Каково строение пищеварительной системы человека и какие ее основные функции? Пищеварительная система человека имеет такой же общий план строения, как и у других млекопитающих. Анатомически и функционально она разделена на пищеварительный канал и вспомогательные органы пищеварительной системы. Общая длина пищеварительного канала составляет 8-10 м. Он тянется от ротового отверстия к анальному. Пищеварительный канал последовательно разделен на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый отделы кишечника, который заканчивается прямой кишкой с анальным отверстием. Вспомогательными органами пищеварительной системы являются зубы, язык, а также пищеварительные железы: слюнные, печень с желчным пузырем и поджелудочная железа (рис. 38).

Рис. 38. Строение пищеварительной системы человека: 1 - ротовая полость; 2 - слюнные железы; 3 - глотка; 4 - пищевод; 5 - желудок; 6 - тонкий кишечник; 7 - толстый кишечник; 8 - печень; 9 - поджелудочная железа; 10 - прямая кишка; 11 - анальное отверстие

Пищеварительная система выполняет следующие функции.

Двигательная функция обеспечивает захватывание пищи, ее измельчение, смешивание с пищеварительными соками, продвижение ее по пищеварительному тракту, выведение непереваренных остатков наружу. Секреторная функция обеспечивает выделение пищеварительных соков и слизи, гормонов, регулирующих деятельность пищеварительной системы. Функция расщепления обеспечивает расщепление сложных молекул на их составляющие под действием пищеварительных ферментов. Функция всасывания обеспечивает переход воды, минеральных веществ, витаминов и продуктов расщепления молекул белков, жиров и углеводов в кровь или лимфу. Функция выделения заключается в выведении из организма некоторых продуктов пищеварения, не нужных организму.

Стенка пищеварительного канала состоит из четырех оболочек: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной (рис. 39). Каждая из них представлена определенным типом ткани и выполняет свои функции в процессах пищеварения.

Внутренняя слизистая оболочка пищеварительного канала выделяет слизь, которая защищает его от механического повреждения твердыми частицами пищи и облегчает ее продвижение. Кроме слизи, клетки этой оболочки выделяют пищеварительные ферменты, гормоны и некоторые другие вещества. Слизистая оболочка, кроме секреторной, выполняет функцию всасывания продуктов пищеварения и их обеззараживания.

Подслизистая оболочка состоит из соединительной ткани. В ней находится очень много кровеносных и лимфатических сосудов и нервов. Они регулируют секреторную функцию слизистой оболочки. Мышечная оболочка состоит из двух слоев неисчерченных мышц. Между мышцами расположены нервы, регулирующие движения пищеварительного канала. Серозная оболочка образована соединительной тканью и покрывает пищеварительный канал снаружи. В ней находятся сосуды и нервные волокна. Брюшную полость выстилает плотная двухслойная соединительнотканная оболочка - брюшина. Она защищает органы пищеварения, удерживает их в определенном положении. Вещество, выделяемое брюшиной, смягчает их движения.

Рис. 39. Оболочки пищеварительного канала: 1 - слизистая; 2 - подслизистая; 3 - мышечная; 4 - серозная

Процессы пищеварения делятся на полостное и пристеночное.

• Полостное пищеварение происходит в полости желудочно-кишечного тракта. Оно состоит из процессов механической и химической обработки пищи. Механическая обработка пищи заключается в ее измельчении, увлажнении, перемешивании с пищеварительными соками, набухании и растворении. Химическая обработка пищи происходит тоже поэтапно: сначала в ротовой полости, потом в желудке и в конечном итоге - в кишечнике.

• Пристеночное пищеварение происходит на поверхности внутренней оболочки пищеварительного канала внутри клеток.

Химические превращения пищи осуществляются под воздействием ферментов. Вы уже знаете, что ферменты - это биологически активные вещества, в основном белковой природы, способные ускорять биохимические реакции. Их еще называют биологическими катализаторами. Образуются пищеварительные ферменты в клетках пищеварительных желез, которые их выделяют в составе слюны и пищеварительных соков: желудочного, поджелудочной железы, кишечного. Существуют тысячи разных ферментов. Каждый из них ускоряет только определенную химическую реакцию: одни расщепляют белки, другие - углеводы или жиры и т. п.

