Одним из самых сложных механизмов в организме человека является процесс пищеварения, при помощи которого поддерживается его жизнедеятельность. Благодаря системе пищеварительного тракта, в организм поступают как белки, так и важнейшие жиры и углеводы, минералы, служащие основой для регуляции целого комплекса физиологических реакций.
Физиология пищеварительной системы
Пищеварение — это совокупность процессов механического и физического характера, направленных на переработку поступающей пищи в желудочно-кишечном тракте. В результате этого осуществляется процесс всасывания полезных веществ с помощью клеток организма, а также преобразование пищевых макромолекул в микромолекулы. Кроме того, в организме с помощью пищеварительных или гидролитических ферментов осуществляется расщепление так называемых биополимеров на более простые мономеры.
После этапа расщепления следует проникновение пищи в кишечные стенки. Проходя через слизистую оболочку кишечника, еда поступает в лимфу и кровь человека. Именно кровеносная система и лимфа являются жидкостной средой организма, с помощью которой полезные вещества разносятся по кровеносным сосудам. Так происходит усвоение полезных минералов и элементов. Основное назначение физиологии пищеварения состоит в снабжении организма полезными веществами, микро- и макроэлементами. Также к одной из функций относится и выведение из организма отходов жизнедеятельности.
Для нормального функционирования органов пищеварения необходимо употреблять достаточное количество клетчатки, которая содержится в овощах и фруктах и способствует нормальной работе всех органов ЖКТ, а также лучшему усвоению питательных веществ.
Кратко процесс пищеварения можно описать в виде определенной схемы или последовательности. На первом этапе начинается механическая обработка. Её суть состоит в измельчении поступающей еды с помощью челюстно-лицевого аппарата в ротовой полости. Затем она продвигается по пищеводу в следующие органы.
В желудке еда проходит пищеварительный процесс. Ферменты, содержащиеся в желудочном секрете или соке, способствуют лучшей усвояемости. На третьем этапе с помощью определенных ферментов, вырабатываемых тонким кишечником, осуществляется процесс распада пищевой массы на отдельные элементы или составляющие. И, наконец, завершающая стадия предполагает формирование отходов жизнедеятельности, подлежащих выведению из ЖКТ.
Структура желудочно-кишечного тракта
Пищеварительная система включает в себя совокупность органов ЖКТ и вспомогательных органов. В свою очередь, вспомогательные органы состоят из следующих элементов:
- железы, отвечающие за слюноотделение;
- поджелудочная железа, выполняющая как эндокринную, так и экзокринную функции;
- важнейший орган человеческого организма — печень;
- желчный пузырь.
Пищеварительный канал можно представить в виде трех составных частей или отделов. Первый отдел осуществляет пережевывание пищевых масс в целях измельчения. В данном процессе принимают участие челюстно-лицевой аппарат, пищевод, и, конечно же, глотка.
Во втором отсеке пищевые массы проходят химическое расщепление, в результате которого происходит распад еды на макроэлементы, и всасываются питательные вещества и компоненты. Сюда же относится формирование отходов продуктов жизнедеятельности. Эти функции выполняются такими важными органами, как желудок, поджелудочная железа, тонкий и толстый кишечник.
И, наконец, третья часть пищеварительного тракта состоит из прямой кишки, предназначенной для прохождения отходов.
Назначение и функции органов
Протяжённость пищеварительного тракта составляет приблизительно 9—10 метров. Он состоит из следующих органов пищеварения:
- ротовая полость, с помощью которой пища измельчается;
- глотка, предназначенная для проглатывания;
- пищевод, необходимый для прохождения пищевых масс внутрь организма;
- желудок, содержащий определенные ферменты для расщепления;
- тонкая и толстая кишка, предназначенные для дальнейшей переработки.
В ротовой полости находятся такие органы, как зубы, язык, а также железы, отвечающие за слюноотделение и смачивание поступающей еды. Значение этого органа крайне важно, поскольку через неё еда поступает в организм, предварительно пройдя процесс механической обработки с помощью зубов, смачивания слюной и дальнейшего проглатывания.
Глотка является неким связующим звеном между пищеводом и ртом. Её протяжённость составляет 10—12 см. В глотке пересекаются дыхательные и пищеварительные пути. Вследствие этого предусмотрен надгортанник, перекрывающий вход и не позволяющий пищевым массам попадать в легкие, так как это может привести к смерти.
Следующим элементом ЖКТ является пищевод. С помощью него осуществляется транспортирование пищи в желудок. Протяженность пищевода 25—30 см.
Данный мышечный орган располагается в левом подреберье. Основной задачей желудка является сбор поступающей жидкости и еды, выработка продуктов ферментации. В желудке также происходит переваривание и всасывание еды. Объем этого органа составляет 0,5—1 л, но у некоторых людей может составлять и до четырёх литров, если он достаточно растянут вследствие избыточного питания и нездорового образа жизни.
В желудок еда попадает при помощи кардиального сфинктера. После поступления пищевых масс происходит процесс их смешивания с желудочным секретом или соком. В состав данного секрета входят соляная кислота и особые расщепляющие ферменты. Классификация последних достаточно обширна.
