Роль травної системи у житті тварин

0 Comments

34.3: Процеси травної системи

Отримання харчування і енергії з їжі – багатоетапний процес. Для справжніх тварин першим кроком є прийом всередину, акт прийому їжі. Далі слідують травлення, всмоктування і усунення. У наступних розділах буде детально розглянуто кожен з цих кроків.

Проковтування

Великі молекули, знайдені в інтактній їжі, не можуть пройти через клітинні мембрани. Їжу потрібно розбити на більш дрібні частинки, щоб тварини могли використовувати поживні речовини та органічні молекули. Першим кроком в цьому процесі є прийом всередину . Проковтування – це процес прийому їжі через рот. У хребетних зуби, слина та язик відіграють важливу роль у жуванні (підготовці їжі в болюс). У той час як їжа механічно розщеплюється, ферменти в слині починають хімічно обробляти їжу, а також. Комбінована дія цих процесів модифікує їжу з великих частинок до м’якої маси, яка може бути проковтнута і може подорожувати по довжині стравоходу.

Травлення та поглинання

Травлення – це механічне і хімічне розщеплення їжі на дрібні органічні фрагменти. Важливо розщепити макромолекули на більш дрібні фрагменти, які мають відповідний розмір для поглинання через травний епітелій. Великі складні молекули білків, полісахаридів і ліпідів повинні бути зведені до більш простих частинок, таких як простий цукор, перш ніж вони можуть бути поглинені травними епітеліальними клітинами. Різні органи відіграють певну роль в травному процесі. У раціоні тварини потрібні вуглеводи, білки, жири, а також вітаміни і неорганічні компоненти для харчового балансу. Як засвоюється кожен з цих компонентів, розглянуто в наступних розділах.

Вуглеводи

Переварювання вуглеводів починається в роті. Слинний фермент амілаза починає розщеплення харчових крохмалів на мальтозу, дисахарид. Оскільки болюс їжі подорожує по стравоходу в шлунок, значного перетравлення вуглеводів не відбувається. Стравохід не виробляє травних ферментів, але виробляє слизову для змащування. Кисле середовище в шлунку зупиняє дію ферменту амілази.

Наступний етап перетравлення вуглеводів відбувається в дванадцятипалій кишці. Нагадаємо, що хімус зі шлунка потрапляє в дванадцятипалу кишку і змішується з травним секретом з підшлункової залози, печінки, жовчного міхура. Панкреатичні соки також містять амілазу, яка продовжує розщеплення крохмалю і глікогену на мальтозу – дисахарид. Дисахариди розщеплюються на моносахариди ферментами, званими мальтазами , сакразами та лактазами , які також присутні в межі кисті тонкої кишкової стінки. Мальтаза розщеплює мальтозу на глюкозу. Інші дисахариди, такі як сахароза і лактоза, розщеплюються відповідно сахаразою і лактазою. Сахароза розщеплює сахарозу (або «столовий цукор») на глюкозу і фруктозу, а лактаза розщеплює лактозу (або «молочний цукор») на глюкозу і галактозу. Моносахариди (глюкоза), вироблені таким чином, поглинаються, а потім можуть бути використані в метаболічних шляхах для використання енергії. Моносахариди транспортуються через кишковий епітелій у кров, щоб транспортуватися до різних клітин організму. Етапи перетравлення вуглеводів зведені на рис \(\PageIndex\) .

Малюнок \(\PageIndex\) : Переварювання вуглеводів здійснюється декількома ферментами. Крохмаль і глікоген розщеплюються на глюкозу амілазою і мальтазою. Сахароза (столовий цукор) і лактоза (молочний цукор) розщеплюються на сахарозу і лактазу відповідно.

Таблиця \(\PageIndex\) : Переварювання вуглеводів

ФерментВиробленоСайт діїСубстрат, що діє наКінцеві продукти
слинна амілазаслинні залозиРотПолісахариди (крохмаль)Дисахариди (мальтоза), олігосахариди
амілаза підшлункової залозипідшлункової залозиТонка кишкаПолісахариди (крохмаль)Дисахариди (мальтоза), моносахариди
ОлігосахаридазиПідкладка кишечника; кисть прикордонна мембранаТонка кишкадисахаридиМоносахариди (наприклад, глюкоза, фруктоза, галактоза)

Протеїн

Велика частина перетравлення білка відбувається в шлунку. Фермент пепсин відіграє важливу роль у перетравленні білків шляхом розщеплення інтактного білка до пептидів, які є короткими ланцюгами від чотирьох до дев’яти амінокислот. У дванадцятипалій кишці інші ферменти – трипсин , еластаза та хімотрипсин – діють на пептиди, зменшуючи їх до менших пептидів. Трипсин еластаза, карбоксипептидаза і хімотрипсин виробляються підшлунковою залозою і виділяються в дванадцятипалу кишку, де вони діють на хімус. Подальше розщеплення пептидів до окремих амінокислот сприяють ферменти, звані пептидазами (ті, які розщеплюють пептиди). Зокрема, карбоксипептидаза , дипептидаза та амінопептидаза відіграють важливу роль у зменшенні пептидів до вільних амінокислот. Амінокислоти всмоктуються в кров через тонкий кишечник. Етапи перетравлення білка зведені на рис \(\PageIndex\) .

Малюнок \(\PageIndex\) : Переварювання білка – це багатоступінчастий процес, який починається в шлунку і триває через кишечник.

Ліпіди

Розщеплення ліпідів починається в шлунку за допомогою мовної ліпази і шлункової ліпази. Однак основна частина перетравлення ліпідів відбувається в тонкому кишечнику за рахунок підшлункової ліпази. При попаданні хімусу в дванадцятипалу кишку гормональні реакції запускають викид жовчі, яка виробляється в печінці і зберігається в жовчному міхурі. Жовч допомагає в перетравленні ліпідів, перш за все тригліцеридів шляхом емульгування. Емульгування – це процес, при якому великі ліпідні глобули розщеплюються на кілька малих ліпідних глобул. Ці дрібні глобули більш широко поширені в хімусі, а не утворюють великі агрегати. Ліпіди є гідрофобними речовинами: у присутності води вони будуть агрегуватися, утворюючи глобули, щоб мінімізувати вплив води. Жовч містить жовчні солі, які є амфіпатичними, тобто вони містять гідрофобну та гідрофільну частини. Таким чином, гідрофільна сторона жовчних солей може взаємодіяти з водою з одного боку, а гідрофобна сторона – з ліпідами з іншого. Таким чином, жовчні солі емульгують великі ліпідні глобули в дрібні ліпідні глобули.

