Jak kultura zmieniła przewód i układ pokarmowy człowieka

 

Czy widzieliście może jak rak je? Albo może krab (zobacz film)? W moim dzieciństwie widywałem raki szlachetne, teraz już tylko raki pręgowane (amerykańskie). A że społeczeństwo bardziej monitorowe niż zaglądające w różne przyrodnicze miejsca, to w linku podrzuciłem filmik. Gdzie u takiego raka czy kraba zaczyna się układ pokarmowy? Czy nie macie skojarzeń z człowiekiem, wykorzystującym sztućce w czasie posiłku? Jeśli macie, to dobrze, bo to będzie opowieść o tym, że w zasadzie należało by już dawno zmienić podręczniki szkolne, tam gdzie opisują na przykład układ pokarmowy człowieka.

Zacznijmy od kilku uściśleń. Przewód pokarmowy u człowieka i wielu zwierząt to w uproszczeniu rura, przechodząca przez ciało, od głowy do odbytu. Kto ma jako takie pojęcie o zoologii, ten wie, że to nie jest jedyna możliwość, bo na przykład u takich jamochłonów ta "rura" ma tylko jeden otwór. Wejście i wyjście jednocześnie. U tych zwierząt z rurą, po obu stronach otwartą, też wygląda różnie, w ujęciu filogenetycznym, bo u pierwoustnych otwór gębowy jest tam, gdzie kiedyś u przodków była pragęba, a u wtóroustych... całkiem na odwrót. Człowiek należy do wtóroustych.... resztę sami sobie dopowiedzcie.

Mniejsza o te niuanse ewolucyjne, przewód pokarmowy zaczyna się z przodu ciała, a kończy na końcu (jeśli nie liczyć ogona). W toku wielu milionów lat ewolucji ta prosta rura mocno się zmieniła aby zwiększyć efektywność trawienia pokarmu (lepsze jest wrogiem dobrego). Po pierwsze, poszczególne fragmenty uległy specjalizacji funkcjonalnej a co za tym idzie i anatomicznej. Jest więc otwór gębowy, żołądek, jelito itd. Po drugie przewód pokarmowy znacznie się wydłużył a w konsekwencji, żeby ta rura znacznie dłuższa niż całe ciało zwierzęcia zmieściła się w ciele, uległ licznym pozakręcaniom, zygzakom i innym zmianom, ułatwiającym upakowanie w jamie ciała. To tak jakbyś drogi czytelniku i czytelniczko chciał(a) schować w kieszeni metrowy sznurek. W żadnym razie prosty nie będzie. 

Co się w tej rurze - zwanej przewodem pokarmowym - dzieje? W przewodzie elektrycznym płynie prąd, a w rurze przewodu pokarmowego przesuwa się pokarm. Może to trudno zrozumieć, ale to, co w przewodzie pokarmowym się znajduje, to jednak jest ciągle poza światłem ciała. W środku a jednak na zewnątrz (a gdy w zamkniętej dłoni schowasz kamyk, to on będzie w środku Twojego ciała czy jednak na zewnątrz?). Otóż z przewodu pokarmowego organizm pobiera substancje odżywcze. Te dopiero, przez ścianę jelita (tak w uproszczeniu) dostają się do wnętrza ciała. A to, co nie zostanie pobrane do organizmu, przesuwa się dalej i końcem (odbyt lub kloaka) usuwane jest na zewnątrz. Są to niestrawione resztki pokarmu. One nigdy w naszym organizmie nie były  - tak jak kamyk w zaciśniętej dłoni. Defekacja, wypróżnianie się nie jest wydalaniem w biologicznym sensie, bo ten termin zarezerwowany jest dla innego procesu, którym zajmują się nerki (u człowieka i ssaków, u innych zwierząt mogą to być inne organy/struktury). Tak więc wydalanie związane jest z układem wydalniczym, nerkami i skórą (tak tak, przez skórę także wydalamy coś z organizmu), natomiast wypróżnianie z układem pokarmowym.

