Układ pokarmowy - budowa i funkcjonowanie

Byłoby dobrze, aby każdy z nas posiadał choć cząstkową wiedzę o budowie układu pokarmowego, umiejscowieniu narządów i funkcjonowaniu jelit, wątroby, nerek, trzustki ...

BUDOWA I FUNKCJE UKŁADU POKARMOWEGO

Jeśli zapoznamy się z funkcjonowaniem naszego przewodu pokarmowego, wkrótce uświadomimy sobie, jak niewiele o nim wiemy. Przekonamy się, kiedy, gdzie i w jaki sposób mogą rozwinąć się zaburzenia wpływające negatywnie na nasze zdrowie, dlaczego nie jest jednoznaczne co, kiedy i jak dużo zjemy, która żywność jest dla nas korzystna, a która nie. Dowiemy się również, które składniki odżywcze, uwalniane podczas prawidłowego procesu trawienia, pomogą nam zachować zdrowie oraz w jaki sposób nie strawiona żywność, a konkretnie, uboczne lub końcowe produkty zaburzonego trawienia uszkadzają nasz organizm. Układ pokarmowy jest zespołem narządów, które pełnią różne, jednak ściśle powiązane ze sobą zadania.

Krótko mówiąc: pożywienie, podczas pasażu przez przewód pokarmowy, zostaje rozłożone na składniki proste, które mogą być wchłaniane do krwioobiegu, rozprowadzane do wszystkich komórek i wykorzystane w procesach komórkowych, niezbędnych do życia.

Kiedy nasze komórki mogą wykorzystać poszczególne elementy pożywienia?

Tylko w przypadku, gdy ich metabolizm również nie jest zaburzony. Tak więc muszą prawidłowo przebiegać inne, podstawowe funkcje fizjologiczne, takie jak: odpowiedni dopływ krwi, dostateczna podaż tlenu, nie zaburzona gospodarka wodno-elektrolitowa oraz równowaga kwasowo-zasadowa. Nie mniej ważny jest stały, prawidłowy przepływ informacji, poprzedzający reakcje biochemiczne, jak również wymiana informacji pomiędzy światem zewnętrznym i naszym organizmem, co umożliwia porozumiewanie się i współpracę pomiędzy komórkami. Tak więc, aby nasz organizm mógł prawidłowo funkcjonować, nie wystarczy tylko przyjmować pokarm. Jednym z najważniejszych warunków zachowania zdrowia jest spożywanie żywności naturalnej o wysokiej jakości, a nie jej „podróbek”, czyli po prostu „antyżywności” (obecnie powszechnie nazywanej „junkfood”). Jeśli wszystkie wyżej wymienione warunki zostaną spełnione, jesteśmy na dobrej drodze, by zachować zdrowie.

Dr Howard Loomis, który prawie całe życie zajmował się zagadnieniem enzymów, ujął kwestię odżywiania w następujący sposób:

„Zdrowie człowieka zależy nie tylko od jakości przyjmowanego pożywienia, ale od zdolności organizmu do właściwego rozłożenia, wchłonięcia i wykorzystania składników pokarmowych. Jeśli organizm posiada, oprócz niezbędnych substancji odżywczych, także odpowiednią ilość enzymów, wówczas może czynić cuda.”

Proces trawienia

Wpływ substancji odżywczych na nasz organizm rozpoczyna się wraz z procesem trawienia. Trawienie - w sposób bardzo uproszczony - oznacza rozkład spożytych składników odżywczych przy pomocy rozmaitych enzymów i innych niezbędnych substancji do mniejszych i chemicznie prostszych elementów, które następnie przenikają poprzez ściany przewodu pokarmowego do krwioobiegu i ostatecznie docierają do komórek. Jest więc jasne, że tak skomplikowana i wytrzymała fabryka metaboliczna powinna być optymalnie zaopatrywana w substancje odżywcze.

