Анатомия для ищущих свой пупок

Для жизнедеятельности любого организма необходим регулярный приток энергии извне. Эта энергия содержится в продуктах питания, в нашей пище. Суть процесса пищеварения заключается в превращении питательных веществ в энергию.

Перевариванием пищи, всасыванием из нее питательных веществ и выведением отходов занимается пищеварительная система.

Органы пищеварения человека условно разделяют на три группы.

К первой группе, называемой «передним отделом пищеварительной системы», относятся органы, предназначенные для механического измельчения пищи и доставки ее к месту переваривания: ротовая полость, глотка и пищевод. В переднем отделе кроме механической переработки пищи производится и химическая — под воздействием слюны, выделяемой слюнными железами.

Вторая группа — средний отдел пищеварительной системы — осуществляет химическую обработку пищи, извлекает и усваивает из нее питательные вещества и формирует отходы пищеварения (каловые массы), которые подлежат выводу наружу. Эта группа органов самая многочисленная и наиболее важная. К ней относятся желудок, тонкая и толстая кишки, печень и поджелудочная железа.

Органы пищеварительной системы

К третьей группе — заднему отделу пищеварительной системы — относится прямая кишка, осуществляющая выведение каловых масс наружу.

Функции пищеварительной системы

1. Механическая функция — механическое измельчение пищи осуществляется с помощью зубов в ротовой полости, а также за счет транспортировка пищевого комка по пищеварительному тракту в результате сокращения мышечной оболочки желудка и кишечника.

2. Секреторная функция — в пищеварительных железах (слюнные железы, печень, поджелудочная железа) образуются пищеварительные ферменты.

3. Химическая функция — химическая обработка пищи осуществляется с помощью пищеварительных ферментов. Первичная химическая обработка пищи начинается в ротовой полости, где на пищу действует слюна и заканчивается в тонкой кишке, где происходит окончательная химическая обработка.

4. Всасывательная функция заключается во всасывании продуктов пищеварения в кровь и лимфу. Всасывание углеводов начинается уже в ротовой полости, продукты расщепления белков начинают всасываться в желудке, но основное всасывание происходит в тонком кишечнике.

5. Экскреторная функция заключается в выделении непереваренных остатков пищи и продуктов жизнедеятельности наружу.

Состав пищи

Человек ест растительную и животную пищу.

«Питательными веществами» называются вещества, входящие в состав пищевых продуктов. К ним относятся органические вещества — белки, жиры, углеводы и неорганические вещества — минеральные соли и вода.

Белки необходимы организму как источник аминокислот для построения собственных белков. Также расщепление белков позволяет получать энергию. Полноценный рацион должен содержать белки растительного и животного происхождения. Получение с пищей достаточного количества белков особенно важно в период роста и развития организма. Много белков содержится в мясе, птице, рыбе, яйце, молоке, бобовых культурах, орехах. Взрослому человеку, не занятому тяжелым физическим трудом, в сутки необходимо получать с пищей примерно 120 грамм белков.

Углеводами богаты продукты растительного происхождения. Животная пища углеводов не содержит. Самые распространенные в нашей пище углеводы это крахмал и сахара — глюкоза и фруктоза. Много крахмала содержится в картофеле, крупах, зерновых культурах. Глюкозой богата сахарная свекла, фруктозой — мед, многие фрукты и ягоды. Если белки в первую очередь представляют собой «строительный материал» для нашего организма, то углеводы являются «топливом» — источником энергии. Взрослому человеку, не занятому тяжелым физическим трудом, в сутки необходимо получать с пищей примерно 400 грамм углеводов.

Жиры, которые, подобно белкам, делятся на животные (сало, сливочное масло) и растительные (растительные масла) являются источником энергии и строительным материалом (вспомните, что клеточные мембраны состоят из жиров). Взрослому человеку, не занятому тяжелым физическим трудом, в сутки необходимо получать с пищей около 80 грамм жиров.

Суточная потребность взрослого человека в воде составляет около 2,5 литров. В жарком климате или при выраженных физических нагрузках, иначе говоря — при обильном потоотделении, эта потребность может возрастать вдвое или даже больше. Примерно литр воды мы получаем с пищей (не только с супами, многие продукты питания содержат воду), от 200 до 300 мл образуется за сутки в нашем организме в результате жизнедеятельности, а остальную потребность мы покрываем за счет приема жидкости. Очень важно соблюдать правильный питьевой режим — пить столько воды, сколько нужно организму, не больше и не меньше. Недостаток воды приводит к обезвоживанию, нарушающему нормальную жизнедеятельность организма. Избыток воды поступает в кровеносную систему, увеличивает объем циркулирующей крови и повышает нагрузку на сердце и почки.

