Пищеварительная система
Рисунок 1. Пищеварительная система человека
Пищеварительная система человека осуществляет переваривание пищи (путём её физической и химической обработки), всасывание продуктов расщепления через слизистую оболочку в кровь и лимфу, выведение непереваренных остатков.
Пищеварительная система человека состоит из органов?желудочно-кишечного тракта?и вспомогательных органов (слюнные железы, печень, поджелудочная железа, желчный пузырь и др.). Условно выделяют три отдела пищеварительной системы. Передний отдел включает органы ротовой полости, глотку и пищевод. Средний отдел состоит из желудка, тонкой и толстой кишки, печени и поджелудочной железы. Задний отдел представлен каудальной частью прямой кишки.
Ротовая полость
В ротовой полости пища опробывается, пережевывается и смачивается слюной. Опробывание пищи происходит за счет рецепторов ротовой и носовой полостей. Пережевывание ? за счет зубов и языка.
Слюна выделяется тремя парами крупных слюнных желез и множеством мелких, расположенных в эпителии ротовой полости. За сутки выделяется 0,5-2,0 л слюны. Слюна содержит 99% воды и 1% других веществ:
Безусловно-рефлекторное выделение слюны происходит при раздражении рецепторов ротовой полости. Условно-рефлекторное ? при виде или запахе знакомой пищи, мыслях о пище, наступлении времени приема пищи и т. д.
При глотании пища проходит через глотку:
Из глотки пища поступает в пищевод. Его стенки выделяют слизь и совершают перистальтические сокращения.
Зубы
Зуб состоит из корня, находящегося в челюстной кости, шейки, окруженной десной, и коронки, находящейся в ротовой полости.
Основную массу зуба составляет дентин. Корень и шейка покрыты цементом, коронка ? эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная пульпой ? соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервами.
Дети рождаются без зубов, с 6 месяцев начинают расти молочные зубы, с 6 до 12 лет они заменяются на постоянные, последние 4 зуба (мудрости) вырастают в 25 лет.
У взрослого человека на каждой челюсти с каждой стороны имеется 8 зубов: 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба.
Рисунок 2. Строение зуба
Желудок
Объем 1,5-3 л, пища проводит здесь 3 часа. Имеет три слоя мышц, которые перемешивают пищу с желудочным соком (3 л в сутки). Состав сока:
Регуляция желудочного сокоотделения:
Печень
Рисунок 3. Схематичное строение печени
Кишечник
Рисунок 4. Кишечник человека
Большая площадь слизистой оболочки кишечника (около 500м2) необходима для всасывания питательных веществ. Она создается за счет:
Тонкий кишечник
Имеет длину 5-6 м, пища проводит в ней около 8 часов. Начальный отдел тонкой кишки называется двенадцатиперстная кишка, в неё впадают протоки печени и поджелудочной железы.
В тонком кишечнике происходит 3 процесса:
Толстая кишка
Имеет длину 1,5 м, диаметр 5-8 см, пища проводит там около 20 часов. Состоит из слепой кишки с червеобразным отростком, восходящей, поперечной, нисходящей, сигмовидной и прямой кишок.
Функции:
1. Всасывание воды: жидкий химус превращается в плотный кал. При нарушении работы толстого кишечника возникает понос (диарея).
2. В толстом кишечнике находится 1,5 кг бактерий. Они питаются веществами, которые не переварились в желудке и кишечнике, например, целлюлозой. Нормальная микрофлора кишечника выделяет витамин К и несколько витаминов группы В, а также обладает устойчивостью к заселению посторонними микроорганизмами (например, гнилостными), потому что тормозит их развитие. Для сохранения нормальной микрофлоры желательно:
Обмен веществ
Обмен веществ (метаболизм) – последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе жизнедеятельности. Позволяет им самосохраняться, развиваться и самовоспроизводиться. Напоминаем, что обмен веществ складывается из двух основных противоположных процессов: ассимиляции (реакций синтеза) и диссимиляции (реакций распада). Более подробно ознакомиться с химическими основами данных процессов можно в теоретическом блоке к прошлым занятиям «Обмен веществ».
В организме человека весь обмен веществ можно разделить на 4 вида по группам веществ: белковый, углеводный, жировой и водно-солевой. У каждого из них имеются свои системы регулирования.
Ниже в виде схемы представлены основные пути превращения органических веществ, поступающих в организм человека, а также кислорода и воды. Обратите внимание, что многие органические вещества могут превращаться друг в друга (например, избыток углеводов откладывается в виде запасного жира, из которого при необходимости получения энергетических ресурсов будет вновь синтезироваться глюкоза).
