عملية هضم وامتصاص ونقل العناصر الغذائية

يُركز علم التغذية على الدور الرئيسي في تلبية احتياجات الجسم من الطاقة والعناصر الغذائية اللازمة لاستمرار النشاط الخلوي. لذا، سنتناول اليوم عملية هضم الطعام وامتصاصه ونقله، بالإضافة إلى تأثيرات هذه العناصر الغذائية المختلفة في الجسم، ودور الإنزيمات في عملية الهضم.

على الرغم من أن الطعام يتخذ أشكالاً متنوعة، إلا أنه يُصنف إلى ستة أشكال كيميائية رئيسية هي: الكربوهيدرات، والبروتينات، والدهون، والفيتامينات، والمعادن، والماء، وتُعرف هذه مجتمعةً باسم العناصر الغذائية. ولكن قبل عملية الهضم والامتصاص والنقل، من المهم معرفة سبب ضرورة هضم العناصر الغذائية.

تُستخدم هذه العناصر الغذائية، كما قد تعلم بالفعل، لأداء الوظائف المختلفة، أي توفير الطاقة وبناء الجسم والحماية من الأمراض وما إلى ذلك.

من بين هذه العناصر الغذائية الستة الرئيسية، تُعدّ الكربوهيدرات والبروتينات والدهون فقط هي التي تمدّ الجسم بالطاقة. تُفكّك المواد الغذائية المتناولة إلى مكونات أصغر تنتقل بعد ذلك إلى الجهاز الهضمي ثم إلى مجرى الدم.

قصص ذات صلة

ما هو مشروب الشاي الأخضر المركز ولماذا تحتاجه؟ طرق لاستبدال الدهون المشبعة بطريقة غنية وصحية: العلم يدعم ذلك

تُسمى العملية التي يتم من خلالها تحويل العناصر الغذائية الرئيسية (الكربوهيدرات والبروتينات والدهون) إلى مواد بسيطة ثم تمريرها إلى الجهاز الهضمي ثم إلى مجرى الدم بالهضم والامتصاص.

ما هي عملية الهضم والامتصاص ونقل العناصر الغذائية؟

تُفكك المواد الغذائية المتناولة إلى مكونات أصغر تتوفر في الدم. وتتمثل العملية التي يتم من خلالها تحويل العناصر الغذائية الرئيسية، وهي الكربوهيدرات والبروتينات والدهون، إلى سكريات بسيطة وأحماض أمينية وأحماض دهنية. الجلسرين يشكل مرورها من الفم إلى الأمعاء الدقيقة عملية الهضم.

تتم عملية الهضم بمساعدة إفرازات من الغدد اللعابية والمعدة والبنكرياس، حيث تنظم الضوابط الهرمونية والعصبية هذه الإفرازات. الزغيبات الدقيقة تُعد الأمعاء الموقع الرئيسي للامتصاص.

ما هو الامتصاص؟

تتضمن عملية الامتصاص نقل المواد عبر الغشاء المخاطي من الجهاز الهضمي إلى الأوعية الدموية والليمفاوية. ويتضمن النقل آليات نقل مختلفة.

هضم الكربوهيدرات.

تبدأ عملية تناول الطعام من الفم بفعل الإنزيمات. الأميليز اللعابي وتقوم الأميليز اللعابية بتفكيك الكربوهيدرات الموجودة في الطعام، وخاصة النشا، إلى نشا. الدكسترينات, الجلوكوز و مالتوز.

يؤدي وجود حمض الهيدروكلوريك في المعدة إلى إيقاف عمل الأميليز اللعابي عند دخول الطعام إلى المعدة.

عندما الكيموس عند دخولها إلى الاثني عشر، تساعد درجة الحموضة القلوية للعصارة البنكرياسية في هضم النشا/الدكسترين مادة صمغية ويتم تحويل الجليكوجين بواسطة إنزيم الأميليز البنكرياسي. أما النواتج النهائية فهي المالتوز والإيزومالتوز وغيرها.

تُكمل الإنزيمات الموجودة في الغشاء الحدودي للأمعاء الدقيقة عملية هضم مختلف أنواع الطعام. السكريات الثنائية من النظام الغذائي وناتج عمل إنزيم الأميليز البنكرياسي مثل المالتوز،, إيزومالتوز, ، السكروز واللاكتوز.

المنتجات النهائية لهضم الكربوهيدرات هي السكريات الأحادية، أي الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز كما هو موضح هنا.

