Trávení, trávicí soustavy živočichů a člověka

Trávení, trávicí soustavy živočichů a člověka

· organismus potřebuje pro své životní děje přiměřené množství sacharidů, tuků, proteinů, vitaminů, minerálů a vody

· tyto látky získává z potravy, přicházející do trávicí soustavy

· úkolem trávicí soustavy je potravu přijmout, mechanicky ji zpracovat, trávit a vstřebávat a nestrávené i nestravitelné části odstranit

· většina potravy je přijímána v podobě velkých částic, které musí být mechanicky zpracovány, stejně však vznikají makromolekulární látky, které neprojdou buněčnými membránami

· proto se štěpí na aminokyseliny a monosacharidy, tento proces se nazývá trávení a uskutečňuje se pomocí trávicích enzymů

· malé částice látek vzniklé trávením se dostávají do buněk a přes ně do krve, lymfy nebo hemolymfy u bezobratlých

· obvykle k tomu dochází přes stěnu střeva, procesu se říká vstřebávání

· příjem a mechanické zpracování potravy

– živočichové, přijímající mikroskopickou potravu, mají vyvinuto filtrační zařízení, kterým potravu získávají z množství vody (korýši, škeble, velryby apod.)

– některé druhy hmyzu, živící se šťávami nebo krví, mají vyvinuto bodavé nebo sací ústrojí ploštice, mšice, vši, blechy apod.)

– většina živočichů rozmělňuje potravu ústními orgány

– někteří masožraví polykají kořist vcelku

– mnoho parazitů (např. tasemnice) se naučilo přijímat natrávenou potravu hostitele celým povrchem těla

– mechanicky se potrava zpracovává často i v žaludku (ptáci, hmyz), ten je také její zásobárnou, podobně jako u ptáků rozšířenina jícnu – vole

· trávení

– u obratlovců probíhá převážně v tenkém střevě, ale částečně už v ústní dutině a žaludku

– trávení disacharidů a peptidů činností enzymů tenkého střeva probíhá především pomocí enzymů, zabudovaných v epitelové tkáni střeva – tzv. membránové trávení (neplatí už domněnka, že ve střevě se kromě slinivky břišní uplatňují ještě střevní žlázy)

– u živočichů, jejichž trávicí soustava už není pouze trubicovitá (žahavci, ploštěnci) trávení probíhá v trávicí dutině

– trávení spočívá v enzymatické hydrolýze látek

– štěpení proteinů
• proteiny štěpí proteázy a peptidázy na peptidy a aminokyseliny
• u obratlovců, schopných zpracovat potravu živočišného průvodu probíhá štěpení ve dvou fázích
• v žaludku štěpí pepsin proteiny na polypeptidy v kyselém pH
• poté vstupuje kyselá natrávenina do dvanáctníku, dochází ke stahu svěrače mezi střevem a žaludkem, aby nepronikala další natrávenina
• pak se vyrovná pH hydrogenuhličitanem ze slinivky břišní a v dvanáctníku může probíhat trávení pomocí trypsinu a peptidázy, které štěpí polypeptidy na aminokyseliny
• u bezobratlých působí proteolytické enzymy pouze za neutrálního pH

– štěpení sacharidů
• polysacharidy na škrob a glykogen štěpí amyláza (např. ptyalin) na maltózu, jež je štěpena maltázou na glukózu
• jiné enzymy štěpí laktózu a sacharózu
• celulóza se až na výjimky (hlemýžď) štěpí pomocí symbiontů (bakterie, nálevníci), protože enzymy, produkované trávicí soustavou, ji neumí štěpit
• u přežvýkavců se tito symbionti nachází v bachoru a navíc obohacují organismus o látky, vyrobené z dusíku (bakterie to dokážou)

– štěpení lipidů
• tuky (triacylglyceroly) hydrolyzují lipázy na mastné kyseliny a glycerol
• trávení tuků se u obratlovců účastní žluč vylučovaná játry
• ve žluči obsažené kyseliny způsobují emulgaci tukových kapének na malé , tím zvětšuje jejich povrch a enzym lipáza pak může působit na větší množství molekul – urychlení štěpení

– trávení extracelulární: uskutečněné pomocí trávicích enzymů, vyloučených do trávicí trubice (soustavy), kde je potrava rozkládána a vstřebávána (většina živočichů)

– trávení intracelulární: nejjednodušší, potrava přijata fagocytózou (kapaliny) nebo pinocytózou (pevné částice), následně se zpracovává v potravní vakuole nebo pomocí lysosomu (u živočichů např. prvoci nebo živočišné houby)

– trávení mimotělní (extraintestinální): živočich vstřikuje trávicí enzymy do těla kořisti a pak natráveninu nasaje do trávicí soustavy, kde se trávení dokončí (pavouci, larvy atd.)

