23.2 Ferli og stjórnun meltingarkerfisins
23.2 Ferli og stjórnun meltingarkerfisins
Námsmarkmið
Að þessum hluta loknum átt þú að geta:
- Rætt sex grunnferli meltingarkerfisins og gefið dæmi um hvert þeirra
- Borið saman taugastjórn og hormónastjórn meltingarferla
Meltingarkerfið beitir vélrænum og efnafræðilegum ferlum til að brjóta fæðu niður í efni sem geta frásogast á leið hennar um meltingarveginn. Tafla 23.3 gefur yfirlit yfir meginhlutverk meltingarlíffæranna.
| Líffæri | Meginhlutverk | Önnur hlutverk |
|---|---|---|
| Munnur | Tekur við fæðu; tyggur hana og blandar munnvatni saman við hana; hefur efnafræðilega meltingu kolvetna; flytur fæðuna í kok; seytir tungulípasa, sem verður einkum virkur í súru magaumhverfi og stuðlar að fitumeltingu | Vætir og leysir upp efni í fæðunni svo bragðnemar geti greint þau; hreinsar og smyr tennur og munnhol; hefur nokkra örveruhamlandi virkni |
| Kok | Flytur fæðu úr munnholi í vélinda | Smyr fæðuna og veggi leiðanna |
| Vélinda | Flytur fæðu í maga | Smyr fæðuna og veggi leiðanna |
| Magi | Blandar og hnoðar fæðu með magasafa og myndar iðramauk; hefur efnafræðilegt niðurbrot próteina; skammtar iðramauki í skeifugörn; frásogar takmarkað magn sumra fituleysanlegra efna, en meginhluti áfengis og aspiríns frásogast í smáþörmum; hefur örveruhamlandi virkni | Virkjar pepsín úr pepsínógeni Seytir innri þætti sem er nauðsynlegur fyrir frásog B12-vítamíns í dausgörn |
| Smáþarmar | Blanda iðramauki við meltingarvökva; flytja innihaldið nógu hægt til að melting og frásog geti farið fram; frásoga niðurbrotsefni kolvetna, próteina, fituefna og kjarnsýra ásamt vítamínum, steinefnum og vatni; annast vélræna blöndun með hólfunarhreyfingum | Skapa hagstætt umhverfi fyrir ensímvirkni |
| Aukalíffæri meltingarkerfisins | Lifur: myndar gall og gallsölt sem fleyta fituefni og auðvelda meltingu þeirra og frásog; gallblaðra: geymir, þéttir og losar gall; bris: myndar meltingarensím og bíkarbónat | Bíkarbónatríkur brissafi hjálpar til við að hlutleysa súrt iðramauk og skapa hagstætt umhverfi fyrir ensímvirkni |
| Digurgirni | Örverur brjóta áfram niður hluta fæðuleifa; frásogar meginhluta þess vatns og þeirra salta sem eftir eru ásamt sumum efnum sem þarmaörverur mynda; flytur saur í átt að endaþarmi; losar saur úr líkamanum | Fæðuleifar þéttast og geymast tímabundið fyrir hægðalosun; slím auðveldar ferð saurs um ristil |
Meltingarferli
Melting felur í sér sex grunnferli: inntöku, áframflutning, vélræna meltingu, efnafræðilega meltingu, frásog og hægðalosun.
Fyrsta ferlið er inntaka, þegar fæða berst inn í meltingarveginn um munn. Þar er hún tuggin og henni blandað saman við munnvatn sem inniheldur ensím sem hefja niðurbrot kolvetna. Tungulípasi er einnig seyttur í munni og tekur þátt í fitumeltingu, einkum eftir að hann kemst í súrt magaumhverfi. Tygging eykur yfirborðsflatarmál fæðunnar og mótar hæfilega stóran fæðubolta.
Fæðan yfirgefur munninn þegar tunga og kokvöðvar færa hana í vélinda. Munnfasi kyngingar er viljastýrður en kok- og vélindafasi að mestu ósjálfráðir. Kynging er dæmi um áframflutning, það er hreyfingu fæðu eftir meltingarveginum. Hann felur bæði í sér kyngingu og ósjálfráðar iðrahreyfingar. Iðrahreyfingar eru raðbundnar bylgjur samdráttar og slökunar í sléttum vöðvum meltingarveggjarins sem færa fæðuna áfram (mynd 23.5). Bylgjurnar blanda einnig fæðunni við meltingarvökva. Þær geta flutt kyngda fæðu og vökva til magans óháð líkamsstöðu.
Melting felur bæði í sér vélræna og efnafræðilega ferla. Vélræn melting er líkamlegt ferli sem breytir ekki efnagerð fæðunnar heldur smækkar hana, eykur yfirborðsflatarmál hennar og blandar henni. Hún felur meðal annars í sér tyggingu og tunguhreyfingar sem smækka fæðuna og blanda henni við munnvatn. Vélræn melting heldur áfram eftir að fæðan yfirgefur munninn. Hnoðun í maga smækkar hana frekar og blandar henni saman við magasafa svo úr verður súrt, hálffljótandi iðramauk. Hólfunarhreyfingar verða einkum í smáþörmum og felast í staðbundnum samdrætti hringvöðva í ytri vöðvahjúp meltingarvegarins. Samdrættirnir mynda tímabundin hólf og færa innihaldið fram og aftur. Þannig er iðramaukið smám saman sundrað, blandað saman við meltingarvökva og fært oftar í snertingu við frásogsyfirborð slímhúðarinnar.
