34.3 Ferli meltingarkerfisins

34.3 Ferli meltingarkerfisins

Námsmarkmið

Við lok þessa hluta getur þú gert eftirfarandi:

• Lýst ferli meltingar
• Útskýrt skref meltingar og frásogs
• Skilgreint útskilnað úr meltingarvegi
• Útskýrt hlutverk smáþarma og ristils í frásogi

Að vinna næringu og orku úr fæðu er fjölþrepa ferli. Hjá eiginlegum dýrum er fyrsta skrefið inntaka, það er að taka fæðu inn í líkamann. Síðan taka við melting, frásog og útskilnaður. Í næstu hlutum er fjallað nánar um hvert þessara skrefa.

Inntaka

Stórar sameindir í heilli fæðu komast ekki í gegnum frumuhimnur. Fæða þarf að brotna niður í smærri agnir svo dýr geti nýtt næringarefni og lífrænar sameindir. Fyrsta skrefið í þessu ferli er inntaka. Inntaka er ferlið þar sem fæða er tekin inn um munninn. Hjá hryggdýrum gegna tennur, munnvatn og tunga mikilvægu hlutverki í tyggingu, það er að móta fæðuna í fæðubolta. Á meðan fæðan er brotin niður vélrænt byrja ensím í munnvatni einnig að vinna á henni efnafræðilega. Saman breyta þessi ferli fæðunni úr stórum ögnum í mjúkan massa sem hægt er að kyngja og flytja eftir öllu vélindanu.

Melting og frásog

Melting er vélrænt og efnafræðilegt niðurbrot fæðu í lítil lífræn brot. Mikilvægt er að brjóta stórsameindir niður í smærri brot sem eru nógu lítil til að frásogast yfir þekju meltingarvegarins. Stórar og flóknar sameindir próteina, fjölsykra og lípíða þurfa að brotna niður í einfaldari agnir, til dæmis einsykrur, áður en þekjufrumur meltingarvegarins geta frásogað þær. Mismunandi líffæri gegna sérhæfðum hlutverkum í meltingarferlinu. Dýr þurfa kolvetni, prótein og fitu ásamt vítamínum og ólífrænum efnum til að viðhalda næringarjafnvægi. Í næstu hlutum er fjallað um hvernig hver þessara þátta er meltur.

Kolvetni

Melting kolvetna hefst í munninum. Munnvatnsamýlasi byrjar að brjóta sterkju í fæðu niður í maltósa, sem er tvísykra. Þegar fæðuboltinn fer eftir vélindanu til magans á sér engin veruleg kolvetnamelting stað. Vélindað framleiðir engin meltingarensím en framleiðir slím til smurningar. Súrt umhverfi magans stöðvar virkni amýlasaensímsins.

Næsta skref í meltingu kolvetna fer fram í skeifugörn. Rifjum upp að iðramauk úr maganum berst í skeifugörnina og blandast meltingarvökva frá brisi, lifur og gallblöðru. Brisvökvi inniheldur einnig amýlasa, sem heldur áfram að brjóta sterkju og glýkógen niður í maltósa, tvísykru. Tvísykrur eru brotnar niður í einsykrur af ensímum sem kallast maltasar, súkrasar og laktasar og eru einnig í burstabrún smáþarmaveggsins. Maltasi brýtur maltósa niður í glúkósa. Aðrar tvísykrur, svo sem súkrósi og laktósi, eru brotnar niður af súkrasa og laktasa. Súkrasi brýtur súkrósa, eða borðsykur, niður í glúkósa og frúktósa, og laktasi brýtur laktósa, eða mjólkursykur, niður í glúkósa og galaktósa. Einsykrurnar sem myndast, þar á meðal glúkósi, frásogast og geta síðan nýst í efnaskiptaferlum til orkuframleiðslu. Einsykrurnar flytjast yfir þarmaþekjuna í blóðrásina og berast þaðan til mismunandi frumna líkamans. Skref kolvetnameltingar eru tekin saman í mynd 34.16 og töflu 34.5.

Prótein

Stór hluti próteinmeltingar fer fram í maganum. Ensímið pepsín gegnir mikilvægu hlutverki í meltingu próteina með því að brjóta heil prótein niður í peptíð, sem eru stuttar keðjur fjögurra til níu amínósýra. Í skeifugörn verka önnur ensím, trypsín, elastasi og kýmótrypsín, á peptíðin og brjóta þau niður í minni peptíð. Trypsín, elastasi, karboxýpeptídasi og kýmótrypsín eru mynduð í brisi og losuð í skeifugörnina, þar sem þau verka á iðramaukið. Frekara niðurbrot peptíða í stakar amínósýrur fer fram með aðstoð ensíma sem kallast peptíðasar, það er ensím sem brjóta peptíð niður. Karboxýpeptídasi, tvípeptídasi og amínópeptídasi gegna sérstaklega mikilvægu hlutverki við að brjóta peptíð niður í frjálsar amínósýrur. Amínósýrurnar frásogast í blóðrásina í gegnum smáþarmana. Skref próteinmeltingar eru tekin saman í mynd 34.17 og töflu 34.6.