Минеральные соли в том или ином количестве содержатся практически во всех натуральных продуктах и в воде. «Главной» солью в нашем рационе является хлорид натрия или поваренная соль, которую добавляют в пищу. Ежедневное употребление соли для взрослого человека не должно превышать 5 грамм (одна чайная ложка без верха). Превышение этого количества может нанести вред здоровью.

В нашей пище также содержатся витамины, органические вещества, являющиеся необходимыми компонентами жизнедеятельности организма. Витамины не образуются в нашем организме, мы получаем их с пищей. Витамины нужны в небольшом количестве, но без них организм не может нормально функционировать. Так, например, недостаток витамина А, которого много в моркови, приводит к ухудшению зрения, а витамин Д, содержащийся в яйце и молочных продуктах, необходим для нормального роста и развития костей.

Основные витамины

Ротовая полость

В ротовой полости начинается пищеварение. Механическое измельчение пищи осуществляется при помощи зубов. Кроме того, на пищу действует слюна, выделяемая слюнными железами. У человека есть 3 пары крупных слюнных желез: околоушная, подчелюстная и подъязычная и множество мелких, находящихся в слизистой оболочке ротовой полости.

Ротовая полость

Первой функцией слюны является пищеварительная. Ферменты, входящие в состав слюны расщепляют углеводы. Убедиться в этом можно с помощью простого опыта. Если положить в рот кусок белого хлеба и долго (более 1 минуты) жевать его, то в какой-то момент вам покажется, что хлеб стал сладким. Это крахмал распался на более простые молекулы глюкозы.

Слюнные железы

Вторая функция слюны — защитная. Слюна имеет щелочную среду и потому она губительно действует на бактерии, попадающие в рот вместе с пищей.

Третьей функцией слюны является смачивание и размягчение пережевываемой пищи. Слюна жидкая, около 90 % ее объема составляет вода.

Пережевывание пищи осуществляется при помощи зубов — костных образований, расположенных на верхней и нижней челюстях в особых углублениях, называемых «альвеолами». Нормальное количество зубов у взрослого человека — 32. Зубы различаются по форме в зависимости от выполняемой функции. Резцы и клыки, расположенные спереди, острые и тонкие, потому что ими откусывают пищу от большого куска. Расположенные сзади по бокам коренные зубы (большие и малые), имеют широкую поверхность для жевания.

Виды зубов

Любой зуб, независимо от своего вида, состоит из трех частей — корня, шейки и коронки. Коронка — это видимая часть зуба, которая выступает над десной. Она покрыта зубной эмалью, самой твердой тканью человеческого организма, которая на 97 % состоит из неорганических компонентов — минеральных солей. Под эмалью находится дентин, ткань, из которой состоит зуб. По своему строению дентин похож на костную ткань, но он прочнее, благодаря более высокому содержанию минеральных солей. В области корня дентин особой тканью, которую называют «цементом» (не путайте со строительным цементом!). покрытие, которое в свою очередь пронизано волокнами коллагена и пропитано минеральными солями. Внутри зубной коронки имеется полость и корневой канал, заполненные пульпой — мягкой рыхлой соединительной тканью структуры. Пульпа пронизана кровеносными и лимфатическими сосудами, а также нервами.

Зубная эмаль прочна, но, тем не менее, к зубам надо относиться бережно. Не стоит грызть орехи или, например, запивать горячую пищу холодной водой. Это приводит к появлению трещин на эмали, что является началом разрушения зуба. Зубы необходимо чистить как минимум два раза в день, а еще лучше делать это после каждого приема пищи.

Строение зуба

Пережеванную пищу язык проталкивает к глотке. Благодаря сокращению языка и мышц глотки происходит акт глотания — пища поступает в пищевод по которому опускается в желудок.

Глотка сообщается с гортанью. От попадания пищи в дыхательные пути предохраняет надгортанник — эластичный хрящ, имеющий форму пластинки и расположенный сразу же за корнем языка. Попаданию пищи в полость носа препятствует небный язычок — небольшой конический отросток, расположенный над задней частью языка.

Дыхательная система

Желудок

Желудок — полый мышечный орган (мешковидное расширение пищеварительного тракта), расположенный в грудной клетке. Его объем в среднем составляет 3 литра. Выделяемый железами слизистой оболочки желудка желудочный сок расщепляет белки и (частично) жиры. Желудочный сок содержит соляную кислоту и ряд ферментов (пепсин, липаза). Стенки желудка предохраняет от поражения соляной кислотой толстая и складчатая слизистая оболочка. Подумайте — зачем нужны складки? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, вспомните, почему эритроциты человека имеют двояковогнутую поверхность. Поражения слизистой оболочки приводят к тому, что кислота начинает разъедать стенки желудка. Возникает заболевание, называемое «гастритом» — воспаление. Если гастрит не лечить, то он может перерасти в язвенную болезнь, при которой на стенке желудка образуется ранка.

