گوارش غذا در انسان — از صفر تا صد و به زبان ساده

گوارش غذا به تجزیه مولکول‌های بزرگ محلول در مواد غذایی، به مولکول‌های غذایی کوچک محلول در آب گفته می‌شود که می‌توانند از دیواره لوله گوارش غذا به پلاسمای خون جذب شوند و توسط سلول‌ها به مصرف برسند. در این مطلب از مجله فرادرس ابتدا کمی در مورد دستگاه و لوله گوارش و بافت‌های مختلف آن‌ها توضیح داده شده است و سپس مراحل مختلف هضم و جذب غذا بیان شده‌اند.

گوارش غذا به چه معنا است؟

«گوارش غذا» (Digestion) نوعی کاتابولیسم است که اغلب بر اساس نحوه تجزیه غذا به دو فرآیند کلی تقسیم می‌شود:

فیلم آموزش علوم تجربی – پایه هفتم

کلیک کنید

• گوارش مکانیکی غذا: تجزیه فیزیکی قطعات بزرگ غذا به قطعات کوچکتر گفته می‌شود که در ادامه توسط آنزیم‌های گوارشی، بیشتر تجزیه خواهند شد.
• گوارش شیمیایی غذا: آنزیم‌ها مواد غذایی را به مولکول‌های کوچک و قابل مصرف توسط سلول‌ها، تجزیه می‌کنند.

در موجودات خاصی، مولکول‌های کوچک حاصل از گوارش غذا از طریق روده کوچک به جریان خون جذب می‌شوند. در سیستم گوارش انسان، غذا وارد دهان می‌شود و هضم مکانیکی آن با عمل جویدن (گوارش مکانیکی) و اولین مرحله هضم شیمیایی با تماس بزاق (گوارش شیمیایی) آغاز خواهد شد.

دستگاه گوارش انسان

دستگاه گوارش غذا تمامی اجزایی را که از ابتدای خوردن غذا تا دفع درگیر هستند را در بر می‌گیرد. این اجزا عبارتند از:

