23.7: الهضم والامتصاص الكيميائي - نظرة فاحصة

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203022

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

حدد المواقع والإفرازات الأولية المشاركة في الهضم الكيميائي للكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية
قارن وقارن امتصاص العناصر الغذائية المحبة للماء والنافرة للماء

كما تعلمت، فإن عملية الهضم الميكانيكي بسيطة نسبيًا. إنه ينطوي على التحلل المادي للطعام ولكنه لا يغير تركيبته الكيميائية. الهضم الكيميائي، من ناحية أخرى، هو عملية معقدة تقلل الطعام إلى اللبنات الكيميائية، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك لتغذية خلايا الجسم (الشكل\(\PageIndex{1}\)). في هذا القسم، سوف تنظر عن كثب في عمليات الهضم الكيميائي والامتصاص.

الشكل\(\PageIndex{1}\): الهضم والامتصاص. يبدأ الهضم في الفم ويستمر مع انتقال الطعام عبر الأمعاء الدقيقة. يحدث معظم الامتصاص في الأمعاء الدقيقة.

الهضم الكيميائي

يجب تقسيم جزيئات الطعام الكبيرة (على سبيل المثال، البروتينات والدهون والأحماض النووية والنشويات) إلى وحدات فرعية صغيرة بما يكفي لامتصاصها من خلال بطانة القناة الهضمية. يتم تحقيق ذلك عن طريق الإنزيمات من خلال التحلل المائي. يتم تلخيص العديد من الإنزيمات المشاركة في الهضم الكيميائي في الجدول\(\PageIndex{1}\).

الجدول: الإنزيمات\(\PageIndex{1}\) الهضمية
فئة الإنزيم	اسم الإنزيم	مصدر	الركيزة	المنتج
الإنزيمات اللعابية	الليباز اللغوي	غدد لسانية	الدهون الثلاثية	الأحماض الدهنية الحرة، وأحادي وثنائي الجليسريد
الإنزيمات اللعابية	الأميليز اللعابي	الغدد اللعابية	السكريات	السكريات الثنائية والسكريات الثلاثية
إنزيمات المعدة	الليباز المعدي	الخلايا الرئيسية	الدهون الثلاثية	الأحماض الدهنية وأحاسيلسريد أحادي
إنزيمات المعدة	بيبسين*	الخلايا الرئيسية	البروتينات	ببتيدات
إنزيمات حدود الفرشاة	ألفا ديكسترياز	أمعاء دقيقة	ألفا ديكسترين	جلوكوز
إنزيمات حدود الفرشاة	إنتيروبيبتيداز	أمعاء دقيقة	التريبسينوجين	تريبسين
إنزيمات حدود الفرشاة	اللاكتاز	أمعاء دقيقة	لاكتوز	الجلوكوز والجالاكتوز
إنزيمات حدود الفرشاة	مالتاز	أمعاء دقيقة	مالتوز	جلوكوز
إنزيمات حدود الفرشاة	النيوكليوزيداز والفوسفاتاز	أمعاء دقيقة	النيوكليوتيدات	الفوسفات والقواعد النيتروجينية والبنتوسات
إنزيمات حدود الفرشاة	الببتيداز	أمعاء دقيقة	أمينوبيبتيداز: الأحماض الأمينية في الطرف الأميني للببتيدات ديببتيداز: ثنائي الببتيدات	أمينوبيبتيداز: الأحماض الأمينية والببتيدات ديبيبتيداز: أحماض أمينية
إنزيمات حدود الفرشاة	سوكراس	أمعاء دقيقة	السكروز	الجلوكوز والفركتوز
إنزيمات البنكرياس	كربوكسي ببتيداز*	خلايا Acinar البنكرياسية	الأحماض الأمينية في نهاية الكربوكسيل للببتيدات	الأحماض الأمينية والببتيدات
إنزيمات البنكرياس	تشيموتريبسين*	خلايا Acinar البنكرياسية	البروتينات	ببتيدات
إنزيمات البنكرياس	الإيلاستاز*	خلايا Acinar البنكرياسية	البروتينات	ببتيدات
إنزيمات البنكرياس	النيوكليازات	خلايا Acinar البنكرياسية	ريبونوكلياز: الأحماض الريبونوكليك ديوكسي ريبونوكلياز: الأحماض الديوكسي ريبونوكلياز	النيوكليوتيدات
إنزيمات البنكرياس	الأميليز البنكرياسي	خلايا Acinar البنكرياسية	السكريات (النشويات)	ألفا ديكسترين، ثنائي السكاريد (المالتوز)، السكريات الثلاثية (المالتوتريوز)
إنزيمات البنكرياس	ليباز البنكرياس	خلايا Acinar البنكرياسية	الدهون الثلاثية التي تم استحلابها بواسطة الأملاح الصفراوية	الأحماض الدهنية وأحاسيلسريد أحادي
إنزيمات البنكرياس	التريبسين*	خلايا Acinar البنكرياسية	البروتينات	ببتيدات

هضم الكربوهيدرات

يبلغ متوسط النظام الغذائي الأمريكي حوالي 50 بالمائة من الكربوهيدرات، والتي يمكن تصنيفها وفقًا لعدد المونومرات التي تحتوي عليها من السكريات البسيطة (السكريات الأحادية والسكريات الثنائية) و/أو السكريات المعقدة (السكريات). الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز هي السكريات الأحادية الثلاثة التي يتم استهلاكها بشكل شائع ويتم امتصاصها بسهولة. الجهاز الهضمي قادر أيضًا على تكسير السكروز ثنائي السكاريد (سكر المائدة العادي: الغلوكوز+الفركتوز) واللاكتوز (سكر الحليب: جلوكوز+جالاكتوز) والمالتوز (سكر الحبوب: جلوكوز+جلوكوز) والسكريات الجليكوجين والنشا (سلاسل السكريات الأحادية). لا تنتج أجسامك إنزيمات يمكنها تكسير معظم السكريات الليفية، مثل السليلوز. في حين أن السكريات غير القابلة للهضم لا توفر أي قيمة غذائية، إلا أنها توفر الألياف الغذائية، مما يساعد على دفع الطعام عبر القناة الهضمية.

يبدأ الهضم الكيميائي للنشويات في الفم وقد تمت مراجعته أعلاه.

في الأمعاء الدقيقة، يقوم الأميليز البنكرياسي بـ «الرفع الثقيل» لهضم النشا والكربوهيدرات (الشكل\(\PageIndex{2}\)). بعد أن تقوم الأميليز بتكسير النشا إلى أجزاء أصغر، يبدأ إنزيم ألفا ديكستريناز الموجود على حافة الفرشاة بالعمل على ألفا ديكسترين، مما يؤدي إلى تفتيت وحدة جلوكوز واحدة في كل مرة. تعمل ثلاثة إنزيمات على حواف الفرشاة على تحلل السكروز واللاكتوز والمالتوز إلى السكريات الأحادية. يقسم السكروز السكروز إلى جزيء واحد من الفركتوز وجزيء واحد من الجلوكوز؛ ويقوم المالتاز بتفكيك المالتوز والمالتوتريوز إلى جزيئين وثلاثة من جزيئات الجلوكوز، على التوالي؛ ويقوم اللاكتيز بتفكيك اللاكتوز إلى جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الجالاكتوز. يمكن أن يؤدي عدم كفاية اللاكتيز إلى عدم تحمل اللاكتوز.

الشكل\(\PageIndex{2}\): مخطط تدفق هضم الكربوهيدرات. يتم تقسيم الكربوهيدرات إلى مونومراتها في سلسلة من الخطوات.

هضم البروتين

البروتينات عبارة عن بوليمرات تتكون من أحماض أمينية مرتبطة بروابط ببتيد لتشكيل سلاسل طويلة. يقللها الهضم إلى الأحماض الأمينية المكونة لها. عادة ما تستهلك حوالي 15 إلى 20 بالمائة من إجمالي السعرات الحرارية التي تتناولها كبروتين.

يبدأ هضم البروتين في المعدة، حيث يقوم حمض الهيدروكلوريك والبيبسين بتقسيم البروتينات إلى بولي ببتيدات أصغر، والتي تنتقل بعد ذلك إلى الأمعاء الدقيقة (الشكل\(\PageIndex{3}\)). يستمر الهضم الكيميائي في الأمعاء الدقيقة بواسطة إنزيمات البنكرياس، بما في ذلك الكيموتريبسين والتريبسين، حيث يعمل كل منهما على روابط محددة في تسلسلات الأحماض الأمينية. في الوقت نفسه، تفرز خلايا حدود الفرشاة إنزيمات مثل أمينوبيبتيداز وديبيبتيداز، مما يزيد من تكسير سلاسل الببتيد. ينتج عن هذا جزيئات صغيرة بما يكفي لدخول مجرى الدم (الشكل\(\PageIndex{4}\)).

الشكل\(\PageIndex{3}\): هضم البروتين. يبدأ هضم البروتين في المعدة ويكتمل في الأمعاء الدقيقة.

الشكل\(\PageIndex{4}\): مخطط هضم تدفق البروتين. يتم تقسيم البروتينات على التوالي إلى مكونات الأحماض الأمينية.

هضم الدهون

يحد النظام الغذائي الصحي من تناول الدهون إلى 35 بالمائة من إجمالي السعرات الحرارية. الدهون الغذائية الأكثر شيوعًا هي الدهون الثلاثية، والتي تتكون من جزيء الجلسرين المرتبط بثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية. كما يتم استهلاك كميات صغيرة من الكوليسترول الغذائي والفوسفوليبيدات.

الليباز الثلاثة المسؤولة عن هضم الدهون هي الليباز اللغوي والليباز المعدي والليباز البنكرياسي. ومع ذلك، نظرًا لأن البنكرياس هو المصدر الوحيد الناتج عن الليباز، فإن كل عملية هضم الدهون تقريبًا تحدث في الأمعاء الدقيقة. يحلل الليباز البنكرياسي كل الدهون الثلاثية إلى اثنين من الأحماض الدهنية الحرة وأحادية الغليسيريد. تشمل الأحماض الدهنية كلاً من السلسلة القصيرة (أقل من 10 إلى 12 كربونًا) والأحماض الدهنية طويلة السلسلة.

هضم الحمض النووي

توجد الأحماض النووية DNA و RNA في معظم الأطعمة التي تتناولها. هناك نوعان من نوكلياز البنكرياس مسؤولان عن عملية الهضم: الديوكسي ريبونوكلياز، الذي يهضم الحمض النووي الريبي، والريبونوكلياز، الذي يهضم الحمض النووي الريبي. يتم تقسيم النيوكليوتيدات الناتجة عن هذا الهضم أيضًا بواسطة إنزيمين حدوديين معويين (النيوكليوسيداز والفوسفاتاز) إلى بنتوسات وفوسفات وقواعد نيتروجينية يمكن امتصاصها من خلال جدار القناة الهضمية. يتم تلخيص جزيئات الطعام الكبيرة التي يجب تقسيمها إلى وحدات فرعية في الجدول\(\PageIndex{2}\)

الجدول\(\PageIndex{2}\): المواد الغذائية القابلة للامتصاص
مصدر	مادة
الكربوهيدرات	السكريات الأحادية: الجلوكوز والجالاكتوز والفركتوز
البروتينات	الأحماض الأمينية المفردة، والبيبتيدات، والببتيدات الثلاثية
الدهون الثلاثية	أحادي الأسيل الغليسيريد والجلسرين والأحماض الدهنية الحرة
أحماض نووية	سكريات البنتوس والفوسفات والقواعد النيتروجينية

الاستيعاب

العمليات الميكانيكية والهضمية لها هدف واحد: تحويل الطعام إلى جزيئات صغيرة بما يكفي ليتم امتصاصها بواسطة الخلايا الظهارية للزغابات المعوية. القدرة الاستيعابية للقناة الهضمية لا حصر لها تقريبًا. في كل يوم، تعالج القناة الهضمية ما يصل إلى 10 لترات من الطعام والسوائل وإفرازات الجهاز الهضمي، ولكن أقل من لتر واحد يدخل الأمعاء الغليظة. يتم امتصاص جميع الأطعمة التي يتم تناولها تقريبًا، و 80 بالمائة من الإلكتروليتات، و 90 بالمائة من الماء في الأمعاء الدقيقة. على الرغم من أن الأمعاء الدقيقة بأكملها تشارك في امتصاص الماء والدهون، إلا أن معظم امتصاص الكربوهيدرات والبروتينات يحدث في الصوينوم. والجدير بالذكر أن الأملاح الصفراوية وفيتامين ب ₁₂ يتم امتصاصها في الدقاق الطرفي. في الوقت الذي ينتقل فيه الكيموس من الدقاق إلى الأمعاء الغليظة، يصبح أساسًا بقايا طعام غير قابلة للهضم (خاصة الألياف النباتية مثل السليلوز) وبعض الماء وملايين البكتيريا (الشكل\(\PageIndex{5}\)).

الشكل\(\PageIndex{5}\): إفرازات الجهاز الهضمي وامتصاص الماء. الامتصاص عملية معقدة يتم فيها حصاد العناصر الغذائية من الطعام المهضوم.

يمكن أن يحدث الامتصاص من خلال خمس آليات: (1) النقل النشط، (2) الانتشار السلبي، (3) الانتشار الميسر، (4) النقل المشترك (أو النقل النشط الثانوي)، و (5) إندوسيتوسيس. كما تتذكر من الفصل 3، يشير النقل النشط إلى حركة المادة عبر غشاء الخلية من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة ذات تركيز أعلى (أعلى تدرج التركيز). في هذا النوع من النقل، تعمل البروتينات داخل غشاء الخلية كـ «مضخات»، باستخدام الطاقة الخلوية (ATP) لتحريك المادة. يشير الانتشار السلبي إلى حركة المواد من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل، بينما يشير الانتشار الميسر إلى حركة المواد من منطقة أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل باستخدام بروتين ناقل في غشاء الخلية. يستخدم النقل المشترك حركة جزيء واحد عبر الغشاء من تركيز أعلى إلى تركيز أقل لتشغيل حركة الآخر من الأقل إلى الأعلى. أخيرًا، يعتبر إندوسيتوسيس عملية نقل يبتلع فيها غشاء الخلية المادة. يتطلب طاقة، بشكل عام في شكل ATP.

نظرًا لأن غشاء بلازما الخلية يتكون من فوسفوليبيدات كارهة للماء، يجب أن تستخدم العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء جزيئات النقل المضمنة في الغشاء لدخول الخلايا. علاوة على ذلك، لا يمكن أن تنتقل المواد بين الخلايا الظهارية للغشاء المخاطي المعوي لأن هذه الخلايا مرتبطة ببعضها البعض بواسطة تقاطعات ضيقة. وبالتالي، لا يمكن للمواد أن تدخل الشعيرات الدموية إلا بالمرور عبر الأسطح القمية للخلايا الظهارية إلى السائل الخلالي. تدخل العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء الدم الشعري في الزغب وتنتقل إلى الكبد عبر الوريد البابي الكبدي.

على عكس العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء، يمكن أن تنتشر العناصر الغذائية القابلة للذوبان في الدهون من خلال غشاء البلازما. بمجرد دخولها إلى الخلية، يتم تعبئتها لنقلها عبر قاعدة الخلية ثم تدخل اللاكتيلات في الزغب ليتم نقلها عن طريق الأوعية اللمفاوية إلى الدورة الدموية الجهازية عبر القناة الصدرية. يتطلب امتصاص معظم العناصر الغذائية من خلال الغشاء المخاطي للزغابات المعوية نقلًا نشطًا يغذيه ATP. يتم تلخيص طرق الامتصاص لكل فئة غذائية في الجدول\(\PageIndex{3}\).

الجدول\(\PageIndex{3}\): الامتصاص في القناة الهضمية
الغذاء	منتجات الأعطال	آلية امتصاص	الدخول إلى مجرى الدم	الوجهة
الكربوهيدرات	جلوكوز	النقل المشترك مع أيونات الصوديوم	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الكربوهيدرات	الجالاكتوز	النقل المشترك مع أيونات الصوديوم	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الكربوهيدرات	الفركتوز	انتشار مُيسّر	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
بروتين	أحماض أمينية	النقل المشترك مع أيونات الصوديوم	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الدهون	أحماض دهنية طويلة السلسلة	الانتشار في الخلايا المعوية، حيث يتم دمجها مع البروتينات لإنشاء كيلوميكرونات	لاكتيلات الزغب	الدوران الجهازي عبر دخول اللمف إلى القناة الصدرية
الدهون	جلسريدات مونوسيل	الانتشار في الخلايا المعوية، حيث يتم دمجها مع البروتينات لإنشاء كيلوميكرونات	لاكتيلات الزغب	الدوران الجهازي عبر دخول اللمف إلى القناة الصدرية
الدهون	أحماض دهنية قصيرة السلسلة	انتشار بسيط	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الدهون	الغليسيرول	انتشار بسيط	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي
الدهون	منتجات هضم الحمض النووي	النقل النشط عبر ناقلات الأغشية	الدم الشعري في الزغب	الكبد عبر الوريد البابي الكبدي

امتصاص الكربوهيدرات

يتم امتصاص جميع الكربوهيدرات في شكل السكريات الأحادية. تتمتع الأمعاء الدقيقة بكفاءة عالية في هذا المجال، حيث تمتص السكريات الأحادية بمعدل يقدر بـ 120 جرامًا في الساعة. يتم امتصاص جميع الكربوهيدرات الغذائية المهضومة بشكل طبيعي؛ ويتم التخلص من الألياف غير القابلة للهضم في البراز. يتم نقل السكريات الأحادية الجلوكوز والجالاكتوز إلى الخلايا الظهارية بواسطة ناقلات البروتين الشائعة عبر النقل النشط الثانوي (أي النقل المشترك مع أيونات الصوديوم). تغادر السكريات الأحادية هذه الخلايا عن طريق الانتشار الميسر وتدخل الشعيرات الدموية من خلال الشقوق بين الخلايا. يتم امتصاص الفركتوز أحادي السكاريد (الموجود في الفاكهة) ونقله عن طريق الانتشار الميسر وحده. تتحد السكريات الأحادية مع بروتينات النقل مباشرة بعد تكسير السكريات الثنائية.

امتصاص البروتين

تمتص آليات النقل النشطة، وخاصة في الاثني عشر واليجونوم، معظم البروتينات كمنتجات تكسير وأحماض أمينية. يتم هضم جميع البروتينات تقريبًا (95 إلى 98 بالمائة) وامتصاصها في الأمعاء الدقيقة. يختلف نوع الناقل الذي ينقل الأحماض الأمينية. ترتبط معظم شركات النقل بالنقل النشط للصوديوم. يتم أيضًا نقل سلاسل قصيرة من اثنين من الأحماض الأمينية (ثنائي الببتيدات) أو ثلاثة أحماض أمينية (ثلاثي الببتيدات) بنشاط. ومع ذلك، بعد دخولها الخلايا الظهارية الممتصة، يتم تقسيمها إلى أحماض أمينية قبل مغادرة الخلية ودخول الدم الشعري عن طريق الانتشار.

امتصاص الدهون

يتم امتصاص حوالي 95 بالمائة من الدهون في الأمعاء الدقيقة. لا تعمل أملاح الصفراء على تسريع عملية هضم الدهون فحسب، بل إنها ضرورية أيضًا لامتصاص المنتجات النهائية لهضم الدهون. الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة قابلة للذوبان نسبيًا في الماء ويمكن أن تدخل الخلايا الممتصة (الخلايا المعوية) مباشرة. على الرغم من كونها مقاومة للماء، فإن الحجم الصغير للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة يمكّن الخلايا المعوية من امتصاصها عن طريق الانتشار البسيط، ثم اتخاذ نفس مسار السكريات الأحادية والأحماض الأمينية في الشعيرات الدموية للزغابات.

لا يتم تعليق الأحماض الدهنية طويلة السلسلة الكبيرة والنازعة للماء والجلسريدات أحادية الأسيل بسهولة في الكيموس المعوي المائي. ومع ذلك، تعمل أملاح الصفراء والليسيثين على حل هذه المشكلة من خلال وضعها في ميسيل، وهو عبارة عن كرة صغيرة ذات نهايات قطبية (محبة للماء) تواجه البيئة المائية وتتحول ذيولها المقاومة للماء إلى الداخل، مما يخلق بيئة تتقبل الأحماض الدهنية طويلة السلسلة. يشمل النواة أيضًا الكوليسترول والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون. بدون المذيبات، ستجلس الدهون على سطح الكيموس ولن تتلامس أبدًا مع الأسطح الممتصة للخلايا الظهارية. يمكن أن تضغط الميسيلات بسهولة بين الزوائد الدقيقة وتقترب جدًا من سطح الخلية المضيئة. في هذه المرحلة، تخرج المواد الدهنية من الميسيل ويتم امتصاصها عن طريق الانتشار البسيط.

يتم إعادة دمج الأحماض الدهنية الحرة والجلسريدات الأحادية التي تدخل الخلايا الظهارية في الدهون الثلاثية. يتم خلط الدهون الثلاثية مع الفوسفوليبيدات والكوليسترول، وتحيط بها طبقة بروتينية. هذا المركب الجديد، المسمى chylomicron، هو بروتين شحمي قابل للذوبان في الماء. بعد معالجتها بواسطة جهاز Golgi، يتم إطلاق chylomicrons من الخلية (الشكل\(\PageIndex{6}\)). تدخل الكيلوميكرونات، التي تكون كبيرة جدًا بحيث لا يمكنها المرور عبر الأغشية السفلية للشعيرات الدموية، بدلًا من ذلك إلى مسام اللاكتيلات الكبيرة. تتجمع اللاكتيلات لتشكيل الأوعية اللمفاوية. يتم نقل الكيلوميكرونات في الأوعية اللمفاوية وتفريغها عبر القناة الصدرية إلى الوريد تحت الترقوة في الجهاز الدوري. بمجرد دخول مجرى الدم، يقوم إنزيم ليباز البروتين الدهني بتكسير الدهون الثلاثية للكيلومكرونات إلى أحماض دهنية حرة وجليسرول. ثم تمر منتجات التكسير هذه عبر جدران الشعيرات الدموية لاستخدامها في الطاقة بواسطة الخلايا أو تخزينها في الأنسجة الدهنية على شكل دهون. تجمع خلايا الكبد بقايا الكيلوميكرون المتبقية مع البروتينات، وتشكل البروتينات الدهنية التي تنقل الكوليسترول في الدم.

الشكل\(\PageIndex{6}\): امتصاص الدهون. على عكس الأحماض الأمينية والسكريات البسيطة، يتم تحويل الدهون عند امتصاصها من خلال الخلايا الظهارية.

امتصاص الحمض النووي

يتم نقل منتجات هضم الحمض النووي - سكريات البنتوس والقواعد النيتروجينية وأيونات الفوسفات - بواسطة ناقلات عبر ظهارة الزغابات عبر النقل النشط. ثم تدخل هذه المنتجات مجرى الدم.

امتصاص المعادن

تأتي الإلكتروليتات التي تمتصها الأمعاء الدقيقة من إفرازات الجهاز الهضمي والأطعمة التي يتم تناولها. نظرًا لأن الإلكتروليتات تتفكك إلى أيونات في الماء، يتم امتصاص معظمها عن طريق النقل النشط في جميع أنحاء الأمعاء الدقيقة بأكملها. أثناء الامتصاص، تؤدي آليات النقل المشترك إلى تراكم أيونات الصوديوم داخل الخلايا، بينما تقلل آليات المنافذ المضادة تركيز أيون البوتاسيوم داخل الخلايا. لاستعادة تدرج الصوديوم والبوتاسيوم عبر غشاء الخلية، تقوم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم التي تتطلب ATP بضخ الصوديوم والبوتاسيوم إلى الداخل.

