Sistemul digestiv si funcţia de nutriţie

Sistemul digestiv, systema digestorium, constituie un complex de organe care indeplinesc funcţiile de prehensiune, modificare mecanică şi chimică a alimentelor, digestie, absorbţia substanţelor nutritive in patul vascular şi cel limfatic, eliminarea in exterior a produselor reziduale.

Pe langă aceasta, acest sistem indeplineşte şi funcţia de dezintoxicare a substanţelor nocive, ce au pătruns cu alimentele şi a celor ce se formează la transformările oxidative, precum şi sinteza substanţelor biologic active - hormoni, fermenţi, vitamine ş. a.

Sistemul digestiv este format din tubul digestiv și glandele anexe.

Tubul digestiv

Tubul digestiv începe cu orificiul bucal și continuă până la orificiul anal.

Figura 1. Aparatul digestiv

Tubul digestiv este alcătuit din următoarele segmente:

• cavitatea bucală;
• faringele;
• esofagul;
• stomacul;
• intestinul subțire;
• intestinul gros.

Cavitatea bucală conține organe specializate, limba și dinții. Ea prezintă:

• peretele superior - format din bolta palatină și omușor;
• peretele inferior - pe care se află limba cu papilele gustative;
• pereții laterali - formați de obraji.

Umectarea alimentelor din cavitatea bucală se realizează cu ajutorul salivei. Aceasta este secretată de glandele salivare, care sunt situate în apropierea cavității bucale, cu care comunică prin canale excretoare.

Mucoasa bucală este umezită de saliva produsă de glandele salivare. Pe maxilare - superior (care este fix) și inferior (care este mobil) se găsesc dinții.

Dinții sunt organe vii, formațiuni osoase dure. Aceștia sunt implantați în alveolele dentare. Au culoare albă și rol mecanic în digestia bucală, intervenind în sfărâmarea și măcinarea alimentelor. La om, dentiţia este heterodontă.

Aceasta înseamnă că există mai multe tipuri de dinţi adaptați pentru diferite funcţii:

• incisivi (I)
• canini (C)
• premolari (PM)
• molari (M).

Ei sunt dispuşi pe o arcadă superioară (pe maxilarul superior) şi una inferioară (pe maxilarul inferior). Pe fiecare dintre cele două arcade superioară şi inferioară se regăsesc câte 4 incisivi sus şi 4 jos, situaţi anterior, aceştia sunt adaptaţi la tăierea alimentelor, următori sunt caninii (2 sus şi 2 jos) adaptaţi pentru sfâşierea alimentelor, apoi premolari, 4 sus şi 4 jos. Ultimii sunt molarii adaptaţi pentru mărunţirea alimentelor 6 pe arcada superiară şi 6 pe cea inferioară.

Omul este difiodont, prezentând 2 dentiţii: una este dentiţia de lapte care apare cam pe la 6 luni, începând cu incisivii:

• de lapte/temporară - 20 dinți:

Formula dentară (pe jumătate de arcadă): I 2/2, C1/1, M 2/2;

• definitivă - 32 dinți:

Formula dentară (pe jumătate de arcadă): I 2/2, C 1/1, PM 2/2, M 3/3.

Fiecare dinte prezintă trei porțiuni:

• coroana = partea vizibilă a dintelui;
• rădăcina = partea ascunsă în alveolă;
• colul = porțiunea cuprinsă între coroană și rădăcină. Este acoperit de gingie.

Limba are rol în masticație, deglutiție/înghițire, supt (la sugari), în limbajul articulat și este și un organ gustativ.

Faringele reprezintă locul unde se încrucișează calea digestivă cu calea respiratorie. Realizează legătura între fosele nazale și laringe, precum și între cavitatea bucală și esofag. Musculatura faringelui are rol important în deglutiție.

Intrarea în faringe este străjuită de amigdale, organe de apărare împotriva bacteriilor și virusurilor ajunse aici prin hrană și prin aerul inspirat.

Esofagul (circa 25 cm) străbate cutia toracică și mușchiul diafragm, deschizându-se în stomac prin orificiul cardia. Face legătura între faringe și stomac.

Mucoasa esofagului are cute care-i permit dilatarea în timpul trecerii bolului alimentar.

Musculatura faringelui și esofagului, dublu stratificată, participă la înghițirea hranei.

Stomacul , segmentul cel mai dilatat al tubului digestiv, situat în stânga cavității abdominale, sub mușchiul diafragm. Are forma literei „J”, prezintă două fețe (anterioară și posterioară) și două margini/curburi (marea și mica curbură).