Lípíð

Melting lípíða hefst í maganum með aðstoð tungulípasa og magalípasa. Meginhluti lípíðmeltingar fer þó fram í smáþörmum fyrir tilstilli brislípasa. Þegar iðramauk fer í skeifugörn koma hormónaviðbrögð af stað losun galls, sem er framleitt í lifur og geymt í gallblöðru. Gall hjálpar til við meltingu lípíða, einkum þríglýseríða, með fleytingu. Fleyting er ferli þar sem stórir lípíðdropar brotna upp í marga smáa lípíðdropa. Smáu droparnir dreifast betur um iðramaukið í stað þess að mynda stóra kekki. Lípíð eru vatnsfælin efni: í vatni safnast þau saman í dropa til að lágmarka snertingu við vatn. Gall inniheldur gallsölt, sem eru tvíeðlis sameindir með bæði vatnsfælna og vatnssækna hluta. Vatnssækinn hluti gallsalts getur því snúið að vatni en vatnsfælinn hluti að lípíðum. Þannig fleyta gallsölt stórum lípíðdropum í smáa lípíðdropa.

Hvers vegna er fleyting mikilvæg fyrir meltingu lípíða? Brisvökvi inniheldur ensím sem kallast lípasar, það er ensím sem brjóta lípíð niður. Ef lípíð í iðramauki safnast saman í stóra dropa er mjög lítið yfirborðsflatarmál lípíðanna aðgengilegt lípösum og melting lípíða verður ófullkomin. Með því að mynda fleyti auka gallsölt aðgengilegt yfirborðsflatarmál lípíðanna margfalt. Brislípasar geta þá verkað á lípíðin á skilvirkari hátt og melt þau, eins og lýst er í mynd 34.18. Lípasar brjóta lípíð niður í fitusýrur og glýseríð. Þessar sameindir geta farið í gegnum frumuhimnu og inn í þekjufrumur þarmaklæðningarinnar. Gallsölt umlykja fitusýrur með langa keðju og einglýseríð og mynda örsmáar kúlur sem kallast mísellur. Mísellurnar fara að burstabrún frásogsfrumna í smáþörmum. Þar flæða fitusýrur með langa keðju og einglýseríð út úr mísellunum og inn í frásogsfrumurnar, en mísellurnar verða eftir í iðramaukinu. Fitusýrur með langa keðju og einglýseríð sameinast aftur í frásogsfrumunum og mynda þríglýseríð, sem safnast í dropa og hjúpast próteinum. Þessar stóru kúlur kallast kylómíkrónur. Kylómíkrónur innihalda þríglýseríð, kólesteról og önnur lípíð og hafa prótein á yfirborðinu. Yfirborðið er einnig úr vatnssæknum fosfathausum fosfólípíða. Saman gera þessir eiginleikar kylómíkrónum kleift að ferðast um vatnskennt umhverfi án þess að lípíðin snerti vatn. Kylómíkrónur yfirgefa frásogsfrumurnar með útfrumun. Þær fara inn í vessaæðar og síðan í blóðið um viðbeinsbláæð.

Vítamín

Vítamín geta verið annaðhvort vatnsleysanleg eða fituleysanleg. Fituleysanleg vítamín frásogast á sama hátt og lípíð. Mikilvægt er að neyta einhvers magns af fitu með fæðu til að styðja frásog fituleysanlegra vítamína. Vatnsleysanleg vítamín geta frásogast beint úr þörmum í blóðrásina.

Tengill í námsefni

Myndræn tenging

Hver eftirfarandi fullyrðinga um meltingarferli er sönn?

1. Amýlasi, maltasi og laktasi í munni melta kolvetni.
2. Trypsín og lípasi í maga melta prótein.
3. Gall fleytir lípíðum í smáþörmum.
4. Engin fæða frásogast fyrr en í smáþörmum.

Svar: C.

Útskilnaður

Lokaskref meltingar er útskilnaður ómeltra fæðuleifa og úrgangsefna. Ómelt fæðuefni berast í ristilinn, þar sem mest af vatninu er endurfrásogað. Rifjum upp að í ristlinum er einnig örveruflóra, svokölluð þarmaflóra, sem hjálpar til við meltingarferlið. Hálffastur úrgangur flyst í gegnum ristilinn með iðrahreyfingum vöðva og geymist í endaþarmi. Þegar endaþarmurinn þenst út vegna söfnunar saurs koma af stað taugaboð sem vekja þörf fyrir hægðalosun. Fastur úrgangur fer út um endaþarmsopið með iðrahreyfingum endaþarmsins.

Algeng vandamál við útskilnað

Niðurgangur og hægðatregða eru meðal algengustu heilsufarsvandamála sem hafa áhrif á meltingu. Hægðatregða er ástand þar sem hægðir harðna vegna þess að of mikið vatn er fjarlægt úr þeim í ristlinum. Ef ekki er fjarlægt nægilegt vatn úr hægðunum verður niðurstaðan aftur á móti niðurgangur. Margar bakteríur, þar á meðal þær sem valda kóleru, hafa áhrif á prótein sem taka þátt í endurfrásogi vatns í ristlinum og geta valdið miklum niðurgangi.

Uppköst

Uppköst eru losun fæðu með kröftugum þrýstingi út um munninn. Þau eru oft viðbragð við áreiti sem hefur áhrif á meltingarveginn, þar á meðal veirum, bakteríum, tilfinningum, sjónrænum áreitum og matareitrun. Þessi kröftuga losun fæðunnar stafar af sterkum samdráttum magavöðva. Uppköstum er stjórnað af mænukylfunni.