Skip to main content
Global

34.3: عمليات الجهاز الهضمي

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196360

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

    المهارات اللازمة للتطوير

    • وصف عملية الهضم
    • قم بتفصيل الخطوات المتبعة في عملية الهضم والامتصاص
    • تعريف الإزالة
    • شرح دور كل من الأمعاء الدقيقة والغليظة في الامتصاص

    الحصول على التغذية والطاقة من الغذاء عملية متعددة الخطوات. بالنسبة للحيوانات الحقيقية، فإن الخطوة الأولى هي الابتلاع، أي تناول الطعام. ويتبع ذلك الهضم والامتصاص والإزالة. في الأقسام التالية، ستتم مناقشة كل خطوة من هذه الخطوات بالتفصيل.

    الابتلاع

    لا يمكن للجزيئات الكبيرة الموجودة في الطعام السليم أن تمر عبر أغشية الخلايا. يجب تقسيم الطعام إلى جزيئات أصغر حتى تتمكن الحيوانات من تسخير العناصر الغذائية والجزيئات العضوية. الخطوة الأولى في هذه العملية هي الابتلاع. الابتلاع هو عملية تناول الطعام عن طريق الفم. في الفقاريات، تلعب الأسنان واللعاب واللسان أدوارًا مهمة في المضغ (تحضير الطعام إلى بلعة). بينما يتم تكسير الطعام ميكانيكيًا، تبدأ الإنزيمات الموجودة في اللعاب في معالجة الطعام كيميائيًا أيضًا. يعمل الإجراء المشترك لهذه العمليات على تعديل الطعام من جزيئات كبيرة إلى كتلة ناعمة يمكن ابتلاعها ويمكنها السفر على طول المريء.

    الهضم والامتصاص

    الهضم هو التحلل الميكانيكي والكيميائي للطعام إلى أجزاء عضوية صغيرة. من المهم تقسيم الجزيئات الكبيرة إلى أجزاء أصغر ذات حجم مناسب للامتصاص عبر الظهارة الهضمية. يجب تقليل الجزيئات الكبيرة والمعقدة من البروتينات والسكريات والدهون إلى جزيئات أبسط مثل السكر البسيط قبل أن تتمكن الخلايا الظهارية الهضمية من امتصاصها. تلعب الأعضاء المختلفة أدوارًا محددة في عملية الهضم. يحتاج النظام الغذائي الحيواني إلى الكربوهيدرات والبروتين والدهون، وكذلك الفيتامينات والمكونات غير العضوية لتحقيق التوازن الغذائي. تتم مناقشة كيفية هضم كل من هذه المكونات في الأقسام التالية.

    الكربوهيدرات

    يبدأ هضم الكربوهيدرات في الفم. يبدأ إنزيم الأميليز اللعابي في تكسير نشا الطعام إلى مالتوز، وهو ثنائي السكاريد. عندما تنتقل بلعة الطعام عبر المريء إلى المعدة، لا يحدث أي هضم كبير للكربوهيدرات. لا ينتج المريء أي إنزيمات هضمية ولكنه ينتج مخاطًا للتشحيم. توقف البيئة الحمضية في المعدة عمل إنزيم الأميليز.

    الخطوة التالية من هضم الكربوهيدرات تتم في الاثني عشر. تذكر أن الكيموس من المعدة يدخل الاثني عشر ويمتزج مع الإفراز الهضمي من البنكرياس والكبد والمرارة. تحتوي عصائر البنكرياس أيضًا على الأميليز، الذي يستمر في تكسير النشا والجليكوجين إلى مالتوز، وهو ثنائي السكاريد. يتم تقسيم السكريات الثنائية إلى السكريات الأحادية بواسطة إنزيمات تسمى المالتاز والسكراز واللاكتاز، والتي توجد أيضًا في حدود الفرشاة لجدار الأمعاء الصغير. يحلل المالتاز المالتوز إلى جلوكوز. يتم تكسير السكريات الأخرى، مثل السكروز واللاكتوز بواسطة السكرز واللاكتاز، على التوالي. يحلل السكرز السكروز (أو «سكر المائدة») إلى جلوكوز وفركتوز، ويقوم اللاكتيز بتكسير اللاكتوز (أو «سكر الحليب») إلى جلوكوز وجالاكتوز. يتم امتصاص السكريات الأحادية (الجلوكوز) المنتجة على هذا النحو ومن ثم يمكن استخدامها في مسارات التمثيل الغذائي لتسخير الطاقة. يتم نقل السكريات الأحادية عبر ظهارة الأمعاء إلى مجرى الدم لنقلها إلى الخلايا المختلفة في الجسم. تم تلخيص خطوات هضم الكربوهيدرات في الشكل\(\PageIndex{1}\).

    يتم عرض مسارات تكسير النشا والجليكوجين والسكروز واللاكتوز. يتم تقسيم النشا والجليكوجين، وكلاهما من السكريات، إلى مالتوز ثنائي السكاريد. ثم يتم تقسيم المالتوز إلى جلوكوز أحادي السكاريد. يتم تكسير السكروز، وهو ثنائي السكاريد، بواسطة السكروز إلى السكريات الأحادية الجلوكوز والفركتوز. يتم تقسيم اللاكتوز، وهو أيضًا ثنائي السكاريد، بواسطة اللاكتاز إلى جلوكوز وجالاكتوز.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يتم هضم الكربوهيدرات بواسطة عدة إنزيمات. يتم تقسيم النشا والجليكوجين إلى جلوكوز بواسطة الأميليز والمالتاز. يتم تقسيم السكروز (سكر المائدة) واللاكتوز (سكر الحليب) بواسطة السكرز واللاكتاز، على التوالي.
    الجدول\(\PageIndex{1}\): هضم الكربوهيدرات
    إنزيم من إنتاج موقع العمل الركيزة التي تعمل على المنتجات النهائية
    الأميليز اللعابي الغدد اللعابية الفم السكريات (النشا) السكاريد (المالتوز)، السكريات قليلة السكاريد
    الأميليز البنكرياسي البنكرياس الأمعاء الدقيقة السكريات (النشا) السكريات الثنائية (المالتوز) والسكريات الأحادية
    أوليغوساكاريداسيس بطانة الأمعاء؛ غشاء حدود الفرشاة الأمعاء الدقيقة السكاريد السكريات الأحادية (مثل الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز)

    بروتين

    يحدث جزء كبير من عملية هضم البروتين في المعدة. يلعب إنزيم البيبسين دورًا مهمًا في هضم البروتينات عن طريق تكسير البروتين السليم إلى الببتيدات، وهي سلاسل قصيرة من أربعة إلى تسعة أحماض أمينية. في الاثني عشر، تعمل الإنزيمات الأخرى - التربسين والإيلاستاز والكيموتريبسين - على الببتيدات لتحويلها إلى ببتيدات أصغر. يتم إنتاج التربسين الإيلاستاز والكربوكسي ببتيداز والكيموتريبسين بواسطة البنكرياس ويتم إطلاقها في الاثني عشر حيث تعمل على الكيموس. يتم دعم المزيد من تقسيم الببتيدات إلى أحماض أمينية مفردة بواسطة إنزيمات تسمى الببتيداز (تلك التي تكسر الببتيدات). على وجه التحديد، يلعب كاربوكسي بيبتيداز وديبتيداز وأمينوبيبتيداز أدوارًا مهمة في تقليل الببتيدات إلى أحماض أمينية حرة. يتم امتصاص الأحماض الأمينية في مجرى الدم من خلال الأمعاء الدقيقة. تم تلخيص خطوات هضم البروتين في الشكل\(\PageIndex{2}\).

    يبدأ هضم البروتين في المعدة، حيث يقوم البيبسين بتكسير البروتينات إلى أجزاء تسمى الببتيدات. يحدث المزيد من الهضم في الأمعاء الدقيقة، حيث تقوم مجموعة متنوعة من الإنزيمات بتكسير الببتيدات إلى ببتيدات أصغر، ثم إلى أحماض أمينية فردية. يتم إفراز العديد من إنزيمات هضم البروتين الموجودة في الأمعاء الدقيقة من البنكرياس. يتم امتصاص الأحماض الأمينية من الأمعاء الدقيقة إلى مجرى الدم. ينظم الكبد توزيع الأحماض الأمينية على بقية الجسم. يتم فقدان كمية صغيرة من البروتين الغذائي في البراز.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): عملية هضم البروتين هي عملية متعددة الخطوات تبدأ في المعدة وتستمر عبر الأمعاء.
    الجدول\(\PageIndex{2}\): هضم البروتين
    إنزيم من إنتاج موقع العمل الركيزة التي تعمل على المنتجات النهائية
    بيبسين الخلايا الرئيسية للمعدة المعدة البروتينات ببتيدات

