شارح: الامتصاص والتبرُّزالأحياء • الصف الثاني الثانوي

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف كيف تمتصُّ الأمعاء الدقيقة نواتِج عملية الهضْم، ونوضِّح كيفية تكيُّف الأمعاء الدقيقة في أداء هذه الوظيفة، ونشرح كيف يتخلَّص الجسم من الطعام الذي لا يمكن هضْمه عن طريق التبرُّز.

هل تعلم أن الطعام يمكن أن يستغرق من يومين إلى 5 أيام حتى يمر عبر الجهاز الهضمي بأكمله؟ ويمكنه استغراق ما يصل إلى 40 ساعة من هذه المدة في الأمعاء الغليظة فقط. وعلى الرغم من ذلك، فإن الأمعاء الغليظة في الواقع أقصر بكثير من الأمعاء الدقيقة. فبينما يبلغ طول الأمعاء الدقيقة نحو 7 m، يبلغ طول الأمعاء الغليظة 1.5 m فقط.

يُشكِّل كلا نوعي الأمعاء جزءًا من الجهاز الهضمي للإنسان، لكنهما يؤديان أدوارًا مختلفة تمامًا. فالأمعاء الدقيقة لها وظيفة رئيسية تتمثل في تكسير المغذيات المهمة وامتصاصها حتى تستفيد منها خلايا الجسم. وتلعب الأمعاء الغليظة دورًا في إعادة امتصاص الماء والأملاح من الطعام إلى الجسم قبل أن يخرج من الجسم في صورة براز.

الهضم هو العملية التي يتم فيها تكسير الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر، والتي يمكن للجسم امتصاصها والاستفادة منها. وعلى الرغم من أن الجزء الأكبر من عملية الهضم يحدث في الأمعاء الدقيقة، فإن هناك العديد من الأعضاء الأخرى في الجهاز الهضمي التي تُكسِّر أيضًا جزيئات الطعام إلى وحدات فرعية أصغر. هذه العملية مهمة للغاية؛ لأنها تعني أن الجزيئات تكون صغيرة بما يكفي لامتصاصها في مجرى الدم. ويُعدُّ الدم هو السائل الرئيسي الذي ينقل المغذيات، مثل السكريات البسيطة والأحماض الأمينية، إلى خلايا الجسم التي تحتاجها. وبمجرد وصول هذه الجزيئات الصغيرة إلى خلايا الجسم، يمكن أن يُعاد بناءها لتكوِّن العديد من الجزيئات الأكبر المختلفة للَعِب أدوار حيوية متعددة.

لننظر إلى الرحلة التي يمر بها الطعام عبر الجهاز الهضمي للوصول إلى الأمعاء. يمكن ملاحظة الأعضاء الرئيسية التي تؤدي عمليات الهضم في الشكل (1)، حيث يتم الإشارة إلى الاتجاه الذي يمر به الطعام بأسهم زرقاء.

القناة الهضمية هي أنبوب طويل للغاية يمر عبره الطعام، بدايةً من الفم وصولًا إلى فتحة الشرج. دعونا نعرف أي الأعضاء هي جزء من هذه القناة الهضمية.

يُوضَع الطعام أولًا في الفم، ثم تسحقه الأسنان إلى كرة تُسمى مُضغة. وهذا يُسمى الهضم في الفم. ومن الفم، تمر المُضغة نزولًا من المريء إلى المعدة. وبمجرد أن تصل المُضغة إلى المعدة، يحدث الهضم في المعدة، حيث يختلط الطعام بالعُصارات المَعِدِيَّة ويُطلَق عليه في هذه المرحلة اسم كيموس. ثُم ينتقل هذا الكيموس إلى الأمعاء الدقيقة، حيث تحدث عملية الهضم في الأمعاء. ثم ينتقل الكيموس إلى الأمعاء الغليظة، التي تُعيد امتصاص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم لتكوين براز صُلب. ويُخزَّن هذا البراز في المستقيم قبل أن يتخلص منه الجسم عن طريق عملية التبرُّز عبر فتحة الشرج.