Стенка желудка состоит из трех слоев. Про внутренний слизистый уже было сказано. Средний слой — мышечный. Его сокращения вызывают перемешивание пищи с желудочным соком, что повышает эффективность пищеварения и проталкивают пищу дальше по пищеварительному тракту — в двенадцатиперстную кишку. Наружная оболочка желудка, плотная и тонкая, называется серозной. Она образована соединительной тканью.

Строение желудка

В желудке происходит не только переваривание пищи, но и всасывание полученных питательных веществ. В зависимости от своего состава, пища может находиться в желудке от 3 до 6 часов. Далее она в виде кашицы поступает в тонкую кишку.

Тонкая кишка. Печень и поджелудочная железа

В тонкой кишке (избегайте названия «тонкий кишечник», оно считается неграмотным) происходит основная часть пищеварения. Здесь перевариваются жиры, белки и углеводы. Тонкая кишка является самым длинным органом пищеварительной системы. Ее длина может достигать 6 метров.

Тонкая кишка называется «тонкой» поскольку ее стенки тоньше, чем стенки толстой кишки, следующего отдела пищеварительного тракта и диаметр ее внутреннего просвета также меньше диаметра толстой кишки.

Тонкая кишка состоит из трех частей — двенадцатиперстной кишки, названной так из-за того, что ее длина равна толщине 12 пальцев человека, тощей кишки и подвздошной кишки.

В двенадцатиперстную кишку открываются общий желчный проток, отходящий от печени и проток поджелудочной железы.

Кишечник

Расположение печени, желудка и поджелудочной железы

Печень — самая большая железа нашего организма, ее масса 1,5–2 кг. Печень расположена в брюшной полости справа, под диафрагмой. Снаружи печень покрыта соединительнотканной капсулой. На нижней поверхности печени, в особом углублении расположен желчный пузырь — небольшой мешочек объемом 40–70 мл. В желчном пузыре накапливается вырабатываемый в клетках печени пищеварительный секрет желчь. Из желчного пузыря желчь поступает в двенадцатиперстную кишку. За сутки печень выделяет от 500 до 1200 мл желчи. Желчь активирует пищеварительные ферменты кишечника и образует эмульсию с жирами, чем облегчает их переваривание. Также желчь губительно действует на чужеродные микроорганизмы, выполняя защитную функцию.

Кроме участия пищеварении, печень выполняет ряд других важных функций. К печени по воротной вене поступает кровь от кишечника, содержащая токсичные вещества и продукты жизнедеятельности микроорганизмов. В печени эта кровь фильтруется и очищается.

Печень играет в организме роль своеобразной «биологической фабрики». Здесь синтезируется и изменяется ряд веществ. Здесь задерживаются разрушенные эритроциты, которые затем используются в образовании желчи. Печень обеспечивает постоянную концентрацию глюкозы в крови, превращая ее излишки в гликоген, который при необходимости может распадаться до глюкозы.

Поджелудочная железа — непарный орган, лежащий в расположенный в так называемом «забрюшинном пространстве», за желудком («поджелудочной» анатомы прошлого назвали ее потому, что у трупов, лежащих на спине она находится под желудком).

Поджелудочная железа невелика и вытянута в длину. Ее масса у взрослого человека составляет 70–80 грамм. Поджелудочная железа вырабатывает секрет в котором содержатся ферменты для переваривания жиров, белков и углеводов (трипсин, химотрипсин, липаза, амилаза). Секрет поджелудочной железы поступает в двенадцатиперстную кишку.

В поджелудочной железе есть многочисленные групповые вкрапления клеток (островки), которые функционируют как железы внутренней секреции, выделяя непосредственно в кровь глюкагон и инсулин, гормоны, регулирующие уровень глюкозы в крови (глюкагон повышает, инсулин понижает).

В двенадцатиперстной кишке белки распадаются до аминокислот, крахмал — до глюкозы, жиры — до глицерина и жирных кислот. В двух следующих отделах тонкой кишки переваривание пищи завершается под воздействием ферментов кишечного сока, выделяемого железами, находящимися в кишечной стенке. Передвижение пищи по кишке происходит за счет ритмичного сокращения мышечного слоя (строение стенки толстой и тонкой кишок идентично строению стенки желудка).

Всасывание питательных веществ происходит в выростах кишечной стенки, которые называются «кишечными ворсинками». Выросты нужны для того, чтобы увеличить площадь соприкосновения слизистой оболочки кишки с ее содержимым. Ворсинок огромное количество, они покрывают внутреннюю стенку кишки сплошным слоем.

