گوارش در معده چیست؟ — انواع و مراحل

معده اندامی شبیه به حرف J انگلیسی است که نقش مهمی در گوارش غذا بر عهده دارد. دیواره این اندام از سلول‌های مختلفی تشکیل شده است که گوارش مکانیکی و شیمیایی غذا را تسهیل می‌کنند. عملکرد معده نیاز به هماهنگی دقیق این بخش از لوله گوارش با سیستم عصبی و سیستم اندوکرین بدن دارد. در این مطلب انواع گوارش در معده را همراه با تنظیم عصبی و هورمونی آن توضیح می‌دهیم.

معده چیست ؟

معده سومین ایستگاه غذا پس از ورود به بدن است. شکل و لایه‌های بافتی متفاوت این اندام به عملکرد آن که گوارش غذا است کمک فراوانی می‌کند. دیواره معده مانند سایر بخش‌های لوله گوارش از مخاط، زیرمخاط، لایه ماهیچه‌ای، سروز و سیستم عصبی تشکیل شده است و کاردیا، فوندوس، آنتروم و پیلور به ترتیب بخش‌های مختلف معده از مری تا دئودئوم را شامل می‌شوند. غذا از اسفنکتر انتهای مری یا کاردیا وارد معده و کیموس از اسفنکتر پیلوری وارد روده کوچک می‌شود.

کاردیا اولین بخش معده و نزدیک به مری است که سطح بسیار کمی از اپتلیال معده را به خود اختصاص می‌دهد. بیشترین سطح اپیتلیوم مربوط به فوندوس و تنه معده است که سلول‌های ترشح‌کننده اسید، آنزیم‌ها و برخی هورمون‌ها (سوماتوستاتین و هیستامین) در این قسمت قرار دارند. آنتروم بخش پایینی معده و قبل از پیلوری است که بیشتر سلول‌های آن وظیفه ترشح مخاط را بر عهده دارند. به علاوه سلول‌های G و D بافت این قسمت با ترشح گاسترین و سوماتوستاتین در تنظیم هورمونی گوارش شرکت می‌کنند.

گوارش غذا در معده

گوارش غذا از ۷ مرحله بلع، پیش‌روی غذا، گوارش مکانیکی، گوارش شیمیایی، جذب و دفع تشکیل شده است. گوارش مکانیکی و بخشی از گوارش شیمیایی مواد غذایی در دهان و به‌وسیله حرکات دندان، زبان و آنزیم آمیلاز بزاق شروع می‌شود. تکه‌های غذا برای ادامه گوارش شیمیایی و مکانیکی از مسیر مری وارد معده خواهند شد. حرکات دودی و قطعه‌قطعه کننده وظیفه گوارش مکانیکی و آنزیم‌های گوارشی و اسید معده، وظیفه گوارش شیمیایی را برعهده دارند.

گوارش مکانیکی در معده

ورود غذا و کشیدگی دیواره معده سبب تحریک گیرنده‌های کششی ماهیچه‌های صاف و شروع حرکات دودی در این بخش از لوله گوارش می‌شود. این حرکات در ابتدای معده آهسته هستند و با مخلوط کردن ذرات غذا و اسید معده به گوارش کمک می‌کنند. دوره‌ای بودن و ریتم مشخص حرکات دودی علاوه بر مخلوط کردن ذرات غذا با اسید و آنزیم‌ها، به حرکت مواد سمت دئودئوم و جذب راحت‌تر از دیواره کمک می‌کند. شدت این حرکات در تنه و بخش انتهایی معده افزایش می‌یابد. حرکات دودی پیلور، کیموس را از معده به دئودئوم می‌فرستد. اسفنکتر پیلوری در انتهای معده، نیمه‌باز است و با هر موج دودی که به این بخش می‌رسد، ۳ میلی‌لیتر از کیموس معده را به دئودئوم منتقل می‌کند.

در زمان گوارش، معده از دو طرف به‌وسیله اسفنکترها بسته است. به همین دلیل زمانی که حرکات دودی کیموس را به پیلوری می‌رسانند، دریچه بسته سبب بازگشت کیموس در جهت مخالف و مخلوط شدن بیشتر مواد می‌شود. تنها بخش کوچکی از مایعات و کیموس بسیار رقیق از اسفنکتر پیلوری خارج می‌شود.

علاوه بر حرکات دودی، «اتساع پذیرنده» (Receptive relaxation) ماهیچه‌های صاف فوندوس با افزایش حجم معده، امکان ذخیره غذا و زمان کافی برای مخلوط شدن غذا و شیره معده به گوارش کمک می‌کند. این ویژگی سبب می‌شود، کمترین افزایش فشار داخلی معده در زمان گوارش به وجود بیاید. اتساع پذیرنده انعکاسی است که به‌وسیله پیام‌های عصب واگ تنظیم می‌شود. ورود غذا به معده گیرنده‌های کششی را فعال و پیام به CNS ارسال خواهد شد. پاسخ پیام به معده اتساع ماهیچه‌های صاف و افزایش حجم معده را به دنبال دارد.

گوارش شیمیایی در معده

ذرات بزرگ غذایی که وارد معده می‌شوند باید به کمک آنزیم‌های گوارشی و اسید معده به زیرواحدهای سازنده شکسته شوند تا سلول‌های اپیتلیال دیواره معده با مکانیسم‌های مختلف آن‌ها را جذب کند. بیشتر گوارش شیمیایی غذا در بخش تنه معده انجام می‌شود. برای مثال گوارش پروتئین‌ها از این بخش لوله گوارش و با اثر اسید معده بر این پلیمر شروع می‌شود.

یکی از ویژگی‌های ساختاری اپیتلیال دیواره معده که به گوارش غذا کمک می‌کند، چین‌ها (Rugae) هستند. این چین‌ها امکان افزایش حجم معده در زمان ورود غذا را فراهم می‌کنند و سلول‌های ترشحی معده در این قسمت از دیواره قرار دارد. «سلول‌های اصلی» (Chief Cells) آنزیم‌های معده و سلول‌های کناری، «حاشیه» (Parietal Cell) یا «اوکسینیک معده» (Oxyntic Cells) اسید معده را می‌سازند. این سلول‌ها بیشتر در مخاط ابتدایی معده قرار دارند. ویژگی مشترک همه آنزیم‌های معده که در این نوع گوارش شرکت می‌کنند، داشتن pH بهینه اسیدی است.

 نقش سلول‌ های اصلی در گوارش معده

سلول‌های اصلی انواع تمایزیافته، سلول‌های اپیتلیال دیواره معده هستند که ژن کدکننده آنزیم‌های پپسینوژن و لیپاز در آن‌ها وجود دارد. به همین دلیل شبکه اندوپلاسمی زبر در این سلول‌ها بسیار گسترده است. تعداد این سلول‌ها در مخاط فوندوس و تنه معده بیشتر از سایر بخش‌های آن است. تولید و ترشح این آنزیم‌ها به‌وسیله سیستم عصبی انتریک و هورمون‌های گاسترین و سکرتین تنظیم می‌شود. تحریک این سلول‌ها به‌وسیله عصب واگ و تغییر pH معده سبب ترشح پپسینوژن می‌شود. پپسینوژن پروتئازی است که به شکل زیموژن (آنزیم غیرفعال) ترشح می‌شود و اسید معده آن را به پپسین فعال تبدیل می‌کند. این پروآنزیم ۴۴ آمینواسید بیشتر از شکل فعال خود دارد.

فیلم آموزش فیزیولوژی دستگاه گوارش – جامع و با نکات مهم در فرادرس

کلیک کنید

پپسین اندوپپتیدازی است که با هیدرولیز پیوندهای پپتیدی داخلی، پلیمر پروتئین را به پلی‌پپتیدهای کوچک‌تر تقسیم می‌کند. استیل کولین، گاسترین و کاهش pH معده مستقیم روی فعالیت سلول‌های اصلی اثر می‌گذارند و ترشح پپسینوژن را افزایش می‌دهند. اثر HCl آمینواسیدهای اضافی را از ساختار پپسینوژن جدا و این پروآنزیم را به شکل فعال پپسین تبدیل می‌کند. پپسین در pH اسیدی معده (۱٫۵ تا ۲٫۵) بیشترین فعالیت خود را دارد. در pH ۳ فعالیت آن به نصف می‌رسد و در pH های بالای ۵، غیرفعال می‌شود.

گوارش چربی ها در معده

آنزیم لیپاز معده، لیپاز ترشح شده از سلول‌های زبان و لیپاز پانکراس، سه آنزیمی هستند که در گوارش شیمیایی چربی‌ها نقش دارند. pH بهینه برای فعالیت این آنزیم لیپاز معده ۵ تا ۶ است و فعالیت آنزیمی آن در pH پایین‌تر از ۴ به نصف می‌رسد. تری‌گلیسرید‌های موجود در غذا به اسیدهای چرب و دی‌آسیل گلیسرول تبدیل می‌کند. یکی از تفاوت‌های این آنزیم با لیپاز پانکراس این است که برای فعالیت خود نیاز به صفرا ندارد و یکی از اسیدهای چرب را از تری‌گلیسریدها جدا می‌کند. این آنزیم ۳۰٪ لیپید ورودی به معده را در افراد بالغ تجزیه می‌کند. اما بیشتر گوارش این مولکول‌ها در روده کوچک و با کمک لیپازهای پانکراس و صفرا انجام می‌شود.

