22

Układ pokarmowy

VII. Układ pokarmowy

Człowiek należy do organizmów heterotroficznych, które pobierają ze środowiska gotowe substancje organiczne nazywane pokarmem. Pobieranie, trawienie i wchłanianie pokarmu łączą się w jeden złożony proces, który nazywamy odżywianiem. Proces odżywiania się odbywa się w narządach układu pokarmowego. Układ ten składa się z przewodu pokarmowego i dużych gruczołów trawiennych, do których należą: ślinianki, wątroba i trzustka.

1. Składniki pokarmowe

Składniki pokarmowe to związki chemiczne, które występują w pożywieniu. Są one niezbędne dla życia człowieka.

Woda. U dorosłego człowieka stanowi około 65% masy ciała. Jest środowiskiem, w którym przebiegają wszystkie reakcje chemiczne. Woda jest rozpuszczalnikiem związków chemicznych, uczestniczy w reakcjach metabolicznych (np.: oddychanie, hydroliza), transportuje wewnątrz ustroju produkty przemiany materii, substancje odżywcze, hormony, witaminy, enzymy. Wysoka pojemność cieplna i dobre przewodnictwo cieplne sprawiają, że woda zapobiega akumulacji ciepła powstającego w trakcie procesów metabolicznych. Z kolei jej wysokie ciepło parowania chroni organizm przed przegrzaniem. Duże napięcie powierzchniowe wody ułatwia krążenie krwi i limfy w naczyniach włosowatych. Ponadto woda reguluje ciśnienie osmotyczne, pH płynów ustrojowych oraz warunkuje jędrność komórek (turgor). Dobowe zapotrzebowanie organizmu na wodę wynosi około trzy litry.

Sole mineralne. To związki nieorganiczne, które zawierają pierwiastki chemiczne niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Stanowią one 4–5% masy ciała człowieka, z czego ponad połowa jest wbudowana w elementy strukturalne komórek, tkanek i narządów (związki fosforu, wapnia i siarki). Pozostała część występuje w postaci jonowej w cytoplazmie komórek,

i w płynach ustrojowych. Składniki mineralne odpowiadają głównie za regulację czynności fizjologicznych, m.in. wpływają na ciśnienie osmotyczne i pH środowiska wewnętrznego organizmu, polaryzację oraz przepuszczalność błon komórkowych, przewodzenie impulsów nerwowych i krzepliwość krwi. W zależności od ilości, w jakiej występu Wyróżniamy wśród nich makroelementy, których organizm potrzebuje w większych ilościach (np.: wapń, fosfor, magnez, chlor, potas) oraz mikroelementy, których organizm potrzebuje w bardzo małych ilościach (np.: jod, cynk, żelazo, fluor).

Białka. Stanowią około 20% całej masy ciała dorosłego człowieka. Dostarczają organizmowi aminokwasów niezbędnych do syntezy białek strukturalnych, regulatorowych (enzymy, hormony), odpornościowych (immunoglobuliny). Część aminokwasów tzw. aminokwasy endogenne (np.: glicyna, alanina) organizm człowieka potrafi wytworzyć sam. Inne aminokwasy tzw. aminokwasy egzogenne (np.: fenyloalanina, izoleucyna, metionina) musza być dostarczone z pokarmem. Białka pełnowartościowe zawierające wszystkie niezbędne aminokwasy znajdują się wyłącznie w pokarmach pochodzenia zwierzęcego.

W przyrodzie występuje 20 aminokwasów. W białkach są one połączone w łańcuchy polipeptydowe wiązaniami peptydowymi (I rzędowa struktura białka). Wiązanie takie tworzą grupy aminowa i karboksylowa sąsiadujących ze sobą aminokwasów. Dwa połączone ze sobą aminokwasy to dwupeptyd, trzy to trójpeptyd itd. Od 20 do 100 aminokwasów połączonych ze sobą to oligopeptyd. Więcej niż 100 połączonych ze sobą aminokwasów to polipeptyd. Aby łańcuch polipeptydowy można było nazwać białkiem musi on przyjąć II, III lub IV - rzędową strukturę. Dobowe zapotrzebowanie organizmu na białko wynosi od 70 do 150 gramów.

