Пищеварительная система человека

Пищеварительная система осуществляет переваривание пищи путем ее физической и химической обработки, всасывание продуктов расщепления через слизистую оболочку в кровь и лимфу, и выведение непереработанных остатков. Процесс пищеварения позволяет питательным веществам, вырабатывающим энергию и приносящим строительный материал для организма, попадать в ткани и клетки. Выделяют 3 отдела пищеварительной системы. Передний отдел включает органы ротовой полости, глотку и пищевод. Здесь осуществляется механическая переработка пищи. Средний отдел состоит из желудка, тонкой и толстой кишки, печени и поджелудочной железы. В этом отделе осуществляется химическая обработка пищи, всасывание продуктов ее расщепления и формирование каловых масс. Задний отдел представлен каудальной частью прямой кишки и обеспечивает выведение кала из организма.

В пережевывании пищи участвуют лицевые мышцы вместе с зубами, языком и слюнными железами. Процесс откусывания контролируют жевательная и височная мышцы, а жевание — щечные мышцы. Внутренние крыловидные мышцы двигают челюсть из стороны в сторону, а внешние крыловидные мышцы — вперед и назад

Пищеварительный тракт

Основную часть пищеварительной системы составляет пищеварительный (желудочно-кишечный) тракт, в который входят пищевод, желудок и кишечник. Важную роль в переработке пищи играют также печень и поджелудочная железа. Пищеварительный тракт представляет собой мышечную трубу длиной от 6 до 16 м. Она соединяет ротовую полость с анальной. По этой трубе перемещаются пищевые массы, которые расщепляются на более мелкие, пригодные к всасыванию частицы. Пищеварительный тракт состоит из пищевода, желудка, печени, желчных протоков, желчного пузыря и поджелудочной железы. Практически всё пространство желудочно-кишечного тракта занято десятками видов микроорганизмов.

Пищеварительный тракт является частью 2 систем: пищеварительной и экскреторной. Пищеварительная система включает в себя структуры от ротовой полости до конца тонкой кишки. Экскреторная система — от толстой кишки до ануса

Процесс пищеварения

Процесс пищеварения начинается во рту. Здесь пища подвергается механическому измельчению зубами и смачиванию слюной. При пережевывании пищи слюнные железы вырабатывают фермент птиалин, который расщепляет некоторые из углеводов на мальтозу и частично глюкозу. Слюна обладает также дезинфицирующим свойством. По пищеводу еда попадает в желудок, где постоянно перемешивается и подвергается воздействию желудочного сока. Получившаяся кашица попадает в двенадцатиперстную кишку. Здесь она смешивается с соком поджелудочной железы и желчью — секретом железистых клеток печени. Затем она поступает в тощую и подвздошную кишки, где и происходит основное всасывание и расщепление продуктов. Процесс пищеварения заканчивается в толстой кишке, через которую непереработанные вещества и продукты обмена в виде каловых масс выводятся наружу.

Расщепление пищи и поступление ее продуктов в кровь

Поджелудочные ферменты помогают перевариванию белков, жиров и углеводов. К таким ферментам относятся: трипсин (расщепляет пептоны на пептиды) липаза (расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты), амилаза (расщепляет углеводы до мальтозы). На стенках подвздошной кишки имеются миллионы ворсинок, и в каждой есть капилляр лимфатической системы (млечный сосуд). Через млечные сосуды глицерин, жирные кислоты и нерастворенные витамины переносятся в лимфатическую систему, а затем в кровь. Аминокислоты, сахар, минеральные вещества через печеночную воротную вену попадают в печень, а затем снова в кровь.

Путь от крахмала до глюкозы

В процессе пищеварения фермент амилаза, находящийся в слюне, расщепляет крахмал до глюкозы. Кровь переносит глюкозу в печень. Если уровень содержания глюкозы высокий, инсулин — гормон поджелудочной железы — обеспечивает превращению ее излишка в гликоген, который хранится в печени. Если уровень содержания глюкозы низкий, то поджелудочная железа выделяет другой гормон — глюкагон, благодаря которому гликоген превращается в глюкозу. Затем глюкоза распадается с выделением энергии, которая хранится в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) или расходуется для нужд организма.

