Przystosowanie w budowie i fizjologii

Wszystkie kręgowce są istotami heterotroficznymi i muszą zaopatrywać komórki swego ciała w węglowodany, tłuszcze, białka, witaminy, wodę i sole mineralne - potrzebne do syntezy i utrzymania w komórkach odpowiedniego stężenia wielu związków chemicznych.
Pokarm jakim się odżywiają składa się z białek, tłuszczów, wielocukrów i innych złożonych cząsteczek. Muszą one zostać strawione, czyli rozłożone na proste podjednostki w celu łatwego przyswojenia przez komórki.

Spośród różnych czynności organizmu zwierzęcego odżywianie należy do najważniejszych, ponieważ warunkuje przebieg innych procesów życiowych.
W odżywianiu można rozróżnić trzy etapy:
pobieranie pokarmu,
trawienie,
wchłanianie.
Układ pokarmowy wszystkich kręgowców jest zbudowany wg jednego planu:
jama ustna, gardło, przełyk, żołądek, jelito cienkie, jelito grube, odbyt.
Z reguły można tu wyodrębnić też bezpośrednio za żołądkiem krótki odcinek jelita zwany dwunastnicą. Do dwunastnicy uchodzą przewody ważnych gruczołów trawiennych :trzustki i wątroby.

Początek układu pokarmowego stanowi jama gębowa, jest ona usztywniona przez kości szczękowe i ograniczona : - z boków policzkami, zębami, dziąsłami,
z dołu przez język,
od góry przez podniebienie.

Język, zęby i gruczoły ślinowe odgrywają ważną rolę przy pobieraniu i trawieniu pokarmu.
Język jest zbudowany z kilku warstw mięśni prążkowanych dzięki czemu może wykonywać skomplikowane ruchy.
Pokarm jest przesuwany przez język między zęby, połykanie rozpoczyna się wtedy gdy język wepchnie przeżuty kęs do gardła. Nabłonek pokrywający język wyposażony jest w grupy komórek czuciowych zwanych kubkami smakowymi, które są podrażnione rozpuszczonymi substancjami wskutek czego odróżniane są wrażenia smakowe.

Zęby znajdujące się w jamie ustnej, wszystkich kręgowców służą do rozdrabniania pokarmu i różnią się wielkością i kształtem w zależności od tego jakim pokarmem dany gatunek się odżywia.

Gruczoły ślinowe ułatwiają przechodzenie pokarmu przez gardło i zaczyna się początek trawienia. Funkcje te spełniają za pomocą dwóch rodzajów śliny wydzielanej przez trzy pary gruczołów.

Gardziel jest drugim elementem przewodu pokarmowego. Pokarm z jamy ustnej trafia właśnie tam, gdzie krzyżują się przewody: oddechowy i pokarmowy. Tu połykanemu kęsowi zostaje nadany kierunek, aby nie dostał się do dróg oddechowych. Kęs wpada do przełyku wepchnięty zaciskającymi się mięśniami gardzieli.

Przełyk jest umięśnioną rurą prowadzącą wprost z gardzieli do żołądka. Skurcze mięśni przełyku. Skurcze mięśni przełyku oraz obecność w jego górnej części kęsa pokarmu wywołują pojedynczą, silną, rytmiczną falę skurczu, która przesuwa kęs pokarmu do żołądka.

Otwór prowadzący z przełyku do żołądka zaopatrzony jest w pierścień mięśni gładkich zwany zwieraczem. Zwykle jest on zamknięty i otwiera się odruchowo tylko w chwili gdy skurcz doprowadził do niego kęs pokarmowy.

Żołądek jest grubościennym, umięśnionym workiem. Narząd ten jest podzielony na trzy części:
górna część wpustową,
dolną partię - dno żołądka,
część odźwiernikową.
Śluzówka wyścielająca wnętrze żołądka zawiera miliony mikroskopijnych gruczołów wydzielających sok żołądkowy.
Wielkość żołądka zmienia się w trakcie jedzenia i trawienia. W miarę przyjmowania pokarmu ściany żołądka odruchowo się rozkurczają. W miarę przebiegu procesu trawienia powstają fale skurczów, które mieszają pokarm w żołądku i rozdrabniają większe kawałki.
Co pewien czas następuje rozkurcz mięśni odźwiernika i skurcz żołądka, w wyniku czego papka pokarmowa jest przesuwana do jelita cienkiego.
Środowisko żołądka jest kwaśne dzięki obecności HCL. Rola jego polega na wyjaławianiu pokarmu i uaktywnianiu się enzymów. Oprócz HCL w soku żołądkowym znajdują się enzymy trawienne.