Biologia jest pełna zawiłości i paradoksów - kał to coś, co w dosłownym znaczeniu w organizmie nigdy nie było, To niewykorzystane resztki - tak jak to, co zostawiasz na talerzu, niedojedzony obiad, kości, jakaś dekoracja, wykałaczki, sznurek ze zrazów itd. Było na talerzu, ale nie trafiło do Twojego przewodu pokarmowego, pozostało jako niewykorzystane, w pełni na zewnątrz. 

Układ pokarmowy to pojęcie szersze niż przewód pokarmowy. Zawiera w sobie różnorodne dodatki do prostej rury (przewodu pokarmowego). To wszystkie gruczoły, wydzielające enzymy trawienne, wspomagające trawienie w przewodzie pokarmowy (tacy pomocnicy rozkładający domek z klocków lego, na czynniki pierwsze). 

Na czym polega trawienie? Wyobraź sobie, że masz przed sobą domek zbudowany z klocków Lego. A chcesz zbudować samolot. Co robisz? Rozbierasz poprzednią budowlę na pojedyncze klocki. W przypadku organizmów żywych są to cukry, aminokwasy, tłuszcze itd., czyli substancje budulcowe, z których organizm konstruuje swoje komórki i tkanki. Zjadamy inne organizmy by z tych "elementarnych klocków" nieustannie budować swój organizm (pomijając to, co w tak zwanym międzyczasie ukradną nam pasożyty). To właśnie te substancje pokarmowe wchłaniane są z przewodu pokarmowego do prawdziwego wnętrza organizmu, przenikają przez ścianki jelita i trafiają do krwioobiegu (tak w uproszczeniu, bo są i zwierzęta z inaczej zbudowanym wnętrzem). Warto tu także dodać, że trawionego pokarmu nasz organizm pozyskuje nie tylko elementy budulcowe ale i energię (zmagazynowaną w wiązaniach chemicznych).

Skoro już wyjaśniliśmy sobie proces trawienia, to wróćmy do układu trawiennego. Czyli przewodu pokarmowego i różnych gruczołów z enzymami trawiennymi. Im bardziej zaawansowane ewolucyjnie (a tym samym i efektywniejsze w trawieniu) zwierzęta, tym większa specjalizacja - tak jak w fabryce. Na przykład u człowieka w jamie ustnej panują nieco inne warunki chemiczne i inne enzymy są aktywne, inne w żołądku, jeszcze inne w jelicie. A jak nie zdąży zwierzę wybrać z pokarmu potrzebnych substancji? To zjada swoje odchody (np. cekotrofia). Tu jeszcze jedna mała dygresja, dzięki mikroorganizmom, mieszkającym w naszym przewodzie pokarmowych, do trawienia wykorzystujemy nie swoje enzymy. Można mówić o hologenomie, wspólnej ewolucji układów różnych organizmów (wspólnych, zintegrowanych genomach). Mistrzami są na przykład przeżuwacze z całą fabryką mikroorganizmów i odpowiednio zbudowanym żołądkiem. Także i dla ludzkiego trawienia, jak i zdrowia układu pokarmowego, znaczenie mają mikroorganizmy, zamieszkujące rurę przewodu pokarmowego. Albo pomagają albo przeszkadzają i wywołują choroby,. Taki masz małym wewnątrzjelitowy ekosystem z niezliczonymi relacjami.

Czy trawimy tylko w przewodzie pokarmowym? Są liczne zwierzęta, które wydzielają soki trawienne za zewnątrz ciała a po odczekaniu wysysają mocno nadtrawioną zawartość. Tak robią na przykład pająki. 

Żeby dobrze strawić trzeba pokarm rozdrobnić. My mamy zęby i to mocno wyspecjalizowane oraz o różnej budowie: siekacze, kły, zęby trzonowe (rozcierające). Część stawonogów do rozdrabniania wykorzystuje swoje ... odnóża. Tak jak na załączanym wyżej filmiku czyni to krab. Notabene ewolucyjnie narządy gębowe wielu bezkręgowców to przekształcone odnóża. 

