Пищеварение: как пища расщепляется
Чтобы выжить, нам нужно получать питательные вещества из пищи, которую мы едим. Это достигается путем пищеварения - сложного процесса, происходящего в нашем кишечнике.
Хотя пища содержит все питательные вещества, необходимые для хорошего здоровья, они заключены в больших сложных соединениях. Чтобы их мог использовать организм, их сначала нужно разбить на более мелкие части в процессе пищеварения.
В этой статье мы объясняем, как пища превращается в строительные блоки жизни и, конечно же, в фекалии.
Что такое пищеварение?
Короче говоря, пищеварение включает в себя расщепление больших молекул пищи на водорастворимые молекулы, которые могут попадать в кровь и транспортироваться к органам тела.
Например, углеводы расщепляются на глюкозу, белки - на аминокислоты, а жиры - на жирные кислоты и глицерин.
Пищеварительная система включает «полые» органы и «твердые» органы.
Пища проходит через полые органы - рот, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник и задний проход.
Твердые органы - поджелудочная железа, печень и желчный пузырь - добавляют в смесь различные продукты.
Помимо твердых и полых органов, нервная система и система кровообращения также важны для пищеварения, как и бактерии, которые живут в кишечнике.
Пищеварение часто подразделяется на два типа:
- Механическое пищеварение - пища физически разбивается на более мелкие части. Например, жеванием.
- Химическое пищеварение - пища расщепляется кислотами и ферментами на основные единицы.
Путешествие пищеварения
У людей длина желудочно-кишечного тракта (также называемого пищеварительным трактом) составляет около 8 метров. Один писатель описывает его как «самый важный и наименее красивый водный путь на Земле». Ниже мы опишем путешествие сытой еды:
Рот
Пищеварение начинается еще до того, как пища попадает в рот. Запах или даже мысль о еде запускают выработку слюны слюнными железами. Как только пища попадает в рот, она увлажняется слюной, а зубы и язык начинают процесс механического пищеварения.
В слюне содержится фермент амилаза слюны, расщепляющий крахмал. Слюна также содержит слизь, которая помогает облегчить прохождение пищи через пищеварительную систему.
После завершения жевания (пережевывания) и переваривания амилазы пища превратится в небольшую круглую каплю, известную как комок. После проглатывания болюс попадает в пищевод и перемещается вниз в желудок посредством процесса, называемого перистальтикой.
Перистальтика
Перистальтика - это медленное сокращение гладких мышц пищеварительной системы. Медленные волны сокращения проходят по кишечнику, продвигая болюс в правильном направлении - ото рта к анусу.
Желудок
Болюс попадает в желудок через мышечный клапан наверху, называемый сердечным сфинктером. Этот сфинктер контролирует, сколько пищи и когда попадает в желудок.
В желудке содержится желудочный сок, который в основном содержит:
- Соляная кислота - кислота, достаточно сильная, чтобы растворять лезвия бритвы.
- Пепсин - фермент, расщепляющий белки.
Оба этих химиката потенциально могут повредить слизистую оболочку желудка, поэтому он образует слизистый слой, защищающий себя от повреждений.
В желудке продолжается перистальтика, что способствует смешиванию пищи с желудочным соком. Не многие соединения всасываются в кровь из желудка; исключения включают воду, алкоголь и нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП).
Через 1-2 часа в желудке пища представляет собой густую пасту, называемую химусом. Он покидает желудок через пилорический сфинктер в нижней части желудка.
Тонкий кишечник
Двенадцатиперстная кишка - это первый отдел тонкой кишки. Здесь химус смешивается с ферментами поджелудочной железы, желчью печени и кишечным соком:
Желчь - вырабатывается печенью, помогает расщеплять жиры и хранится в желчном пузыре.
Панкреатический сок - содержит коктейль из ферментов, включая трипсиноген, эластазу и амилазу.
Кишечный сок - эта жидкость активирует некоторые ферменты панкреатического сока. Он также содержит другие ферменты, слизь и гормоны.
Пища продолжает свой путь через оставшиеся части тонкой кишки - тощую кишку и подвздошную кишку - постепенно перевариваясь. Как только он полностью расщепляется, он всасывается в кровь.
У человека подавляющее большинство питательных веществ всасывается в тонком кишечнике.
Крошечные пальцевидные выступы, называемые ворсинками, выступают из стенок двенадцатиперстной кишки и увеличивают площадь ее поверхности. Ворсинки максимизируют количество усваиваемых питательных веществ. Площадь поверхности дополнительно увеличивается за счет микроворсинок, которые представляют собой еще более мелкие выступы, исходящие от клеток эпителия кишечника (выстилки).
Толстый кишечник
Толстая кишка, также называемая толстой и толстой кишкой, имеет длину 1,5 метра (5 футов). Хотя он короче тонкой кишки, но в диаметре толще.
В толстом кишечнике вода и минералы всасываются в кровь.