Тонкая кишка — один из элементов пищеварительной системы, находящаяся между желудком и толстой кишкой. В ней осуществляются процессы по производству продуктов ферментации. Ферменты, выработанные тонким кишечником, в совокупности с продуктами ферментации, вырабатываемыми поджелудочной железой и желчным пузырем, принимают участие в процессе расщепления пищевых продуктов на отдельные микро- и макроэлементы.
Наконец, замыкающим элементом пищеварительного тракта выступает толстый кишечник. Именно в нем осуществляется процесс всасывания жидкости и образования пищевых отходов. Слизистая оболочка, покрывающая стенки толстой кишки, облегчает выведение отходов.
Типы процессов переработки пищи
Существует пять основных видов пищеварительного процесса. Первый вид получил название внеклеточного пищеварения. Встречается в основном у живых организмов, имеющих клеточную стенку. К таким можно отнести грибы, археи, хищные растения и бактерии.
Особенности этого типа состоят в следующем. Прежде всего, продукты ферментации осуществляют крепление на наружной мембране внеклеточной среды. Полученные мономеры всасываются при помощи транспортных белков, находясь при этом в клеточных мембранах.
Следующий тип пищеварения — внутриклеточный. Он характерен для животных, у которых отсутствует клеточная стенка. При данном виде пищевой обработки продукты ферментации поступают непосредственно в лизосомы. На следующем этапе происходит всасывание пищевых масс в клеточные цитоплазмы.
Третий тип получил название внутрикишечного или полостного. Он типичен для живых организмов, у которых есть система органов пищеварения. Сам процесс реализуется непосредственно в органах ЖКТ. Полостное пищеварение присутствует у человека и многих представителей животного мира.
Следующий тип присущ насекомым и некоторым животным, например, паукам. Они имеют внекишечное пищеварение. Отличительной чертой данного типа является то, что ферменты, необходимые для переваривания еды, впрыскиваются непосредственно в жертву. Далее происходит всасывание в кишечные стенки и усвоение полупереваренных ингредиентов.
И, наконец, последним типом является пристеночное пищеварение. При нём пищеварительные процессы осуществляются на слизи, а также в ворсинках, расположенных на стенках тонкой кишки, или же на их поверхности.
Регуляция работы органов
Необходимо отметить тот факт, что регуляция относится к процессам, имеющим психофизиологический характер. В то же время в пищеварительном тракте оказывает влияние множество факторов. Особое внимание занимает как качество потребляемых продуктов, так и количество вырабатываемых гормонов.
Поступая в кровь, гормоны выполняют очень важную функцию. Они стимулируют выработку пищеварительного сока и способствуют транспортировке пищевых масс. Важным фактором, характеризующим состояние пищеварительного тракта, является такой показатель, как усваиваемость поступающей пищи.
Избыточное потребление клетчатки способно значительно сократить качество функции всасывания. Микро- и макроэлементы также влияют на функцию всасывания, которая происходит в стенках тонкой кишки.
Понятие продуктов ферментации
К данной категории ферментов относятся особые вещества, способные расщеплять сложные вещества, с химической точки зрения, на более простые. После процесса расщепления они всасываются в кровь и попадают в человеческий организм. Данные ферменты вырабатываются в трех органах — ротовой полости, желудке и тонком кишечнике.
К особым ферментам, вырабатываемым желудком, относятся пепсин и реннин. Первый из них осуществляет химическое расщепление белков до состояния аминокислот, а также до таких важных состояний, как поли- и олигопептиды.
Фермент реннин встречается у грудных детей, не достигших возраста одного года. Он предназначен для переваривания молочной продукции. После достижения определенного возраста он исчезает и его заменяет такой фермент, как соляная кислота, находящаяся в желудке.
Кроме того, часть задач по выработке данных продуктов ферментации берет на себя и кишечная микрофлора. Живущие в ней особые микроорганизмы реализуют выработку определенных ферментов, способствующих усвоению определенных пищевых продуктов.
Так, находящаяся в кишечной микрофлоре кишечная палочка предназначена для усвоения лактозы, содержащейся в молоке и молочных продуктах. В свою очередь, особые кишечные лактобактерии выполняют функции по превращению лактозы и других углеводов в особый компонент молочной кислоты.
Таким образом, значение органов пищеварения человека достаточно велико. Правильная их работа является основой как для полноценного функционирования всей системы, так и для нормальной жизни. При пищеварительном процессе каждая клетка организма получает необходимый набор жизненно необходимых питательных веществ.
В свою очередь, поступившие питательные вещества в дальнейшем преобразовываются в энергию, которая используется на поддержание жизнедеятельности и процессов метаболизма. Именно метаболизм, называемый также обменом веществ, способствует росту всех живых организмов, их размножению, а также выживанию в окружающей среде.
От состояния органов пищеварения зависит также не только здоровье человека, но и спортивный результат. Именно правильное питание, основанное на дробном приеме пищи в небольшом количестве, способно поддерживать функционирование органов желудочно-кишечного тракта в норме и сохранить идеальную физическую форму.