Показатели | Белки | Жиры | Углеводы |
Мономеры (или исходные вещества) | Аминокислоты | Глицерин и жирные кислоты | Глюкоза |
Название процесса ассимиляции | Биосинтез белка | Синтез жиров | Фотосинтез (у человека не происходит) |
Где синтезируются | На рибосомах | В ЭПС | В хлоропластах (у растений) |
Энергия при этом | Поглощается | Поглощается | Поглощается |
Подготовительный этап диссимиляции – расщепление до: | Аминокислот | Глицерина и жирных кислот | Глюкозы |
В распаде участвуют ферменты | Пепсин, трипсин | Липаза | Мальтаза, амилаза |
Энергия распада запасается в виде | АТФ | АТФ | АТФ |
Конечные продукты обмена | СО2, Н2О, мочевина, соли мочевой кислоты | СО2, Н2О | СО2, Н2О |
Регуляторы обмена | На экзамене не спрашивают | На экзамене не спрашивают | Гормоны: инсулин, глюкагон |
Калорийность (кДж/г) | 17,6 | 38,9 | 17,6 |
Витамины
Витамины (от лат. «вита» - жизнь) – вещества, жизненно необходимые для всех растений, животных, в том числе человека. Их биологическая роль определяется их способностью входить в состав ферментов. Именно поэтому они играют большую роль в обмене веществ, росте и развитии организмов. Витамины традиционно обозначают буквами латинского алфавита (A, B, C, D, E, K…). Всего известно около 30 витаминов, из них 20 поступают только с пищей, а остальные частично вырабатываются самим организмом (витамины D, K, группы B). Витамины делят на жиро- и водорастворимые. Для всасывания жирорастворимых витаминов необходимы жиры, поэтому, например, морковный сок, богатый витамином А, всегда подают с жирными сливками, а морковный салат заправляют маслом.
Недостаток витаминов называют авитаминозом. В зависимости от того, насколько сильно не хватает организму поступающего извне витамина и насколько велик его собственный запас, можно судить о том, насколько выражены будут признаки авитаминоза: можно увидеть как легкое недомогание, так и развитие тяжелого заболевания (цинга, бери-бери, рахит, анемия и так далее).
В представленной ниже таблице вы найдете данные о витаминах, о которых на протяжении многих лет спрашивают на экзамене.
Значение | Источник | Признаки авитаминоза | |
Жирорастворимые витамины | |||
A | Входит в состав зрительного пигмента | Зеленые растения, жир печени рыб | Куриная слепота, нарушение обмена веществ, ороговение кожи |
D | Отвечает за фосфорно-кальциевый обмен | Рыбий жир, вырабатывается в коже под действием УФ | Рахит, расстройства ЦНС |
E | Является природным антиоксидантом | Зеленые растения, масло | Мышечные дистрофии, нарушение оплодотворения, выкидыши |
K | Контролирует свертывание крови | Зеленые растения, синтезируется бактериями кишечника | Кровоточивость |
Водорастворимые витамины | |||
В1 | Участвует во всех видах обмена, способствует нормальному проведению нервного возбуждения в синапсах | Зеленые растения, ржаной хлеб, отруби, дрожжи | Бери-бери (поражение сердечно-сосудистой системы и нервной системы), нарушение всех видов обмена веществ |
В6 | Координирует деятельность многих систем организма | Синтезируется кишечными бактериями, содержится во всех продуктах | Психические расстройства, стоматит |
В12 | В том числе способствует нормальному образованию эритроцитов | Продукты животного происхождения | Анемия |
С | Антиоксидант, повышает резистентность к инфекциям | Продукты растительного происхождения: шиповник, петрушка, цитрусовые, болгарский перец, томаты | Цинга (кровоточивость десен, кровоизлияния в мышцы, под кожу, в суставы), возможна анемия |
Неорганические вещества в организме человека
В организме человека неорганические вещества представлены водой (80%, ее роль в метаболизме представлена в разделе «Обмен веществ» данного теоретического блока), солями минеральных кислот, а также соответствующими катионами и анионами (1%).
Химические элементы обычно разделяют на три категории в зависимости от их количества в организме человека. Органогены – как следует из самого названия, это именно те элементы, из которых в основном состоят органические вещества – углерод, кислород, водород и азот. Также выделяют макро- и микроэлементы.
Для экзамена нужно знать, к какой категории относится тот или иной элемент, а также биологическую роль некоторых элементов.
