, человеческую ДНК.
Хорошо, мы поняли, зачем нужна пищеварительная система, но почему она такая сложная? Зачем столько разных отделов? Дело в том, что для разрушения разных веществ нужны разные условия. Например, чтобы разрушать белки - нужна кислая среда, а чтобы углеводы - слабощелочная. А помимо собственно разрушения, нужно еще как-то всасывать все полученные полезные вещества в кровь, а лишние - выводить из организма. Этим и занимаются разные отделы пищеварительной системы - давай узнаем про каждый из них поподробнее.
2. Как?
Сначала предлагаю взглянуть на общую картину - какие вообще органы входят в состав пищеварительной системы и где они располагаются
Всю пищеварительную систему можно разделить на две части:
1. Пищеварительный тракт - по нему собственно передвигается еда, это все что от рта, до, кхм, ануса. Рот-глотка-пищевод-желудок-тонкая кишка-толстая кишка-прямая кишка
2. Пищеварительные железы - внутрь желез еда не попадает, но они синтезируют вещества, помогающие пище перевариваться и выделяют их в пищеварительный тракт. Это слюнные железы, печень и поджелудочная.
Когда мы рассматриваем вопрос, что в каком отделе происходит, нам надо понимать, с какими железами соединен этот отдел и какие конкретно вещества эти железы выделяют - что можно с помощью них расщепить.
Итак, начнем
Ротовая полость
Главная функция - механическая обработка пищи, проще говоря - мы жуем и создаем пищевой комок, который можно проглотить.
Посмотрим сначала на зубки
Обратите внимание - у человека, как и у всех млекопитающих дифференцированные (разные) зубы:
- резцы - кусать
- клыки - разрывать
- коренные - пережевывать
Язык помогает переворачивать пищевой комок и чувствовать вкус - на нем расположены рецепторы, воспринимающие разные вкусы
Слюнные железы выглядят вот так - их клетки синтезируют особый секрет(слюну), который затем выделяется в полость слюнной железы и по протокам попадает в рот.
Что содержит слюна:
1. Муцин - слизь для смачивания пищевого комка
2. Лизоцим - обезвреживает
3. Амилаза - фермент, который расщепляет полисахариды (большие) до олигосахаридов (небольшие)
Ферменты - это специальные белки, которые ускоряют разные химические реакции в организме. Без ферментов, расщепляющих пищу, мы бы переваривали ее дольше, чем мы живем… А с ними этот процесс полностью завершается за несколько часов. Ферментов очень много, разные ферменты выполняют разные функции.
Амилаза в ротовой полости разрушает полисахариды не до конца, а просто из длинных цепочек в более короткие - олигосахариды.
Глотка
Тут все понятно - процесс глотания. Но обратите внимание на интересный факт - трубка пищевода, по которой дальше пойдет пища, расположена рядом с трубкой трахеи, по которой идет воздух в легкие, а глотка их объединяет. Это значит, что еда может попасть в дыхательные пути, какой кошмар! Как этого не допустить? Для этой цели у нас есть надгортанник - специальный хрящ, который закрывает трахею при глотании.
Пищевод
Это просто трубка, через которую еда попадает в желудок. Орган пищеварительной системы, который находится в грудном отделе - все что ниже его уже в брюшном, снизу от диафрагмы. Пищевод ограничен двумя сфинктерами - мышечными кольцами, которые могут сужаться и не пускать ищу дальше, или наоборот расширяться - открывая ей путь. Изжога возникает, когда нижний сфинктер остается разжатым и кислоты из желудка попадают в верхние отделы - очень неприятное ощущение.
Чтобы осуществлять глотание мышцы пищевода волнообразно сокращаются, продвигая пищевой комок вперед
Желудок
«Мешок» который переваривает белки. Чтобы разрушить белки нужны специфические условия - кислая среда. В желудке содержится соляная кислота, которая и создает нужную среду. Под действием соляной кислоты четвертичная и третичная структуры белка (спутанные клубки) распадается до простых цепочек из аминокислот, этот процесс называется денатурация (расщепление).
Далее нужно разрушить длинные белковые цепочки до более коротких, как и в случае с полисахаридами, для этого тоже есть специальный фермент - пепсин.
Пепсин вообще очень легко запомнить - просто представьте, что вы выпили много пепси и теперь у вас весь желудок ей заполнен. И пепси ожесточенно нападает на мясо, разрушая его. (если что, это только ассоциация для запоминания, продукция пепси никак не помогает в пищеварении)
Из каких тканей состоит желудок как орган? Изнутри он покрыт однослойным эпителием, который содержит железы, производящие желудочный сок - это слизистая оболочка. Под ней небольшая подслизистая основа из соединительной ткани, содержащая кровеносные сосуды (они питают желудок). Посередине - толстый слой мышечной ткани - желудку тоже надо сокращаться и двигать еду. Это гладкая мышечная ткань, то есть та, которая не управляется нашим сознанием. Снаружи желудок покрыт соединительной тканью - серозной оболочкой. Обратите внимание, что желудок как и пищевод ограничен мышечными кольцами - сфинктерами - чтобы не пускать еду дальше, пока она не переварится.