تذكر أن السليلوز لا يُهضم في الجهاز الهضمي البشري بسبب غياب... إنزيم السليولاز.

عملية امتصاص ونقل الكربوهيدرات.

يتم امتصاص الكربوهيدرات بشكل أساسي من خلال عملية النقل السلبي والنشط.

النقل السلبي.

تُعدّ السكريات الأحادية هي النواتج النهائية لهضم الكربوهيدرات. ويتم امتصاصها من السكريات الأحادية إلى الجهاز البابي للدم، والذي يتم من خلاله نقلها أولاً إلى الكبد ثم إلى باقي أجزاء الجسم.

تمر البنتوزات والفركتوز عبر الحاجز المعوي عن طريق الانتشار السلبي البسيط وأيضًا عن طريق الانتشار الميسر الذي يشمل البروتينات الناقلة.

النقل النشط.

يتم امتصاص الجلوكوز والجالاكتوز عبر آلية النقل النشط. ويتم تسهيل نقل الجلوكوز بواسطة بروتين ناقل، يحتوي على مواقع ارتباط منفصلة للجلوكوز والصوديوم.

يتم نقل كليهما عبر الغشاء البلازمي وبعد إطلاق الصوديوم والجلوكوز في السيتوسول (الوسط السائل للسيتوبلازم)، يعود البروتين الناقل ليحمل حمولة جديدة.

يتم نقل الصوديوم وفقًا لتدرج تركيزه، وفي الوقت نفسه يتسبب في قيام الناقل بنقل الجلوكوز عكس تدرج تركيزه.

يتم الحصول على الطاقة الحرة اللازمة لهذا النقل النشط من تحلل ATP المرتبط بمضخة الصوديوم التي تطرد Na⁺ من الخلية.

يتم تثبيط النقل النشط للجلوكوز بواسطة أوبين (جليكوسيد قلبي)، وهو مثبط لمضخة الصوديوم، و بواسطة فلوريهيزين, ، وهو مثبط معروف لإعادة امتصاص الجلوكوز في الأنابيب الكلوية.

هضم البروتين.

ال السكريات الأحادية تتسبب الإفرازات التي تفرزها العصارة المعدية والبنكرياسية والمعوية في تحلل البروتينات في الجهاز الهضمي.

باستثناء الببتيدازات المعوية، يتم تنشيط جميع الإنزيمات المحللة للبروتين عن طريق تحويل السلائف الكبيرة غير النشطة التي تسمى الزيموجينات إلى إنزيمات وظيفية.

يعمل إنزيم البيبسين على بروتينات الطعام ويحولها إلى ببتونات وبروتوزات.

يتم هضم الببتيدات المتكونة في المعدة في الأمعاء بواسطة التربسين،, الكيموتريبسين, التربسين و كاربوكسي ببتيداز يتم إفرازها في العصارة البنكرياسية.

نواتج هذه الإنزيمات هي الأحماض الأمينية الحرة،, ثنائيات الببتيد والببتيدات الصغيرة. يتم تحلل الببتيدات المتبقية في خلايا الغشاء المخاطي المعوي بواسطة أمينوببتيداز و ثنائي الببتيداز.

إن نواتج التحلل النهائية للبروتينات المهضومة هي أحماض أمينية مفردة أو سلاسل صغيرة من اثنين أو ثلاثة أحماض أمينية.

ال البروتيني تتمتع الإنزيمات ببعض الخصوصية الملحوظة في إزالة سلسلة البروتين عند بعض بقايا الأحماض الأمينية المحددة.

امتصاص البروتين.

تتم عملية هضم البروتينات وامتصاص الأحماض الأمينية في جميع أنحاء الأمعاء الدقيقة.

امتصاص ونقل الأحماض الأمينية والببتيدات.

بشكل عام، تُهضم البروتينات الغذائية بالكامل تقريباً إلى أحماضها الأمينية المكونة لها. ومع ذلك، يتم امتصاص هذه الأحماض بسرعة من الأمعاء إلى الدم البابي.

يتم تحلل بعض ثنائيات الببتيد من خلال الببتيدازات تتواجد هذه الأحماض الأمينية في الخلايا الامتصاصية، بحيث يتم إطلاقها فقط في الدم البابي.

