Az emésztőrendszer-biológia részei a majorok számára II

A gerinces emésztőrendszert úgy tervezték, hogy megkönnyítse az élelmiszeranyag átalakulását az élőlényeket fenntartó tápanyag-összetevőkké.

Szájüreg

A szájüreg vagy a száj az élelmiszer belépési pontja az emésztőrendszerbe, amelyet az 1. ábra szemléltet. Az elfogyasztott ételt apróbb részecskékre bontják a rágás, a fogak rágása. Minden emlősnek van foga, és megrághatja az ételét.

majorok

1. ábra Az étel emésztése az (a) szájüregben kezdődik. Az ételt a fogak rágják és nedvesítik a nyálmirigyekből kiválasztott nyál. A nyálban lévő enzimek megemésztik a keményítőket és a zsírokat. A nyelv segítségével a kapott bolust nyeléssel a nyelőcsőbe mozgatják. (kredit: a Nemzeti Rákkutató Intézet munkájának módosítása)

Az emésztés kiterjedt kémiai folyamata a szájban kezdődik. Az étel rágása közben a nyálmirigyek által termelt nyál keveredik az étellel. A nyál sok állat szájában termelő vizes anyag. Három fő mirigy különbözteti meg a nyálat - a fültő, a submandibularis és a sublingualis. A nyál nyálkát tartalmaz, amely nedvesíti az ételt és pufferolja az étel pH-ját. A nyál immunglobulinokat és lizozimokat is tartalmaz, amelyek antibakteriális hatással csökkentik a fogszuvasodást egyes baktériumok szaporodásának gátlásával.

A nyál tartalmaz egy úgynevezett enzimet is nyálamiláz amely megkezdi az ételben lévő keményítők átalakítását maltóz nevű diszachariddá. Egy másik enzim, az úgynevezett lipáz a nyelv sejtjei termelik. A lipázok egy olyan enzimcsoport, amely képes lebontani a triglicerideket. A nyelvi lipáz megkezdi az étel zsírkomponenseinek lebontását.

A fogak és a nyál által nyújtott rágási és nedvesítési műveletek az ételt az úgynevezett masszává készítik bolus lenyelésért. A nyelv segít a nyelésben - a bolus mozgatása a szájból a garatba. A garat két járat felé nyílik: a légcső, amely a tüdőbe vezet, és a nyelőcső, amely a gyomorba vezet. A légcsőnek van egy nyílása, amelyet glottisnak hívnak, amelyet egy epiglottis nevű porcos fedél takar. Lenyeléskor az epiglottis bezárja a glottist, és az étel a nyelőcsőbe, nem pedig a légcsőbe jut. Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy az étel ne kerüljön a légcsőbe.

Nyelőcső

2. ábra A nyelőcső perisztaltikus mozgásokon keresztül juttatja el az ételt a szájból a gyomorba.

A nyelőcső egy csöves szerv, amely összeköti a szájat a gyomorral. A rágott és megpuhult étel lenyelés után áthalad a nyelőcsövön. A nyelőcső simaizmai hullámszerű mozgások sorozatán mennek keresztül perisztaltika amelyek a táplálékot a gyomor felé tolják, amint azt a 2. ábra szemlélteti. A perisztaltikus hullám egyirányú - az ételt a szájból a gyomorba mozgatja, és a fordított mozgás nem lehetséges. A nyelőcső perisztaltikus mozgása akaratlan reflex; a nyelés aktusára reagálva történik.

Egy gyűrűszerű izom, amelyet a záróizom szelepeket képez az emésztőrendszerben. A gyomor-nyelőcső záróizom a nyelőcső gyomor végén található. A nyelés és az étel bolus által kifejtett nyomás hatására ez a záróizom kinyílik, és a bolus belép a gyomorba. Ha nincs nyelési művelet, ez a záróizom zárva van, és megakadályozza a gyomor tartalmának felfelé haladását a nyelőcsőben. Sok állatnak van igazi záróizma; az embereknél azonban nincs igazi záróizom, de a nyelőcső zárva marad, ha nincs nyelési hatás. A savas reflux vagy a „gyomorégés” akkor fordul elő, amikor a savas emésztőrendszeri nedvek a nyelőcsőbe szöknek.

Gyomor

Az emésztés nagy része a gyomorban történik, a 3. ábra mutatja gyomor egy sac-szerű szerv, amely kiválasztja a gyomor emésztőrendszeri levét. A gyomorban a pH 1,5 és 2,5 között van. Ez az erősen savas környezet szükséges az élelmiszerek kémiai lebontásához és a tápanyagok kivonásához. Üres állapotban a gyomor meglehetősen kicsi szerv; étellel megtöltve azonban akár a nyugalmi méretének 20-szorosára is bővülhet. Ez a tulajdonság különösen hasznos azoknál az állatoknál, akiknek ennivalónak kell lenniük, amikor étel áll rendelkezésre.

3. ábra. Az emberi gyomor rendkívül savas környezettel rendelkezik, ahol a fehérje nagy része emészthető. (kredit: Mariana Ruiz Villareal munkájának módosítása)

Gyakorlati kérdés

Az emésztőrendszerre vonatkozó alábbi állítások közül melyik hamis?

  1. A chyme az élelmiszer és az emésztőnedvek keveréke, amely a gyomorban termelődik.
  2. Az étel a vékonybél előtt bejut a vastagbélbe.
  3. A vékonybélben a chyme keveredik az epével, amely emulgeálja a zsírokat.
  4. A gyomrot a vékonybéltől a pylorus záróizom választja el.

A fehérje és néhány zsír emésztésekor a gyomor bélését meg kell védeni a pepszin általi emésztéstől. Két szempontot kell figyelembe venni, amikor leírjuk a gyomor bélésének védelmét. Először, amint azt korábban említettük, a pepszin enzimet inaktív formában szintetizálják. Ez védi a fő sejteket, mert a pepszinogén enzimfunkciója nem azonos a pepszinnel. Másodszor, a gyomornak vastag nyálkahártyája van, amely megvédi az alapszövetet az emésztőrendszer nedveinek hatásától. Ha ez a nyálkahártya felszakad, fekélyek képződhetnek a gyomorban. A fekélyek baktériumok (Helicobacter pylori) által okozott nyílt sebek egy szervben vagy annak felületén, amikor a nyálkahártya felszakad és nem képes megújulni.

Vékonybél

A chyme a gyomorból a vékonybélbe kerül. A vékonybél az a szerv, ahol a fehérje, zsírok és szénhidrátok emésztése befejeződik. A vékonybél egy hosszú csőszerű szerv, erősen hajtogatott felülettel, amely ujjszerű vetületeket tartalmaz villi. Az egyes villák apikális felszínén számos mikroszkópos vetület található, amelyeket mikrovillusoknak neveznek. Ezeket a 4. ábrán bemutatott struktúrákat a luminális oldalon hámsejtek szegélyezik, és lehetővé teszik a tápanyagok felszívódását az emésztett ételből és a másik oldalon lévő véráramba történő felszívódást. A bolyhok és a mikrovillusok számos ráncukkal növelik a belek felületét és növelik a tápanyagok felszívódási hatékonyságát. A vérben felszívódó tápanyagok a máj kapu vénájába kerülnek, ami a májhoz vezet. Ott a máj szabályozza a tápanyagok eloszlását a test többi részén, és eltávolítja a mérgező anyagokat, beleértve a drogokat, az alkoholt és néhány kórokozót.

4. ábra: A villi a vékonybél bélésén lévő redők, amelyek növelik a felületet, hogy megkönnyítsék a tápanyagok felszívódását.

Gyakorlati kérdés

A vékonybélre vonatkozó alábbi állítások közül melyik hamis?

  1. A vékonybélet felszívó abszorpciós sejtek mikrovillusai, kicsi kiemelkedései növelik a felületet és elősegítik az étel felszívódását.
  2. A vékonybél belsejében sok ránc található, villiának hívják.
  3. A mikrovilliumokat vérerek, valamint nyirokerek szegélyezik.
  4. A vékonybél belsejét lumennek nevezzük.

Az emberi vékonybél hossza meghaladja a 6 métert, és három részre oszlik: a duodenumra, a jejunumra és az ileumra. A vékonybél „C alakú” rögzített részét nevezzük patkóbél és a 3. ábrán látható. A duodenumot a pylorus záróizom választja el a gyomortól, amely megnyílik, hogy a chyme átmenjen a gyomorból a duodenumba. A duodenumban a chyme-ot hasnyálmirigy-levekkel keverik hidrogén-karbonátban gazdag lúgos oldatban, amely semlegesíti a chyme savasságát és pufferként működik. A hasnyálmirigy-levek számos emésztőenzimet is tartalmaznak. A hasnyálmirigyből, a májból és az epehólyagból, valamint a bélfal mirigysejtjeiből származó emésztőlé a duodenumba kerül. Epe a májban termelődik, és az epehólyagban tárolódik és koncentrálódik. Az epe epes sókat tartalmaz, amelyek emulgeálják a lipideket, míg a hasnyálmirigy enzimeket termel, amelyek katabolizálják a keményítőket, diszacharidokat, fehérjéket és zsírokat. Ezek az emésztőrendszeri gyümölcslevek szétbontják a chyme élelmiszer-részecskéit glükózzá, trigliceridekké és aminosavakká. Az ételek bizonyos kémiai emésztése a duodenumban történik. A zsírsavak felszívódása a duodenumban is megtörténik.

A vékonybél második részét az ún éhbél, A 3. ábra mutatja. Itt a tápanyagok hidrolízise folytatódik, miközben a szénhidrátok és aminosavak nagy része felszívódik a bélbélésen keresztül. A kémiai emésztés és a tápanyagok felszívódásának zöme a jejunumban történik.

A ileum, A 3. ábrán is látható a vékonybél utolsó része, itt az epesók és a vitaminok felszívódnak a véráramba. Az emésztetlen táplálék az ileumból az izom perisztaltikus mozgása révén kerül a vastagbélbe. Az ileum véget ér, a vastagbél pedig az ileocecalis szelepnél kezdődik. A vermiform, „féregszerű” függelék az ileocecalis szelepnél található. Az emberek függeléke nem választ ki enzimeket, és jelentéktelen szerepet játszik az immunitásban.

Vastagbél

5. ábra: A vastagbél visszaszívja az emésztetlen élelmiszerekből származó vizet, és a hulladékot tárolja mindaddig, amíg meg nem szűnik.

A vastagbél, Az 5. ábra szemlélteti, felszívja a vizet az emésztetlen élelmiszer-anyagból, és feldolgozza a hulladékot. Az emberi vastagbél hossza a vékonybélhez képest sokkal kisebb, de átmérője nagyobb. Három részből áll: a vakbél, a vastagbél és a végbél. A vakbél csatlakozik az ileumhoz a vastagbélhez, és a hulladék anyagának befogadó tasakja. A vastagbélben számos olyan baktérium vagy „bélflóra” található, amely elősegíti az emésztési folyamatokat. A vastagbél négy régióra osztható: az emelkedő, a keresztirányú, a leszálló és a sigmoid vastagbélre. A vastagbél fő feladata a víz és az ásványi sók emésztése az emésztetlen élelmiszerekből, valamint a hulladék tárolása. A húsevő emlősök étrendje miatt rövidebb a vastagbél, mint a növényevő emlősökben.

A végbél és a végbél

A végbél a vastagbél terminális vége, amint azt az 5. ábra mutatja. A végbél elsődleges szerepe a széklet tárolása a székletürítésig. Az ürüléket perisztaltikus mozgások segítségével hajtják végre az elimináció során. A végbélnyílás egy nyílás az emésztőrendszer túlsó végén, és a hulladék anyag kijutási pontja. Két záróizom a végbél és a végbélnyílás szabályozása között: a belső záróizom akaratlan, a külső záróizom pedig önkéntes.

Kiegészítő szervek

A fent tárgyalt szervek az emésztőrendszer szervei, amelyeken keresztül az étel átjut. A kiegészítő szervek olyan szervek, amelyek váladékot (enzimeket) adnak hozzá, amelyek katabolizálják az ételt tápanyagokká. A kiegészítő szervek közé tartoznak a nyálmirigyek, a máj, a hasnyálmirigy és az epehólyag. A májat, a hasnyálmirigyet és az epehólyagot az elfogyasztott ételre adott válaszként hormonok szabályozzák.

A máj az emberben a legnagyobb belső szerv, és nagyon fontos szerepet játszik a zsírok emésztésében és a méregtelenítő vérben. A máj epe, emésztőrendszeri lé képződik, amely szükséges a nyombélben lévő étel zsíros komponenseinek lebontásához. A máj emellett feldolgozza a vitaminokat és zsírokat, valamint számos plazmafehérjét szintetizál.

A hasnyálmirigy egy másik fontos mirigy, amely kiválasztja az emésztőrendszer nedvét. A gyomorból előállított kémi erősen savas jellegű; a hasnyálmirigy-gyümölcslevek magas mennyiségű hidrogén-karbonátot tartalmaznak, amely egy alkáli, amely semlegesíti a savas chimát. Ezenkívül a hasnyálmirigy-gyümölcslevek sokféle enzimet tartalmaznak, amelyek szükségesek a fehérje és a szénhidrátok emésztéséhez.

A epehólyag egy kis szerv, amely segíti a májat az epe tárolásával és az epesók koncentrálásával. Amikor a zsírsavakat tartalmazó chyme belép a duodenumba, az epét az epehólyagból választják ki a duodenumba.

Összefoglalva: Az emésztőrendszer részei

Sok szerv együttműködik az élelmiszer megemésztésében és a tápanyagok felszívásában. A száj a lenyelés pontja, és az a hely, ahol az élelmiszerek mechanikai és kémiai lebontása egyaránt megkezdődik. A nyál egy amiláz nevű enzimet tartalmaz, amely lebontja a szénhidrátokat. Az ételbolus perisztaltikus mozdulatokkal a nyelőcsövön keresztül halad a gyomorba. A gyomor rendkívül savas környezettel rendelkezik. A pepszin nevű enzim emészti a fehérjét a gyomorban. A további emésztés és felszívódás a vékonybélben történik. A vastagbél visszanyeli a vizet az emésztetlen táplálékból, és a hulladékot az eliminációig tárolja.