Крахмал содержится в хлебе, картофеле и других продуктах питания. Это гетерополисахарид, огромная молекула, состоящая из двух разных полисахаридов — амилозы и амилопектина (состоят из мономеров). Мономером амилозы и амилопектина является глюкоза, необходимая организму для выработки энергии. Поэтому процесс усвоения крахмала очень важен для человека

От уровня глюкозы в крови зависит наше самочувствие, здоровье и сама жизнь

Рот

Рот человека представляет собой своеобразную пещеру, где находятся зубы и язык. Ведет эта пещера в глотку и далее в гортань. Ротовая полость задействована в процессах пищеварения, дыхания и речи. Границей ротовой полости являются губы, они состоят из мышечных волокон, снабженных множеством нервных окончаний, что придает им высокую чувствительность.

Внутреннее строение ротовой полости

Так человек видит свой рот в зеркале

Кожа губ не имеет волосяного покрова, потовых и сальных желез и является переходной структурой между кожей и оболочкой внутренней поверхности ротовой полости. Слизистая оболочка ротовой полости имеет железы выделяющие слизь, которая вместе со слюной обеспечивает во рту постоянную влажную среду. В верхней передней части ротовой полости находится твердое нёбо, которое затем переходит в мягкое нёбо. Твердое нёбо, образуемое основанием верхней челюсти, позволяет языку прижиматься к твердой поверхности, способствуя перемешиванию и размягчению пищи. Мягкое нёбо поднимается при глотании, не пропуская пищу в носовую полость. Из центра мягкого нёба свисает так называемая третья миндалина; считается, что она закрывает дыхательный тракт и не дает человеку подавиться при глотании пищи.

Язык

Язык человека образован поперечно-полосатой мышечной тканью и покрыт слизистой оболочкой. Средняя часть языка выпуклая сверху, внизу соединена с дном ротовой полости посредством тонкой полоски ткани — уздечки. Кончик языка свободно двигается. Когда человек не ест и не говорит, язык лежит во рту, касаясь своим кончиком передних зубов. Движения языка определяются мышцами, а также расположением его в ротовой полости.

У своего основания (корня) язык прикрепляется к нижней челюсти и к подъязычной кости черепа. По бокам корень языка соединен со стенками глотки. На поверхности языка имеются вкусовые сосочки, а под ним — слюнные железы

Разнообразие движениям языка придают сокращения мышц, расположенных на шее и в боковых отделах челюстей. Во время приема пищи язык передает ее зубам для пережевывания, и скатывает размягченную пищу в удобный для проглатывания шарик, который затем проталкивает в глотку.

Слюнные железы

Организм каждый день вырабатывает около 1,7 литра слюны, содержащей ферменты амилазу и лизоцим. Первая участвует в пищеварении, второй дезинфицирует ротовую полость. Слюна вырабатывается тремя парными железами, расположенными на лицевой части тела и шее: околоушной железой, подчелюстной железой и подъязычной железой. Имеется также большое количество более мелких желез, расположенных в ротовой полости.

Слюна поступает в ротовую полость по протокам, отходящим от слюнных желез. Протоки открываются в верхнюю часть щеки и в основание ротовой полости в ряде точек

Функциональное предназначение слюны

Слюна смачивает полость рта, способствуя артикуляции, обеспечивает восприятие вкусовых ощущений, смазывает и склеивает пережеванную пищу, способствуя глотанию. Кроме того, слюна очищает полость рта, обладает бактерицидным действием, предохраняет от повреждения зубы. Под действием ферментов слюны в ротовой полости начинается переваривание углеводов.

Зубы

Зубы — это твердые, напоминающие кость структуры, находящиеся в углублениях челюстей. У детей молочные зубы начинают прорезаться в возрасте от 3 месяцев. В период от 6 до 12 лет молочные зубы постепенно заменяются постоянными. Молочных зубов всего 20, а постоянных — 32 (в норме).

Молочные зубы постепенно выпадают и заменяются на постоянные. Человек может иметь 32 постоянных зуба (не больше). При таком раскладе в каждом ряду есть 4 резца, 2 клыка, 4 премоляра, 6 моляров. У детей 20 молочных зубов: 8 резцов, 4 клыка и 8 моляров. Резцы режут пищу, клыки ее разрывают, моляры и премоляры перемалывают. В результате эволюции человека клыки стали менее острыми, а у многих людей 3-е моляры (зубы мудрости) не вырастают

Каждый зуб состоит из двух частей: коронки (видимой части) и корня, спрятанного в челюстной кости. Корни зубов обычно длиннее коронок. Передние зубы имеют только один корень. А у зубов, расположенных ближе к задней части ротовой полости, есть 2 или 3 корня. Часть челюсти, которая удерживает зубы, называется альвеолярным отростком.

