فيديو: الامتصاص والتبرُّز الأحياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نصف طريقة امتصاص الأمعاء الدقيقة لنواتج عملية الهضم. وسوف نتعرف على أوجه تكيف الأمعاء الدقيقة التي تساعدها في أداء هذه الوظيفة حتى تستطيع خلايا الجسم الحصول على المغذيات التي تحتاجها. وسوف نشرح أيضًا كيف يتخلص الجسم من الطعام الذي لا يمكن هضمه عن طريق التبرز.

هل تعلم أن الطعام قد يستغرق من يومين إلى خمسة أيام للمرور عبر الجهاز الهضمي بأكمله؟ وقد يستغرق ما يصل إلى 40 ساعة من هذه المدة في الأمعاء الغليظة فقط. على الرغم من ذلك، فإن الأمعاء الغليظة أقصر بكثير من الأمعاء الدقيقة. يبلغ طول الأمعاء الدقيقة حوالي سبعة أمتار، ويبلغ طول الأمعاء الغليظة نحو 1.5 متر فقط. يشكل كلا نوعي الأمعاء جزءًا من الجهاز الهضمي للإنسان، لكنهما يؤديان أدوارًا مختلفة تمامًا. دعونا نلق نظرة سريعة على الرحلة التي يمر بها الطعام عبر الجهاز الهضمي ليصل إلى الأمعاء.

القناة الهضمية، الموضحة في هذا الشكل باللون الوردي، هي أنبوب طويل للغاية يمر من خلاله الطعام، بداية من الفم ووصولًا إلى فتحة الشرج. دعونا نر الأعضاء الأخرى التي تتكون منها القناة الهضمية. يوضع الطعام أولًا في الفم؛ حيث يهرس إلى كرة تسمى كتلة الطعام الممضوغ، وتنتقل هذه الكتلة إلى المريء ثم إلى المعدة. وبمجرد وصول كتلة الطعام الممضوغ إلى المعدة، يختلط الطعام بالعصارات الهضمية ويطلق عليه اسم الكيموس. يتحرك بعد ذلك الكيموس إلى الأمعاء الدقيقة.

تؤدي الأمعاء الدقيقة وظيفة رئيسية تتمثل في تكسير المغذيات المهمة الموجودة في الطعام الذي نتناوله وامتصاصها حتى تستفيد منها خلايا الجسم. عملية تكسير المغذيات الكبيرة الموجودة في الطعام باستخدام العوامل الحفازة الحيوية التي تعرف بالإنزيمات تسمى بعملية الهضم الكيميائي. يتحرك الكيموس بعد ذلك إلى الأمعاء الغليظة، التي تعيد امتصاص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم لتكوين البراز. والبراز هو فضلات الطعام الصلبة غير المهضومة التي يتم إخراجها من الأمعاء الغليظة بعد الهضم عن طريق التبرز. يخزن البراز بعد ذلك في المستقيم قبل أن يتخلص منه الجسم من الأمعاء الغليظة عن طريق فتحة الشرج. وهذه العملية تسمى التبرز.

والآن، دعونا نلق نظرة على أسباب أهمية عملية الهضم لجسم الإنسان قبل أن نتناول تركيب الأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة، ووظيفة كل منهما بمزيد من التفاصيل. الهضم هو عملية يتم فيها تكسير الجزيئات الكبيرة الموجودة في الطعام إلى جزيئات أصغر حجمًا يمكن لخلايا الجسم امتصاصها والاستفادة منها. على الرغم من أن الجزء الأكبر من عملية الهضم يحدث في الأمعاء الدقيقة، فهناك عدة أعضاء أخرى في الجهاز الهضمي، مثل المعدة، تعمل أيضًا على تكسير جزيئات الطعام إلى وحدات فرعية أصغر. وتعد هذه العملية مهمة للغاية؛ لأنها تعني أن الجزيئات قد أصبحت الآن صغيرة بما يكفي لامتصاصها في مجرى الدم.

