Trawienie jest to rozkład pokarmów znajdujących się w przewodzie pokarmowym na
związki proste. Proces trawienia odbywa się pod wpływem soków trawiennych, które są
wytwarzane przez drobne gruczoły znajdujące się w ścianach przewodu pokarmowego.
Soki trawienne zawierają specjalne substancje zwane enzymami trawiennymi. Właśnie
one rozkładają pokarmy na takie związki chemiczne, które organizm może przyswoić.
Proces trawienia odbywa się stopniowo, w poszczególnych odcinkach przewodu
pokarmowego.
Tłuszcze są ważnym składnikiem pokarmowym, występując zależnie od diety w
ilościach od 15 do 150 gramów na dobę, co stanowi 10-50% dziennego zapotrzebowania
energetycznego, ale prawidłowo nie powinno to być więcej niż 30% tego zapotrzebowania.
Jadalne tłuszcze zwierzęce i oleje roślinne są stosunkowo dobrze przyswajalne przez
człowieka, ale w zdrowej diecie powinny dominować te ostatnie. Większość z nich
przedostaje się do dwunastnicy w formie nie zmienionej, gdyż trawienie ich w żołądku jest
znikome. Właściwy proces trawienia i wchłaniania tłuszczów zachodzi głównie w
dwunastnicy i początkowym odcinku jelita czczego, gdzie ulegają one niemal zupełnej
resorpcji. Trawienie tłuszczów poprzedzone jest ich rozdrabnianiem w procesie zwanym
emulsyfikacją. Rozpoczyna się ona już w jamie ustnej w czasie żucia i utrzymuje w
żołądku pod wpływem silnych skurczów perystaltycznych i przy udziale białek
pokarmowych, chociaż ulega przyhamowaniu przez niskie pH kwasów żołądkowych.
Niektóre triglicerydy ulegają hydrolizie już jamie ustnej (pod wpływem Lipazy językowej) i
w żołądku (pod wpływem lipazy żołądkowej) lecz zasadnicze znaczenie dla trawienia
tłuszczów ma lipaza trzustkowa o pH wynoszącym 8,0. Dopiero w jelicie cienkim, pod
wpływem soli żółciowych, fosfolipidów, zwłaszcza lecytyny, i produktów lipolizy następuje
dalsza dyspersja tłuszczów do kropelek o średnicy 0,5 - 1,0 mikromilimetra. Takie
rozdrobnienie tłuszczu ogromnie pomnaża jego całkowitą powierzchnię, ułatwiając
działanie enzymów lipolitycznych, głównie lipazy trzustkowej, która działa na triglicerydy
wyłącznie na powierzchni kropelek tłuszczowych, hydrolizując estry glicerolu w pozycji 1 i
3 i rozkładając te tłuszcze na wolne kwasy tłuszczowe i 2-monoglicerydy. Trawienie
tłuszczów zachodzi pod wpływem enzymów lipolitycznych i prowadzi do zamiany tłuszczu
nierozpuszczalnego w wodzie na produkty rozpuszczalne w micelach żółciowych i łatwo
przyswajalne w jelicie. Poza enzymami niezbędne w procesie trawienia są sole żółciowe i
HCO3-. Sole żółciowe emulgują tłuszcze i tworzą z fosfolipidami mieszane micele
rozpuszczające produkty lipolityczne w fazie wodnej jelit, zaś HCO3- zapewnia optymalne
pH środowiska dla enzymów lipolitycznych. Micele stanową rodzaj transportera
nierozpuszczalnych w wodzie produktów lipolitycznych z powierzchni kropelek
tłuszczowych do powierzchni błony śluzowej żołądka. Proces wchłaniania produktów
lipolitycznych składa się z następujących etapów:
1. dyfuzja produktów do enterocytów,
2. resynteza triglicerydów i tworzenie chylomikronów w enterocytach,
3. uwalnianie chylomikronów z enterocytów do naczyń chłonnych.
Chlomikrony i inne lipoproteiny zostają wydzielone przez boczną ścianę enterocytów i stąd
przedostają się do przestrzeni chłonnych i dalej wraz z chłonką przewodem piersiowym do
krążącej krwi.
Cukry czyli węglowodany są podstawowym składnikiem pokarmowym i stanowią
60-70% dziennego pokrycia kalorycznego. Głównym węglowodanem pokarmowym jest
skrobia. Spośród prostych węglowodanów spożywane są sacharoza obecna w buraku
cukrowym, laktoza w mleku, fruktoza w miodzie i owocach, oraz pentozy w owocach.