Чому емульгування важливо для перетравлення ліпідів? Панкреатичні соки містять ферменти, звані ліпазами (ферменти, що розщеплюють ліпіди). Якщо ліпідний в хімусі агрегується у великі глобули, дуже мала площа поверхні ліпідів доступна для ліпаз, щоб діяти на, залишаючи переварювання ліпідів неповним. Утворюючи емульсію, жовчні солі збільшують наявну площу поверхні ліпідів у багато разів. Потім ліпази підшлункової залози можуть діяти на ліпіди ефективніше і перетравлювати їх, як детально описано на малюнку \(\PageIndex\) . Ліпази розщеплюють ліпіди на жирні кислоти і гліцериди. Ці молекули можуть проходити через плазматичну мембрану клітини клітини і потрапляти в епітеліальні клітини кишкової оболонки. Жовчні солі оточують довголанцюгові жирні кислоти і моногліцериди, утворюючи крихітні сфери, звані міцелами. Міцели рухаються в щітковий кордон абсорбційних клітин тонкої кишки, де довголанцюгові жирні кислоти і моногліцериди дифундують з міцел в абсорбційні клітини, залишаючи міцели позаду в хімусі. Довголанцюгові жирні кислоти та моногліцериди рекомбінуються в абсорбційних клітині, утворюючи тригліцериди, які агрегуються в глобули і покриваються білками. Ці великі сфери називаються хіломікронами . Хіломікрони містять тригліцериди, холестерин та інші ліпіди і мають білки на своїй поверхні. Поверхня також складається з гідрофільних фосфатних «головок» фосфоліпідів. Разом вони дозволяють хіломікрону рухатися у водному середовищі, не піддаючи ліпіди воді. Хіломікрони залишають абсорбційні клітини через екзоцитоз. Хіломікрони потрапляють в лімфатичні судини, а потім потрапляють в кров в підключичну вену.

Малюнок \(\PageIndex\) : Ліпіди перетравлюються і всмоктуються в тонкому кишечнику.

Вітаміни

Вітаміни можуть бути як водорозчинними, так і ліпідно-розчинними. Жиророзчинні вітаміни засвоюються так само, як і ліпіди. Важливо споживати деяку кількість дієтичних ліпідів, щоб допомогти засвоєнню ліпідних розчинних вітамінів. Водорозчинні вітаміни можуть безпосередньо всмоктуватися в кров з кишечника.

Малюнок \(\PageIndex\) : Механічне і хімічне перетравлення їжі відбувається в багато етапів, починаючи з рота і закінчуючи прямою кишкою.

Яке з наведених нижче тверджень про процеси травлення вірно?

  1. Амілаза, мальтаза і лактаза в роті перетравлюють вуглеводи.
  2. Трипсин і ліпаза в шлунку перетравлюють білок.
  3. Жовч емульгує ліпіди в тонкому кишечнику.
  4. Жодна їжа не всмоктується до тонкого кишечника.

ліквідація

Завершальним етапом травлення є виключення вмісту неперетравленої їжі і продуктів життєдіяльності. Неперетравлений харчовий матеріал потрапляє в товсту кишку, де велика частина води реабсорбується. Нагадаємо, що товста кишка також є домом для мікрофлори під назвою «кишкова флора», яка допомагає в процесі травлення. Напівтверді відходи переміщаються через товсту кишку перистальтичними рухами м’язи і зберігаються в прямій кишці. Оскільки пряма кишка розширюється у відповідь на зберігання калових мас, вона запускає нервові сигнали, необхідні для встановлення позиву до усунення. Тверді відходи виводяться через задній прохід за допомогою перистальтичних рухів прямої кишки.

Поширені проблеми з усуненням

Діарея та запор – одні з найпоширеніших проблем зі здоров’ям, які впливають на травлення. Запор – це стан, коли кал затверділий через надлишкове видалення води в товстій кишці. На відміну від цього, якщо з калу не видаляється достатня кількість води, це призводить до діареї. Багато бактерій, включаючи ті, що викликають холеру, впливають на білки, що беруть участь у реабсорбції води в товстій кишці, і призводять до надмірної діареї.

Емезіда

Емезида, або блювота, – це усунення їжі шляхом силового вигнання через рот. Це часто у відповідь на подразник, який впливає на травний тракт, включаючи, але не обмежуючись, віруси, бактерії, емоції, приціли та харчові отруєння. Це сильне вигнання їжі відбувається через сильних скорочень, що виробляються м’язами шлунка. Процес блювоти регулюється мозковим мозком.

Резюме

Травлення починається з прийому всередину, де їжа забирається в рот. Травлення та всмоктування відбуваються в ряд етапів зі спеціальними ферментами, які відіграють важливу роль у перетравленні вуглеводів, білків та ліпідів. Елімінація описує виведення з організму неперетравленого вмісту їжі і продуктів життєдіяльності. У той час як більшість всмоктування відбувається в тонкому кишечнику, товста кишка відповідає за остаточне видалення води, яка залишається після абсорбційного процесу тонкого кишечника. Клітини, що вистилають товсту кишку, поглинають деякі вітаміни, а також залишки солі та води. Товста кишка (товста кишка) – це також місце, де утворюється кал.

Мистецькі зв’язки

Малюнок \(\PageIndex\) : Яке з наведених нижче тверджень про процеси травлення вірно?

  1. Амілаза, мальтаза і лактаза в роті перетравлюють вуглеводи.
  2. Трипсин і ліпаза в шлунку перетравлюють білок.
  3. Жовч емульгує ліпіди в тонкому кишечнику.
  4. Жодна їжа не всмоктується до тонкого кишечника.