Ворсинки покрыты слоем эпителиальных клеток, через который легко проходят питательные вещества. Под эпителиям находятся кровеносные и лимфатические сосуды. Продукты расщепления белков и углеводов поступают в кровь, а продукты расщепления жиров после переработки клетками эпителия поступают в лимфатическую систему.

Толстая кишка

Толстая кишка по своему строению идентична тонкой, только мышечный и соединительнотканный слои выражены сильнее. Длина толстой кишки составляет от 1,5 до 2 метров. Здесь происходит всасывание воды. Пищевые массы, смешанные с различными соками, содержат большое количество воды. В толстой кишке значительная часть этой воды всасывается в кровь и происходит формирование каловых масс. Толстая кишка заканчивается прямой кишкой из которой каловые массы выводятся наружу через анальное отверстие (анус).

От одного из участков толстой кишки, называемого «слепой кишкой», отходит узкий червеобразный отросток или «аппендикс». Он содержит скопления лимфоидной ткани, благодаря чему относится к числу периферических органов иммунной системы. Воспаление аппендикса называется «аппендицитом». Это заболевание требует немедленного хирургического вмешательства. Поэтому при появлении болей в правой нижней части живота нужно срочно обратиться к врачу.

Регуляция пищеварения

Известный русский физиолог Иван Петрович Павлов (1849–1936) внес крупнейший вклад в исследование физиологии пищеварения. Им был разработан внедрен в экспериментальную практику новый метод исследования пищеварительных процессов — метод хронических фистул. Фистула — это искусственно созданное отверстие, предназначенное для выделения наружу продуктов, находящихся в полостных органах или железах. Фистулы позволяют вести длительное наблюдение за деятельностью органов и железы. Павлов детально изучил рефлекторную регуляцию работы пищеварительных желез.

Эта регуляция осуществляется двояким путем. Первый путь — центральный рефлекторный. В продолговатом мозге есть пищевой центр, который управляет деятельностью пищеварительной системы — регулирует сокращения стенок желудочно-кишечного тракта, выделение пищеварительных соков и т. п. Рефлекторная регуляция пищеварения осуществляется при помощи условных (выработанных в течение жизни) и безусловных (врожденных) пищеварительных рефлексов. Если принимать пищу в одно и то же время, то железы начинают выделять секрет к этому времени даже при отсутствии пищи. Рефлекторная регуляция осуществляется при помощи нервной системы. Наличие рефлекторной регуляции пищеварения указывает на необходимость регулярного питания.

Питательные вещества, попавшие в кровь, передаются клеткам и тканям. Когда их содержание падает ниже нормы, возбуждается пищевой центр и у нас возникает чувство голода.

Другой путь регуляции — гуморальный. Некоторые продукты расщепления питательных веществ обладают способностью стимулировать секреторную функцию желудка и поджелудочной железы. Всасываясь из кишечника в кровь, они переносятся к железам и стимулируют их. Это обеспечивает возможность продолжительное сокоотделния, необходимого для переваривания белков, которые перевариваются медленно (до 6 часов).

Обмен веществ и энергии

Питательные вещества поступают из окружающей среды в организм, где они преобразуются в другие вещества с выделением энергии, а конечные продукты этих преобразований удаляются из организма в окружающую среду. Обмен веществ и энергии, протекающий в организме, а также обмен веществами и энергией с окружающей средой, называют «метаболизмом».

Метаболизм складывается из двух процессов.

Первый процесс — это пластический обмен (ассимиляция), который представляет собой синтез необходимых организму веществ. Ассимиляция проходит с поглощением энергии. Название «пластический» произошло от греческого слова «пластике», которое переводится как «лепка». В процессе пластического обмена из поступивших извне веществ «лепятся» (образуются) необходимые организму вещества.

Второй процесс — энергетический обмен (диссимиляция), который представляет собой процессы распада веществ с выделением необходимой организму энергии.

Обмен веществ во всех тканях и клетках происходит непрерывно. Он состоит из трех стадий:

— подготовительная стадия обмена веществ заключается в переваривании пищи и транспортировке питательных веществ и кислорода к клеткам и тканям организма;

— основная стадия обмена веществ происходит в клетках организма и включает пластический и энергетический обмены;

— заключительная стадия обмена веществ состоит в выведении из организма конечных продуктов обмена.

Откуда берется энергия, которую использует наш организм? Как образуется наша пища?

Первичным источником энергии для всего живого на Земле служит энергия солнечного излучения. Начальным звеном пищевой цепи являются растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют солнечную энергию и накапливают органические вещества. Эти органические вещества в организме животных, поедающих растения, распадаются на простые вещества с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности. Продукты распада веществ, которые выделяются животными организмами в окружающую среду, используются растениями для синтеза органических веществ. Происходит круговорот.