Układ pokarmowy
Funkcje układu pokarmowego
Układ pokarmowy zapewnia trawienie mechaniczne i chemiczne pobranego pokarmu do składników prostych, przyswajalnych przez organizm.
W układzie pokarmowym zachodzi również proces resorpcji strawionego i upłynnionego pokarmu do krwi
Wydalanie w postaci kału niestrawionych części pokarmu i produktów przemiany materii
W obrębie układu pokarmowego można wyróżnić:
1.Przewód pokarmowy: jama ustna, gardło, przełyk, żołądek, jelito cienkie, jelito grube, odbyt; przez te organy stopniowo przechodzi pokarm w czasie trawienia.
2 Duże-gruczoły trawienne: trzustka, wątroba z pęcherzykiem żółciowym;
Zatem układ pokarmowy jest pojęciem szerszym niż przewód pokarmowy. -Gruczoły trawienne wydzielają swoją wydzielinę do przewodu pokarmowego. Wytwarzają także substancje hormonalne, uwalniane do krwi
Jama ustna
Jest pierwszym odcinkiem przewodu pokarmowego. Od góry jest ograniczona podniebieniem twardym i miękkim, z boków - policzkami, od dołu - ruchomą żuchwą wypełnioną mięśniami, na których leży język. Ku tyłowi jama ustna przechodzi w gardło .Od przodu jamę ustną ograniczają wargi. Wargi i zęby umożliwiają odrywanie kęsów pokarmu.
W jamie ustnej zachodzi działanie mechaniczne, polegające na rozdrabnianiu i rozcieraniu treści pokarmowej.
Pokarm jest tutaj także zwilżany śliną i podany działaniu amylazy ślinowej. Zatem w jamie ustnej zachodzi także trawienie chemiczne.
Język (lingua)
jest narządem umożliwiającym mówienie, żucie i połykanie płynów i pokarmu. Język jest także narządem odbierającym smak. Język pokryty jest błoną śluzową. Błona śluzowa przedniej części języka posiada gruczoły śluzowo-surowicze, a w tylnej części języka - gruczoły śluzowe. Górna powierzchnia języka zawiera brodawki:
nitkowate -; są receptorami dotyku; uczestniczą w rozcieraniu pokarmu; leżą w przedniej i środkowej części języka;
liściaste-; zawierają kubki smakowe; leżą w bocznych i tylnych częściach języka;
grzybkowate -; zawierają kubki smakowe; leżą w tylnej części języka;
okolone - w ich obrębie leża kubki smakowe i ujścia gruczołów surowiczych .
Ślina wytwarzana jest w śliniankach: przyusznych, podżuchwowej i podjęzykowej.
Pełni ważne funkcje obronne, zawiera lizozym i immunoglobuliny. Zawarta w ślinie mucyna zlepia cząstki pokarmowe, dzięki czemu możliwe jest formowanie kęsów.
Ślinianka podjęzykowa jest gruczołem śluzowo-surowiczym wydziela śluz.
Ślinianka podżuchwowa jest gruczołem surowiczo-śluzowym. Wydziela śluz, amylazę i lizozym.
Ślinianki przyuszne leżą w dołach zażuchwowych. Wydzielają śluz i amylazę
W ciągu doby wydzielane jest około 1,5 l śliny.
Zęby
W szczęce górnej i w szczęce dolnej znajdują się zębodoły (na łukach zębowych) w których tkwią zęby. Do kości przymocowane są za pomocą ozębnej, zbudowanej z tkanki łącznej włóknistej.
Zęby są zróżnicowane morfologicznie i funkcjonalnie na: siekacze, kły, przedtrzonowe i trzonowe. Człowiek posiada 32 zęby stałe, po 16 w każdej szczęce: 4 siekacze 2 kły, 4 zęby przedtrzonowe, 6 zębów trzonowych.
Dzieci posiadają 20 zębów mlecznych.
Przełyk- połykanie pokarmu
Przełyk osiąga długość 25 cm. Jest to rura -mięśniowa, wykonująca ruchy perystaltyczne ku dołowi, dzięki czemu przerobiona treść pokarmowa w jamie ustnej przesuwana jest do żołądka po akcie połknięcia. Połykanie pokarmu poprzedzone jest uniesieniem i zamknięciem krtani przez nagłośnię oraz podstawę języka.