Figura 2. Alcătuirea stomacului

Porțiunea verticală cuprinde fundul stomacului (fornix/camera cu aer), care nu se umple cu alimente și corpul stomacului.

Porțiunea orizontală este alcătuită din antrul/canalul piloric, care se termină la orificiul piloric.

Prin orificiul cardia, stomacul comunică cu esofagul, iar prin pilor comunică cu duodenul (primul segment al intestinului subțire).

Mucoasa gastrică/stomacală prezintă numeroase cute care îi măresc suprafața și are numeroase orificii prin care se deschid glandele gastrice, glande, care secretă sucul gastric și un mucus abundent care o protejează. Musculatura este dispusă în trei straturi ( longitudinal, circular și oblic); cu ajutorul ei, hrana este amestecată cu sucul gastric și împinsă în duoden prin orificiul piloric.

Intestinul subțire , segmentul cel mai lung, circa 4-6 m. Este cuprins între stomac și intestinul gros și este format din:

• duoden (partea fixă);
• jejunul și ileonul/jejuno-ileonul (partea mobilă), care formează bucle (anse) intestinale.

Figura 3. Structura intestinului subțire

Duodenul are formă de potcoavă, care cuprinde în concavitatea sa capul pancreasului. În duoden se deschid canalul coledoc și canalul principal al pancreasului.

Mucoasa conține glande care secretă sucul intestinal, cu rol în digestia principiilor alimentari care ajung la acest nivel.

Jejunul și ileonul se întind până la valvula ileo-cecală. Mucoasa prezintă un număr de vilozități intestinale, care măresc suprafața de absorbție a principilor alimentari.

Musculatura, dispusă în două straturi, participă prin contracțiile sale ritmice la amestecarea conținutului intestinal cu sucurile digestive, la contactul lui cu mucoasa pentru facilitarea absorbției intestinale și la înaintarea acestuia.

Intestinul gros, cu o lungime de circa 1,7 m și un calibru superior față de intestinul subțire. Este alcătuit din următoarele segmente:

• cecum = segment situat sub valvula ileo-cecală și terminat într-un fund de sac, prezentând apendicele vermiform (forma de vierme);
• colonul este format din segmente ( colon ascendent, transvers, descendent, sigmoid).
• rectul = ultima parte a intestinului gros, se termină cu canalul anal care se deschide prin anus.

Mucoasa intestinului gros nu mai prezintă vilozități, dar conține numeroase celule care secretă mucus. Stratul muscular longitudinal formează 3 benzi distincte numite tenii. De asemenea, musculatura circulară formează o serie de strangulaţii care delimitează porţiuni numite haustre.

Prin intestinul gros se elimină resturile nedigerate și produșii toxici de putrefacție sub formă de materii fecale.

Glandele anexe ale sistemului digestiv

Acestea își varsă produșii de secreție prin canale speciale în segmente ale tubului digestiv.

Aceste glande sunt:

• Glandele salivare
• Ficatul
• Pancreasul

Glandele salivare

Glandele salivare : secretă saliva pe care o elimină prin canale în cavitatea bucală. Există trei tipuri de glande salivare: glandele parotide, glandele sublinguale și glandele submaxilare.

Ficatul

Ficatul : cea mai voluminoasă glandă din corp (circa 1,5 kg), situat în partea dreaptă a cavității abdominale, sub mușchiul diafragm. Este alcătuit din patru lobi: drept, stâng, anterior și posterior.

Pe fața inferioară a ficatului se află hilul hepatic, prin care intră și ies din ficat artera hepatică, vena portă, vasele limfatice, nervii și cele două canale hepatice. Ficatul prezintă o față superioară, diafragmatică, și una inferioară, viscerală. Fața inferioară a ficatului prezintă două șanțuri longitudinale. La partea anterioară a șanțului longitudinal drept se află vezica biliară.

Ficatul are o structură segmentară. Fiecare lob al ficatului este alcătuit din segmente, iar segmentele din lobuli. Lobulul hepatic - reprezintă unitatea structurală și funcțională a ficatului . Lobulul hepatic are formă piramidală și este constituit din celule hepatice (hepatocite), capilare și canaliculi biliari.

Hepatocitele sunt dispuse sub formă de plăci, formând între ele o rețea, cu dispoziție radială. Între hepatocite se găsesc canaliculele biliare, fără pereți proprii, în care se descarcă bila secretată de hepatocite.