الدم هو السائل الرئيسي الذي ينقل المغذيات إلى خلايا الجسم التي تحتاج إليها. والمغذيات هي المواد التي يحتاجها الجسم من أجل الحصول على الطاقة ومواد بناء الجسم والتحكم في عملياته. تتمثل المغذيات الأساسية التي يحتاج إليها الإنسان في الماء والكربوهيدرات والبروتينات والليبيدات والفيتامينات والمعادن. وبمجرد وصول هذه الجزيئات الصغيرة إلى خلايا الجسم، يمكن أن يعاد بناؤها لتكون العديد من الجزيئات الأكبر المختلفة لتلعب أدوارًا حيوية ومتنوعة. دعونا نركز أولًا على تركيب الأمعاء الدقيقة ووظيفتها؛ حيث يتم فيها هضم معظم البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات ثم امتصاصها لاحقًا في الدم.

الأمعاء الدقيقة تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية. يدخل الطعام أولًا إلى الاثني عشر. وينتقل بعد ذلك إلى الصائم. وفي النهاية، يتحرك الطعام إلى اللفائفي قبل أن يدخل إلى الأمعاء الغليظة. حتى المرحلة التي يدخل فيها الطعام إلى الأمعاء الدقيقة، فإنه ينتقل عبر القناة الهضمية لكنه لا يدخل أي خلية من خلايا الجسم. وإذا نظرنا إلى مقطع عرضي لجزء من الأمعاء الدقيقة، فسنلاحظ أنها عضو مجوف على شكل أنبوب، مبطن بخلايا طلائية. تمتص الأمعاء الدقيقة نواتج عملية الهضم في خلايا جدار الأمعاء هذه حتى يمكن نقلها إلى خلايا الجسم الأخرى لأداء الوظائف الأساسية.

على سبيل المثال، تهضم البروتينات إلى أحماض أمينية يمكن إعادة بنائها بعد ذلك لتكوين مجموعة من البروتينات المختلفة داخل خلايا الجسم نفسها للاستفادة منها في النمو والتجدد. تستخدم أيضًا السكريات البسيطة الناتجة عن هضم الكربوهيدرات على أنها مخزن للطاقة. فعلى سبيل المثال، يمكن الاستفادة من الجلوكوز في التنفس الخلوي لإطلاق الطاقة. يمكن كذلك للكربوهيدرات الكبيرة، مثل الجليكوجين، أن تخزن هذه الطاقة للاستفادة منها في وقت آخر. تتكسر الليبيدات إلى أحماض دهنية وجليسرول. ويمكن إعادة بنائها بعد ذلك لتكون جزيئات ليبيدات مختلفة داخل خلايا الجسم لاستخدامها على أنها طريقة مختلفة لتخزين الطاقة أو للحماية أو للعزل أو لتكوين الأغشية.

تتكيف الأمعاء الدقيقة بطرق عديدة لتتم عملية الامتصاص بفعالية. فطولها الهائل يوفر مساحة سطح كبيرة جدًّا يمكن من خلالها امتصاص المغذيات. من أوجه التكيف الأخرى التي توفر مساحة سطح كبيرة في الأمعاء الدقيقة البروزات التي تشبه الأصابع على طول جدار اللفائفي، وهو الجزء الأخير من الأمعاء الدقيقة. لذا، دعونا نكبر هذه البروزات ونتعرف عن قرب على أوجه تكيفها. تسمى هذه البروزات بالخملات، ومفردها خملة. تزيد الخملات من مساحة سطح الأمعاء الدقيقة لامتصاص المغذيات بفعالية. وبفضل هذه الخملات، تصل مساحة سطح جدار الأمعاء الدقيقة إلى نحو 10 أمتار مربعة. والآن، دعونا نلق نظرة عن قرب على الخملات لمعرفة أوجه التكيف الأخرى التي لديها للمساعدة على امتصاص المغذيات في خلايا الأمعاء.