Perystaltyka przełyku
Błona śluzowa tworzy podłużne fałdy. Przy wejściu do żołądka błona śluzowa zawiera gruczoły wpustowe obficie produkujące śluz. W górnym i środkowym odcinku zawiera gruczoły śluzowe. Warstwa mięśniowa odpowiedzialna za ruchy perystaltyczne przełyku w górnej części zawiera mięśnie gładkie i szkieletowe, a w dolnej części tylko gładkie
Żołądek
Żołądek posiada: wpust, trzon i odźwiernik. Część górna to wpust żołądka, gdzie uchodzi przełyk. Dolna część żołądka to odźwiernik, łączący żołądek z dwunastnicą. Pomiędzy wpustem i odźwiernikiem leży trzon żołądka. Ściana przednia żołądka przylega do przedniej ściany brzucha. Tylna ściana sąsiaduje z przeponą, ze śledzioną, trzustką, tętnicą główną, z kręgosłupem, z lewą nerką.. Do tylnej ściany odźwiernika przylega trzustka, a od przodu nachodzi płat wątroby.
Ściana żołądka zbudowana jest z warstwy śluzowej, mięśniowej i z osłonki surowiczej. Błona śluzowa tworzy uwypuklenia, dołki i bruzdy, jest silnie pofałdowana.. Gruczoły żołądka dzieli się na właściwe, wpustowe i odźwiernikowe.
Gruczoły właściwe żołądka.
Zbudowane są z komórek głównych, okładzinowych, śluzowych, niezróżnicowanych i endokrynych.
Komórki główne wydzielają enzymy: lipazę żołądkową, pepsynogen i podpuszczkę. Pepsynogen w środowisku kwaśnym przekształca się w pepsynę. Komórki endokrynne wydzielają gastrynę i enterogastron
Komórki okładzinowe wytwarzają kwas solny, czynnik Castlea, chlorek potasu i wodorowęglany. Maja charakter pompy jonowej. Wodorowęglany początkowo są wydzielane do naczyń krwionośnych, jednakże potem z powrotem oddane do wewnętrznej powierzchni żołądkowej, gdzie pełnia funkcje ochronne (neutralizują kwas przy żywych komórkach ściany organu).
Komórki śluzowe wydzielają śluz, chroniący wewnętrzna powierzchnie przed działaniem kwasu.
Komórki niezróżnicowane są komórkami macierzystymi, które przekształcają się w komórki gruczołowe.
Odczyn (pH) żołądka
Odczyn (pH) żołądka wynosi około 1-1,5 co zapewnia działanie pepsyny. Kwas niszczy patogeny zawarte w pokarmie (bakterie, wirusy, grzyby, pierwotniaki). Ponadto zmiękcza wiele polisacharydów i glikolipidów, ułatwiając późniejsze trawienie enzymatyczne.
Skurcze żołądka rozcierają i rozdrabniają treść pokarmową Mięśniówka żołądka jest złożona z trzech warstw mięśni gładkich o różnym przebiegu: skośnym (wewnętrzna), okrężnym (środkowa) i podłużnym (zewnętrzna). Skurcze żołądka są pobudzane przez nerw błędny i hormon - gastrynę.
Enzymy żołądka
Podpuszczka (chymozyna) jest wydzielana głównie u niemowląt (enzym adaptacyjny), przekształca rozpuszczalny kazeinian wapnia (z mleka) na nierozpuszczalny parakazeinian wapnia. Parakazeinian może być trawiony przez pepsynę.
Pepsyna trawi białka pokarmowe do rozpuszczalnych w wodzie peptydów. Jest to endopeptydaza, bowiem rozkłada wiązania peptydowe między aminokwasami dwukarboksylowymi a aminokwasami aromatycznymi.
Lipaza żołądkowa trawi wiązania estrowe miedzy glicerolem i kwasami tłuszczowymi lipidów pokarmowych, tylko tłuszczów emulgowanych np. mleka.. Tłuszcze rozpadają się do kwasów tłuszczowych i glicerolu.