فیلم آموزش فیزیولوژی دستگاه گوارش

کلیک کنید

• دهان: دهان آغاز دستگاه گوارش غذا است. به محض خوردن اولین لقمه از غذا، هضم در دهان آغاز می‌شود.
• حلق: حلق مقصد بعدی برای غذایی است که وارد مری خواهد شد.
• مری: مری یک لوله عضلانی است که از حلق به معده گسترش می‌یابد. مری با استفاده از یک سری انقباضات به نام پریستالیست، غذا را به معده می‌رساند. درست قبل از اتصال به معده یک منطقه با فشار زیاد وجود دارد که اسفنکتر تحتانی مری نامیده می‌شود و در واقع یک دریچه است که به منظور جلوگیری از بازگشت غذا از معده به مری عمل می‌کند.
• معده: عضوی کیسه مانند و دارای دیواره‌های عضلانی قوی است. علاوه بر نگه داشتن غذا، میکسر و آسیاب نیز هست. معده آنزیم‌های اسیدی و قدرتمندی ترشح می‌کند که روند تجزیه غذا را ادامه می‌دهند. هنگامی که غذا از معده خارج می‌شود، قوام یک مایع یا خمیر را دارد و به سمت روده کوچک حرکت می‌کند.
• روده کوچک (روده باریک): روده باریک از سه بخش دوازدهه، ژژنوم و ایلئوم تشکیل شده و یک لوله طولانی است. روده کوچک طولی بیشتر از ۲۰ فوت دارد و برای جای‌گیری در فضای شکمی بسیار پیچ خورده است. روده کوچک با استفاده از آنزیم‌های آزاد شده توسط پانکراس و صفرا، روند گوارش غذا را ادامه می‌دهد.
  انقباضات نیز در این اندام باعث مخلوط شدن غذا با ترشحات اسیدی و هضم‌کننده می‌شوند. اثنی عشر تا حد زیادی مسئول ادامه روند تجزیه مواد غذایی است، ژژنوم و ایلئوم عامل اصلی جذب مواد مغذی به جریان خون هستند.
• روده بزرگ: روده بزرگ یک لوله عضلانی به طول ۱/۵ تا ۲ متر است که سکوم (قسمت اول روده بزرگ) را به رکتوم (آخرین قسمت روده بزرگ) متصل می‌کند. روده بزرگ از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
  • سکوم، بخش صعودی یا بالارونده در ابتدای روده بزرگ
  • بخش عرضی
  • بخش پایین رونده یا نزولی
  • بخش سیگموئید (به خاطر شباهت آن به حرف S، آن را سیگما می‌نامند) که به راست روده متصل می‌شود.
  • مدفوع یا مواد زائد باقیمانده از فرآیند هضم که آب آن‌ها در روده بزرگ جذب شده است، با استفاده از پریستالیست از روده بزرگ دفع می‌شوند. مدفوع در روده بزرگ سیگموئید ذخیره می‌شود تا جایی که یک حرکت توده‌ای آن را یک یا دو بار در روز در راست روده تخلیه کند. به طور معمول حدود 36 ساعت طول می‌کشد تا مدفوع از روده بزرگ عبور کند. وقتی کولون نزولی پر از مدفوع شد، محتوای خود را در راست روده تخلیه می‌کند تا روند دفع آغاز شود.
• رکتوم یا راست روده: رکتوم یک فضای ۲۰ سانتی‌متری است که کولن یا روده بزرگ را به مقعد وصل می‌کند. عملکرد رکتوم دریافت و ذخیره مدفوع از روده بزرگ و هل دادن آن به سمت مقعد است. وقتی هر محتوایی شامل مدفوع یا گازها، وارد راست روده می‌شوند، نورون‌های حسی در این ناحیه، پیامی را به مغز می‌فرستند. سپس مغز تصمیم می‌گیرد که آیا محتویات مقعدی آزاد شوند یا خیر.
  در صورت تمایل به دفع، اسفنکترها (عضلات) شل و راست روده منقبض می‌شوند و محتوای آن را دفع می‌کنند. اگر محتویات قابل دفع نباشد، اسفنکترها منقبض و راست روده جمع می‌شوند، به طوری که احساس به طور موقت از بین می‌رود.
• مقعد: مقعد آخرین قسمت دستگاه گوارش غذا است که از عضلات کف لگن و دو اسفنکتر مقعدی (عضلات داخلی و خارجی) تشکیل می‌شود. پوشش داخلی بخش فوقانی مقعد، برای تشخیص محتوای مقعدی تخصص یافته است و این امکان را می‌دهد که فرد تشخیص دهد محتویات دفعی مایع، گاز یا جامد هستند. عضله کف لگن زاویه‌ای بین راست روده و مقعد ایجاد می‌کند که در صورت عدم نیاز به دفع، متوقف می‌شود.
  اسفنکترهای مقعدی کنترل دقیق مدفوع را امکان‌پذیر می‌کنند. اسفنکتر داخلی مانع از رفتن به دستشویی در هنگام خواب می‌شود. هنگامی که تمایل به دستشویی رفتن پیدا می‌کنیم، به اسفنکتر خارجی خود متکی هستیم تا مدفوع را تا زمانی که به توالت برسیم در داخل نگه دارد.

علاوه بر این اجزا که به طور مستقیم با غذا در ارتباط هستند، لوله گوارش غذا در انسان اجزای دیگری نیز دارد که در ترشح اسید و آنزیم‌های ترشحی دخیل هستند:

• پانکراس: پانکراس آنزیم‌هایی را به روده کوچک ترشح می‌کند که پروتئین، چربی و کربوهیدرات‌های غذا را تجزیه می‌کنند.
• کبد: کبد عملکردهای زیادی دارد اما دو عملکرد اصلی آن در سیستم هضم، تولید و ترشح صفرا و پاک‌سازی و تصفیه خون وارد شده از روده کوچک هستند، خونی که حاوی مواد مغذی و تازه جذب شده است.
• کیسه صفرا: مخزنی به شکل گلابی که دقیقاً در زیر کبد قرار دارد و صفرا را در خود ذخیره می‌کند. صفرا در کبد ساخته می‌شود و سپس اگر نیاز به ذخیره داشته باشد از طریق مجرایی به نام «مجرای کیستیک»، به کیسه صفرا می‌رود. در طول مصرف وعده غذایی، کیسه صفرا منقبض می‌شود و صفرا را به روده کوچک منتقل می‌کند. پس از جذب مواد مغذی و عبور مایعات باقیمانده از روده کوچک، آنچه از غذایی باقی مانده، به روده بزرگ تحویل داده می‌شود.

زمان گوارش غذا چقدر است؟

دستگاه گوارش انسان حدود 9 متر طول دارد. فیزیولوژی هضم غذا بین افراد و با توجه به فاکتورهایی مانند نوع غذا و اندازه وعده غذایی متفاوت است اما روند هضم به طور معمول بین 24 تا 72 ساعت طول می‌کشد.

