Jak trawiony jest pokarm?
Odżywianie polega na zaopatrywaniu komórek w składniki odżywcze. Jakie przemiany musi przejść kęs kanapki, by zasilić komórki? Czy wystarczy, by trafił do żołądka? Jaką drogą dotrze z układu pokarmowego do potrzebujących energii i składników odżywczych komórek mózgu, mięśni i pozostałych narządów?
układ pokarmowy składa się z przewodu pokarmowego oraz gruczołów: ślinianek, wątroby i trzustki;
przewód pokarmowy zaczyna się w jamie ustnej, a kończy odbytnicą w jelicie grubym;
w ścianach żołądka i przełyku znajdują się mięśnie gładkie;
skurcze mięśni gładkich powodują ruchy perystaltyczne, które przesuwają pokarm w przewodzie pokarmowym.
wyjaśniać funkcję enzymów, kwasu solnego i żółci w procesach trawienia;
opisywać współdziałanie układu pokarmowego i krwionośnego;
omawiać wędrówkę pokarmu w przewodzie pokarmowym i zmiany, jakim on podlega.
1. Funkcje układu pokarmowego
W przewodzie pokarmowym pożywienie jest trawione do postaci przyswajalnej przez komórki, a następnie wchłaniane. Mechaniczna obróbka pokarmu rozpoczyna się w jamie ustnej i polega na rozdrabnianiu jego porcji. Dzięki temu w kolejnym etapie enzymy uczestniczące w procesach trawienia chemicznego mają do nich lepszy dostęp. Trawienie chemiczneTrawienie chemiczne to enzymatyczny (chemiczny) rozkład składników pokarmu, podczas którego złożone związki organiczne zostają rozłożone do związków prostych, przyswajalnych przez organizm. Enzymy trawienne są wydzielane przez komórki wydzielnicze:
ślinianek,
ścian żołądka,
trzustki,
ściany jelita cienkiego.
Strawiony pokarm w postaci gotowych do wykorzystania przez komórki prostych związków chemicznych: aminokwasów, cukrów prostych, glicerolu i kwasów tłuszczowych jest wchłaniany przez komórki jelita do naczyń krwionośnych i limfatycznych. Za ich pośrednictwem dociera do wątroby, a następnie dowszystkich tkanek ciała. Niestrawione resztki pokarmu są wydalane na zewnątrz w formie kału.Układ pokarmowy, wypełniając swoje funkcje, współdziała z innymi układami organizmu.
Zmierzono czas, jaki kęs pokarmu przebywa w organizmie człowieka. Żucie zajmuje od 20 sekund do 1 minuty, przełykanie i przesuwanie do żołądka 4‑8 sekund, trawienie przy udziale enzymów 2‑4 godziny, wchłanianie 3‑5 godzin, a niestrawione resztki przebywają w jelicie ok. 10 godzin. Podane wartości są orientacyjne, ponieważ zależą od wielu czynników, np. od składu chemicznego pożywienia czy od zawartości wody.
Zastanów się i odpowiedz na pytanie: Jeśli trawienie polega na zaopatrywaniu komórek w proste związki odżywcze, to w jaki sposób zdobywają je na przykład grzyby odżywiające się celulozą – związkiem wielkocząsteczkowym?
Pamiętając, że grzyby są heterotrofami, przypomnij sobie, w jaki sposób się odżywiają. Co upodabnia ich sposób odżywiania się do odżywiania się zwierząt?
2. Trawienie chemiczne
Trawienie chemiczne zachodzi pod wpływem enzymów trawiennychenzymów trawiennych. Są to substancje działające we wnętrzu układu pokarmowego, które przy udziale wody umożliwiają rozkład złożonych związków chemicznych na prostsze cząsteczki.
W jamie ustnej rozpoczyna się proces rozkładu cukrów złożonych (skrobia, glikogen) do cukrów prostych. Dzieje się to za sprawą zawartego w ślinie enzymu – amylazy ślinowejamylazy ślinowej. Działa ona na pokarm jeszcze podczas jego wędrówki w przełyku. Mimo to czas jej odziaływania jest krótki, więc cukry nie ulegają tu całkowitemu rozkładowi.
Wykazanie, że ślina powoduje trawienie cukrów złożonych.
bułka pszenna,
twoja osoba.
Ugryź kawałek bułki.
Dokładnie i powoli przeżuwaj kęs bułki przynajmniej przez 5 minut.
Obserwuj, czy smak bułki się zmienia.
Jeśli żuta długi czas bułka smakuje po pewnym czasie słodko, oznacza to, że część skrobi (podstawowego jej składnika) została rozłożona do cukrów o małych cząsteczkach, które mają słodki smak.
Komórki ścian żołądka wydzielają sok żołądkowy, który oprócz kwasu solnego zawiera enzym trawiący białka – pepsynę. PepsynaPepsyna tnie długie cząsteczki białek na mniejsze fragmenty. Zarówno kwas solny, jak i pepsyna mogą się okazać niebezpieczne dla żołądka, którego tkanki zbudowane są z białek. Z tego powodu kwas solny wydzielany jest tylko pod wpływem pokarmu drażniącego ściany żołądka, a enzymy trawienne działają głownie w obecności kwasu solnego.
Przeanalizuj ilustrację będącą planem pewnego doświadczenia i odpowiedz na pytania.
Jak brzmi sprawdzana hipoteza?
Która z probówek jest próbą badaną, a która kontrolną?
Dlaczego probówki umieszczono w ciepłej wodzie?
Jakiego wyniku możemy się spodziewać w każdej z probówek?
W dwunastnicy trawione są białka, cukry i tłuszcze. Wydzielana przez wątrobę żółćżółć rozbija tłuszcz na drobniutkie krople łatwiej dostępne dla enzymów rozkładających tłuszcze.
Trzustka wydziela szereg enzymów, np. amylazę trzustkowąamylazę trzustkową (rozkładającą cukry), lipazęlipazę (rozkładającą tłuszcze), nukleazynukleazy (rozkładające kwasy nukleinowe), trypsynętrypsynę (rozkładającą białka). Trypsyna tnie długie łańcuchy białek na krótsze, peptydy, a potem inne enzymy trawią je, dzieląc na jeszcze krótsze cząsteczki. Końcowym produktem trawienia białek są aminokwasy.
Składniki pokarmowe ulegające trawieniu | Produkty trawienia | Odcinek przewodu pokarmowego | Enzymy trawienne |
cukry złożone (skrobia, glikogen) | cukry proste (glukoza) | jama ustna | amylaza ślinowa |
jelito cienkie | amylaza trzustkowa | ||
białka | aminokwasy | żołądek | pepsyna |
jelito cienkie | trypsyna | ||
tłuszcze | glicerol, kwasy tłuszczowe | jelito cienkie | lipaza trzustkowa |
Wyjaśnij, dlaczego osoba cierpiąca na dolegliwości ze strony pęcherzyka żółciowego (np. kamicę pęcherzyka) powinna wyeliminować ze swojej diety m.in. czekoladę, tłuste sery i tłuste mięso.
Laktaza, enzym trawiący laktozę (cukier zawarty w mleku), występuje w organizmach dzieci, ale u niektórych dorosłych jest nieobecny. W ich przypadku mleko i niektóre jego przetwory nie mogą być trawione i wywołują dolegliwości trawienne.
3. Wchłanianie, wykorzystywanie, magazynowanie składników pokarmowych
Pokarm przebywa w dwunastnicy wystarczająco długo, by większość związków o dużych cząsteczkach została ostatecznie strawiona do cukrów prostych, aminokwasów, glicerolu i kwasów tłuszczowych. Płynna treść pokarmowa trafia do jelita cienkiego, które oplecione jest bardzo gęstą siecią naczyń krwionośnych i limfatycznych. Tam produkty trawienia są wchłaniane przez ścianę jelita i ściany naczyń do krwi i limfy.
Naczynia krwionośne kosmków jelitowych wchłaniają glukozę i aminokwasy, które następnie trafiają do wątroby i dalej do komórek ciała jako materiał energetyczny. Nadmiar glukozy jest w wątrobie i mięśniach przekształcany w glikogen, cukier zapasowy, i tam magazynowany. Do naczyń krwionośnych dostają się również sole mineralne i witaminy rozpuszczalne w wodzie. Powstałe z rozkładu tłuszczów kwasy tłuszczowe i glicerol ze światła jelita przechodzą do naczyń limfatycznych, a następnie do krwi, z którą płyną do komórek ciała. Tam wykorzystywane są do budowy błon komórkowych oraz jako materiał energetyczny. Nadmiar tłuszczu odkłada się w komórkach tłuszczowych. Wraz z tłuszczami do limfy przechodzą również witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.
Skąd się biorą wiatry i wzdęcia? Podczas jedzenia, żucia gumy, mówienia i picia gazowanych napojów do układu pokarmowego dostaje się powietrze. Wędruje ono wraz z pokarmem przez przewód pokarmowy. W jelicie tlen zużywany jest przez żyjące tam bakterie, a pozostaje azot stanowiący główny składnik wiatrów. Wzdęcia pojawiają się też po spożyciu niektórych potraw. Kapusta i fasola zawierają na przykład cukry, które nie są trawione przez enzymy człowieka, tylko fermentowane przez bakterie jelitowe z wydzieleniem m.in. dwutlenku węgla, metanu, siarkowodoru i wodoru.
To, czy po posiłku czujemy się najedzeni, zależy od stężenia glukozy we krwi. Gdy pod wpływem głodu pochłaniamy posiłek szybko i dużymi kęsami, jego trawienie trwa długo, nowa porcja glukozy we krwi pojawia się późno, a organizm mimo wypełnionego żołądka nadal (z powodu niskiego poziomu glukozy we krwi) dostaje sygnały łaknienia. Łatwiej zaspokoić głód, jedząc małe porcje pokarmu, dokładnie je przeżuwając i robiąc przerwy w trakcie posiłku. Umożliwia to dokładne rozdrobnienie pokarmu i łatwy dostęp enzymów do cząsteczek. W takim przypadku glukoza pojawia się we krwi znacznie wcześniej niż podczas łapczywego jedzenia, szybciej pojawia się też poczucie sytości.
4. Wydalanie niestrawionych resztek
Enzymy trawienne nie potrafią rozłożyć niektórych składników pokarmu. Należy do nich na przykład błonnik, składnik pokarmów roślinnych. Zostają one przesunięte do jelita grubego. Zasiedla je wiele gatunków bakterii, które żywią się resztkami i rozkładają je w procesach fermentacji. Bakterie stanowią ok. 80% masy kału wydalanego na zewnątrz przez otwór odbytowy zaopatrzony w mięsień zwieracz. W jelicie grubym z płynnej masy odzyskiwana jest woda, sole mineralne, witaminy.
Jednym z gatunków bakterii zamieszkujących jelito grube jest pałeczka okrężnicy E. coli. W jelicie pełni pożyteczną funkcję, jednak gdy w wyniku niewłaściwych nawyków higienicznych dostanie się do cewki moczowej, powoduje stany zapalne dróg moczowych. U noworodków może wywołać zapalenie opon mózgowych, a w każdym wieku sepsę – błyskawicznie rozwijające się zakażenie całego organizmu. Ze względu na silną toksynę, którą wytwarzają niektóre jej szczepy, może stanowić przyczynę zapaleń pooperacyjnych i zatruć pokarmowych.
Wymień miejsca, które objęte są szczególną ochroną sanitarną przez regularne oznaczanie ilości bakterii E. coli (tzw. miana coli). Uzasadnij swoją odpowiedź, podając możliwe konsekwencje zaprzestania takiej kontroli.
Podsumowanie
W przewodzie pokarmowym zachodzi rozdrabnianie pokarmu, trawienie chemiczne oraz wchłanianie.
W jamie ustnej zachodzi wstępne trawienie chemiczne cukrów złożonych.
W kwaśnym środowisku żołądka zapoczątkowany zostaje proces trawienia białek.
W jelicie cienkim zachodzi intensywne trawienie cukrów, białek oraz tłuszczów.
Wątroba wydziela żółć, która rozbija duże cząsteczki tłuszczu na małe kropelki.
Produkty trawienia cukrów, białek i tłuszczów są wchłaniane w jelicie cienkim.
W jelicie grubym zachodzi intensywne wchłanianie wody i zagęszczanie mas kałowych.
Niestrawione składniki pokarmowe usuwane są z organizmu w postaci kału.
Wymień 2 inne funkcje wątroby niż produkcja żółci.
Wyjaśnij, jaka jest różnica między trawieniem a odżywianiem.
Słowniczek
enzym trawienny wydzielany przez ślinianki, rozkładający cukry złożone do cukrów prostszych
enzym trawienny wydzielany przez trzustkę, rozkładający cukry
grupa białek biorących udział w rozkładzie złożonych związków pokarmowych do związków prostych; działają jako katalizatory, przyspieszając reakcje biochemiczne; każdy enzym kieruje przebiegiem określonej reakcji chemicznej i działa tylko na określony substrat
enzym trawienny wydzielany przez trzustkę i jelito cienkie, rozkładający tłuszcze do glicerolu i kwasów tłuszczowych
enzymy trawienne wydzielane przez trzustkę, rozkładające kwasy nukleinowe
enzym trawienny wydzielany przez komórki ściany żołądka, rozkładający białka na krótsze łańcuchy białkowe
zachodzi w przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymów trawiennych; polega na chemicznym rozkładzie związków o dużych cząsteczkach do substancji prostych, przyswajalnych przez komórki
enzym trawienny wydzielany przez trzustkę, rozkładający białka
wydzielina wątroby będąca mieszaniną różnych związków rozbijających tłuszcze na drobne kropelki i ułatwiających ich trawienie
Zadania
Poniższe zdania opisują losy kromki chleba z białym serem w układzie pokarmowym. Zaznacz etapy przemian, które zaliczane są do trawienia (mechanicznego i chemicznego) jako Prawda, pozostałe jako Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Chleb i ser są dzielone na kęsy. | □ | □ |
| Biały ser trawiony jest głównie w żołądku i jelicie cienkim. | □ | □ |
| Kromka chleba trawiona jest w jamie ustnej i dwunastnicy. | □ | □ |
| Cukry proste przechodzą z jelita cienkiego do krwi. | □ | □ |
| Woda pochodząca z sera zostaje wchłonięta z jelita grubego do krwi. | □ | □ |
| Masy kałowe złożone z błonnika zawartego w chlebie przesuwane są w jelicie grubym w kierunku odbytu. | □ | □ |
| Z organizmu usuwane są niestrawione resztki pokarmu. | □ | □ |
Zaznacz prawidłowe zakończenie zdania.
Tłuszcz zawarty w żółtym serze w jelicie cienkim
- poddawany jest działaniu kwasu solnego.
- zostaje rozbity na mniejsze cząsteczki.
- jest wchłaniany przez kosmki jelitowe do krwi.
- jest rozkładany do aminokwasów.
Uzupełnij luki tak, aby powstały zdania prawdziwe.
Produkty trawienia białek oraz .............. są wchłaniane z jelita cienkiego do naczyń krwionośnych. Witaminy A i D w jelicie cienkim są wchłaniane do ........................................... Nadmiar glukozy odkładany jest w .................. i mięśniach w postaci ...................
Wskaż związki chemiczne zawarte w spożywanych pokarmach, które podlegają enzymatycznemu rozkładowi w jelicie cienkim i żołądku.
- celuloza
- woda
- aminokwasy
- hemoglobina
- aktyna
- skrobia
- glikogen
- glukoza