Глосарій

амінопептидаза протеаза, яка розщеплює пептиди до одиничних амінокислот; виділяється щіткою кордону тонкої кишки карбоксипептидази протеаза, яка розщеплює пептиди до одиничних амінокислот; виділяється пензлем кордону тонкої кишки хіломікрон мала ліпідна глобула хімотрипсин протеаза підшлункової залози травлення механічне та хімічне розщеплення їжі на дрібні органічні фрагменти дипептидаза протеаза, яка розщеплює пептиди до одиничних амінокислот; виділяється щіткою кордону тонкої кишки еластаза протеаза підшлункової залози прийом всередину акт прийому їжі лактаза фермент, який розщеплює лактозу на глюкозу і галактозу мальтаза фермент, який розщеплює мальтозу на глюкозу сахараза фермент, який розщеплює сахарозу на глюкозу і фруктозу трипсин протеаза підшлункової залози, яка розщеплює білок

Recommended articles

  1. Article type Section or Page License CC BY License Version 4.0 Show Page TOC No on Page
  2. Tags
    1. Aminopeptidase
    2. authorname:openstax
    3. carboxypeptidase
    4. Chylomicron
    5. Chymotrypsin
    6. Digestion
    7. dipeptidase
    8. elastase
    9. ingestion
    10. lactase
    11. Maltase
    12. program:openstax
    13. source[translate]-bio-2003
    14. Sucrase
    15. Trypsin

    34.1: Травні системи

    Тварини отримують своє харчування від споживання інших організмів. Залежно від їх раціону тварин можна класифікувати на такі категорії: пожирачі рослин (травоїдні), м’ясоїди (м’ясоїдні), а також ті, що харчуються як рослинами, так і тваринами (всеїдні). Живильні речовини та макромолекули, присутні в їжі, не відразу доступні клітинам. Існує ряд процесів, які змінюють їжу в організмі тварин, щоб зробити поживні речовини та органічні молекули доступними для клітинної функції. Оскільки тварини розвивалися за складністю форми та функції, їх травна система також розвивалася, щоб задовольнити їх різні дієтичні потреби.

    Травоїдні, всеїдні та м’ясоїдні

    Травоїдні тварини, основне джерело їжі яких – рослинна. Приклади травоїдних, як показано на малюнку, \(\PageIndex\) включають хребетних, таких як олені, коали та деякі види птахів, а також безхребетних, таких як цвіркуни та гусениці. Ці тварини розвинули травну систему, здатну обробляти велику кількість рослинної сировини. Травоїдних можна додатково класифікувати на плодоїдних (плодоїдів), граніїдних (пожирачів насіння), нектиїдних (нектарових годівниць) та листяних (листоїди).

    Малюнок \(\PageIndex\) : Травоїдні тварини, як цей (а) олень мулів і (б) гусениця монарха, харчуються переважно рослинним матеріалом. (Кредит а: модифікація роботи Білла Еббесена; кредит b: модифікація роботи Дуга Боумана)

    М’ясоїдні тварини – це тварини, які їдять інших тварин. Слово хижак походить від латинської мови і буквально означає «м’ясоїд». Дикі кішки, такі як леви, показані \(\PageIndex\) на малюнку а та тигри, є прикладами хребетних м’ясоїдних тварин, як і змії та акули, тоді як безхребетні м’ясоїдні тварини включають морські зірки, павуки та сонечка, показані на малюнку \(\PageIndex\) b Облігатні м’ясоїдні – це ті, які повністю покладаються на плоть тварин, щоб отримати їх поживні речовини; прикладами облігатних м’ясоїдних тварин є члени сімейства котячих, такі як леви та гепарди. Факультативні м’ясоїдні – це ті, які також їдять не тваринну їжу крім тваринної їжі. Зверніть увагу, що немає чіткої лінії, яка б відрізняла факультативних м’ясоїдних тварин від всеїдних; собаки вважалися б факультативними м’ясоїдними.

    Малюнок \(\PageIndex\) : М’ясоїдні тварини, як (а) лев, їдять переважно м’ясо. (б) сонечко також є хижаком, який споживає дрібних комах, званих попелиць. (Кредит а: модифікація роботи Кевіна Плука; кредит b: модифікація роботи Джона Саллівана)

    Всеїдні тварини – це тварини, які їдять як рослинну, так і тваринну їжу. У перекладі з латині всеїдний означає їсти все. Прикладом хребетних всеїдних є люди, ведмеді (показані на малюнку \(\PageIndex\) а) і кури; безхребетні всеїдні включають тарганів і раків (показано на малюнку \(\PageIndex\) б).

    Малюнок \(\PageIndex\) : Всеїдні, як (а) ведмідь і (б) раки, їдять як рослинну, так і тваринну їжу. (кредит а: модифікація роботи Дейва Менке; кредит b: модифікація роботи Джона Саллівана)

    Безхребетні травні системи

    Тварини розвинули різні типи травних систем, щоб допомогти в перетравленні різних продуктів, які вони споживають. Найпростіший приклад – це шлунково-судинна порожнина і зустрічається в організмах з лише одним отвором для травлення. Platyhelminthes (плоскі черви), Ктенофора (гребінці желе) та Кнідарія (корали, желе та морські анемони) використовують цей тип травлення. Гастроваскулярні порожнини, як показано \(\PageIndex\) на малюнку а, як правило, є сліпою трубкою або порожниною з лише одним отвором, «ротом», який також служить «анусом». Потрапляє матеріал потрапляє в рот і проходить через порожнисту трубчасту порожнину. Клітини всередині порожнини виділяють травні ферменти, які розщеплюють їжу. Частинки їжі поглинаються клітинами, що вистилають шлунково-судинну порожнину.

    Аліментарний канал , показаний на малюнку \(\PageIndex\) б, являє собою більш просунуту систему: він складається з однієї трубки з ротом на одному кінці і заднього проходу на іншому. Дощові черв’яки – приклад тварини з харчовим каналом. Після того, як їжа потрапляє через рот, вона проходить через стравохід і зберігається в органі, який називається урожаєм; потім вона переходить у шлунок, де збивається і перетравлюється. З шлунка їжа проходить через кишечник, поживні речовини всмоктуються, а відходи виводяться у вигляді калу, званого виливками, через задній прохід.

    Малюнок \(\PageIndex\) : (а) Гастроваскулярна порожнина має єдиний отвір, через який потрапляє їжа і виводяться відходи, як показано в цій гідрі та в цій медузі медузи. (b) Аліментарний канал має два отвори: рот для прийому їжі та задній прохід для усунення відходів, як показано у цій нематоді.