Spre periferia lobulului, canaliculele încep să aibă pereți proprii, și ieșind din lobul, se unesc între ele, formând cele două canale hepatice ( drept și stâng), prezente în hilul hepatic. Căile biliare extrahepatice se formează prin unirea celor două canale hepatice drept şi stâng în canalul hepatic comun, în care mai jos se deschide şi canalul cistic, care aduce bila din vezicula biliară numită şi colecist.

Vezicula biliară, situată pe faţa inferioară a ficatului – patul hepatic al veziculei – are o formă alungită, de pară. Se continuă cu canalul cistic şi este acoperită aproape în întregime de seroasa peritoneală.

Canalul hepatic comun şi canalul cistic, prin unirea lor, formează canalul coledoc. Acesta se deschide în duoden la nivelul papilei mari prin ampula hepatopancreatică (Vater) care este străjuită la nivelul orificiului ei de un muşchi circular, sfincterul Oddi.

Funcţiile ficatului

• Glicogenogenetică: la nivelul ficatului se sintetizează glicogen. Reprezintă o rezervă de glicogen, care este mobilizat, în funcţie de necesităţile organsimului.
• Reprezintă o rezervă lipidică, stocând o parte din lipidele organsimului. De asemenea are funcţie adipogenică (transformă glucidele în exces, în lipide).
• La nivelul ficatului se sintetizează o serie de proteine (fibrinogen, protrombină).
• Urogenă: amoniacul rezultat din degradarea aminoacizilor este transformat în uree la nivelul ficatului.
• Depozitează fier, cupru şi o serie de ioni.
• Reglează cantitatea de apă din organism.
• Depozitează vitaminele A (95%), B1, B2, B12, D, K şi PP.
• La făt are funcţie hematopoietică.
• Are rol în degradarea hematiilor şi captarea fierului.
• Funcţie antitoxică: substanţele toxice rezultate din digestie sunt neutralizate de către ficat.
• Funcţie de sinteză a unor enzime (transaminaze, carboxilaze)
• Menţinerea echilibrului acido-bazic
• Funcţie termoreglatoare: în timpul repausului, ficatul este cel mai mare producător de căldură.

Figura 4. Ficatul și pancreasul

Pancreasul

Pancreasul - situat în spatele stomacului. Este alcătuit din:

• cap, situat în potcoava duodenală
• corp
• coadă

Este o glandă mixtă, partea exocrină secretăsucul pancreatic care este colectat în două canale mari: principal Wirsung, care se deschide în duoden, împreună cu coledocul (prin orificiul Oddi), și un canal excretor secundar Santorini, care se deschide în canalul Wirsung sau direct în duoden.

Atât bila cât și sucul pancreatic ajung prin canale în duoden.

Tubul digestiv este căptușit cu o mucoasă specializată, în anumite segmente, pentru:

• secreția sucurilor digestive care prelucrează chimic hrana;
• absorbția substanțelor nutritive rezultate prin digestie.

Înaintarea hranei de-a lungul tubului digestiv se face prin contracții ritmice ale musculaturii acestuia numite unde peristaltice; acestea asigură și amestecul sucurilor digestive cu hrana ingerată și eliminarea resturilor nedigerate. Mucoasa prezintă numeroase pliuri și glande producătoare de mucus. Acesta ajută la eliminarea materiilor fecale (de aceea în segmentele inferioare ale intestinului gros crește numărul celulelor care secretă mucus).

Digestia

Prin consumarea alimentelor se introduc în organism o gamă variată de substanțe organice și anorganice. Unele dintre ele: apa, substanțele anorganice (săruri minerale de calciu, fier, fosfor etc.) și vitaminele sunt folosite ca atare de către organismul nostru, fără a fi transformate.

Substanțele organice sunt însă mai întâi digerate, adică descompuse în substanțe simple pentru a putea fi absorbite și distribuite prin circulație tuturor celulelor. Hrana ingerată, pe măsură ce străbate tubul digestiv, este supusă unui ansamblu de transformări mecanice, fizice și chimice numit digestie.

Alimentele sunt mai întâi transformate mecanic și fizic pentru a ușura prelucrarea lor chimică sub acțiunea unor substanțe din sucurile digestive, numite enzime.

Digestia începe în cavitatea bucală cu transformări:

• mecanice (tăierea, mărunțirea, înmuierea cu salivă) - masticația;

• fizice (dizolvarea unor substanțe în salivă: sare, zahăr);

• chimice : au loc sub acțiunea salivei.