هورمون های گوارش غذا در بدن

حداقل پنج هورمون وجود دارند که به سیستم هضم در پستانداران کمک و گوارش غذا را تنظیم می‌کنند. در مهره‌داران به عنوان مثال پرندگان، تنظیمات هورمونیِ گوارش غذا پیچیده هستند و جزئیات فراوانی دارند که هنوز در حال بررسی هستند. در سال‌های اخیر ارتباط بیشتری بین ترشح انسولین و تنظیم گلوکز کشف شده است. در ادامه به هورمون‌هایی که هضم و جذب غذا را تنظیم می‌کنند و به عملکرد آن‌ها پرداخته‌ایم.

• «گاسترین» (Gastrin): در معده است و غدد معده را تحریک می کند تا پپسینوژن (شکل غیر فعال آنزیم پپسین) و اسید کلریدریک ترشح کنند. ترشح گاسترین با رسیدن غذا به معده تحریک و با pH پایین، ترشح آن مهار می‌شود.
• «سکرتین» (Secretin): در اثنی عشر است و از ترشح بی کربنات سدیم در لوزالمعده خبر می‌دهد و ترشح صفرا را در کبد تحریک می‌کند. این هورمون به اسیدیته كیموس پاسخ می‌دهد.
• کوله‌سیستوکینین (CCK): در اثنی عشر است و باعث ترشح آنزیم‌های گوارشی در لوزالمعده می‌شود و تخلیه صفرا به کیسه صفرا را تحریک می‌کند. این هورمون در پاسخ به چربی موجود در کیموس ترشح می‌شود.
• پپتید بازدارنده معده (GIP): در اثنی عشر (دوازدهه) است و باعث کاهش تورم معده می‌شود و به نوبه خود تخلیه معده را کند می‌کند. عملکرد دیگر آن، القای ترشح انسولین است.
• «موتیلین» (Motilin): در اثنی عشر است و باعث افزایش «حرکت پیچیده مایوالکتریک» (Migrating Myoelectric Complex) حرکت دستگاه گوارش غذا می‌شود و تولید پپسین را هم تحریک می‌کند.

نقش اسیدیته در گوارش غذا چیست؟

هضم فرآیند پیچیده‌ای است که توسط چندین عامل کنترل می‌شود. pH یا اسیدیته یکی از این عوامل است که با عملکرد طبیعی سیستم گوارشی ارتباط اساسی دارد. در دهان، حلق و مری، pH به طور معمول حدود 6/8، یعنی اسیدی ضعیف است. بزاق، pH را در این منطقه از دستگاه گوارش غذا کنترل می‌کند و آمیلاز بزاقی، در این اسیدیته تجزیه کربوهیدرات‌ها را به مونوساکاریدها آغاز خواهد کرد.

اکثر آنزیم‌های گوارشی به pH حساس هستند و در یک محیط با pH بالا یا پایین ساختار غیرطبیعی و غیر فعال پیدا می‌کنند. اسیدیته بالای معده باعث تجزیه کربوهیدرات‌های موجود در آن می‌شود. این اسیدیته دو فایده به همراه دارد:

• ساختار پروتئین‌ها را برای هضم بیشتر در روده کوچک، از بین می‌برد.
• ایمنی غیر اختصاصی ایجاد می‌کند و پاتوژن‌های مختلف را متوقف می‌کند یا از بین می‌برد.

در روده کوچک و اثنی‌عشر، صفرا تعادل pH را برای فعال‌سازی آنزیم‌های گوارش غذا فراهم می‌کند. کبد صفرا را در دوازدهه ترشح می‌کند تا شرایط اسیدی معده را خنثی کند و بی‌کربنات برای خنثی سازی کیموس اسیدی از مجرای لوزالمعده به دوازدهه تخلیه می‌شود، در نتیجه یک محیط خنثی ایجاد خواهد شد.

بافت مخاط روده کوچک، قلیایی و pH آن در حدود 7/5 است. pH به تدریج در روده کوچک از pH= 6 به حدود pH= 7/4 در ایلئوم انتهایی بیشتر می‌شود. pH در روده بزرگ به 5/7 کاهش می‌یابد اما دوباره به تدریج افزایش پیدا می‌کند و به pH= 6/7 در راست روده می‌رسد.

فیلم آموزش فیزیولوژی دستگاه گوارش در فرادرس

کلیک کنید

آنزیم های گوارشی چه هستند؟

آنزیم‌های گوارشی ماکرومولکول‌های پلمیری را برای تسهیل جذب آن‌ها، به اجزای سازنده تجزیه می‌کنند. آنزیم‌های گوارشی در دستگاه گوارش غذا و داخل سلول‌ها و به ویژه درون لیزوزوم، ذخیره می‌شوند. آنزیم‌های گوارشی با ویژگی‌های متنوع در بزاق ترشح شده توسط غدد بزاقی، در ترشحات سلول‌های پوشاننده معده، شیره گوارشی پانکراس و لوزالمعده و در ترشحات سلول‌های روده کوچک و روده بزرگ وجود دارند.

