Какие физические и химические изменения претерпевает пища в процессе пищеварения кратко ответ

Обновлено: 06.07.2024

Пищеварение — сложный физиологический и биохимический процесс, в ходе которого принятая пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим изменениям. В результате этого компоненты пищи должны сохранить свою пластическую и энергетическую ценность; приобрести свойства, благодаря которым они могут быть усвоенными организмом и включенными в его нормальный обмен веществ; утратить видовую специфичность (при сохранении которой компоненты пищи не усваиваются и как чужеродные вещества, вызывающие защитные реакции организма, могут быть причиной тяжелых патологических явлений).

Физические изменения пищи состоят в ее размельчении, набухании, растворении, химические — в последовательной деградации питательных веществ в результате действия на них компонентов пищеварительных соков, выделяемых в полость пищеварительного тракта его железами. Важнейшая роль в этом принадлежит гидролитическим ферментам секретов пищеварительных желез и исчерченной каемки тонкой кишки.

В общем случае физические и физико-химические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, набухании, частичном растворении, образовании суспензий и эмульсий; химические изменения связаны с рядом последовательных стадий расщепления основных нутриентов. Процесс разрушения природных полимеров осуществляется в организме путем ферментативного гидролиза с помощью пищеварительных ферментов на (белки, жиры, углеводы).

Вопрос № 19-20 Пищеварение в ротовой полости

Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения:

полостное → мембранное (пристеночное) → внутриклеточное (всасывание)

Полостным является пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях — ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание.

Ферменты образуются в специальных секреторных клетках пищеварительных желез и поступают внутрь пищеварительного тракта вместе со слюной и пищеварительными соками — желудочным, поджелудочным и кишечным, объем выделения которых составляет у человека около 7 литров в сутки. Процесс образования и выделения специальными железами организма особых активных веществ (секретов) называется секрецией. Наряду с ферментами, являющимися катализаторами биохимических процессов расщепления пищевых веществ, в состав пищеварительных соков входят вода, различные соли, а также слизь, способствующая лучшему передвижению пищи. Одной из ключевых биологических закономерностей, определяющих процессы ассимиляции пищи, является правило соответствия: ферментные наборы организма находятся в соответствии с химическими структурами пищи.

Основные отделы пищеварительного канала (пищевод, желудок и кишечник) имеют три оболочки:

— внутреннюю слизистую, с расположенными в ней железами, выделяющими слизь, а в отдельных органах — и пищеварительные соки;

— среднюю мышечную, сокращение которой обеспечивает прохождение пищевого комка по пищеварительному каналу;

— наружную серозную, которая выполняет роль покровного слоя. Последовательные этапы переваривания и всасывания макронутриентов в желудочно-кишечном тракте, представлены на рис. 2

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

В тонком кишечнике завершается разрушение основных компонентов пищи и происходит заключительный этап пищеварения – всасывание питательных веществ через многочисленные микроворсинки на эпителиальных клетках тонкого кишечника. Далее продукты пищеварения транспортируются в капилляры кровеносной системы и в лимфатические сосуды, расположенные в стенках кишечника. В толстом кишечнике, длина которого составляет 1,5–4,0 м, пищеварение практически отсутствует. Здесь всасываются вода (до 95%), соли, глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые кишечной микрофлорой.

Физические и химические изменения пищи в процессе пищеварения: В общем случае физические и химические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, набухании, частичном растворении, образовании суспензий, эмульсий и низкомолекулярных продуктов расщепления. В ротовой полости основными процессами переработки пищи являются измельчение, смачивание слюной и набухание. При этом образуется пищевой комок. Продолжительность переработки пищи в полости рта 15–25 с. Под действием ферментов слюны в ротовой полости начинается гидролиз углеводов, однако из-за короткого времени последние расщепляются лишь частично.

Усвояемость пищи — это степень использования содержащихся в ней пищевых (питательных) веществ. На усвояемость пищевых веществ влияет множество факторов: состав пищи, технологическая обработка продуктов, сочетание их, функциональное состояние организма, объём, внешний вид, консистенция, режим приёма пищи и др. Пища переваренная, всосавшаяся в кровь и использованная для пластических процессов и восстановления энергии, называется усвоенной.

