§51. Питание и пищеварение

Определения и обозначения

Питание — поступление в организм веществ и энергии, необходимых для роста, восстановления и жизнедеятельности. Пища даёт материал для построения клеток и энергию для работы органов. Поэтому организму нужно получать разные питательные вещества, а не только калории.

Пищеварение — механическая и химическая обработка пищи до веществ, которые могут всасываться и использоваться клетками. Механическая обработка измельчает и перемешивает пищу, а химическая расщепляет сложные вещества. Это необходимо, потому что крупные молекулы пищи не могут напрямую попасть из кишечника в клетки.

Пищеварительный тракт — система последовательно соединённых органов, по которым перемещается и перерабатывается пища. К нему относятся ротовая полость, глотка, пищевод, желудок и кишечник. Каждый отдел выполняет свою часть общей работы, а продвижение пищи связывает их в единый путь.

Пищеварительные железы — органы и железистые клетки, выделяющие соки с веществами, расщепляющими компоненты пищи. Такие вещества называются пищеварительными ферментами: они ускоряют химические реакции. Железы помогают переваривать пищу, хотя сама пища через них не проходит.

Как это устроено

Белки, жиры и углеводы нужны не для одной и той же цели. Белки прежде всего служат строительным материалом для клеток и тканей, а углеводы и жиры обеспечивают организм энергией; жиры также входят в состав клеточных структур. Вода нужна для протекания реакций и переноса веществ, минеральные соли участвуют в работе органов и построении тканей, а витамины помогают регулировать процессы организма. Поэтому полноценное питание должно включать разные группы веществ.

Пища проходит из ротовой полости в глотку, затем по пищеводу попадает в желудок и далее движется по кишечнику. Стенки пищевода сокращаются волнообразно и продвигают пищу, поэтому она может попасть в желудок даже при изменении положения тела. Последовательное движение позволяет каждому отделу обработать пищу подходящим способом. Непереваренные остатки в конце пути выводятся из организма.

Пищеварение начинается во рту, потому что здесь пища сразу измельчается и смешивается со слюной. Зубы разрезают и перетирают её, а язык перемешивает пищу и помогает сформировать комок для глотания. В слюне есть фермент, который начинает расщеплять крахмал — углевод, содержащийся, например, в хлебе и крупах. Чем тщательнее пища пережёвана, тем лучше она смешивается с соком.

В желудке мышечные стенки перемешивают пищу с желудочным соком. Соляная кислота создаёт среду, в которой работают ферменты желудка, и уничтожает часть микроорганизмов, попавших с пищей. Здесь главным образом начинают перевариваться белки. Стенку желудка от действия сока защищает слизь.

Основное переваривание и всасывание происходят в тонком кишечнике, потому что сюда поступают пищеварительные соки, а его поверхность приспособлена для перехода веществ в организм. В двенадцатиперстной кишке пища смешивается с секретами поджелудочной железы и печени; затем расщепление продолжается дальше по тонкой кишке. Её многочисленные ворсинки увеличивают площадь поверхности, а внутри них находятся сосуды, принимающие питательные вещества. В толстом кишечнике главным образом всасывается вода, а остатки уплотняются и формируются для выведения.

Органы пищеварительной системы и их функции

Таблица помогает проследить путь пищи и увидеть, как процесс в одном отделе подготавливает её к следующему. Секреты — это выделяемые организмом жидкости, участвующие в пищеварении; желчь помогает обработке жиров, но сама не является ферментом. Сопоставляйте процесс и результат: так легче не путать органы тракта с железами.

Разбор задач

Задача 1. Распределить белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные соли по основным функциям в организме.

1. Сначала выделим три общие роли: строительную, энергетическую и регулирующую. Белки главным образом нужны для построения и восстановления клеток и тканей. Значит, их относим к строительной роли.
2. Углеводы и жиры способны обеспечивать организм энергией. Жиры также входят в состав клеточных структур, поэтому их функции не ограничиваются запасом энергии. Для простого распределения оба вещества относим к энергетической роли.
3. Витамины помогают регулировать процессы организма, а минеральные соли участвуют в работе органов и построении тканей. Воду тоже нельзя забывать: она нужна как среда для реакций и переноса веществ, хотя её нет в перечне задания. Проверяем, что каждой группе назначена подходящая функция.

Ответ: белки — преимущественно строительная роль; жиры и углеводы — энергетическая; витамины — регулирующая; минеральные соли участвуют в регуляции и построении тканей.