    تريبسين

    إيلاستاز تشيموتريبسين

    		 البنكرياس الأمعاء الدقيقة البروتينات ببتيدات
    كاربوكسي ببتيداز البنكرياس الأمعاء الدقيقة ببتيدات الأحماض الأمينية والببتيدات

    أمينوبيبتيداز

    ديببتيداز

    		 بطانة الأمعاء الأمعاء الدقيقة ببتيدات أحماض أمينية

    الدهون

    يبدأ هضم الدهون في المعدة بمساعدة الليباز اللغوي والليباز المعدي. ومع ذلك، فإن الجزء الأكبر من هضم الدهون يحدث في الأمعاء الدقيقة بسبب الليباز البنكرياسي. عندما تدخل الكيموس إلى الاثني عشر، تؤدي الاستجابات الهرمونية إلى إطلاق الصفراء، التي يتم إنتاجها في الكبد وتخزينها في المرارة. تساعد الصفراء في هضم الدهون، وخاصة الدهون الثلاثية عن طريق الاستحلاب. الاستحلاب هو عملية يتم فيها تقسيم كريات الدهون الكبيرة إلى عدة كريات دهنية صغيرة. يتم توزيع هذه الكريات الصغيرة على نطاق أوسع في الكيموس بدلاً من تكوين مجاميع كبيرة. الدهون هي مواد كارهة للماء: في وجود الماء، سوف تتجمع لتشكل كريات لتقليل التعرض للماء. تحتوي الصفراء على أملاح الصفراء، وهي أممائية، مما يعني أنها تحتوي على أجزاء كارهة للماء ومحبة للماء. وبالتالي، يمكن أن يتفاعل الجانب المحب للماء من أملاح الصفراء مع الماء من جهة والواجهات الجانبية الكارهة للماء مع الدهون من جهة أخرى. من خلال القيام بذلك، تستحلب الأملاح الصفراوية كريات الدهون الكبيرة إلى كريات دهنية صغيرة.

    لماذا الاستحلاب مهم لهضم الدهون؟ تحتوي عصائر البنكرياس على إنزيمات تسمى الليباز (الإنزيمات التي تكسر الدهون). إذا تجمع الدهون في الكيموس في كريات كبيرة، فإن مساحة سطح الدهون قليلة جدًا متاحة لليباز للعمل عليها، مما يجعل عملية هضم الدهون غير مكتملة. من خلال تكوين مستحلب، تزيد أملاح الصفراء من مساحة السطح المتاحة للدهون عدة أضعاف. يمكن أن يعمل الليباز البنكرياسي بعد ذلك على الدهون بشكل أكثر كفاءة ويهضمها، كما هو مفصل في الشكل\(\PageIndex{3}\). يحلل الليباز الدهون إلى أحماض دهنية وجليسيريد. يمكن أن تمر هذه الجزيئات عبر الغشاء البلازمي للخلية وتدخل الخلايا الظهارية لبطانة الأمعاء. تحيط الأملاح الصفراوية بالأحماض الدهنية طويلة السلسلة وأحادية الغليسيريد التي تشكل كرات صغيرة تسمى الميسيلات. تنتقل الميسيلات إلى حدود الفرشاة للخلايا الماصة للأمعاء الدقيقة حيث تنتشر الأحماض الدهنية طويلة السلسلة وأحادية الغليسيريد من الميسيلات إلى الخلايا الماصة تاركةً الميسيلات وراءها في الكيموس. تتجمع الأحماض الدهنية طويلة السلسلة وأحادية الغليسيريد في الخلايا الممتصة لتكوين الدهون الثلاثية، التي تتجمع في كريات وتصبح مغلفة بالبروتينات. هذه الكرات الكبيرة تسمى chylomicrons. تحتوي Chylomicrons على الدهون الثلاثية والكوليسترول والدهون الأخرى وتحتوي على بروتينات على سطحها. يتكون السطح أيضًا من «رؤوس» الفوسفات المحبة للماء للفوسفوليبيدات. وهي تعمل معًا على تمكين الكيلوميكرون من التحرك في بيئة مائية دون تعريض الدهون للماء. تغادر الكيلوميكرونات الخلايا الممتصة عن طريق الإفراز. تدخل Chylomicrons الأوعية اللمفاوية، ثم تدخل الدم في الوريد تحت الترقوة.