تُمتص الأحماض الأمينية من النوع D عن طريق الانتشار البسيط. أما الأحماض الأمينية من النوع L (الموجودة في الأطعمة) فتتطلب نظامًا ناقلًا لامتصاصها. وتتشابه آلية امتصاص الأحماض الأمينية من حيث المبدأ مع آلية امتصاص السكريات الأحادية.

ال بلازما لومينية يحتوي غشاء الخلية الامتصاصية على أربعة ناقلات للأحماض الأمينية تعتمد على الصوديوم على الأقل (واحد لكل من الأحماض الأمينية الحمضية والقاعدية والمحايدة والعطرية).

ينقل كل نظام أحماضًا أمينية متشابهة بنيويًا. ترتبط هذه النواقل بالأحماض الأمينية فقط بعد ارتباطها بالصوديوم. ثم يخضع الناقل المحمّل بالكامل لعملية تحوّل تغمر الصوديوم والأحماض الأمينية في السيتوبلازم، ثم يعود إلى شكله الأصلي.

لذلك، فإن امتصاص الأحماض الأمينية يعتمد كلياً على الميل الكهروكيميائي للصوديوم في الظهارة.

يتضمن نظام حاملات الطاقة هذا أيضًا فيتامين ب6 (فوسفات البيريدوكسال) أثناء نقل الأحماض الأمينية.

إلى جانب الأحماض الأمينية، يتم امتصاص كمية كبيرة من الببتيدات الصغيرة أيضًا بواسطة محدد فراغي أنظمة النقل (التي تحددها بنية الأحماض الأمينية).

تُمتص هذه الببتيدات الصغيرة دون الاعتماد على الصوديوم، على الأرجح عبر جزيء ناقل واحد. وتختلف آليات امتصاص الببتيدات عن آليات امتصاص الأحماض الأمينية.

هضم الدهون.

على الرغم من وجود إنزيم الليباز في المعدة، إلا أنه يبقى غير نشط بسبب البيئة الحمضية لمحتويات المعدة. لذلك، يتم هضم الدهون المتناولة بشكل أساسي في الأمعاء الدقيقة.

يتم خلط الدهون الموجودة في الطعام مع الصفراء وتنتقل الإفرازات البنكرياسية إلى الاثني عشر. تعمل أملاح الصفراء على استحلاب الدهون قبل أن يقوم إنزيم الليباز البنكرياسي بتنشيطها.

الليباز البنكرياسي يؤثر على الدهون الثلاثية الغذائية بعد دمجها في الخليط المذيلات في تجويف الأمعاء.

يعمل الليباز كحلقة وصل بين الماء وجزيئات ثلاثي الغليسيرول. ويتيسر عمله التحفيزي بوجود الكوليباز (عامل مساعد بروتيني صغير ضروري لليباز البنكرياسي لتحليل الدهون الغذائية بكفاءة)، والذي ينتجه البنكرياس أيضاً.

إنزيم الليباز البنكرياسي متخصص في الأحماض الدهنية المتبقية في الموضعين 1 و3 من جزيء الجليسريل، مما يؤدي إلى تحرير 2-أحادي أسيل جليسرول وحمضين دهنيين من جزيء ثلاثي أسيل جليسرول.

إن نواتج الهضم النهائية لتناول ثلاثي الغليسيرول هي الأحماض الدهنية الحرة والجلسرين وأحادي الغليسيرول.

بعد التحلل المائي، تنتشر النواتج من المذيلات إلى غشاء الخلية المخاطية المعوية. يتم امتصاص الفوسفوجليسريدات الموجودة في النظام الغذائي بواسطة فوسفوليباز البنكرياس، ويتم تحلل إسترات الكوليسترول إلى كوليسترول وأحماض دهنية من خلال عمل إستراز الكوليسترول.

امتصاص ونقل الدهون.

تُمتص الدهون بآلية تختلف تمامًا عما رأيناه بالنسبة للسكريات الأحادية والأحماض الأمينية. في الواقع، يختلف امتصاص الدهون الثلاثية الغذائية والدهون الثلاثية متوسطة السلسلة الموجودة في الطعام أيضًا.

امتصاص ثلاثي أسيل الجليسرول طويل السلسلة.

تحتوي الدهون الثلاثية الموجودة في الطعام العادي الذي نتناوله على أحماض دهنية طويلة السلسلة (معظمها أحماض دهنية مشبعة وغير مشبعة تحتوي على 16 و 18 ذرة كربون).