فیلم آموزش علوم تجربی – پایه هفتم در فرادرس

کلیک کنید

انواع آنزیم های گوارشی

آنزیم‌های گوارش غذا بر اساس مولکول هدف خود نام‌گذاری و تقسیم‌بندی می‌شوند:

• لیپازها: چربی‌ها و روغن‌ها را به اسیدهای چرب سازنده و گلیسرول تبدیل می‌کنند.
• پروتئازها و پپتیدازها: به ترتیب پروتئین‌ها را به پپتیدهای سازنده و پپتیدها را به اسیدهای آمینه سازنده خود تجزیه می‌کنند.
• آمیلازها: کربوهیدرات‌های پیچیده پلی‌ساکاریدی یا دی‌ساکاریدی همچون نشاسته و ساکارز را به قندهای ساده‌ای مانند گلوکز تجزیه می‌کنند.
• نوکلئازها: از تجزیه نوکلئیک‌اسیدها، نوکلئوتیدها را تولید می‌کنند.

در دستگاه گوارش انسان، بخش‌های اصلی برای گوارش غذا دهان، معده و روده کوچک هستند. آنزیم‌های گوارش غذا نیز توسط غدد درون‌ریز متعددی شامل موارد زیر ترشح می‌شوند:

• غدد بزاقی
• غدد معدی در معده
• سلول‌های ترشحی (جزایر ترشح کننده) در پانکراس
• غدد ترشحی در روده کوچک

گوارش غذا در دهان

غذایی که خورده می‌شود باید ابتدا به قطعات محلول، کوچک و قابل هضم تبدیل شود و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای آن تا حدی از بین بروند. این کار در دهان و با استفاده از آنزیم‌های موجود در بزاق انجام می‌شود که عبارتند از:

• «لیپاز زبانی» (Lingual Lipase): هضم چربی در دهان و توسط این آنزیم آغاز می‌شود.
• «آمیلاز بزاقی» (Salivary Amylase): هضم کربوهیدرات نیز در دهان شروع می‌شود. غدد بزاقی آنزیم آمیلاز را تولید و ترشح می‌کنند که کربوهیدرات‌های پیچیده موجود در نشاسته پخته شده غذا را به زنجیره‌های کوچک‌تر یا قندهای ساده می‌شکند. گاهی از آن به عنوان «پتیالین» (Ptyalin) یا آلفا آمیلاز هم یاد می‌شود.
• «لیزوزیم» (Lysozyme): با توجه به اینکه غذا حاوی مواردی فراتر از مواد مغذی ضروری است، به عنوان مثال باکتری‌ها یا ویروس‌ها، لیزوزیم عملکرد ضد عفونی‌کننده محدود و غیر اختصاصی و در عین حال مفیدی را در هضم غذا ارائه می‌دهد.

دو نوع غده بزاقی در دهان وجود دارند:

• «غدد سروزی» (Serous Glands): مایعی غنی از آب، الکترولیت و آنزیم تولید می‌کنند. یک نمونه از غده دهانی سروزی، غده پاروتید است.
• «غدد مختلط» (Mixed Glands): این غدد دارای سلول‌های سروز و سلول‌های مخاطی و شامل غدد زیر زبانی و زیر فکی هستند. ترشح آن‌ها مخاطی و دارای ویسکوزیته زیاد است.

آنزیم های گوارش غذا در معده

آنزیم‌هایی که در معده ترشح می‌شوند «آنزیم‌های معدی» (Gastric Enzymes) نام دارند. معده هم از نظر مکانیکی با مخلوط کردن و خرد کردن غذا و هم از نظر هضم شیمیایی با ترشح آنزیم‌ها نقش اساسی را در هضم غذا بر عهده دارد. در ادامه آنزیم‌های تولید شده توسط معده و عملکرد مربوط به آن‌ها توضیح داده شده‌اند.

