لقمه غذایی که وارد معده می شود، شامل غذاهای تاحدی هضم شده و غذاهایی است که اصلاً شکسته نشده اند. آمیلاز و لیپاز زبانی به حدی هضم نشاسته و تری گلیسیریدها را شروع کرده اند. هضم پروتئین در معده آغاز می شود. پیش از ترک مواد غذایی از روده کوچک، تمام مغذی به درون سلول های پوششی دستگاه گوارش وارد شوند، جذب خواهند شد. در ادامه شما را با وظایف معده و روده کوچک در هضم و جذب غذا آشنا می کنیم.
وظایف معده
ارتباط بین معده و مری توسط اسفنکتر کاردیاک برقرار می شود. زیر مری، معده قرار گرفته است که در هضم پروتئین های موجود در ماده غذایی و لقمه غذا (بولوس) به کیموس (مایعی که از معده به روده کوچک انتقال می کند) نقش دارد. (شکل زیر). عضلات موجود در معده سه لایه متمایز هستند. موقعیت این لایه ها اجازه می دهد تا در تمامی جهات منقبض شود. درونی ترین لایه، فیبرهای مورب را در خود جای داده است و لایه میانی شبیه حلقه تنظیم شده و شبیه نان دونات است. بیرونی ترین لایه به صورت طولی تشکیل شده است.
معده در زیر دیافراگم قرار گرفته است. ارتباط معده به مری از طریق اسفنکتر کاردیاک و به دئودنوم از مسیر اسفنکتر پیلور است. سه لایه اصلی از ماهیچه صاف نیز در آن دیده می شود. چین مخاطی را راژ می گویند که باعث افزایش سطح عضو می شود.
معده در واقع یک بخش اصلی از لوله گوارش به حساب می آید که شکلی همانند حرف J دارد. بزرگترین بخش آن، بدنه است، که اصل فعالیت هضم در آن روی می دهد. قسمتی از معده که بالای بدنه قرار دارد و در واقع به مری متصل است، فوندوس نامیده می شود. وقتی که غذا وارد معده می شود، در فوندوس باقی می ماند و سپس با مایعات معده ترکیب می شود. هنگامی که غذا درون فوندوس باقی می ماند، آمیلاز بزاقی شکستن نشاسته را ادامه می دهد. همین که غذا بدنه معده را ترک کرده و وارد روده کوچک می شود، فرآیند گوارش ادامه پیدا می کند. در این مسیر، فوندوس همانند یک اتاق ذخیره عمل می کند که غذای اضافی را در فضای بدنه معده جای می دهد. یک معده خالی به اندازه یک مشت است در حالی که یک معده پر بزرگتر بوده و به ویژه بعد از صرف غذا اندازه آن بزرگتر هم می شود. وقتی که معده خالی باشد، لایه ها و چین های بزرگ که به آن ها راژ گفته می شود، در مخاط نمایان شده و در واقع بدون ذره بین قابل رویت هستند. این چین ها سطح درونی معده را افزایش می دهند. مخاط معده دارای قسمت های متفاوتی است که نمی توان آن را در بخش های دیگر مجرای گوارشی دید. اپیتلیال در زیر مخاط گودال هایی را تشکیل داده اند که به آن ها حفره معدی می گویند (شکل زیر). این حفره ها به وسیله مخلوطی از سلول های اپیتلیال ستونی و سلول های خاصی که مواد شیمیایی برای هضم ترشح می کنند، پوشیده شده اند. سلول های گابلت، برای حفظ لایه های معده از سایر ترشحات به ویژه اسیدکلریدریک مترشحه از سلول های پاریتال موکوس (مخاط) ترشح می کنند. اسید به هضم ترکیبات بزرگتر به اندازه های کوچکتر کمک می کند. اسید، باکتری و دارو را هم هضم می کند. سلول های پاریتال یا جداری یک ماده شیمیایی با عنوان فاکتور داخلی ترشح می کنند که برای جذب ویتامین B12 در روده کوچک حیاتی به شمار می آید. اگر این عامل در دسترس نباشد، بدن قادر به جذب این ویتامین نخواهد بود و در نتیجه شخص دچار سندرمی با عنوان آنمی پرنیشیور (کم خونی کشنده) می شود.