Unerwienie żołądka
W ścianie żołądka pomiędzy warstwą okrężną i podłużną mięśni leży splot Auerbacha regulujący skurcze perystaltyczne żołądka i jelit. Większość roślinnych środków przeczyszczających (np. aloes, rzewień) drażni ten właśnie splot wzmagając ruchy robaczkowe żołądka i jelit, co nasila efekt rozwolnienia
Dwunastnica (doudenum)
Dwunastnica (doudenum) jest pierwszym odcinkiem jelita cienkiego, długości 25-30 cm. Górna część dwunastnicy łączy się z częścią odźwiernikową żołądka i nosi nazwę opuszki. W środkowej części (część zstępująca) dwunastnicy leży brodawka Vatera, do której uchodzi przewód żółciowy wspólny i przewód trzustkowy. Przed ujściem przewód żółciowy wspólny tworzy rozszerzenie - bańkę wątrobowo-trzustkową, wyposażona w zwieracz.
Błona śluzowa dwunastnicy wykazuje wysokie i szerokie fałdy okrężne. Powstają one wskutek sfałdowania blaszki podśluzówkowej i mięśniowej. Uwypuklenia błony śluzowej noszą nazwę kosmków. Kosmki dwunastnicze znajdują się na uwypukleniach błony śluzowej i w kryptach. Kosmki zbudowane są z blaszki śluzowej, mięśniowej i z rdzenia. Kosmki pokryte są nabłonkiem walcowatym jednowarstwowym.
Zwiększają powierzchnie chłonną dwunastnicy. Rdzeń kosmka zbudowany jest z tkanki łącznej właściwej w której przebiegają nerwy, naczynia włosowate i limfatyczne
Enzymy soku trzustkowego
amylaza (trawi skrobie do maltozy),
trypsyna (rozkłada białka, w miejscu wiązań peptydowych między lizyną lub argininą a tyrozyną lub fenyloalaniną),
chymotrypsyna (endopeptydaza, trawi wiązania peptydowe między aminokwasem obojętnym a aminokwasem aromatycznym)
lipaza trzustkowa (trawi lipidy do glicerolu i kwasów tłuszczowych).
Trzustka wydziela także karboksypeptydazę (rozkłada peptydy do aminokwasów) i fosfolipazy (trawią fosfolipidy) i nukleozydazy (trawią nukleozydy).
Wątroba
Wątroba leży pod przeponą, po prawej stronie jamy brzusznej.. Waży około 1300-1500 g. Złożona jest z mniejszego płatu lewego i z większego płatu prawego. Dolny brzeg (tzw. powierzchnia trzewna) wątroby posiada wgłębienie w którym leży pęcherzyk żółciowy
Podstawową jednostką strukturalną wątroby jest zrazik Zraziki maja kształt wieloboków i są oddzielone tkanka łączą międzyzrazikową, w której przebiegają przewody żółciowe, żyły i tętnice między zrazikowe. W centralnej części zrazików leży żyła środkowa Hepatocyty stanowią 80% masy wątroby.
Podstawowe funkcje hepatocytów:
Wytwarzanie żółci.
Synteza glikogenu z glukozy (glikogenogeneza), synteza glukozy z aminokwasów, kwasu mlekowego i kwasu pirogronowego (glukoneogeneza); glikogenoliza - rozkład glikogenu do glukozy.
Synteza lipidów: fosfolipidów, cholesterolu i trójglicerydów i lipoprotein.
Synteza białek, np. albumin, fibrynogenu, transferryny, protrombiny.
Synteza somatomedyny , erytropoetyny i 25-hydroksycholekalcyferolu.
Gromadzenie witamin: A, D, F, E, K, B12, ryboflawiny, kwasu foliowego, kwasu pantotenowego, kwasu pangaminowego, choliny, metioniny i in.
Gromadzenie biopierwiastków, np. kobaltu, żelaza, miedzi.
Cykl ornitynowy - synteza mocznika z amoniaku.
Detoksykacja ksenobiotyków, w tym leków
Pęcherzyk żółciowy (vesica fellea)
Pęcherzyk żółciowy (vesica fellea) jest woreczkiem o pojemności około 60-70 ml.. Pęcherzyk żółciowy gromadzi i zagęszcza żółć. Pod wpływem cholecystokininy (uwalnianej pod wpływem tłuszczy) następują skurcze miocytów gładkich i wypływ żółci do dwunastnicy. W ciągu doby wątroba produkuje 250-1000 ml żółci. Zaburzenia w wydzielaniu i przepływie żółci (zastoje, nadmierne zagęszczenie) przyczyniają się do rozwoju kamicy żółciowej
Żółć wpływająca do dwunastnicy emulguje tłuszcze. Obniża ich napięcie powierzchniowe, przez co zostają rozbite na drobne kuleczki.. Dzięki temu zwiększona zostaje powierzchnia, na którą oddziałują lipazy.
