Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 2 (страница 5)
Рис. 10.14. А. Внешний вид калориметра, предназначенного для определения энергетической ценности пищевых продуктов. Для сжигания пищи используется маленькая электрическая нагревательная спираль. Б. Схема строения калориметра
Таблица 10.4. Суточные нормы потребления энергии и питательных веществ для мужчин и женщин в зависимости от возраста и активности, рекомендуемые министерством здравоохранения и социального обеспечения Англии (1969 год)
Таблица 10.5. Состав некоторых продуктов питания в расчете на 100 г съедобной части. Величины взяты из Справочника по питанию за 1976 год
Примечания.
Углеводы даются как моносахариды.
Витамин А дается в мкг-эквивалентах ретинола, т. е. величины соответствуют количеству ретинола, образующегося из его каротиновых предшественников. 1 мкг ретинола эквивалентен 3,33 ME (международных единиц). Витамин D дается в мкг; 1 мкг витамина D эквивалентен 40 ME. Витамин В, дается как гиамин, а витамин В2 — как рибофлавин.
Величины никотиновой кислоты соответствуют ее содержанию как таковой или тому количеству никотиновой кислоты, которое образуется из триптофана (60 мг триптофана дает 1 мг никотиновой кислоты).
а) добавлен; б) не добавлен; в) некоторые виды маргарина содержат каротин; г) летние величины; д) зимние величины; е) в свежем картофеле содержание высокое, а при хранении оно снижается.
Рис. 10.15. Опыт Гопкинса по скармливанию крысам молока
10.3.10. Витамины
Витамины — сложные органические соединения, содержащиеся в природных продуктах питания в чрезвычайно малых количествах. В организм животных они попадают с пищей, всасываясь в тонком кишечнике. Витамины не обладают никакой энергетической ценностью, но абсолютно необходимы для здоровья и нормального протекания обменных процессов. Недостаточность того или иного витамина приводит к нарушению обмена веществ. При этом развивается характерная для дефицита данного витамина симптоматика и это состояние носит название гипо- или авитаминоза. При недостатке в питании какого-либо витамина развитие гиповитаминоза можно предотвратить, добавляя нужный витамин в рацион. В табл. 10.6 приведены некоторые источники основных витаминов, необходимых человеку, а также выполняемые этими витаминами функции и те нарушения, которые возникают при их недостаточности.
Таблица 10.6. Источники и функции основных витаминов, необходимых человеку
10.4. Пищеварительный тракт человека
Переваривание и всасывание пищи происходят у человека в пищеварительном или желудочно-кишечном тракте, или, проще говоря, в кишке, соединяющей ротовое отверстие с анальным. Поскольку стенка пищеварительной трубки является продолжением наружной поверхности тела, находящаяся в ней пища занимает внешнее положение по отношению к организму с точки зрения местонахождения и физиологии. Пища может быть усвоена организмом только после того, как она будет механически измельчена при участии зубов и мышечных стенок кишечника, а входящие в ее состав сложные высокомолекулярные соединения подвергнутся химическому расщеплению под воздействием ферментов и превратятся в достаточно простые молекулы, способные всасываться в кровеносные капилляры, окружающие тонкий кишечник. Вместе с кровью эти молекулы транспортируются к тканям тела и усваиваются их клетками. Схема ферментативного переваривания пищи представлена на рис. 10.16.
Рис. 10.16. Общая схема ферментативного переваривания в пищеварительном тракте человека
Пищеварительная трубка делится на участки, каждый из которых выполняет определенную роль в общем процессе переваривания и всасывания. Начинается она ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость, за которой следуют глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, состоящий из двенадцатиперстной и подвздошной кишок, и толстый кишечник, который состоит из слепой кишки с червеобразным отростком, толстой кишки[2] и прямой кишки, заканчивающейся заднепроходным отверстием (рис. 10.17 и табл. 10.7).
Рис. 10.17. Общий план строения пищеварительного тракта человека. Серозная оболочка Продольный мышечный слой Ауэрбахово сплетение
Таблица 10.7. Функции различных отделов пищеварительного тракта человека
Каждый отдел пищеварительной трубки обладает определенными морфологическими и физиологическими особенностями, но все они построены по общему плану, изображенному на рис. 10.18. Стенка пищеварительной трубки на всем ее протяжении состоит из четырех различных слоев: слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной оболочки и серозной оболочки.
Рис. 10.18. Общий план гистологического строения стенок пищеварительной трубки. Серозная оболочка образована рыхлой соединительной тканью; ауэрбахово сплетение регулирует перистальтику; мейснерово сплетение осуществляет регуляцию секреции пищеварительных желез; подслизистая основа образована главным образом коллагеновыми волокнами; собственная пластинка слизистой образована соединительной тканью, богата кровеносными и лимфатическими сосудами
Слизистая оболочка. Слизистая оболочка является самым внутренним слоем стенки пищеварительной трубки и состоит из железистого эпителия, который секретирует большое количество слизи, а также может секретировать ряд пищеварительных ферментов. Слизь обволакивает пищу и облегчает прохождение пищевого комка по пищеварительному тракту, а также препятствует перевариванию стенок кишечника его собственными ферментами. Эпителиальные клетки лежат на базальной мембране, под которой находится собственная пластинка слизистой. Последняя состоит из соединительной ткани, содержащей кровеносные и лимфатические сосуды. Снаружи от нее лежит тонкий слой гладких мышц — мышечная пластинка слизистой.
Подслизистая основа. Состоит из соединительной ткани, содержащей коллагеновые и эластические волокна, а также кровеносные и лимфатические сосуды и нервные сплетения. В этом слое могут также располагаться слизистые железы, выделяющие слизь через проток на поверхность слизистой оболочки, как, например, бруннеровские железы двенадцатиперстной кишки.
Наружная мышечная оболочка. Состоит, как правило, из двух слоев — внутреннего кольцевого и наружного продольного. Координированные сокращения этих слоев создают волнообразные перистальтические движения стенок пищеварительного тракта, которые способствуют продвижению пищевого комка. В ряде участков пищеварительной трубки слой кольцевых мышц утолщается, образуя структуры, носящие названия сфинктеров. Расслабления и сокращения сфинктеров контролируют перемещение пищевого комка из одного отдела пищеварительного тракта в другой. Сфинктеры находятся в месте перехода пищевода в желудок (кардиальный сфинктер), желудка в двенадцатиперстную кишку (пилорический сфинктер), подвздошной кишки в слепую (илеоцекальная заслонка) и вокруг анального отверстия.
Между слоями кольцевых и продольных мышц лежит ауэрбахово нервное сплетение, которое содержит скопление нервных клеток вегетативной нервной системы и контролирует перистальтику. Импульсы, поступающие по симпатическим нервам, вызывают расслабление мышц пищеварительного тракта и сокращение сфинктеров, тогда как импульсы, поступающие по парасимпатическим нервам, вызывают сокращение мышечных стенок и раскрытие сфинктеров (разд. 16.2). Между циркулярным мышечным слоем и подслизистой основой находится еще одно нервное сплетение (мейснерово сплетение), которое регулирует секрецию желез, находящихся в стенке пищеварительной трубки.
Серозная оболочка. Образует самый наружный слой кишечной стенки. Состоит из рыхлой, волокнистой соединительной ткани.
Снаружи поверхность пищеварительной трубки на всем ее протяжении (кроме пищевода) покрыта брюшиной. Брюшина выстилает также брюшную полость, в которой расположена большая часть пищеварительного тракта, и образует брыжейку, которая поддерживает и подвешивает к задней стенке тела желудок и кишечник. Брыжейка образована двумя слоями брюшины; в ней располагаются нервы, кровеносные и лимфатические сосуды, идущие к кишечнику и отходящие от него. Клетки брюшины имеют влажную поверхность, благодаря чему уменьшается трение различных отделов пищеварительного тракта друг о друга и о другие органы.
10.4.1. Зубной аппарат человека
У человека имеется две челюсти — неподвижная верхняя и подвижная нижняя. Обе челюсти снабжены зубами, которые используются для измельчения пищи (пережевывания). Жевание составляет механическую стадию пищеварения, благодаря которой увеличивается поверхность пищи, доступная действию ферментов. Зубы представляют собой очень твердые образования, идеально приспособленные для выполнения своей функции. Человек имеет две смены зубов (дифиодонтный тип). Вначале у него появляются молочные зубы, которые постепенно заменяются постоянными зубами. Зубы человека имеют различную форму и размеры и обладают разной жевательной поверхностью, поэтому человека относят к гетеродонтным организмам в отличие от рыб и рептилий, которые являются гомодонтными организмами, поскольку все зубы у них одинаковые и, как правило, конусовидные. У человека имеется 32 постоянных зуба, из них 8 резцов, 4 клыка, 8 ложнокоренных (премоляры) и 12 коренных (моляры). Эти зубы замещают 8 резцов, 4 клыка и 8 премоляров, составляющих молочный ряд зубов. Состав зубов принято выражать зубной формулой. У человека зубная формула имеет следующий вид: