Снабжение всех клеток тела питательными веществами, без притока которых невозможен метаболизм непрерывно распадающегося и вновь синтезируемого белка, осуществляется специальной системой организма — органами пищеварения.
Для нормального хода обмена веществ, т. е. для поддержания жизни, клеткам тела необходимо шесть видов питательных веществ: белки, жиры, углеводы, вода, минеральные соли и витамины. О значении каждого вида питательных веществ и о количествах важнейших из них в нормах питания будет сказано дальше. Здесь мы займемся тем, как именно изменяются эти вещества в органах пищеварения.
В тех животных и растительных продуктах, которые мы употребляем в пищу, содержатся все необходимые человеку виды питательных веществ. Однако сами по себе хлеб, мясо, молоко, масло и другие продукты, с которыми мы имеем дело, не могут усваиваться клетками тела. Больше того, если мы введем человеку непосредственно в кровь стакан молока, это будет равносильно смертной казни. Белки, жиры и углеводы пищи могут усваиваться клетками тела лишь после определенной подготовки. Она состоит в том, что в органах пищеварения сложнейшие органические вещества — белки, жиры и углеводы — расщепляются на более простые, на те «кирпичики», из которых состоят их молекулы. Только такие кирпичики могут использоваться в ходе обменных процессов клеток нашего тела.
Белки состоят из аминокислот. На эти «кирпичики» они и должны быть расщеплены в пищеварительном канале.
Жиры представляют собой соединение глицерина с жирными кислотами. Одна молекула глицерина связана с тремя молекулами жирных кислот. Кислот этих имеется несколько, а потому при соединении с глицерином разных кислот получаются разные жиры. Глицерин нам хорошо известен. Что касается жирных кислот, то используемое в быту мыло представляет собой смесь натриевых или калиевых солей этих кислот. Получают мыло путем соответствующей обработки жиров животных, позволяющей отделить жирные кислоты от глицерина. Аналогичный процесс происходит и в пищеварительном канале.
Сложные углеводы — крахмал, клетчатка и др. — состоят из «кирпичиков», называемых моносахаридами. Типичным моносахаридом является глюкоза — виноградный сахар. Глюкоза, как и ряд других моносахаридов, представляет собой цепочку из 6 атомов углерода, к которым «сбоку» присоединяются атомы водорода и кислорода так, что в среднем на 1 атом углерода приходятся 2 водородных и 1 кислородный атом, т. е. как бы одна молекула воды, имеющей, как мы помним, формулу H2O. Поэтому данная группа соединений и получила название углеводов.
Таким образом, если вода, минеральные соли и витамины могут использоваться клетками тела в таком виде, в каком поступают с пищей, то белки должны быть расщеплены до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, а углеводы — до моносахаридов типа глюкоза.
В этом и состоит обязанность органов пищеварения. Пища подвергается, с одной стороны, механической обработке (размельчение, растирание, перемешивание и пр.), с другой стороны — обработке химической, т. е. собственно расщеплению на простейшие вещества. Выполняют эту функцию особые жидкости — пищеварительные соки, главным действующим началом которых являются опять-таки ферменты. Таким образом, и в органах пищеварения основные работники — это, во-первых, мышечные клетки, осуществляющие механическую обработку и передвижение пищи, и, во-вторых, клетки желез, выделяющие пищеварительные соки, богатые ферментами.