Probavni sistem čovjeka (također nazvan gastrointestinalni trakt, GI trakt ili digestivni kanal) je trakt ili prolaz sistema za varenje koji vodi od usta do anusa. Ovaj sistem je najveći u organizmu, nakon kardiovaskularnog sistema. Gastrointestinalni trakt sadrži sve glavne organe probavnog sistema kod ljudi i drugih životinja, uključujući jednjak, želudac i crijeva. Hrana unesena kroz usta se probavlja, kako bi se izdvojile hranjive tvari i apsorbirala energija, a otpad se izbacuje kroz anus kao stolica.
Većina životinja ima kompletan probavni trakt, izuzeci su primitivnije: spužve imaju male pore (ostia) po cijelom tijelu za probavu i veću dorzalnu poru (oslulum) za izlučivanje, meduze s češljastim ustima imaju i ventralna usta i dorzalne anusne pore, dok žarnjaci i acoeli imaju samo jednu poru i za probavu i za izlučivanje.
Ljudski gastrointestinalni trakt sastoji se od jednjaka, želuca i crijeva, a podijeljen je na gornji i donji gastrointestinalni trakt. Gastrointestinalni trakt obuhvata sve strukture između usnog kanala i anusa, formirajući kontinuirani prolaz koji uključuje glavne organe za probavu, naime, želudac, tanko crijevo i debelo crijevo. Kompletan ljudski probavni sistem sastoji se od gastrointestinalnog trakta plus pomoćnih organa za probavu (jezik, pljuvačne žlijezde, gušterača, jetra i žučni mjehur).
Trakt se također može podijeliti na prednje crijevo, srednje crijevo i zadnje crijevo, što odražava embriološko porijeklo svakog segmenta. Cijeli ljudski gastrointestinalni trakt je dug oko 9 m, prilikom autopsija. U živom tijelu je znatno kraći jer crijeva, koja su cijevi od glatkog mišićnog tkiva, održavaju konstantan mišićni tonus u polunapetom stanju, ali se mogu opustiti u različitim područjima kako bi omogućili lokalnu distenziju i peristaltiku.
Ljudska crijevna mikrobiota sastoji se od oko 4.000 različitih sojeva bakterija, arheja, virusa i eukariota, s različitim ulogama u održavanju imunološkog sistema i metabolizama. Enteroendokrine ćelije gastrointestinalnog trakta oslobađaju hormone koji pomažu u regulaciji procesa probave. Ovi probavni hormoni, uključujući gastrin, sekretin, holecistokinin i grelin, posredovani su ili intrakrinim ili autokrinim mehanizmima, što ukazuje na to da su ćelije koje oslobađaju ove hormone evolucijski konzervirane strukture tokom evolucije.
Ljudski gastrointestinalni trakt Struktura thumb|Ilustracija ljudskog probavnog sistema Struktura i funkcija gastrointestinalnog trakta mogu se opisati makroskopskom i mikroskopskom anatomijom (histologijom). Sam trakt je podijeljen na gornji i donji trakt, a crijeva na tanko i debelo crijevo.
Gornji gastrointestinalni trakt
Gornji gastrointestinalni trakt sastoji se od usta, ždrijela, jednjaka, želuca i dvanaestopalačnog crijeva.
Tačna granica između gornjeg i donjeg dijela crijeva je suspenzorni mišić dvanaesnika (duodenuma). Ovo razlikuje embrionalne granice između prednjeg i srednjeg crijeva, a ujedno je i podjela koju kliničari obično koriste za opisivanje gastrointestinalnog krvarenja kao "gornjeg" ili "donjeg" porijekla. Nakon disekcije, duodenum može izgledati kao jedinstven organ, ali je podijeljen na četiri segmenta na osnovu funkcije, lokacije i unutrašnje anatomije. Četiri segmenta duodenuma su sljedeća (počevši od želuca i krećući se prema jejunumu): silazni, horizontalni i uzlazni.
Suspenzorni mišić dvanaesnika drži gornju granicu ascendentnog dvanaesnika od toraksne dijafragme i služi kao važna anatomska znamenitost koja pokazuje formalnu podjelu između duodenuma i jejunuma, prvog i drugog dijela tankog crijeva. Ovo je tanki mišić koji potiče od embrionskog mezoderma.