· vstřebávání

– probíhá hlavně v tenkém střevě, v tlustém střevě se vstřebává jen voda a minerály

– účinnost resorpce se zvyšují vyšší délkou a plochou střeva zřasením sliznice a tvorbou mikroklků a klků (extrémně prokrvené zřaseniny sliznice)

– vzhledem k průběhu trávení i ve chvíli, kdy je vyšší koncentrace živin v krvi než ve střevě, musí probíhát transport aktivně

– voda se ale vstřebává pasivně, na základě osmotického tlaku

Trávicí soustavy živočichů

· jejich stavba závisí na složitosti organismu a druhu přijímané potravy

· bez trávicí soustavy jsou prvoci nebo někteří paraziti (příjem povrchem těla)

· z entodermu prvostřeva se mnohobuněčných organismů vyvíjí především převážná část trávicí soustavy a s ní souvisejících orgánů (trávicí žlázy)

· trávicí soustava živočišných hub

– nejjednodušší trávicí soustava

– má podobu vakovité dutiny (spongocoel) odpovídající prvostřevu gastruly vzniklé invaginací

– tento vak komunikuje s vnějším prostředím jediným otvorem (osculum) na svrchní straně těla

– spongocoel má stěnu tvořenou límečkovitými buňkami (choanocyty), které slouží jako trávicí epitel (choanoderm, resp. gastroderm)

– každý choanocyt vypadá jako komolý kužel jehož konec, směřující do spongocoelu, je lemován plazmatickým límcem, uprostřed nějž vybíhá bičík

– trávení probíhá ve vakuolách, umístěných v cytoplazmě choanocytů, pokročilá fáze trávení pak v buňkách střední části těla (amébocytech), které pak distribuují pohybem živiny do celého těla

– voda s živinami se dovnitř dutiny dostává malými otvůrky v povrchu těla (inhalační otvory živočišné houby)

– tady dochází k přesunu k buňkám a intracelulárnímu trávení, nestrávené částečky jsou předávány do dutiny a odtud jsou vypuzovány osculem mimo tělo

· trávicí dutina (láčka)

– liší se od předchozí soustavy tím, že má pouze jediný otvor, který slouží jak k příjmu, tak k vyvrhování potravy

– trávení probíhá enzymaticky extracelulárně, až pak intracelulárně v potravních vakuolách

– potrava je zpracovávána cyklicky (přijetí potravy následuje až po vyvrhnutí předchozích zbytků)

– jinak je láčka zvaná gastrovaskulární dutina – rozvádí živiny kromě trávení i do různých částí těla

– láčka žahavců
• potrava je uchopována chapadly – loví potravu paralyzováním pomocí žahavých buněk (knidoblastů) – a dopravována do ústního otvoru
• ústní otvor může být mírně vyzdvižen, nebo naopak jeho okraje mohou být vchlípeny do centrální dutiny, čímž vzniká krátký hltan
• většinou je členěna septy (přepážkami) vybíhajícími z boků nebo dna
• septa (mezenteria) mohou být úplná nebo neúplná (napropojená po celém průměru láčky), septa také mohou být opatřena vlákny, pomocí nichž může docházet k pohybu dutiny
• láčka zasahuje v podobě radiálních kanálků i do chapadel, u medúz běží po okraji těla tzv. radiální kanálek
• po strávení zbytky prochází zpět do dutiny a odtud ústy ven z těla

– láčka ploštěnců
• jedná se o modifikovanou láčku, u ústního otvoru směrem dovnitř se nachází hltan, jehož stěny jsou vyztuženy svaly, proto je vychlípitelný ven
• jeho původ je ektodermální, nazývá se jinak stomodeum
• hltan navazuje na centrální trávicí dutinu – střevo je jednoduché nebo větvené
• u živočichů se zaniklou tělní dutinou střevo zaniká, hltan navazuje jen na shluk entodermálních buněk