Пища играет огромную роль в работе человеческого организма, без пищи человек может прожить всего несколько дней, ведь большинство полезных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности, человек получает именно из пищи. Пища, в свою очередь, попадает в организм через желудочно-кишечный тракт, но должно пройти время, прежде чем она преобразуется в полезные вещества.

Люди стараются разнообразить свой рацион, употребляя в пищу различные овощи, фрукты, крупы, мясо, рыбу и многое другое. Людям важно, чтобы еда была вкусной, аппетитной и, желательно, полезной. Важны не только содержание, но и форма. Для организма любая еда — это совокупность отдельных элементов: белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов и т.д. Организм не может удовлетворять свои нужды поступившими продуктами напрямую, сначала он расщепляет их на составляющие, что-то идёт на строительство новых клеток, а что-то используется для получения энергии. Конечно, это максимально упрощённая схема.

Как переваривается пища в организме?

Пищеварение — это химический процесс, в ходе которого пища сначала смешивается с желудочным соком, а затем проходит по желудочно-кишечному тракту, постепенно распадаясь на составляющие. Пищеварение начинается даже не в желудке, а во рту, ведь в процессе пережёвывания человек уже измельчает пищу и частично смешивает её со слюной, чтобы облегчить глотание. С этого момента уже можно говорить о начале процесса пищеварение, которое закончится только в тонком кишечнике. Это не такой уж короткий путь.

Желудочно-кишечный тракт состоит из нескольких участков. Желудок и кишечник — это большие полые органы с мышечным слоем, который позволяет приводить в движение их стенки, чтобы пища и жидкость могли продвигаться через пищеварительную систему. Без такой помощи процесс пищеварения был бы невозможен, пища бы просто застаивалась в желудке. Процесс сокращения органов ЖКТ называют перистальтикой и сравнивает с волной, которая проходит вдоль пищеварительного тракта и помогает пище и жидкости медленно продвигаться вперёд. Если пища была предварительно тщательно пережёвана и жидкости было достаточно, то продвигать её по пищеварительному тракту будет проще.

Как работает пищеварительная система?

Как мы уже сказали, пищеварение начинается в полости рта, где пища измельчается в процессе жевания и смешивается со слюной. Слюна не так агрессивна, как желудочный сок, но и она содержит определённые ферменты, которые запускают процесс пищеварения и способны расщеплять крахмал. Когда человек проглатывает пищу, она попадает в пищевод, этот участок находится между глоткой и желудком. Чтобы проглотить пищу, человек должен приложить некоторые усилия, потому что на стыке пищевода и желудка находятся кольцевые мышцы, своеобразный клапан, роль которого выполняет нижний сфинктер пищевода. Он открывается при давлении поступившей пищи и пропускает её в желудок.

В желудке происходит сразу три важных процесса:

хранение пищи;
смешивание пищи с желудочным соком;
транспортировка пищи в тонкий кишечник.

Когда человек ест, желудок работает преимущественно как “мешок” или накопитель, куда попадает вся съеденная пища и выпитые жидкости. Чтобы принять весь этот груз, желудок должен уметь увеличиваться в размере, в этом ему помогают мышцы, которые находятся в верхней части желудка. В процессе потребления человеком пищи они расслабляются, что позволяет стенкам желудка растягиваться.

Смешивание пищи с желудочным соком происходит в нижней части желудка. Небольшое количество желудочного сока присутствует там всегда, но для расщепления большого количества пищи организм вырабатывает дополнительный объём желудочного сока. У желудочного сока сложных химический состав, основу которого составляют соляная кислота и пищеварительные ферменты, которые расщепляют белок. Сама по себе соляная кислота опасна и для стенок желудка, но их покрывает большое количество слизи, которая не даёт кислоте воздействовать на стенки.