فیلم آموزش فیزیولوژی دستگاه گوارش در فرادرس

کلیک کنید

• پپسین: آنزیم اصلیِ معده است و توسط سلول‌های اصلی معده به شکل پپسینوژن (غیر فعال) تولید می‌شود که یک پروآنزیم است. سپس پپسینوژن توسط اسید معده، به شکل فعال خود یعنی پپسین می‌شود. پپسین، پروتئین موجود در غذا را به ذرات کوچکتر تجزیه می‌کند. بنابراین هضم پروتئین از معده شروع می‌شود، بر خلاف کربوهیدرات و لیپیدها که هضم آن‌ها در دهان آغاز می‌شود. البته، مقدار کمی آنزیم «کالیکرین» (Kallikrein) در بزاق دهان وجود دارد که یک پروتئین خاص را تجزیه می‌کند.
• لیپاز معده: لیپاز معده لیپاز اسیدی است که توسط سلول‌های اصلی معده در مخاط فوندیک معده ترشح می‌شود. بهینه pH 3–6 است. لیپاز معده، همراه با لیپاز لینگوال، دو لیپاز اسیدی را تشکیل می‌دهند. این لیپازها برخلاف لیپازهای قلیایی (مانند لیپاز پانکراس) برای فعالیت آنزیمیِ مطلوب، به اسید صفراوی یا کولیپاز احتیاج ندارند. لیپازهای معده که دو لیپاز اسیدی بیشترین مقدار آن‌ها را تشکیل می‌دهند، 30 درصد هیدرولیز چربی را که در حین هضم غذا در بزرگسالان بر عهده دارند. در نوزادان، لیپازهای اسیدی از اهمیت بیشتری برخوردار هستند و تا 50 درصد از کل فعالیت لیپولیتیک (چربی سوزی) را تأمین می‌کنند.

‎هورمون های معده

در معده هورمون‌های مهمی ترشح می‌شوند که در چگونگی، کیفیت و روند هضم غذا اهمیت فراوانی دارند:

• اسید هیدروکلریک (HCl): این ماده در اصل یون‌های هیدروژن یا همان اسید معده است و توسط سلول‌های آهیانه در معده تولید می‌شود. عملکرد HCl به طور عمده برای تکمیل هضم پروتئین‌های غذا، از بین بردن باکتری یا ویروس و تبدیل و فعال‌سازی پپسینوژن به پپسین است.
• عامل ذاتی (IF): فاکتور ذاتی توسط سلول‌های جداری معده تولید می‌شود. ویتامین B12 ویتامین مهمی است که برای جذب در ایلئوم انتهایی نیاز به این فاکتور دارد. در ابتدا در بزاق، هاپتوکورین ترشح شده توسط غدد بزاقی ویتامین را متصل می‌کند. کمپلکس B12-Haptocorrin. هدف این مجموعه محافظت از ویتامین B12 در برابر اسید کلریدریک تولید شده در معده است. هنگامی که محتوای معده از معده به دوازدهه خارج شد، هاپتوکورین با آنزیم‌های پانکراس شکافته می‌شود و ویتامین B12 سالم را آزاد می‌کند.
• موسین: اسیدی بودن معده برای از بین بردن باکتری‌ها و ویروس‌ها ضرورت دارد اما باید در مقابل این اسیدیته از پوشش داخلی معده محافظت شود. ترشح موسین و بی کربنات توسط سلول‌های مخاطی، یک لایه محافظتی روی غشای داخلی معده ایجاد می‌کند تا به آن‌ها آسیب نرسد.
• گاسترین: هورمون مهمی است که توسط سلول‌های G معده تولید می‌شود. سلول‌های G در پاسخ به کشش معده که پس از ورود غذا به آن و همچنین معده در معرض پروتئین ایجاد می‌شود، گاسترین تولید می‌کنند. گاسترین هورمون غدد درون‌ریز است و بنابراین وارد جریان خون می‌شود و در نهایت به معده بر می‌گردد و در آن‌جا سلول‌های جداری را به تولید و ترشح اسید کلریدریک (HCl) و فاکتور ذاتی (IF) تحریک می‌کند.

سلول‌های ترشح هورمون در معده

تقسیم عملکرد بین سلول‌های پوشاننده معده نکته قابل توجهی در روند گوارش غذا است. چهار نوع سلول ترشحی در معده وجود دارند:

• سلول‌های جداری: اسید کلریدریک و عامل ذاتی را تولید می‌کنند.
• سلول‌های اصلی: سلول‌های اصلی به طور عمده در بدن معده یافت می‌شوند که قسمت آناتومیک میانی یا بالایی معده است و پپسینوژن تولید می‌کنند.
• سلول‌های مخاطی و حفره‌ای: ایجاد یک منطقه خنثی برای محافظت از پوشش معده از اسید یا مواد تحریک کننده در کیموس معده، موسین و بی‌کربنات تولید می‌کنند.
• سلول‌های G: در پاسخ به اتساع مخاط معده یا پروتئین، هورمون گاسترین را تولید می‌کند و سلول‌های جداری ترشح آن‌ها را تحریک می‌کند. سلول‌های G در آنتروم معده یعنی پایین‌ترین قسمت آن قرار دارند.