Donji gastrointestinalni trakt Donji gastrointestinalni trakt obuhvata veći dio tankog i cijelo debelo crijevo. U ljudskoj anatomiji, crijevo (bowel ili gut; grčki: éntera) je segment gastrointestinalnog trakta koji se proteže od piloričnog sfinktera želuca do anusa i kao i kod drugih sisara, sastoji se od dva segmenta: tankog i debelog crijeva. Kod ljudi, tanko crijevo se dalje dijeli na duodenum, jejunum i ileum. Debelo crijevo se dijeli na cekum, uzlazni, poprečni, silazni i sigmoidno debelo crijevo, rektum i analni kanal. Tanko crijevo
Tanko crijevo je cjevasta struktura dugačka oko 6 do 7 m, koja počinje u dvanaestopalačnom crijevu, a završava u ileumu. Površina njegova mukozne sluznice kod odraslog čovjeka iznosi oko 30 m². Kombinacija kružnih nabora, resica i mikroresica povećava apsorpcijsku površinu sluznice za oko 600 puta, što čini ukupnu površinu od oko 250 m² za cijelo tanko crijevo. Njegova glavna funkcija je apsorpcija produkata probave (uključujući ugljikohidrate, bjelančevine, masti i vitamine) u krvotok. Postoje tri glavna dijela: Dvanaestopalačno crijevo: Kratka struktura (duga oko 20–25 cm) koji prima himus iz želuca, zajedno sa pankreasnim sokom koji sadrži probavne enzime i žuč iz žučne kese. Probavni enzimi razgrađuju proteine, a žuč emulgira masti u micele. Dvanaestopalačno crijevo sadrži Brunnerove žlijezde koje proizvode alkalni sekret bogat sluzi koji sadrži bikarbonat. Ovi sekreti, u kombinaciji s bikarbonatom iz pankreasa, neutraliziraju želučane kiseline sadržane u himusu. Jejunum: Ovo je središnji dio tankog crijeva, koji povezuje dvanaestopalačno crijevo s ileumom. Dug je oko 2,5 m i sadrži kružne nabore (plicae circulares) i crijevne resice koje povećavaju njegovu površinu. Produkti probave (šećeri, aminokiseline i masne kiseline) se ovdje apsorbuju u krvotok. Ileum: Posljednji dio tankog crijeva. Dug je oko 3 m i sadrži resice slične jejunumu. Apsorbira uglavnom vitamin B12 i žučne kiseline, kao i sve ostale preostale hranjive tvari.
Debelo crijevo
Debelo crijevo formira luk koji počinje od cekuma, a završava se rektumom i analnim kanalom. Također uključuje slijepo crijevo, koje je pripojeno cekumu. Dužina mu je oko 1,5 m, a površina sluznice kod odraslog čovjeka je oko 2 m². Najduži dio debelog crijeva je kolon čija je glavna funkcija apsorpcija vode i soli.
Debelo crijevo počinje u cekumu, gdje se nalazi slijepo crijevo. Ovo je ujedno i početak debelog crijeva kao uzlaznog debelog crijeva u zadnjem zidu abdomena. Kod desne količne fleksure (hepatične fleksure/fleksure uzlaznog i poprečnog debelog crijeva) prolazi preko abdomena u poprečnom debelom crijevu, prolazeći ispod dijafragme. Kod lijeve količne fleksure (fleksure slezene) poprečnog i silaznog debelog crijeva, spušta se niz lijevu stranu abdomena.
Dolazi do sigmoidnog debelog crijeva, petlje debelog crijeva najbliže rektumu i nastavlja se do rektuma i analnog kanala.
Razvoj Crijevo je struktura izvedena iz endoderma. Otprilike šesnaestog dana ljudskog razvoja, zametak počinje da se savija ventralno (ventralna površina embrija postaje konkavni poligon) u dva smjera: ćelije embrija se savijaju jedna prema drugoj, a glava i rep se savijaju jedan prema drugom. Rezultat je da se dio žumančane vrećice, strukture obložene endodermom koja je u kontaktu sa ventralnim aspektom embrija, počinje odvajati i postaje primitivno crijevo. Žumančana vrećica ostaje povezana sa crijevnom cijevi putem žučnog kanala. Obično se ova struktura vraća unazad tokom razvoja; u slučajevima kada se to ne dogodi, poznata je kao Meckelov divertikulum. Tokom života fetusa, primitivno crijevo se postepeno oblikuje u tri segmenta: prednje, srednje i stražnje crijevo. Iako se ovi termini često koriste u odnosu na segmente primitivnog crijeva, redovno se koriste i za opisivanje regija definitivnog crijeva.
