ترجمه:
دکتر علی ملائکه
دستگاه گوارش انسان از لوله گوارش که با اعضای گوارشی کمکی مانند زبان، غدد بزاقی، لوزالمعده، کبد و کیسه صفرا مرتبط است، تشکیل شده است. هضم غذا را به اجزای کوچک‌تری تجزیه می‌کند که بدن می‌تواند آنها را جذب کند. فرآیند گوارش در سه مرحله انجام می‌شود: مرحله سفالیک، مرحله معده‌ای و مرحله روده‌ای.
1. مرحله سفالیک: این مرحله با ترشحات غدد معده در پاسخ به دیدن و بوی غذا شروع می‌شود و شامل تجزیه مکانیکی غذا با جویدن و تجزیه شیمیایی از طریق آنزیمهای گوارشی در دهان می‌شود. بزاق حاوی آنزیمهای گوارشی آمیلاز و لیپاز است که به‌وسیله غدد بزاقی و سروزی روی زبان ترشح می‌شوند. جویدن غذا را با بزاق مخلوط می‌کند و فرآیند هضم مکانیکی را آغاز می‌کند و غذای له‌شده (بولوس) را تشکیل میدهد که از مری وارد معده می‌شود.
2. مرحله معده‌ای: این مرحله در معده اتفاق می‌افتد که غذا در آن با اسید معده مخلوط می‌شود و بیشتر تجزیه می‌شود تا وارد دوازدهه شود که اولین قسمت روده کوچک است.
3. مرحله روده‌ای: این مرحله از دوازدهه شروع می‌شود که غذای نیمه هضم شده در آن با آنزیمهای تولیدشده به‌وسیله لوزالمعده ترکیب می‌شود.
نقش دهان در گوارش
آنزیم‌هایی مانند آمیلاز بزاقی و لیپاز زبانی نقش مهمی در مراحل اولیه هضم در دهان دارند و به ترتیب تجزیه کربوهیدرات‌ها (مواد نشاسته‌ای) و چربی‌ها را تسهیل می‌کنند.
1. آمیلاز بزاقی: آمیلاز بزاقی که به نام «پتیالین» نیز شناخته می‌شود، توسط غدد بزاقی ترشح می‌شود و به محض ورود غذا به دهان، هضم مواد کربوهیدراتی یا نشاسته‌ای به‌وسیله آن آغاز می‌شود. وظیفه اصلی این آنزیم هیدرولیز نشاسته (که یک کربوهیدرات پیچیده است) به مولکول‌های قندی کوچک‌تر مانند مالتوز (تشکیل‌شده از دو مولکول گلوکز) و سایر الیگوساکاریدها (تشکیل‌شده از سه تا ده مولکول قندی) است. این فرآیند به سرعت رخ میدهد. میزان قابل‌توجهی از هیدرولیز مواد نشاسته‌ای یا کربوهیدراتی می‌تواند در عرض چند ثانیه پس از جویدن غذا و مخلوط شدن با بزاق رخ دهد. البته هضم نشاسته در روده کوچک با کمک آنزیم آمیلاز لوزالمعده ادامه می‌یابد.
وجود آمیلاز بزاقی در حفره دهان نه تنها به هضم غذا کمک می‌کند، بلکه بر ادراک حسی و طعم مواد مغذی نیز تأثیر می‌گذارد. محصولات تجزیه نشاسته می‌توانند گیرنده‌های چشایی را تحریک کنند و به طور بالقوه پاسخ‌های متابولیکی مانند آزادسازی انسولین را تحریک کنند. با این حال، فعالیت آمیلاز بزاقی به دلیل زمان کوتاه تماس آن با غذا قبل از بلعیده شدن و قرار گرفتن در معرض اسید معده در معده محدود می‌شود.
2. لیپاز زبانی: آنزیم لیپاز زبانی مهم دیگری است که در بزاق یافت می‌شود و مسئول اصلی شروع هضم چربی است. این آنزیم به‌وسیله غدد سروزی زبان ترشح و در محیط اسیدی فعال می‌شود، به این ترتیب امکان پیدا می‌کند حتی پس از ورود غذا به معده به عملکرد خود ادامه دهد. لیپاز زبانی با هیدرولیز چربی‌های از نوع تری‌گلیسیرید آنها را به دی‌گلیسرید و اسیدهای چرب آزاد تجزیه می‌کند و این تجزیه برای جذب چربی در مراحل بعدی گوارش ضروری است. تقریباً 30 درصد چربی رژیم غذایی را با آنزیم لیپاز زبانی در عرض چند دقیقه پس از مصرف غذا تجزیه می‌شود.
این آنزیم به ویژه در نوزادانی که برای تغذیه بیشتر به چربی شیر متکی هستند، نقش مهمی دارد. عمل آنزیم لیپاز زبانی تجزیه مؤثر چربی‌ها را از ابتدای هضم تضمین و جذب آنها در روده کوچک را تسهیل می‌کند.
نقش پریستالسیس یا حرکات کرمی روده در گوارش
پریستالسیس (حرکات کرمی روده) مجموعه‌ای از انقباضات غیرارادی عضلانی است که در سراسر لوله گوارش رخ می‌دهند و غذا را از گلو تا مقعد حرکت می‌دهند. این انقباضات هماهنگ و ریتمیک هستند و به طور خودکار غذا و مایعات را در مجرای گوارش به حرکت درمی‌آورند و محتویات درون هر اندام را مخلوط می‌کنند.
پریستالسیس شامل یک حرکت موج مانند ناشی از سفت و شل شدن عضلات دیواره لوله گوارش است که اغلب با فشردن تیوب خمیردندان مقایسه می‌شود. هم عضلات حلقوی و هم عضلات طولی دیواره لوله گوارش در این پریستالسیس دخیل هستند. عضلات حلقوی به روشی هماهنگ منقبض و منبسط می‌شوند تا بر محتویات لوله فشار آورند و در همان حال فعالیت عضلات طولی این محتویات را به جلو حرکت میدهد.
وقتی بلع شروع می‌شود، غذا به داخل مری، جایی که پریستالسیس شروع می‌شود، رانده می‌شود. مری هم دارای حرکات پریستالسیس اولیه است که به‌وسیله بلع ایجاد می‌شود و هم حرکات پریستالسیس ثانویه که در صورت کافی نبودن اولی فعال می‌شوند.
بعد از مری، پریستالسیس در معده و روده ادامه می‌یابد. در روده‌ها، پریستالسیس کند می‌شود تا امکان رخ دادن پدیده «قطعه‌قطعه شدن» (segmentation) فراهم شود که شامل انقباض‌های موضعی ماهیچه‌های حلقوی برای حرکت دادن غذا به عقب و جلو و مخلوط کردن آن با شیره‌های گوارشی است. این حرکات به تقسیم شدن غذا به قطعات کوچک‌تر برای هضم کمک می‌کند. پریستالسیس در روده بزرگ به جذب آب از غذای هضم نشده به جریان خون کمک می‌کند و سپس مواد زائد باقیمانده از طریق راست‌روده و نهایتاً مقعد به بیرون دفع می‌شوند. پریستالسیس برای هضم غذا ضروری است و به بدن زمان میدهد تا غذا را تجزیه کند و مواد مغذی را جذب کند و بدون آن دستگاه گوارش نمی‌تواند هضم و جذب مواد غذایی و دفع مواد زائد را انجام دهد.
نقش معده در گوارش
معده چندین نقش مهم در هضم غذا ایفا می‌کند و یک عضو کلیدی در دستگاه گوارش است.
وظایف اصلی معده عبارت‌اند از:
1. نگهداری مواد غذایی: معده نقش یک مخزن موقت برای غذا را ایفا می‌کند. ساختار J شکل قابل‌اتساع معده به آن اجازه میدهد تا غذای خورده شده را تا زمانی که برای گوارش بیشتر آماده شود، نگه دارد و ذخیره کند. این ظرفیت ذخیره‌سازی به تنظیم جریان غذا در روده کوچک کمک می‌کند و این امکان را فراهم می‌آورد که غذا با سرعت مطلوب برای هضم و جذب وارد روده کوچک شود.
2. هضم مکانیکی: معده به طور مکانیکی غذا را از طریق فرآیندی به نام کوبیدن تکه‌تکه می‌کند. دیواره‌های عضلانی معده منقبض و منبسط می‌شوند و غذا را با شیره معده مخلوط می‌کنند و به ذرات کوچک‌تر می‌شکنند. این عمل غذا را به یک مخلوط نیمه مایع به نام کیموس تبدیل می‌کند و این تبدیل برای هضم مؤثر ضروری است.
3. هضم شیمیایی: معده شیره‌های معده حاوی اسید کلریدریک (HCl) و آنزیمهای گوارشی مانند پپسین را ترشح می‌کند.
اسید کلریدریک: این اسید قوی یک محیط اسیدی (با pH یک‌ونیم تا سه‌ونیم) ایجاد می‌کند که پپسینوژن (یک پیش-آنزیم) را به پپسین، آنزیمی که مسئول تجزیه پروتئین‌ها به پپتیدهای کوچک‌تر است، تبدیل می‌کند. محیط اسیدی همچنین به کشتن باکتری‌های مضری که ممکن است با غذا خورده شوند، کمک می‌کند.
پپسین: پپسین یکی از آنزیمهای اصلی در معده است و هضم پروتئین را آغاز و آنها را برای تجزیه بیشتر در روده کوچک آماده می‌کند.
4. جذب: جذب بیشتر مواد مغذی در روده کوچک انجام می‌شودِ اما مواد خاصی از جمله آب، الکل و برخی داروها را مستقیماً از معده وارد جریان خون می‌کند. این مواد می‌توانند از پوشش درونی مخاطی عبور کنند و وارد خون شوند.
5. تنظیم تخلیه به روده کوچک: اسفنکتر یا دریچه حلقوی پیلور در انتهای تحتانی معده، تخلیه کیموس به درون روده کوچک را تنظیم می‌کند. این دریچه برای کنترل عبور غذای نیمه‌هضم‌شده باز و بسته می‌شود و باعث می‌شود هر بار فقط مقادیر کمی از غذا وارد دوازدهه شود و به این ترتیب به کارآمدی هضم و جذب مواد غذایی در روده کوچک کمک می‌کند.
6. تولید «فاکتور داخلی»: معده ترکیبی به نام «فاکتور داخلی» تولید می‌کند که در واقع یک گلیکوپروتئین ضروری برای جذب ویتامین B12 در روده کوچک است. ویتامین B12 برای تشکیل گلبول‌های قرمز خون و عملکرد دستگاه عصبی بسیار مهم است.
7. از بین بردن باکتری: محیط بسیار اسیدی معده با حذف بسیاری از عوامل بیماری‌زا که با غذا وارد لوله گوارش می‌شوند، نقش دفاعی مهمی ایفا می‌کند و در نتیجه به سلامت کلی دستگاه گوارش یاری می‌رساند
نقش روده کوچک در گوارش
روده کوچک طولانی‌ترین قسمت دستگاه گوارش است که بین معده و روده بزرگ قرار دارد. عملکرد اصلی آن تکمیل هضم غذا و جذب مواد مغذی است. روده کوچک غذای خورده شده را مخلوط می‌کند، مواد غذایی را تجزیه می‌کند و مواد زائد را به روده بزرگ تحویل میدهد.
کارکردهای بخش‌های متفاوت روده کوچک:
دوازدهه یا اثنی‌عشر: دوازدهه کوتاه‌ترین بخش روده کوچک است که به شکل "C" انگلیسی است و طول آن ۲۰ تا ۲۵ سانتی‌متر است. کیموس (غذای نیمه هضم شده) را از معده و شیره‌های گوارشی را از لوزالمعده و کبد دریافت می‌کند. آنزیمهای گوارشی لوزالمعده پروتئین‌ها را تجزیه می‌کنند و صفرا چربی‌ها را به میسل (قطرات کوچک) تبدیل می‌کند که هضمشان ساده‌تر است. دوازدهه همچنین حاوی غدد برونر است که ترشحات قلیایی غنی از موکوس (مخاط) را برای خنثی کردن اسیدهای معده تولید می‌کنند.
ژژونوم: ژژونوم قسمت میانی روده کوچک است که دوازدهه را به ایلئوم متصل می‌کند و تقریباً ۲.۵ متر طول دارد و دارای چین‌های حلقوی و پرزهایی برای افزایش سطح آن است. ژژونوم برای جذب قندها، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب به جریان خون تخصص یافته است.
ایلئوم: ایلئوم آخرین و طولانی‌ترین بخش روده کوچک است که حدود 3 متر طول دارد. این بخش روده کوچک عمدتاً ویتامین B12 و اسیدهای صفراوی را همراه با سایر مواد مغذی باقیمانده جذب می‌کند. ایلئوم در محل اتصال ایلئوسکال به سکوم، بخش ابتدایی روده بزرگ، متصل می‌شود.
روده کوچک جایی است که بیشترین هضم شیمیایی و جذب مواد مغذی روی میدهد. آنزیم‌هایی از لوزالمعده و کبد وارد روده کوچک می‌شوند تا پروتئین‌ها، چربی‌ها و کربوهیدرات‌ها را بیشتر تجزیه کنند. پوشش درونی یا مخاطی روده کوچک یا بافت اپیتلیومی پوشانده شده است و دارای چین‌های حلقوی، پرزها و ریزپرزها است تا سطح جذب برای مواد مغذی افزایش یابد.
اکثر مواد مغذی در ژژونوم جذب می‌شوند، به استثنای این مواد مغذی:
آهن و فولات (ویتامین B9) در دوازدهه جذب می‌شوند.
ویتامین B12 و نمک‌های صفراوی در ایلئوم در انتهای روده کوچک جذب می‌شوند.
آب با حرکت اسمزی و چربی با انتشار غیرفعال در سراسر روده کوچک جذب می‌شود.
روزانه تقریباً نه لیتر مایع وارد روده کوچک می‌شود و روده کوچک مسئول جذب مواد مغذی، نمک و آب است.
بی‌کربنات سدیم با انتقال فعال جذب می‌شود، درحالی‌که گلوکز (قند خون) و اسیدهای آمینه از طریق پدیده هم‌انتقالی جذب می‌شوند
فروکتوز (قند میوه) با انتشار تسهیل شده جذب می‌شود.
کارکردهای بخش‌های گوناگون مجرای گوارش
1. دهان: هضم غذا حتی قبل از ورود غذا به دهان شروع می‌شود. استشمام بوی غذا یا فکر کردن به غذا باعث تحریک غدد بزاقی را به تولید بزاق می‌شود. هنگامی‌که غذا وارد دهان می‌شود، با بزاق مرطوب می‌شود و دندان‌ها و زبان فرآیند هضم مکانیکی را آغاز می‌کنند. بزاق به مرطوب نگه‌داشتن غشاهای مخاطی دهان و حلق کمک می‌کند و دهان و دندان‌ها را تمیز می‌کند. ترشح بزاق با ورود غذا به دهان افزایش می‌یابد و روان شدن، حل شدن و تجزیه شیمیایی غذا آغاز می‌شود.
2. مری: انقباض ریتمیک ماهیچه‌های لوله گوارش که «پریستالسیس» (حرکات کرمی) نامیده می‌شود، از مری شروع می‌شود و در امتداد دیواره معده و بقیه دستگاه گوارش ادامه می‌یابد. در انتهای مری، اسفنکتر تحتانی مری قرار دارد که یک عضله حلقه مانند است، با رسیدن غذا به آن شل می‌شود و به غذا اجازه میدهد تا به معده وارد شود. این اسفنکتر در شرایط معمول بسته است تا از برگشت محتویات معده به مری جلوگیری کند.
3. معده: ماهیچه‌های معده پس از ورود غذا، غذا و مایع را با شیره‌های گوارشی مخلوط می‌کنند. معده به آرامی محتویات خود را که اکنون «کیموس» نامیده می‌شود، به روده کوچک تخلیه می‌کند. معده با توجه به داشتن چین‌های معدی در دیواره‌های داخلی‌اش یک اندام قابل انبساط است که می‌تواند برای نگهداری حدود یک لیتر غذا منبسط شود. غذا پس از یک تا دو ساعت ماندن در معده و تبدیل شدن به خمیر غلیظ (کیموس) از طریق اسفنکتر (دریچه حلقوی) پیلور از معده خارج می‌شود.
4. روده باریک: معده معمولاً بعد از یکی دو ساعت نیمه خالی و پس از چهار یا پنج ساعت کاملاً خالی می‌شود. هنگامی‌که غذای نیمه‌هضم‌شده به شکل کیموس وارد روده کوچک می‌شود روده کوچک از انقباضات موضعی برای مخلوط کردن و حرکت آهسته‌تر کیموس استفاده می‌کند و این حرکت آهسته زمان بیشتری را برای جذب مواد مغذی فراهم می‌کند. دیواره‌های روده کوچک آب و مواد مغذی هضم شده را به جریان خون جذب می‌کند. با ادامه پریستالسیس (حرکات کرمی روده) مواد زائد وارد روده بزرگ می‌شوند.
5. روده بزرگ: عملکرد اصلی روده بزرگ جذب آب باقیمانده از مواد غذایی هضم نشده و تخمیر باکتریایی موادی است که دیگر قابل‌هضم نیستند. آب و برخی مواد معدنی مجدداً در روده بزرگ به خون بازجذب می‌شوند. سپس مواد زائد باقیمانده از هضم (مدفوع) وارد راست‌روده می‌شوند تا در نهایت از طریق مقعد دفع شوند.