Пища проходит через этот регион намного медленнее, что способствует ферментации кишечных бактерий.
Толстый кишечник поглощает любые продукты, вырабатываемые бактериальной активностью, такие как витамин К, витамин B12, тиамин и рибофлавин.
Толстый кишечник делится на части:
Восходящая ободочная кишка - это слепая кишка (мешочек, который соединяется с подвздошной кишкой) и аппендикс (еще один небольшой мешочек. Его функция неясна, но он может играть роль в поддержании кишечных бактерий).
Поперечная ободочная кишка - это разрез, пересекающий брюшную полость.
Нисходящая ободочная кишка - эта секция плотно населена кишечными бактериями и используется для хранения фекалий.
Сигмовидная (S-образная) ободочная кишка имеет мышечные стенки, которые помогают выталкивать кал в прямую кишку.
Прямая кишка
Любые отходы, которые организм не может использовать, перемещаются в прямую кишку и выводятся через задний проход во время дефекации. Это может происходить несколько раз в течение одного дня или один раз в несколько дней.
Рецепторы растяжения в стенке прямой кишки обнаруживают, когда камера заполнена, и стимулируют желание испражняться. Если дефекация задерживается, кал может попасть обратно в толстую кишку, где вода всасывается обратно в организм. Если дефекация откладывается на длительный период, удаляется больше воды, стул становится твердым, и у человека может возникнуть запор.
Как расщепляются питательные вещества
Различные компоненты диеты разбиваются по-разному:
Белок - переваривается тремя ферментами: пепсином (в желудке), трипсином и химотрипсином (в двенадцатиперстной кишке, секретируется поджелудочной железой).
Жиро-язычная липаза начинает переваривание жира во рту. Однако большая часть жира расщепляется в тонком кишечнике липазой поджелудочной железы. Желчь также помогает в процессе расщепления жиров.
Углеводы - амилаза слюны и поджелудочной железы расщепляет крахмалы на отдельные единицы глюкозы. Лактаза расщепляет лактозу - сахар в молоке. Сахараза расщепляет сахарозу (столовый сахар или тростниковый сахар).
ДНК и РНК - расщепляются дезоксирибонуклеазой (ДНКаза) и рибонуклеазой (РНКаза), продуцируемыми поджелудочной железой.
Неразрушающее пищеварение
Некоторые важные сложные молекулы будут разрушены, если они смешаются с пищеварительными соками в желудке.
Например, витамин B12 очень чувствителен к кислоте и, если он будет разбит на части, он не сможет выполнять свою роль в организме.
В этих случаях происходит неразрушающее пищеварение. Что касается витамина B12, химическое вещество в слюне, называемое гаптокоррином, связывается с молекулой и защищает ее.
В двенадцатиперстной кишке связь расщепляется, и B12 прикрепляется к внутреннему фактору. Затем, попав в подвздошную кишку, специальные рецепторы переносят две связанные молекулы в кровь.
Гормональный контроль пищеварения
Пищеварение - сложный процесс, требующий, чтобы разные органы совершали движения в нужное время. Например, нужные ферменты необходимо вводить в нужное место в нужное время и в нужных количествах. Чтобы помочь организовать эту систему, задействован ряд гормонов, в том числе:
Гастрин - вырабатывается в желудке, этот гормон стимулирует выработку соляной кислоты и пепсиногена (неактивной формы пепсина). Гастрин вырабатывается в ответ на поступление пищи в желудок. Кислый уровень pH снижает уровень гастрина.
Секретин - стимулирует секрецию бикарбоната для нейтрализации кислоты в двенадцатиперстной кишке.
Холецистокинин (ХЦК) - также содержится в двенадцатиперстной кишке, этот гормон стимулирует выработку ферментов поджелудочной железой и желчный пузырь - выделение желчи.
Пептид, ингибирующий желудочно-кишечный тракт - уменьшает взбалтывание желудка и снижает скорость, с которой пища выходит из желудка. Это также вызывает секрецию инсулина.
Мотилин - стимулирует выработку пепсина и ускоряет перистальтику.
Что такое корма?
В зависимости от человека и типа еды, которую он съел, переваривание пищи - ото рта до ванной - занимает 24–72 часа.
Фекалии или фекалии - это остатки пищи, которые не могли быть поглощены тонкой кишкой, которая подверглась гниению бактериями в толстой кишке. Он содержит бактерии и небольшое количество продуктов метаболизма, таких как желчь и билирубин (образующиеся при распаде крови).
Кал может сильно различаться по цвету (подробнее о значении различных цветов стула читайте здесь) и может быть разной консистенции, от водянистого до твердого.
В двух словах
Пищеварение так же сложно, как и важно. Чтобы превратить пищу в полезные компоненты, задействованы несколько органов и систем, ряд химических веществ и впечатляющая координация. Дорога от гамбургера до какашек долгая и извилистая.