    يُظهر الرسم التوضيحي صفًا من الخلايا الظهارية الممتصة التي تبطن التجويف المعوي. تنتقل ميكروفيللي الشبيهة بالشعر إلى التجويف. على الجانب الآخر من الخلايا الظهارية توجد الشعيرات الدموية والأوعية اللمفاوية. في التجويف المعوي، يتم استحلاب الدهون بواسطة الصفراء. يقوم الليباز بتكسير الدهون، المعروفة أيضًا باسم الدهون الثلاثية، إلى أحماض دهنية وأحادية الغليسيريد. تتكون الدهون من ثلاثة أحماض دهنية مرتبطة بالعمود الفقري للجلسرين ثلاثي الكربون. في مونوجليسريدات، تتم إزالة اثنين من الأحماض الدهنية. تشكل الدهون المستحلبة جزيئات كروية صغيرة تسمى الميسيلات التي تمتصها الخلايا الظهارية. داخل الخلايا الظهارية، يتم إعادة تجميع الأحماض الدهنية والمونجليريدات في الدهون الثلاثية. تتجمع الدهون الثلاثية مع الكوليسترول والبروتينات والفوسفوليبيدات لتكوين كيلوميكرونات كروية. يتم نقل الكيلوميكرونات إلى الشعيرات اللمفاوية التي تنقلها إلى بقية الجسم.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): يتم هضم الدهون وامتصاصها في الأمعاء الدقيقة.

    فيتامينات

    يمكن أن تكون الفيتامينات قابلة للذوبان في الماء أو قابلة للذوبان في الدهون. يتم امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون بنفس طريقة امتصاص الدهون. من المهم استهلاك كمية من الدهون الغذائية للمساعدة في امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون. يمكن امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء مباشرة في مجرى الدم من الأمعاء.

    آرت كونيكشن

    يتم عرض خطوات الهضم الميكانيكي والكيميائي. يبدأ الهضم في الفم، حيث يؤدي المضغ والبلع ميكانيكيًا إلى تفتيت الطعام إلى جزيئات أصغر، وتقوم الإنزيمات بهضم الكربوهيدرات كيميائيًا. في المعدة، يشمل الهضم الميكانيكي الخلط التمعجي والدفع. يحدث الهضم الكيميائي للبروتينات، ويتم امتصاص المواد القابلة للذوبان في الدهون مثل الأسبرين. في الأمعاء الدقيقة، يحدث الهضم الميكانيكي من خلال الخلط والدفع، وبشكل أساسي عن طريق التجزئة. يحدث الهضم الكيميائي للكربوهيدرات والدهون والبروتينات والحمض النووي. يتم امتصاص الببتيدات والأحماض الأمينية والجلوكوز والفركتوز والدهون والماء والفيتامينات والمعادن في مجرى الدم. في الأمعاء الغليظة، يحدث الهضم الميكانيكي من خلال الخلط القطاعي والحركة الجماعية. لا يحدث أي هضم كيميائي باستثناء الهضم بواسطة البكتيريا. يتم امتصاص الماء والأيونات والفيتامينات والمعادن والجزيئات العضوية الصغيرة التي تنتجها البكتيريا في مجرى الدم.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): يتم الهضم الميكانيكي والكيميائي للطعام في العديد من الخطوات، بدءًا من الفم وانتهاءً بالمستقيم.

    أي من العبارات التالية عن العمليات الهضمية صحيحة؟

    1. يعمل الأميليز والمالتاز واللاكتاز في الفم على هضم الكربوهيدرات.
    2. التربسين والليباز في بروتين هضم المعدة.
    3. تستحلب الصفراء الدهون في الأمعاء الدقيقة.
    4. لا يتم امتصاص أي طعام حتى الأمعاء الدقيقة.

    الإزالة

    الخطوة الأخيرة في عملية الهضم هي التخلص من محتوى الطعام غير المهضوم ومنتجات النفايات. تدخل المواد الغذائية غير المهضومة إلى القولون، حيث يتم إعادة امتصاص معظم الماء. تذكر أن القولون هو أيضًا موطن للميكروفلورا المسماة «الفلورا المعوية» التي تساعد في عملية الهضم. يتم نقل النفايات شبه الصلبة عبر القولون عن طريق الحركات التمعجية للعضلة ويتم تخزينها في المستقيم. عندما يتوسع المستقيم استجابةً لتخزين المادة البرازية، فإنه يطلق الإشارات العصبية المطلوبة لإعداد الرغبة في التخلص منها. يتم التخلص من النفايات الصلبة من خلال فتحة الشرج باستخدام الحركات التمعجية للمستقيم.

    المشاكل الشائعة في الإزالة

    يعد الإسهال والإمساك من أكثر المخاوف الصحية شيوعًا التي تؤثر على الهضم. الإمساك هو حالة يتم فيها تقوية البراز بسبب إزالة الماء الزائد في القولون. في المقابل، إذا لم تتم إزالة كمية كافية من الماء من البراز، فسيؤدي ذلك إلى الإسهال. تؤثر العديد من البكتيريا، بما في ذلك تلك التي تسبب الكوليرا، على البروتينات المشاركة في إعادة امتصاص الماء في القولون وتؤدي إلى الإسهال المفرط.

    إيميسيس

    التقيؤ، أو القيء، هو التخلص من الطعام عن طريق الطرد القسري عبر الفم. غالبًا ما يكون ذلك استجابة لمهيج يؤثر على الجهاز الهضمي، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الفيروسات والبكتيريا والعواطف والمشاهد والتسمم الغذائي. يرجع هذا الطرد القوي للطعام إلى الانقباضات القوية التي تنتجها عضلات المعدة. يتم تنظيم عملية التقيؤ بواسطة النخاع.

    ملخص

    يبدأ الهضم بالابتلاع، حيث يتم تناول الطعام في الفم. تتم عملية الهضم والامتصاص في سلسلة من الخطوات حيث تلعب الإنزيمات الخاصة أدوارًا مهمة في هضم الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. يصف الاستبعاد إزالة محتويات الطعام غير المهضومة والنفايات من الجسم. في حين أن معظم الامتصاص يحدث في الأمعاء الدقيقة، فإن الأمعاء الغليظة مسؤولة عن الإزالة النهائية للمياه المتبقية بعد عملية امتصاص الأمعاء الدقيقة. تمتص الخلايا التي تبطن الأمعاء الغليظة بعض الفيتامينات وكذلك أي أملاح متبقية وماء. الأمعاء الغليظة (القولون) هي أيضًا المكان الذي يتشكل فيه البراز.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{4}\): أي العبارات التالية عن العمليات الهضمية صحيحة؟

    1. يعمل الأميليز والمالتاز واللاكتاز في الفم على هضم الكربوهيدرات.
    2. التربسين والليباز في بروتين هضم المعدة.
    3. تستحلب الصفراء الدهون في الأمعاء الدقيقة.
    4. لا يتم امتصاص أي طعام حتى الأمعاء الدقيقة.
    إجابة

    ج

    مسرد المصطلحات

    أمينوبيبتيداز
    البروتياز الذي يكسر الببتيدات إلى أحماض أمينية مفردة؛ تفرزها حدود فرشاة الأمعاء الدقيقة
    كاربوكسي ببتيداز
    البروتياز الذي يكسر الببتيدات إلى أحماض أمينية مفردة؛ تفرزها حدود فرشاة الأمعاء الدقيقة
    الكروم السيلوميكرون
    كريات دهنية صغيرة
    تشيموتريبسين
    بروتياز البنكرياس
    هضم
    التحلل الميكانيكي والكيميائي للأغذية إلى أجزاء عضوية صغيرة
    ديببتيداز
    البروتياز الذي يكسر الببتيدات إلى أحماض أمينية مفردة؛ تفرزها حدود فرشاة الأمعاء الدقيقة
    الإيلاستاز
    بروتياز البنكرياس
    ابتلاع
    فعل تناول الطعام
    اللاكتاز
    إنزيم يكسر اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز
    المالتاز
    الإنزيم الذي يحلل المالتوز إلى جلوكوز
    السكرز
    إنزيم يكسر السكروز إلى جلوكوز وفركتوز
    التربسين
    بروتياز البنكرياس الذي يكسر البروتين