10/13/2014

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The Digestive System

Yep, its 3D

All Animals Must Eat to Live

• The main function of the digestive system is to digest(process) food, absorb useful nutrients, and  eliminateunusable waste

• Digestion is the chemical and mechanical breakdown of food into absorbable molecules

• Absorption is passage of food molecules through the membranes of parts of the digestive system into blood vessels.

All Animals Need Carbohydrates,Lipids, and Proteins from Food

• All animals need three types of macromolecules that serve as energy sources:– Carbohydrates

– Proteins 

– Lipids

• Most macromolecules are too large to be absorbed by the digestive system and must be broken down into simpler subunits to be absorbed

All Animals Need Carbohydrates,Lipids, and Proteins from Food

Animals use food for:

• Energy: cell respiration

• Structural support (cell anatomy/physiology):– Cells 

– Tissues

– Parts of cells

– Communication

• Carbohydrates and lipids provide us with most of the energy we need each day

• Carbohydrates are used as a source of quick energy, while the body stores excess energy in the form of lipids

Carbohydrates, Lipids, and Energy

• Humans can synthesize all but eight amino acids, which are called essential amino acids

• Can get all of these from animal protein products• Vegetarians must eat a combination of grains and 

legumes to get complete protein

Proteins

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Carbohydrates Carbohydrates

Carbohydrates

• Polysaccharides and disaccharides are broken into monosaccharides such as glucose and fructose

• Starch is broken down into the monomer  glucose

• Certain plant polysaccharides, including  cellulose, cannot be digested by most animals and are referred to as dietary fiber

Proteins

• Proteins are broken down into amino acids through the digestion process

Carbohydrates, Lipids, and Proteins

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Trans Fats

• Lipids are broken down into fatty acids and a fatty acid–glycerol unit called a monoglyceride

Lipids Most Vitamins Must beObtained from Food

• Vitamins are small, organic molecules that participate in many essential metabolic processes

• Most vitamins have multiple functions in the animal body such as binding to enzymes to speed up chemical reactions and supplying chemical groups for metabolic reactions

• There are two classes of vitamins:– Water‐soluble‐ released in urine

– Fat‐soluble‐ stored in fat

Most Vitamins Must be Obtained from Food

• Most animals cannot manufacture all of the vitamins needed by the body

• Humans are among a few species that cannot manufacture vitamin C 

• Vitamin D is the only vitamin that humans can synthesize, yet most people get inadequate amounts

Food Supplies Animal Cellswith Essential Minerals

• Minerals are inorganic chemicals that have critical biological functions

• There are 11 minerals that are needed in larger amounts than others, called macrominerals

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Food Supplies Animal Cellswith Essential Minerals

• Essential minerals needed in very small quantities are called trace minerals

• Minerals can be harmful if consumed in large quantities

The Human Digestive System• Approximately 30 feet in length.  

• The digestive tract is the main component of the human digestive system and consists of a passageway that begins at the mouth and ends at the anus

The Human Digestive System

• Associated with the digestive system are a number of accessory glands and organs that help break down food both physically and chemically

• Name all structures that food passes from the mouth to the anus

Types of Digestion

• Mechanical digestion breaks down food into smaller pieces to increase surface area

• Chemical Digestion breaks down food molecules using enzymes and stomach acid.

Digestion Begins in the Mouth

• Once food is ingested and enters the oral cavity, it is mechanically broken down and mixed with salivafrom the salivary glands, which contains enzymes that break down starches in the food

Food Moves Through the Esophagus

• Moist food is then pushed into the pharynx and down to the stomach by the muscular contractions of the esophagus

• Peristalsis is the rhythmic wave‐like contractions that move food through the digestive tract. Contractions are from smooth muscle.

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Sphincters in the Digestive 

Tract

• Ring of smooth muscle that controls the movement of food or waste 

Digestion Continues in the Stomach• Protein digestion begins in the stomach, which secretes acid and pepsin to further break down food particles

• pH of 1.5 – 3.5

Stomach ulcer

The Small Intestine• The small intestine is a thin, 

highly coiled tube that can be divided into two main sections

• The upper region chemically digests large molecules into simpler forms that the body can absorb

• The pancreas produces a broad range of enzymes used in the small intestine to aid in digestion 

• Bile is produced by the liverand helps to digest fats in the small intestine

• The lower region of the small intestine is specialized for absorption and is lined with fingerlike projections called villi

• Digested nutrients are absorbed as they move across the epithelial lining of the small intestine, where they are carried away by blood capillaries or lymph vessels

The Small Intestine

The Large Intestines

• After the small intestines residual matter enters the colon (lg intestines), where itis prepared for removal from the body as waste

• Bacteria living in the colon break down some of the remaining waste and produce certain organic molecules, such as vitamin K and biotin, in the process

• Water is absorbed

• Feces is made

Special Adaptations of Animal Digestive Systems

• A tubelike passageway with two openings at opposite ends, did not evolve until about 500 million years ago

• Prior to development of the true digestive tract, digestion was achieved in a simple internal cavity lined with cells specialized for secretion and absorption

• The digestive systems of some animals have special features, usually related to the feeding habits and dietary preferences of these species

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Herbivore Digestive Systems AreModified for Digesting Plants

• Herbivores must eat more food, invest more time, and have more tactics for breaking down their food than carnivores because plants contain less protein and more indigestible cellulose than meat 

• Animals do not secrete enzymes that can degrade cellulose and must rely on symbiotic prokaryotes living in their digestive tract to release glucose from cellulose