ربما تكون قد لاحظت أن الطعام لا يمر خلال جميع الأعضاء في الشكل (1). ويُطلَق على أي عضو يلعب دورًا في عملية الهضم لكنه لا يؤثر على الطعام نفسه مباشرةً اسم العضو المُلحق. والأعضاء المُلحقة الرئيسية في الجهاز الهضمي للإنسان هي الغدد اللعابية، والبنكرياس، والكبد، والمرارة.

دعونا نركز على تركيب الأمعاء الدقيقة ووظيفتها.

الأمعاء الدقيقة هي أنبوب طويل يوجد في البطن. ويحدث الجزء الأكبر من عملية الهضم الكيميائي فيها، حيث تُهضَم البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات بواسطة الإنزيمات داخلها. حتى هذه المرحلة، ينتقل الطعام عبر القناة الهضمية، لكنه لا يدخل أي خلية من خلايا الجسم. تمتص الأمعاء الدقيقة نواتج عملية الهضم في خلايا جدار الأمعاء حتى يمكن نقلها إلى خلايا الجسم لتأدية العمليات الأساسية.

على سبيل المثال، تستفيد خلايا الجسم من الأحماض الأمينية الناتجة عن هضم البروتينات في نمو الجسم وبناءه. ويُستفَاد من السكريات البسيطة الناتجة عن عملية هضم الكربوهيدرات باعتبارها مصدر للطاقة في التنفس. ويمكن كذلك تخزين هذه الطاقة في صورة مختلفة للاستفادة منها لاحقًا. ويمكن أن يعاد بناء الأحماض الدهنية وجزيئات الجليسرول الناتجة عن هضم الليبيدات لتكون جزيئات مختلفة من الليبيدات لتكوين الأغشية والمواد العازلة.

تتكيف الأمعاء الدقيقة بطرق عديدة لتتم عملية الامتصاص بفعالية. حيث يوفِّر طولها الهائل مساحة سطح كبيرة جدًّا يمكن من خلالها امتصاص المغذيات. وتوجد انثناءات تشبه الأصابع على طول جدار اللفائفي، وهو الجزء الأخير من الأمعاء الدقيقة، وتعمل هذه الانثناءات على زيادة مساحة السطح لحوالي 10 أمتار مربعة. والجدار مطوي بشكل كبير إلى هذه التراكيب التي تُسمى الخملات (مفردها: خملة)، والتي يمكننا رؤيتها في الشكل (2).

تحتوي الخملات على أوجه تكيف تساعد على امتصاص الطعام في خلايا الأمعاء. فهي توفر مساحة سطح كبيرة وتتحرك باستمرار لتساعد الطعام على الحركة والاختلاط بالإنزيمات. كما أنها توفر إمداد دموي كثيف لخلايا الأمعاء عن طريق الشعيرات الدموية، وهو ما يمكننا رؤيته في الشكل (2). هذا يعني أن الطعام المهضوم يمكن أن ينتشر، أو يُنقل عن طريق النقل النشط، عبر خلايا الأمعاء وإلى مَجرى الدم. ومن ثَمَّ، يحتوي هذا الدم المُتدفق المُنتقل من الأمعاء الدقيقة على الماء، والأملاح المعدنية، وبعض الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء، والجلوكوز، والأحماض الأمينية. ويُنقل هذا الدم إلى الكبد عن طريق الوريد البابي الكبدي. وبمجرد مروره عبر الكبد، ينقله الوريد البابي الكبدي إلى القلب عن طريق الوريد الأجوف السفلي.

تحتوي الخملات على تراكيب تسمى الأوعية اللبنية، التي يمكننا رؤيتها في الشكل (2) موضَّحة بالخطوط الخضراء. تتصل الأوعية اللبنية بالجهاز الليمفاوي في الجسم، وتمتص الليبيدات المهضومة، والتي تكون كبيرة للغاية فلا يمكن أن تدخل إلى مجرى الدم مباشرةً، بل تدخل إلى الليمف بدلًا من ذلك. تُكسَّر الليبيدات المهضومة إلى أحماض دهنية وجليسرول في الأمعاء الدقيقة. وتُمتص هذه الأحماض الدهنية، والجليسرول، وبعض الليبيدات غير المهضومة إلى الأوعية اللبنية. كما تَمتص الأوعية اللبنية كلًّا من فيتامين أ، د، هـ، ك إلى الليمف.