Dosyć wstępu, czas na konkrety. W podręcznikach szkolnych układ pokarmowy człowieka, zaczyna się w jamie ustnej, a kończy na odbycie (wliczając w to gruczoły trawienne). Czegoś tu brakuje. Mimo, że nie jesteśmy ani krabami ani pająkami.... to nasze dłonie, sztućce i cały złożone procesy kulinarne, uczestniczą w procesie trawienia pokarmu. A skoro biorą udział w trawieniu to należałoby zaliczyć je do układu pokarmowego. Moglibyśmy powiedzieć, że na antropogeniczny przewód (układ) pokarmowy składają się także garnki, sztućce, pieczenie, smażenie, gotowanie i nawet przetwarzanie żywności. I tego w podręcznikach szkolnych ewidentnie brakuje. Kultura jest ważniejsza niż myślimy. Także w kontekście antropogenezy i przykładowego układu pokarmowego.

Czy zastanawiałaś(eś) się kiedyś jak narzędzia i gotowanie zmieniło proces trawienia u człowieka? Rozdrabnianie, termiczne i chemiczne przetwarzanie żywności to swoisty rodzaj wstępnego trawienia zewnętrznego. Nożem (najpierw kamiennym, potem stalowym), łyżką, widelcem i innymi wyrafinowanymi sztućcami (np. szczypce do homara), szarpiemy, kroimy, rozdrabniamy kęsy pokarmu, niczym krab swoimi szczypcami. To nasze dodatkowe zęby. Ewolucyjnie przyniosło to już swoje skutki. Mamy usta węższe niż małpy naczelne i nasi przodkowie - bo nie musimy tak długo przeżuwać pokarmu ("przeżuliśmy" go rękoma, sztućcami i w różnorodnych procesach kulinarnych). Nawet nie wszystkie zęby trzonowe są nam już potrzebne, dlatego tak późno (lub wcale) wyrzynają się nam zęby mądrości. 

A gdy gotujemy, smażymy, pieczemy, dodajemy octu, smarujemy przyprawami "by mięso skruszało", wędzimy, suszymy, fermentujemy (wykorzystujemy geny i enzymy innych organizmów, tyle, że nie w jelicie czy żołądku) to czy nie przypomina to działania naszych enzymów trawiennych? Dzięki obróbce termicznej - niczym pająki - w części nadtrawiamy pokarm zanim trafi do naszego otworu gębowego. I to także rodzi skutki zdrowotne dla nas jak i ewolucyjne. W dużym stopniu trawimy (przetwarzamy) poza przewodem pokarmowym i z wykorzystaniem elementów, które nie należą do podręcznikowego układu pokarmowego. W konsekwencji tych kulturowych zmian w ludzkim układzie pokarmowym nasz organizm otrzymuje inny pokarm niż nasi przodkowie. Jako konsekwencje pojawiły się choroby cywilizacyjne np. otyłość, cukrzyca, nadciśnienie. Ewolucja wciąż trwa, zmiany jednej części organizmu (lub procesu) wywołują powolne zmiany innych układów i innych narządów. 

Dzięki gotowaniu (termiczna obróbka pokarmu) już od zamierzchłych czasów ludzie mogli zjadać trujące lub niejadalne bulwy i inne części roślin. Poddany wysokiej temperaturze pokarm jest łatwiejszy do strawienia i dostarcza więcej energii. Można więc powiedzieć, że gotowanie zmieniło ewolucję człowieka i znacząco wpłynęło na funkcjonowanie naszego układu pokarmowego człowieka. Na nasze zdrowie i na cywilizację większy wpływ miały rewolucyjne zmiany, dokonane w kuchni (przy ognisku czy palenisku) niż wojny sławnych mężów. Ale niestety w szkolnej historii dominują wielkie bitwy, królowie, carowie, magnaci, wojownicy, dowódcy itd. Jednym słowem historia mężczyzn. Tymczasem coś znacznie ważniejszego ewolucyjnie i fizjologicznie dokonało się za sprawą kobiet. Nie tylko podręczniki do biologii trzeba poprawić, ale przede wszystkim szkolne podręczniki do historii. 

