م 10 فسلجة الجهاز الهضمي

فسلجة الجهاز الهضمي Digestive System Physiology
يقصد بالهضم نشاط القناة الهضمية وغددها الملحقة في تحضير الغذاء لغرض امتصاصه وطرح الأجزاء غير الممتصة منه والهضم عبارة عن تحلل مائي تفصم فيه أواصر كيمائية بإضافة الماء . يتم بتأثير الإنزيمات الهضمية التي تفرزها الغدد الملحقة .
إن غذاء الإنسان يحوي مزيجا" من العناصر الغذائية والكاربوهيدرات والدهون والفيتامينات والأملاح المعدنية بالإضافة إلى الماء . يتألف الجهاز الهضمي من قسمين هما :
1- القناة الهضمية .
2- الغدد الملحقة والتي تشمل الغدد اللعابية والبنكرياس والكبد .
مكوّنات القناة الهضمية
الفم
أول أعضاء الجهاز الهضمي ، حيث يتناول الإنسان غذاءه عن طريقه،
ويقوم الفم بمضغ الطعام بواسطة الأسنان ، وتجزئته إلى أجزاء صغيرة
وفيه يقوم اللعاب بتحويل النشا إلى سكر.
البلعوم
تجويف يسمح ببلع الطعام أو مروره، بعد مضغه من الفم إلى المريء .
المريء
أنبوب يسمح بمرور الطعام من البلعوم إلى المعدة
المعدة
تختزن الطعام لفترة ، حيث يتم هضمه جزئيًا بواسطة العصارات التي تفرزها المعدة
الأمعاء الدقيقة
أنبوبة طويلة ملتوية يكتمل فيها هضم الغذاء بواسطة العصارات التي يفرزها الكبد
والبنكرياس، بالإضافة للعصارات التي تفرزها الأمعاء الدقيقة ، وفيها تحدث عملية
امتصاص الغذاء المهضوم ، ونقله إلى الدم
الأمعاء الغليظة
تسمح بمرورالبقايا التي لم يتم هضمها ، وامتصاص السوائل الزائدة وتقوم بتخزينها
لحين خروجها من فتحة الشرج أثناء التبرز.
مراحل عملية الهضم
تتضمن عملية الهضم تأثيرات ميكانيكية وتأثيرات كيميائية. تمكن التأثيرات الميكانيكية من تقطيع الأغذية إلى جزيئات صغيرة ومزجها مع العصارات الهضمية وتأمبن مرورها داخل القناة الهضمية . أما التأثيرات الكيمائية فتنقسم الى ثلاث تفاعلات اساسية هي تحويل الكاربوهيدرات الى سكريات بسيطة وتحويل البروتينات الى احماض امينية وتحويل الشحوم الى كليسريدات واحماض دهنية . وتتم هذه التفاعلات بفعل انزيمات .
دور اللعاب
يتم إنتاج اللعاب من طرف الغدد اللعابية بمعدل 1,5 لتر في اليوم. وخلال عملية المضغ يمتزج اللعاب مع الأغذية ويتلخص دوره في :
1- ترطيب الطعام وذلك لتسهيل بلعه وتذوقه.
2- تحليل النشا إلى سكر بسيط الأميليز.
المعدة
المعدة هي كيس عضلي قوي يمكن أن يتمدّد لتخزين الطعام الذي يتمّ ابتلاعه. يحدث فيه تحليل آلي للطعام بفعل حركة العضلات، حيث تقوم المعدة بسحق الطعام ومزجه بالعصارة المعديّة والتي يتم إفرازها من خلايا خاصة في جدارها فيتحول الطعام إلى كتلة كثيفة القوام تسمى الكايموس. وتتكوّن العصارة المعدية من ماء (90%) والباقي حامض HCl ، وأنزيم الببسين الذي يقوم بهضم المواد البروتينية وتحويلها إلى مواد بسيطة. ويوجد في الطرف السفلي عضلة تسمى العضلة العاصرة البوابية تسمح بمرور الطعام إلى الأمعاء الدقيقة.
الأمعاء الدقيقة
تخضع المواد القادمة من المعدة لفعل ثلاث عصارات هضمية : العصارة البنكرياسية والصفراء والأنزيمات المعوية يتم استكمال وإنهاء التحليل الكيميائي (بروتينات دهنيات وما تبقى من سكريات (. يستمر امتصاص الماء والأملاح المعدنية والفيتامينات. يبدأ امتصاص وحدات البناء ( الأحماض الامينية والأحماض الشحمية والسكريات البسيطة ) .
وتبلغ طولها حوالي سبعة أمتار وتمتد تجويف البطن تبدأ بجزء يسمى الاثنا عشري تصب فيه العصارة الصفراوية التي تفرز من الكبد والعصارة البنكرياسية التي تفرز من البنكرياس ألخ
علاقة التركيب بالوظيفة في الأمعاء الدقيقة
كثرة النتوءات داخل سطح الأمعاء يزيد من مساحة سطح الأمعاء الدقيقة {تركيب} تسهل عملية امتصاص طول الأمعاء (6م) .ان وجود الزغابات في جدار الأمعاء يزيد من عملية الامتصاص وان كثرة الاوعية الدموية في نتوءات الامعاء يساعد في عملية نقل الغذاء الى خلايا الجسم.
الأمعاء الغليظة
في الأمعاء الغليظة يستمر امتصاص الماء المتبقي ما ويتم تحليل قسم من المواد بفعل البكتريا التي تستوطن الأمعاء كما ويتم تجميع الفضلات وتكديسها .
الامتصاص Absorption
هو انتقال نواتج هضم المواد الغذائية من تجويف القناة الغذائية إلى الدم أو اللمف تمهيدا" لنقلها إلى الخلايا . يحدث الامتصاص بسرعة كبيرة خلال الغشاء المخاطي Mucosa للأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة . ولكن يحدث أكثر من 90% من الامتصاص في الأمعاء الدقيقة . يبلغ الحجم الكلي للسوائل التي يجب امتصاصها حوالي 10 التار يوميا" ، 8.5 لترا" منها هي إفرازات هضمية مختلفة و 1.5 لترا" سوائل متناولة . يتم في الأمعاء الدقيقة امتصاص 9.5 لترا" ، أما نصف اللتر الباقي فيدخل الأمعاء الغليظة حيث يمتص منه حوالي أربعة أخماسه ويطرح الباقي 100 سم3 في البراز يوميا" .
لا يمتص في المعدة أي من المواد الغذائية أو الايونات أو الماء ولكن يتم امتصاص بعض المواد ذات القابلية للذوبان في الدهون كالكحول وبعض العقاقير .
السطح الماص للامعاء
الامعاء الدقيقة متخصصة لعملية الامتصاص ويتجلى ذلك في شكل وتركيب الميوكوزا . فهو يحمل عددا" كبيرا" من الطيات المعوية Valvulae Conniventes التي توسع كثيرا" السطح الماص وهي كثيرة الانتشار في الاثنى عشري Duodenum والمنطقة التي تليها والتي تدعى الصائم Jejunum وتبرز حوالي 8 مليمترات في تجويف الامعاء . ويغطي جميع الميوكوزا بما في ذلك الطيات ملايين من بروزات دقيقة جدا" تدعى الزغابات Villi والذي يبلغ معدل طول الواحدة حوالي مليمتر واحد . والزغابة هي في الحقيقة وحدة الامتصاص وهي مكيفة لهذه الوظيفة الحيوية احسن تكييف فهي مزودة بشريان صغير يتفرع الى عدد كبير من الشعيرات الدموية التي تعود فتكون وريد صغير . ان ذلك يساعد على تصريف المواد الممتصة وافساح المجال لامتصاص جزيئات اخرى . يوجد في وسط الزغابة وعاء لمفاوي Lacteal يقوم ايضا" بتصريف المواد الغذائية الممتصة . تتالف الزغابة من انسجة رابطة والياف عصبية بالاضافة الى الاوعية التي ذكرت الى الداخل ومن صف واحد من الخلايا الطلائية العمودية الى الخارج . تتميز النهايات الحرة لهذه الخلايا بوجود عدد كبير من الزوائد التي هي في غاية الدقة والتي ترى تحت المجهر الالكتروني فقط تدعى الزغابات المجهرية Microvilli مكونة ما يسمى بالحافة الفرشائية Brush Border وهذه الزوائد هي امتدادات من الاغشية البلازمية الى الخلايا الطلائية توجد بالقرب من حافة الفرشة عدد كبير من امايتوكوندريا التي تزود الطاقة الضرورية لامتصاص المواد الغذائية بعملية النقل الفعال .
