Gremošana: kā pārtika tiek sadalīta
Lai izdzīvotu, mums jāņem barības vielas no pārtikas, ko mēs ēdam. To panāk ar gremošanu, sarežģītu procesu, kas notiek mūsu zarnās.
Kaut arī pārtika satur visas uzturvielām, kas mums nepieciešamas labai veselībai, tās ir ieslēgtas lielos, sarežģītos savienojumos. Lai ķermenis tos varētu izmantot, tie vispirms jāsadala mazākās daļās gremošanas procesā.
Šajā rakstā mēs izskaidrojam, kā pārtika tiek pārveidota par dzīves pamatelementiem un, protams, kakām.
Kas ir gremošana?
Īsāk sakot, gremošana ietver lielu pārtikas molekulu sadalīšanu ūdenī šķīstošās molekulās, kuras var nokļūt asinīs un transportēt uz ķermeņa orgāniem.
Piemēram, ogļhidrāti tiek sadalīti glikozē, olbaltumvielas aminoskābēs un tauki taukskābēs un glicerīnā.
Gremošanas sistēma ietver “dobos” un “cietos” orgānus.
Pārtika pārvietojas pa dobajiem orgāniem - muti, barības vadu, kuņģi, tievo zarnu, resno zarnu un tūpli.
Cietie orgāni - aizkuņģa dziedzeris, aknas un žultspūslis - maisījumam pievieno dažādus produktus.
Papildus cietajiem un dobajiem orgāniem gremošanā ir svarīga arī nervu un asinsrites sistēma, tāpat kā baktērijas, kas dzīvo zarnās.
Gremošanu bieži iedala divos veidos:
- Mehāniskā gremošana - pārtika fiziski tiek sadalīta mazākās daļās. Piemēram, košļājot.
- Ķīmiskā gremošana - pārtiku skābes un fermenti sadala tā pamata vienībās.
Gremošanas ceļojums
Cilvēkiem kuņģa-zarnu trakta (saukts arī par barības kanālu) garums ir aptuveni 8 metri. Kāds rakstnieks to raksturo kā “vissvarīgāko un vismazāk jauko ūdensceļu uz Zemes”. Zemāk mēs aprakstām ēdiena kumosa ceļojumu:
Mute
Gremošana sākas vēl pirms ēdiens nonāk mutē. Smarža vai pat doma par ēdienu sāk siekalu ražošanu pie siekalu dziedzeriem. Kad ēdiens atrodas mutē, to samitrina siekalas, un zobi un mēle sāk mehāniskās gremošanas procesu.
Siekalas satur fermentu, ko sauc par siekalu amilāzi, kas noārda cieti. Siekalas satur arī gļotas, kas palīdz atvieglot pārtikas pāreju caur gremošanas sistēmu.
Kad košļāšana (košana) un amilāzes sagremošana ir pabeigta, ēdiens būs kļuvis par mazu apaļu lāsi, kas ir pazīstams kā bolus. Pēc norīšanas bolus nonāk barības vadā un tiek pārvietots uz leju līdz kuņģim, izmantojot procesu, ko sauc par peristaltiku.
Peristaltika
Peristaltika ir lēna gludu muskuļu kontrakcija ap gremošanas sistēmas caurulēm. Lēni kontrakcijas viļņi iet gar zarnu, virzot bolusu pareizajā virzienā - prom no mutes un tūpļa virzienā.
Vēders
Bols iekļūst kuņģī caur muskuļa vārstu augšpusē, ko sauc par sirds sfinkteru. Šis sfinkteris kontrolē, cik daudz pārtikas nonāk kuņģī un kad.
Kuņģī ir kuņģa sula, kas galvenokārt satur:
- Sālsskābe - skābe, kas ir pietiekami stipra, lai izšķīdinātu skuvekļa asmeņus.
- Pepsīns - ferments, kas sadala olbaltumvielas.
Abas šīs ķīmiskās vielas var potenciāli kaitēt kuņģa gļotādai, tāpēc tā ražo gļotādu slāni, lai pasargātu sevi no bojājumiem.
Kuņģī turpinās peristaltika, kas palīdz sajaukt ēdienu ar kuņģa sulu. No kuņģa asinīs nav daudz savienojumu; izņēmumi ir ūdens, alkohols un nesteroīdie pretiekaisuma līdzekļi (NPL).
Pēc 1–2 stundām kuņģī ēdiens ir bieza pasta, ko dēvē par chyme. Tas atstāj kuņģi caur pilorisko sfinkteru kuņģa apakšā.
Tievā zarna
Divpadsmitpirkstu zarna ir pirmā tievās zarnas daļa. Šeit chyme sajaucas ar aizkuņģa dziedzera, žults no aknām un zarnu sulas enzīmiem:
Žults - ko ražo aknas, tas palīdz sadalīt taukus un tiek uzglabāts žultspūslī.
Aizkuņģa dziedzera sula - satur fermentu kokteili, ieskaitot tripsinogēnu, elastāzi un amilāzi.
Zarnu sula - šis šķidrums aktivizē dažus aizkuņģa dziedzera sulas fermentus. Tas satur arī citus fermentus, gļotas un hormonus.
Pārtika turpina ceļojumu pa atlikušajām tievās zarnas daļām - tukšzarnu un ileumu -, pakāpeniski sagremojot to. Kad tas ir pilnībā sadalīts, tas uzsūcas asinīs.
Cilvēkiem lielākā daļa barības vielu uzsūcas tievajās zarnās.
No divpadsmitpirkstu zarnas sienām izceļas sīkas ar pirkstiem līdzīgas projekcijas, ko sauc par villi, un palielina tās virsmas laukumu. Villi palielina absorbējamo barības vielu daudzumu. Virsmas laukumu vēl vairāk palielina mikrovilli, kas ir vēl mazākas projekcijas, kas nāk no zarnu epitēlija (oderes) šūnām.
Resnās zarnas
Arī resnās zarnas garums ir 1,5 metri (5 pēdas), ko sauc arī par resno zarnu un resno zarnu. Lai gan tas ir īsāks par tievo zarnu, tas ir biezāks diametrā.
Resnajā zarnā ūdens un minerālvielas uzsūcas asinīs.
Pārtika pārvietojas pa šo reģionu daudz lēnāk, lai ļautu zarnu baktērijām to fermentēt.
Resnā zarna absorbē visus produktus, ko rada baktēriju darbība, piemēram, K vitamīnu, B12 vitamīnu, tiamīnu un riboflavīnu.
Resnās zarnas ir sadalītas sekcijās:
Augšējā resnās zarnas - tas ietver cecum (maisiņš, kas pievienojas ileumam) un papildinājumu (vēl viens mazs maisiņš. Tās funkcija nav skaidra, bet tam var būt nozīme zarnu baktēriju uzturēšanā).
Šķērsvirziena resnās zarnas - šī sadaļa saspiež vēderu.
Dilstošā resnās zarnas - šajā sadaļā ir blīva zarnu baktēriju populācija, un to izmanto fekāliju uzglabāšanai.
Sigmoidā (S-veida) resnajā zarnā ir muskuļotas sienas, kas palīdz izkārnījumus virzīt taisnās zarnās.
Taisnās zarnas
Visi pārpalikušie atkritumi, kurus ķermenis nevar izmantot, tiek pārvietoti uz taisnās zarnas un izkārnīšanās laikā tiek izvadīti caur tūpli. Tas var notikt vairākas reizes vienā dienā vai reizi pāris dienās.
Striju receptori taisnās zarnas sienā atklāj, kad kamera ir pilna, un stimulē vēlmi izkārnīties. Ja defekācija tiek aizkavēta, izkārnījumus var pārvietot atpakaļ resnās zarnās, kur ūdens atkal uzsūcas ķermenī. Ja defekācija tiek atlikta uz ilgāku laiku, tiek noņemts vairāk ūdens, izkārnījumi kļūst cieti un indivīds var aizcietēt.
Kā barības vielas tiek sadalītas
Dažādas diētas sastāvdaļas tiek sadalītas dažādos veidos:
Olbaltumviela - sagremota ar trim enzīmiem, ko sauc par pepsīnu (kuņģī), tripsīnu un himotripsīnu (divpadsmitpirkstu zarnā, ko izdala aizkuņģa dziedzeris).
Tauku - lingvālā lipāze sāk tauku gremošanu mutē. Tomēr lielāko daļu tauku tievajās zarnās sadala aizkuņģa dziedzera lipāze. Žults palīdz arī tauku sadalīšanas procesā.
Ogļhidrāti - siekalu un aizkuņģa dziedzera amilāze sašķeļ cietes atsevišķās glikozes vienībās. Laktāze noārda pienā esošo cukuru laktozi. Saharoze sašķeļ saharozi (galda cukurs vai niedru cukurs).
DNS un RNS - sadalās ar aizkuņģa dziedzera radīto dezoksiribonukleāzi (DNase) un ribonukleāzi (RNāze).
Nesagraujošā gremošana
Dažas būtiskas, sarežģītas molekulas tiktu sabojātas, ja tās sajauktu ar gremošanas sulām kuņģī.
Piemēram, vitamīns B12 ir ļoti jutīgs pret skābi, un, ja tas tika sadalīts daļās, tas nevarēja pildīt savu lomu organismā.
Šajos gadījumos notiek nesagraujošā gremošana. B12 vitamīnam siekalās esošā ķīmiskā viela, ko sauc par haptokorīnu, saistās ar molekulu un aizsargā to.
Divpadsmitpirkstu zarnā saite ir sadalīta, un B12 pievienojas iekšējam faktoram. Pēc tam, nonākot ileumā, īpašie receptori divas saistītās molekulas nogādā asinīs.
Hormonāla gremošanas kontrole
Gremošana ir sarežģīts process, kas prasa dažādus orgānus, lai veiktu kustības īstajā laikā. Piemēram, vajadzīgie fermenti ir jāizsmidzina vajadzīgajā laikā un vajadzīgajā daudzumā. Lai palīdzētu organizēt šo sistēmu, ir iesaistīti dažādi hormoni, tostarp:
Gastrīns - izdalās kuņģī, šis hormons stimulē sālsskābes un pepsinogēna (neaktīvas pepsīna formas) ražošanu. Gastrīns tiek ražots, reaģējot uz pārtikas nonākšanu kuņģī. Skābā pH līmenis samazina gastrīna līmeni.
Sekretīns - stimulē bikarbonāta sekrēciju, lai neitralizētu skābi divpadsmitpirkstu zarnā.
Holecistokinīns (CCK) - atrodams arī divpadsmitpirkstu zarnā, šis hormons stimulē aizkuņģa dziedzeri atbrīvot fermentus un žultspūsli - žults.
Kuņģa inhibējošais peptīds - samazina kuņģa kušanu un samazina ēdiena iztukšošanās ātrumu no kuņģa. Tas arī izraisa insulīna sekrēciju.
Motilīns - stimulē pepsīna ražošanu un paātrina peristaltiku.
Kas ir kakā?
Atkarībā no indivīda un ēdiena veida, ko viņi ēd, gremošana - no mutes līdz vannas istabai - ilgst 24–72 stundas.
Kakla vai izkārnījumi ir pārtikas paliekas, kuras nevarēja absorbēt tievā zarnā, ko resnās zarnās ir nopuvušas baktērijas. Tas satur baktērijas un dažus nelielus vielmaiņas atkritumu produktus, piemēram, žulti un bilirubīnu (no asins sadalīšanās).
Izkārnījumu krāsa var būt ļoti atšķirīga (šeit lasiet vairāk par to, ko nozīmē dažādas izkārnījumu krāsas), un to konsistence var būt dažāda, sākot no ūdeņainas līdz cietai.
Īsumā
Gremošana ir tikpat sarežģīta, cik svarīga. Pārtikas pārnešana noderīgos komponentos ietver vairākus orgānus un sistēmas, virkni ķīmisko vielu un iespaidīgu koordināciju. Ceļš no burgera līdz kakam ir garš un līkumains.