Jama ustna i przełyk

Proces trawienia rozpoczyna się w jamie ustnej, gdzie spożyty pokarm zostaje wymieszany ze śliną, rozdrobniony przez zęby do prawie płynnej papki - oczywiście tylko wtedy, gdy żujemy kawałki pożywienia przynajmniej 30-40 razy. Ślina – w ilości prawie 1,5 litra dziennie - jest wytwarzana przez sześć ślinianek. Jej skład ułatwia nie tylko połykanie żywności, ale również wzmacnia smak. Ślina pełni inną ważną rolę: z pomocą obecnych w niej enzymów już w jamie ustnej rozpoczyna się wstępne trawienie i przemiana pokarmu. Pod wpływem ptialiny (ustnej amylazy) następuje początkowy rozkład skrobi, przygotowując ją do dalszego trawienia, które jest kontynuowane w jelitach z przekształceniem do cukrów prostych. Z jamy ustnej bezpośrednio wchłania się tylko alkohol.
Gdy pokarm zostaje pogryziony i wymieszany ze śliną, wtedy język formuje nadający się do połknięcia kęs i popycha go w kierunku przełyku. W tym momencie podniebienie miękkie uszczelnia jamę nosowo-gardłową, a nagłośnia natychmiast zamyka dojście do krtani, co zapobiega przedostawaniu się pożywienia do dróg oddechowych. Zdrowa osoba dorosła połyka około 2400 razy dziennie, głównie podczas posiłków, lecz także niezależnie. Za pomocą tzw. ruchów perystaltycznych przełyku rozpoczyna się przesuwanie treści pokarmowej do żołądka. Perystaltyka oznacza rytmiczne, wężowate ruchy mięśni przewodu pokarmowego, dzięki którym pokarm przesuwa się wzdłuż całego układu trawiennego. Pomiędzy najważniejszymi odcinkami przewodu pokarmowego znajdują się specjalne pierścienie mięśniowe, tzw. zwieracze, natomiast w jelitach występują zastawki. Taka budowa pozwala substancjom odżywczym pozostać w każdym odcinku przewodu pokarmowego przez odpowiedni okres czasu, potrzebny do strawienia przez właściwe enzymy. Zabezpiecza także przed cofaniem treści pokarmowej do poprzednich odcinków.

Żołądek

Żołądek to podłużny, dobrze umięśniony narząd, który czynnie dopasowuje swoją pojemność do objętości spożytego pokarmu. Znajduje się w lewym podżebrzu, poniżej przepony, a powyżej pępka.
Dzięki silnemu umięśnieniu, dokładnie rozciera i miesza treść pokarmową z wydzieliną zawierającą śluz, kwas solny, enzymy i tzw. czynnik wewnętrzny (IF), niezbędny do absorpcji witaminy B12 poprzez ściany jelit do krwioobiegu. Brak IF – który może pojawić się jako konsekwencja zaniku błony śluzowej żołądka – jest jedną z przyczyn niedoboru witaminy B12, co może prowadzić do zaburzeń w układzie krwiotwórczym i nerwowym. Głównym enzymem soku żołądkowego jest pepsyna, która wstępnie trawi białka. Jest skuteczna tylko w silnie kwaśnym środowisku. Pod wpływem działania pepsyny białka rozpadają się na mniejsze jednostki - polipeptydy, przygotowując się do następnej fazy trawienia: rozkładu na mniejsze peptydy, a następnie aminokwasy. Kolejny enzym żołądkowy - rennina ścina mleko i umożliwia dalsze trawienie jego białka (kazeiny). Niezwykle kwaśny odczyn soku żołądkowego (pH 0,8-2,0) pochodzi od kwasu solnego (HCl), który jest wytwarzany przez specjalne komórki okładzinowe błony śluzowej żołądka. Kwaśne środowisko jjest dobrze tolerowane przez błonę śluzową żołądka, ponieważ w warunkach fizjologicznych jej komórki są zaopatrzone w odpowiednie mechanizmy obronne. Silnie kwaśne środowisko stanowi skuteczną linię obrony przed rozmaitymi patogenami, w większości przypadków niszcząc je. W sytuacji niewystarczającej ilości soku żołądkowego, mikroorganizmy wywołują procesy zapalne w błonie śluzowej żołądka, które prowadzą do zaburzonej funkcji mięśni zwieracza – w efekcie sok żołądkowy „cofa się” do przełyku. Jednak przełyk z trudnością toleruje refluks zawartości żołądka (zarzucanie wsteczne), co wywołuje nieprzyjemny, palący ból, tzw. zgagę. Zaburzenie to, nazywane skrótowo w literaturze jako GERD (Gastro-Esophageal Reflux Disease – choroba refluksowa żołądkowo-przełykowa), jest obecnie bardzo częste i może być spowodowane niezdrowym stylem życia, jak również złymi nawykami żywieniowymi, a konkretnie niską jakością pożywienia. Z żołądka nie jest absorbowane nic innego poza alkoholem (około 20%) i niewielką ilością żelaza (lecz tylko w obecności odpowiedniej ilości witaminy C). Wstępnie strawiony pokarm, wysycony sokiem żołądkowym w wyniku rytmicznych skurczów mięśni żołądka, dostaje się do dwunastnicy - pierwszego odcinka jelita cienkiego.
Zazwyczaj pokarm, zawierający węglowodany, białka i tłuszcze, opuszcza żołądek w ciągu 3-5 godzin. Pokarm płynny, jak np. zupy, przechodzi przez żołądek o wiele szybciej niż pokarmy stałe. Z kolei pokarmy tłuste pozostają w nim znacznie dłużej.