بشكل عام، يتم امتصاص جميع المعادن التي تدخل الأمعاء، سواء كنت بحاجة إليها أم لا. ويستثنى من ذلك الحديد والكالسيوم؛ حيث يتم امتصاصها في الاثني عشر بكميات تلبي متطلبات الجسم الحالية، على النحو التالي:

الحديد - يتم امتصاص الحديد الأيوني اللازم لإنتاج الهيموجلوبين في الخلايا المخاطية عن طريق النقل النشط. بمجرد دخول الخلايا المخاطية، يرتبط الحديد الأيوني ببروتين الفيريتين، مما يؤدي إلى تكوين مجمعات الحديد الفريتين التي تخزن الحديد حتى الحاجة إليه. عندما يكون لدى الجسم ما يكفي من الحديد، يتم فقدان معظم الحديد المخزن عند تلاشي الخلايا الظهارية البالية. عندما يحتاج الجسم إلى الحديد لأنه، على سبيل المثال، يُفقد أثناء النزيف الحاد أو المزمن، يزداد امتصاص الحديد من الأمعاء وتسارع إطلاق الحديد في مجرى الدم. نظرًا لأن النساء يعانين من فقدان الحديد بشكل كبير أثناء الحيض، فإن لديهن حوالي أربعة أضعاف بروتينات نقل الحديد في الخلايا الظهارية المعوية مقارنة بالرجال.

الكالسيوم - تحدد مستويات الكالسيوم الأيوني في الدم امتصاص الكالسيوم الغذائي. عندما تنخفض مستويات الكالسيوم الأيوني في الدم، يحفز هرمون الغدة الدرقية (PTH) الذي تفرزه الغدد فوق الدرقية إطلاق أيونات الكالسيوم من مصفوفات العظام ويزيد من إعادة امتصاص الكالسيوم عن طريق الكلى. ينظم PTH أيضًا تنشيط فيتامين د في الكلى، مما يسهل بعد ذلك امتصاص أيون الكالسيوم المعوي.

امتصاص الفيتامينات

تمتص الأمعاء الدقيقة الفيتامينات التي تحدث بشكل طبيعي في الطعام والمكملات الغذائية. يتم امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون (A و D و E و K) جنبًا إلى جنب مع الدهون الغذائية في المذيبات عن طريق الانتشار البسيط. لهذا السبب يُنصح بتناول بعض الأطعمة الدهنية عند تناول مكملات الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون. يتم أيضًا امتصاص معظم الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء (بما في ذلك معظم فيتامينات ب وفيتامين ج) عن طريق الانتشار البسيط. الاستثناء هو فيتامين ب ₁₂، وهو جزيء كبير جدًا. يرتبط العامل الجوهري الذي يتم إفرازه في المعدة بفيتامين ب ₁₂، مما يمنع هضمه ويخلق مركبًا يرتبط بمستقبلات الغشاء المخاطي في الدقاق الطرفي، حيث يتم تناوله عن طريق إندوسيتوسيس.

امتصاص الماء

كل يوم، يدخل حوالي تسعة لترات من السوائل إلى الأمعاء الدقيقة. يتم تناول حوالي 2.3 لتر في الأطعمة والمشروبات، والباقي من إفرازات الجهاز الهضمي. يتم امتصاص حوالي 90 بالمائة من هذه المياه في الأمعاء الدقيقة. يتم امتصاص الماء من خلال تدرج تركيز الماء: تركيز الماء أعلى في الكيموس منه في الخلايا الظهارية. وهكذا، ينتقل الماء إلى أسفل تدرج تركيزه من الكيموس إلى الخلايا. كما ذكرنا سابقًا، يتم امتصاص الكثير من الماء المتبقي في القولون.

مراجعة الفصل

الأمعاء الدقيقة هي موقع معظم عمليات الهضم الكيميائي وجميع عمليات الامتصاص تقريبًا. يعمل الهضم الكيميائي على تكسير جزيئات الطعام الكبيرة إلى لبنات البناء الكيميائية، والتي يمكن بعد ذلك امتصاصها من خلال جدار الأمعاء إلى الدورة الدموية العامة. تعتبر إنزيمات حدود الفرشاة المعوية وإنزيمات البنكرياس مسؤولة عن غالبية الهضم الكيميائي. يتطلب تكسير الدهون أيضًا الصفراء.