نوع سوم سلول های موجود در اپیتلیال حفره گاستریک معده سلول های اصلی یا چیف سل ها هستند. سلول های اصلی معده معمولاً یک ماده ی شیمیایی به نام پپسینوژن را ترشح می کنند. وقتی پپسینوژن با اسیدکلریدریک برخورد می کند به فرم فعال که به پپسین معروف است، تبدیل می شود. پپسین در واقع هضم پروتئین ها را با شکستن اجزاء بزرگتر در معده آغاز و سپس آن ها را به مولکول های کوچکتر خرد می کند. اگر اسید کلریدریک وجود نداشته باشد، پپسین نمی تواند از پپسنیوژن شکل بگیرد و روند هضم پروتئین در معده نمی تواند آغاز شود. چهارمین سلول اپیتلیال ویژه با عنوان سلول G، هورمونی را با عنوان گاسترین ترشح می کند که وظیفه اصلی آن تحریک سه نوع دیگر از سلول ها می باشد. مایعات معده وقتی سلول های G فعال هستند، تولید می شوند.
حفره های معده، مشخص شده در لایه درونی معده حاوی سلول های ویژه ای هستند که مواد شیمیایی مورد استفاده برای گوارش را ترشح می کنند. نمای میکروسکوپی از یک حفره معده ای بسته.
تنظیم دستگاه گوارش
فرآیند هضم در معده از مسیرهای متفاوتی تحریک می شود. فکر کردن، دیدن و بوئیدن می تواند معده را برای ترشح مایعات هضمی تحریک کند. وقتی که غذا وارد معده می شود، کشیده شدن دیواره های معده باعث اعمال فشار بر گیرنده های فشار در دیواره و به ویژه اعصابی خواهد شد که در لایه ماهیچه صاف معده وجود دارند، خواهد شد. این اعصاب پیام هایی را رله می کنند که ترشح گاسترین را هماهنگ می کنند. علاوه بر رسپتورهای کششی، مواد شیمیایی خاصی مثل کافئین و الکل در تولید شیره معدی مؤثر هستند. علاوه بر این غذاهای قلیایی هم ترشح شیره معدی را افزایش می دهند. افزایش مقدار اسیدکلریدریک رد معده باعث کاهش تولید اسید از سلول های جداری می شود و تولید پپسین و در نتیجه تجزیه پروتئین ها نیز کاهش می یابد. هضم در معده همچنین بر اساس شرایط روده کوچک تحت کنترل است. وقتی محتویات کیموس در معده اسیدی باشد با ورود به روده کوچک، تحریک سلول های G توسط سیستم عصبی مهارمی شود. وجود پپتید حاصل از پروتئین و اسیدهای چرب حاصل از شکستن تری گلیسیرید هم مانع از تحریک سلول های G توسط سیستم عصبی می شوند و مخلوط شدن مواد هم در معده با کندی صورت می گیرد. تعامل معده و روده کوچک، دریافت کیموس را در مقادیر قابل فرآوری در روده تنظیم می کند. در ادامه فرآیند گوارش، یک اقدام خنثی کردن اسید است. روده کوچک، همانند معده لایه مخاطی ندارد که نقش محافظ را ایفا کند، بنابراین اسید کلریدریک می تواند به دیواره داخلی روده آسیب زده و آن را زخم کند. پاره ای مواد مانند الکل می توانند از دیواره معده جذب شوند. عملکردهای معده در آماده سازی غذا برای هضم و جذب بیشتر در روده کوچک هماهنگ می شوند. گلوکز، کافئین و الکل از طریق دیواره داخلی معده نیز جذب می شوند. آب نیز در معده در صورت وجود مقدار کافی گلوکز حل شده و سپس جذب می شود. فرمول کل نوشیدنی های ورزشی برای ورزشکاران، جذب سریع و افزایش انرژی بدن و عرضه متابولیسم ماهیچه ای برای آنان است و بعد از یک عرق کردن گسترده، دوباره آب را به بدن باز می گرداند. معده به آرامی تخلیه می شود و در حد یک انس مایع را به درون روده کوچک می فرستد. معمولاً پس از مصرف یک غذای سنگین، چند ساعت طول می کشد تا معده خالی شود. در محل تلاقی، و اتصال معده و روده کوچک، اسفنکتر پیلور در تظیم ورود مقدار مواد غذایی به روده کوچک نقش دارد. بر خلاف اسفنکتر کاردیاک، اسفنکتر پیلور، نمی تواند به راحتی تحت فشار باز شود. باز و بسته شدن آن به وسیله مقدار مواد غذایی موجود در معده و توسط پاسخ روده کوچک کنترل می شود.
روده کوچک
در این قسمت ، هضم کامل می شود. محصولات هضمی از طریق سلول های پوششی دستگاه گوارش جذب شده وبه وسیله خون و سیستم لنفاوی به درون بافت ها انتقال می یابد. روده کوچک از سه بخش اصلی تشکیل شده است: دئودنوم، ژژنوم، ایلئوم. کیموس حاصله از معده در ابتدا به بخش ابتدایی یعنی دئودنوم وارد می شود که حدود 10 اینچ طول دارد. ژژنوم یا بخش میانی سه فوت طول دارد. قسمت آخر ، ایلئوم نیز شش فوت طول دارد. روده کوچک، خم شده و پیچ خورده تا بتواند درون حفره شکمی قرار بگیرد. انطباق دیواره لوله گوارش شامل مخاط و زیر مخاط است. مخاط معمولاً با چین و چروک های حلقوی مرتبط هستند و باعث افزایش سطح روده کوچک می شود. این اثرات باعث افزایش برخورد محتویات لوله با لایه اپیتلیال و در نتیجه شانس بیشتر ورود مواد مغذی و جذب آنها به سلول های پوششی می شود. مخاط همچنین دارای زائده های انگشت مانندی است که به آن ها پرز می گویند و به طور کلی سبب افزایش ناحیه سطح جذبی می شود.
در مرکز هر پرز دو شبکه مویرگی وجود دارد: مویرگ خونی و مویرگ لنفاوی. مویرگ خونی حاوی خون است و باعث ارتباط سرخرگ و سیاهرگ می شود. مویرگ لنفاتیک محتوی مایعی است که به آن لنف می گویند و پس از ورود به درون سیستم لنفاتیک فرستاده شده و در نهایت وارد خون می شود. موادی که توسط دستگاه گوارش جذب می شوند، به درون یکی از این مویرگ ها فرستاده می شوند. مواد محلول در آب مثل قند و اسید آمینه ها به شبکه خونی وارد می شوند، در حالی که مواد محلول در چربی مثل کلسترول و تری گلیسیرید به شبکه مویرگی لنفاتیک راه می یابند. تمام خونی که مجرای گوارش ترک می کند به صورت مستقیم به کبد می رود. در کبد طی فرآیند های شیمیایی، مواد مغذی هضم شده برای هدف های چندگانه استفاده می شود. چربی های موجود در شبکه مویرگی لنفاتیکی که نمی توانند به طور مستقیم به کبد وارد شوند، از طریق ورید گردنی و تحت ترقوه ای (ساب کلاوین) به خون وارد می شوند. این چربی ها به سراسر بدن برده می شوند و به وسیله بافت های بدن به عنوان منبع انرژی و یا مواد ساختمانی که برای رشد و ترمیم بافت ها نیاز است مورد استفاده قرار می گیرند. غشاء هر سلول مخاطی اپیتلیال به سمت بیرون برآمدگی هایی دارد که به آن میکرو ویلی (micro Villi) می گویند (شکل زیر). بیرون زدگی ها سومین راه افزایش سطح در روده کوچک به شمار می آیند و هدف از انها افزایش کارایی هضم و جذب است. ساز و کارهای زیر مخاط، می تواند به شناسایی سه بخش اصلی روده کوچک کمک کند. دئودنوم در زیر مخاط حاوی غده های برونر است. غدد برونر مخاط قلیایی ترشح می کنند که اسید موجود در کیموس معده را خنثی می کنند. در ایلئوم در زیر مخاط بافت لنفوئیدی به نام پیرپاچ دیده می شود. این بافت لنفاوی به غربالگری مواد بلعیده شده در روشی مشابه لوزه ها کمک می کند. اما در ناحیه زیر مخاط ژژنوم هیچ بافت اختصاص یافته ای وجود ندارد.
ارگان های فرعی و کمک در فرآیند هضم
کبد، کیسه صفرا و لوزالمعده: کبد و کیسه صفرا دو ارگان گوارشی فرعی و مهم هستند که همراه با روده کوچک کار می کنند. کبد دارای عملکردهای مهم خاصی در بدن است. این عضو در تنظیم متابولیسم کربوهیدرات، پروتئین و چربی نقش دارد و مواد زاید بدن و داروها را از بدن دفع می کند (سم زدایی). علاوه بر این، کبد، بیلی روبین، ناشی از مرگ سلول های قرمز را با وارد کردن به داخل صفرا کاهش می دهد. این مایع (صفرا) که در کیسه صفرا ذخیره می شود به هضم چربی ها از طریق امولسیون کردن آن ها به مولکول های کوچکتر برای جذب کمک می کند. صفرا از نمک های صفراوی، کلسترول، فسفولیپیدها و مواد دیگری تشکیل شده است. در صورت لزوم، صفرا از کیسه صفرا به درون مجرایی که به روده متصل است، ترشح می شود. پانرکاس یا لوزالمعده، هورمون ها، آنزیم های گوارشی و بی کربنات را برای کمک به هضم به دئودنوم تولید می کند. انسولین و گلوکاگون دو هورمون مترشحه از پانکراس هستند که در بدن برای کنترل سطوح خونی گلوکز کار می کنند.
گوارش در روده کوچک
وقتی کیموس اسیدی وارد دئودنوم روده کوچک می شود، رویدادهای خاصی در آن جا روی می دهد. اسید همراه با پروتئین و اسیدهای چرب که در کیموس وجود دارد، باعث می شود که سلول های ابتدایی دئودنوم، شیره روده ای تولید کنند. در هر روز حدود یک تا دولیتر شیره های هضمی تولید می شود. شیره گوارشی یا هضمی که شامل مخاط است حالت قلیایی دارد و می تواند به خنثی کردن حالت اسیدی کیموس کمک کند و دئودنوم را از تأثیر اسید محافظت مصون دارد. کیموس همچنین باعث ترشح دو هورمون از دئودنوم می شود. هورمون کوله سیستوکینین (CCK) باعث انقباض کیسه صفرا و پمپ صفرا از طریق مجرای صفراوی به درون روده کوچک می شود.
پرزها و میکروپرزها سطح روده کوچک را افزایش می دهند، بنابراین ظرفیت جذب مواد مغذی را افزایش می یابد. پرز مثل برآمدگی انگشت مانند در سطح روده است و میکروپرز بیرون زدگی کوچکتر از پرز است.
CCK همچنین باعث می شود تا پانکراس آنزیم های هضمی خود را به درون دئودنوم ترشح کند. هورمون سکرتین نیز باعث می شود تا پانکراس نیز آنزیم هضمی خود را به درون دئودنوم ترشح کند. این هورمون همچنین باعث می شود تا پانکراس مقادیر زیادی بی کربنات به درون روده کوچک ترشح کند. بی کربنات بیشتر اسید کلریدریک ترشح شده از معده را خنثی می کند. پس از اینکه عمل خنثی سازی روی داد، محیط روده کوچک قلیایی شده و شرایط مورد نیاز برای فعالیت آنزیم های هضمی فراهم می شود. آنزیم های هضمی، نشاسته، پروتئین، تری گلیسیریدها و نوکلئیک اسید را به مولکول های با سایز متوسط می شکند. آمیلاز پانکراس نیز نشاسته را به بخش های کوچکتر دی ساکاریدی مثل مالتوز می شکند، اما به گلوکز تبدیل نمی کند. بنابراین در فرایند گوارش بعید است، دی ساکاریدهایی مثل سوکروز (از میوه ها و شکر) و لاکتوز (از شیر) پیش از شکسته شدن هضم شوند. پروتئین ها نیز به پپتیدها شکسته می شوند، که زنجیره های کوچکی از اسیدهای آمینه هستند و این کار توسط آنزیم های پانکراسی انجام می شود. این آنزیم ها به پپتیدازها مشهورند و شامل تریپسین، کیموتریپسین، الاستاز، کربوکسی پپتیداز هستند. پپتیدهایی که بر اساس فعالیت آنزیم های شکل می گیرند ساختاری بسیار کوتاه دارند و در سطح پرزها، میکروپرزها بیشتر شکسته خواهند شد. تری گلیسیریدهای غذایی نیز به طور کامل توسط لیپازهای پانکراسی تجزیه می شوند. اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA نیز توسط آنزیم هایی به نام نوکلئاز به نوکلئوتیدها شکسته می شوند. هضم بیشتر نوکلئوتیدها در سطح پرز روی می دهد. هضم نهایی تمام مواد در سطح پرز روی می دهد. آنزیم های سلول های اپیتلیال پرزها، دی ساکارید ها، پپتیدها و نوکلئوتیدها را به شکلی به اجزای اصلی آن ها تجزیه می کنند که برای جذب مناسب باشند. این فرایند بسیار مؤثر و کارا است، زیرا تجزیه نهایی مواد مغذی دقیقاً در محل جذب آن ها روی می دهد، سپس این مواد از طریق غشاهای سلول های پوششی روده کوچک عبور کرده و به سرعت به مویرگ های خونی پرز انتقال می یابند. جذب چربی فرآیند پیچیده ای است. اسیدهای چرب کوتاه زنجیره و گلیسرول حاصل از تری گلیسیریدها از طریق انتشار ساده غشاهای سلولی پوشش دهنده لوله گوارشی جذب می شوند. کلسترول و اسیدهای چرب بلند زنجیره، نمی تواند از طریق غشاهای سلولی انتشار یابند و در مورد آنها باید به صورت متفاوتی اقدام شود.