حسنًا، بالإضافة إلى توفير الخملات لمساحة سطح كبيرة، فإنها تتحرك أيضًا باستمرار في حركة تمايل للأمام والخلف للمساعدة على تحريك الطعام وخلطه مع الإنزيمات. وتوفر أيضًا إمدادًا دمويًّا كثيفًا لخلايا الأمعاء عن طريق الشعيرات الدموية الموضحة هنا باللون الأحمر. الشعيرات الدموية هي أوعية دموية صغيرة تصل بين الشرايين والأوردة وتكون شبكات حول أنسجة الجسم لتبادل الغازات والمواد الأخرى. هذا يعني أن المغذيات الناتجة عن هضم الطعام يمكن أن تنتشر أو تنقل عن طريق النقل النشط عبر خلايا الأمعاء إلى مجرى الدم. والإمداد الدموي الذي ينتقل من اللفائفي في الأمعاء الدقيقة يحتوي على الماء والأملاح المعدنية وبعض الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء والجلوكوز والأحماض الأمينية. ينتقل الدم أولًا إلى الكبد ثم إلى القلب لضخه إلى خلايا الجسم الأخرى، ومن ثم لتوصيل كل المغذيات التي تحتاج إليها هذه الخلايا.

تحتوي الخملات أيضًا على أوعية لبنية، وهي ممثلة في هذا الشكل باللون الأخضر. ترتبط الأوعية اللبنية بالجهاز الليمفاوي للجسم. وتمتص الليبيدات المهضومة الكبيرة بدرجة لا تسمح لها بالدخول إلى الدم مباشرة، فتدخل الليمف بدلًا من ذلك. تهضم الليبيدات إلى أحماض دهنية وجليسرول في الأمعاء الدقيقة. وتمتص بعد ذلك هذه الأحماض الدهنية والجليسرول وبعض الليبيدات غير المهضومة في الأوعية اللبنية. تمتص الأوعية اللبنية أيضًا فيتامينات ‪A‬‏ و‪D‬‏ و‪E‬‏ و‪K‬‏ إلى الليمف. وبمجرد امتصاص الأوعية اللبنية لهذه المغذيات، تنتقل هذه المغذيات إلى الجهاز الليمفاوي لإفراغها في النهاية في مجرى الدم عند وصلة كبيرة لإعادتها إلى القلب. بعد ذلك، ينقل القلب هذه المغذيات إلى خلايا الجسم الموجودة في الأعضاء التي تحتاج إليها.

والآن، دعونا نلق نظرة عن قرب على إحدى الخلايا الطلائية التي تبطن كل خملة لنرى أوجه تكيفها التي تساعدها في زيادة معدل امتصاص المغذيات. سنلاحظ في هذا الشكل أن كل خلية طلائية في الأمعاء تحتوي على الكثير من الانثناءات الصغيرة على سطحها، وتسمى هذه الانثناءات بالخملات الدقيقة. تشير كلمة «الدقيقة» إلى التركيب الصغير للغاية، ونرى أنها تسمى بهذا الاسم؛ لأنها خملات صغيرة للغاية. الخملات الدقيقة هي انثناءات مجهرية صغيرة تشبه الأصابع وتوجد على سطح الغشاء الخلوي للخلايا الطلائية في الأمعاء. تزيد الخملات الدقيقة من مساحة السطح الذي يمكن من خلاله امتصاص المغذيات. وبمجرد امتصاص المغذيات المفيدة إلى الشعيرات الدموية أو الأوعية اللبنية في الأمعاء الدقيقة، يمر ما تبقى من الكيموس غير المهضوم إلى الأمعاء الغليظة.

الوظيفة الأساسية للأمعاء الغليظة هي امتصاص الماء والأملاح من هذا الطعام غير المهضوم. ويتميز جدار الأمعاء الغليظة، مثل الأمعاء الدقيقة، بأنه مطوي بدرجة كبيرة لزيادة معدل الامتصاص. الطعام غير المهضوم من الأمعاء الدقيقة يدخل أولًا إلى الأمعاء الغليظة، في منطقة تسمى الأعور. وبقايا الكيموس في الأمعاء الغليظة تصبح برازًا شبه صلب. هناك الكثير من البكتيريا في الأمعاء الغليظة، وهي تساعد على تكسير هذا الطعام غير المهضوم، الذي قد يحتوي على تلك الأطعمة الغنية بالألياف، مثل الحبوب وبعض الفواكه والخضراوات. يخرج العديد من هذه البكتيريا في البراز، وهي مسئولة عن رائحته الكريهة.

يساعد النظام الغذائي الذي يحتوي على نسبة عالية من الألياف في مرور الطعام غير المهضوم خلال الأمعاء الغليظة؛ حيث تضيف هذه الألياف كتلة للبراز، وهذا يجعله أكبر حجمًا لكن أكثر ليونة. وهذا يعني أن البراز يمر عبر الأمعاء الغليظة بشكل أسرع، وكذلك تصبح عملية التبرز أسهل. يخزن البراز في المستقيم قبل أن يتخلص منه الجسم عن طريق فتحة الشرج، من خلال عملية تسمى التبرز. ويحدث التبرز نتيجة حدوث تقلصات عضلية في المستقيم وارتخاء حلقة من العضلات في فتحة الشرج تسمى العضلة العاصرة الشرجية.

يسهل أيضًا المخاط الذي تفرزه الطبقة المخاطية في جدار الأمعاء الغليظة من عملية التبرز؛ حيث يعمل على تليين البراز عند مروره من فتحة الشرج. وبذلك، تقدم لنا الأمعاء الغليظة وظيفة أساسية أخرى، وهي التبرز.

والآن، دعونا نراجع ما تعلمناه عن الامتصاص والتبرز من خلال تطبيق معرفتنا على بعض الأسئلة التدريبية.

ينتقل الطعام غير المهضوم إلى الأمعاء الغليظة. ما الوظيفة الرئيسية للأمعاء الغليظة؟ (أ) تمتص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم. (ب) تمتص الطعام المهضوم وتنقله إلى مجرى الدم. (ج) تكسر الكربوهيدرات والبروتينات إلى المونومرات المكونة لهما. (د) تستحلب الدهون. (هـ) تفرز إنزيمات الهضم.

تعطينا خيارات الإجابة العديد من الوظائف المختلفة لمكونات الجهاز الهضمي المختلفة. لكن مطلوب منا في السؤال معرفة وظيفة الأمعاء الغليظة تحديدًا. لذا، دعونا نلق نظرة على الوظائف المختلفة لأجزاء مختلفة من الجهاز الهضمي لنرى أيًّا منها يرتبط بالأمعاء الغليظة. يوضح لنا هذا الشكل رسمًا مبسطًا للجهاز الهضمي للإنسان؛ حيث تمثل الأمعاء الغليظة، وهي العضو الذي يعنينا في السؤال، باللون الوردي.

يدخل الطعام أولًا إلى الفم؛ حيث تفرز إنزيمات الهضم. فتبدأ هذه الإنزيمات في تحفيز تكسير المغذيات الكبيرة الموجودة في الطعام. وفي الفم تحديدًا، يتضمن ذلك تكسير الكربوهيدرات الكبيرة إلى جزيئات أصغر. ينتقل الطعام بعد ذلك عبر المريء إلى المعدة. تفرز في المعدة إنزيمات مختلفة عن تلك التي تعمل في الفم. فالإنزيمات التي تفرز في المعدة مسئولة عن بدء تكسير البروتينات الموجودة في الطعام. ينتقل الطعام بعد ذلك من المعدة إلى الجزء الأول من الأمعاء الدقيقة. في هذه المرحلة، يفرز مزيد من الإنزيمات في الأمعاء الدقيقة بواسطة عضو يسمى البنكرياس. وهذه الإنزيمات التي يفرزها البنكرياس يمكن أن تكسر البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات في الأمعاء الدقيقة.