بمجرد أن تمتص الأوعية اللبنية هذه المغذيات، يتم نقلها في الجهاز الليمفاوي لتصب في الوريد الأجوف العلوي في نهاية المطاف. والدم، الذي يحمل المغذيات الأخرى التي امتصتها الشعيرات الدموية الموجودة في خملات الأمعاء الدقيقة، ينتهي به المطاف في الوريد الأجوف السفلي. والوريدان الأجوفان العلوي والسفلي هما وريدان من الأوردة الرئيسية التي تُعيد الدم إلى القلب. ثم ينقله القلب إلى خلايا الجسم في الأعضاء التي تحتاج إليه.

مثال ٢: تحديد الموقع المُستهدَف لنواتج الهضم

يوضِّح الشكل المُعطى تركيب الخملات التي تُبطِّن الأمعاء الدقيقة. الوظيفة الأساسية لهذه الخملات هي امتصاص معظم نواتج الهضم. أين تُنقَل هذه النواتج؟

1. إلى المعدة لتُكسَّر وتُمتَص في القناة الهضمية.
2. إلى الكُلى لتخرج مع البول.
3. إلى الجلد لتُفرَز في صورة عرق.
4. إلى الأعضاء التي تحتاج إليها عن طريق مجرى الدم والجهاز الليمفاوي.
5. إلى الأمعاء الغليظة ليُتخلَّص منها في صورة براز.

الحل

الخملات هي انثناءات تُشبه الأصابع على طول جدار الأمعاء الدقيقة المطوي للغاية.

تحتوي الخملات على تكيفات تساعد على امتصاص الطعام إلى خلايا الأمعاء. فهي توفر مساحة سطح كبيرة وتتحرك باستمرار لتساعد الطعام على الحركة والاختلاط بالإنزيمات. كما أنها توفر إمداد دموي كثيف لخلايا الأمعاء عن طريق الشعيرات الدموية. هذا يعني أن الطعام المهضوم يمكن أن ينتشر، أو يُنقل عن طريق النقل النشط، عبر خلايا الأمعاء وإلى مجرى الدم، حتى يُنقل إلى الكبد عن طريق الوريد البابي الكبدي. ومن ثَمَّ، يحتوي هذا الدم المُتدفق المُنتقل من الأمعاء الدقيقة على الماء، والأملاح المعدنية، وبعض الفيتامينات، والجلوكوز، والأحماض الأمينية. وبمجرد مرور الدم عبر الكبد، ينقله الوريد الكبدي إلى القلب عبر الوريد الأجوف السفلي.

تحتوي الخملات أيضًا على تراكيب يُطلق عليها الأوعية اللبنية، والتي يمكننا رؤيتها في الشكل (2). وتتصل هذه الأوعية اللبنية بالجهاز الليمفاوي في الجسم، وهي تمتص الليبيدات المهضومة، والتي تكون كبيرة للغاية فلا يمكن أن تدخل إلى مجرى الدم مباشرةً، بل تدخل إلى الليمف بدلًا من ذلك. تُكسَّر الليبيدات المهضومة إلى أحماض دهنية وجليسرول في الأمعاء الدقيقة. وتُمتَص هذه الأحماض الدهنية، والجليسرول، والليبيدات غير المهضومة إلى الأوعية اللبنية. كما تَمتص هذه الأوعية اللبنية كلًّا من فيتامين أ، د، هـ، ك إلى الليمف.

بمجرد أن تمتص الأوعية اللبنية هذه المغذيات، يتم نقلها في الجهاز الليمفاوي لتصب في الوريد الأجوف العلوي في نهاية المطاف. والدم، الذي يحمل المغذيات الأخرى التي امتصتها الشعيرات الدموية الموجودة في خملات الأمعاء الدقيقة، ينتهي به المطاف في الوريد الأجوف السفلي. والوريدان الأجوفان العلوي والسفلي هما وريدان من الأوردة الرئيسية التي تُعيد الدم إلى القلب. ثم ينقله القلب إلى خلايا الجسم في الأعضاء التي تحتاج إليه.

