Przebieg procesów trawienia i wchłaniania u człowieka

Ryc. Układ trawienny człowieka

Człowiek, żeby mógł rozwijać się, wzrastać i wykonywać podstawowe funkcje życiowe musi odżywiać się. Poprzez ten proces każda żywa komórka organizmu otrzymuje pokarm. Człowiek należy do organizmów cudzożywnych, to znaczy musi pokarm pobierać z otoczenia. Pożywienie organizmów cudzożywnych oprócz białek, tłuszczów i węglowodanów obejmuje także wodę, sole mineralne i witaminy.

Pobrany pokarm ma najczęściej taką postać, która uniemożliwia bezpośrednie wykorzystanie go i dlatego poddany jest działaniu czynników mechanicznych (obróbka mechaniczna) i chemicznych (obróbka chemiczna, trawienie).

Do czynników mechanicznych należy: gryzienie (dzięki niemu do przewodu pokarmowego dostają się małe kawałki pokarmu), żucie (powoduje roztarcie pokarmu), połykanie, mieszanie (w żołądku i jelicie) oraz przesuwanie pokarmu.

Mechaniczna obróbka pokarmu ma na celu ułatwienie działania czynnikom chemicznym (enzymom), tzn. ułatwienie trawienia. Substancje wchłonięte i dostarczone do komórek mogą zostać wykorzystane przede wszystkim na cele budulcowe, energetyczne oraz ruch. Nadwyżki pokarmu mogą być przekształcone w materiał zapasowy (w tkance tłuszczowej). Trawienie odbywa się w przewodzie pokarmowym, który rozpoczyna się otworem ustnym, a kończy otworem odbytowym. Kolejne odcinki tego przewodu to: jama ustna, gardło, przełyk, żołądek, jelito cienkie (dwunastnica, jelito czcze i kręte), jelito grube (jelito ślepe, okrężnica i odbytnica). Przewód pokarmowy wraz z gruczołami dodatkowymi (wątroba i trzustka) oraz narządami pomocniczymi (zębami i językiem) tworzy układ pokarmowy.

Gruczoły trawienne i ich funkcje

Ślinianki

Małe i duże gruczoły ślinowe (zwane śliniankami) produkują ślinę, która przewodami tych gruczołów dostaje się do jamy ustnej. Ślina zawiera enzym- amylazę ślinową, która zapoczątkowuje rozkład wielocukru skrobi.

Trzustka

Długi (15-20 cm), wąski gruczoł barwy szaro- różowej lub żółto- różowej. Leży w pętli, jaką tworzy dwunastnica, ułożona jest za żołądkiem. Trzustka jest gruczołem mieszanym, tzn. produkuje enzymy trawienne i hormony (insulinę i glukagon). Komórki gruczołowe trzustki wydzielają sok trzustkowy, Jest to płyn bezbarwny o odczynie słabo- zasadowym, zawiera on enzymy trawiące białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe. Enzymy trawiące białka to: trypsyna i chymotrypsyna; trawiące tłuszcze to: lipaza trzustkowa; trawiące cukry to: amylaza trzustkowa i trawiące kwasy nukleinowe to: nukleozy.

Ryc. Gruczoły odpowiedzialne za trawienie i wchłanianie.

Wątroba

Jest największym gruczołem przewodu pokarmowego i całego organizmu; waży ok. 1,5 kg. Ma ona ciemnoczerwone zabarwienie, które jest związane z dużą ilością krwi przez niż przepływającej. Wątroba spełnia wiele funkcji, oto niektóre z nich:

• wytwarzanie żółci

• magazynowanie i przemiana tłuszczów, białek i węglowodanów

• węglowodany gromadzone są w wątrobie w postaci glikogenu (wielocukru); stanowi ona rezerwę cukrową na wypadek ich braku w organizmie

• unieczynnianie niektórych toksyn

• wytwarzanie prawie wszystkich białek osocza krwi, m. in. Fibrynogenu

• magazynuje niektóre witaminy: A, D, B12

• przekształcanie fruktozy w glukozę

• filtruje zarówno substancje wprowadzone do krwi z przewodu pokarmowego, jak i uwalnianie do krwi z różnych tkanek

Wątroba nie jest gruczołem trawiennym, ale produkowana przez nią żółć (nie jest enzymem) bierze udział w trawieniu tłuszczów. Żółć powoduje emulgację tłuszczów, która daje większe rozproszenie tych nierozpuszczalnych w wodzie związków i zwiększa ich powierzchnię, co znacznie ułatwia większy dostęp do cząsteczek tłuszczu lipazie (enzym ten rozpuszczony jest w soku jelitowym). Wątroba jest głównym laboratorium chemicznym organizmu i najważniejszym narządem odtruwającym.

