Как питательные вещества попадают в клетки - ДВИЖЕНИЕ И ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ - ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

Постановка проблемы урока

Факт 1. В кишечнике завершается переваривание и осуществляется всасывание пищи.

Факт 2. Площадь внутренней поверхности кишечника огромна.

• Предложите свой вариант вопроса к параграфу и сравните с формулировкой авторов (с. 333).

Повторение необходимых знаний

• Что происходит в двенадцатиперстной кишке? (§ 36)

• Во что превращается пища в тонком кишечнике? (§ 36)

• Где происходит расщепление питательных веществ, а где - синтез новых органических веществ? (§ 4 - 6)

Решение проблемы

С помощью текста и рисунков ответьте на вопросы.

• Что происходит в толстом кишечнике?

• Чем можно отравиться?

• Как пищеварительная система облегчает проникновение болезнетворных организмов?

Наконец - то поглощаем

Процесс транспорта переваренных пищевых веществ из полости желудочно-кишечного тракта в кровь, лимфу и межклеточное пространство называется всасыванием. Оно осуществляется на протяжении всего пищеварительного тракта, но в каждом отделе имеются свои особенности.

37.1. Схема увеличения площади внутренней поверхности кишечника

Отрезок тонкой кишки длиной 1 м. Площадь поверхности такого цилиндра - около 0,1 м².

Круговые складки эпителия кишки увеличат площадь всасывающей поверхности в 3 раза.

С учётом ворсинок эпителия площадь всасывания возрастёт ещё в 10 раз. И наконец, микроворсинки увеличат площадь ещё в 20 раз. Площадь всасывания метрового отрезка кишки - 60 м².

• За счёт чего и почему увеличивается площадь внутренней поверхности тонкого кишечника?

Всасывание некоторых веществ начинается уже в ротовой полости, хотя и незначительное, так как пища там не задерживается, затем оно идёт в желудке, но главное место всасывания — тонкий кишечник.

Эффективность всасывания находится в прямой зависимости от площади поверхности, контактирующей с химусом.

Следовательно, при длине тонкого кишечника около 3 м у взрослого человека общая площадь его слизистой оболочки составляет примерно 200 м². Она сплошь покрыта микроскопическими выростами — ворсинками (рис. 37.2) и даже выглядит бархатистой. Кроме того, поверхность каждой клетки кишечного эпителия, обращённая в просвет кишечника, покрывает множество микроворсинок.

37.2. Строение ворсинки и эпителиальных клеток кишечника (стрелками показан путь питательных веществ)

Каждая ворсинка оснащена мышечными волокнами, в неё входят кровеносный и лимфатический капилляры и нервное окончание. Ворсинки кишечника в течение всего процесса пищеварения постоянно сокращаются и расслабляются, благодаря чему они всё время соприкасаются с новыми порциями перевариваемой пищи.

Всасывание происходит как за счёт диффузии, так и за счёт активного транспорта веществ через мембраны клеток с затратой энергии. Продукты всасывания поступают в кровеносные и лимфатические капилляры. При этом элементарные блоки сахаров и белков (глюкоза и аминокислоты) всасываются в кровь, а затем направляются через воротную вену к печени, которая их накапливает и распределяет между органами. Элементарные блоки жиров (жирные кислоты и глицерин) поступают в клетки эпителия кишечника, где образуются свойственные организму жиры. Они попадают сначала в лимфу и уже оттуда — в кровеносную систему. Всасывание происходит постепенно, по мере продвижения химуса по тонкому кишечнику.

Пристеночное пищеварение - последний этап пищеварения и первый этап всасывания

До поступления в двенадцатиперстную кишку пищеварение шло в ротовой полости и полости желудка на значительном расстоянии от их стенок. Такое пищеварение называется полостным. Русский учёный А.М. Уголев установил, что в тонком кишечнике, помимо обработки пищи ферментами в полости кишки, важную роль играют процессы расщепления сложных веществ на самой поверхности клеток слизистой оболочки стенки кишки. Это пристеночное, или мембранное, пищеварение происходит с участием ферментов, “сидящих” на клеточной мембране, и заканчивается всасыванием питательных веществ через стенки кишечника и сосудов в кровь или лимфу. Полостное пищеварение эффективно для разделения больших молекул на куски, а пристеночное — для дробления этих кусков на “кирпичики”, пригодные для транспорта во внутреннюю среду. К пристеночному пищеварению “допускаются” лишь частицы, размер которых меньше расстояния между соседними ворсинками.

Кто съест бифштекс, картошку и овощной салат?

Итак, продукты переваривания всасываются в кровь. Жиры, свойственные человеку, формируются уже в клетках кишечного эпителия. Далее жиры вместе со строительными блоками углеводов (простые сахара) и белков (аминокислоты) кровь и лимфа разнесут по всему организму. Из капилляров они попадут в клетки. Там часть жиров и строительных блоков будут разрушены, а выделившаяся энергия будет запасена в АТФ. Другая часть блоков пойдёт на строительство белков и углеводов, свойственных человеку. В клетках наш обед наконец найдёт полезное употребление.

Забираем оставшееся и выбрасываем ненужное

В правом нижнем углу брюшной полости подвздошная кишка впадает в толстую, несколько отступив от её конца. Конец толстой кишки образует слепую кишку — тупик кишечника. От неё отходит червеобразный отросток длиной 8 — 15 см — аппендикс. Под слизистым слоем стенок этого органа расположены скопления лимфатической ткани, что говорит о принадлежности аппендикса к защитным системам организма. Иногда он воспаляется, это заболевание называется аппендицитом.