بما أن الخملات تتواجد على جدران الأمعاء الدقيقة، التي تلي المعدة في القناة الهضمية، فإن نواتج الهضم لن تنتقل عائدةً إلى المعدة. كما أن نواتج الهضم التي تمتصها الخملات مفيدة للجسم؛ ولذلك لن يُتخلَّص منها في صورة بول أو عرق أو تخرج في صورة براز.

ومن ثَمَّ، تنتقل هذه النواتج إلى الأعضاء التي تحتاج إليها عن طريق مجرى الدم والجهاز الليمفاوي.

إن الخلايا الطلائية التي تُشكِّل الطبقة الخارجية لكل خملة لها كذلك أوجه تكيُّف لزيادة معدل امتصاص المغذيات.

الخملات الدقيقة، كما نراها في الشكل (3)، هي انثناءات تُشبه الأصابع، وهي تُبطِّن سطح الغشاء الخلوي للخلايا الطلائية للأمعاء. وهذا من شأنه أن يزيد مساحة السطح التي يتم امتصاص المغذيات من خلالها.

بمجرد امتصاص المغذيات المفيدة في الشعيرات الدموية أو الأوعية اللبنية في الأمعاء الدقيقة، يمر ما تبقى من الكيموس غير المهضوم إلى الأمعاء الغليظة. ويوضِّح الشكل (4) الأجزاء المختلفة من الأمعاء الغليظة التي يمر بها الكيموس قبل أن يتخلص منه الجسم.

تتمثل الوظيفة الأساسية للأمعاء الغليظة في امتصاص الماء والأملاح من هذا الطعام غير المهضوم. وجدار الأمعاء الغليظة مطوي بدرجة كبيرة لزيادة معدل الامتصاص. يدخل الطعام غير المهضوم أولًا إلى المصران الأعور في الأمعاء الغليظة من الأمعاء الدقيقة. وتوضِّح الأسهم الحمراء في الشكل (4) المسار الذي يتخذه الكيموس عبر الأمعاء الغليظة.

تتخذ البقايا المتبقية من الكيموس في الأمعاء الغليظة شكل براز شبه صلب. وهناك الكثير من البكتيريا في الأمعاء الغليظة، وهي تساعد على تكسير هذا الطعام غير المهضوم، الذي قد يحتوي على تلك الأطعمة الغنية بالألياف، مثل الحبوب، وحتى بعض الفواكه والخضراوات. يتم إخراج العديد من هذه البكتيريا كجزء من البراز، وهي المسئولة عن رائحته الكريهة. يُخزَّن البراز في المستقيم قبل أن يتم إخراجه من الجسم عن طريق فتحة الشرج في عملية يُطلق عليها التبرُّز. ويحدث التبرُّز نتيجة حدوث تقلصات عضلية في المستقيم، وارتخاء حلقة من العضلات في فتحة الشرج تُسمى العضلة العاصرة الشرجية.

يسهل المُخاط الذي تفرزه الطبقة المُخاطية لجدار الأمعاء الغليظة من عملية التبرز؛ ما يعمل على تليين البراز أثناء خروجه من فتحة الشرج. كما أن النظام الغذائي الغني بالألياف مفيد في مرور الطعام غير المهضوم عبر الأمعاء الغليظة، حيث إنه يضيف بعض الكتلة إلى البراز؛ ما يجعله أكبر حجمًا وأكثر ليونة. وهذا يسمح بمرور البراز عبر الأمعاء الغليظة بسرعة أكبر، ويجعل عملية التبرُّز أسهل.

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الإخراج والتبرُّز هما الأمر نفسه. فبينما يتخلص الإخراج من الفضلات الأيضية المتكونة بواسطة الخلايا، يُشير التبرُّز إلى التخلُّص النهائي من الفضلات غير المهضومة في صورة براز من خلال عملية التبرُّز.

لنلخص بعض النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الشارح.