الجهاز الهضمي

الجهاز الهضمي

أقسام الجهاز الهضمي ووظائفها
...
الجهاز الهضمي:
يتكون الجهاز الهضمي digestive system من القناة الهضمية وملحقاتها "الشكل 2"، ويبدأ بالفم والمريء esophagus والمعدة stomach والأمعاء الدقيقة small intestines والأمعاء الغليظة large intestines، ويلحق بالقناة الهضمية الكبد liver والبنكرياس pancreas لما لهما من دور في إفراز العصارات والإنزيمات الهاضمة.
تجري عملية هضم الطعام بتحويله إلى مركبات وجزيئات بسيطة قابلة
للامتصاص. ويستثنى من ذلك مواد محدودة وقليلة لا يجري عليها تغير، وهي الماء والسكريات البسيطة وبعض الأملاح المعدنية والفيتامينات. وتنتهي عملية الهضم بامتصاص المواد البسيطة الناتجة وإطراح الفضلات التي لم تهضم وتمتص.
أقسام الجهاز الهضمي ووظائفها:
يبدأ الجهاز الهضمي بالفم الذي يتم فيه تقطيع الطعام وترطيبه باللعاب الذي يحتوي على إنزيم الأميلاز اللعابي، ثم ابتلاعه ونقله إلى المعدة مرورًا بالمريء.
في المعدة يجري هضم جزئي للبروتينات عن طريق إنزيم الببسين، ويساعد على ذلك إفراز المعدة الحمضي على شكل حمض الهيدروكلوريك كما يتم هضم محدود جدًّا لبعض الدهون "انظر الفقرة القادمة" وتساعد تقلصات المعدة على عملية الهضم هذه "الهضم الميكانيكي". وتبدأ المعدة بالفتحة الفؤادية cardiac opening وتنتهي بالمصرة البوابية.
شكل 2- القناة الهضمية وملحقاتها في الإنسان.

ويكون الهضم الرئيسي في الأمعاء الدقيقة التي تتكون من ثلاثة أجزاء هي الاثنا عشري duodenum والصائم jejunum واللفائفي ileum. وتتم في هذه الأجزاء عمليات الهضم الكيميائي والميكانيكي وامتصاص الجزيئات الناتجة عن ذلك.
ويساعد تركيب الأمعاء، والتي يتكون جدارها من 4 طبقات، على الهضم الميكانيكي، كما تعمل العصارات الهاضمة وما تحتويه من إنزيمات على الهضم الكيميائي، ويتم معظم الامتصاص في الأمعاء الدقيقة التي زودت بسطح امتصاصي كبير من خلال احتواء هذا الجزء على زغابات villi وزغيبات microvilli. وأكثر أجزاء الأمعاء الدقيقة كفاءة في الامتصاص هو الإثنا عشري الذي تمتص فيه معظم العناصر الغذائية "انظر الشكل 3". والطبقات الأربعة لجدار الأمعاء الدقيقة هي:
1- البطانة المخاطية mucosal lining. وهي عبارة عن طبقة مكونة من صف واحد من الخلايا البطانية فوق نسيج ضام مفكك يعرف بالصفيحة المخصوصة المخاطية lamina propria المزودة بالأوعية الدموية واللمفاوية الصغيرة والعديدة. وتمتد هذه الطبقة الخلوية لتبطن الزغابات التي تحور إليها هذا الجزء من جدار الأمعاء. وتقوم هذه الطبقة بإفراز الهرمونات وبامتصاص العناصر الجاهزة بعد الهضم، كما تشكل خط الدفاع الأول ضد العدوى الجرثومية.
2- الطبقة تحت المخاطية submucosa. وهي طبقة كثيفة من النسيج الضام تحتوي على الأوعية الدموية واللمفية.
3- الطبقة العضلية muscular layer. وتحتوي على حزم من الألياف العضلية الطولية والمستعرضة المزودة هي الأخرى بالأوعية الدموية واللمفية. وهذه الطبقة تنظم وتكيف حجم التجويف المعوي "اللمعة" وحركة الأمعاء الدودية "التمعج".
4- الطبقة المصلية serosa. وهي الطبقة الخارجية للأمعاء، وقد زودت بالأوعية اللمفية والدموية وبتفرعات عصبية.
وطوليا تبدأ الأمعاء الدقيقة بالفتحة أو المصرة البوابية pyloric sphincter وتنتهي بالصمام اللفائفي الأعوري ileoceal valve الذي ينظم مرور الكتلة الغذائية من الأمعاء الدقيقة إلى الأمعاء الغليظة.
وبوصول الطعام إلى الأمعاء الغليظة يكون قد تم امتصاص المواد الغذائية المهضومة والجزء الأكبر من الماء، ولم يبق إلا حوالي 500 مليلتر من الكتلة الغذائية، فتزداد كثافتها بامتصاص كمية كبيرة من الماء الذي فيها، وتفرز الأمعاء

الغليظة عصارات قلوية ومواد مخاطية دون إفراز إنزيمات هاضمة. غير أنه يوجد عملية تخمر جرثومية لجزء من الألياف الغذائية وكتلة الطعام المتبقية. وينتج عن ذلك:
1- غازات الميثان والأمونيا وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين.
2- حمض اللاكتيك وحمض الأسيتيك.
3- مركبات فينولية وإندولية قد تكون ذات تأثيرات سامة.
كما تصنع البكتيريا "الجراثيم" فيتامينات أهمها فيتامين B12 وفيتامين K، والأخير يصنع بكميات جيدة تغطي جزءا لا بأس به من احتياجات الإنسان له. ويتم إخراج الفضلات بعد ذلك، وتكون كتلتها اليومية حوالي 100 إلى 200 غرام. وتساعد الألياف الغذائية على عملية الإفراغ، كما أنها تقي من تكون الرتوج diverticula في القولونات.
وتبدأ الأمعاء الغليظة بالصمام اللفائفي الأعوري والزائدة الدودية، حيث تحول الأعور cecum في الإنسان إلى هذا الصمام. وأما الجزء الرئيسي للأمعاء الغليظة فهو القولون، وهو ثلاثة أجزاء هي القولون الصاعد ascending colon والقولون المستعرض transverse colon والقولون النازل descending colonويشكل المستقيم rectum الجزء الرئيسي للأمعاء الغليظة، وينتهي بفتحة الشرج anal cavity.
ويلحق بالجهاز الهضمي، كما أشرنا أعلاه، كل من الكبد والبنكرياس. ومن الكبد تفرز العصارة الصفراوية التي تركز وتخزن في المرارة gall bladder لتفرز عند تناول الدهن ووصوله إلى الإثنا عشري. وهي تحتوي على صبغات وأملاح مرارية أهمها حمض الغليكوكوليك glycocholic وحمض التوروكوليك taurocholic acid وهذه تشكل مستحلبات مع الدهون من خلال تخفيض التوتر السطحي لجزيئات الدهون وزيادة سطحها المعرض لإنزيم الليباز وتنشيط حركة الأمعاء. وهي بذلك ذات دور في هضم وامتصاص الدهون والمواد المنحلة "الذائبة" فيها كالفيتامينات A وDو Eو K.
أما البنكرياس فيفرز حوالي لتر ونصف من العصارة البنكرياسية المحتوية على إنزيمات هاضمة للدهون والبروتينات والكربوهيدرات "انظر الجدول 5"، وهذه العصارة قلوية وتعدل من حموضة كتلة الطعام القادمة من المعدة ليبدأ الهضم الإنزيمي في هذا الوسط.
ويتم إفراز كمية من المفرزات الهاضمة تصل إلى 8-9 لترات من كل من

الغدد اللعابية والمعدة والأمعاء والصفراء والبنكرياس. ويبين الجدول 4 كمية العصارة التي يتم إفرازها من هذه المصادر خلال 24 ساعة [9] .
الجدول 4- كمية العصارة الهاضمة "بالمليلتر" التي تفرز في الجهاز الهضمي وملحقاته يوميا

أنماط الهضم:
تبين مما ذكرنا أن الهضم يتم في الفم والمعدة والأمعاء من خلال حركة هذه الأعضاء "الهضم الميكانيكي" ومن خلال العصارات الهاضمة "الهضم الكيميائي"، كما يحدث هضم مكروبي لبعض المكونات الغذائية التي أهمها الألياف، إلا أن ذلك ليس له شأن يذكر في الإنسان بعكس الحيوانات المجترة والتي تتغذى على الأعشاب الغنية بالألياف. وفيما يلي نبذة موجزة عن كل من هذه الأشكال من الهضم:
أ- الهضم الميكانيكي mechanical digestion. تؤدي الحركة العضلية المتناسقة على طول الجهاز الهضمي إلى تجزئة الطعام إلى جزيئات أصغر حجما تختلط بالعصارات الإفرازية، مما يسهل حركتها في الأمعاء وتعرضها إلى الإنزيمات الهاضمة وامتصاصها فيما بعد.
ففي الفم يتم تقطيع الطعام بالأسنان وترطيبه باللعاب وتحريكه باللسان وابتلاعه ليصل إلى المعدة بفعل الحركات الانقباضية والانبساطية للمريء. ويتحول الطعام في المعدة إلى كتلة سائلة هي الكيموس chime بفعل اختلاطه بالعصارة المعدية واللعابية ومن خلال انقباضات المعدة المستمرة.

الجدول 5- إنزيمات الهضم والمواد الغذائية المنتجة لبعضها ومكان إفرازها والعوامل المحفزة لها ووظائفها، والمواد الأولية المنتجة لبعضها.

إلا أن الهضم الميكانيكي الرئيسي يتم في الأمعاء بواسطة الحركة التمعجية peristalsis، حيث تقوم الألياف العضلية المستعرضة في جدار الأمعاء بحركة عاصرة وضاغطة مما يخلط كتلة الكيموس بالعصارات البنكرياسية والمرارية والمعدية، بينما تؤدي حركة الألياف العضلية الطولانية إلى دفع الكتلة الغذائية إلى الأمام، كما أن حركة الأمعاء تشكل منبهًا أو محفزًا للإفرازات الهاضمة وتزيد من إمداد الدم للأعضاء الهاضمة [9] .
وتختلف السرعة التي يتم بها تحريك الطعام وفقا لتركيبه وقوامه. فبينما تبدأ الأطعمة السائلة بمغادرة المعدة بعد 15-30 دقيقة من تناولها، تمكث الأطعمة الصلبة والدهنية مدة قد تصل إلى 6 ساعات. وتتراوح المدة اللازمة لوصول كتلة الطعام إلى الأمعاء الغليظة من 2.5 إلى 5.5 ساعات. أما المدة التي تستغرقها كتلة الفضلات لتطرح على شكل براز فهي من 20 إلى 36 ساعة بعد تناولها [9] .
ب- الهضم الكيميائي chemical digestion. يتم إفراز 8-9 لترات من العصارات.

الهاضمة -كما ذكرنا- في الجهاز الهضمي وملحقاته. وتحتوي الإفرازات على مادة المخاطين mucin التي تساعد على انزلاق وسهولة حركة الغذاء. كما يشكل المخاط وقاية لخلايا المعدة والإثنا عشري من التلف نتيجة للتعرض إلى حمض الهيدروكلوريك. وفي الجدول 5 ملخص للإنزيمات الهاضمة والعوامل المنشطة أو المحفزة لها وما تؤديه من وظائف.
وواضح أن معظم عمليات الهضم تتم في تجويف الأمعاء الدقيقة، وأن النسبة الكبرى من الإنزيمات تفرز من البنكرياس وجدران الأمعاء الدقيقة. ويقتصر الإفراز في الفم على اللعاب وإنزيم التيالين ptyalin أو الأميلاز amylase والغدد اللعابية الثلاث هي الغدة تحت الفكية sudmaxillary والغدة تحت اللسانية sublingual والغدة النكفية Parotid.
أما المعدة فتفرز حمض الهيدروكلوريك من الخلايا الجدارية sublingual cells، ومولد الببسين الذي يتحول إلى الببسين الهاضم للبروتينات، وقليل من الليباز lipase الذي يهضم الدهون السهلة الهضم، ومثاله tributyrinase الذي يهضم دهن الزبدة، وكذلك العامل الداخلي intrinsic factor الضروري لامتصاص فيتامين B12.
كما أن المعدة تفرز إنزيم الإنفجة rennin الذي يحول الكازين إلى باراكازينات الكالسيوم غير الذؤوبة، أي أنه يخثر الحليب بهذه الطريقة ويسهل تأثير الببسين عليه [10،7] .
وقد سبقت الإشارة إلى أن الحوصلة الصفراوية "المرارة" تقذف بمحتواها من العصارة الصفراء وما فيها من أملاح فتساعد على استحلاب الدهون وهضمها بفعل الأميلاز البنكرياسية.
أما إنزيمات البنكرياس وخلايا جدران الأمعاء ونواتج هضمها فهي موضحة في الجدول 5. ويمكن تلخيص نواتج الهضم الكيميائي للطعام كما يلي:
1- تتحول الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية السكريد monosaccharides أهمها الغلوكوز والفركتوز والغالاكتوز.
2- تتحول البروتينات إلى حموض أمينية.
3- تتحول الدهون إلى حموض دهنية وأحاديات الغليسريد monoglycerides وغليسرول.
4- يتحول اللسيتين إلى ليبولسيتين.

5- تتحلل أسترات الكوليسترول إلى كوليسترول حر وتعاد أسترته بعد امتصاصه إلى أسترات من جديد.
6- تتحلل أسترات الرتينول retinyl esters إلى رتينول retinol.
الامتصاص:
وهو عبارة عن العملية التي يتم فيها تحريك العناصر الغذائية من تجويف الأمعاء عبر جدار الأمعاء إلى الشعيرات الدموية والأوعية اللمفية تمهيدا لنقله إلى أنسجة الجسم.
ويحدث الامتصاص بصورة رئيسية في الأمعاء الدقيقة وخاصة في الجزء الأول منه وهو الإثنا عشري duodenum والجزء الثاني وهو الصائم jejunum. ويشذ عن هذه القاعدة فيتامين B12 الذي يمتص في أسفل اللفائفي ileum وهو الجزء الثالث في الأمعاء الدقيقة "انظر الشكل 3". على أنه يمكن للفائفي أن يمتص شيئًا من العناصر الغذائية التي تمتص في الإثنا عشري والصائم. كما تجدر الإشارة هنا إلى أن المكان الطبيعي لامتصاص الأملاح الصفراوية بعد أدائها دورها في هضم الدهون هو اللفائفي أيضًا [8] .
وفي الظروف العادية للإنسان السليم تكون نسب الامتصاص لكل من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات 97 % و 95 % و92 % على التوالي [7] .
وتختلف هذه النسب حسب الحالة المرضية، مثل وجود أمراض خلقية تحول دون توفر بعض الإنزيمات كما يحدث في حالة عوز اللاكتاز، أو حسب مصدر الغذاء أو بسبب الجراحة.
والسطح الامتصاصي للأمعاء كبير جدا، إذ يبلغ حوالي 600 ضعف السطح الخارجي "الطبقة المصلية للأمعاء" نظرا لوجود عدد هائل من الزغابات villi يصل إلى 4-5 مليون زغابة، يحوي كل منها تفرعات أصغر حجما هي الزغيبات microvilli. والزغابات عبارة عن بروزات تتكون كل منها من طبقة من الخلايا البطانية المرتكزة على طبقة من النسيج الضام هي الصفيحة المخصوصة lamina propria مزودة بأوعية دم شريانية ووريدية ولمفية. وتحت كل زغابة توجد خبايا ليبركون crypts of Lieberkuhn حيث تتكون الخلايا البطانية التي تتحرك إلى أعلى وتقوم بوظيفتها ثم تموت وتتجدد خلايا بديلة لها في مدة لا تزيد عن 3 أيام. ويفرز في الزغيبات إنزيمات هاضمة، مثلا إنزيمات هضم السكريات الثنائية، وتكمل هذه

يوجد شكل رقم 3 الأماكن التقريبية لامتصاص العناصر الغذائية بعد الهضم

الإنزيمات هضم المواد الغذائية الذي بدأت الإنزيمات التي تم إفرازها من أماكن أخرى بهضمها.
الآليات المختلفة للامتصاص:
توجد عدة آليات وطرق لنقل العناصر الغذائية من تجويف الأمعاء عبر خلايا جدار الأمعاء. وهذه الآليات هي:
1- الانتشار البسيط simple diffusion. وهذا يتم بحركة الجزيئات من منطقة التركيز العالي إلى منطقة التركيز المنخفض، وتتميز الجزيئات التي يتم امتصاصها بهذه الطريقة بأنها قابلة للذوبان في الطبقات الدهنية لأغشية خلايا الأمعاء، كما يمتص بهذه الطريقة الماء والكهارل electrolytes.
2- الانتشار الميسر بناقل carrier-facilitated diffusion. وهذا النوع من الامتصاص يشمل العناصر الذائبة في الماء والتي لا تستطيع أن تخترق الأغشية الخلوية الغنية بالدهن، فترتبط بنواقل تسهل عبورها. ولا تلزم الطاقة لهذا النوع من الامتصاص، إذ تنتقل الجزيئات من تجويف الأمعاء إلى شعيرات الدم الموجودة في الخلايا المعوية ما دام تركيزها أعلى. وعندما يتعادل التركيز يتوقف امتصاصها ويطرح الباقي منها في الفضلات البرازية. ومثال هذا النوع من الامتصاص امتصاص فيتامين B الذي يرتبط بالعامل الداخلي intrinsic facter فيسهل امتصاصه.
3- الانتقال النشط active transport. يتم بهذه الطريقة امتصاص معظم العناصر الغذائية كالغلوكوز والسكريات البسيطة الأخرى والحموض الأمينية. وهذا يتم بوجود مصدر للطاقة يتمثل بجزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP عندما تتفكك بوجود إنزيمات منشطة وعوامل مساعدة أهمها أيونات الكالسيوم. ومن أمثلة هذه الطريقة مضخة الصوديوم sodium pump، ويكون نقل الجزيئات فيها باتجاه خلايا الأمعاء بغض النظر عن انخفاض كمية هذه الجزيئات في تجويف الأمعاء. ويلعب الصوديوم والبوتاسيوم دورا هاما في هذه العملية.
4- الاحتساء pinocytosis. وهنا تحيط الخلية بالجزيئات الممتصة لتدخلها ضمن السيتوبلازم تماما كما تفعل الأميبة، وتمتص بهذه جزيئات البروتين غير المهضومة مما قد يسبب الحساسية "الأرجية" allergy. وعلى أي حال لا تعد هذه الطريقة ذات أهمية لامتصاص العناصر الغذائية.