Við efnafræðilega meltingu brjóta meltingarvökvar stórar fæðusameindir niður í smærri byggingareiningar, til dæmis prótein í amínósýrur. Ferlið hefst í munni og fer að mestu fram í smáþörmum. Meltingarvökvar eru mismunandi að samsetningu en innihalda meðal annars vatn, ensím, sýrur og sölt. Örverur í digurgirni halda jafnframt áfram að gerja og umbreyta sumum efnum sem meltingarensím mannsins brjóta ekki niður.
Niðurbrot fæðunnar nýtist líkamanum aðeins ef afurðirnar komast yfir þekju meltingarvegarins. Það gerist við frásog, sem fer einkum fram í smáþörmum. Flest vatnsleysanleg næringarefni fara um þekjufrumur slímhúðarinnar í háræðar og þaðan með lifrarportæð til lifrar. Langkeðjufituefni eru að mestu sett saman í kylómíkrónur, tekin upp í iðramjólkuræðar og flutt með sogæðum í bláæðablóð nálægt mótum vinstri viðbeinsbláæðar og innri hóstarbláæðar. Stuttar og miðlungslangar fitusýrur geta hins vegar farið beint í portæðablóð. Nánar verður fjallað um þessi ferli síðar.
Við hægðalosun losnar saur úr líkamanum um endaþarmsop. Saurinn inniheldur meðal annars ómeltanlegar fæðuleifar, bakteríur, losnaðar þekjufrumur, vatn og sölt.
Sum meltingarferli tengjast fyrst og fremst einu líffæri; inntaka fer til dæmis fram um munn og hægðalosun um endaþarmsop. Flest ferlin krefjast þó samvinnu margra líffæra og þróast stig af stigi þegar fæðan færist eftir meltingarveginum (mynd 23.6).
Efnafræðileg melting hefst í munni. Sum lyf geta frásogast um munnslímhúð ef þau eru sérstaklega gefin þar. Takmarkað frásog áfengis og aspiríns getur orðið í maga en meginfrásog þeirra eftir inntöku fer fram í smáþörmum.
Stjórnun meltingarferla
Tauga- og hormónastjórn viðheldur skilyrðum í holi meltingarvegarins sem henta meltingu og frásogi. Stjórnunin samhæfir hreyfingar, seytingu, blóðflæði og frásog. Hún fer bæði fram innan iðrataugakerfisins og með boðum frá miðtaugakerfi, ósjálfráða taugakerfinu og innkirtlafrumum meltingarvegar.
Taugastjórn
Í vegg meltingarvegarins eru nemar sem taka þátt í stjórnun meltingarstarfsemi. Mekanónemar skynja meðal annars teygju og þrýsting, efnanemar sýrustig og tiltekin næringarefni og osmónemar osmólalstyrk innihaldsins. Þeir geta þannig brugðist við þenslu magans, samsetningu iðramauks, vökvamagni og fitu, kolvetnum og/eða próteinum. Skynboðin geta hrundið af stað viðbrögðum sem breyta seytingu meltingarvökva, blóðflæði og samdrætti sléttra vöðva og þar með iðrahreyfingum og hólfunarhreyfingum.
Taugaflækjur í vegg meltingarvegarins tengjast hver annarri og miðtaugakerfinu og samhæfa margvísleg viðbrögð. Stutt meltingarviðbrögð eru samþætt alfarið í iðrataugakerfinu og stjórna staðbundnum iðrahreyfingum, blóðflæði og seytingu. Löng meltingarviðbrögð liggja um miðtaugakerfið og ósjálfráða taugakerfið og geta hafist bæði af skynboðum utan meltingarvegar og frá honum sjálfum. Sjón, lykt, bragð og jafnvel hugsun um mat geta til dæmis virkjað langa viðbragðsboga um mænukylfu og undirbúið munnvatns-, maga- og brisseytingu áður en fæða berst í maga. Þegar fæða þenur magann virkjast jafnframt staðbundin og miðlæg viðbrögð sem auka hreyfingar og seytingu eftir aðstæðum.
Hormónastjórn
Fjölmörg hormón taka þátt í meltingu. Gastrín er seytt af G-frumum, einkum í neðri hluta magans, þegar fæða og önnur áreiti berast þangað. Það eykur magasýruseytingu frá veggfrumum bæði beint og að verulegu leyti með histamínboðum frá enterókrómaffínlíkum frumum. Sekretín frá skeifugörn örvar bíkarbónatríka seytingu frá brisi og gallvegum. Kólestókínín (CCK) örvar seytingu brisensíma, samdrátt gallblöðru og slökun gallrásarhringvöðva; lifrin myndar gall samfellt fremur en að CCK kveiki einfaldlega á gallmyndun. Glúkósaháð insúlínörvandi peptíð (GIP), áður nefnt magahindrandi peptíð, eykur glúkósaháða insúlínlosun og getur einnig dregið úr magasýruseytingu og magatæmingu. Þessi hormón og fleiri eru seytt af sérhæfðum innkirtlafrumum í slímhúð maga og smáþarma til blóðs og berast þaðan til markfrumna sinna.