طرق الامتصاص
يتم امتصاص نواتج الهضم بعمليتين هما الانتشار Diffusion والنقل الفعال Active Transport .
الانتشار
هو انتقال الجزيئات من محل تكون فيه بتركيز عالي الى اخر يكون تركيزها فيه واطيء وذلك نتيجة للطاقة الحركية Kinetic Energy التي تملكها الجزيئات . والانتشار ليس عملية حيوية وانما ظاهرة فيزيائية لذا فانها تحدث في الانظمة الحية وغير الحية على حد سواء . والعملية لا تحتاج الى طاقة كما انها لا يمكن ان تحدث ضد فرق في التركيز او فرق في الجهد الكهربائي . يشمل الامتصاص بعملية الانتشار المواد التي باستطاعتها اختراق الميوكوزا بسهولة كالماء وبعض الايونات . تمر جزيئات هذه المواد بين خلايا الميوكوزا بدلا" من اختراق الخلايا نفسها لذا فان الغشاء القاعدي Basement Membrane هو الحاجز الحقيقي الذي يعترض سبيل هذه المواد الممتصة وفي بعض الاحيان يكون الانتشار حيويا" يشترك فيه عدد من الإنزيمات الناقلة Carriers وحينذاك يقال عن الانتشار بانه ميسر Facilitated Diffusion ولكن يختلف عن النقل الفعال بعد قدرته على نقل المواد ضد فرق التركيز او الجهد الكهربائي .
النقل الفعال
يتم بالنقل الفعال في الاغلب حمل الجزيئات ضد تدرج كيميائي – كهربائي Electrochemical Gradient لذا فان العملية تحتاج الى كمية من الطاقة مصدرها جزيئات ثلاثي فوسفات الادينوسين ATP . التي تصنع داخل المايتوكوندريا . يعتمد النقل الفعال على أجهزة إنزيمية خاصة متوفرة في الخلايا الطلائية لبطانة الأمعاء مؤلفة من عدد من الإنزيمات التي تدعى الناقلات Carriers .
الامتصاص في الامعاء الدقيقة
امتصاص الكاربوهيدرات
تحول جميع الكاربوهيدرات في عملية الهضم إلى السكريات الاحادية Monosaccharides وهي الكلوكوز والكالاكتوز والفركتوز . لذا فان امتصاص الكاربوهيدرات هو في الحقيقة هو امتصاص هذه السكريات الاحادية . يتم امتصاص هذه المواد بالنقل الفعال وذلك لان الميوكوزا لا يسمح للجزيئات التي يزيد وزنها عن 100 من المرور خلاله بعملية الانتشار .
امتصاص الاحماض الامينية
تحتوي الأطعمة النباتية والحيوانية أنواع لا تحصى من البروتينات ولكن نتيجة لعملية الهضم تحول جميع أنواع البروتينات إلى حوالي 25 نوعا" من الجزيئات الأصغر هي الاحماض الامينية Amino acids . فامتصاص البروتينات هو في الحقيقة امتصاص الحوامض الامينية التي بالإضافة إلى عددها المحدود لها تركيب أساسي متشابه الأمر الذي يجعل ميكانيكية الامتصاص متشابهة في الحوامض الامينية المختلفة . يتم امتصاص الحوامض الامينية بالنقل الفعال وهي تتبع في ذلك نفس الاسس العامة للسكريات الاحادية . فمثلا" تختلف الحوامض الامينية المختلفة في سرعة امتصاصها كما أن بعضها يتنافس مع البعض الآخر في الامتصاص يضاف إلى ذلك أن السموم التي تبطل أو تعرقل امتصاص السكريات الاحادية لها مفعول مشابه على امتصاص الحوامض الامينية . يتم امتصاص الحوامض الامينية بسرعة كبيرة تفوق سرعة تكونها من البروتينات في عملية الهضم أي أنها تمتص بأسرع ما تتكون بحيث أن تجويف الأمعاء يكاد يكون خاليا" من الحوامض الامينية . بالإضافة الى امتصاص الحوامض الامينية يتم امتصاص كميات ضئيلة جدا" من الببتيدات الثنائية Dipeptides وكميات اقل من البروتينات التي ربما تم امتصاصها بعملية الشرب الخلوي Pinocytosis .