ترشح توسط سلول‌های قبلی توسط سیستم عصبی روده کنترل می‌شود. اتساع در معده یا عصب‌دهی توسط عصب واگ (از طریق تقسیم پاراسمپاتیک سیستم عصبی خودمختار) یا به اختصار ENS را فعال می‌کند و در نتیجه منجر به آزاد شدن استیل کولین می‌شود. پس از حضور، استیل‌کولین سلول‌های G و سلول‌های جداری را فعال می‌کند.

آنزیم های گوارشی پانکراس چه هستند؟

شیره پانکراسی از ترشحات سلول‌های مجرایی و آسینار تشکیل شده و حاوی آنزیم‌های زیر است:

• «تریپسینوژن» (Trypsinogen): یک پروتئاز غیر فعال است که به محض فعال شدن در دئودنوم به تریپسین تبدیل می‌شود و پروتئین‌ها را به آمینواسید تجزیه می‌کند. تریپسینوژن توسط یک آنزیم دوازدهه به نام انتروکیناز به فرم غیر فعال تریپسین تبدیل می‌شود.
• «کیموتریپسینوژن» (Chymotrypsinogen): یک پروتئاز غیر فعال است که با انتروکیناز دوازدهه به کیموتریپسین تبدیل می‌شود و پروتئین را در محل اسید آمینه‌های آروماتیک تجزیه می‌کند. کیموتریپسینوژن توسط تریپسین نیز فعال می‌شود.
• «کربوکسی‌پپتیداز» (Carboxypeptidase): نوعی پروتئاز است که پیوند اسید آمینه انتهایی پروتئین را می‌شکند.
• چندین «الاستاز» (Elastase): پروتئین الاستین و چند پروتئین دیگر را تجزیه می‌کند.
• «لیپاز پانکراسی» (Pancreatic Lipase): تری‌گلیسریدها را به دو اسید چرب و یک مونوگلیسرید تجزیه می‌کند.
• استرول استراز: یک آنزیم هیدرولازی که استرها (در اینجا استرول) را با هیدرولیز، به یک اسید و یک الکل می‌شکند.
• فسفولیپیداز: فسفولیپیدها را به تجزیه می‌کند.
• چندین نوکلئاز:از اسیدهای نوکلئیک نوکلئوتید تولید می‌کند.
• آمیلاز پانکراسی: نشاسته و گلیکوژن را که پلیمرهای گلوکزی با پیوند آلفا هستند را تجزیه می‌کند. انسان فاقد آنزیم تجزیه کننده سلولز است که یک پلیمر از بتا گلوکز است.

سلول های تولید کننده آنزیم در پانکراس

پانکراس هم یک غده درون‌ریز (ترشح هورمون‌هایی مانند انسولین و گلوکاگون به خون) و هم یک غده برون‌ریز (ترشح آنزیم‌های گوارشی) محسوب می‌شود. عملکرد گوارشی یا اگزوکرین پانکراس، شامل ترشح آنزیم‌های تجزیه ‌کننده و انتقال آن‌ها از طریق مجرای پانکراسی به دوازدهه است. دو گروه از سلول‌های پارانشیم در پانکراس، آنزیم‌های گوارش غذا را تولید می‌کنند:

• «سلول‌های مجرایی» (Ductal Cells): این سلول‌ها اساس مسئول تولید بی‌کربنات هستند که کیموس اسیدی که وارد دئودنوم می‌شود را خنثی می‌کند. سلول‌های مجرایی لوزالمعده، توسط هورمون سکرتین تحریک می‌شوند و ترشحات غنی از بی کربنات تولید می‌کنند که این در واقع یک مکانیسم خود تنظیمی مثبت است.
  با ورود کیموس اسیدی از معده به دوازدهه، سلول‌های دئودنوم به نام سلول‌های S به ترشح هورمون سکترین تحریک می‌شوند که با ورود به خون و رسیدن به پانکراس، ترشح بی کربنات را تحریک می‌کند. سکرتین همچنین تولید گاسترین توسط سلول‌های G را مهار می‌کند و سلول‌های آسینار را تحریک می‌کند تا آنزیم پانکراس را تولید کنند.
• «سلول‌های آسینار» (Acinar Cells): اساس مسئول تولید آنزیم‌های پانکراسی غیر فعال هستند که زیموژن نام دارند. این آنزیم‌ها با حضور در روده کوچک فعال می‌شوند و تجزیه پروتئین‌ها، چربی‌ها و اسیدهای نوکلئیک را آغاز می‌کنند. سلول‌های آسینار توسط کوله‌سیستوکینین که یک هورمون و نوروترانسمیتر تولید شده توسط سلول‌های روده‌ای در دئودنوم است تحریک می‌شود. کوله‌کلسیستوکینین تولید زیموژن‌های پانکراسی را تحریک می‌کند.