Svaki segment crijeva je dalje specificiran i u kasnijem razvoju daje specifična crijeva i strukture povezane s crijevima. Komponente izvedene iz samog crijeva, uključujući želudac i debelo crijevo, razvijaju se kao otekline ili dilatacije u ćelijama primitivnog crijeva. Nasuprot tome, derivati povezani s crijevima - to jest, one strukture koje potiču iz primitivnog crijeva, ali nisu dio samog crijeva, općenito se razvijaju kao izbočine primitivnog crijeva. Krvni sudovi koji opskrbljuju ove strukture ostaju konstantni tokom razvoja.
Dio Dio kod odraslih Nastaje Arterijska opskrba Prednje crijevo jednjak do prva 2 dijela duodenuma Jednjak, želudac, duodenum (1. i 2. dio), jetra, žučna kesa, gušterača, gornji dio gušterače(Iako slezinu opskrbljuje celijačni trunkus, ona potiče iz dorzalnog mezenterija i stoga nije derivat prednjeg crijeva) celijačni trunkus Srednje crijevo donji dio duodenuma, do prve dvije trećine poprečnog debelog crijeva donji duodenum, jejunum, ileum, cekum, crvoliko slijepo crijevo, uzlazno debelo crijevo i prve dvije trećine poprečnog debelog crijeva grane gornje mezenterične arterije Zadnje crijevo posljednja trećina poprečnog debelog crijeva, do gornjeg dijela analnog kanala posljednja trećina poprečnog debelog crijeva, silazno debelo crijevo, rektum i gornji dio analnog kanala grane donje mezenterične arterije
Histologija
thumb|300px| Opća struktura crijevnog zida: sluznica, podsluznica, mišićni sloj i adventicija/serozni sloj.
Gastrointestinalni trakt ima oblik opće histologije s nekim razlikama koje odražavaju specijalizaciju u funkcionalnoj anatomiji. Gastrointestinalni trakt se može podijeliti na četiri koncentrična sloja sljedećim redoslijedom: Sluzokoža (sluznica) Submukoza (podsluznica) Mišićni sloj Adventicija ili seroza
Sluzokoža Sluzokoža (sluznica) je najdublji sloj gastrointestinalnog trakta. Sluznica okružuje lumen, ili otvoreni prostor unutar cijevi. Ovaj sloj dolazi u direktan kontakt sa probavljenom hranom (himus). Sluznica se sastoji od: Epitel – najdublji sloj. Odgovoran za većinu probavnih, apsorpcijskih i sekretornih procesa. Lamina propria – sloj vezivnog tkiva. Neobično ćelijski u poređenju sa većinom vezivnog tkiva Muscularis mucosae – tanak sloj glatkih mišića koji pomaže prolasku materijala i poboljšava interakciju između epitelnog sloja i sadržaja lumena putem agitacije i peristaltike
Sluznice su visoko specijalizirane u svakom organu gastrointestinalnog trakta kako bi se nosile sa različitim stanjima. Najveće varijacije se vide u epitelu.
Submukoza
Submukoza (podsluznica) se sastoji od gustog nepravilnog sloja vezivnog tkiva s velikim krvnim sudovima, limfnim sudovima i nervima koji se granaju u sluznicu i muscularis externa. Sadrži submukozni pleksus, enterički nervni pleksus, smješten na unutrašnjoj površini muscularis externa.
Mišićni sloj Mišićni sloj se sastoji od unutrašnjeg kružnog sloja i longitudinalnog vanjskog sloja. Kružni sloj sprječava kretanje hrane unatrag, a longitudinalni sloj skraćuje put. Slojevi nisu zaista longitudinalni ili kružni, već su slojevi mišića spiralni s različitim koracima. Unutrašnji kružni dio je spiralni sa strmim korakom, a vanjski uzdužni dio je spiralni sa mnogo plićim korakom.
Intraperitonealni dijelovi gastrointestinalnog trakta prekriveni su serozom. To uključuje veći dio želuca, prvi dio duodenuma, cijelo tanko crijevo, cekum i slijepo crijevo, poprečno debelo crijevo, sigmoidno debelo crijevo i rektum. U ovim dijelovima crijeva postoji jasna granica između crijeva i okolnog tkiva. Ovi dijelovi trakta imaju mezenterij.
Retroperitonealni dijelovi su prekriveni adventicijom. Oni se stapaju s okolnim tkivom i fiksirani su na mjestu. Naprimjer, retroperitonealni dio duodenuma obično prolazi kroz transpiloričnu ravan. To uključuje jednjak, pilorus želuca, distalni duodenum, uzlazno, silazno debelo crijevo i analni kanal. Osim toga, usna šupljina ima adventiciju.
Ekspresija gena i proteina