Смешанная с желудочным соком пища переходит в двенадцатиперстную кишку, где под воздействием ферментов тонкого кишечника и сока поджелудочной железы перевариваются белки, жиры и углеводы. Дополнительная обработка происходит желчью, которая в остальное время накапливается в желчном пузыре, а во время еды порционно впрыскивается в двенадцатиперстную кишку. Желчные кислоты преимущественно воздействуют на жир, разбивая его на мелкие частицы, которые легко расщепляются ферментами.

Полученные в процессе расщепления пищи вещества всасываются через стенки тонкого кишечника в кровь и разносятся по всему организму. Частицы, которые переварить не удалось, перемещаются в толстый кишечник. В толстом кишечнике из непереваренных частиц всасывается вода и оставшиеся витамины, которые могут быть полезны для организма. Отходы же организм считает бесполезными и непригодными для дальнейшего использования, поэтому из них формируются каловые массы, которые попадают в прямую кишку и естественным образом выводятся. Считается, что выведение скопившихся каловых масс должно происходить ежедневно, таким образом организм самоочищается.

Что может вызвать перебои в работе ЖКТ?

Общее самочувствие человека во многом зависит от работы его желудочно-кишечного тракта, нарушать эту работу могут различные заболевания желудка и желчного пузыря, но навредить себе может и сам человек. Частыми “рукотворными” причинами нарушений в работе желудка становятся:

курение и злоупотребление алкоголем;
несбалансированные диеты;
пищевые отравления, вызванные некачественной едой.

Нужно помнить, что пищеварение — это сложный многоэтапный процесс, поэтому важно, чтобы он не нарушался ни на одном из этапов, от полости рта до прямой кишки. Желудочно-кишечный тракт обеспечивает расщепление пищи до простейших соединений, которые организм в дальнейшем использует для построения новых тканей и для получения энергии, без этого развитие и жизнедеятельность организма невозможны.

ПИЩЕВАРЕНИЕ, процесс, в ходе которого поглощенная пища переводится в форму, пригодную для использования организмом. В результате физических процессов и разнообразных химических реакций, протекающих под действием пищеварительных соков, питательные вещества, т.е. углеводы, белки и жиры, изменяются таким образом, что организм может их всасывать и использовать в обмене веществ. Пищеварение происходит в процессе перемещения пищи по органам, составляющим пищеварительный тракт. У высших животных к таким органам относятся рот со всеми его структурами, глотка, пищевод, желудок, кишечник и анальное отверстие (задний проход). Процесс пищеварения обеспечивают также вспомогательные органы: слюнные железы, поджелудочная железа, печень и желчный пузырь. У человека и других млекопитающих та часть пищеварительного тракта, которая включает желудок и кишечник, называется желудочно-кишечным трактом (см. также АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ; СИСТЕМАТИКА ЖИВОТНЫХ).

Питательные вещества.

Основные компоненты нормального рациона питания представлены главным образом тремя классами химических соединений: углеводами (в том числе сахарами), белками и жирами (липидами).

Углеводы

присутствуют в растительной пище в основном в виде крахмала. В процессе пищеварения он превращается в глюкозу, которая может запасаться в виде полимера – гликогена – и использоваться организмом. Молекула крахмала – очень крупный полимер, образованный множеством молекул глюкозы. В сыром виде крахмал заключен в гранулы, которые должны быть разрушены, чтобы он смог превратиться в глюкозу. Обработка и приготовление пищи приводят к разрушению части крахмальных гранул.

Некоторые пищевые продукты содержат углеводы в форме дисахаридов. Эти сравнительно простые сахара, в частности сахароза (тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар), в процессе пищеварения превращаются в еще более простые соединения – моносахариды. Последние не нуждаются в переваривании.

Белки

представляют собой различные по составу полимеры, в образовании которых участвуют 20 видов аминокислот. При переваривании белков образуются в качестве конечных продуктов свободные аминокислоты и аммиак. Важными промежуточными продуктами переваривания являются альбумозы, пептоны, полипептиды и дипептиды.