Пищеварительные ферменты начинают расщеплять компоненты пищи в пищеварительном канале. Продукты расщепления белков, жиров и углеводов всасываются в кровь и лимфу. Завершаются эти процессы в клетках. Там не только расщепляются, но и образуются новые органические соединения, присущие только данному организму.

Активность ферментов зависит от условий, в которых они находятся: температуры и кислотности среды (щелочная, кислая, нейтральная). Например, при повышении температуры тела до +38 °С активность ферментов возрастает. Дальнейшее повышение температуры тела снижает их активность. Одни ферменты активны в слабощелочной среде (ферменты слюны, пищеварительных соков кишок), другие - в кислом (ферменты желудка).

Как исследуют функции органов пищеварения? Фундамент современной физиологии пищеварения заложили исследования выдающегося русского физиолога И.П. Павлова (рис. 40). Он разработал принципиально новые методические подходы, которые позволили выявить закономерности выделения слюны, желудочного сока, соков поджелудочной железы и желчи, а также собрать чистые (не смешанные с пищей) пищеварительные соки, определить их состав, изучить регуляцию пищеварения в естественных условиях. За эти труды И.П. Павлов в 1904 г. был удостоен Нобелевской премии.

В настоящее время используют следующие методы исследования органов пищеварения: зондирование, эндоскопию, электрогастрографию, ультразвуковую диагностику, сканирующую томографию, рентгенографию. Зондирование - введение в полость желудка или двенадцатиперстной кишки гибкой трубки - зонда (рис. 41, 1) для взятия желудочного и кишечного сока. Эндоскопия - введение в пищеварительный канал специальных осветительных приборов со световодами (рис. 41, 2), чтобы непосредственно осмотреть полость пищеварительного канала. Ультразвуковая диагностика (УЗД) фиксирует изображение внутренних органов вследствие отражения от их поверхности ультразвуковых волн. Сканирующая томография помогает получить на экране компьютера изображения глубинных слоев исследуемого органа.

Рис. 40. И.П. Павлов (1849-1936)

Рис. 41. 1. Зонд. 2. Эндоскоп

С помощью радиоэлектронных методов исследуют кишечную среду. Так называемые радиопилюли - устройства, оснащенные датчиком, передают информацию с помощью радиоволн. Рентгенография позволяет получить теневое изображение органа или его части на рентгеновской пленке в результате прохождения через него рентгеновских лучей.

Ключевые термины и понятия: полостное пищеварение, пристеночное пищеварение, пищеварительный канал, пищеварительные железы.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

• Пищеварение - совокупность процессов, обеспечивающих поступление пищи, механическая обработка

пищи и химическое расщепление ее на соединения, которые организм способен усваивать и включать в обмен веществ. Пищеварительная система человека сквозная, состоит из нескольких отделов, начинается ротовым отверстием и заканчивается анальным.

• Система пищеварения состоит из пищеварительного канала и пищеварительных желез. Функции системы пищеварения: двигательная, секреторная, расщепление и всасывание питательных веществ, выделительная. Самые распространенные методы исследования органов пищеварения: зондирование, эндоскопия, ультразвуковая диагностика, сканирующая томография, рентгенография.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Какую роль играет пищеварительная система в обмене веществ? 2. Что такое пищеварение? 3. Какова функция ферментов в процессах пищеварения? 4. Из каких органов состоит пищеварительная система человека? 5. Какие функции пищеварительной системы? Какие методы исследования органов пищеварения вы знаете?

Выберите один правильный ответ

1. Укажите функцию пищеварительной системы, которая заключается в механической обработке пищи: а) двигательная; б) секреторная; в) выделительная; г) всасывающая.

2. Укажите функцию пищеварительной системы, которая заключается в образовании и выделении слюны: а) двигательная; б) секреторная; в) расщепление; г) всасывающая.

Установите правильную последовательность органов, образующих пищеварительный канал, начиная с ротовой полости: а) прямая кишка с анальным отверстием; б) глотка; в) ротовая полость; г) тонкий кишечник; д) пищевод; е) желудок; ж) толстый кишечник.

ПОДУМАЙТЕ. Почему процесс пищеварения невозможен при отсутствии ферментов?