Chylomikrony lipidowe, powstałe dzięki działaniu żółci, są wchłaniane do krwi i limfy. Żółć jest niezbędna do wchłaniania witamin i prowitamin z grupy rozpuszczalnych w tłuszczach.. Żółć zawiera w swym składzie kwasy cholowe, które tworzą z kwasami tłuszczowymi kompleksy - kwasy choleinowe, rozpuszczalne w wodzie i wchłaniane do krwi
Jelito grube rozpoczyna się jelitem ślepym, po prawej stronie jamy brzusznej
W jelicie grubym żyją różne bakterie: Lactobacillus acidophylus, L. bifidus, Clostridium sp., Escherichia coli, Proteus vulgaris, Streptococcus faecalis i inne. Stosunki ilościowe bakterii zależą od rodzaju spożywanego pokarmu. Pokarm bogaty w cukry sprzyja rozwojowi Lactobacillus. Bakterie symbiotyczne są dla organizmu źródłem witamin z grupy B i K. Zaburzenia w składzie flory bakteryjnej powodują zaburzenia trawienne
Komórki absorbujące jelita grubego pochłaniają chlorek sodu i wodę z treści jelita (niestrawionej), co powoduje zagęszczenie i uformowanie kału
Enzymy trawiące białka (proteazy, enzymy proteolityczne)
Endopeptydazy rozkładają wiązania w środku łańcucha białek lub wielopeptydów na mniejsze cząsteczki peptydów np. pepsyny, trypsyna i chymotrypsyna
Egzopeptydazy rozkładają wiązania na końcach łańcucha peptydowego uwalniając końcowe aminokwasy, w zależności od typu rozkładanego wiązania dzielą się na:
karboksypeptydazy ( rozrywające wiązanie -COOH)
aminopeptydazy ( rozrywające wiązanie -NH2 )
Enzymy trawiące cukrowce ( enzymy amylolityczne)
amylaza - rozkłada skrobię i glikogen przez dekstryny do maltozy
maltaza - rozkłada maltozę na dwie cząsteczki glukozy
sacharaza- rozkłada sacharozę na glukozę i fruktozę
laktaza - rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę
Enzymy trawiące tłuszcze ( lipazy. enzymy lipolityczne)
Katalizują rozszczepianie wiązań estrowych w tłuszczach ( trójglicerydach) w wyniku czego powstaje glicerol i wolne kwasy tłuszczowe
Enzymy trawiące kwasy nukleinowe ( nukleazy)
rozkładające RNA - rybonukleazy
rozkładające DNA - dozoksyrybonukleazy
Występowanie enzymów w poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego
Jama ustna ( ślina) - amylaza ślinowa
Żołądek ( sok żołądkowy) - HCl, pepsyna I ( pH optim. 1-2), II i III ( pH optim. 3-4), renina ( podpuszczka, chymozyna) u młodych osobników ścina kazeinę mleka w parakazeinę, lipaza żołądkowa trawi tłuszcz zemulgowany np. mleka, śmietany czy jaj.
Występowanie enzymów w poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego
Jelito cienkie: ( sok trzustkowy ) zawiera endopeptydazy w formie proenzymów:
trypsynogen, który pod wpływem enzymu entrokinazy zostaje aktywowany do trypsyny, ta uczynnia następnie automatycznie dalsze porcje trypsynogenu
chymotrypsynogen , który jest aktywowany przez trypsynę do chymotrypsyny
elastaza ( pankreatopeptydaza)
Zawiera również egzopeptydazy, amino- i karboksypeptydazy. pH optimum wszystkich enzymów trawiących białka wynosi 7-9
Sok trzustkowy zawiera także: amylazę trzustkową i lipazę trzustkową oraz nukleazy
Trawienie tłuszczów jest uwarunkowane obecnością żółci pełniącej funkcję emulgatora
Do światła jelita cienkiego wydzielany jest przez gruczoły jelitowe sok jelitowy zawierający: aminopeptydazy, amylazę jelitową, maltazę, sacharazę i laktazę oraz nukleazy
Jelito grube wydziela jedynie śluz