يتم امتصاص معظم العناصر الغذائية من خلال آليات النقل على السطح القمي للخلايا المعوية. تشمل الاستثناءات الدهون والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون ومعظم الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء. بمساعدة أملاح الصفراء والليسيثين، يتم استحلاب الدهون الغذائية لتشكيل الميسيلات، والتي يمكن أن تحمل جزيئات الدهون إلى سطح الخلايا المعوية. هناك، تطلق المذيبات دهونها لتنتشر عبر غشاء الخلية. ثم يتم إعادة تجميع الدهون في الدهون الثلاثية وخلطها مع الدهون والبروتينات الأخرى في كيلوميكرونات يمكن أن تنتقل إلى اللاكتيلات. تنتقل المونومرات الماصة الأخرى من الشعيرات الدموية في الزغابات إلى الوريد البابي الكبدي ثم إلى الكبد.

مراجعة الأسئلة

س: من أين يبدأ الهضم الكيميائي للنشا؟

أ. فم

ب. المريء

C. المعدة

د. الأمعاء الدقيقة

الإجابة: أ

س: أي منها يشارك في الهضم الكيميائي للبروتين؟

أ. الأميليز البنكرياسي

ب. التربسين

سي. السكرز

د. نوكليز البنكرياس

الإجابة: ب

س: أين يتم إنتاج معظم الإنزيمات التي تعمل على هضم الدهون؟

أ. الأمعاء الدقيقة

ب. المرارة

C. الكبد

د. البنكرياس

الإجابة: د

س: أي من هذه العناصر الغذائية يتم امتصاصه بشكل أساسي في الاثني عشر؟

أ. جلوكوز

ب. الحديد

C. صوديوم

د. الماء

الإجابة: ب

أسئلة التفكير النقدي

س: شرح دور أملاح الصفراء والليسيثين في استحلاب الدهون (الدهون).

ج: يمكن لأملاح الصفراء والليسيثين استحلاب كريات الدهون الكبيرة لأنها مائيات؛ فهي تحتوي على منطقة غير قطبية (كارهة للماء) تلتصق بجزيئات الدهون الكبيرة بالإضافة إلى منطقة قطبية (محبة للماء) تتفاعل مع الرنين المائي في الأمعاء.

س: كيف يتم امتصاص فيتامين ب ₁₂؟

ج: يرتبط العامل الداخلي الذي يتم إفرازه في المعدة بمركب B ₁₂ الكبير، مما يخلق مزيجًا يمكن أن يرتبط بمستقبلات الغشاء المخاطي في الدقاق.

مسرد المصطلحات

ألفا ديكسترين: منتج تكسير النشا

ألفا ديكستريناز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يعمل على ألفا ديكسترين

أمينوبيبتيداز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يعمل على البروتينات

الكلوميكرون: مركب كبير لنقل الدهون يتكون من الدهون الثلاثية والفوسفوليبيدات والكوليسترول والبروتينات

ديوكسي ريبونوكلياز: إنزيم البنكرياس الذي يهضم الحمض النووي

ديببتيداز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يعمل على البروتينات

اللاكتاز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يكسر اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز

ليباز البروتين الدهني: إنزيم يكسر الدهون الثلاثية في الكيلوميكرونات إلى أحماض دهنية وأحادية الغليسيريد

المالتاز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يكسر المالتوز والمالتوتريوز إلى جزيئين وثلاثة من الجلوكوز، على التوالي

ميسيل: مركب صغير لنقل الدهون يتكون من أملاح الصفراء والفوسفوليبيدات مع الأحماض الدهنية ونواة أحادية الأسيل جليسيريد

نوكليوزيداز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يهضم النيوكليوتيدات

الأميليز البنكرياسي: إنزيم يفرزه البنكرياس الذي يكمل الهضم الكيميائي للكربوهيدرات في الأمعاء الدقيقة

ليباز البنكرياس: إنزيم يفرزه البنكرياس الذي يشارك في هضم الدهون

نوكلياز البنكرياس: إنزيم يفرزه البنكرياس الذي يشارك في هضم الحمض النووي

الفوسفاتيز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يهضم النيوكليوتيدات

ريبونوكلياز: إنزيم البنكرياس الذي يهضم RNA

سوكراز: إنزيم حدود الفرشاة الذي يكسر السكروز إلى جلوكوز وفركتوز