يعمل إنزيم الليباز البنكرياسي تحديدًا على بقايا الأحماض الدهنية في الموضعين 1 و3 من جزيء الجليسريل، مما ينتج عنه 2-أحادي سيل جليسرول، ويمكن للأحماض الدهنية المتحررة أن تعبر غشاء الخلية. ومع ذلك، يتم امتصاصها عن طريق الانتشار إلى خلايا الغشاء المخاطي للصائم. اللفائفي.

تُعاد عملية تصنيع جزيئات ثلاثي الغليسيرول داخل الخلايا المخاطية. ويُغطى هذا الثلاثي الغليسيرول المُعاد تصنيعه بالبروتين أو الكوليسترول أو الفوسفوليبيد لتكوين كريات صغيرة تُسمى الكيلوميكرونات.

بدلاً من امتصاصها مباشرة في دم الشعيرات الدموية، هذه التربسين يتم نقلها أولاً إلى الوعاء اللمفاوي الذي يخترق كل زغابة.

يتم تصريف اللمف الغني بالكيلوميكرونات إلى الجهاز اللمفاوي، الذي يتدفق بسرعة إلى الدم. تتفكك الكيلوميكرونات المحمولة بالدم بسرعة ويتم استخدام دهونها الأساسية في جميع أنحاء الجسم.

امتصاص الدهون الثلاثية متوسطة السلسلة.

الدهون الثلاثية متوسطة السلسلة، التي تحتوي على أحماض دهنية ذات عدد ذرات كربون أقل من 10 إلى 12 ذرة. تُمتص هذه الدهون سليمة إما على سطح الزغابات المخاطية أو داخل الخلايا نفسها. ثم تُحلل إلى أحماض دهنية حرة وجليسرول بواسطة إنزيم الليباز الموجود داخل الخلية.

تنتقل الأحماض الدهنية المتحررة مباشرة إلى الوريد البابي. ويعمل ألبومين البلازما كناقل لهذه الأحماض الدهنية، حيث ينقلها إلى الكبد على شكل أحماض دهنية عبر الدورة الدموية البابية.

لذلك، نعرف كيف يتم امتصاص الدهون في الجسم.

الآن، يجب نقل الدهون (الليبيدات) الممتصة من النظام الغذائي عبر الدم. بلازما الدم بيئة مائية، وكما نعلم جميعًا، فإن الليبيدات غير قابلة للذوبان في الماء.

فكيف يتم نقلها في الدم؟

حسناً، الدهون غير قابلة للذوبان في الماء، لذا فإن المركبات الدهنية مثل الكوليسترول والأحماض الدهنية والفيتامينات الذائبة في الزيت والدهون الثلاثية تحتاج إلى الارتباط بالبروتينات، لتكوين بروتينات دهنية قابلة للذوبان في الماء، وذلك لكي يتم نقلها.

يتم نقل معظم الدهون في الدم على شكل ثلاثي الغليسيريدات داخل البروتينات الدهنية (جسيمات تحتوي على لب من الدهون الكارهة للماء محاطة بغلاف من البروتينات والفوسفوليبيدات والكوليسترول).

تُساعد أربع مجموعات رئيسية من البروتينات الدهنية في نقل الدهون. وتشمل هذه المجموعات ما يلي:

1. الكيلوميكرونات - وظيفتها هي نقل الدهون الثلاثية الغذائية.
2. البروتين الدهني منخفض الكثافة جداً (VLDL) - وظيفته هي نقل الدهون الثلاثية المصنعة داخلياً.
3. البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) - دوره الرئيسي هو نقل الكوليسترول وإسترات الكوليسترول.
4. البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL) - يعكس نقل الكوليسترول وتبادله البروتينات الدهنية.

الأسئلة الشائعة.

الخلاصة.

يمكن الاستنتاج أن للتغذية دورًا بالغ الأهمية في حياة الإنسان. فبدون الطعام لا يستطيع أحد العيش. لذا، فإن كل ما نأكله يُهضم ويُمتص ويُنقل في جميع أنحاء الجسم، بحيث تحصل كل أجزاء الجسم على العناصر الغذائية. وتتم هذه العمليات بطريقة منهجية.

وبذلك، بعد هضم وامتصاص ونقل العناصر الغذائية في الجسم، يتحول ما تبقى من الطعام غير المهضوم إلى نواتج نهائية. وتتم هذه العملية برمتها بمشاركة العديد من الإنزيمات.

+2 مصادر