Органогены (% в клетке) | Макроэлементы (% в клетке) | Микроэлементы (% в клетке) |
Кислород 65-75 Углерод 15-18 Водород 8-10 Азот 1-3 | Магний 0,02 – 0,03 Натрий 0,02 – 0,03 Кальций 0,04 – 2,0 Железо 0,01 – 0,02 Калий 0,15 – 0,40 Сера 0,15 – 0,20 Фосфор 0,20 – 1,00 Хлор 0,05 – 0,10 | Цинк 0,0003 Медь 0,0002 Йод 0,0001 Фтор 0,0001 |
Роль макроэлементов на клеточном и организменном уровне организации живого:
Элемент | Роль в клетке | Роль в организме |
Магний | Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДН | Входит в состав ферментов, необходимых для функционирования мышечной, нервной и костной ткани |
Натрий | Участвует в работе Калий-Натриевого насоса | Влияет на работу почек, вместе с K, Ca участвует в поддержании сердечного ритма, участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия |
Кальций | Участвуют в регуляции избирательной проницаемости мембраны | Соли кальция входят в состав костей. Ионы кальция участвуют в синоптической передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови и в мышечном сокращении |
Железо | Входит в состав ферментов, регулирующих 3 этап диссимиляции | Входит в состав гемоглобина, миоглобина. |
Калий | Участвует в работе Калий-Натриевого насоса | Участвует в поддержании сердечного ритма, в проведении нервного импульса |
Сера | Входит в состав серосодержащих аминокислот, способствует формированию третичной структуры белка | Определяется ролью в клетке |
Фосфор | В виде остатка фосфорной кислоты входит в состав АТФ, нуклеотидов, ДНК, РНК, НАДФ и многих других веществ | Входит в состав костной ткани |
Хлор | Вместе с другими ионами поддерживает электронейтральность клетки | Участвует в процессах торможения и возбуждения в нервной ткани, входит в состав соляной кислоты |
Выделительная система
Это удаление из организма вредных продуктов жизнедеятельности (жидких продуктов распада). Удаление не переваренных остатков пищи (кала) относится к пищеварению, а не к выделению.
Вредные продукты жизнедеятельности ? это углекислый газ и аммиак, которые образуются в организме в процессе обмена веществ. В печени из углекислого газа и аммиака синтезируется мочевина.
Через легкие удаляется углекислый газ.
Через кожу удаляются вода, соли и мочевина (пот).
Через мочевыделительную систему удаляются вода, соли и мочевина (моча).
Мочевыделительная система
Состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала.
Почки ? это бобовидные органы массой 150 г, расположены в брюшной полости на уровне I поясничного позвонка. Почка состоят из двух слоев: коркового и мозгового, внутри почки находится лоханка. В корковом веществе каждой почки находится около миллиона структурно-функциональных единиц ? нефронов, состоящих из капсулы, клубочка и извитого канальца. Мозговое вещество представлено пирамидами, состоящими из петель Генле и собирательных канальцев.
Из почечной лоханки моча поступает в мочеточник. Его стенки перистальтически сокращаются, проталкивая мочу в мочевой пузырь. Объем мочевого пузыря 250-500 мл, при его наполнении рецепторы растяжения в его стенках начинают посылать сигналы в центр мочеиспускания в мосте.
Из мочевого пузыря выходит мочеиспускательный канал. На нем имеется два сфинктера: внутренний (в месте выхода из мочевого пузыря) и наружный (образован поперечно-полосатой мускулатурой промежности).
Образование мочи
Почечная артерия распадается на приносящие артериолы, которые заходят внутрь почечных капсул и там образуют капиллярные клубочки. Выносящая артериола, которая выходит из капсулы, в 2 раза уже приносящей, поэтому в капиллярном клубочке создается повышенное давление. Из-за этого 10% плазмы крови фильтруется в полость капсулы, образуется первичная моча, 170 л в сутки. Состав: вода, соли, простые органические вещества (глюкоза, аминокислоты, мочевина и т.д.).
Из почечной капсулы выходит извитой каналец, который оплетается капиллярами, на которые распадается выносящая артерия. В извитом канальце происходит обратное всасывание полезных веществ ? воды, аминокислот, глюкозы, некоторых солей. Образуется вторичная моча, состоящая из воды, солей и мочевины, примерно 1,5 л в сутки. Извитой каналец дает петлю Генле через мозговое вещество, а затем впадает в собирательную трубочку, идущую в лоханку.
Рисунок 5. Строение нефрона