В толстую кишку поступает оставшаяся непереваренной пища. В этом отделе кишечника находится огромное количество бактерий, называемых бактериальной, или кишечной, флорой. Они помогают организму получить дополнительные питательные вещества, так как расщепляют растительную клетчатку и синтезируют некоторые витамины. У новорождённых содержимое толстого кишечника стерильно, но этот отдел заселяется кишечной флорой в течение первых месяцев жизни. У здорового взрослого человека двенадцатиперстная кишка практически никогда не содержит бактерий, в верхних отделах тонкого кишечника их немного, значительно больше в нижних отделах, а в толстом кишечнике всегда присутствует бактериальная флора.

37.3. Толстый кишечник

• Почему толстый кишечник “толще” тонкого?

В толстой кишке происходит всасывание из химуса воды с растворёнными в ней минеральными солями и сформирование каловых масс. Эпителий толстого кишечника не имеет микроворсинок, железы выделяют мало ферментов, но много слизи, облегчающей продвижение непереваренных остатков по кишке.

Перистальтические движения толстого кишечника примерно такие же, как и у тонкого. Они перемешивают его содержимое, вода равномерно всасывается, и пищевая кашица превращается в плотные каловые массы. Регулярно по всему толстому кишечнику проходят мощные волны сокращения. Такие движения часто наблюдаются после еды. Они изгоняют каловые массы в конечный отрезок толстой кишки — прямую кишку. Это короткая прямая трубка, которая заканчивается анальным отверстием, окружённым двумя кольцами мускулов - сфинктеров. Работой первого сфинктера мы управлять не можем, а работа второго находится под контролем нашего сознания — мы можем произвольно расслаблять и напрягать его. Опорожнение прямой кишки — дефекация — рефлекторный акт, которому способствуют сокращения диафрагмы и мышц стенки живота.

Пища идёт через кишечник достаточно долго — в течение 24 — 36 ч, и это позволяет нашим клеткам получать свежие порции питательных веществ практически бесперебойно, несмотря на то что иногда перерывы в еде могут быть достаточно продолжительными.

Пищевые отравления

Употребление недоброкачественных продуктов, незнакомых грибов и плодов может вызвать боли в животе, рвоту, понос, головную боль, головокружение и даже обмороки. Тогда говорят о пищевом отравлении. В этом случае необходимо дать больному 1 — 2 л тёплой воды и вызвать рвоту, а затем надо приложить грелку к рукам и ногам, давать обильное горячее питьё и обязательно вызвать врача.

Очень опасен для человека токсин ботулин, который вырабатывается одним из видов бактерий при отсутствии кислорода. Эти бактерии могут размножаться в больших кусках рыбы, ветчины и особенно в некачественных консервах. Ботулин полностью разрушается при кипячении в течение 15 мин. Поэтому, если крышка консервной банки вздута, её содержимое нужно обязательно прокипятить, а лучше совсем не употреблять в пищу.

Кишечные инфекции

В пищеварительный тракт могут попадать болезнетворные микробы вместе с недоброкачественной, плохо обработанной пищей или с грязных рук. Переносчиками возбудителей заболеваний могут быть мухи и тараканы. Часть бактерий обезвреживается ещё в ротовой полости под действием слюны или разрушается желудочным соком и желчью. Однако некоторые микроорганизмы попадают в кишечник и начинают интенсивно размножаться, вызывая такие инфекционные заболевания, как брюшной тиф, дизентерия, холера и др. Яды, выделяемые бактериями, отравляют организм. Воспаление толстого кишечника приводит к нарушению всасывания в нём воды, что приводит к поносу.

Гельминтозы

37.4. Гельминты

Некоторые организмы не прочь воспользоваться плодами деятельности нашей пищеварительной системы. Гельминты, или глисты, паразитируют и в кишечнике человека. Употребление непрожаренной рыбы, мяса, плохо вымытых овощей и фруктов может привести к заражению паразитическими червями, то есть глистным заболеваниям, или гельминтозам. При гельминтозах снижается вес, наблюдается общее недомогание, тошнота, отёки. При сильных глистных заражениях может возникать недостаток витаминов, так как паразиты поглощают большую их часть.

Формулирование вывода

В тонком кишечнике завершается обработка ферментами веществ, которые не так давно были картошкой, бифштексом и овощным салатом. Всё, что получилось в результате этой обработки, активно всасывается в кровь. До толстого кишечника добралась в основном лишь клетчатка овощей да некоторые минеральные соли.

В тонком кишечнике идут процессы всасывания в кровь пищи, “разобранной” до молекулярных блоков. В толстом кишечнике всасывается в основном вода и формируются каловые массы. Для предупреждения кишечных заболеваний необходимо следить за чистотой своих рук, тщательно мыть овощи и фрукты, держать еду закрытой, уничтожать тараканов и мух, не пить сырую воду, не есть непрожаренные рыбу и мясо.

Аппендикс, кишечная (бактериальная) флора

Применение знаний

1. Где и как происходит всасывание питательных веществ из пищи?

2. Куда попадают в конце концов полезные вещества из пищи?

3. Где всасывается вода из пищи?

4. Для чего нам необходимы бактерии - симбионты?

5. Выполнение каких правил поможет не отравиться и не заразиться?

6. Чем различаются пищеварение в желудке и пищеварение в кишечнике?

7. Поработайте в паре или группе: пусть каждый по очереди формулирует вопросы по пройденной теме, а другой (другие) отвечает на них.