Перетравлення їжі та поживних речовин

Поглинання та транспорт поживних речовин

Перетравлені молекули їжі, води та мінералів з раціону всмоктуються з порожнини верхньої частини тонкої кишки. Поглинені матеріали проникають через слизову в кров і з кров’ю направляються в інші частини тіла для зберігання або подальшої хімічної зміни. Цей процес змінюється залежно від різних типів поживних речовин.

Вуглеводи: Середньостатистичний американець щодня з’їдає близько півкілограма вуглеводів. Деякі з найпоширеніших продуктів харчування містять переважно вуглеводи. Прикладами є хліб, картопля, випічка, цукерки, рис, спагетті, фрукти та овочі. Багато з цих продуктів містять як крохмаль, який може засвоюватися, так і клітковину, яку організм не може перетравити.

Засвоювані вуглеводи розщеплюються на простіші молекули ферментами в слині, соку, що виробляється підшлунковою залозою, і в слизовій оболонці тонкої кишки. Крохмаль засвоюється у два етапи: Спочатку фермент у слині та панкреатичному соку розщеплює крохмаль на молекули, які називаються мальтозою; тоді фермент в слизовій оболонці тонкої кишки (мальтаза) розщеплює мальтозу на молекули глюкози, які можуть всмоктуватися в кров. Глюкоза надходить через кров до печінки, де вона зберігається або використовується для забезпечення енергії для роботи організму.

Столовий цукор - ще один вуглевод, який потрібно засвоїти, щоб бути корисним. Фермент у слизовій оболонці тонкої кишки перетравлює столовий цукор на глюкозу та фруктозу, кожна з яких може всмоктуватися з кишкової порожнини в кров. Молоко містить ще один тип цукру - лактозу, який за допомогою ферменту, який називається лактаза, також міститься в слизовій оболонці кишечника, і перетворюється на поглинаючі молекули.

Білок: Такі продукти, як м’ясо, яйця та квасоля, складаються з великих молекул білка, які повинні засвоюватися ферментами, перш ніж їх можна використовувати для побудови та відновлення тканин організму. Фермент, що міститься в шлунковому соку, починає перетравлення ковтаного білка. Подальше перетравлення білка завершується в тонкому кишечнику. Тут декілька ферментів з підшлункового соку та слизової оболонки кишечника здійснюють розпад величезних молекул білка на дрібні молекули, звані амінокислотами. Ці дрібні молекули можуть всмоктуватися з порожнини тонкої кишки в кров, а потім переноситися у всі частини тіла для побудови стінок та інших частин клітин.

Жири: Молекули жиру є багатим джерелом енергії для організму. Першим кроком у перетравленні жиру є його розчинення у водянистому вмісті кишкової порожнини. Жовчні кислоти, що виробляються печінкою, діють як природні миючі засоби для розчинення жиру у воді і дозволяють ферментам розщеплювати великі молекули жиру на менші молекули, деякі з яких - жирні кислоти та холестерин. Жовчні кислоти поєднуються з жирними кислотами та холестерином і допомагають цим молекулам просуватися в клітини слизової. У цих клітинах малі молекули формуються назад у великі молекули, більшість з яких переходять у судини (так звані лімфатичні) поблизу кишечника. Ці дрібні судини переносять реформований жир у вени грудної клітини, а кров переносить жир на депо в різних частинах тіла.

Вітаміни: Ще однією важливою частиною нашої їжі, яка всмоктується з тонкої кишки, є клас хімічних речовин, які ми називаємо вітамінами. Існує два різних типи вітамінів, класифікованих за рідиною, в якій вони можуть бути розчинені: водорозчинні вітаміни (усі вітаміни групи В і вітамін С) і жиророзчинні вітаміни (вітаміни A, D і K).

Вода і сіль: Більшу частину матеріалу, що поглинається з порожнини тонкої кишки, становить вода, в якій розчинена сіль. Сіль і вода походять від їжі та рідини, які ми ковтаємо, та соків, що виділяються багатьма травними залозами. У здорової дорослої людини з кишечника кожні 24 години всмоктується більше галону води, що містить понад унцію солі.

Чому травлення важливо?

Коли ми їмо такі речі, як хліб, м'ясо та овочі, вони не мають такої форми, яку організм може використовувати як живлення. Наша їжа та напої повинні бути перетворені на менші молекули поживних речовин, перш ніж вони зможуть всмоктуватися в кров і переноситися в клітини по всьому тілу. Травлення - це процес, за допомогою якого їжа та напої розбиваються на найдрібніші частини, щоб організм міг використовувати їх для побудови та живлення клітин та забезпечення енергією.

Травна система являє собою низку порожнистих органів, з’єднаних у довгу звивисту трубку від рота до заднього проходу. Усередині цієї трубки знаходиться підкладка, яка називається слизова. У ротовій порожнині, шлунку та тонкому кишечнику слизова оболонка містить крихітні залози, які виробляють соки, що сприяють перетравленню їжі.

Травлення передбачає змішування їжі, її рух по травному тракту та хімічне розщеплення великих молекул їжі на менші молекули. Травлення починається в роті, коли ми жуємо і ковтаємо, а завершується в тонкому кишечнику. Хімічний процес дещо різниться для різних видів їжі.

Рух їжі через систему

? Рот: секунди
? Стравохід: секунди
? Шлунок: до 3 ½ годин
? Тонка кишка: хвилини
? Товста кишка: години

Великі порожнисті органи травної системи містять м’язи, що дозволяють їх стінкам рухатися. Рух стінок органу може рухати їжу та рідину, а також змішувати вміст кожного органу. Типовий рух стравоходу, шлунка та кишечника називається перистальтикою. Дія перистальтики виглядає як океанська хвиля, що рухається крізь м’яз. М'яз органу виробляє звуження, а потім повільно рухає звужену частину вниз по довжині органу. Ці хвилі звуження штовхають їжу та рідину перед собою через кожен порожнистий орган.

Перший великий рух м’язів відбувається при ковтанні їжі або рідини. Хоча ми можемо почати ковтати за власним вибором, як тільки ластівка починається, вона стає мимовільною і протікає під контролем нервів.

Стравохід - це орган, в який проштовхується проковтнута їжа. Він з’єднує горло зверху зі шлунком знизу. На стику стравоходу та шлунка є кільцеподібний клапан, що закриває прохід між двома органами. Однак, коли їжа наближається до замкнутого кільця, навколишні м’язи розслабляються і дозволяють їжі проходити.

Потім їжа потрапляє в шлунок, перед яким є три механічні завдання. Спочатку шлунок повинен зберігати проковтнуту їжу та рідину. Для цього м’яз верхньої частини шлунка повинен розслабитися і прийняти великі обсяги проковтнутого матеріалу. Друга робота - змішати їжу, рідину та травний сік, що виробляються шлунком. Нижня частина шлунка змішує ці матеріали за допомогою м’язової дії. Третім завданням шлунка є повільне спорожнення його вмісту в тонку кишку.

Кілька факторів впливають на спорожнення шлунка, включаючи характер їжі (головним чином вміст жиру та білка) та ступінь м'язової дії спорожненого шлунка та наступного органу, який приймає вміст шлунку (тонкий кишечник). По мірі того, як їжа перетравлюється в тонкому кишечнику і розчиняється в соках з підшлункової залози, печінки та кишечника, вміст кишечника змішується і виштовхується вперед, щоб забезпечити подальше травлення.

Залози травної системи мають вирішальне значення для процесу травлення. Вони виробляють як соки, що розщеплюють їжу, так і гормони, які допомагають контролювати процес.

Залози, які діють першими, знаходяться в роті - слинних залозах. Слина, що виробляється цими залозами, містить фермент, який починає перетравлювати крохмаль з їжі на менші молекули.

Наступний набір травних залоз знаходиться в слизовій оболонці шлунка. Вони виробляють шлункову кислоту та фермент, який перетравлює білок. Однією з невирішених головоломок травної системи є те, чому кислий сік шлунка не розчиняє тканину самого шлунка. У більшості людей слизова шлунка здатна протистояти соку, хоча їжа та інші тканини тіла не можуть.

Після того як шлунок випорожнює їжу та її сік у тонкий кишечник, соки двох інших органів травлення змішуються з їжею, щоб продовжити процес травлення. Одним з таких органів є підшлункова залоза. Він виробляє сік, який містить широкий спектр ферментів для розщеплення вуглеводів, жирів та білків у нашій їжі. Інші активні в процесі ферменти надходять із залоз стінки кишечника або навіть частини цієї стінки.

Печінка виробляє ще один травний сік - жовч. Жовч зберігається між прийомами їжі в жовчному міхурі. Під час їжі він вичавлюється з жовчного міхура в жовчні протоки, щоб дістатися до кишечника і змішатися з жиром у нашій їжі. Жовчні кислоти розчиняють жир у водянистому вмісті кишечника, подібно до миючих засобів, що розчиняють жир на сковороді. Після розчинення жиру він засвоюється ферментами підшлункової залози та слизової оболонки кишечника.

Як контролюється процес травлення?

Гормональні регулятори

Захоплююча особливість травної системи полягає в тому, що вона містить власні регулятори. Основні гормони, що контролюють функції травної системи, виробляються і виділяються клітинами в слизовій оболонці шлунка та тонкої кишки. Ці гормони виділяються в кров шлунково-кишкового тракту, повертаються до серця і через артерії і повертаються до травної системи, де стимулюють травні соки і викликають рух органів. Гормонами, що контролюють травлення, є гастрин, секретин та холецистокінін (CCK):

? Гастрин змушує шлунок виробляти кислоту для розчинення та перетравлення деяких продуктів. Це також необхідно для нормального росту слизової оболонки шлунка, тонкої кишки та товстої кишки.

? Секретин змушує підшлункову залозу виділяти травний сік, багатий бікарбонатом. Він стимулює шлунок виробляти пепсин, фермент, який перетравлює білок, а також стимулює печінку виробляти жовч.

? CCK змушує підшлункову залозу рости і виробляти ферменти панкреатичного соку, а жовчний міхур спорожняється.

Нервові регулятори

Два типи нервів допомагають контролювати дію травної системи. Зовнішні (зовнішні) нерви надходять до органів травлення з несвідомої частини мозку або зі спинного мозку. Вони виділяють хімічну речовину, яку називають ацетилхоліном, та іншу - адреналін. Ацетилхолін змушує м’язи органів травлення стискатися з більшою силою і збільшує «штовхання» їжі та соку через травний тракт. Ацетилхолін також змушує шлунок і підшлункову залозу виробляти більше травного соку. Адреналін розслаблює м’язи шлунка і кишечника і зменшує приплив крові до цих органів.

Навіть важливішими є внутрішні (внутрішні) нерви, які складають дуже щільну мережу, вбудовану в стінки стравоходу, шлунка, тонкої кишки та товстої кишки. Внутрішні нерви спрацьовують, коли стінки порожнистих органів розтягуються їжею. Вони виділяють безліч різних речовин, які прискорюють або затримують рух їжі та вироблення соків органами травлення.

Джерело: Національний інститут діабету та хвороб органів травлення та нирок, Національний інститут здоров’я.