Fordøyelse: Hvordan mat brytes ned

For å overleve må vi ta næringsstoffer fra maten vi spiser. Dette oppnås ved fordøyelsen, en komplisert prosess som finner sted i tarmen.

Selv om maten inneholder alle næringsstoffene vi trenger for god helse, er de låst opp i store, komplekse forbindelser. For at de skal kunne brukes av kroppen, må de deles opp i mindre deler ved fordøyelsesprosessen.

I denne artikkelen forklarer vi hvordan mat blir omgjort til livets byggesteiner og selvfølgelig poop.

Hva er fordøyelsen?

Et diagram over det menneskelige fordøyelsessystemet.

I et nøtteskall innebærer fordøyelsen å bryte ned store matmolekyler i vannløselige molekyler som kan føres inn i blodet og transporteres til kroppens organer.

For eksempel brytes karbohydrater ned i glukose, proteiner i aminosyrer og fett i fettsyrer og glyserol.

Fordøyelsessystemet involverer "hule" organer og "faste" organer.

Maten beveger seg gjennom de hule organene - munn, spiserør, mage, tynntarm, tyktarm og anus.

De faste organene - bukspyttkjertelen, leveren og galleblæren - tilfører forskjellige produkter i blandingen.

Bortsett fra de faste og hule organene, er nervesystemet og sirkulasjonssystemet også viktig i fordøyelsen, og det samme er bakteriene som lever i tarmen.

Fordøyelsen deles ofte opp i to typer:

1. Mekanisk fordøyelse - mat brytes fysisk inn i mindre deler. For eksempel ved å tygge.
2. Kjemisk fordøyelse - mat brytes ned av syrer og enzymer i basisenhetene.

Fordøyelsesreisen

Hos mennesker er mage-tarmkanalen (også kalt fordøyelseskanalen) rundt 8 meter lang. En forfatter beskriver det som "den viktigste og minst nydelige vannveien på jorden." Nedenfor beskriver vi reisen til en munnfull mat:

Munnen

Fordøyelsen begynner allerede før maten kommer inn i munnen. Lukten, eller til og med tanken på mat, starter spyttproduksjonen i spyttkjertlene. Når maten er inne i munnen, blir den fuktet av spytt, og tennene og tungen begynner prosessen med mekanisk fordøyelse.

Spytt inneholder et enzym som kalles spyttamylase, som bryter ned stivelse. Spytt inneholder også slim som hjelper med å lette gjennomføringen av mat gjennom fordøyelsessystemet.

Når tygge (mastikasjon) og amylase-fordøyelsen er fullført, vil maten ha blitt en liten rund klatt, som er kjent som en bolus. Etter svelging kommer bolusen inn i spiserøret og flyttes ned til magen gjennom en prosess som kalles peristaltikk.

Peristaltikk

Peristaltikk er den langsomme sammentrekningen av glatte muskler rundt fordøyelsessystemets rør. Langsomme bølger av sammentrekning løper langs tarmen, og skyver bolusen i riktig retning - vekk fra munnen og mot anusen.

Magen

Bolusen kommer inn i magen gjennom en muskelventil øverst kalt kardial lukkemuskel. Denne lukkemuskelen styrer hvor mye mat som kommer inn i magen og når.

Magen inneholder magesaft, som hovedsakelig inneholder:

• Saltsyre - en syre som er sterk nok til å oppløse barberblad.
• Pepsin - et enzym som bryter ned proteiner.

Begge disse kjemikaliene kan potensielt skade mageslimhinnen, så den gir et slimete lag for å beskytte seg mot skader.

I magen fortsetter peristaltikken, noe som hjelper til med å blande maten med magesaften. Ikke mange forbindelser absorberes i blodet fra magen; unntak fra dette inkluderer vann, alkohol og ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler (NSAIDs).

Etter 1–2 timer i magen er maten en tykk pasta, referert til som kym. Den etterlater magen gjennom den pyloriske lukkemuskelen nederst i magen.

Tynntarmen

Duodenum er den første delen av tynntarmen. Her blandes kymet med enzymer fra bukspyttkjertelen, galle fra leveren og tarmsaft:

Galle - produsert av leveren, det hjelper med å bryte ned fett og lagres i galleblæren.

Bukspyttkjerteljuice - inneholder en cocktail av enzymer, inkludert trypsinogen, elastase og amylase.

Tarmsaft - denne væsken aktiverer noen av enzymene i bukspyttkjertelen. Den inneholder også andre enzymer, slim og hormoner.

Maten fortsetter reisen gjennom de gjenværende delene av tynntarmen - jejunum og ileum - fordøyes gradvis mens den går. Når den er fullstendig nedbrutt, absorberes den i blodet.

Hos mennesker absorberes de aller fleste næringsstoffer i tynntarmen.

Små fingerlignende fremspring kalt villi stikker ut fra veggene i tolvfingertarmen og øker overflatearealet. Villi maksimerer mengden næringsstoffer som kan absorberes. Overflatearealet økes ytterligere av mikrovilli, som er enda mindre projeksjoner som kommer fra cellene i tarmens epitel (foring).