Основной структурный элемент зуба образован дентином — тканью, содержащей живые клетки. Поэтому дентин позволяет ощутить боль от давления или воздействия высоких температур. Но здоровый зуб этого не чувствует, так как дентин коронки покрыт не содержащей живых клеток эмалью. Корень зуба покрыт слоем цемента, который удерживает зуб в его ячейке.

Центральная часть зуба — это полость, заполненная чувствительной тканью — зубной мякотью, или пульпой. Пульпа заполняет зуб от коронки до корня, который заканчивается отверстием. Через это отверстие мельчайшие кровеносные сосуды и нервы входят в зубную мякоть.

Типы зубов

У человека существует 2 типа зубов: молочные и постоянные. Молочные зубы подразделяются на 3 категории: резцы, клыки (глазные зубы) и моляры (большие коренные зубы). У постоянных же зубов в дополнение к резцам, клыкам, и молярам есть еще премоляры (малые коренные), то есть промежуточные по форме и расположению зубы, что-то среднее между клыками и молярами.

Зубы прикрепляются к челюсти посредством периодонтальной связки. Она состоит из прочных коллагеновых волокон, тянущихся от цемента корня к альвеолярной кости. Эти волокна содержат соединительную ткань с кровеносными сосудами и нервами. Там, где коронка стыкуется с корнем, манжета десны крепко соединяется с зубом

Развитие зубов

Когда человек достигает 6-недельного возраста, клетки эпителия его ротовой полости начинают активно делиться и образуют толстый валик — зубную дугу. В местах, соответствующих будущим зубам, появляются почки, покрывающие эпителиальный слой. Эти почки затем приобретают форму колокола. Начинается выработка дентина и эмали. Края колоколообразного выроста продолжают расти вглубь и намечают контуры корней зубов. Полностью этот процесс завершается приблизительно через год. Обычно с 3-х месяцев первый из нижних резцов начинает пробиваться через десну. Именно тогда говорят: «У ребенка режутся зубки». После нижних резцов обычно режутся верхние, а затем — моляры.

В 2,5-3 года у ребенка чаще всего имеются все 20 молочных зубов. Примерно в 6 лет нижние, а затем верхние резцы начинают шататься, и после этого заменяются постоянными зубами. Первые и вторые постоянные моляры появляются у людей приблизительно в 12 лет, а третьи моляры (зубы мудрости) — после 17 лет (но могут и не появиться вовсе).

Пищевод и желудок

После завершения первого этапа пищеварения язык отправляет пищу в глотку, чьи мышцы проталкивают ее в пищевод, который представляет собой сплющенную в переднем и заднем направлениях полую мышечную трубку. Именно по этой трубке пища из глотки поступает в желудок. Моторная функция пищевода обеспечивает быстрое продвижение проглоченного пищевого комка в желудок без перемешивания и толчков. Транспорт пищи вдоль всей длины пищевода происходит за 1-2 секунды при проглатывании болюса (1 глотка) жидкости и за 8-9 секунд при проглатывании твердой пищи. Это достигается сокращениями, которые имеют большую амплитуду и длительность, быстрое непрерывное распространение по всей длине пищевода.

Желудок — это полый мышечный орган, который лежит между пищеводом и двенадцатиперстной кишкой. Объем пустого желудка составляет около 500 мл. После принятия пищи он обычно растягивается до 1 л (может растянуться даже до 4 л). Размеры желудка варьируются в зависимости от степени наполнения. Длина умеренно наполненного желудка составляет приблизительно 25 см, а пустого — 20 см.

Пищеводный рефлюкс встречается в последние месяцы беременности: увеличенная матка поднимает желудок, его верхняя часть оказывается в грудной полости и содержимое желудка выталкивается в пищевод, увлекая за собой желудочный сок. Это может вызвать воспалительный процесс. Глотание — это проталкивание пищи в пищевод, при этом пути в носовой проход и трахею перекрываются

Строение пищевода

В верхней части пищевода расположен верхний пищеводный сфинктер, а в нижней — нижний пищеводный сфинктер. Они играют роль клапанов, обеспечивающих прохождение пищи по пищеварительному тракту только в одном направлении и препятствующих попаданию содержимого желудка в пищевод, глотку, ротовую полость.

