W jamie ustnej pokarm jest rozdrabniany przy udziale zębów (u ssaków są one zróżnicowane na s
iekacze, kły, przedtrzonowe i trzonowe) oraz mieszany ze śliną produkowaną przez ślinianki (przyuszne, podjęzykowe i podżuchwowe). Zawarta w ślinie amylaza ślinowa (ptyalina), przy pH około 7 rozkłada skrobię na krótsze łańcuchy węglowodanowe oraz maltozę. Rozkład skrobi przez amylazę ślinową (ptyalinę) zachodzi do czasu unieczynnienia amylazy przez kwaśny sok żołądkowy. Ślina pełni też funkcje ochronne, m.in. dzięki lizozymowi. W rozdrabnianiu pokarmu, mieszaniu go ze śliną oraz formowaniu kęsów uczestniczy język. W śluzówce języka znajdują się brodawki. W brodawkach smakowych zagłębione są kubki smakowe.
W gardle, gdzie krzyżują się drogi oddechowe z pokarmowymi, i przełyku pokarm, po jego połknięciu, jest szybko przesuwany do żołądka. U ptaków końcowa część przełyku tworzy wole.
W żołądku pokarm jest dalej rozdrabniany, mieszany i rozmiękczany oraz magazynowany. Przy udziale podpuszczki i pepsyny zostaje zapoczątkowane trawienie białek. Pepsyna wytwarzana jest przez komórki gruczołowe błony śluzowej żołądka w postaci pepsynogenu i dopiero w obecności kwasu solnego zostaje uczynniona (pH poniżej 2). Rozkłada ona długie polipeptydowe łańcuchy białek na krótsze. Podpuszczka ścina białko mleka – kazeinę. Występuje przede wszystkim u niemowląt i dzieci. Oprócz enzymów trawiennych i kwasu solnego ważnym składnikiem soku żołądkowego jest śluz, który pełni funkcję ochronną.
U ptaków, ze względu na brak zębów, żołądek podzielony jest na część gruczołową i mięśniową.
U roślinożerców trawienie celulozy wymaga udziału drobnoustrojów symbiotycznych i odbywa się w specjalnych komorach fermentacyjnych, np. u przeżuwaczy tworzą one tzw. przedżołądki (żwacz, czepiec, księgi) znajdujące się przed właściwą częścią żołądka, trawieńcem.
W jelicie cienkim, składającym się z dwunastnicy, jelita czczego i jelita krętego, zachodzi końcowy etap trawienia pokarmu oraz wchłaniane są produkty jego rozkładu. Do dwunastnicy wydzielany jest sok trzustkowy i żółć produkowana przez wątrobę.
Sok trzustkowy o odczynie zasadowym (pH ok. 8) zawiera szereg enzymów, które trawią białka, kwasy nukleinowe, skrobię i dwucukry oraz tłuszcze. W jego skład wchodzą też jony wodorowęglanowe, które zobojętniają kwaśną treść pokarmową docierającą z żołądka.
Skrobia trawiona jest przez amylazę trzustkową do maltozy. Łańcuchy polipeptydowe są rozkładane do postaci dwu- i trójpeptydów przez trypsynę oraz chymotrypsynę. Enzymy te wydzielane są przez trzustkę w postaci nieczynnego trypsynogenu i chemotrypsynogenu i dopiero w jelicie uczynniane. Trypsynogen aktywowany jest przez enterokinazę wytwarzaną przez gruczoły błony śluzowej jelita cienkiego. Powstała w ten sposób trypsyna przekształca chymotrypsynogen w chymotrypsynę. Rozkład dwucukrów do cukrów prostych (głównie glukozy) oraz dwu- i trójpeptydów do aminokwasów zachodzi przy udziale enzymów produkowanych w jelicie cienkim: maltazy, sacharazy i laktazy oraz peptydaz. Rozłożone substancje są następnie wchłaniane do naczyń krwionośnych w kosmkach jelitowych i rozprowadzane po całym organizmie. W wątrobie nadwyżki glukozy są zamieniane w glikogen,a nadwyżki aminokwasów ulegają rozkładowi do ketokwasów i amoniaku, przetwarzanego dalej w wątrobie w mocznik. Za rozkład cząsteczek lipidów zemulgowanych (rozdrobnionych) przez żółć odpowiada lipaza trzustkowa. Nie wszystkie cząsteczki tłuszczów są całkowicie rozkładane do glicerolu i kwasów tłuszczowych. Częściowo rozłożone tłuszcze wraz z solami kwasów żółciowych, glicerolem i kwasami tłuszczowymi tworzą tzw. micelle. Przenikają one do nabłonka kosmków jelitowych. Powstają tam kompleksy białkowo-lipidowe, zwane chylomikronami, które trafiają do naczyń limfatycznych, natomiast krótkie łańcuchy kwasów tłuszczowych do naczyń krwionośnych.
W jelicie grubym, składającym się z kątnicy (jelita ślepego), okrężnicy oraz odbytnicy, zachodzi wchłanianie wody, soli mineralnych i witamin, a w końcowym jego odcinku, czyli odbytnicy, formowany jest kał. Ponadto w jelicie grubym symbiotyczne bakterie flory jelitowej wytwarzają witaminę K oraz niektóre witaminy z grupy B.
Czynności układu pokarmowego podlegają regulacji ze strony układu nerwowego i hormonalnego. Regulacja dotyczy procesów pobierania pokarmu oraz jego trawienia.
W regulacji procesów pobierania pokarmów uczestniczą ośrodki ślinowe w rdzeniu przedłużonym. Wydzielanie śliny na drodze odruchów bezwarunkowych i warunkowych wywołuje zarówno obecność pokarmu w jamie ustnej, jaki widok, zapach, myśl o pokarmie.
Ponadto w mózgu znajduje się ośrodek głodu i sytości, który, w zależności od poziomu glukozy we krwi, warunkuje powstanie tych odczuć. Ośrodek głodu jest dodatkowo pobudzany przez wydzielany w żołądku hormon grelinę (sygnał, aby jeść), natomiast ośrodek sytości pobudzany jest przez wydzielany przez tkankę tłuszczową hormon leptynę (sygnał, aby nie jeść).
Procesy trawienia regulowane są za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego. Wpływa on na motorykę przewodu pokarmowego oraz wydzielanie soków trawiennych. W stymulacji wydzielania soków trawiennych uczestniczą też hormony tkankowe wydzielane w przewodzie pokarmowym pod wpływem napływającego pokarmu. Gastryna wytwarzana przez komórki gruczołowe ścian żołądka rozciągane przez gromadzący się pokarm stymuluje wydzielanie pepsynogenu. Cholecystokinina jest wydzielana przez dwunastnicę na skutek napływania do dwunastnicy kwaśnej treści pokarmowej z żołądka. Pobudza produkcję soku trzustkowego i skurcze pęcherzyka żółciowego, hamuje wydzielanie kwasu solnego w żołądku. W stymulacji produkcji soku trzustkowego uczestniczy też wydzielana w dwunastnicy sekretyna.
Schemat budowy układu pokarmowego człowieka
Związane z przewodem pokarmowym gruczoły pełnią jeszcze inne funkcje. Trzustka, oprócz enzymów trawiennych, produkuje hormony: insulinę i glukagon. Wątroba poza produkcją żółci uczestniczy w metabolizmie węglowodanów, białek i tłuszczów, magazynuje żelazo oraz witaminy A, D, B12, bierze udział w detoksykacji substancji szkodliwych, termoregulacji, wytwarzaniu niektórych składników krwi (np. fibrynogenu). W wątrobie zachodzi też rozkład nadwyżki aminokwasów i wytwarzanie mocznika.