Пищеварение. Всасывание питательных веществ

Пищеварение — это совокуп­ность процессов, обеспечивающих механическое измельчение пищи и химическое расщепление макромолекул питательных веществ на ком­поненты, пригодные для всасыва­ния и участия в обмене веществ. У большинства животных для осуще­ствления этих процессов имеется специализированная система орга­нов, называемая пищеваритель­ным, или желудочно-кишечным, трактом.

Поступившая в пищеваритель­ный тракт пища перерабатывается под действием гидролитических ферментов. Они расщепляют пита­тельные вещества либо в самих сек-ретирующих эти ферменты клетках (внутриклеточное пищеварение), либо вне клеток, иногда на значи­тельном расстоянии от них (внекле­точное пищеварение).

Для гетеротрофных протистов, низших колониальных животных (например, губок) характерно внут­риклеточное пищеварение. Однако в процессе исторического развития органического мира все более важ­ную роль приобретает внеклеточное пищеварение, позволяющее исполь­зовать крупную по размерам пищу.

У кишечнополостных осуществ­ляется смешанное пищеварение — как внеклеточное, так и внутрикле­точное. У гидры захваченная щу­пальцами крупная добыча (дафнии, циклопы) поступает через рот в кишечную полость, где под действи­ем пищеварительных ферментов, выделяемых железистыми клетка­ми эндодермы, начинает перевари­ваться. Комок пищи распадается на мелкие полупереваренные частич­ки, которые заглатываются (фаго­цитируются) пищеварительными клетками эндодермы путем образо­вания ложноножек, в которых окончательно перевариваются. Ра­створимые продукты переварива-

ния далее поступают через мезоглею в клетки эктодермы.

Смешанное пищеварение xaрактерно также для сосальщиков (плоские черви) и некоторых кольчатых червей.

Внеклеточное, или дистантное, пищеварение наблюдается у большинства типов животных, а| также у бактерий и грибов. Оно может осуществляться и за преде­лами организма. Например, неко­торые насекомые и паукообразные 1 вводят пищеварительные ферменты в пойманную добычу, а бактерии и грибы выделяют их в окружающую среду, способствуя тем самым час­тичному перевариванию органичес­ких веществ.

У высших многоклеточных жи­вотных внеклеточное пищеварение происходит в специализированных полостях желудочно-кишечного тракта (полостное пищеварение). Полостное пищеварение свойствен­но также круглым червям, боль­шинству кольчатых червей, члени­стоногим, моллюскам и хордовым.

У высокоразвитых животных (начиная с типа Круглые черви) пищеварительный тракт пред­ставлен сквозной трубкой, на од­ном конце которой расположен рот, куда поступает пища, а на другом — анальное отверстие, через которое удаляются непере­варенные остатки пищи. Это по­зволяет осуществлять «конвейер­ный» процесс пищеварения. Пища может перемещаться лишь в одном направлении, так что животное продолжает поглощать пищу, в то время как пища, съе­денная ранее, еще переваривает­ся. При этом разные участки пи­щеварительного тракта специали! жируются на выполнении одной или нескольких функций.

У большинства животных на переднем конце пищеварительного тракта расположены структуры, выполняющие функцию измельче­ния пищи. У млекопитающих — это зубы, у черепах и птиц — клюв, у большинства моллюсков (кроме двустворчатых) — терка, у птиц — мускульный желудок. Механичес­кое измельчение пищи увеличива­ет поверхность пищевых частиц, повышая эффективность воздей­ствия пищеварительных фермен­тов.

У дождевых червей и у некото­рых членистоногих имеется не только глотка, втягивающая пищу, •о и зоб позади глотки, который представляет собой расширенную часть пищевода, где накапливает­ся пища.

Пищеварительные ферменты у животных с полостным пищеваре­нием образуются в кишечном эпи­телии и крупных пищеварительных железах (слюнных и поджелудоч­ной — у хордовых, в железах сред­ней кишки — у беспозвоночных). Эпителий кишечника, кроме пище­варительных ферментов, выделяет гормоны, которые регулируют про­цесс пищеварения, а также слизи­стый секрет муцин, предотвраща­ющий самопереваривание стенок пищеварительного тракта.

У ряда организмов наблюдает­ся также мембранное, или присте­ночное, пищеварение. Оно осуще­ствляется ферментами, располо­женными на структурах клеточной мембраны. Например, у большин­ства высокоорганизованных живот­ных оно происходит на поверхнос­ти эпителиальных клеток кишеч-

ника. Мембранное переваривание свойственно многим беспозвоноч­ным (черви, ракообразные, насеко­мые, моллюски) и всем позвоноч­ным. У некоторых организмов, на­пример у кишечных паразитов — аскарид, развито только мембран­ное пищеварение, в то время как полостное редуцировано. У многих животных сочетаются все три типа пищеварения, что повышает эффек­тивность и экономичность работы пищеварительной системы.

Под действием пищеваритель­ных ферментов сложные органичес­кие вещества расщепляются до про­стых, способных проникнуть через стенку пищеварительного тракта в жидкости внутренней среды орга­низма. Белки расщепляются до аминокислот протеолитическими ферментами (протеазами), угле­воды — до моносахаридов амило-литическими ферментами (амила­зами), жиры — до глицерола и жирных кислот липолитическими ферментами (липазами). Каждый отдел пищеварительного тракта специализируется на расщеплении определенных видов органических веществ.

Всасывание питательных ве­ществ. По мере продвижения по кишечнику пища не только пе­реваривается, но и всасывается. Так, например, у человека всасы­вание происходит в основном в тон­ком кишечнике. Стенки кишечника хорошо приспособлены для осуще­ствления этого процесса (рис. 4.9). На поверхности слизистой оболоч­ки кишечника расположены мно­гочисленные кишечные ворсинки. В свою очередь, клетки поверхно­стного эпителия таких ворсинок имеют мельчайшие выросты на поверхности своих наружных мемб­ран — микроворсинки. Благодаря такому строению кишечник имеет огромную всасывательную поверх­ность.

Аминокислоты и моносахариды всасываются клетками эпителия, откуда затем переправляются в кро­веносные капилляры ворсинок ки­шечника, а продукты расщепления жиров — в лимфатический сосудик ворсинки.

Аминокислоты используются для синтеза новых белков цито­плазмы клеток, восстановления поврежденных участков тела, обра­зования ферментов и гормонов, а также на другие нужды. Лишние аминокислоты в запас не откла-

дываются и подвергаются в печени дезаминированию. При этом от них отщепляются аминогруппы, кото­рые преобразуются в мочевину. Мочевина доставляется с кровью в почки и выводится из организма с мочой.

Пищеварение – это процесс расщепления макромолекул питательных веществ до более простых компонентову, способных использоваться клетками организма. Пищеварение может быть внеклеточным и внутриклеточным.

1. Присуще ли пищеварение бактериям и грибам?

2. Чем различаются между собой разные типы пищеварения?

3. Какое значение имеет механическое из­мельчение пищи и где оно осуществляется у животных разных групп?

4. Что такое процесс всасывания и как он осуществляется в пищеварительном тракте человека?