Wszystkie żywe organizmy potrzebują składników odżywczych, aby przetrwać. Podczas gdy rośliny mogą pozyskiwać składniki odżywcze poprzez procesy zachodzące za pośrednictwem korzeni, zwierzęta wymagają spożywania składników odżywczych za pomocą środków fizycznych i chemicznych. Spożywana żywność składa się z białka, tłuszczu i węglowodanów złożonych, które muszą zostać przekształcone w proste cząsteczki poprzez wieloetapowy proces trawienia i adsorpcji. Podczas trawienia cząsteczki jedzenia są rozkładane na mniejsze składniki, które później są wchłaniane przez organizm. Podział ten odbywa się za pomocą środków fizycznych, takich jak żucie i środków chemicznych, takich jak reakcje katalizowane enzymem [3].
Ludzki układ trawienny jest odpowiedzialny za przyjmowanie pokarmu, trawienie, wchłanianie strawionych cząsteczek pokarmowych, a także eliminację niestrawionych. Sam układ pokarmowy składa się z długiej rurki zwanej przewodem pokarmowym i kilku dodatkowych organów, takich jak zęby, gruczoły ślinowe, wątroba, pęcherzyk żółciowy i trzustka, które wszystkie biorą udział w rozkładzie połkniętych cząstek żywności [1]. Przewód pokarmowy zapewnia ścieżkę, przez którą jedzenie przepływa przez ciało. Trawienie zaczyna się w jamie ustnej, gdy enzymy w ślinie zaczynają rozkładać cząsteczki jedzenia. Podczas tego procesu żywność rozkładana jest na mniejsze części, co umożliwia adsorpcję.
Bolus jest definiowany jako kulista mieszanka pokarmu i śliny, która tworzy się w jamie ustnej podczas żucia. Zwykle ma podobny kolor do spożywanego jedzenia o alkalicznym pH z powodu śliny, z którą jest mieszany. Żucie pomaga rozbić jedzenie na cząstki, które można łatwo połknąć. Ślina dodaje enzymy trawienne, wodę i śluz, które pomagają chemicznie rozkładać cząsteczki jedzenia, jednocześnie je nawilżając i smarując dla smaku i wspomagając proces połykania [2]. Sam bolus terminologiczny odnosi się do mieszanki żywności i pokrewnych mieszanin, dopóki nie zostaną one przekazane do żołądka. Gdy bolus dotrze do żołądka i miesza się z sokami żołądkowymi, zmniejsza się dalej i staje się znany jako chyme [3].
Chyme jest definiowany jako półpłynna substancja, która powstaje w żołądku. Składa się z częściowo strawionego jedzenia, wody, kwasu solnego i różnych enzymów trawiennych. Początkowo ma kwaśny odczyn pH, ale zawiera także enzymy ślinowe i żołądkowe i przechodzi w krótkim odcinku z żołądka do jelita cienkiego [5].
Chyme składa się z cząstek żywności, wody, enzymów ślinowych, enzymów żołądkowych oraz częściowo trawionych węglowodanów i białek. Zawiera także komórki z jamy ustnej i przełyku, które mogły zostać usunięte podczas żucia i połykania. Całkowity czas, w którym pokarm pozostanie w żołądku, a także względne ilości tłuszczów, węglowodanów itp. Będą się różnić w zależności od rodzaju spożywanego pokarmu. Na przykład połknięty kawałek żywności, który był bogaty w tłuszcze i białka, spowoduje wytwarzanie tłustej, tłustej i pienistej żywności, podczas gdy spożywanie pokarmów bogatych w węglowodany, które nie zostały właściwie przeżute, spowoduje, że chyme będzie zawierał kawałki nieprzetworzonego jedzenia, które będą pozostać w żołądku przez dłuższy czas. Ponadto inne warunki, takie jak nierównowaga hormonalna, spożywanie alkoholu i tytoniu oraz chroniczny stres, mogą z kolei wpływać na skład chyme [4]. Ważne jest również, aby nie mylić chyme chyle który powstaje, gdy tłuszcze zaczynają być trawione w jelicie cienkim.
Chemiczny proces trawienia rozpoczyna się podczas żucia. Jedzenie miesza się ze śliną wytwarzaną przez gruczoły ślinowe. Ta ślina nawilża i buforuje pH spożywanego jedzenia. Ślina zawiera także szereg enzymów, takich jak lizozymy, amylazy i lipazy [6]. Lizozymy działają przeciwbakteryjnie, a amylazy pomagają w przemianie skrobi w disacharydy maltozowe. Z drugiej strony lipazy pomagają w rozkładaniu tłuszczów. Wspólnie to działanie żujące i nawilżające zębów i enzymów ślinowych przekształca jedzenie w masę zwaną bolusem, którą łatwiej jest przełknąć. Język wspomaga ruch bolusa z jamy ustnej do gardła.
Bolus przechodzi przez przełyk po połknięciu i rozbiciu w jamie ustnej. Występuje perystaltyka mięśni przełyku, która pomaga popychać pokarm w kierunku żołądka [3]. Gdy cząstki jedzenia dostaną się do żołądka, zwieracz serca zamyka się, a rozbite cząstki jedzenia pozostają w żołądku przez około 3–4 godziny [2]. Duża część trawienia białka w bolusie zachodzi w żołądku. Enzym pepsyna wraz z kwaśnym środowiskiem w żołądku powoduje dalszy rozkład białek. Skurcz i rozluźnienie mięśni żołądka prowadzi do ubijania, co dodatkowo wspomaga trawienie chemiczne w żołądku. Częściowo strawiony bolus wraz z sokami żołądkowymi jest obecnie nazywany chyme. Ten żołądek przechodzi następnie do jelita cienkiego, ale za każdym razem może przejść tylko niewielka jego ilość. Tu kończy się trawienie białek, tłuszczów i węglowodanów i następuje wchłanianie składników odżywczych [3].
Ogólnie bolus jest połykany i przechodzi przez przełyk do żołądka w celu trawienia. Gdy bolus dotrze do żołądka, miesza się z sokami żołądkowymi i staje się żołądkiem. Chyme następnie podróżuje przez jelita i przechodzi do dalszego trawienia i wchłaniania. Niestrawione części są ostatecznie odprowadzane jako kał.
Trawienie zaczyna się w jamie ustnej, gdy enzymy w ślinie zaczynają rozkładać cząsteczki jedzenia. Podczas żucia żywność smaruje się śliną, dzięki czemu jest cieplejsza i łatwiejsza do przełknięcia i strawienia. Zęby stanowią ważną część przewodu pokarmowego, ponieważ współpracują z jamą ustną, rozkładając pokarm i przekształcając każdy kęs w bolus. Po połknięciu bolus wchodzi do przełyku, gdzie przesuwa się w kierunku żołądka [6]. Kwaśne środowisko żołądka wraz z enzymami żołądkowymi powoduje przekształcenie bolusa w żołądek. Ten chyme tworzy upłynnioną masę, która przechodzi z żołądka do jelita cienkiego.
Jelito cienkie stanowi główne miejsce trawienia i wchłaniania białek, tłuszczów i węglowodanów. Enzymy i wydzieliny z trzustki, wątroby i pęcherzyka żółciowego łączą się, rozkładając składniki odżywcze, aby mogły zostać wchłonięte do krwioobiegu. Jelito cienkie tworzy wysoce złożoną powierzchnię z małymi wypustkami podobnymi do palców zwanymi kosmkami. Powierzchnia kosmków zawiera mikroskopijne występy zwane mikrokosmkami, które dodatkowo zwiększają powierzchnię absorpcji składników odżywczych.
Składniki odżywcze przechodzą przez błony jelitowe do układu krążenia, który transportuje je do tkanek organizmu. Składniki odżywcze są następnie wchłaniane do komórek, gdzie są wykorzystywane do wzrostu, naprawy oraz uwalniania lub magazynowania energii. Chyme jest dalej mieszane z sokami trzustkowymi. Soki te dodatkowo neutralizują kwasowość żołądka z żołądka.
Niestrawione chyme przenosi się z jelita cienkiego do jelita grubego w jelicie grubym. Tutaj wydobywana jest większa ilość wody i soli mineralnych, co powoduje, że pozostały niestrawiony materiał staje się bardziej skoncentrowany przed wydaleniem z kałem.
Kiedy pokarm jest po raz pierwszy przyjmowany do ust, ma on postać dużych kawałków, które mogły zostać pierwotnie ugryzione lub odłamane. Kawałki te mają bardzo małą powierzchnię, co oznacza, że dostępna powierzchnia dla enzymów jest również niewielka. Bolus powstaje w wyniku prostych procesów mechanicznych i chemicznych w jamie ustnej. Żucie kawałków jedzenia przez gryzienie zębów, a następnie ubijanie mięśni języka i policzka powoduje rozkład pokarmu, aby wspomóc kolejne procesy trawienne.
Jedną z głównych funkcji chyme jest zwiększenie powierzchni jedzenia. To zwiększone pole powierzchni pomoże procesom przeprowadzanym przez enzymy trawienne. Enzymy te mogą teraz docierać i oddziaływać na szereg nowych powierzchni cząstek żywności, zwiększając w ten sposób szybkość trawienia. Ponadto chyme stymuluje również gruczoły trawienne do uwalniania większej liczby enzymów, co z kolei wspomaga dalsze trawienie [4].
Drażetka | Chyme |
Jedzenie jest przekształcane w bolus w jamie ustnej | Bolus zamienia się w żołądek |
Bardziej alkaliczny z powodu ekspozycji na enzymy ślinowe w jamie ustnej | Bardziej kwaśny z powodu narażenia na kwas solny w żołądku |
Zęby i ślina zmieniają pokarm w bolus | Enzymy zamieniają bolus w siarę |
Bolus dostaje się do żołądka po mechanicznym i chemicznym rozpadzie w jamie ustnej | Chyme wchodzi do jelita cienkiego po chemicznym trawieniu w żołądku |