چون چربی ها در آب محلول نیستند، به راحتی از غشاء عبور نمی کنند. بنابراین، بدن یک راه جانشین برای انتقال چربی به سلول پیدا کرده است. در ابتدا چربی با نمک های صفراوی ترکیب شده و به صورت یک قطره امولسیون در می آیند. این قطره ها در نهایت توسط آنزیم لیپاز هضم شده و به صورت میسل در می آید تا به این طریق از سلول عبور کنند.
نمک های صفراوی با این چربی ها ترکیب شده و کره های کوچکی به نام میسل (Micelles) را تشکیل می دهند (شکل پایین). کره ها کوچک حاصله می توانند از غشاهای سلولی پوششی با پروتئین هایی ترکیب می شوند که می توانند در حمل آن ها به صورت لنف و خون کمک کنند. ترکیب کلسترول، تری گلیسیریدها و پروتئین سلول پوششی با عنوان شیلومیکرون خوانده می شود. به طور کلی شیلومیکرون ها در خون جریان دارند و تری گلیسیریدها را به بافت های بدن انتقال می دهند. در نهایت باقیمانده شیلومیکرون ها توسط کبد برداشت می شود. علاوه بر مواد غذایی بحث شده، مواد دیگری از طریق پوشش روده کوچک جذب می شوند که شامل الکترولیت سدیم، پتاسیم، کلرید و بی کربنات و همچنین ریز مغذی هایی مثل ید، نیترات، کلسیم، آهن، منیزیم و فسفات هستند. حدود 8/5 لیتر (9 کوارت) آب هر روز وارد روده کوچک می شود. مقدار زیادی از آن توسط غذا خورده می شود مثل (شیر شکلاتی امی) اما بیشتر مقدار وارد شده به درون سیستم برای کمک به شکستن غذا است. منبع اصلی این مایعات شامل: یک یا دولیتر همراه با غذا، یک لیتر بزاق، دولیتر شیره معده، یک لیتر صفرا، دو لیتر شیره پانکراس و یک لیتر شیره روده است. بیشتر آب نیز از طریق دیواره های جذب می شود. ماده مغذی یا مواد زاید و آبی که روده کوچک را ترک می کنند، به روده بزرگ وارد می شود. بیشتر آب وارد شده به روده بزرگ باز جذب و وارد خون می شود. مقدار کمی نیز از طریق مدفوع دفع می شود.
نتیجه:
لقمه غذا و بزاق وارد معده شده و با شیره گوارشی ترکیب می شود که مخلوطی از اسیدهای قوی و آنزیم هایی را به وجود می آورد که پروتئین ها و لیپیدها را در هم می شکند. هضم نشاسته توسط اسید کلریدریک با توقف خاصی همراه است. سه لایه از عضله صاف در لایه های عضلانی به معده اجازه می دهند تا مواد را در تمامی جهات فشرده و آن ها را با شیره هضمی ترکیب کند. لایه پوششی معده، شامل سلول های خاصی است که ترشح پیش ساز آنزیم های هضمی، اسید و ماده شیمیایی مورد نیاز برای کمک به انجام وظایف معده و روده کوچک در جذب ویتامین را ایجاد می کند. عملکردهای هضمی در معده، توسط هورمون های ترشحی خاصی به وسیله سلول های پوششی و هورمون های قسمت ابتدایی روده کنترل می شوند. البته موارد معدودی نیز وجود دارند که از طریق سه لایه پوششی در معده جذب می شوند. روده کوچک به سه بخش دئودنوم، ژژنوم و ایلئوم تقسیم می شود. ساختار موجود در زیر مخاط، 3 قسمت روده کوچک را متمایز می کند. شیره های گوارشی از کیسه صفرا و پانکراس به درون دئودنوم ترشح می شود. این شیره محتوی بی کربنات برای خنثی کردن اسید است و آنزیم هایی برای تجریه کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها و صفرا برای جذب چربی ها دارد. مخاط روده کوچک حاوی پرزهایی است که سطح لوله را افزایش داده و آنزیم های خاصی را برای مراحل نهایی هضم فراهم می کنند.
منبع: کتاب گوارش و تغذیه