· trávicí trubice

– zdokonalení láčky proražením řitního otvoru, takže ústa slouží výhradně k příjmu a řitní otvor výhradně k vyvrhování potravy

– entodermální podoba trávicí trubice je většinou na začátku a na konci doplněna ektodermální vchlípeninou

– za ústní dutinou obvykle navazuje jícen, žaludek, střevo (přímé, ale velmi zvrásněné na povrchu, čímž se zvětšuje plocha vystlaná gastrodermem – buňkami, schopnými trávit)

– stěnu trávicí trubice tvoří několik vrstev
• sliznice: prostoupena kapilárami, krytá epitelem (řasinkovým nebo s mikroklky)
• podslizniční vazivo: prostoupeno cévami a vegetativním nervstvem
• svalová vrstva: hladká svalovina, způsobující peristaltické pohyby
• seróza: odděluje trávicí a břišní dutinu (u vyspělých živočichů trávicí orgány od dutiny a od sebe navzájem)

· trávicí trubice bezobratlých

– hltan je vychlípitelný či sací, žaludek svalnatý nebo žláznatý

– střevo má jedno či více slepých střev, končí konečníkem a řitním otvorem

– v celé trávicí trubici je jednotná trávicí šťáva – směs enzymů slinných žláz, hepatopankreatu nebo epitelu střevní stěny

· trávicí trubice obratlovců

– počáteční úsek trávicí trubice, navazující na ektodermální dutinu ústní, se nazývá hltan (pharynx)

– u vodních obratlovců narušen žaberními štěrbinami (slouží tedy i k dýchání)

– díky této dvojí funkci je prostoupen výrustky, které separují živiny od vzduchu v přijaté vodě (např. endostyl primitivních strunatců nebo mihulí – žlábek s epitelem, produkujícím sliz a spojujícím částice potravy dohromady)

– na hltan navazuje jícen, je tvořen svaly a vnitřní vrstvou sliznice

– potrava jícnem většinou prochází, jen výjimečně se jícen podílí na natrávení nebo shromažďování potravy (vole ptáků)

– žaludek je rozšířená část trubice, vyvinutá v souvislosti s periodicitou příjmu potravy (chybí u živočichů, kteří přijímají potravu neustále)

– lze jej členit na čelo (u ústí jícnu), hlavní rozšířenou část fundus a ústí do střeva, vrátník

– probíhá tu trávení chemické (pepsin štěpící proteiny za pomoci HCl, jež pro něj tvoří příznivé prostředí) a mechanické (peristaltikou, která je mnohdy podpořena spolykanými anorganickými předměty – gastrolity)

– v souvislosti s konzumací rostlinné hmoty (celulózy) se žaludek výrazně diferenciuje

– střevo je část trubice, kde dochází ke vstřebávání živin, zároveň ale i k trávení

– absorpce živin je umožněna zvrásněním stěny střeva – střevními klky, ke stejnému účelu slouží také spirální řasa (např. žralok)

– plocha se také zvětšuje prodloužením střeva a jeho slepými zakončeními (slepá střeva)

– zakončení vchlípeným ektodermem se nazývá konečník

– u paprskoploutvých vzniká jako výchlipka kloaky (společný vylučovací otvor pro trávicí a vylučovací soustavu) močový měchýř, u řady plazů se pak moč shromažďuje přímo v kloace

– u vodních bezobratlých střevo slouží i k dýchání, proto je výrazně větvené

– vychlípením a odškrcením entodermu embryonální trávicí trubice vznikají játra a slinivka břišní

– produkt sekrece jater se odvádí do váčku zvaného žlučník a odtud do střeva

– další funkcí jater je shromažďovaní produktů trávení (cukry, uhlohydráty) a jejich uvolňování do krevního oběhu

– proto jsou játra napojena na krevní oběh a diferenciována do lalůčků, které umožňují dobrou resorpci a filtraci a v podstatě metabolismus látek

– slinivka břišní (pankreas) je žláza produkující trávicí enzymy, kromě toho obsahuje ostrůvky endokrinní aktivity – Langerhansovy ostrůvky
 
Trávicí soustava člověka

· dutina ústní

– od nosní dutiny je oddělena měkkým a tvrdým patrem

– v horní čelisti vepředu je kanálek, jímž vedou nervy – napojení na nosní dutinu, proto při např. snězení něčeho ostrého spustí rýma