Стенка пищевода построена из слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной и адвентициальной оболочек. Мышечная оболочка пищевода состоит из двух слоев: наружного продольного и внутреннего циркулярного. В верхней части пищевода мышечная оболочка образована поперечно-полосатыми мышечными волокнами. Ниже поперечно-полосатые мышечные волокна постепенно заменяются гладкомышечными. В нижней части мышечная оболочка состоит только из гладкомышечной ткани.

Слизистая оболочка покрыта многослойным плоским эпителием, в ее толще находятся слизистые железы, открывающиеся в просвет органа. Длина пищевода составляет около 25 см, а диаметр — около 2,5 см.

Строение и функции желудка

Желудок — это резервуар для пищи. Он представляет собой мышечный мешок, расположенный в верхней части брюшной полости. Верхний его конец соединен с пищеводом, а нижний — с двенадцатиперстной кишкой. Стенки желудка состоят из толстого мышечного слоя, покрытого эпителиальной оболочкой.

Желудок находится непосредственно под диафрагмой. Его внешний слой — ровный и скользкий, а внутренняя выстилка — рифленая. От кислого пищеварительного сока внутреннюю выстилку защищает слизистая оболочка

Оболочка желудка вырабатывает специальный пищеварительный сок, который содержит соляную кислоту и ферменты, превращающие пищу в кашицеобразную массу (химус), которая затем выталкивается в двенадцатиперстную кишку. На стыке желудка и двенадцатиперстной кишки находится мышечное кольцо — пилорический сфинктер, который время от времени ослабляется, пропуская порции химуса в двенадцатиперстную кишку.

Кишечник

Кишечник человека состоит из тонкой кишки, толстой кишки и прямой кишки. Однако частью пищеварительной системы является лишь тонкая кишка. Человеческому организму приходится перерабатывать самую разнообразную пищу, в которой содержатся тысячи различных веществ. И хотя все они попадают в тонкий кишечник, будучи частично обработанными в других частях пищеварительной системы, над ними еще необходимо работать и работать. Тонкий кишечник должен произвести расщепление, всасывание, отбор полезных веществ и удаление вредных. В процессе эволюции у человека сформировался тонкий кишечник, состоящий из 3 разделов: двенадцатиперстная кишка, тощая кишка и подвздошная кишка.

Тонкая кишка — это конечный отдел пищеварительной системы. Толстая кишка является частью пищеварительного тракта, но она участвует лишь в процессе выделения

Двенадцатиперстная кишка

Двенадцатиперстная кишка является первым отделом тонкого кишечника. Ее длина составляет примерно 25 см. Она имеет 2 мышечных слоя, которые попеременно сокращаются и расслабляются, помогая продвижению пищи. Внутри этих мышечных слоев находятся бруннеровы железы, выделяющие слизь, которая защищает двенадцатиперстную кишку от переваривания самой себя и от разъедания ее стенок соляной кислотой (из нее состоит желудочный сок).

Двенадцатиперстная кишка получает пищу из желудка и продолжает процесс ее переваривания

Слизистая оболочка, лежащая глубже, выделяет щелочной сок, нейтрализующий соляную кислоту, а также содержащий пищеварительные ферменты.

В двенадцатиперстную кишку также поступает желчь (из желчного пузыря) и поджелудочный сок (из поджелудочной железы) через общий желчевыносящий проток.

Тощая кишка, подвздошная кишка и брыжейка

Тощая кишка — это средний отдел тонкой кишки, который находится между подвздошной и двенадцатиперстной кишкой. Ее длина составляет около 1,5 м, а диаметр — примерно 4 см. Петли тощей кишки располагаются в левой верхней части брюшной полости. Тощая кишка со всех сторон покрыта брюшиной. Какой-либо анатомической структуры, разделяющей тощую и подвздошную кишки нет. Однако имеются четкие различия между этими двумя отделами тонкой кишки: подвздошная имеет больший диаметр, стенка ее толще, она богаче снабжена сосудами. Именно подвздошная кишка (нижний отдел тонкой кишки) является конечным участком движения пищи из желудка до толстого кишечника. Она представляет собой трубку длиной 3,5 м, состоящую из мышечных слоев, слизистых оболочек и внутренней выстилки.

Тощая кишка прикрепляется к задней стенке брюшной полости с помощью брыжейки

Строение подвздошной кишки

И тощая и подвздошная кишки прикрепляются к задней брюшной стенке посредством брыжейки, состоящей из двух слоев брюшины. По брыжейке проходят кровеносные сосуды, питающие тонкую кишку. Вены из кишечника собираются в воротную вену, которая идет к печени, перенося туда пищу для дальнейшей обработки.

Печень, желчный пузырь и поджелудочная железа

Печень — самый крупный железистый орган в организме человека (составляет около 3% от общей массы тела). Она расположена непосредственно под диафрагмой, защищена нижними ребрами и разделена на 2 части — левую и правую доли. Печень вырабатывает новые химические вещества и нейтрализует яды и токсичные продукты обмена веществ. Ее клетки — гепатоциты — осуществляют окончательную переработку продуктов расщепления белков, жиров и углеводов в желудочно-кишечном тракте. Без помощи печени эти продукты не могут быть усвоены организмом. Поджелудочная железа выделяет панкреатический сок, который содержит пищеварительные ферменты, а также синтезирует гормоны инсулин и глюкагон, которые участвуют в обмене жиров, белков и углеводов. Желчный пузырь накапливает и выделяет желчь, которая также участвует в процессе пищеварения и выделения.

Печень расположена непосредственно на пути движения крови из кишечника. Кровь переносит все питательные вещества, абсорбированные из пищи, съедаемой человеком. Другими словами, кровь может попасть обратно в сердце и легкие из желудка, только пройдя сначала систему вен, ведущую в печень и известную как система воротной вены.

Роль печени в обмене веществ

Белки, поступившие в печень, распадаются на аминокислоты и далее — вплоть до образования аммиака и мочевины. Некоторые аминокислоты затем заново синтезируются в печени. Также в клетках печени синтезируются из аминокислот множество белков, в том числе почти все белки плазмы крови. Отработанные продукты, в отличие от белков, в кровь не поступают.

Печень является источником запаса углеводов, необходимых для производства энергии. Гликоген синтезируется в клетках печени из глюкозы, а также из фруктозы и галактозы, поступающей из крови. Это процесс называется гликогенезом. Но когда запасы гликогена истощаются, в гепатоцитах происходит синтез глюкозы из других веществ аминокислот, молочной кислоты, глицерина. Этот процесс называется глюконеогенезом.

Главные функции печени в обмене жиров — это расщепление жиров с выделением энергии, синтез триглицеридов из белков, углеводов, а также других липидов из жирных кислот, особенно из холестерола и фосфолипидов.

Роль печени в очищении крови

Купферовские клетки очищают проходящую через печень кровь от ненужных клеток, а также от бактерий. Чтобы нейтрализовать аммиак, образующийся при распаде аминокислот, печень вырабатывает мочевину и защищает организм от интоксикации. Эти и другие токсичные продукты обмена выводятся из печени в желчи. Таким же образом удаляются яды, например, алкоголь, а также различные лекарства.

Судьба клеток печени

Печень способна к регенерации. Если часть печени удалить, то уже через несколько недель она восстановится. Однако в некоторых случаях старые клетки печени разрушаются быстрее, чем созревают новые, и тогда возникает острая печеночная недостаточность. Иногда происходит жировое перерождение печени, при этом заболевании гепатоциты превращаются в жировые клетки. Болезни печени очень опасны для жизни.

Роль желчи в организме

Печень ежедневно вырабатывает до 1 л желчи, которая затем хранится в желчном пузыре. Желчь — это густая и горькая жидкость, которая на 95% состоит из воды, и на 5% — из желчных кислот и их солей, холестерола и желчных пигментов (в том числе билирубина). Желчь непрерывно вырабатывается каждой клеткой печени, но очень маленькими порциями.

Путь желчи в организме

Когда пища поступает в двенадцатиперстную кишку, там вырабатывается гормон холецистокинин, который стимулирует сокращение стенок желчного пузыря и поступление желчи в тонкую кишку.

Минеральные соли желчных кислот нейтрализуют кислотность пищи, расщепляют жиры, делая их доступными воздействию ферментов, а также транспортируют некоторые витамины. Затем 80-90% солей переносится кровью обратно в печень, где они стимулируют выделение желчи.

В желчном пузыре может накапливаться до 0,41 литра желчи. Когда в кишечник поступает жирная пища, желчь также стекает туда и перерабатывает жиры