Zabiegi kulinarne oraz samo rzucie ułatwiają trawienie cukrów, które rozpoczyna się pod
wpływem amylazy ślinowej, zwanej pialiną. Łącznie w jamie ustnej i żołądku może ulec
strawieniu 30-40% skrobi. Dalszy proces trawienia odbywa się zarówno w jelicie cienkim
pod wpływem amylazy trzustkowej, jak i na powierzchni brzeżka szczoteczkowego
enterocytów - trawienie kontaktowe. Zachodzi tu trawienie pod działaniem różnych typów
oligosacharyz jak maltaza, izomaltaza, sacharaza, laktaza. Hydroliza oligosacharydów jest
połączona z natychmiastowym wchłanianiem przez enterocyty produktów trawienia.
Końcowym produktem trawienia w 80% jest glukoza, w 15% fruktoza i w 5% galaktoza.
Wchłanianie monosacharydów zachodzi szybko już w dwunastnicy i w górnym odcinku
jelita czczego, kończąc się w zasadzie w obrębie pierwszych 50cm jelita czczego.
Specjalne transportery enterocytów łączą się z powstającymi w wyniku trawienia
monosacharydami i transportują je na zasadzie dyfuzji ułatwionej przez warstwę lipidową
błony komórkowej. Wchłanianie monosacharydów podlega regulacji przez czynniki
nerwowe i hormonalne. Pobudzenie układu przywspółczulnego wzmaga wchłanianie,
głównie przez zwiększenie perystaltyki jelit, natomiast pobudzenie układu współczulnego
działa przeciwnie, hamuje to wchłanianie z powodu zwolnienia perystaltyki jelit i redukcji
przepływu trzewiowego krwi.
Białko stanowi podstawowy składnik pokarmowy niezbędny do prawidłowego
rozwoju organizmu. Dzienne spożycie białka powinno wynosić 0,5 - 0,75 g/kg masy ciała,
gdyż tyle właśnie rozpada się w organizmie. W okresie wzrostu i ciąży zapotrzebowanie
na białko wzrasta do 4 g/kg. Białko pokarmowe może być pochodzenia zwierzęcego lub
roślinnego. Jego właściwości odżywcze zależą od składu aminokwasowego, a zwłaszcza
od zawartości niezbędnych aminokwasów. Do przewodu pokarmowego dostają się też
białka endogenne tj. pochodzące z organizmu człowieka. Stanowią one ok.70% całości
białka przechodzącego przez jelita i wchłaniają się równie łatwo jak białko pobierane z
zewnątrz z pokarmem. około 10% białka pokarmowego ulega strawieniu już w żołądku,
ok.50% białka ulega strawieniu i wchłonięciu, zanim osiągnie obwodowy odcinek
dwunastnicy, a ok.90% - zanim przejdzie do jelita krętego. Trawienie żołądkowe obejmuje
wszystkie rodzaje białek pokarmowych, z wyjątkiem protamin i keratyny. Na skutek
trawienia kolagenu, enzymy docierają do komórek mięśniowych. Kwaśny sok żołądkowy
powoduje denaturację i pęcznienie białek ciężko strawnych, ułatwiając ich trawienie przez
proteazy żołądkowe i trzustkowe. Mieszanina polipeptydów, produktów trawienia białek w
żołądku, przechodzi następnie do dwunastnicy i dalej do jelit, gdzie ulega dalszemu
rozkładowi na coraz mniejsze peptydy i wolne aminokwasy. Proces ten zachodzi pod
wpływem trypsyny, chymotrypsyny, elastazy, karboksypeptydazy A i B oraz peptydaz
obecnych w brzeżku szczoteczkowym błony śluzowej jelita. Produkty hydrolizy białka
wchłaniają się w jelitach, częściowo w postaci wolnych aminokwasów, a częściowo jako
składowe małych peptydów, głównie dipeptydów i tripeptydów, które ulegają dalszej
hydrolizie do aminokwasów podczas przenikania przez enterocyty czyli komórki jelita
cienkiego budujące nabłonek błony śluzowej jelita, a stamtąd przedostają się do krwi.
Wchłanianie aminokwasów zachodzi na zasadzie podobnej do wchłaniania
monosacharydów.
Podstawową przemianą materii (ppm) określamy najniższy poziom przemiany
materii, jaki zachodzi w organizmie człowieka na czczo, w całkowitym spokoju fizycznym i
psychicznym (po półgodzinnym odpoczynku w pozycji leżącej), w normalnych warunkach
mikroklimatycznych.
Energia z podstawowej przemiany materii organizmu zostaje zużytkowana na
utrzymanie podstawowych procesów życiowych, takich jak: oddychanie, czynność serca,
krążenie krwi, napięcie mięśni i innych. Wielkość podstawowej przemiany materii osiąga w
ciągu doby różne wartości i jest uzależniona między innymi od takich czynników jak: płeć,
wiek, masa ciała, wzrost, klimat.