Po opuszczeniu żołądka papka pokarmowa przechodzi do jelita cienkiego, które jest zwiniętą rurą o długości ok. 7 metrów. Długość jelita jest zależna od rodzaju spożywanego pokarmu. Zwierzęta roślinożerne mają jelito długie, mięsożerne - krótkie, a wszystkożerne np. człowiek - średniej długości.
Pierwszym odcinkiem jelita cienkiego jest dwunastnica, w niej mieszają się z pokarmem soki trawienne : żółć -produkt wątroby, sok trzustkowy i sok dwunastnicowy.
W jelicie cienkim zachodzą dwa rodzaje ruchów :
skurcze perystatyczne (przesuwające papkę pokarmową),
ruchy wahadłowe (mieszające zawartość jelit).


Do jelita grubego przechodzą jedynie nie strawione części pokarmu i duże ilości wody pochodzące z pokarmu i soków trawiennych.
Śluzówka jelita tworzy liczne wypustki zwane kosmkami jelitowymi, które zwiększają powierzchnię jelita.
Dzięki ich skurczom wchłaniane są substancje odżywcze.

Wątroba i trzustka łączą się z jelitem cienkim . Wątroba jest jednym z największych narządów, bezustannie wydzielającym żółć, która przechodzi do pęcherzyka żółciowego, ma ona odczyn zasadowy i zobojętnia kwaśną papkę pokarmowa z żołądka. Wątroba spełnia funkcje :
wydzielnicze,
metaboliczne,
krążeniowe,
oraz jako produkt żółci bierze udział w trawieniu.
Oprócz funkcji wydzielniczej wątroba odgrywa istotna rolę w metabolizmie białek, węglowodanów i tłuszczów, magazynuje witaminy A, D, B12 i niektóre pierwiastki, np. żelazo oraz odgrywa ważną rolę w termoregulacji.

Natomiast trzustka ma kształt nieregularny, rozlany i leży pomiędzy żołądkiem, a dwunastnicą. Wydziela ona sok trzustkowy zawierający enzymy hydrolizujące białka, tłuszcze, kwasy nukleinowe i węglowodany.
Sok trzustkowy jest przezroczystym, wodnistym płynem o odczynie zasadowym. Jest on głównym czynnikiem zobojętniającym kwaśną papkę pokarmową.
Jako gruczoł wydzielania wewnętrznego trzustka produkuje insulinę .

Jelito grube, czyli okrężnica - gromadzi materiał pozostały po strawieniu i wchłonięciu w jelicie cienkim. Śluzówka nie tworzy tu mikrokosmków, natomiast wytwarza grubą warstwę śluzu. Stopień przemiany materii pokarmowej przechodzącej przez jelito grube jest zależny od pokarmu, oraz od budowy anatomicznej tego jelita. U zwierząt mięsożernych i u człowieka zakres przemiany fizykochemicznej pokarmu jest znacznie mniejszy niż u zwierząt roślinożernych. Procesy trawienne w jelicie grubym są kierowane enzymami wytwarzanymi w jelicie cienkim, natomiast decydującą rolę odgrywają tu enzymy bakterii.

W końcowym odcinku jelita grubego masa nie strawionych resztek pokarmu po zwrotnym wchłonięciu wody zagęszcza się i w postaci kału usuwana jest na zewnątrz. Odbyt stanowi zakończenie przewodu pokarmowego


Wszystkie kręgowce są organizmami cudzożywnymi czyli zdolnymi do syntezy własnych związków organicznych jedynie z gotowych już wytworzonych przez inne organizmy związków węgla bogatych w energię.
Przystosowały one budowę i funkcje układu pokarmowego do rodzaju i sposobu pobierania pokarmu. Pobierając pokarm z otaczającego środowiska mają one na celu uzyskanie z nich związków organicznych potrzebnych do budowy ciała oraz energii użytkowanej na różnorodne procesy życiowe.

U kręgowców w związku z procesami pobierania, trawienia oraz wchłaniania związków odżywczych wykształciły się różne narządy, mechanizmy i procesy regulacji. Ilość pobieranego pokarmu, czyli poziom odżywiania zależy głównie od szybkości przemiany materii oraz stosunku masy ciała do jego powierzchni.

U wyższych kręgowców proces pobierania pokarmu regulowany jest głównie przez dwa ośrodki podwzgórza mózgu : ośrodek głodu i ośrodek sytości.