امتصاص الشحوم
يعتقد بان الشحوم تمتص في الأمعاء الدقيقة على شكل حوامض شحمية Fatty Acids وكليسرول Glycerol وكليسريدات احادية Monoglycerides واخرى ثنائية Diglycerides . جميع هذه المواد قابلة للذوبان في المواد الدهنية المكونة للأغشية الخلوية لذا فإنها تستطيع ان تخترق الخلايا وذلك بدخولها من النهاية الحرة للخلايا ثم وصولها بالانتشار الى الجهة الداخلية من الخلية واخيرا" خروجها من الخلية إلى المجرى اللمفاوي . بعد اختراقها للميوكوزا تعود فتتحد الحوامض الشحمية مع الكليسرول أو الكليسريدات الاحادية والثنائية لتكون الشحوم من جديد . تتجمع الجزيئات الشحمية مع بعضها فتكون قطيرات مجهرية Chylomicrons . تدخل معظم المواد الدهنية الممتصة الى الأوعية اللمفاوية بدلا" من الشعيرات الدموية .
امتصاص الايونات
يحدث امتصاص معظم الايونات في الجزء العلوي من الامعاء الدقيقة وذلك لان الميوكوزا في هذا الجزء واسع كما انه ذو نضوحية عالية للايونات . يتم امتصاص الايونات الاحادية Monovalent Ions كالصوديوم والبوتاسيوم والبيكاربونات بسرعة اعلى من الايونات الثنائية Divalent Ions كالكالسيوم والمغنيسيوم والكبريتات وغيرها .
يتم امتصاص معظم الايونات وبالأخص الصوديوم بعملية النقل الفعال . نتيجة لامتصاص هذا الايون تتولد في الغشاء المخاطي فرق في الجهد الكهربائي Potential Difference بحيث ان السطح الحر الداخلي هو سالب بينما السطح الخارجي يحمل شحنة موجبة . نتيجة لهذا الفرق في الجهد الكهربائي تنتقل من تجويف الأمعاء إلى السائل البيني عبر الميوكوزا ايونات سالبة هي بصورة رئيسية الكلوريد Cl- .
امتصاص الماء
لا يوجد اتفاق تام حول آلية امتصاص الماء في الأمعاء ولكن يعتقد بأنه يتم بالانتشار حسب ظاهرة التنافذ Osmosis . ومما يعزز هذا الرأي هو انه إذا وضع في الأمعاء محلول اقل تركيزا" من الدم Hypotonic أو أكثر تركيزا" منه Hypertonic فانه بعد فترة من الزمن يصبح متعادل التركيز مع الدم Isotonic وذلك بانتقال الماء من الأمعاء إلى الدم أو بالعكس . وعلى هذا الأساس يتم امتصاص الماء ونواتج الهضم المختلفة من محلول متعادل التركيز مع الدم .
الامتصاص في الامعاء الغليظة وتكون الغائط
يدخل الامعاء الغليظة في اليوم الواحد حوالي نصف لترا" من الكايموس الذي يتألف معظمه من الماء . يمتص معظم هذا الكايموس عدا 100 سم3 منه ويطرح في البراز . لميوكوزا القولون القابلية على امتصاص الصوديوم بالنقل الفعال وكل ايون صوديوم يصحبه ايون سالب عادة كلوريد . نتيجة لذلك تفقد في البراز كمية ضئيلة فقط من الصوديوم . وكنتيجة لامتصاص الصوديوم والكلوريد يتم انتقال الماء إلى الدم حسب القاعدة الاوزموزية . تتخلف في البراز كمية من الكالسيوم على شكل فوسفات الكالسيوم بالإضافة إلى بعض البيكاربونات . توجد في القولون أنواع عديدة من البكتريا لبعضها القابلية على هضم كمية ضئيلة من السليلوز كما أنها تساعد على صنع عدد من الفيتامينات K , B12 والثيامين Thiamine والرايبوفلافين Riboflavin وعدد من الغازات منها الامونيا وكبريتيد الهيدروجين .
يشكل الماء حوالي ثلاثة أرباع وزن الغائط أما الباقي فيتألف من البكتريا الميتة والحية والشحوم ومواد عضوية وبروتينات وألياف نباتية وأخيرا" بعض الخلايا المنسلخة من بطانة القناة الغذائية . يعزى لون البراز البني إلى بعض مشتقات البليروبين Bilirubin وهو من الصبغات الصفراوية . أما رائحته فيعود إلى مفعول البكتريا على محتويات القولون مما يؤدي الى تكوين بعض المواد ذات الرائحة الكريهة .