Если мы посмотрим на желудочные ямки поближе, то увидим несколько типов клеток, из которых они состоят:
1. Клетки которые выделяют слизь
2. Клетки которые выделяют соляную кислоту HCl
3. Клетки которые выделяют гастрин - гормон, который регулирует пищеварение
4. И наконец - которые выделяют фермент пепсин для переваривания белков
Двенадцатиперстная кишка
Самый интересный отдел пищеварительной системы - здесь столько всего происходит! Двенадцатиперстная кишка - просто часть тонкой кишки, но так как сюда выходят протоки печени и поджелудочной - пищеварение тут самое интенсивное, поэтому про этот кусочек стоит поговорить отдельно.
Здесь слабощелочная среда и переваривается все что можно - углеводы и белки до конца (до мономеров), жиры, нуклеиновые кислоты. Это происходит благодаря ферментам печени и поджелудочной.
Печень секретирует желчь, которая затем хранится в желчном пузыре и выделяется в двенадцатиперстную кишку уже из него. Сама желчь помогает эмульгировать жиры - то есть разрушает большую капельку жира до маленьких. После этого их становится легче обрабатывать.
Поджелудочная выделяет кучу ферментов, самые главные:
1. Липаза - расщепляет жиры
2. Нуклеаза - расщепляет нуклеиновые кислоты, то есть ДНК и РНК
3. Амилаза, мальтаза и другие - расщепляют поли- и олигосахариды до моносахаридов
4. Трипсин - расщепляет пептиды до аминокислот
Как запомнить?
- Липаза - липкая, так как она расщепляет жир (на самом деле это от слова липид=жир).
- Нуклеаза - от слова нуклеотид, тут все просто и очевидно
- Амилаза - а(не)-милая съела наш сахарок
- Трипсин - это трехголовый пес (псин), который накидывается на белки и разрывает их уже до конца (арррр)
Давайте еще раз посмотрим на общую картину, какой путь проходит каждое из веществ, чтобы расщепится до мономеров.
Тонкая кишка
Вообще частично мы с вами ее уже обсудили - ведь двенадцатиперстная - это часть тонкой. Значит к функциям тонкой мы отнесем переваривание жиров, нуклеиновых кислот и сахаров с белками до конца. Чем же занимается остальная часть тонкой кишки? (ведь у нас она аж 7-8 метров в длину!)
Если цель пищеварения достигнута и вещества разрушены до более простых - самое время всосать их в кровь и отправить к клеткам. Вторая основная функция тонкой кишки - всасывание органических веществ.
Для увеличения площади всасывания вся тонкая кишка изнутри покрыта ворсинками.
Также как в пищеводе и в желудке, внутри тонкой кишки есть слой мышц - которые сокращаясь двигают пищевой комок дальше.
В кровь из тонкого кишечника всасываются аминокислоты (были белками), нуклеотиды (были ДНК) и моносахариды(были углеводами)
А вот жиры всасываются в лимфу - еще одну транспортную систему нашего организма. В лимфе живут имунные клетки - лимфоциты
Толстая кишка
Если тонкая кишка всасывала органические вещества, то толстая будет всасывать неорганические.
- Органические вещества - то, из чего состоят только живые организмы - белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты (ДНК)
- Неорганические вещества - «неживого» происхождения - вода, кислород, углекислый газ, минеральные соли и тд.
Обратите внимание - живые организмы неорганические вещества конечно же тоже содержат - как вы знаете, мы на 80% состоит из воды - это неорганическое вещество, так как оно возникло не в результате действия живых организмов. А вот белок или углеводы сами по себе не появятся, их производят растения.
Итак - толстая кишка всасывает воду и минеральные вещества в кровь.
Уточню - когда мы едим и пьем вода не сразу отсортировывается от еды - все вместе движется по пищеварительному тракту, достигает толстой кишки - тут вода всасывается в кровь, а непереваренный твердый остаток выделяется нами в туалет (по большому). Лишняя вода в крови собирается почками, образуется моча, наполняющая мочевой пузырь и выделяется она уже «по маленькому». Простите за такие подробности, хочу чтобы точно все было максимально ясно)
Еще в толстой кишке живут наши друзья - бактерии. На самом деле внутри нас живут миллионы различных бактерий - но не стоит пугаться, они симбиотические - то есть приносят нам пользу. Например они умеют расщеплять клетчатку и добывать нам витамины. Поэтому в толстой кишке еще будет идти образование витаминов с помощью бактерий.
У толстой кишки есть кусочек, который мы не используем - аппендикс, он достался нам от предков, имеющих более сложную пищеварительную систему. Подобные органы, которые были у наших предков и остались в зачаточном состоянии у нас называются рудименты. Воспаление этого органа вызывает болезнь аппендицит.
Прямая кишка
Единственная ее функция - выделение непереваренных остатков. Как и другие органы пищеварительной системы она ограничена сфинктером - чтобы это выделение можно было контролировать
Вот и все, мой дорогой друг, я очень тобой горжусь, что ты осилил такую большую тему! Не поленись сейчас закрыть все и попытаться на черновике по памяти нарисовать пищеварительную систему и подписать все органы, а также нарисовать схему где и под действием каких ферментов расщепляются разные вещества. Ничего страшного, если ты не сможешь что-то вспомнить - главное попробовать - это натренирует твой мозг отлично запоминать информацию. А потом можешь снова пробежать глазами статью и проверить себя.
А чтобы еще лучше разобрать в биологии - записывайся ко мне на занятия. Вот я, пиши в личные сообщения - https://vk.com/id76873774