Węglowodany. Stanowią tylko 1% masy ciała dorosłego człowieka. Są głównym źródłem energii – pokrywają do 60% dziennego zapotrzebowania energetycznego człowieka. Dobowe zapotrzebowanie organizmu na węglowodany wynosi około 500 gramów. Są głównym źródłem energii dla organizmu. Węglowodany dzielą się na:

1. cukry proste (monosacharydy, wzór sumaryczny: C₆H₁₂O₆) – np.: fruktoza, glukoza, galaktoza;

2. dwucukry (disacharydy, wzór suma­ryczny: C₁₂H₂₂O₁₁.) – np.: sacharoza, maltoza, laktoza;

Cukry proste i dwucukry rozpuszczają się w wodzie.

3. wielocukry (polisacharydy, wzór sumaryczny: (C₆H₁₀O₅)_n.) – np.: celuloza, skrobia, glikogen, pektyny. Wielocukry nie rozpuszczają się w wodzie.

W dwucukrach i wielocukrach jednostki monosacharydów są połączone wiązaniami glikozydowymi. Celuloza, glikogen i skrobia są polimerami glukozy.

Celuloza i pektyny nie są trawione w organizmie człowieka. Wchodzą one w skład błonnika, substancji, która pobudza ruchy perystaltyczne jelit, absorbuje cholesterol i kwasy tłuszczowe oraz jest podłożem dla rozwoju bakterii jelitowych.

Tłuszcze. Stanowią około 10% całej masy ciała dorosłego człowieka. Są to estry wyższych kwasów tłuszczowych i alkoholu, którym najczęściej jest glicerol.

Do tłuszczowców należą:

1. tłuszcze właściwe;

2. tłuszcze złożone – np.: fosfolipidy, glikolipidy, sterydy.

Tłuszcze występują zarówno w pokarmach pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego. O ich wartości odżywczej decyduje zawartość niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych – NNKT, które są związkami egzogennymi. Spalanie tłuszczów dostarcza organizmowi dużych ilości energii (ilość energii uzyskiwanej z 1 g tłuszczu wynosi 39,4 kJ, co odpowiada 9,4 kcal). Ponadto tłuszcze są substancją zapasową i strukturalną – tłuszcze to składnik wszystkich błon biologicznych. Pełnią także funkcję regulacyjną – ich pochodnymi są hormony sterydowe oraz witaminy D i A, tworzą warstwę ochronną narządów oraz chronią organizm przed utratą ciepła (podskórna tkanka tłuszczowa). Dobowe zapotrzebowanie na tłuszcze wynosi około 50 gramów.

Witaminy. Witaminy są związkami organicznymi o bardzo zróżnicowanej budowie chemicznej. Większość witamin człowiek dostarcza organizmowi z pokarmem. Istnieją również witaminy, które organizm syntetyzuje sam z substancji nazywanych prowitaminami. Należą do nich witamina A, powstająca w nabłonku jelita lub wątrobie z β-karotenu występującego w niektórych warzywach i owocach, oraz witamina D3, powstająca w skórze z 7-dehydrocholesterolu pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV).

Witaminy warunkują prawidłowy przebieg wszystkich procesów życiowych. Dobowe zapotrzebowanie człowieka na witaminy jest minimalne i wyraża się w miligramach lub ich ułamkowych częściach. Niedobór lub brak witaminy wywołuje tzw. awitaminozę, natomiast nadmiar witaminy w organizmie nazywamy hiperwitaminozą. Przyczynami występowania awitaminozy mogą być: niedobór witamin w pokarmie, zwiększone zapotrzebowanie na witaminy, np. u kobiet podczas ciąży, upośledzone wchłanianie witamin w organizmie.

