ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Животные, по большей части, глотают свою еду как большие, сложные молекулы, которые должны быть разломаны на меньшие молекулы (мономеры), которые могут тогда быть распределены всюду по телу каждой клетки. Эта жизненная функция - accpomplished серией специализированных органов, которые включают пищеварительную систему. Представительные пищеварительные системы показывают в рисунке 1.

Пищеварительная Система | обратно вверх

Одноклеточные организмы могут непосредственно взять в питательных веществах от их внешней среды. Многоклеточные животные, с большинством их камер, удаленных из контакта непосредственно с внешней окружающей средой, развили специализированные структуры для получения и разрушения их еды. Животные зависят от двух процессов: кормление и вываривание.

Животные - heterotrophs, они должны поглотить питательные вещества или глотать источники пищи. Едоки Ingestive, большинство животных, используют рот, чтобы глотать еду. Поглощающие едоки, такие как солитеры, живут в пищеварительной системе другого животного и поглощают питательные вещества от того животного непосредственно через их стену тела. Фильтруйте едоков, таких как устрицы и мидии, соберите маленькие организмы и частицы от окружающей воды. Едоки основания, такие как земляные черви и термиты, едят материал (грязь или лес), они прячутся через. Жидкие едоки, такие как тли, проникают в тело завода или животного и забирают жидкости.

Рисунок 1. Пищеварительные системы представительных животных. Изображения от Purves и др., Жизни: Наука о Биологии, 4-ом Выпуске, ПартнерамиSinauer и Почетным гражданином WH (www.whfreeman.com), используемый с разрешения.

Планы и Местоположения | обратно вверх

Пищеварительная система использует механические и химические методы, чтобы разломать еду на питательные молекулы, которые могут быть поглощены в кровь. Однажды в крови, продовольственные молекулы разбиты к каждой клетке в теле животного.

Есть два типа чертежей корпуса животных так же как два местоположения fordigestion, чтобы произойти. Подобные мешочку планы найдены у многих беспозвоночных, у которых есть единственное открытие для рациона питания и разгрузка трат. Позвоночные животные, люди группы животных принадлежат, используют более эффективный план "труба в пределах трубы" с едой, вступающей посредством одного открытия (рот) и траты, уезжающие через другого ( задний проход).

То, где вываривание еды происходит, является также переменным. Некоторые животные используют внутриклеточное вываривание, где еда взята в клетки phagocytosis с пищеварительными ферментами, спрятавшими в phagocytic пузырьки. Этот тип вываривания происходит в губках, coelenterates (кораллы,hydras и их родственники) и большинство простейших животных. Внеклеточное вываривание происходит в люмене (или открывающийся) пищеварительной системы с питательными молекулами, передаваемыми крови или некоторой другой жидкости тела. Этот более продвинутый тип вываривания происходит в хордовых животных, кольчатых червях, и ракообразных.

Стадии в Пищеварительном Процессе | обратно вверх

Еда по большей части состоит из различных органических макромолекул, таких как крахмал, белки, и жиры. Эти молекулы - полимеры, сделанные из отдельных единиц мономера (как обсуждено в более ранней главе). Ломка этих больших молекул в меньшие компоненты вовлекает:

движение: продвигает еду через пищеварительную систему
укрывательство: выпуск пищеварительных соков в ответ на определенный стимул
вываривание: расстройство еды в молекулярные компоненты, достаточно маленькие, чтобы пересечь плазменную мембрану
поглощение: проход молекул в интерьер тела и их проход всюду по телу
устранение: удаление неусвоенной еды и траты

Три процесса происходят во время того, что мы свободно именуем как "вываривание". Надлежащее вываривание, который является механическим и химическим расстройством еды в частицы/молекулы, достаточно небольшие, чтобы пройти в кровь. Поглощение - проход продовольственных мономеров в кровоток. Ассимиляция - проход продовольственных молекул в соматические клетки.

Компоненты Пищеварительной Системы | обратно вверх

Человеческая пищеварительная система, как показано в рисунке 2, является намотанной, мускульной трубой (6-9 метров длиной когда полностью расширено) протяжение от рта до заднего прохода. Несколько специализированных отделений происходят вдоль этой длины: рот, зев, пищевод, живот, тонкая кишка, толстая кишка, и задний проход. Дополнительные пищеварительные органы связаны с главной системой серией трубочек: слюнные гланды, части поджелудочной железы, и печени и желчного пузыря (bilary система).

Рисунок 2. Человеческая пищеварительная система. Изображения от Purves и др., Жизни: Наука о Биологии, 4-ом Выпуске, Партнерами Sinauer(www.sinauer.com) и Почетным гражданином WH (www.whfreeman.com), используемый с разрешения.

Рот и Зев

Механическое расстройство начинается во рту, жуя (зубы) и действия языка. Химическое расстройство крахмала производством слюнной амилазы отслюнныхгланд. Эта смесь еды и слюны тогда выдвинута в зев и пищевод. Пищевод - мускульная труба, мускульные сокращения которой (lsis)продвигают еду к животу.

Во рту зубы, челюсти и язык начинают механическое расстройство еды в меньшие частицы, как показано в рисунке 3. У большинства позвоночных животных, кроме птиц (кто потерял их зубы к укрепленному счету), есть зубы для того, чтобы порваться, размалывая и жуя еду. Язык управляет едой во время жевания и глотания; у млекопитающих есть tastebuds, сгруппированный на их языках.

Слюнные гланды прячут слюнную амилазу, фермент, который начинает расстройство крахмала в глюкозу. Слизь увлажняет еду и смазывает относительно пищевода. Ионы бикарбоната в слюне нейтрализуют кислоты в продуктах.

Глотание еды шагов от рта до зева в пищевод и затем к животу.

Шаг 1: масса жевавшей, увлажненной еды, шарика, перемещена в спину моли языком. В зеве шарик вызывает ненамеренное глотающее отражение, которое препятствует тому, чтобы еда вошла в легкие, и направляет шарик в пищевод.
Шаг 2: Вторгается пищевод продвигает шарик волнами ненамеренных мускульных сокращений (peristalsis) гладкого мускула, выравнивающего пищевод. Peristalsis показывают в рисунке 4.
Шаг 3: шарик проходит через gastroesophogeal sphincter в живот. Изжога следует из раздражения пищевода желудочными соками, которые просачиваются через этот sphincter.

Рисунок 3. Структура горла и механика глотания. Изображение от Purves и др., Жизни: Наука о Биологии, 4-ом Выпуске, Партнерами Sinauer и Почетным гражданином WH , используемый с разрешения.

Рисунок 4. Peristalsis и движение еды от рта до живота. Изображение от Purves и др., Жизни: Наука о Биологии, 4-ом Выпуске, Партнерами Sinauer) и Почетным гражданином WH , используемый с разрешения.

Живот (или Маслобойка, Маслобойка, Маслобойка)

Во время еды живот постепенно заполняется к способности 1 литра от пустой способности 50-100 миллилитров. По цене дискомфорта живот может надуться, чтобы держать 2 литра или больше.

Линия эпителиальных клеток внутренняя поверхность живота, как показано в рисунке 5, и прячет приблизительно 2 литра желудочных соков в день. Желудочный сок содержит соляную кислоту, пепсиноген, и слизь; компоненты, важные в вываривании. Выделениями управляют возбужденным (запахи, мысли, и кофеин) и эндокринные сигналы. Живот прячет соляную кислоту и pepsin. Соляная кислота (HCl) понижает pH фактор живота, таким образом, pepsin активизирован. Pepsin - фермент, который управляет гидролизом белков в пептиды. Живот также механически взбалтывает еду. Химус, соединение кислоты и еды в животе, оставляет живот и входит в тонкую кишку.

Соляная кислота непосредственно не функционирует в вываривании: это убивает микроорганизмы, понижает pH фактор живота к между 1.5 и 2.5; и активизирует пепсиноген. Пепсиноген - фермент, который начинает вываривание белка. Пепсиноген произведен в клетках, которые выравниваютжелудочные ямы. Это активизировано, раскалывая от части молекулы, производя фермент pepsin, который откалывается фрагменты пептидов от молекулы белка во время вываривания в животе.

Вываривание углевода, начатое слюнной амилазой во рту, продолжается в шарике, поскольку это проходит к животу. Шарик разломан на кислотный химус в более низкой трети живота, позволяя кислотность живота запретить дальнейшее расстройство углевода. Вываривание белка pepsin начинается.

Алкоголь и аспирин поглощены посредством выравнивания живота в кровь.

Эпителиальные клетки прячут слизь, которая формирует защитный барьер между клетками и кислотами живота. Pepsin инактивирован, когда он входит в контакт со слизью. Ионы бикарбоната уменьшают кислотность около клеток, выравнивающих живот. Трудные соединения соединяют эпителиальные выравнивающие живот клетки, далее уменьшая или препятствуя тому кислотам живота пройти.

Язвы

Язвенные болезни заканчиваются, когда эти защитные механизмы терпят неудачу. Кровоточащие язвы заканчиваются, когда повреждение ткани настолько серьезно, что кровотечение происходит в живот. Перфорированные язвы - опасные для жизни ситуации, где отверстие сформировалось в стене живота. По крайней мере 90 % всех язвенных болезней вызваны пилорусами Helicobacter. Другие факторы, включая напряжение и аспирин, могут также произвести язвы.

Тонкая кишка

Тонкая кишка, показанная в рисунке 6, то, где заключительное вываривание и поглощение происходят. Тонкая кишка - намотанная труба более чем 3 метра длиной. Катушки и сворачивающийся плюс ворсинки дают этой трубе на 3 м. площадь поверхности 500-600m длинной трубы. Заключительное вываривание белков и углеводов должно произойти, и жиры еще не были переварены. У ворсинок есть клетки, которые производят кишечные ферменты, которые заканчивают вываривание пептидов и сахара. Поглотительный процесс также происходит в тонкой кишке. Еда была разломана на частицы , достаточно небольшие, чтобы пройти в тонкую кишку. Сахар и аминокислоты входят в кровоток через капилляры в каждой ворсинке. Глицерин и жирные кислоты входят в лимфатическую систему. Поглощение - активный транспорт, требуя клеточной энергии.

Рисунок 6. Структура и детали тонкой кишки. Изображения от Purves и др., Жизни: Наука о Биологии, 4-ом Выпуске, Партнерами Sinauer и Почетным гражданином WH , используемый с разрешения.

Еда смешана в более низкой части живота перистальтическими волнами, которые также продвигают смесь кислотного химуса против pyloric sphincter. Увеличенные сокращения живота выдвигают еду через sphincter и в тонкую кишку как живот eempties за период 1 - 2 часов. Диеты с высоким содержанием жира значительно увеличивают этот период времени.

Тонкая кишка - главное место для вываривания и поглощения питательных веществ. Тонкая кишка 6 метров длиной и 2-3 сантиметра шириной. Верхняя часть, двенадцатиперстная кишка, является самой активной в вываривании. Выделения от печени и поджелудочной железы используются для вываривания в двенадцатиперстной кишке. Эпителиальные клетки двенадцатиперстной кишки прячут водянистую слизь. Поджелудочная железа прячет пищеварительные ферменты и бикарбонат нейтрализации кислоты живота. Печень производит желчь, которая сохранена в желчном пузыре прежде, чем войти в трубочку желчи в двенадцатиперстную кишку.

Вываривание углеводов, белков, и жиров продолжается в тонкой кишке. Крахмал и гликоген разломаны на мальтоза ферментами тонкой кишки. Протеазы - ферменты , спрятавшие поджелудочной железой, которые продолжают расстройство белка в маленькие фрагменты пептида и аминокислоты.

Желчь превращает в эмульсию жиры, облегчая их расстройство в прогрессивно меньшие толстые капли, пока на них не могут действовать липазы. Желчь содержит холестерин, фосфолипиды, билирубин, и соединение солей. Жиры полностью переварены в тонкой кишке, в отличие от углеводов и белков.

Большинство поглощения происходит в двенадцатиперстной кишке и jejeunum (вторая треть тонкой кишки). У внутренней поверхности кишечника есть круглые сгибы, которые более чем утраивают площадь поверхности для поглощения. Ворсинки, крытые эпителиальными клетками, увеличивают площадь поверхности другим фактором 10. Эпителиальные клетки выровнены с микроворсинками , которые далее увеличивают площадь поверхности; у трубы 6 метров длиной есть площадь поверхности 300 квадратных метров.

У каждой ворсинки есть поверхность, которая смежна с внутренней частью маленького кишечного открытия, покрытого микроворсинками, которые формируются сверху эпителиальной клетки, известной как граница щетки. Каждой ворсинке поставляла капиллярную сеть маленькая мелкая артерия. Поглощенные вещества проходят через границу щетки в капилляр, обычно пассивным транспортом.

Мальтоза, сахароза, и лактоза - главные углеводы, существующие в тонкой кишке; они поглощены микроворсинками. Крахмал разломан на единицы с двумя глюкозами (мальтоза) в другом месте. Ферменты в клетках преобразовывают эти disaccharides в монозы , которые тогда оставляют клетку и входят в капилляр. Нетерпимость лактозы следует из генетической нехватки фермента lactase произведенный кишечными клетками.

Фрагменты пептида и аминокислоты пересекают мембраны эпителиальной клетки активным транспортом. В клетке они сломаны в аминокислоты, которые тогда входят в капилляр. Клейковина enteropathy является неспособностью поглотить клейковину, белок, найденный в пшенице.

Переваренные жиры не очень разрешимы. Соли желчи окружают жиры, чтобы сформировать мицеллы, как показано в рисунке 7, который может пройти в эпителиальные клетки. Соли желчи возвращаются к люмену, чтобы повторить процесс. Толстое вываривание обычно заканчивается к тому времени, когда еда достигает, подвздошная кишка (понизьте треть) тонкой кишки. Соли желчи в свою очередь поглощены подвздошной кишкой и переработаны печенью и желчным пузырем. Жиры проходят от эпителиальных клеток до маленького лимфатического сосуда, который также пробегает ворсинку.