Jelito cienkie

To główne miejsce trawienia i wchłaniania substancji odżywczych. Dociera tu żółć, produkowana przez wątrobę oraz wydzielane są enzymy trawienne trzustki i sok jelitowy. W przeciwieństwie do kwaśnego odczynu soku żołądkowego, środowisko jelita cienkiego jest zasadowe, co jest zapewniane przez wydzielaną przez wątrobę żółć, sok trzustkowy bogaty w wodorowęglany, jak również wydzielinę jelitową. Alkaliczny odczyn jest częściowo potrzebny do trawienia składników odżywczych, a  częściowo do ich absorpcji. Błona śluzowa jelita jest obficie pofałdowaną tkanką z tysiącami bardzo subtelnych kosmków jelitowych, przypominającą na wewnętrznej powierzchni aksamitne włókno. Tak duża liczba kosmków jest niezbędna, żeby umożliwić jelitom pobranie, w stosunkowo krótkim czasie, odpowiedniej ilości składników odżywczych. Ten „trik” natury zwiększa powierzchnię wewnętrzną jelit do prawie 150 m2. Za pośrednictwem kosmków jelitowych miliony nadających się do wchłonięcia cząsteczek przepływa do krwi, która z kolei regularnie dostarcza prawie 70 trylionom komórek ludzkiego organizmu wszystkie niezbędne do życia substancje. Jelito cienkie, mające długość około 6 metrów, składa się z trzech części: dwunastnicy, jelita czczego i krętego. Okrężne mięśnie ściany jelit przesuwają miazgę pokarmową w dół przewodu pokarmowego, dzięki stałym, rytmicznym skurczom podobnym do ruchu fali. W dwunastnicy, która ciągnie się od ujścia żołądka (odźwiernika), rozpoczyna się dopełniający proces trawienia. Białka, węglowodany i tłuszcze zostają rozłożone na części składowe, nadające się do wchłonięcia i wykorzystania przez organizm. W dwunastnicy rozpoczyna się też absorpcja końcowych produktów rozkładu (wchłaniana jest też większość żelaza), ale główna część składników odżywczych przenika do krwioobiegu poprzez błonę śluzową jelita czczego. W okolicy krętniczo-kątniczej (gdzie jelito kręte łączy się z jelitem grubym) są przyswajane dwie bardzo ważne substancje - witamina B12 związana z czynnikiem wewnętrznym oraz sole kwasu żółciowego. Zachodzi też dalsza resorpcja wody. W końcowym odcinku jelita cienkiego „pokarm resztkowy” występuje w postaci płynnej.

Jelito grube

Jelito cienkie przechodzi w jelito grube, mające przeciętnie 1,5-2,0 metrów długości. Jest ono podzielone na kątnicę, wyrostek robaczkowy, okrężnicę wstępującą, poprzeczną i zstępującą, esicę i odbytnicę. Do początkowego odcinka okrężnicy dociera dosyć duża ilość rozcieńczonych resztek pokarmowych. Zastawka krętnico-kątnicza zapobiega ich cofaniu się do jelita cienkiego. Okrężnica służy głównie jako magazyn treści jelitowej, z której nadal odbywa się resorpcja wody i elektrolitów (lecz już tylko w małych ilościach). Skurcze jej mięśni są stosunkowo nieregularne:
szczególną formą aktywności są skurcze masowe, występujące zwykle kilka razy w ciągu dnia. Powodują one obkurczenie ok. 20 cm jelita, przemieszczając masy kałowe w kierunku odbytu. Pasaż resztek pokarmowych wzdłuż okrężnicy zajmuje 10-12 godzin. Ruch w jednym kierunku zapewniają pierścienie mięśniowe (zastawki). Płynna treść w okrężnicy, po absorpcji wody i soli mineralnych, ma coraz bardziej stałą konsystencję. Papka pokarmowa po dotarciu do jelita grubego jest zagęszczana z około 500 ml do 100-200 ml. Ostatni odcinek przewodu pokarmowego to odbytnica, mająca długość prawie 20 cm. Gromadzą się tutaj wszystkie resztki pokarmowe, które nie zostały wykorzystane przez organizm, jak również różne produkty uboczne przemiany materii i substancje toksyczne. Stolec składa się głównie z tzw. materiału balastowego (np. celulozy, hemicelulozy, itd.), bakterii i resztek złuszczonej ściany jelitowej lub substancji eliminowanych z krwioobiegu. Ilość bakterii w jelitach zwiększa się w miarę oddalania od odźwiernika. Odczyny chemiczne środowisk poszczególnych odcinków okrężnicy różnią się pomiędzy sobą, co odgrywa znaczącą rolę w utrzymaniu przy życiu zróżnicowanych gatunków przyjaznych bakterii, jak również w regulowaniu procesów fizjologicznych.