    Травні системи хребетних

    Хребетні розвинули більш складні травні системи, щоб адаптуватися до своїх дієтичних потреб. Деякі тварини мають єдиний шлунок, а у інших – багатокамерні шлунки. У птахів розвинена травна система, пристосована до вживання в їжу нежувальної їжі.

    Моногастральний: Однокамерний шлунок

    Як підказує слово моногастральна , цей тип травної системи складається з однієї («моно») шлункової камери («шлункової»). Люди і багато тварин мають моногастральну травну систему, як показано на малюнку \(\PageIndex\) . Процес травлення починається з рота і прийому їжі. Зуби відіграють важливу роль в жуванні (жуванні) або фізичному розщепленні їжі на більш дрібні частинки. Ферменти, присутні в слині, також починають хімічно розщеплювати їжу. Стравохід являє собою довгу трубку, яка з’єднує рот зі шлунком. Використовуючи перистальтику, або хвилеподібні скорочення гладкої мускулатури, м’язи стравоходу штовхають їжу до шлунка. Для того щоб прискорити дії ферментів в шлунку, шлунок – надзвичайно кисле середовище, з рН між 1,5 і 2,5. Шлункові соки, до складу яких входять ферменти в шлунку, впливають на частинки їжі і продовжують процес травлення. Подальше розщеплення їжі відбувається в тонкому кишечнику, де ферменти, що виробляються печінкою, тонким кишечником, підшлунковою залозою продовжують процес травлення. Поживні речовини всмоктуються в кровотік через епітеліальні клітини, що вистилають стінки тонкого кишечника. Відходи рухаються до товстого кишечника, де вода всмоктується, а більш сухий відпрацьований матеріал ущільнюється в кал; він зберігається до тих пір, поки він не виводиться через пряму кишку.

    Малюнок \(\PageIndex\) : (а) Люди та травоїдні тварини, такі як (б) кролик, мають моногастральну травну систему. Однак у кролика тонка кишка і сліпа кишка збільшені, щоб дати більше часу перетравлювати рослинну речовину. Збільшений орган забезпечує більшу площу поверхні для всмоктування поживних речовин. Кролики перетравлюють свою їжу двічі: перший раз їжа проходить через травну систему, вона збирається в сліпій кишці, а потім проходить у вигляді м’яких фекалій, званих цекотрофами. Кролик повторно заковтує ці цекотрофи для подальшого їх перетравлення.

    Пташиний

    Птахи стикаються з особливими проблемами, коли мова йде про отримання харчування з їжі. У них немає зубів і тому їх травна система, показана на малюнку \(\PageIndex\) , повинна бути в змозі переробляти нежувальну їжу. Птахи розвинули різноманітні типи дзьобів, які відображають велику різноманітність у своєму раціоні, починаючи від насіння та комах до фруктів та горіхів. Оскільки більшість птахів літають, їх швидкість метаболізму висока для того, щоб ефективно обробляти їжу та підтримувати низьку вагу тіла. Шлунок птахів має дві камери: провентрикулюс , де виробляються шлункові соки для перетравлення їжі до її потрапляння в шлунок , і шлунок, де їжа зберігається, вимочується, механічно подрібнюється. Неперетравлений матеріал утворює харчові гранули, які іноді відригуються. Велика частина хімічного перетравлення та всмоктування відбувається в кишечнику, а відходи виводяться через клоаку.

    Малюнок \(\PageIndex\) : У пташиного стравоходу є мішечок, званий урожаєм, який зберігає їжу. Їжа переходить від врожаю до першого з двох шлунків, званих провентрикулюсом, який містить травні соки, що розщеплюють їжу. З провентрикулюса їжа надходить у другий шлунок, званий шлунком, який подрібнює їжу. Деякі птахи ковтають камені або пісок, які зберігаються в шлунку, щоб допомогти процесу подрібнення. У птахів немає окремих отворів для виведення сечі і калу. Замість цього сечова кислота з нирок виділяється в товсту кишку і поєднується з відходами травного процесу. Ці відходи виводяться через отвір, зване клоакою.

    Еволюція зв’язку: пташині адаптації

    Птахи мають високоефективну, спрощену травну систему. Останні дані викопних речовин показали, що еволюційна дивергенція птахів від інших наземних тварин характеризувалася впорядкуванням і спрощенням травної системи. На відміну від багатьох інших тварин, у птахів немає зубів, щоб пережовувати їжу. На місці губ у них гострі загострені дзьоби. Роговий дзьоб, відсутність щелеп та менший язик птахів можна простежити до своїх предків динозаврів. Виникнення цих змін, здається, збігається з включенням насіння в раціон птиці. Насіннєїдні птахи мають дзьоби, які мають форму для захоплення насіння, а двокамерний шлунок дозволяє делегувати завдання. Оскільки птахам потрібно залишатися світлими, щоб літати, їх швидкість метаболізму дуже висока, а значить, вони дуже швидко перетравлюють їжу і їм потрібно часто харчуватися. Контрастуйте це з жуйними, де перетравлення рослинної речовини займає дуже багато часу.

    Жуйні

    Жуйні – це переважно травоїдні тварини, такі як корови, вівці та кози, весь раціон яких складається з вживання великої кількості грубих кормів або клітковини. Вони розвинули травні системи, які допомагають їм перетравлювати величезну кількість клітковини. Цікавою особливістю рота жуйних є те, що у них немає верхніх різцевих зубів. Вони використовують свої нижні зуби, язик і губи, щоб рвати і жувати їжу. З рота їжа рухається в стравохід і далі в шлунок.

    Щоб допомогти перетравлювати велику кількість рослинної сировини, шлунок жуйних тварин є багатокамерним органом, як показано на малюнку \(\PageIndex\) . Чотири відділи шлунка називаються рубцем, сіткою, омазумом і сичугом. Ці камери містять багато мікробів, які розщеплюють целюлозу і бродять їжу, що потрапила в організм. Сичуг – це «справжній» шлунок і є еквівалентом одногастральної шлункової камери, де виділяються шлункові соки. Шлункова камера з чотирма відділеннями забезпечує більший простір та мікробну підтримку, необхідну для перетравлення рослинного матеріалу у жуйних тварин. Процес бродіння виробляє велику кількість газу в камері шлунка, який необхідно усунути. Як і у інших тварин, тонка кишка відіграє важливу роль у всмоктуванні поживних речовин, а товстий кишечник допомагає у виведенні відходів.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Жуйні тварини, такі як кози і корови, мають чотири шлунка. Перші два шлунка, рубець і сітка, містять прокаріоти і протисти, які здатні перетравлювати клітковину клітковини. Жуйний відригує жуйку з сіточки, жує її і заковтує в третій шлунок, омазум, який видаляє воду. Потім жуйка переходить на четвертий шлунок, сичуг, де перетравлюється ферментами, що виробляються жуйним.

    Псевдо-жуйні

    Деякі тварини, такі як верблюди та альпаки, є псевдожуйними. Вони їдять багато рослинного матеріалу і грубих кормів. Перетравлювати рослинний матеріал непросто, оскільки стінки клітин рослин містять полімерну молекулу цукру целюлозу. Травні ферменти цих тварин не можуть розщеплювати целюлозу, але мікроорганізми, присутні в травній системі, можуть. Тому травна система повинна вміти обробляти велику кількість грубих кормів і розщеплювати целюлозу. Псевдожуйні мають трикамерний шлунок в травній системі. Однак їх сліпа кишка – мішечковий орган на початку товстого кишечника, що містить багато мікроорганізмів, необхідних для перетравлення рослинних матеріалів – велика і є місцем, де грубі корми ферментуються і перетравлюються. Ці тварини не мають рубця, але мають омазум, сичуг та сітку.

    Частини травної системи

    Травна система хребетних покликана полегшити перетворення харчової речовини в поживні компоненти, які підтримують організми.

    Ротова порожнина

    Ротова порожнина, або рот, є точкою надходження їжі в травну систему, проілюстрована на малюнку \(\PageIndex\) . Вживана їжа розбивається на більш дрібні частинки шляхом жування, жувальної дії зубів. Всі ссавці мають зуби і можуть жувати свою їжу.

    Великий хімічний процес травлення починається в роті. У міру пережовування їжі слина, що виробляється слинними залозами, змішується з їжею. Слина – водяниста речовина, що виробляється в ротах багатьох тварин. Є три основні залози, які виділяють слину – привушної, підщелепної та під’язикової. Слина містить слиз, яка зволожує їжу і буферує рН їжі. Слина також містить імуноглобуліни та лізоцими, які мають антибактеріальну дію для зменшення карієсу, пригнічуючи ріст деяких бактерій. Слина також містить фермент під назвою слинна амілаза , який починає процес перетворення крохмалю в їжі в дисахарид, який називається мальтозою. Інший фермент під назвою ліпаза виробляється клітинами на мові. Ліпази – це клас ферментів, які можуть розщеплювати тригліцериди. Лінгвальна ліпаза починає розщеплення жирових компонентів в їжі. Жувальна та змочувальна дія, що забезпечується зубами та слиною, готують їжу в масу, яка називається болюсом для ковтання. Язик допомагає при ковтанні – переміщенні болюса з рота в глотку. Глотка відкривається на два проходи: трахею, яка веде в легені, і стравохід, який веде до шлунка. Трахея має отвір, зване голосовою щілиною, яке покрито хрящовим клапаном, званим надгортанником. При ковтанні надгортанник закриває голосову щілину і їжа переходить в стравохід, а не трахею. Таке розташування дозволяє утримувати їжу поза трахеєю.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Переварювання їжі починається в (а) ротовій порожнині. Їжа жується зубами і зволожується слиною, що виділяється з (б) слинних залоз. Ферменти в слині починають перетравлювати крохмалі і жири. За допомогою мови утворився болюс переміщається в стравохід шляхом ковтання. (кредит: модифікація роботи Національного інституту раку)

    стравохід

    Стравохід – трубчастий орган, який з’єднує рот зі шлунком. Пережована і розм’якшена їжа проходить через стравохід після ковтання. Гладка мускулатура стравоходу зазнає ряд хвилеподібних рухів, які називаються перистальтикою , які штовхають їжу до шлунка, як показано на малюнку \(\PageIndex\) . Хвиля перистальтики однонаправлена – вона переміщує їжу з рота в шлунок, і зворотний рух неможливий. Перистальтичне рух стравоходу є мимовільним рефлексом, воно відбувається у відповідь на акт ковтання.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Стравохід передає їжу з рота в шлунок за допомогою перистальтичних рухів.

    Кільцеподібна м’яз під назвою сфінктер утворює клапани в травній системі. Шлунково-стравохідний сфінктер розташований на шлунковому кінці стравоходу. У відповідь на ковтання і тиск, що чиниться болюсом їжі, цей сфінктер відкривається, і болюс потрапляє в шлунок. Коли немає ковтальної дії, цей сфінктер закривається і не дає вмісту шлунка подорожувати вгору по стравоходу. Багато тварин мають справжній сфінктер; однак у людини немає справжнього сфінктера, але стравохід залишається закритим, коли немає ковтальної дії. Кислотний рефлюкс або «печія» виникає, коли кислі травні соки виходять в стравохід.

    Шлунок

    Велика частина травлення відбувається в шлунку, показано на малюнку \(\PageIndex\) . Шлунок – це мішкоподібний орган, який виділяє шлункові травні соки. РН в шлунку становить від 1,5 до 2,5. Це висококисле середовище потрібно для хімічного розпаду їжі і видобутку поживних речовин. При порожньому стані шлунок є досить маленьким органом; однак при наповненні їжею він може розширюватися до 20 разів більше розміру спокою. Ця характеристика особливо корисна для тварин, яким потрібно їсти, коли є їжа.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Шлунок людини має надзвичайно кисле середовище, де велика частина білка перетравлюється. (кредит: модифікація роботи Маріани Руїс Вільярреал)

    Яке з перерахованих нижче тверджень про травну систему є помилковим?

    1. Хімус – це суміш їжі і травних соків, яка виробляється в шлунку.
    2. Їжа надходить в товсту кишку раніше тонкої кишки.
    3. У тонкому кишечнику хімус змішується з жовчю, яка емульгує жири.
    4. Шлунок відділений від тонкої кишки пілоричним сфінктером.

    Шлунок також є основним місцем для перетравлення білка у тварин, відмінних від жуйних тварин. Перетравлення білка опосередковано ферментом під назвою пепсин в камері шлунка. Пепсин виділяється головними клітинами в шлунку в неактивній формі під назвою пепсиноген . Пепсин розриває пептидні зв’язки і розщеплює білки на більш дрібні поліпептиди; він також допомагає активувати більше пепсиногену, запускаючи механізм позитивного зворотного зв’язку, який генерує більше пепсину. Інший тип клітин – тім’яні клітини – виділяють іони водню та хлориду, які поєднуються в просвіті, утворюючи соляну кислоту, первинний кислий компонент шлункових соків. Соляна кислота допомагає перетворити неактивний пепсиноген в пепсин. Висококисле середовище також вбиває багато мікроорганізмів в їжі і в поєднанні з дією ферменту пепсину призводить до гідролізу білка в їжі. Хімічному перетравленню сприяє збивальну дію шлунка. Скорочення і розслаблення гладкої мускулатури перемішує вміст шлунка приблизно кожні 20 хвилин. Частково перетравлена суміш їжі і шлункового соку називається хімусом . Хімус переходить зі шлунка в тонку кишку. Подальше перетравлення білка відбувається в тонкому кишечнику. Спорожнення шлунка відбувається протягом двох-шести годин після їжі. Лише невелика кількість хімусу виділяється в тонкий кишечник за один раз. Рух хімусу зі шлунка в тонку кишку регулює пілоричний сфінктер.

    При перетравленні білка і деяких жирів оболонка шлунка повинна бути захищена від перетравлення пепсином. Є два моменти, які слід враховувати при описі того, як захищена оболонка шлунка. По-перше, як було сказано раніше, фермент пепсин синтезується в неактивній формі. Це захищає головні клітини, тому що пепсиноген не володіє такою ж ферментативною функціональністю пепсину. По-друге, шлунок має густу слизову оболонку, яка захищає нижню тканину від дії травних соків. Коли ця слизова оболонка розривається, в шлунку можуть утворюватися виразки. Виразки – це відкриті рани в органі або на органі, спричинені бактеріями (Helicobacter pylori), коли слизова оболонка розривається і не реформується.

    Тонка кишка

    Хімус переміщається зі шлунка в тонку кишку. Тонкий кишечник – це орган, де завершується перетравлення білка, жирів і вуглеводів. Тонка кишка – це довгий трубчастий орган з сильно складчастою поверхнею, що містить пальцеподібні виступи, звані ворсинками . Верхівкова поверхня кожної ворсинок має безліч мікроскопічних проекцій, званих мікроворсинками. Ці структури, проілюстровані на малюнку \(\PageIndex\) , вистелені епітеліальними клітинами на просвітній стороні і дозволяють поживним речовинам всмоктуватися з перетравленої їжі і всмоктуватися в кровотік з іншого боку. Ворсинки і мікроворсинки з їх численними складками збільшують площу поверхні кишечника і підвищують ефективність всмоктування поживних речовин. Поглинені поживні речовини в крові розносяться в печінкову ворітну вену, яка призводить до печінки. Там печінка регулює розподіл поживних речовин по решті організму і виводить токсичні речовини, включаючи наркотики, алкоголь, деякі хвороботворні мікроорганізми.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Ворсинки – це складки на підкладці тонкої кишки, які збільшують площу поверхні для полегшення всмоктування поживних речовин.

    Яке з наведених нижче тверджень про тонкому кишечнику є помилковим?

    1. Абсорбційні клітини, що вистилають тонку кишку, мають мікроворсинки, невеликі проекції, які збільшують площу поверхні і допомагають у всмоктуванні їжі.
    2. Внутрішня частина тонкої кишки має безліч складок, званих ворсинками.
    3. Мікроворсинки вистелені кровоносними судинами, а також лімфатичними судинами.
    4. Внутрішня частина тонкої кишки називається просвітом.

    Тонка кишка людини має довжину понад 6 м і поділяється на три частини: дванадцятипалу кишку, тощу кишку та клубову кишку. «С-подібна» нерухома частина тонкої кишки називається дванадцятипалої кишки і показана на малюнку \(\PageIndex\) . Дванадцятипала кишка відокремлена від шлунка пілоричним сфінктером, який відкривається, щоб хімус переміщався від шлунка до дванадцятипалої кишки. У дванадцятипалій кишці хімус змішується з панкреатичними соками в лужному розчині, багатому бікарбонатом, який нейтралізує кислотність хімусу і діє як буфер. Панкреатичні соки також містять кілька травних ферментів. Травні соки з підшлункової залози, печінки, жовчного міхура, а також з залозистих клітин самої кишкової стінки надходять в дванадцятипалу кишку. Жовч виробляється в печінці і зберігається і концентрується в жовчному міхурі. Жовч містить жовчні солі, які емульгують ліпіди, тоді як підшлункова залоза виробляє ферменти, які катаболізують крохмалі, дисахариди, білки та жири. Ці травні соки розщеплюють частинки їжі в хімусі на глюкозу, тригліцериди та амінокислоти. Деяке хімічне перетравлення їжі відбувається в дванадцятипалій кишці. Абсорбція жирних кислот також відбувається в дванадцятипалій кишці.

    Друга частина тонкої кишки називається товстої кишки, показана на малюнку \(\PageIndex\) . Тут триває гідроліз поживних речовин, тоді як більша частина вуглеводів і амінокислот всмоктується через кишкову оболонку. Основна частина хімічного перетравлення і всмоктування поживних речовин відбувається в товстій кишці.

    Клубова кишка, також проілюстрована на малюнку, \(\PageIndex\) є останньою частиною тонкої кишки і тут жовчні солі і вітаміни всмоктуються в кров. Неперетравлена їжа направляється в товсту кишку з клубової кишки за допомогою перистальтичних рухів м’язи. Закінчується клубова кишка і починається товста кишка біля ілеоцекального клапана. Червистий, «черв’ячатий», апендикс розташований у ілеоцекального клапана. Апендикс людини не виділяє ферментів і відіграє незначну роль в імунітеті.

    Товста кишка

    Товста кишка , проілюстрована на малюнку \(\PageIndex\) , реабсорбує воду з неперетравленого харчового матеріалу і переробляє відпрацьований матеріал. Товста кишка людини набагато менша по довжині в порівнянні з тонкою кишкою, але більша в діаметрі. Він має три частини: сліпу кишку, товсту кишку і пряму кишку. Сліпа кишка приєднується до клубової кишки і є приймальним мішечком для відходів. Товста кишка є домом для багатьох бактерій або «кишкової флори», які допомагають в травних процесах. Товста кишка може бути розділена на чотири області: висхідна ободова кишка, поперечна ободова кишка, спадна товста кишка і сигмовидна кишка. Основні функції товстої кишки полягають у вилученні води та мінеральних солей з неперетравленої їжі, а також для зберігання відходів. М’ясоїдні ссавці мають коротший товстий кишечник порівняно з рослиноїдними ссавцями завдяки своєму харчуванню.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Товста кишка реабсорбує воду з неперетравленої їжі і зберігає відходи до її усунення.

    Пряма кишка і анус

    Пряма кишка є кінцевим кінцем товстої кишки, як показано на малюнку \(\PageIndex\) . Первинна роль прямої кишки полягає в зберіганні калу до дефекації. Кал виводиться за допомогою перистальтичних рухів під час ліквідації. Задній прохід є отвором на дальньому кінці травного тракту і є точкою виходу відпрацьованого матеріалу. Два сфінктера між прямою кишкою та заднім проходом контролюють усунення: внутрішній сфінктер мимовільний, а зовнішній сфінктер – добровільний.

    Допоміжні органи

    Розглянуті вище органи – це органи травного тракту, через які проходить їжа. Допоміжні органи – це органи, які додають виділення (ферменти), які катаболізують їжу в поживні речовини. Допоміжні органи включають слинні залози, печінку, підшлункову залозу та жовчний міхур. Печінка, підшлункова залоза та жовчний міхур регулюються гормонами у відповідь на споживану їжу.

    Печінка є найбільшим внутрішнім органом у людини, і вона відіграє дуже важливу роль у перетравленні жирів і детоксикації крові. Печінка виробляє жовч, травний сік, який необхідний для розщеплення жирових компонентів їжі в дванадцятипалій кишці. Печінка також переробляє вітаміни і жири і синтезує багато білків плазми.

    Підшлункова залоза – ще одна важлива залоза, яка виділяє травні соки. Хімус, що виробляється зі шлунка, має висококислий характер; панкреатичні соки містять високий рівень бікарбонату, лугу, який нейтралізує кислий хімус. Додатково в панкреатичних соках міститься велика різноманітність ферментів, які необхідні для перетравлення білка і вуглеводів.

    Жовчний міхур – це невеликий орган, який допомагає печінці, зберігаючи жовч і концентруючи жовчні солі. При попаданні хімусу, що містить жирні кислоти, в дванадцятипалу кишку жовч виділяється з жовчного міхура в дванадцятипалу ки

    Резюме

    Різні тварини розвивали різні типи травних систем, що спеціалізуються на задоволенні своїх дієтичних потреб. У людини і багатьох інших тварин моногастральна травна система з однокамерним шлунком. Птахи розвинули травну систему, яка включає шлунок, де їжа подрібнюється на більш дрібні шматочки. Це компенсує їх нездатність до жування. Жуйні, які споживають велику кількість рослинної сировини, мають багатокамерний шлунок, який перетравлює грубі корми. Псевдожуйні мають подібні травні процеси, як жуйні, але не мають шлунка з чотирма відділеннями. Обробка їжі включає прийом всередину (прийом їжі), травлення (механічний і ферментативний розпад великих молекул), всмоктування (клітинне поглинання поживних речовин) та усунення (видалення неперетравлених відходів у вигляді калу).

    Багато органів працюють разом, щоб перетравлювати їжу і засвоювати поживні речовини. Рот – це точка проковтування і місце, де починається як механічний, так і хімічний розпад їжі. Слина містить фермент під назвою амілаза, який розщеплює вуглеводи. Харчовий болюс подорожує по стравоходу перистальтичними рухами до шлунка. Шлунок має надзвичайно кисле середовище. Фермент під назвою пепсин перетравлює білок у шлунку. Подальше травлення і всмоктування відбувається в тонкому кишечнику. Товста кишка реабсорбує воду з неперетравленої їжі і зберігає відходи до усунення.

    Мистецькі зв’язки

    Малюнок \(\PageIndex\) : Яке з наведених нижче тверджень про травну систему є помилковим?

    1. Хімус – це суміш їжі і травних соків, яка виробляється в шлунку.
    2. Їжа надходить в товсту кишку раніше тонкої кишки.
    3. У тонкому кишечнику хімус змішується з жовчю, яка емульгує жири.
    4. Шлунок відділений від тонкої кишки пілоричним сфінктером.

    Малюнок \(\PageIndex\) : Яке з наведених нижче тверджень про тонку кишку є помилковим?

    1. Абсорбційні клітини, що вистилають тонку кишку, мають мікроворсинки, невеликі проекції, які збільшують площу поверхні і допомагають у всмоктуванні їжі.
    2. Внутрішня частина тонкої кишки має безліч складок, званих ворсинками.
    3. Мікроворсинки вистелені кровоносними судинами, а також лімфатичними судинами.
    4. Внутрішня частина тонкої кишки називається просвітом.

    Глосарій

    аліментарний канал трубчаста травна система з ротом і заднім проходом анус точка виходу для відходів жовчі травний сік, що виробляється печінкою; важливий для перетравлення ліпідів болюс маса їжі, що виникає в результаті жувальної дії і змочування слиною хижак тварина, яка споживає плоть тварин хімус суміш частково перетравленої їжі і шлункових соків дванадцятипалої кишки перша частина тонкої кишки, де відбувається велика частина перетравлення вуглеводів і жирів стравохід трубчастий орган, що з’єднує рот зі шлунком жовчного міхура орган, який зберігає і концентрує жовч шлунково-судинна порожнина травна система, що складається з одного отвору другий шлунок м’язовий орган, який подрібнює їжу травоїдних тварина, яка споживає строго рослинну дієту клубової кишки остання частина тонкої кишки; з’єднує тонку кишку з товстою кишкою; важлива для всмоктування В-12 товста кишка друга частина тонкої кишки товстої кишки орган травної системи, який реабсорбує воду з неперетравленого матеріалу і переробляє відходи ліпаза фермент, який хімічно розщеплює ліпіди печінки орган, який виробляє жовч для травлення і переробляє вітаміни і ліпіди моногастральний травна система, яка складається з однокамерного шлунка всеїдний тварина, яка споживає як рослини, так і тварин підшлункова залоза залоза, яка виділяє травні соки пепсин фермент, виявлений в шлунку, головна роль якого – перетравлення білка пепсиноген неактивна форма пепсину перистальтика хвилеподібні рухи м’язової тканини провентрикулюс залозиста частина пташиного шлунка пряма кишка область тіла, де зберігається кал до ліквідації грубий корм компонент їжі з низьким вмістом енергії та високим вмістом клітковини жуйний тварина з животом, розділеним на чотири відділення слинна амілаза фермент, що міститься в слині, який перетворює вуглеводи в мальтозу тонкої кишки орган, де перетравлення білка, жирів і вуглеводів завершується сфінктер смуга м’язів, яка контролює рух матеріалів по всьому травному тракту шлунок мішкоподібний орган, що містить кислі травні соки ворсинки складки на внутрішній поверхні тонкої кишки, роль яких полягає у збільшенні площі всмоктування

    Процеси життєдіяльності тварин
    Різноманітність травних систем

    Мета: ознайомити учнів з різноманітними травними системами; розширити знання учнів про роботу системи органів травлення.

    Основні поняття і терміни: орган, система органів, травні залози, процеси перетравлювання та всмоктування їжі.

    Обладнання. Муляж «Внутрішня будова ссавця», схеми травної системи тварин різних класів, таблиці.

    Структура уроку, основний зміст і методи роботи І. Перевірка домашнього завдання. (Різнорівневі тести).

    І рівень. Завдання з вибором однієї правильної відповіді.

    1. Гетеротрофи — це:

    А організми, які живляться різною їжею;

    Б організми, які самі шукають собі їжу;

    В організми, які споживають різні рослини;

    Г організми, які живляться готовими органічними речовинами.

    2. Травна система — це:

    А частина організму, яка розташована в певному місці і виконує специфічну функцію;

    Б послідовність органів, які забезпечують процеси перетравлення їжі та всмоктування поживних речовин;

    В сукупність клітин і тканин, які подібні за будовою та виконують однакову функцію.

    Г послідовність органів: рот → глотка → шлунок → кишечник.

    3. Живлення властиве:

    А тільки тваринам;

    Б тільки рослинам;

    В тільки рослинам і тваринам;

    Г усім живим організмам.

    ІІ рівень. Завдання з вибором кількох правильних відповідей.

    4. Обмін речовин та енергії відбувається у:

    Г усіх тілах живої та неживої природи.

    5. До гетеротрофів належать:

    А дощовий черв’як;

    6. До травних залоз належать:

    В слинні залози;

    Г статеві залози.

    7. Визначте правильну послідовність органів травної системи.

    А рот → глотка → стравохід → шлунок → тонкий кишечник → товстий кишечник → анальний отвір;

    Б рот → стравохід → глотка → шлунок → тонкий кишечник → анальний отвір;

    В рот → глотка → стравохід → шлунок → товстий кишечник → тонкий кишечник → анальний отвір;

    Г рот → глотка → стравохід → шлунок → печінка → товстий кишечник → анальний отвір.

    ІІ.Актуалізація опорних знань. (Бесіда на основі знане, здобутих на попередніх

    1. Чи відрізняються травні системи у різних тваринних організмів?

    2. Від чого залежить будова травної системи у тварин?

    3. Чи може існувати тваринний організм без процесів живлення га травлення?

    4. Чи існує взаємозв’язок між способом живлення і будовою травної системи?

    ІІІ.Вивчення нового матеріалу. (Пояснення вчителя, з використанням муляжів,

    1. Особливості травлення їжі у найпростіших тварин. В одноклітинних організмах травлення відбувається у травних вакуолях. Неперетравлені рештки їжі можуть виводитись із клітини в будь-якому місці, до якого підходить травна вакуоля, або через особливі отвори. Наприклад, у інфузорії-туфельки через порошицю.

    Тверді частинки їжі потрапляють у клітину шляхом фагоцитозу.

    2. Для кишковопорожнинних характерне порожнинне травлення (всередині кишкової порожнини під дією травних соків, що виділяють залозисті клітини) та внутрішньоклітинне, яке відбувається в самих травних клітинах. Неперетравлені рештки їжі виводяться назад через ротовий отвір).

    3. У деяких паразитичних червів травна система відсутня, а поживні речовини надходять через поверхню тіла. У плоских червів травна система складається з ротового отвору та двох відділів кишечника (переднього та середнього). Неперетравлені рештки їжі виводяться з організму через ротовий отвір.

    4. Наскрізна травна система є у круглих та кільчастих червів. Ускладнюється система травлення в молюсків. Вона трубчастого типу, починається ротовим отвором і закінчується анальним отвором. Появляються слинні залози та травна залоза.

    5. Для павукоподібних та деяких комах властиве позакишкове травлення (під дією травних ферментів, що впорскуються у тіло здобичі). Частково перетравлену рідку їжу вони всмоктують через роговий отвір і подальше перетравлення вже відбувається у травній системі цих тварин. Залежно від хімічного складу їжі, а також від фізичного стану (рідкого чи твердого) травна система різних тварин істотно відрізняється (різні типи ротових органів; наявність чи відсутність жуйних зубчиків у шлунку; різна довжина кишечника тощо).

    6. Особливості травної системи птахів та ссавців. (Самостійна робота учнів з підручником, малюнками, таблицями. Одна частина класу записує в робочі зошити послідовність проходження їжі, відділи шлунка та кишечника в птахів, а друга — у ссавців. Вчитель заслуховує результати роботи, вносить корективи).

    IV.Закріплення вивченого матеріалу. (Бесіда).

    1. Як ви розумієте: внутрішньоклітинне та порожнинне травлення?

    2. Чи у всіх тварин травна система закінчується анальним отвором?

    3. Від чого залежить будова шлунку, довжина кишечника різних тварин?

    4. Які травні залози ви знаєте?

    Вивчити тему з підручника.

    Підготувати повідомлення з презентаціями:

    1. Рослиноїдні тварини.

    2. М’ясоїдні (хижаки) тварини.