Пищевые жиры представлены в основном нейтральными жирами, или триглицеридами. Это сравнительно простые соединения, которые в процессе пищеварения распадаются на составные части – глицерин и жирные кислоты.

Физические процессы.

Химические реакции.

Основной химической реакцией, приводящей к распаду углеводов, белков и жиров, является гидролиз, осуществляемый набором гидролитических ферментов. В процессе гидролиза питательные вещества, присоединяя фрагменты молекулы воды, расщепляются на мелкие растворимые звенья, которые могут усваиваться организмом. Благодаря действию специфических ферментов, содержащихся в пищеварительных соках, гидролиз протекает очень быстро. См. также ФЕРМЕНТЫ.

ПРОЦЕССЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ

Пищеварение в полости рта.

Попав в рот, пища в ходе пережевывания смешивается с имеющей щелочную реакцию слюной, которая и начинает процесс пищеварения; слюна обеспечивает тесный контакт пищевых частиц с содержащимся в ней ферментом птиалином, растворяет некоторые легко растворимые вещества, размягчает более плотные частицы и покрывает пищевой комок слизью, облегчающей глотание. Действие птиалина (слюнной амилазы) на крахмал, прошедший тепловую обработку, или на декстрин начинает химическую стадию пищеварения. При этом часть крахмала превращается в декстрин, а часть декстрина – в мальтозу. Количество и состав слюны, а также в какой-то мере и степень переваривания пищи на данном этапе зависят от стимуляции слюнных желез. Уже сама мысль о пище вызывает психогенное слюноотделение, а присутствие пищи во рту рефлекторно активирует секрецию слюны, а также удлиняет время ее выделения. При приеме сухой пищи выделяется изобилующая слизью (муцином) слюна, а богатая углеводами пища стимулирует секреторную активность околоушных желез, в слюне которой особенно много ферментов. Поскольку пища обычно недолго остается во рту, здесь пищеварение лишь начинается, а пищеварительный эффект слюны проявляется в основном в желудке.

Пищеварение в желудке.

После кратковременного пребывания во рту полужидкая пищевая масса, благодаря перистальтическим движениям пищевода, попадает в желудок. Здесь действие слюны продолжается до тех пор, пока кислота желудочного сока не пропитает пищевую массу и не разрушит амилазу слюны. При обычной смешанной пище это может занять до 30 минут. Время пропитывания пищи желудочным соком зависит от характера и размеров пищевого комка и активности желудочной секреции.

По мере проникновения желудочного сока в пищевую массу начинается желудочная фаза пищеварения, в течение которой происходит главным образом протеолиз (расщепление белка). В ходе этого процесса фермент пепсин с помощью соляной кислоты, которая тоже присутствует в желудочном соке, превращает большое количество белков в альбумозы и пептоны. Точно так же действует фермент реннин (химозин), который содержится в желудочном соке маленьких детей; он расщепляет молочный белок казеин, вызывая створаживание молока. В желудке может начаться и частичное переваривание жира, поскольку в нормальном желудочном соке присутствует небольшое количество липазы. Липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот.

Совместное действие ферментов и кислоты желудочного сока растворяет большинство содержащихся в пище веществ. Это относится в первую очередь к белковым соединениям, с которыми соляная кислота легко образует растворимые соли. Соляная кислота разрушает также основную массу бактерий, попадающих в желудок с пищей, и тем самым предотвращает или тормозит процессы гниения.

Продолжительность пребывания пищи в желудке зависит от ее состава. Твердая пища, содержащая большое количество белка, сильнее стимулирует секрецию желудочного сока и дольше остается в желудке, чем более жидкая пища, содержащая меньше белка. Жир остается в желудке относительно долго, а углеводы быстро проходят через него. На конечной стадии желудочного пищеварения кислая жидкая масса (химус) под действием перистальтических сокращений желудочно-кишечного тракта перемещается в тонкий кишечник. См. также ЖЕЛУДОК.

Пищеварение в кишечнике.