Gruczoły żołądkowe

Błona śluzowa żołądka zawiera liczne gruczoły, które wydzielają sok żołądkowy. Sok ten zawiera wodę, kwas solny, sole mineralne i substancje organiczne. Do tych substancji organicznych zaliczamy enzymy i śluz. Enzymami trawiennymi są: podpuszczka, pepsyna i lipaza żołądkowa. Dwa pierwsze enzymy biorą udział w trawieniu białek, a lipaza trawi tylko tłuszcze zemulgowane, jak np. tłuszcze mleka, jaj, śmietany.

Gruczoły jelitowe

Gruczoły błony śluzowej jelita cienkiego wydzielają sok jelitowy. Sok ten zawiera enzymy rozkładające krótkie łańcuchy białkowe do ich elementów podstawowych- aminokwasów, rozbijające dwucukry do cukrów prostych oraz rozkładające tłuszcze do kwasów tłuszczowych i glicerolu. Sok jelitowy zawiera również enzymy rozkładające kwasy nukleinowe na nukleotydy.

Trawienie oraz wchłanianie cukrów, tłuszczów i białek

Trawienie polega na enzymatycznym rozkładzie z udziałem wody dużych cząsteczek pokarmowych związków organicznych (białek, tłuszczów, węglowodanów) na substancje drobnocząsteczkowe, przyswajalne przez organizm i wchłaniane przez błony komórkowe. Enzymy trawienne są to złożone substancje białkowe, które powodują rozkład związków bardziej złożonych do prostszych. Trawienie większości zawartych w pokarmach substancji jest najczęściej procesem wieloetapowym. Każdy etap trawienia przeprowadzany jest przez inny rodzaj enzymu. Enzymy trawienne nie są wydzielane w każdym odcinku przewodu pokarmowego, a jedynie w jamie ustnej, żołądku i jelicie.

Trawienie węglowodanów

Trawienie węglowodanów rozpoczyna się w jamie ustnej. Pokarm znajdujący się w jamie ustnej zostaje rozdrobniony na mniejsze kawałki i przeżuty.

Podczas żucia, w którym biorą udział zęby, mięsnie policzków i warg kurczą się, aby wspomóc działanie języka przesuwającego pokarm wewnątrz jamy ustnej. W jamie ustnej pokarm jest wymieszany ze śliną zawierającą enzym- amylazę, która rozkłada skrobię (wielocukier) na mniejsze fragmenty z odłączeniem maltozy (dwucukru). Gdy pokarm jest przeżuty i nadtrawiony przez amylazę ślinową, język kształtuje z niego kęsy otoczone śluzem, gotowe do dalszej podróży przez przewód pokarmowy. Pokarm dostaje się do gardła (wspólny odcinek dla układu pokarmowego i oddechowego), dalej przez przełyk do żołądka, a z niego porcjami do jelita cienkiego. Tutaj następuje dalszy etap trawienia węglowodanów. W dwunastnicy pod wpływem zespołu amylaz trzustkowych i jelitowych dochodzi do rozkładu krótszych fragmentów skrobi na cząsteczki maltozy. Wszystkie dwucukry (maltoza, laktoza, sacharoza) znajdujące się w dwunastnicy zostają rozłożone przez odpowiednie enzymy jelita cienkiego na cukry proste (glukoza, fruktoza, galaktoza). I tak enzym maltaza rozszczepia maltozę na dwie cząsteczki glukozy, enzym sacharaza- rozkłada sacharozę na glukozę i fruktozę, a enzym laktaza- rozkłada lakozę na glukozę i galaktozę.

Trawienie tłuszczów.