Najniższe wartości podstawowej przemiany materii stwierdza się u człowieka w czasie snu
(niższe o około 10-15%). Wielkość podstawowej przemiany materii można określić
eksperymentalnie oraz w wyniku badań teoretycznych. Określanie wartości podstawowej
przemiany materii eksperymentalnie dokonuje się metodą bezpośrednią i pośrednią.
Trudniejsza ze względów technicznych do wykonania jest metoda kalorymetrii
bezpośredniej. Polega ona na zmierzeniu ilości wydzielonego przez organizm ludzki
ciepła, przy jednoczesnym określeniu ilości zużytego tlenu oraz wytworzonego dwutlenku
węgla i wody. Znacznie łatwiejsza do wykonania oraz dająca bardzo dokładne wyniki jest
metoda kalorymetrii pośredniej. W metodzie tej obliczamy ilość zużytego przez organizm
tlenu oraz wydzielonego dwutlenku węgla. Znając ilość zużytego (w litrach) tlenu oraz
współzależność, jaka istnieje pomiędzy ilością wytworzonej przez ustrój energi a
zużyciem tlenu, można określić wydatek energetyczny ustroju badanego człowieka.
W wyniku wielu badań ustalono różnorodne sposoby obliczania wielkości podstawowej
przemiany materii. Kryteriami do tego rodzaju obliczeń są następujące czynniki: płeć,
masa ciała, wiek, powierzchnia skóry itp.
Jednym z najprostszych jest sposób oparty na stwierdzeniu, że podstawowa przemiana
materii u dorosłego człowieka wynosi przeciętnie:
1kcal/kg masy ciała/godzinę
Obliczona tym sposobem podstawowa przemiana materii dla człowieka ważącego np.70kg
wynosi:
1kcal x 70kg x 24h = 1680kcal
Obliczenia jednak tego typu można stosować wyłącznie w stosunku do osób dorosłych,
ponieważ dzieci i młodzież mają znacznie wyższą podstawową przemianę materii niż
wyżej przyjęta. Wyniki są często obarczone sporym błędem i dlatego mogą jedynie służyć
jako dane orientacyjne. Drugi sposób obliczania wartości podstawowej przemiany materii
jest oparty na stwierdzeniu, że istnieje zależność pomiędzy poziomem przemiany materii a
powierzchnią skóry. Wyniki z tego typu obliczenia są bliższe rzeczywistości niż obliczenia
w stosunku do masy ciała. Większa dokładność danych wynika z faktu brania w tym
przypadku pod uwagę takich czynników, jak płeć, wiek, masa i wysokość ciała.
Całkowita przemiana materii to wszystkie wydatki energetyczne związane z
procesami zachodzącymi w organizmie ludzkim. Składa się na nią: wiekośc podstawowej
przemiany materii oraz wydatki energi związane z ponadpodstawową przemianą materii.
całkowita przemiana materii = podstawowa przemiana materii + ponadpodstawowa
przemiana materii
Suma wydatków energetycznych (całkowita przemiana materii) określa jednocześnie
wielkość dziennego zapotrzebowania energetycznego ustroju.
Bilansem nazywa się porównanie - w ogólnym rozliczeniu - dochodu i wydatków w
określonej jednostce czasu. W naszym przypadku bilans energetyczny ustroju określa się
przez porównanie ilości energii dostarczonej z pożywieniem z zapotrzebowaniem
energetycznym ustroju. Bilans energetyczny człowieka można zatem przedstawić w
następujący sposób:
ilość energii dostarczonej codziennie z pożywieniem = całodzienne wydatki
energetyczne ustroju
Jak z tego wynika, wartość energetyczna całodziennego pożywienia powinna
odpowiadać zapotrzebowaniu energetycznemu ustroju ludzkiego. Jeśli wartość ta jest zbyt
mała, po pewnym czasie następuje osłabienie organizmu i zmniejszenie masy ciała. Zbyt
duża wartość energetyczna pożywienia prowadzi natomiast do nadwagi ciała, głównie w
wyniku odkładania się nadmiernych ilości tłuszczu w tkankach. W pierwszym wypadku
mówi się o ujemnym bilansie energetycznym, a w drugim o bilansie dodatnim. Przy
długotrwałym dodatnim bilansie energetycznym (tzn., gdy ilość energi dostarczonej jest
większa niż zapotrzebowanie ustroju) dochodzi do otyłości. Otyłość wynikająca z
dodatniego bilansu energetycznego stanowi około 90% ogółu otyłości, natomiast
przyczyną pozostałych przypadków otyłości są choroby układu dokrewnego, a także
predyspozycje dziedziczne. W celu zmniejszenia masy ciała u ludzi otyłych (w otyłości
wywołanej nadmiernym spożyciem) zaleca się ograniczenie ilości należnej energii
dostarczanej w codziennej diecie o około 20-40%.