Tykktarmen

Også kalt tykktarmen og tykktarmen, er tyktarmen 1,5 meter lang. Selv om den er kortere enn tynntarmen, er den tykkere i diameter.

I tyktarmen absorberes vann og mineraler i blodet.

Mat reiser gjennom denne regionen mye langsommere for å tillate gjæring av tarmbakterier.

Tykktarmen absorberer produkter produsert av bakteriell aktivitet, som vitamin K, vitamin B12, tiamin og riboflavin.

Tykktarmen er delt inn i seksjoner:

Den stigende tykktarmen - dette inkluderer cecum (en pose som fester seg på ileum) og vedlegget (en annen liten pose. Dens funksjon er uklar, men den kan spille en rolle i å opprettholde tarmbakterier).

Tverrgående tykktarm - denne seksjonen krysser magen.

Den nedadgående kolon - denne seksjonen har en tett populasjon av tarmbakterier og brukes til å lagre avføring.

Sigmoid (S-formet) kolon - har muskulære vegger som hjelper til med å presse avføring inn i endetarmen.

Endetarmen

Alt rester som kroppen ikke kan bruke, flyttes til endetarmen og skilles ut gjennom anusen under avføring. Dette kan forekomme flere ganger på en enkelt dag, eller en gang med noen få dager.

Strekkreseptorer i endetarmveggen oppdager når kammeret er fullt og stimulerer ønsket om å gjøre avføring. Hvis avføring er forsinket, kan avføringen flyttes tilbake i tykktarmen der vann absorberes tilbake i kroppen. Hvis avføring blir utsatt i en lengre periode, fjernes mer vann, avføringen blir hard, og individet kan bli forstoppet.

Hvordan næringsstoffer brytes ned

Forskjellige komponenter i dietten er fordelt på forskjellige måter:

Protein - fordøyd av tre enzymer kalt pepsin (i magen), trypsin og chymotrypsin (i tolvfingertarmen, utskilt av bukspyttkjertelen).

Fett - språklig lipase begynner å fordøye fett i munnen. Imidlertid brytes det meste fett ned i tynntarmen av lipase i bukspyttkjertelen. Galle hjelper også i prosessen med å bryte ned fett.

Karbohydrat - spytt og amylase i pankreas bryter ned stivelse i individuelle glukosenheter. Laktase bryter ned laktose, sukkeret i melk. Sucrase bryter ned sukrose (bordsukker eller rørsukker).

DNA og RNA - nedbrutt av deoksyribonuklease (DNase) og ribonuklease (RNase) produsert av bukspyttkjertelen.

Ikke-destruktiv fordøyelse

Ikke all fordøyelse innebærer å bryte ned produkter.

Visse essensielle, komplekse molekyler vil bli ødelagt hvis de blandes med fordøyelsessaft i magen.

For eksempel er vitamin B12 veldig følsom for syre, og hvis den ble brutt ned i delene, kunne den ikke oppfylle sin rolle i kroppen.

I disse tilfellene finner ikke-destruktiv fordøyelse sted. For vitamin B12 binder et kjemikalie i spytt som kalles haptocorrin til og beskytter molekylet.

I tolvfingertarmen er bindingen delt, og B12 fester seg til den indre faktoren. Så, en gang i ileum, bærer spesielle reseptorer de to bundne molekylene i blodet.

Hormonell kontroll av fordøyelsen

Fordøyelse er en kompleks prosess som krever at forskjellige organer gjør trekk til rett tid. For eksempel må de riktige enzymene sprøytes på rett sted til rett tid og i riktige mengder. For å hjelpe til med å organisere dette systemet er en rekke hormoner involvert, disse inkluderer:

Gastrin - frigjøres i magen, dette hormonet stimulerer produksjonen av saltsyre og pepsinogen (en inaktiv form for pepsin). Gastrin produseres som svar på ankomsten av mat i magen. Surt pH-nivå reduserer nivåene av gastrin.

Secretin - stimulerer bikarbonatsekresjon for å nøytralisere syre i tolvfingertarmen.

Kolecystokinin (CCK) - også funnet i tolvfingertarmen, stimulerer dette hormonet bukspyttkjertelen til å frigjøre enzymer og galleblæren for å frigjøre galle.

Gastrisk hemmende peptid - reduserer magesåringen og reduserer farten som maten tømmes fra magen. Det utløser også utskillelsen av insulin.

Motilin - stimulerer produksjonen av pepsin og fremskynder peristaltikk.

Hva er poop?

Avhengig av individet og typen mat de har spist, tar fordøyelsen - fra munn til bad - 24–72 timer.

Poop eller avføring er restene av mat som ikke kunne absorberes av tynntarmen som har blitt råtnet av bakterier i tyktarmen. Den inneholder bakterier, og noen små mengder metabolske avfallsprodukter, som galle og bilirubin (fra nedbrytning av blod).

Avføring kan variere i farger mye (les mer om hva de forskjellige avføringsfargene betyr her) og kan være forskjellige konsistenser, fra vannaktig til solid.

I et nøtteskall

Fordøyelsen er like kompleks som den er viktig. Å overføre mat til nyttige komponenter involverer flere organer og systemer, en rekke kjemikalier og imponerende koordinering. Veien fra burger til poop er lang og svingete.