– obsahuje zuby, podstatné pro mechanické zpracování potravy

– chrup mléčný se prořezává kolem 6. měsíce, dvacet zubů je prořezáno do konce 2. roku

– trvalý chrup se objevuje před šestým rokem, prořezání s výjimkou zubů moudrosti probíhá do konce puberty

– nevhodná výživa může vést k uvolnění zubu v lůžku (parodontritida)

– pro formování sousta mají význam sliny a jazyk

– sliny jsou produktem slinných žláz – sublinguární, submbandibulární a příušní

– obsahují spoustu mucinu (hlenu, složitého, vazkého proteoglykanu), který umožňuje zvláčnění sousta a jeho klouzání trávicím traktem

– dále sliny obsahují spoustu vody a enzymů – trávicí (amyláza – natráví polysacharidy na jednodušší cukry) a imunitní (narušují stěnu bakterií a umí navázat železo pro ně potřebné)

– v ústní dutině také mnoho symbiotických bakterií, které zhoršují prostředí patogenním bakteriím

– při polykání přitlačíme jazykem sousto k měkkému patru, ve chvíli kdy se pak dotkne zadní části hltanu, nastává samovolná část polykání, nadzvedne se hrtan a spojí se s epiglottis (hrtanovou záklopkou) a sousto pokračuje do jícnu a dále trávicí trubicí

· hltan

– podstatný pro polykání

– společná část dýchacích a trávicích cest

· jícen

– začátek trávicí trubice

– odtud sousto pokračuje trubicí peristaltickým pohybem

· trávicí trubice

– tvoří v podstatě celý trávicí trakt

– na povrchu má epitel s kartáčovým lemem, se spoustou mikroklků (silně prokrveny, zvětšují plochu trubice)

– pod epitelem řídké vazivo s jemným svalovým lemem (pohyb mikroklky)

– pod silně inervovaným řídkým vazivem se nachází další svalový lem a pod ním seróza, jíž jsou trávicí orgány kryty pro snazší klouzání po sobě navzájem

– seróza kryje i celé střevo jako celek (tzv. mezenterium podobné listu), tvoří pak jakousi stopku, do které jsou vedeny všechny cévy, vedoucí mezenteriem ke střevu, odvádí se tudy vstřebané živiny

– vývojově může dojít ke srůstu seróz a tak zániku stopky – trávicí problémy

– celá břišní dutina, v níž jsou umístěny trávicí orgány (ačkoli není příliš znatelně dutá) je obklopena silnou svalovinou

– trávicí trubice nejprve prochází hrudní dutinou a pak skrz bránici, která kryje břišní dutinu

– sousto tudy prochází peristalticky až do žaludku, kde nějakou dobu „počká“

– peristaltikou může dojít k segmentaci sousta (segmentační pohyby)

· žaludek

– dochází tu k většímu rozmělnění (pístové převalování, podobné peristaltice, nahoru a dolů, přičemž mu napomáhá dolní vratníkový sfinkter (svěrač), který je při zpracovávání potravy zavřený

– potrava se smíchává s enzymy, které ji jednak desinfikují a jednak rozkládají

– trávicí enzym pepsin je z neaktivního pepsinogenu aktivován až po přijetí potravy a následné sekreci HCl pro snížení pH (aktivace probíhá nervově – hlad, chuť na něco)

– v neaktivní formě jinak setrvává proto, aby netrávil stěny žaludku

– před tímto trávením chrání také přítomný hlen (mucin)

– pepsin štěpí bílkoviny na peptidy, ne přímo na nejmenší jednotky

· tenké střevo

– skládá se ze tří hlavních částí – dvanáctník, lačník a kyčelník

– do dvanáctníku je natrávenina vstřikována ze žaludku

– do dvanáctníku vede kanál ze žlučníku a slinivky, tedy tu dochází k hlavnímu enzymatickému trávení zbylé potravy, v ostatních oddílech střeva už dochází spíše ke zpětné resorpci

– reaguje na pH, je-li příliš kyselé, ovlivní žaludek a ten už nevypouští další natráveninu

– při nízkém pH také nemohou fungovat mnohé lipázy a tak se ve střevě produkuje sekretin, který dává slinivce příkaz k tvorbě sody, jež pak neutralizuje pH ve střevě

