15.3 Emésztőrendszeri folyamatok

Tanulási célok

A szakasz végére:

Írja le az emésztés folyamatát!
Részletezze az emésztés és a felszívódás lépéseit
Határozza meg az eliminációt
Magyarázza el a vékonybél és a vastagbél szerepét a felszívódásban

A táplálékból és a táplálékból történő táplálék megszerzése többlépcsős folyamat. Az igazi állatok esetében az első lépés a lenyelés, az étel felvétele. Ezt emésztés, felszívódás és elimináció követi. A következő szakaszokban ezeket a lépéseket részletesen tárgyaljuk.

Lenyelés

Az ép táplálékban található nagy molekulák nem tudnak átjutni a sejtmembránokon. Az ételt kisebb részecskékre kell bontani, hogy az állatok hasznosíthassák a tápanyagokat és a szerves molekulákat. Ennek a folyamatnak az első lépése a lenyelés. A lenyelés az élelmiszer szájon át történő bevitelének folyamata. A gerinceseknél a fogak, a nyál és a nyelv fontos szerepet játszanak az ájulásban (az étel bolusszá történő elkészítése). Amíg az ételt mechanikusan bontják, a nyálban lévő enzimek kémiai úton kezdenek feldolgozni az ételt is. Ezeknek a folyamatoknak az együttes hatása módosítja az ételt a nagy részecskékből lágy tömeggé, amely lenyelhető és átjárhatja a nyelőcső hosszát.

Emésztés és felszívódás

Emésztés az élelmiszer mechanikus és kémiai lebontása apró szerves részekre. Fontos, hogy a makromolekulákat kisebb fragmentumokra bontsuk, amelyek megfelelő méretűek az emésztőrendszeri epitheliumban történő felszívódáshoz. A fehérjék, poliszacharidok és lipidek nagy, összetett molekuláit egyszerűbb részecskékké, például egyszerű cukorrá kell redukálni, mielőtt az emésztő hámsejtek felszívódnának. A különböző szervek az emésztési folyamatban meghatározott szerepet játszanak. Az állati étrendnek szénhidrátokra, fehérjére és zsírra, valamint vitaminokra és szervetlen összetevőkre van szüksége a táplálkozási egyensúly érdekében. A következő szakaszok tárgyalják ezen összetevők mindegyikének emésztését.

Szénhidrátok

A szénhidrátok emésztése a szájban kezdődik. Az amiláz nyálenzim megkezdi az élelmiszer-keményítők bontását maltózzá, diszachariddá. Mivel az étel bolusa a nyelőcsövön keresztül a gyomorba jut, a szénhidrátok jelentős emésztése nem történik meg. A nyelőcső nem termel emésztési enzimeket, de nyálkahártyát termel a kenéshez. A gyomor savas környezete megállítja az amiláz enzim működését.

A szénhidrát emésztés következő lépése a nyombélben történik. Emlékezzünk arra, hogy a gyomorból származó chyme belép a duodenumba, és keveredik a hasnyálmirigy, a máj és az epehólyag emésztőrendszerével. A hasnyálmirigy-gyümölcslevek tartalmaznak amilázt is, amely folytatja a keményítő és a glikogén bontását maltózzá, diszacharidokká. A diszacharidokat az úgynevezett enzimek monoszacharidokká bontják maltázok

, szukrák, és laktázok, amelyek a vékonybél falának ecsethatárában is jelen vannak. A maltáz glükózra bontja a maltózt. Más diszacharidokat, például a szacharózt és a laktózt szacharáz és laktáz bontja. A szacharáz a szacharózt (vagy „asztali cukrot”) glükózra és fruktózra, a laktáz pedig a laktózt (vagy „tejcukrot”) glükózra és galaktózra bontja. Az így keletkezett monoszacharidok (glükóz) felszívódnak, majd felhasználhatók metabolikus utakon az energia kiaknázására. A monoszacharidok a bélhámon át a véráramba kerülnek, hogy a test különböző sejtjeihez szállíthatók legyenek. A szénhidrát emésztés lépéseit a 15.16. Ábra és a 15.5. Táblázat foglalja össze.

15.16. Ábra. A szénhidrátok emésztését számos enzim végzi. A keményítőt és a glikogént az amiláz és a maltáz glükózra bontja. A szacharózt (asztali cukor) és a laktózt (tejcukor) szacharáz és laktáz bontja.

15. táblázat: Szénhidrátok emésztése A cselekvés helyén előállított enzim A végtermékekre ható szubsztrát

Nyálamiláz	Nyálmirigyek	Száj	Poliszacharidok (keményítő)	Diszacharidok (maltóz), oligoszacharidok
Hasnyálmirigy-amiláz	Hasnyálmirigy	Vékonybél	Poliszacharidok (keményítő)	Diszacharidok (maltóz), monoszacharidok
Oligoszacharidázok	A bél bélése; kefe határmembrán	Vékonybél	Diszacharidok	Monoszacharidok (pl. Glükóz, fruktóz, galaktóz)

Fehérje

A fehérje emésztés nagy része a gyomorban történik. A pepszin enzim fontos szerepet játszik a fehérjék emésztésében azáltal, hogy az ép fehérjét peptidekké bontja, amelyek négy-kilenc aminosav rövid láncai. A duodenumban más enzimek - tripszin, elasztáz, és kimotripszin- hatnak a peptidekre, redukálva azokat kisebb peptidekké. A tripszin-elasztázt, a karboxipeptidázt és a kimotripszint a hasnyálmirigy termeli, és a duodenumba engedi, ahol a chymán hatnak. A peptidek további aminosavakra történő további lebontását a peptidázoknak nevezett enzimek (azok, amelyek lebontják a peptideket) segítik. Kimondottan, karboxipeptidáz, dipeptidáz, és aminopeptidáz fontos szerepet játszanak a peptidek szabad aminosavakká történő redukálásában. Az aminosavak a vékonybélen keresztül felszívódnak a véráramba. A fehérje emésztés lépéseit a 15.17. Ábra és a 15.6. Táblázat foglalja össze.