Поступающие в кишечник продукты желудочного пищеварения смешиваются с секретом кишечных стенок и двумя щелочными жидкостями – соком поджелудочной железы (панкреатическим соком) и желчью, которые выделяются в кишечник в области сфинктера привратника, отделяющего желудок от тонкого кишечника. Эти щелочные жидкости нейтрализуют поступившую из желудка кислую массу, приводя к окончанию желудочной фазы пищеварения. Одновременно под влиянием ферментов панкреатического и кишечного сока начинается последняя стадия процесса пищеварения. Секрет поджелудочной железы содержит высокоактивные ферменты – амилазу, протеазы (трипсин и химотрипсин) и липазу, которые расщепляют крахмал, белки и жиры, уцелевшие после слюнной и желудочной фаз пищеварения. В кишечном соке присутствуют ферменты, разрушающие промежуточные продукты расщепления белков и крахмала, а также некоторые меньшие молекулы питательных веществ.

Панкреатическая амилаза (амилопсин) превращает сырой крахмал, не разрушенный амилазой слюны, и все остатки прошедшего тепловую обработку крахмала в декстрин, а декстрин в мальтозу. Панкреатическая липаза гидролизует нейтральные жиры с образованием глицерина и жирных кислот. Важная роль в этой реакции принадлежит щелочным секретам и присутствующим в желчи желчным солям: изменяя поверхностное натяжение и усиливая перистальтику, они эмульгируют жир (разбивают на множество микрокапель), что значительно увеличивает поверхность, на которую может действовать липаза. Панкреатические протеазы, трипсин и химотрипсин, действуют подобно пепсину, превращая все не расщепленные желудочным соком белки (обычно это 50–70% от общего количества белков пищи) в альбумозы и пептоны. Эти промежуточные продукты расщепления белков подвергаются затем действию смеси кишечных ферментов (аминопептидаз и дипептидаз) и превращаются в полипептиды, дипептиды и, наконец, в отдельные аминокислоты. (Раньше полагали, что в данном случае действует только один кишечный фермент и называли эту смесь пептидаз эрепсином.) Кишечные ферменты мальтаза, сахараза и лактаза гидролизуют соответствующие дисахариды (мальтозу, сахарозу и лактозу) до составляющих их моносахаридов.

В кишечном соке присутствует также и ряд других ферментов, которые расщепляют поступающие в малом количестве компоненты пищи, например нуклеиновые кислоты, гексозофосфаты и лецитин. К таким ферментам относятся соответственно поли- и мононуклеотидазы, фосфатаза и лецитиназа. Непищеварительный фермент кишечного сока – энтерокиназа – является специфическим активатором трипсиногена (предшественника протеолитического фермента трипсина).

Ферменты, содержащиеся в кишечном соке, в еще большей концентрации присутствуют на поверхности слизистой оболочки кишки. Поэтому часть реакций, которые раньше считались происходящими в просвете кишечника, на самом деле может протекать на кишечной стенке (пристеночное пищеварение). Секреция панкреатического сока и желчи (но не кишечного сока) находится под своеобразным гормональным контролем, особенность которого состоит в том, что гормонально-активные вещества секретируются в кровь не железами, а отдельными эндокринными клетками слизистой кишечника. Выделение этих гормонов происходит, по-видимому, под влиянием кислот, в частности свободных жирных кислот химуса, при его поступлении из желудка в кишечник. Полипептидный гормон секретин стимулирует выработку жидкой части панкреатического сока (а именно секрецию воды и солей, в особенности бикарбонатов); другой гормон, панкреозимин, усиливает выделение ферментов этого сока; третий, холецистокинин, вызывает обильное желчеотделение.

В результате трех стадий пищеварения происходит гидролиз почти всех поглощенных питательных веществ с образованием более простых молекул. Наряду с витаминами, минеральными веществами и немногими не требующими переваривания питательными веществами, эти простые молекулы быстро всасываются через слизистую оболочку кишечника (см. также МЕТАБОЛИЗМ), и кровь переносит их в клетки различных тканей. В толстый кишечник попадают отходы пищеварения, которые выводятся из организма через задний проход.
См. также АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА.

Читайте также: