Реферат: Дыхание, пищеварение и обмен веществ человека
Желудочное сокоотделение регулируется двумя механизмами — нервным и гуморальным. Благодаря нервной регуляции секреция желудочного сока начинается уже спустя несколько минут после того, как пища поступила в рот. Такой условнорефлекторно выделяемый желудочный сок называется аппетитным. Аппетитный сок имеет важное значение для пищеварения: благодаря ему желудок оказывается заранее подготовленным к приему пищи, и при ее попадании сразу же начинается процесс расщепления питательных веществ.
Одновременно продукты расщепления пищевых веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) через слизистую оболочку желудка всасываются в кровь; с током крови они попадают к желудочным железам и вызывают сокоотделение, которое продолжается в течение всего времени, пока пища находится в желудке. Это — гуморальная регуляция желудочного сокоотделения.
Роль поджелудочной железы, печени и кишечных желез в пищеварении
Процесс переваривания пищи в кишечнике происходит под действием пищеварительных соков, выделяемых поджелудочной железой, печенью и кишечными железами.
Поджелудочная железа состоит из клеток двух типов: одни выделяют пищеварительный сок, другие — гормон инсулин. Поджелудочный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку по двум протокам, содержит ряд ферментов, которые расщепляют практически все органические питательные вещества. Существуют механизмы нервной и гуморальной регуляции функций поджелудочной железы.
Печень — самая крупная железа нашего организма. Клетки печени непрерывно вырабатывают желчь, которая по пузырному протоку попадает в двенадцатиперстную кишку. В перерывах между процессами переваривания пищи желчь накапливается в желчном пузыре. Выведение желчи в кишку регулируется нервным и гуморальным механизмами. Желчь усиливает движение кишки и способствует выделению поджелудочного сока; кроме того, она повышает активность ферментов, выделяемых поджелудочной и кишечными железами, облегчает расщепление жиров. Таким образом, печень участвует в регуляции обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Важное значение имеет барьерная функция печени: вся оттекающая от кишечника кровь, проходя через печень, очищается от вредных или ядовитых веществ, которые выводятся вместе с желчью в кишечник.
Кишечный сок, вырабатываемый железами слизистой оболочки тонкой кишки, содержит большое число ферментов, которые действуют на все виды органических питательных веществ и завершают их переваривание.
Кишечное пищеварение. Всасывание
Процесс пищеварения в тонкой кишке состоит из трех последовательных этапов: полостное пищеварение, пристеночное (мембранное) пищеварение и всасывание.
При полостном пищеварении расщепление питательных веществ происходит под влиянием пищеварительных соков в полости кишки. Благодаря сокращениям стенки кишки ее содержимое интенсивно перемешивается, что облегчает процесс переваривания пищи.
В процессе пристеночного {мембранного) пищеварения за счет действия молекул ферментов, находящихся на клеточной оболочке (мембране), перевариваются наиболее мелкие пищевые частицы, попавшие между ворсинками слизистой оболочки кишки.
Всасывание — это процесс поступления различных соединений через слой клеток-ворсинок в кровь и лимфу, в результате чего организм получает все необходимые ему вещества. Наиболее интенсивное всасывание происходит в тонкой кишке. Благодаря тому, что в каждую кишечную ворсинку проникают мелкие артерии, разветвляющиеся на капилляры, всасываемые питательные вещества легко проникают в жидкие среды организма. Глюкоза и расщепленные до аминокислот белки всасываются в кровь непосредственно. Кровь, несущая глюкозу и аминокислоты, направляется к печени, где происходит отложение углеводов. Жирные кислоты и глицерин — продукт переработки жиров под воздействием желчи — всасываются сначала в лимфу и уже оттуда попадают в кровеносную систему.
В тонкой кишке в основном завершаются процессы переваривания пищи и всасывания питательных веществ. Исключение составляет растительная клетчатка, расщепление которой происходит в толстой кишке. Железы толстой
кишки выделяют сок, частично расщепляющий растительную клетчатку и разрушающий невсосавшиеся продукты переваривания белков. Благодаря интенсивному всасыванию воды в толстой кишке пищевая кашица по мере ее продвижения постепенно превращается в плотные каловые массы, которые из толстой кишки попадают в прямую кишку. Опорожнение прямой кишки (дефекация) — сложный рефлекторный акт, которому способствует сокращение диафрагмы и мышц стенки живота. Центр этого рефлекса находится в крестцовом отделе спинного мозга; его деятельность регулируется головным мозгом.
Обмен веществ и энергии
Виды обмена веществ
Обмен веществ — это непрерывное поступление в организм из внешней среды различных органических и неорганических веществ, их изменение, частичное усвоение и выделение во внешнюю среду образовавшихся продуктов распада.
Вода — основа всех жидких сред организма, содержащих органические вещества и минеральные соли. Вода необходима для растворения большинства химических соединений, находящихся в организме, их переработки и выделения продуктов распада из организма. При участии воды и минеральных солей происходят важнейшие физико-химические процессы в клетках и тканях. Это обусловливает теснейшую связь водного обмена с обменом минеральных веществ.
Минеральные соли входят в состав всех тканей организма. Кроме того, неорганические соли необходимы для обмена веществ, связанного с выведением из клетки и поступлением в нее различных химических соединений.
Клетки всех тканей организма образованы главным образом из органических веществ — белков, жиров и углеводов. Органические вещества необходимы для обновления клеток и тканей. Кроме того, они служат важнейшим источником энергии.
Белки участвуют в построении цитоплазмы и органоидов клетки, это основной строительный материал клетки. Растительные и животные белки состоят из аминокислот, комбинации которых образуют различные белковые молекулы, участвующие в построении клеток и тканей. Поступающие с пищей белки в процессе пищеварения расщепляются на отдельные аминокислоты, которые всасываются и с кровью поступают к клеткам. В клетках из этих аминокислот образуются новые, специфичные для человеческого организма белки, которые используются для построения цитоплазмы и органоидов.
Жиры участвуют в построении клеточных мембран. Большая часть поступающих в организм жиров служит источником энергии. Часть их откладывается в запас, который расходуется при недостатке питания. Поступающие с пищей жиры в процессе пищеварения распадаются на глицерин и жирные кислоты. Попадая в кишечные ворсинки, они вновь соединяются, образуя новые жиры, свойственные только человеческому организму. Эти жиры попадают в лимфу и далее разносятся кровью ко всем органам и тканям.
Углеводы входят в состав цитоплазмы и ядра клеток и являются основным источником энергии. Поступая в организм с продуктами питания, углеводы (главным образом, крахмал и тростниковый сахар) под воздействием пищеварительных соков расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и достигает с ней печени, где превращается в животный крахмал — гликоген. В печени откладываются основные запасы углеводов в организме. При длительном голодании уровень глюкозы в крови снижается, что приводит к расщеплению хранящегося в печени гликогена и выбрасыванию образовавшейся глюкозы в кровяное русло. Таким путем, благодаря саморегуляции, поддерживается постоянный уровень глюкозы в крови.
Механизм саморегуляции включается и тогда, когда в пище не хватает каких-либо органических соединений. В этом случае происходит превращение одних органических веществ в другие. Например, белки при необходимости могут превращаться в жиры и углеводы. При обильном питании углеводной пищей часть углеводов в организме превращается в жиры; при их недостаточном поступлении в организм происходит превращение жиров в углеводы.
И лишь недостаток белков в пище невосполним, так как они образуются только из аминокислот. Поэтому белковое голодание наиболее опасно.
Энергия, необходимая для полноценной работы организма, выделяется в процессе окисления органических соединений. Конечными продуктами распада жиров и углеводов являются вода и углекислый газ. При распаде белков, кроме воды и углекислого газа, образуются еще аммиак (превращающийся в печени в мочевину) и другие соединения. Углекислый газ удаляется из организма через легкие, вода — через почки, легкие и кожу, мочевина — через почки.
Две стороны единого процесса обмена веществ
Способностью образовывать органические вещества из неорганических обладают лишь зеленые растения и некоторые виды бактерий. Животные и человек используют готовые органические соединения, синтезированные зелеными растениями. В свою очередь, в процессе целого ряда химических преобразований органические соединения в организме животных и человека распадаются на ряд конечных продуктов — воду, углекислый газ и аммиак. Удаленные из организма, эти неорганические вещества вновь поступают во внешнюю среду и впоследствии усваиваются растениями. Таким образом, между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществ.
Обмен веществ — основная функция организма, обеспечивающая возможность его жизнедеятельности и постоянного взаимодействия с окружающей средой. Обмен веществ представляет собой совокупность двух взаимосвязанных и неотделимых друг от друга видов обмена — пластического и энергетического.