15.17. Ábra
A fehérje emésztés egy többlépcsős folyamat, amely a gyomorban kezdődik és a belekben folytatódik.

Lipidek

A lipidek emésztése a gyomorban kezdődik nyelvi lipáz és gyomor lipáz segítségével. A lipid emésztés zöme azonban a hasnyálmirigy lipáz miatt a vékonybélben történik. Amikor a chyme belép a duodenumba, a hormonális válaszok kiváltják az epe felszabadulását, amely a májban termelődik és az epehólyagban tárolódik. Az epe segíti a lipidek emésztését, elsősorban emulgeálás útján triglicerideket. Az emulgeálás olyan folyamat, amelynek során a nagy lipidgömbök több apró lipidgömbre bomlanak. Ezek a kis gömbök szélesebb körben oszlanak el a chymában, nem pedig nagy aggregátumokat alkotnak. A lipidek hidrofób anyagok: víz jelenlétében aggregálódva gömböket képeznek, hogy minimalizálják a víznek való kitettséget. Az epe epes sókat tartalmaz, amelyek amfifatikusak, vagyis hidrofób és hidrofil részeket tartalmaznak. Így az epesók hidrofil oldala az egyik oldalon vízzel, a másik oldalon pedig a lipidekkel érintkezhet. Ezzel az epesók nagy lipidgömböket emulgeálnak kicsi lipidgömbökké.

15.18. Ábra.
A lipidek emészthetőek és felszívódnak a vékonybélben.

Vitaminok

A vitaminok lehetnek vízben vagy lipidekben oldhatóak. A zsírban oldódó vitaminok ugyanúgy felszívódnak, mint a lipidek. Fontos, hogy valamilyen mennyiségű étkezési lipidet fogyasszon, hogy elősegítse a lipidben oldódó vitaminok felszívódását. A vízben oldódó vitaminok a bélből közvetlenül felszívódhatnak a véráramba.

Koncepció működés közben

Ez a weboldal áttekintést nyújt a fehérje, zsír és szénhidrátok emésztéséről.

Az emésztési folyamatokra vonatkozó alábbi állítások közül melyik igaz?

A szájban lévő amiláz, maltáz és laktáz emésztik a szénhidrátokat.
A tripszin és a lipáz a gyomorban megemésztik a fehérjét.
Az epe emulgeálja a lipideket a vékonybélben.
A vékonybélig egyetlen étel sem szívódik fel.

Megszüntetés

Az emésztés utolsó lépése az emésztetlen élelmiszer-tartalom és salakanyagok eltávolítása. Az emésztetlen élelmiszerek a vastagbélbe jutnak, ahol a víz nagy része újra felszívódik. Emlékezzünk vissza arra, hogy a vastagbélben található a bélflóra nevű mikroflóra is, amely elősegíti az emésztési folyamatot. A félszilárd hulladékot az izom perisztaltikus mozgásai révén a vastagbélen mozgatják, és a végbélben tárolják. Amint a végbél kitágul a széklet anyagának tárolására reagálva, kiváltja az idegi jeleket, amelyek szükségesek az eliminációs vágy felállításához. A szilárd hulladékot a végbél perisztaltikus mozgásaival a végbélnyíláson keresztül távolítják el.

A megszüntetéssel kapcsolatos gyakori problémák

A hasmenés és a székrekedés a leggyakoribb egészségügyi probléma, amely befolyásolja az emésztést. A székrekedés olyan állapot, amikor a széklet megkeményedik a vastagbélben a felesleges vízeltávolítás miatt. Ezzel szemben, ha elegendő vizet nem távolítanak el az ürülékből, hasmenést eredményez. Sok baktérium, beleértve a kolerát okozó baktériumokat is, befolyásolja a vastagbélben a víz újrafelszívódásában szerepet játszó fehérjéket, és túlzott hasmenést eredményez.

Emesis

Az émezis vagy hányás az étel kiürítése a szájon keresztül történő erőteljes kiutasítással. Gyakran az emésztőrendszerre ható irritáló hatásra reagál, beleértve, de nem kizárólag vírusokat, baktériumokat, érzelmeket, látnivalókat és ételmérgezéseket. Az étel ilyen erőteljes kiutasítása a gyomorizmok által kiváltott erős összehúzódásoknak köszönhető. A hányás folyamatát a medulla szabályozza.

Összegzés

Az állati étrendnek kiegyensúlyozottnak és a test igényeinek kell megfelelnie. A szénhidrátok, a fehérjék és a zsírok az élelmiszer elsődleges összetevői. Néhány alapvető tápanyagra szükség van a sejtek működéséhez, de az állati test nem képes ezeket előállítani. Ezek közé tartoznak a vitaminok, ásványi anyagok, néhány zsírsav és néhány aminosav. A szükségesnél nagyobb mennyiségű ételt glikogénként tárolják a májban és az izomsejtekben, valamint a zsírsejtekben. A túlzott zsírtartalom elhízáshoz és súlyos egészségügyi problémákhoz vezethet. Az ATP a sejt energia pénzneme, és az anyagcsere útvonalakból származik. A felesleges szénhidrát és energia glikogénként tárolódik a szervezetben.