Zobacz wpływ jelita grubego na inne narządy organizmu >>>

Z powodu wadliwych nawyków żywieniowych, niskiej jakości pożywienia, szkodliwych substancji,
sytuacji stresowych i niewłaściwego stylu życia charakteryzującego społeczeństwa państw zachodnich, delikatna równowaga chemiczna i fizjologiczna przewodu pokarmowego może zostać łatwo naruszona, zaburzając prawidłowe funkcje jelita, trawienie i absorpcję. W takiej sytuacji większość przyjaznych bakterii jelitowych, mających korzystny wpływ na nasz organizm, ulega zniszczeniu i zostaje zastąpiona przez agresywne patogeny. W efekcie naruszona zostaje naturalna równowaga i rozwija się wiele zaburzeń funkcjonalnych, a w ich następstwie - choroby organiczne. Procesy te powszechnie są traktowane jako dysbioza. Zaburzenia w obrębie dolnego odcinka przewodu pokarmowego mają szerokie spektrum - od różnych stanów zapalnych jelita do nowotworów.
Pamiętaj! Trawienie jest jedną z fizjologicznych funkcji, która potrzebuje najwięcej energii. Inną fizjologiczną, energochłonną funkcją jest eliminacja produktów ubocznych i toksycznych czyli odtruwanie. W sytuacji, gdy odżywiamy się niewłaściwie, głównie pokarmem przetworzonym, ubogim w enzymy, błonnik i inne naturalne substancje, jemy na raz zbyt duże porcje lub regularnie spożywamy przekąski, tracimy tak dużo energii na procesy trawienia, że nie będziemy mieli ani wystarczająco dużo czasu, ani energii na eliminację produktów ubocznych i oczyszczanie organizmu. To dlatego produkty uboczne zalegają w naszym organizmie, zatrzymując sól i wodę, co prowadzi do przyrostu masy ciała. Kalorie, nie spalone w wyniku zwolnionego tempa  metabolizmu, prędzej czy później zgromadzą się w postaci nadmiaru tkanki tłuszczowej. To wyjaśnia korzystny wpływ tzw. sokowych głodówek czy innych kuracji postnych. Podczas ich trwania spożywamy tylko soki owocowe i warzywne, wymagające od naszego organizmu mniej energii potrzebnej do strawienia i przyswojenia składników odżywczych. Zmniejsza się również spożycie substancji toksycznych i jednocześnie pobudzona zostaje eliminacja substancji szkodliwych z naszego organizmu.

Wątroba i pęcherzyk żółciowy

Nie możemy mówić o trawieniu, nie wspominając o roli wątroby, pęcherzyka żółciowego i trzustki. Wątroba jest największym narządem naszego organizmu - jej masa sięga około 2 kg. To unikalna przetwórnia chemiczna - w jej komórkach zachodzi ogromna i skomplikowana przemiana substancji
dostarczonych z pożywieniem. Wątroba jest w stanie przekształcić prawie każdy składnik i zneutralizować toksyny, dopóki jest zdrowa. Pełni funkcje magazynu – gromadzi witaminy A, D, B12, żelazo i zapasy węglowodanów (w postaci glikogenu). Szybki rozpad glikogenu zapewnia utrzymanie prawidłowego stężenia glukozy we krwi w sytuacji jej niedoboru. Wątroba wytwarza i wydziela do krwi różne białka osoczowe, enzymy oraz substancje odpowiedzialne za krzepliwość krwi (na 12 głównych czynników krzepnięcia, 9 jest wytwarzanych w wątrobie). Uczestniczy w syntezie endogennego cholesterolu, tzn. nie pochodzącego z pożywienia. Jednym z głównych zadań wątroby jest produkcja żółci. Żółć zawiera kwasy żółciowe i ich sole, które dzięki właściwościom podobnych do detergentów, emulgują substancje tłuszczopodobne, ułatwiając ich skuteczne trawienie. Pęcherzyk żółciowy o długości 7-8 cm, to dodatkowy narząd trawienny służący za magazyn żółci. Gromadzi produkowaną przez wątrobę żółć, modyfikując ją chemicznie i zagęszczając. Już widok pokarmu i poczucie jego smaku może być wystarczającym bodźcem do opróżnienia pęcherzyka żółciowego. Jeśli dochodzi do zaburzenia równowagi składników żółci, może dojść do tworzenia kamieni żółciowych.