Obecnie spożywamy dużo pokarmów, które są w znacznym stopniu przetworzone, z licznymi dodatkami do żywności i różnymi sposobami konserwowania. Odżywiamy się inaczej niż nasi antenaci. Ma to swoje dobre i złe strony. Oprócz bardziej kalorycznego pożywienia pojawiły się różnorodne choroby cywilizacyjne, związane z odżywianiem. Czy potrafisz je wymienić i wskazać na przyczynę, wynikającą z kulturowych nawyków żywieniowych? Czy potrafisz powiązać z antropogenicznie zmodyfikowanym układem pokarmowym?

 
A jeśli chcesz sprawdzić czy i jak to działa to zapraszam do przeprowadzenia kulinarnego eksperymentu. Możesz wykonać go samodzielnie (potrzeba ciut więcej czasu) lub w grupie. Przygotuj po 1-2 marchewki (tyle samo do każdej z czterech prób porównawczych): 1. surowe, obrane (oskrobane), 2. surowe marchewki tarkowane (rozdrobnione), 3. marchewki ugotowane. 4. marchewki ugotowane i zmiksowane. Jeśli wykonujesz samodzielnie, to zjedz po kolei, może być  w kolejnych dniach, tylko wszystko zanotuj by nic nie zostało zapomniane. Zmierz czas ile zajmuje jedzenie marchewek w każdej postaci (jeśli w eksperyment wykonujesz grupach, to wszyscy zaczynają konsumpcję w tym samym momencie). Czy wysiłek w zjedzenie tych różnych postaci takich samych (na początku) marchewek zajmuje tyle samo wysiłku? Przy jedzeniu których marchewek odczuwa się zmęczenie mięśni twarzy? Czy rozdrobnienie lub ugotowanie pozwoliło na zjedzenie w krótszym czasie, a jeśli tak to dlaczego? Zastanów się w jaki sposób przygotowanie żywności (rozdrabnianie, gotowanie, pieczenie itp.) zmieniło procesy trawienia pokarmu u człowieka. I jak zmieniło wygląd naszej twarzy. A może i innych części ciała?

W 2008 r. ukazała się znakomita książka K. Fiałkowskiego i T. Bielickiego "Homo przypadkiem sapiens", wskazująca, że powiększający się mózg nie był wynikiem selekcji na inteligencję, ale reakcją na przegrzanie (skutek uporczywego wysiłku w czasie polowania). Nieco później pojawiła się kolejna "wywrotowa" książka: Richarda Wranghama "Walka o ogień - jak gotowanie stworzyło człowieka", Wyd. CiS, Stare Grodzisko 2009.

Do tej pory dominowały poglądy, że seks był głównym spoiwem i twórcą rodziny, mniej lub bardziej monogamicznego związku, interpretowanego w koncepcji teorii egoistycznego genu. Wrangham w swojej książce wykazuje coś zupełnie innego. Znacznie większy wpływ miało... gotowanie. Czyli antropogeniczne rozszerzenie i zmodyfikowanie naszego układu pokarmowego. "Gotowanie głęboko zmieniło nasz gatunek [pisze Matt Ridley, autor "Genomu"], pozwoliło nam zamieszkać na ziemi, doprowadziło do powstania dużego mózgu, kompletnie zmieniło relacje między płciami. To kontrowersyjne tezy, ale dowody Wranghama są bardzo przekonujące. Nieczęsto dziś w naukach ewolucyjnych pojawiają się naprawdę oryginalne idee, ale to jest jedna z nich."

Na ilustracyjnym zdjęciu znajduje się danie z turystycznego baru. Ryby usmażone, ziemniaki upieczone na oleju, warzywa pokrojone i doprawione. Do tego plastikowe, jednorazowe sztućce i papierowe tacki. Żywność przetworzona, doprawiona cukrem, bo takie teraz mamy zmodyfikowane gusty smakowe.  

Powróćmy do przykładu z klockami Lego - teraz dostajesz już nie gotowe domki, które trzeba rozebrać i dopiero z nich zbudować upragniony samolot, teraz dostajesz popakowane, posegregowane klocki. Bez wątpienia szybciej pójdzie budowanie nowego samolotu. Ale jednoczesnej będzie mniej frajdy i mniej wysiłku.