آنزیم ها و هورمون های گوارشی روده کوچک

آنزیم‌ها / هورمون‌های زیر در اثنی عشر تولید می‌شوند:

• سکرتین: یکی از هورمون‌های غدد درون ریز است که توسط سلول‌های S اثنی عشر، در پاسخ به اسیدیته کیموس معده تولید می‌شود.
• کوله‌سیستوکینین (CCK): یک پپتید منحصر به فرد است که توسط «سلول‌های I» اثنی عشر در پاسخ به كیموس حاوی محتوای چربی یا پروتئین بالا آزاد می‌شود. برخلاف سکرتین که یک هورمون غدد درون‌ریز است، کوله‌سیستوکینین در واقع از طریق تحریک مدار عصبی کار می‌کند و نتیجه نهایی آن تحریک سلول‌های آسیار برای آزادسازی محتوای آن‌ها است.
  کوله‌سیستوکینین همچنین انقباض کیسه صفرا را افزایش می‌دهد و باعث آزاد شدن صفرا از قبل ذخیره شده در مجرای کیستیک و در نهایت به مجرای صفراوی مشترک و از طریق آمپول واتر به موقعیت آناتومیک دوم اثنی عشر می‌شود. CCK همچنین حرکت اسفنکتر اوودی را کاهش می‌دهد، یعنی اسفنکتری که جریان را از طریق آمپول واتر تنظیم می‌کند. کوله‌سیستوکینین همچنین فعالیت معده و تخلیه معده را کاهش می‌دهد، در نتیجه به شیره پانکراس زمان بیشتری می‌دهد تا اسیدیته کیموس معده را خنثی کند.
• پپتید بازدارنده معده (GIP): این پپتید توسط سلول‌های مخاط دوازدهه تولید می‌شود و تحرک معده را کاهش می‌دهد.
• موتیلین: این ماده از طریق گیرنده‌های تخصصی موسوم به گیرنده‌های موتیلین تحرک دستگاه گوارش غذا را افزایش می دهد.
• سوماتواستاتین: این هورمون توسط مخاط اثنی عشر و همچنین توسط سلول‌های دلتای لوزالمعده تولید می‌شود. عملکرد اصلی آن مهار انواع مکانیسم‌های ترشحی است.

در سراسر پوشش روده کوچک، آنزیم‌های حاشیه‌ای متعددی وجود دارند که عملکرد آن‌ها تجزیه بیشتر کیموس آزاد شده از معده به ذرات قابل جذب است. این آنزیم‌ها در حالی که پریستالیست رخ می‌دهد، جذب می‌شوند. برخی از این آنزیم‌ها عبارتند از:

• «ارپسین» (Erepsin): پپتون‌ها (۳ تا ۱۰ آمینواسید دارند) و پلی پپتیدها را به اسیدهای آمینه تبدیل می‌کند.
• مالتاز: آنزیم تجزیه کننده مالتوز به گلوکز است.
• لاکتاز: آنزیمی که لاکتوز را به گلوکز و گالاکتوز تبدیل می‌کند. اکثریت جمعیت خاورمیانه و آسیا فاقد این آنزیم هستند و از طرفی مقدار این آنزیم با افزایش سن نیز کاهش پیدا می‌کند. عدم تحمل لاکتوز غالباً منجر به بروز نفخ، درد شکم و اسهال می‌شود.
• سوکراز: ساکارز را به گلوکز و فروکتوز تبدیل می‌کند.
• سایر دی‌ساکاریدازها

هضم پروتئین ها

هضم پروتئین در معده و اثنی عشر رخ می‌دهد که در آن‌ها 3 آنزیم اصلی وجود دارند:

• پپسین ترشح شده توسط معده
• تریپسین ترشح شده از لوزالمعده
• کیموتریپسین ترشح شده از لوزالمعده

فیلم آموزش فیزیولوژی دستگاه گوارش در فرادرس

کلیک کنید

این سه آنزیم، پروتئین‌های غذایی را به پلی‌پپتید تجزیه می‌کنند که سپس توسط انواع مختلف اکسوپپتیدازها و دیپپتیدازها به اسیدهای آمینه تجزیه می‌شوند. با این حال آنزیم‌های گوارش غذا بیشتر به عنوان پیش‌ماده غیر فعال خود، یعنی زیموژن‌ها ترشح می‌شوند. به عنوان مثال، تریپسین توسط لوزالمعده به صورت تریپسینوژن ترشح می‌شود كه توسط دوازدهه اثنی عشر توسط انتروكیناز فعال و تریپسین ایجاد می‌شود. تریپسین سپس پروتئین‌ها را به پلی‌پپتیدهای کوچکتر تبدیل می‌کند.