Trzustka

Gruczoł ten, o długości około 15 cm, można odnaleźć w zagięciu dwunastnicy. Trzustka jest zarówno gruczołem wydzielania zewnętrznego, jak i wewnętrznego. Wytwarza najważniejsze enzymy trawienne organizmu, jak również dwa podstawowe hormony (insulinę i glukagon), które są niezbędnymi regulatorami metabolizmu glukozy. Określone grupy komórek trzustki (wyspy Langerhansa) produkują insulinę, która jest wydzielana bezpośrednio do krwi. Z tego względu, podobne narządy nazywane są gruczołami wydzielania wewnętrznego. Większa (egzokrynna) część trzustki wytwarza soki o odczynie zasadowym, jak również podstawowe enzymy trawienne, które wydziela do dwunastnicy. Enzymy te pełnią złożone funkcje: lipazy rozkładają tłuszcz, proteazy - białka do aminokwasów, a amylaza (zwana inaczej diastazą) jest odpowiedzialna za rozpad skrobi. Jak już wcześniej wspomniano, trawienie mięsa i innych białek rozpoczyna się w żołądku, gdzie na skutek działania kwasu solnego wytwarzanego przez komórki okładzinowe, dochodzi do ich ścinania (denaturacji). Następnie pepsyna, funkcjonalnie proteaza aktywna w środowisku silnie kwaśnym (pH 1,8-3,8) hydrolizuje (rozkłada) zdenaturowane wcześniej białka, przekształcając je do prostszych cząsteczek. Obecna w soku żołądkowym rennina przekształca kazeinę w bardziej podatny na działanie pepsyny kazeinian wapnia. Żołądek niemowląt zawiera inny enzym, cimosine (kazeinazę), która rozkłada białko mleka. Produkcja tego enzymu ustaje w przebiegu ontogenezy, tak więc osoby dorosłe trawią białka mleka znacznie słabiej. Z tego powodu, w starszym wieku wskazane jest spożywanie jogurtu, już wstępnie „przygotowanego” do trawienia przez bakterie kwasu mlekowego. Jest to szczególnie polecane osobom z grupą krwi 0 i A, ponieważ z trudnością trawią one białka mleka krowiego. Następnie białka docierają do jelita cienkiego, gdzie kontynuowane jest ich trawienie przy udziale trypsyny, chymotrypsyny, karboksypeptydazy,elastazy i kolagenazy. W odróżnieniu od pepsyny, nie są to już proteazy kwaśne, dobrze funkcjonują w pH = 7,5-8,5. Ostateczna hydroliza (do di-pentapeptydów) jest przeprowadzona przez erepsyny i inne „wysoce swoiste” enzymy. W jelicie cienkim ma również miejsce absorpcja poprzez transport aktywny i bierny, w którym bardzo znacząca rolę odgrywa witamina B6 (w postaci kompleksu pirydoksalo-metalowego). Olbrzymia powierzchnia kosmków jelita cienkiego wchłania do krwioobiegu składniki odżywcze, rozłożone na poszczególne elementy. Wątroba odfiltrowuje przyswojone z krwi aminokwasy i katalizuje z nich intensywną syntezę białek. Produkuje olbrzymie ilości białek osocza, które można uważać za ruchomą (tzw. dynamiczną) pulę białek organizmu. Białka osocza docierają do tkanek wraz z krwią, gdzie uczestniczą w syntezie swoistych białek tkankowych (białka mięśniowe, hormony, enzymy tkankowe, itd.). Warto odnotować, że ze względu na brak charakterystycznej postaci magazynującej (w przeciwieństwie do glikogenu i glukozy), nadmiar białka rozkłada się. Z tego powodu niezwykle ważne jest, by zapewnić kulturystom – oprócz aminokwasów budujących białka – również inne warunki intensywnej syntezy białka.