Trawienie tłuszczów rozpoczyna się w żołądku, chociaż w śladowych ilościach, ponieważ lipazy słabo działają w środowisku kwaśnym, jakie istnieje w żołądku. W żołądku trawiony jest tylko tłuszcz w postaci zemulgowanej, występujący np. w mleku, śmietanie, jajku. Właściwe trawienie tłuszczy rozpoczyna się dopiero w jelicie, do początkowego odcinka którego (dwunastnicy) doprowadzane są enzymy produkowane przez trzustkę oraz żółć, wytworzona w pęcherzyku żółciowym. Wśród tych enzymów występuje lipaza, która w obecności żółci powoduje stopniowe odłączanie cząsteczek kwasów tłuszczowych od cząsteczek glicerolu.

Trawienie białek

Trawienie białek jest procesem bardzo skomplikowanym ze względu na olbrzymie rozmiary i złożona strukturę ich cząsteczek. Trawienie białka rozpoczyna się w żołądku, gdzie jest wydzielany enzym pepsyna, który rozbija białka na krótsze łańcuchy polipeptydowe. W soku żołądkowym występuje również enzym o nazwie podpuszczka= renina= chymozyna, która ścina białko zawarte w mleku. Dalszy etap trawienia białek odbywa białek odbywa się w jelicie cienkim, gdzie działają enzymy trypsyna i chymotrypsyna, które rozkładają cząsteczki polipeptydów do trójpeptydów i dwupeptydów. Oba wymienione enzymy wydzielane są przez trzustkę i do dwunastnicy dostają się w postaci nieczynnej (trypsynogenu i chymotrypsynogenu) i dopiero w świetle jelita przekształcone zostają w enzymy czynne. Enzymy uczestniczące w trawieniu białek występują w komórkach gruczołowych w postaci nieaktywnej dlatego, by zabezpieczyć te komórki przed samouszkodzeniem. Cytoplazma tych komórek, jak z resztą wszystkich innych komórek, zbudowana jest głównie z białek i gdyby enzym miał postać aktywną w obrębie komórki, to trawiłby on komórkę go produkującą. Gruczoły jelita cienkiego wytwarzają enzymy o nazwie peptydazy. Rozkładają one trójpeptydy i dwupeptydy do aminokwasów (podstawowych elementów budujących białka).

Wchłanianie w jelicie cienkim

W jelicie cienkim na skutek trawienia białek, tłuszczy i węglowodanów powstały elementarne substancje (cukry proste, aminokwasy, kwasy tłuszczowe, glicerol) i te drobnocząsteczkowe związki są wchłaniane przez kosmki jelitowe. Kosmki są to palczaste wyrostki nabłonka jelitowego, do których dochodzą liczne naczynia włosowate i limfatyczne. Kosmki jelitowe zwiększają powierzchnię chłonną jelita około 23 razy. Związki pobrane z soku jelitowego (mleczka pokarmowego, składającego się z elementarnych substancji) wędrują głównie do krwi. Część tłuszczy dostaje się jednocześnie do limfy. Krew, bogata w związki odżywcze wędruje żyłą wrotną do wątroby. Organ ten jest ważnym centrum metabolicznym i pełni funkcję filtra, zatrzymuje substancje toksyczne i nadwyżki składników pokarmowych. Krew wypływająca z wątroby żyłą wątrobową posiada zawsze stały, optymalny poziom cukru. Nadmiar glukozy zamieniany jest w glikogen, składowany w komórkach wątroby i rozkładany w miarę potrzeby dla utrzymania jej stałego stężenia we krwi. Ściany dalszych odcinków jelita wchłaniają witaminy, pochodzące z pokarmu lub wytwarzane przez bakteryjną symbiotyczną florę jelitową (wit. Z grupy B i K) oraz sole mineralne.

Ponieważ produkcja śliny, soków trawiennych i żółci powoduje wydzielanie dużych ilości wody do światła przewodu pokarmowego, organizm musi ją odzyskać, aby uniknąć jej utraty wraz z wydalanym kałem. Woda jest więc wchłaniana przez ściany jelita grubego. Minimalizuje to straty, które mogły by być groźne dla organizmu (odwodnienie).

---