Задача 2. Определить, в каком отделе пищеварительного тракта начинается переваривание крахмала, белков и жиров.

1. Вспомним, что ферменты действуют на определённые вещества и только в подходящих условиях. Фермент слюны начинает расщеплять крахмал, поэтому для него указываем ротовую полость. Это не означает, что там завершается обработка всех углеводов.
2. Для белков первым важным отделом является желудок. Его кислый сок создаёт условия для действия ферментов, начинающих расщепление белковых молекул. Далее переваривание продолжается в кишечнике.
3. Основное переваривание жиров начинается в двенадцатиперстной кишке, куда поступают желчь и ферменты поджелудочной железы. Желчь помогает дроблению жиров на мелкие капли, а ферменты расщепляют их. Не смешиваем помощь желчи с ферментативным расщеплением.

Ответ: крахмал — в ротовой полости; белки — в желудке; жиры — главным образом в двенадцатиперстной кишке.

Задача 3. Объяснить, почему повреждение ворсинок тонкого кишечника приводит к снижению массы тела и недостатку питательных веществ.

1. Определим роль ворсинок: они увеличивают поверхность, через которую вещества могут всасываться. Чем больше такая поверхность, тем больше питательных веществ кишечник способен передать организму за одно и то же время. Внутри ворсинок проходят кровеносные и лимфатические сосуды.
2. Если ворсинки повреждены, площадь всасывания уменьшается. Даже после нормального переваривания часть питательных веществ хуже переходит в кровь и лимфу. Следовательно, клетки получают меньше материала для обновления и меньше энергии.
3. При недостаточном поступлении веществ организм не может полноценно поддерживать ткани и запасы энергии. Поэтому масса тела может снижаться, а нехватка питательных веществ нарушает работу организма. Связываем последствия именно с нарушением всасывания, а не обязательно с отсутствием пищеварения.

Ответ: повреждение ворсинок уменьшает площадь всасывания, поэтому в кровь и лимфу поступает меньше питательных веществ; это может вызвать их недостаток и снижение массы тела.

Типичные ошибки

Ошибка — считать пищеварением только измельчение пищи. Её допускают, потому что пережёвывание заметно и происходит на глазах, а химическое расщепление не видно. Но ферменты соков превращают сложные вещества в более простые, и без этого они не смогут нормально всосаться. Проверь себя: назови отдельно механическую и химическую обработку.

Пищеварительный тракт и пищеварительные железы — не одно и то же. Трактом называют путь, по которому проходит пища, а железы выделяют в этот путь соки. Путаница возникает из-за того, что железы работают вместе с органами тракта. Проверь себя: проходит ли пища через этот орган или он производит секрет?

Неверно утверждать, что ферментами перевариваются все питательные вещества. Вода, минеральные соли и многие витамины всасываются без предварительного расщепления, но белки, жиры и углеводы должны пройти химическую обработку. Часто ошибку допускают, смешивая понятия «пища» и «перевариваемые вещества». Проверь себя: спроси, нужно ли веществу стать проще, прежде чем оно всосётся.

Основное всасывание происходит не в желудке и не в толстом кишечнике, а в тонкой кишке. В желудке пища перемешивается и начинается переваривание белков, а толстая кишка в основном всасывает воду. Ошибка может возникнуть из-за того, что оба отдела заметно участвуют в пищеварении. Проверь себя: вспомни, где находятся ворсинки, увеличивающие площадь всасывания.

Связь с другими темами

Для понимания пищеварения пригодятся знания о строении органов, составе клетки и значении органических веществ: пищевые молекулы дают клеткам материал и энергию. Ферменты связаны с химией, потому что ускоряют реакции расщепления белков, жиров и углеводов. Позже эти знания помогут разобраться в обмене веществ, кровообращении и выделении: всосавшиеся вещества переносятся кровью и используются клетками, а ненужные продукты организм удаляет. Тема также связана с гигиеной питания и профилактикой болезней пищеварительной системы.

Что запомнить

• Питание обеспечивает организм веществами и энергией.
• Пищеварение превращает сложные вещества пищи в более простые, пригодные для всасывания.
• Переваривание пищи начинается в ротовой полости.
• В желудке главным образом перевариваются белки.
• Основное переваривание и всасывание происходят в тонком кишечнике.
• Ворсинки тонкого кишечника увеличивают площадь всасывания.
• В толстом кишечнике всасывается вода и формируются непереваренные остатки.