– je-li tu příliš tuků, dá střevo příkaz žlučníku k uvolnění žluči (pomocí cholecystokyninu, který způsobí vytlačení žluči)

– žluč je podstatná pro trávení lipidů (tuky se emulzifikují na menší kapénky)

– štěpí se tu také další sacharidy (pomocí amyláz) a proteiny (pomocí tripsinu)

· žlučník

– váček, shromažďující žluč produkovanou játry

– ta je sem vedena žlučovým kanálkem a dalším kanálkem může vést do dvanáctníku

– tento kanálek je ale uzavřen sfinkterem a tak se žluč hromadí

– uvolňuje se kontrakcí žlučníku v případě, že střevo vyprodukuje cytokinin (při nadměrném obsahu tuku ve střevě)

– dojde-li ke vzniku žlučového kamene, může se sfinkter ucpat a pokud kámen neprojde do střeva, může zablokovat i činnost slinivky břišní

– ta je totiž napojena na tentýž kanálek do střeva a pokud z ní nemohou odcházet trávicí enzymy, začne trávit sama sebe zevnitř

· slinivka břišní (pankreas)

– je uložena až za zadní stěnou dutiny břišní

– je napojena na tentýž sfinkter jako žlučník

– produkuje jednak lipázy, jednak sodu, vyvolanou sekrecí sekretinu ve střevě, dále tripsinogen, který se aktivuje na tripsin v případě potřeby trávit ve střevě proteiny

– aby ale došlo k rozštěpení až na aminokyseliny, je třeba karboxypeptidázy

– slinivka produkuje také amylázy (trávení sacharidů) a inzulin a glukagon

– inzulin umožňuje štěpení cukrů, putuje k e všem buňkám (hlavně nervovým) a tam umožňuje vstřebávání cukrů

– při diabetes I. typu dochází k poruše Langerhansových ostrůvků ve slinivce a zastavení produkce inzulinu, při diabetes II. typu dochází k poruše citlivosti buněk na inzulin

– inzulin také zapříčiňuje ukládání cukrů do zásobní látky glykogenu

– glukagon naopak při nedostatku cukru uvolňuje cukr z glykogenu

– oba tyto hormony regulují glykémii (hladinu glukózy v krvi)

· tlusté střevo

– postupuje sem potrava z tenkého střeva

– obecně střeva fungují na podráždění tak, že informují předchozí úsek, aby se zastavil (tak funguje i žaludek)

– skládá se ze vzestupného, příčného a sestupného oddílu

– tlusté střevo hlavně vstřebává vodu vypitou nebo přidanou tenkým střevem

– denně do tlustého střeva přijde 1,5 litru živin a vyloučí se pouze 200 ml

– je plné mikroklků, které umožňují resorpci, jsou hustě prokrvené a zásobené lymfou, která odvádí hlavně tuky

– jeho pomalá peristaltika je doplněna tzv. hromadnými pohyby, které začínají ve slepém střevě a vytváří nucení na stolici (posouvají tráveninu až na okraj konečníku)

– hromadné pohyby jsou asi dva denně a lze je potlačit, ale je to nebezpečné

– dojde-li k infekci střeva, nastává zrychlení peristaltiky – průjem

– tlusté střevo ale nemá potravu zcela filtrovanou, proto jím vede portální oběh

– mezentériem prochází cévy, které se rozvětvují a prokrvují klky tlustého střeva

– v něm tyto kapiláry nasbírají mnohdy i poměrně velké částečky nefiltrované hmoty a další živiny

– kapiláry se dále sbíhají do žíly, která vede krev do jater a tam dochází k filtraci

· játra

– žilou jsou do nich vedeny živiny k filtraci z tlustého střeva

– tady se opět rozvětvují na kapiláry, které v játrech tvoří jakési lalůčky

– okolo nich se nachází trámce hepatocytů – buněk jater, schopných vstřebávat a filtrovat všechno škodlivé

– profiltrovaná krev pak portální vénou odchází do srdce

– mezi hepatocyty vedou kanálky, které vedou žluč, produkovanou hepatocyty, do centrálního žlučového kanálku a do žlučníku

– žluč je tvořena bilirubinem a žlučovými kyselinami

· po průchodu celým traktem se nestrávené zahuštěné zbytky dostávají do konečníku a tudy při hromadném pohybu rektem ven z těla