Saliva este un lichid puţin vâscos, transparent şi spumos; este slab acid (pH = 6,8 – 7,2). Din punct de vedere chimic, saliva este alcătuită din 95,7 % apă şi 4,3% reziduu uscat. Reziduul uscat este format din substanţe organice 60% şi substanţe minerale 40 %.

Dintre substanțele organice, amilaza salivară/ptialina (enzimă din salivă) descompune amidonul în produși glucidici puțin mai simpli, cu gust dulce.

Rezultatul digestiei bucale este formarea bolului alimentar. În timpul deglutiției acesta trece din cavitatea bucală în faringe și apoi în esofag. Laringele este închis automat de către un cartilaj, epiglota, care joacă rol de căpăcel pentru a evita trecerea fragmentelor alimentare pe calea respiratorie. Bolurile alimentare ajung în esofag, îl străbat pe rând, datorită undelor peristaltice și intră în stomac prin orificiul cardia.

Digestia gastrică.

Stomacul depozitează temporar hrana și, prin amestecarea ei cu sucul gastric, rezultă o masă păstoasă numită chim gastric.

Sucul gastric este un lichid incolor, acid (pH = 0,9 – 2,5). Din punct de vedere chimic, este alcătuit din 99% apă, acid clorhidric (0,2 – 0,5%), săruri minerale (cloruri, fosfaţi, sulfaţi de K, Na şi Ca) şi substanţe organice (enzime şi mucină). Mucina are rolul de a proteja mucoasa gastrică de acţiunea HCl. Enzimele sunt labfermentul, pepsina şi lipaza gastrică. Acidul clorhidric împiedică alterarea alimentelor și activează enzimele gastrice.

Pepsina (cea mai importantă enzimă/ferment din sucul gastric care descompune proteinele) este eliminată în stomac sub formă inactivă (de pepsinogen), care, în prezența acidului clorhidric (HCl), devine pepsină. (Deci, dacă glandele gastrice ar produce pepsina activă, ele s-ar autodistruge deoarece sunt formate din celule, deci conțin proteine). Iar peretele stomacului nu este atacat de pepsină pentru că este protejat de un strat de mucus.

Hrana ajunsă în stomac este transformată chimic după schema:

Proteine----------proteaze (favorizate de mediul acid)--------proteine mai simple

Lipide (din lapte, frișcă)--------------lipaze -------------------------acizi grași și glicerină

Cazeina (din lapte)--------------labferment -------------------------paracazeină

Digestia intestinală.

Este rezultatul acțiunii:

• bilei și sucului pancreatic ajunse în duoden de la ficat și pancreas, prin canale speciale;
• sucului intestinal produs de glandele mucoasei intestinale.

Bila conține apă și pigmenți biliari care îi dau culoarea verzuie; este depozitată în pauzele dintre mese în vezica biliară; mai conține săruri biliare care emulsionează lipidele făcându-le mai ușor de descompus de către lipazele intestinale. Bila nu conține enzime.

Alte roluri ale sărurilor biliare: formează cu grăsimile complecşi coleinici solubili în apă, permiţând astfel absorbţia grăsimilor şi a vitaminelor liposolubile A, D, E, K şi F; stimulează peristaltismul intestinal – rol laxativ; menţine echilibrul florei microbiene a intestinului gros, având rol antiputrid; stimulează formarea însăşi a bilei – rol coleretic.

Sucul pancreatic este ca și bila, alcalin, și astfel neutralizează aciditatea ridicată a chimului gastric, protejând mucoasa intestinală. Conține enzime (amilaze, proteaze, lipaze). Acestea acționează puternic asupra tuturor produșilor descompuși numai parțial la nivelul stomacului sau chiar asupra celor nedescompuși.

Sucul intestinal conține și el apă, proteaze, lipaze și unele enzime care atacă treptat glucidele rezultate în urma acțiunii amilazei pancreatice. Toate acestea continuă acțiunea enzimelor din sucurile gastric și pancreatic până la obținerea produșilor finali ai digestiei: nutrimentele.

Deci, de-a lungul tubului digestiv, începând cu cavitatea bucală, stomac și apoi intestin, are loc transformarea chimică treptată a substanțelor organice complexe, în substanțe simple, care, prin absorbție, trec direct în circulație.

Resturile nedigerate sunt preluate de intestinul gros și supuse unor transformări la care participă bacteriile prezente aici.