Witaminy nie są trawione w organizmie człowieka. Są bezpośrednio wchłaniane z jelit do krwi lub limfy. Witaminy dzielą się na:

1. witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, są to witaminy A, D, E, K,

2. witaminy rozpuszczalne w wodzie, są to witaminy B₁, B₂, B₆, B₁₂, PP, biotyna (H) oraz witamina C.

Tabela. Charakterystyka witamin rozpuszczalnych w wodzie

Nazwa witaminy	Znaczenie dla organizmu	Objawy niedoboru	Źródło
B1 (tiamina)	Buduje enzymy oddechowe, warunkuje prawidłowy stan tkanki nerwowej.	Zapalenie nerwów, choroba beri-beri, zaburzenia działania układu pokarmowego, przykurcz mięśni.	mięso, jaja, groch, fasola, drożdże, chleb razowy.
B2 (ryboflawina)	Wchodzi w skład enzymów oddechowych, pobudza odporność organizmu.	Pękanie kącików ust - zajady, zmiany rogówki oka, zapalenia błon śluzowych i skóry.	mleko, jaja, wątroba, jarzyny
B6 (pirydoksyna)	Reguluje przemiany aminokwasów, jest niezbędna do właściwego przyswajania tłuszczów, bierze udział w procesach krwiotwórczych.	Zmiany w szpiku kostnym, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej.	drożdże, mleko, jarzyny, mięso, wątroba.
B12 (kobalamina)	Bierze udział w wytwarzaniu erytrocytów.	Niedokrwistość złośliwa (anemia złośliwa).	wątroba, jaja, mleko, mięso.
PP (niacyna)	Buduje enzymy oddechowe.	Zaburzenia skórne, zaburzenia pokarmowe (pelagra).	serce, nerki, wątroba, ryby, drożdże.
C (kwas askorbinowy)	Wzmaga ogólną odporność i wpływa na prawidłowy stan tkanki łącznej oraz na wchłanianie żelaza.	Szkorbut - krwawienie i owrzodzenie dziąseł, wypadanie zębów, bóle mięśni, obniżenie odporności organizmu.	warzywa , jarzyny, owoce – pomarańcze, cytryny, kiwi, mango, pomidory, jabłka, papryka, kapusta kiszona.
H - biotyna	Wpływa na właściwy stan skóry i włosów, chroni przed łojotokiem, zapaleniem skóry oraz wypadaniem włosów.	Zmiany skórne, wypadanie włosów.	ziemniaki, marchew, jaja, drożdże, mięso.
kwas pantotenowy	Wpływa na przemiany węglowodanów i tłuszczów.	Zaburzenia czucia.	drożdże, wątroba, jaja, jarzyny.

Tabela. Charakterystyka witamin rozpuszczalnych w tłuszczach

Nazwa witaminy	Znaczenie dla organizmu	Objawy niedoboru	Źródło
A (akseroftol)	Zapewnia normalne funkcjonowanie naskórka, prawidłowe widzenie, normalny wzrost.	Suchość, rogowacenie i łuszczenie się naskórka, wysychanie i rozmiękczanie rogówki i białkówki oka, ślepota zmierzchowa.	masło, mleko, jaja, wątroba, nerki, ser, tłuste mięso .Źródłem prowitaminy A jest marchew, pomidory, papryka.
D (kalcyferol)	Kieruje metabolizmem tkanki kostnej, reguluje przemiany wapniowo-fosforowe.	U dzieci - krzywica, deformacja kształtu kości i próchnica. U dorosłych osteoporoza.	tran, mleko, jaja, masło, wątroba.
E (tokoferol)	Wpływa na procesy płciowe i na płodność.	Zaburzenia płodności.	kiełki zbóż, oleje roślinne, sałata, masło, pieczywo razowe.
K (filochinon)	Bierze udział w syntezie protrombiny w wątrobie.	Obniżenie krzepliwości krwi.	kapusta, kalafior, wątroba, olej sojowy.