نقش سلول های کناری در گوارش معده

سلول‌های حاشیه‌ای معده، سلول‌های اپتلیال بسیار تمایزیافته‌ای هستند که تعداد آن‌ها در تنه معده از سایر بخش‌ها بسیار بیشتر است. وظیفه این سلول‌ها تولید و ترشح هیدروکلریک‌اسید (HCl) معده و فاکتور داخلی معده را بر عهده دارند. این سلول‌ها حتی در نبود غذا، مقدار بسیار کمی اسید ترشح می‌کنند تا pH معده را از ۳ بیشتر نشود. HCL علاوه بر فعال کردن پپسینوژن، باکتری‌هایی که همراه غذا وارد معده شده‌اند را از بین می‌برد و با دناتوره کردن پروتئین‌ها اثر پپسین را افزایش می‌دهد. فاکتور داخلی گلیکوپروتئینی است که در جذب ویتامین B12 از سلول‌های روده کوچک نقش دارد.

سلول‌های کناری از یک طرف با حفره یا لومن معده و از طرف دیگر به‌وسیله مایع میان‌بافتی با مویرگ‌ها در ارتباط هستند. تعداد و نوع ناقل‌های پروتئینی در غشای این دو بخش سلول متفاوت است.

• بخش لومنی: تعداد زیادی کانال پتاسیم، کلر و پمپ پروتون-پتاسیم ($$H^+/K^+ ATPase$$) وجود دارد.
• غشای بازلترال: تعداد آنتی‌پورتر‌های کلر-بی‌کربنات در غشای نزدیک مایع میان‌بافتی بسیار بیشتر است. به علاوه گیرنده‌های استیل کولین، هیستامین و گاسترین در این بخش قرار دارند.

برای تشکیل اسید معده، مولکول کربن دی‌اکسید از مایع میان‌بافتی وارد سلول کناری و از واکنش آنزیمی آن با مولکول آب و به کمک آنزیم کربونیک انیدراز، کربونیک‌اسید تولید می‌شود. این اسید بسیار ناپایدار، سریع به یون هیدروژن و بی‌کربنات تجزیه خواهد شد. پمپ پروتون-پتاسیم با مصرف یک مولکول ATP، یک یون هیدروژن را از سلول به لومن و یک یون پتاسیم را از لومن به سلول کناری انتقال می‌دهد. به علاوه خروج یون پتاسیم از کانال‌های غشایی، از افزایش غلظت این یون در سلول جلوگیری می‌کند. در طرف دیگر سلول، آنتی‌پورتر بی‌کربنات-کلر با انتقال هر یون بی‌کربنات به مایع میان‌بافتی، یک یون کلر را وارد سیتوپلاسم سلول می‌کند. یون کلر ورودی به‌وسیله کانال‌های کلر از سمت دیگر غشای وارد لومن می‌شود و اسید معده از ترکیب آن با پروتون‌های لومن تولید می‌شود. یون بی‌کربنات از مایه میان‌بافتی وارد مویرگ و منجر به افزایش موقت pH خون می‌شود که به آن اثر «آلکالین تاید» (Alkaline Tide) می‌گویند.

ویتامین B12 یا کوبالامین، مولکولی حساس به pH اسیدی است که برای انتقال آن در لوله گوارش به سه پروتئین نیاز است.

• هاپتوکرین: در غدد بزاقی تولید می‌شود و تا روده کوچک ویتامین B12 را انتقال می‌دهد.
• فاکتور داخلی: گلیکوپروتئینی است که به‌وسیله سلول‌های کناری تولید می‌شود و پس از اتصال به ویتامین B12، به جذب آن از سلول‌های بخش انتهایی ایلئوم کمک می‌کند. pH بهینه برای فعالیت این پروتئین حدود ۷ است و غلظت پپسین و اسید معده در تنظیم ترشح آن نقشی ندارد.
• ترانس کوبالامین II: پروتئینی است که در سیتوپلاسم سلول‌های روده به ویتامین B12 متصل می‌شود و این مولکول را به سلول‌های کبدی منتقل می‌کند.

محافظت از گوارش دیواره معده

سلول‌های مخاط معده از همان ترکیباتی تشکیل شده‌اند که در مواد غذایی وجود دارد و به‌وسیله اسید معده تجزیه می‌شود. اما چرا این اسید سلول‌های دیواره معده را از بین نمی‌برد؟ به دلیل اینکه سه مکانیسم موجود در معده از اثر آنزیم‌ها و اسید بر دیواره جلوگیری می‌کند.

• سلول‌های لایه مخاطی در بخش کورپوس و آنتروم معده یون بی‌کربناتی ترشح می‌کنند که یکی از لایه‌های محافظتی دیواره یان بخش لوله گوارش در برابر اسید و پپسین معده است. واکنش یون بی‌کربنات با اسید کلریدریک، اتین اسید را غیر فعال می‌کند. ترشح این یون به‌وسیله انتقال‌دهنده عصبی استیل کولین، pH معده و پروستوگلاندین‌ها تنظیم می‌شود. $$HCO_3^-$$ در مخاط ویسکوز دیواره حل می‌شود و با افزایش pH از اثر پروتئاز معده بر دیواره جلوگیری می‌کند.
• بین سلول‌های اپیتلیال معده فاصله‌ای وجود ندارد و ارتباط بین این سلول‌ها به‌وسیله اتصالات شکافدار برقرار می‌شود. به همین دلیل امکان نفوذ اسید به لایه‌های زیری از بین می‌رود.
• سلول‌های بنیادی موجود در چین‌های معده اپیتلیال آسیب‌دیده را بلافاصله جایگزن می‌کنند و به طور کلی سلول‌های دیواره معده هر ۳ تا ۶ روز، کاملا با سلول‌های جدید جایگزین می‌شود.

مصرف برخی ضدالتهاب‌های غیراستروئیدی ازجمله آسپیرین، ایبوپروفن و ناپروکسن یا عفونت هلیکوباکتر پیلوری با از بین بردن این سد محافظتی آسیب بافت اپیتلیال معده بر اثر HCl و زخم معده را به دنبال دارد.

تنظیم ترشح شیره معده

اسید کلریدریک، آنزیم لیپاز، آب، مخاط فاکتور داخلی و پپسینوژن ترشحی از سلول‌های دیواره معده، شیره معده را می‌سازند. مهم‌ترین نقش شیره معده بعد از کمک به گوارش، کنترل و از بین بردن میکروب‌های همراه غذا است. تولید و ترشح این ماده به‌وسیله سیستم عصبی و هورمون‌ها کنترل می‌شود. در نتیجه برای گوارش غذا در معده فعالیت هماهنگ مغز، معده و روده ضروری است. به همین دلیل ترشح شیره معده به سه مرحله عصبی، معده‌ای و روده‌ای تقسیم می‌شود.

تنظیم عصبی شیره معده

مرحله عصبی یا انعکاسی قبل از ورود غذا به معده شروع می‌شود. بو، مزه، ظاهر یا فکر کردن به غذا محرک‌هایی هستند که این مرحله از ترشح شیره معده را تحریک می‌کنند. برای مثال زمانی که غذای مورد علاقه خود را می‌چشید یا بو می‌کنید، گیرنده‌های حسی موجود در جوانه چشایی و بویایی تحریک و پیام عصبی آن‌ها به مغز ارسال می‌شود. پیام مغز به‌وسیله عصب واگ و انتقال‌دهنده عصبی استیل کولین به سلول‌های دیواره معده برمی‌گردد و شیره معده ترشح می‌شود. این انعکاس زمانی اتفاق می‌افتد که غذایی را بسیار دوست دارید یا بسیار گرسنه هستید. افسردگی و کم اشتهایی عصبی این انعکاس را مهار می‌کند.

تنظیم معده‌ای شیره معده

مرحله معده‌ای پس از ورود غذا و با حرکات دودی شروع می‌شود و ۳ تا ۴ ساعت طول می‌کشد. گیرنده‌های کششی دیواره معده ورود غذا را تشخیص می‌دهند و پیام عصبی آن‌ها نورون‌های سمپاتیک را فعال می‌کند. ترشح استیل کولین از رشته‌های عصبی سمپاتیک ترشح شیره معده از سلول‌های دیواره را به همراه دارد. به علاوه پروتئین‌های دناتوره شده، کافئین و افزایش pH معده با تحریک سلول‌های G ترشح هورمون گاسترین را افزایش می‌دهند. گاسترین هورمونی پپتیدی است که در غشای سیتوپلاسمی سلول‌های جانبی معده گیرنده دارد. برهم کنش هورمون-رسپتور منجر به فعال شدن واکنش‌های آنزیمی این سلول‌ها و تولید ترشح اسید بیشتر می‌شود. به علاوه اتصال این هورمون به گیرنده‌های سطح سلول‌های ماهیچه‌ای، ورود یون کلسیم به سیتوپلاسم و انقباض ماهیچه‌های صاف را افزایش می‌دهد.

فیلم آموزش بیوشیمی ویتامین ها و هورمون ها در فرادرس

کلیک کنید

هیستامین هورمون دیگری است که در تنظیم ترشح اسید معده نقش دارد. این هورمون به‌وسیله سلول‌های شبیه به اندروکرومافین ترشح می‌شود و پس از اتصال به گیرنده‌های $$H_2$$ در سطح سلول‌های جانبی از مسیر پیام‌رسان ثانویه cAMP ترشح اسید معده را افزایش می‌دهد.

تنظیم روده‌ای شیره معده

ترکیبات و ترشحات روده نقش مهمی در تنظیم فعالیت معده و تخلیه آن دارند. ورود ذرات غذا به دئودئوم سبب تولید و ترشح هورمون گاسترین از سلول‌های اندوکرین دیواره می‌شود. گاسترین با اثر بر سلول‌های حاشیه‌ای معده، ترشح HCL را افزایش می‌دهد. این اثر موقتی است و ورود کیموس به روده باریک ترشح هورمون را مهار و بسته شدن دریچه پیلوری را تحریک می‌کند.

کاهش ترشح اسید معده

عوامل مختلفی در لوله گوارش ترشح اسید معده را کاهش می‌دهد. افزای غلظت اسید در معده و کاهش بسیار pH در این اندام با مکانیسم خودتنظیمی منفی، ترشح اسید بیشتر از سلول‌های جانبی را کاهش می‌دهد. در این شرایط ترشح سوماتوستاتین از سلول‌های D ترشح گاسترین و درنتیجه HCl را کاهش خواهد داد. پس از کیموس به دئودئوم، ترشح هورمون‌های کوله‌سیتوکینین و سکرتین (از سلول‌های S روده) و اتصال آن‌ها به گیرنده سطح سلول‌های جانبی ترشح اسید معده را کاهش می‌دهد.

تخلیه معده

کیموس ماده‌ای با ویسکوزیته زیاد و ترکیب غذای نیمه‌گوارش شده، سلول‌های پوششی دهان و مری، آنزیم‌های بزاقی و شیره معده است که ۲ تا ۴ ساعت پس از هر وعده غذایی کامل تخلیه و وارد روده کوچک می‌شود. کربوهیدرات‌ها سریع‌تر و چربی‌ها دیرتر از سایر ترکیبات غذایی از معده خارج می‌شوند.

جمع بندی

در این مطلب توضیح دادیم معده بخشی از لوله گوارش است که با ترشح اسید و آنزیم‌های پپسین و لیپاز نقش مهمی در گوارش مواد غذایی برعهده دارد. پپسین معده پروتئین‌ها را به پپتیدهای کوچک‌تر تبدلی می‌شکند. به علاوه انقباض ماهیچه‌های صاف دیواره این اندام به مخلوط شدن غذا با اسید و آنزیم به گوارش شیمیایی و با خرد کردن غذا به گوارش مکانیکی کمک می‌کند.

سوالات متداول

در این بخش به تعدادی از سوالان متداول پیرامون گوارش در معده پاسخ می‌دهیم.

وظیفه مری و معده در عمل گوارش چیست ؟

مری لوله‌ای است که غذای خرد شده در دهان را به معده منتقل می‌کند و نقشی در گوارش مکانیکی و شیمیایی مواد ندارد. معده دومین بخش لوله گوارش است که گوارش شیمیایی و مکانیکی مواد در آن انجام می‌شود. اسید معده، پروتئاز و لیپاز معده در گوارش شیمیایی شرکت می‌کنند.

گوارش غذا از کجا شروع می شود ؟

گوارش غذا از دهان و به‌وسیله فعالیت دندان و زبان در گوارش مکانیکی و اثر آنزیم‌های بزاقی شروع می‌شود.

تفاوت اسید و شیره معده چیست ؟

اسیدکلریدریک، ترکیبی اسیدی است که به‌وسیله سلول‌های دیواره معده ترشح می‌شود و به گوارش شیمیایی غذا و حذف باکتری‌ها کمک می‌کند. مجموع این اسید، آنزیم‌های معده، آب، فاکتور داخلی، مخاط و یون‌ها شیره معده را تشکیل می‌دهد.