هضم چربی ها

هضم برخی از چربی‌ها می‌تواند از دهان آغاز شوند، جایی که لیپاز لینگوال برخی لیپیدهای زنجیره کوتاه را به دی‌گلیسیرید تجزیه می‌کند. با این وجود چربی‌ها عمدتا در روده کوچک هضم می‌شوند. وجود چربی در روده کوچک باعث تولید هورمون‌هایی می‌شود که ترشح لیپاز از لوزالمعده و ترشح صفرا از کبد را تحریک می‌کنند.

این دو آنزیم به امولسیون چربی‌ها برای جذب اسیدهای چرب کمک می‌کنند. هضم کامل یک مولکول چربی (یک تری گلیسیرید) منجر به مخلوطی از اسیدهای چرب، مونو گلیسیرید و دی گلیسیرید و همچنین برخی از تری گلیسیریدهای هضم نشده می‌شود اما هیچ مولکول آزاد گلیسرولی وجود ندارد.

هضم کربوهیدرات ها

نشاسته‌های غذایی از واحدهای گلوکز تشکیل شده‌اند و در زنجیره‌های بلندی به نام آمیلوز، قرار گرفته‌اند. طی گوارش غذا پیوندهای بین مولکول‌های گلوکز توسط آمیلاز موجود در بزاق و پانکراس شکسته می‌شود و در نتیجه زنجیره‌های گلوکز به تدریج کوچکتر می‌شوند. نتیجه تولید قندهای ساده گلوکز و مالتوز (2 مولکول گلوکز) است که می‌توانند توسط روده کوچک جذب شوند. لاکتاز آنزیمی است که باعث تجزیه لاکتوز دی‌ساکارید به اجزای تشکیل‌دهنده آن، گلوکز و گالاکتوز می‌شود که توسط روده کوچک قابل جذب هستند.

تقریباً 65 درصد جمعیت بزرگسال فقط مقادیر کمی لاکتاز تولید می‌کنند و قادر به خوردن غذاهای بدون شیر تخمیر نیستند. این به طور معمول به عنوان عدم تحمل لاکتوز شناخته می‌شود. عدم تحمل لاکتوز از نظر میراث ژنتیکی بسیار متفاوت است.

بیش از 90 درصد مردم آسیای شرقی و 5 درصد از مردم اروپای شمالی، مبتلا به عدم تحمل لاکتوز هستند. سوکراز آنزیمی است که ساکارز دی‌ساکارید را تجزیه می‌کند که به طور معمول به آن قند سفره، نیشکر یا قند چغندر می‌گویند. هضم ساکارز باعث تولید قندهای فروکتوز و گلوکز می‌شود که به راحتی توسط روده کوچک قابل جذب هستند.

مواد غیر قابل جذب در سیستم گوارش انسان

فیبر یا سلولز بخشی از گیاهان است که بدن ما در هنگام هضم تجزیه نمی‌کند بنابراین فیبر موجود در غذا به روده منتقل می‌شود و آب را جذب می‌کند. فیبر هضم نشده بسته‌ای از مواد باقی‌مانده به وجود می‌آورد و عضلات روده می‌توانند مواد زائد را از بدن خارج کنند. مواد معدنی، ویتامین‌ها و آب به اندازه کافی کوچک هستند که بدون تجزیه شدن توسط بدن جذب شوند، بنابراین روند هاضمه را طی نمی‌کنند.

جذب ویتامین b12

برخی ریزمغذی‌ها مانند ویتامین B12 مولکول‌های پیچیده‌ای هستند که نمی‌توانند به واحدهای کوچک قابل استفاده برای سلول‌ها تبدیل شوند. برای هضم غیر مخرب ویتامین B12، «هاپتوكورین» (Haptocorrin) موجود در بزاق، مولكول‌های B12 را هنگام ورود به معده و جدا شدن از کمپلکس‌های پروتئینی به شدت از اسید معده متصل و محافظت می‌كند.

پس از عبور کمپلکس‌‌های B12- هاپتوکورین از معده از طریق پیلوروس به اثنی عشر، پروتئازهای پانکراس هاپتوکورین را از مولکول‌های B12 جدا می‌کنند که باعث تبدیل مجدد آن به فاکتور ذاتی (IF) می‌شود. این کمپلکس‌های B12-IF به قسمت ایلئومِ روده کوچک می‌روند که گیرنده‌های کوبیلین امکان جذب و گردش کمپلکس‌های B12 -IF در خون را فراهم می‌کنند.