Acestea:

• sintetizează vitamine (grupul B și vitamina K);
• fermentează resturile cu degajare de gaze;
• realizează procesul de putrefacție din care rezultă substanțe urât mirositoare.

La nivelul intestinului gros are loc și absorbția apei.

Materiile fecale vor fi eliminate prin orificiul anal în procesul de defecație.

Absorbția

Transformările mecanice și fizice ușurează procesele chimice de descompunerea alimentelor în nutrimente.

Doar în această formă simplă ele pot străbate mucoasa intestinală și trece în sânge sau limfă prin procesul de absorbție. Dacă nu ar exista enzimele (fermenții), celulele noastre nu ar putea beneficia de substanțele hrănitoare din alimente.

Fiecare tip de substanță organică este descompusă/catalizată de către o categorie de enzime specifice.

Enzimele descompun/catalizează („taie”) părți din ce în ce mai mici din moleculele foarte mari de lipide, amidon și proteine, obținându-se astfel substanțe simple, absorbabile.

Lipidele (emulsionate cu ajutorul bilei) sunt transformate de către lipaze pancreatice și intestinale în acizi grași și glicerină (glicerol). Amidonul (glucid complex) este descompus de către amilazele salivară și pancreatică până la produși ceva mai simpli, catalizați/descompuși apoi de către alte enzime specifice până la glucoză.

Proteinele atacate de proteaze gastrice, pancreatice și intestinale sunt descompuse până la aminoacizi.

În forma lor simplificată, de molecule mici, nutrimentele (acizii grași, glicerina, glucoza și aminoacizii) sunt gata să străbată mucoasa intestinală și să treacă în circulație pentru a fi distribuite celulelor.

Structura intestinului subțire este adaptată funcției principale a acestuia - absorbția. În stomac se absorb apa, alcoolul, Na, Cl. În intestinul gros se absoarbe apa şi o serie de electroliţi.

Glucidele se absorb la nivelul vilozităţilor sub formă de monozaharide. Absorbţia glucidelor este un proces activ la polul apical al celulelor intestinale şi se realizează cu ajutorul unui transportor comun pentru Na. De la polul bazal, monozaharidele trec pasiv în sângele portal.

Lipidele se absorb în mod diferit. Glicerina şi acizii graşi cu un număr mic de atomi de carbon trec pasiv în celulele intestinale. Acizii graşi cu un număr mai mare de atomi de carbon se absorb sub formă de compuşi coleinici, pe care îi realizează împreună cu sărurile biliare.

În celulele intestinale, glicerina împreună cu acizii graşi se leagă în combinaţii specifice organismului uman, de unde trec în sânge şi limfă. Sărurile biliare ajung pe cale portală din nou la ficat (ciclul hepato-enterohepatic).

Aminaocizii se absorb pasiv în celulele intestinale, de unde ajung în sângele portal.

Nutrimentele trec în circulația generală a corpului pe două căi: sanguină și limfatică ( limfa = lichid transparent, incolor/gălbui care circulă prin vasele limfatice și ganglioni limfatici și în spațiile intercelulare transportând diferite substanțe între sânge și țesuturi).

Odată cu nutrimentele sunt absorbite: apa, substanțele minerale și vitaminele din alimente. Ele trec în circulație ca atare, fără a fi transformate.

Apa, sărurile minerale, unele vitamine care se dizolvă în apă (hidrosolubile), aminoacizii, glucoza, glicerina, și o mică parte dintre acizii grași sunt preluați de sânge și prin vena portă ajung la ficat. Ficatul nu are doar rolul de a secreta bilă. În celulele sale, o parte dintre nutrimente sunt utilizate fie pentru nevoile sale proprii, fie pentru folosul întregului organism.

De exemplu, ficatul depozitează surplusul de glucoză din sânge sub formă de glicogen, ca material energetic de rezervă. Când nevoile de energie ale organismului cresc, el eliberează în sânge glucoza, prin descompunerea glicogenului.

Prin limfă sunt transportați cea mai mare parte a acizilor grași în combinație cu glicerina, precum și unele vitamine liposolubile. Substanțele preluate prin limfă ajung și ele, în final, tot în sânge.

Aminoacizii sunt folosiți de organism pentru nevoile sale de creștere. Acizii grași și glucoza sunt folosite pentru acoperirea necesităților energetice (prin ardere) sau se depun în diferite țesuturi ca rezerve de material energetic (țesut gras și glicogen).