دعونا نسم التراكيب الأخرى التي ذكرناها حتى الآن. في هذه المرحلة من عملية الهضم، جميع الإنزيمات التي تعمل على تكسير الطعام ستكون قد أفرزت بالفعل، لكننا لم نصل بعد إلى الأمعاء الغليظة. هذا لأنه عند وصول الطعام إلى نهاية الأمعاء الدقيقة، تكون عملية الهضم الكيميائي، التي تحدث باستخدام الإنزيمات، قد انتهت بالفعل. لذا، يمكننا استبعاد أحد خيارات الإجابة لدينا؛ لأننا نعلم أن الأمعاء الغليظة غير مسئولة عن إفراز إنزيمات الهضم؛ حيث لن يعمل أي من هذه الإنزيمات في الأمعاء الغليظة. يمكننا أيضًا قول إن وظائف الأمعاء الغليظة لا تتضمن تكسير الكربوهيدرات والبروتينات إلى المونومرات المكونة لهما.

لا يزال لدينا في الشكل عضوان لم نستكشفهما بعد. هذا العضو يسمى الكبد. إحدى وظائف الكبد هي إنتاج مادة تسمى العصارة الصفراوية، تفرز في الأمعاء الدقيقة. ووظيفة العصارة الصفراوية هي استحلاب الدهون، وهذا يسهل تكسيرها من خلال الإنزيمات. تحدث هذه العملية في الأمعاء الدقيقة لا في الأمعاء الغليظة. ومن ثم، يمكننا استبعاد أحد الخيارات الأخرى للإجابة.

لقد علمنا من قبل أن إحدى وظائف الأمعاء الدقيقة هي تكسير المغذيات باستخدام إنزيمات الهضم. ومن الوظائف الأخرى للأمعاء الدقيقة أيضًا امتصاص الوحدات الفرعية التي تتكون نتيجة هضم المغذيات الكبيرة. يمتص هذا الطعام المهضوم إلى مجرى الدم. وعندما يصل الطعام إلى الأمعاء الغليظة، فإن معظم المغذيات تكون قد تم امتصاصها بالفعل إلى مجرى الدم. ومن ثم، نستنتج أن هذه ليست الوظيفة الرئيسية للأمعاء الغليظة.

وإنما وظيفة الأمعاء الغليظة هي امتصاص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم إلى الدم. وهي مسئولة أيضًا عن التبرز للتخلص من أي طعام غير مهضوم يتبقى بعد مرور الطعام عبر الأمعاء الغليظة. بذلك، نكون قد استنتجنا أن الوظيفة الرئيسية للأمعاء الغليظة هي الخيار (أ)؛ تمتص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم.

دعونا نتناول الآن سؤالًا آخر.

كيف يتم التخلص من معظم الفضلات من الجهاز الهضمي؟ (أ) من خلال الإخراج، (ب) عن طريق التنفس، (ج) من خلال إعادة الامتصاص في الأمعاء الغليظة، (د) في صورة بول، (هـ) في صورة براز.

حسنًا، لفهم كيف يمكننا الإجابة عن هذا السؤال، دعونا نر ما يعنيه بعض المصطلحات الرئيسية المستخدمة في خيارات الإجابة لدينا. الإخراج هو عملية تحدث في كل خلية من خلايا الجسم تقريبًا؛ حيث يتم التخلص من الفضلات الناتجة عن التفاعلات الأيضية. وقد تكون هذه الفضلات، على سبيل المثال، ثاني أكسيد الكربون، الذي ينتج عن التنفس الخلوي في الخلايا العضلية ويجب التخلص منه.

ومن المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الإخراج والتبرز هما العملية نفسها. لكنهما عمليتان مختلفتان. ففي حين يتخلص الإخراج من الفضلات الأيضية الناتجة عن الخلايا، يشير التبرز إلى التخلص النهائي من الفضلات غير المهضومة من الأمعاء الغليظة، وهذا يحدث عن طريق عملية تسمى التبرز. ومن ثم، نستنتج أن الإخراج ليس طريقة التخلص من معظم الفضلات من الجهاز الهضمي.

التنفس الخلوي هو عملية تحدث في الخلايا، وتتكسر فيها المركبات التي تحتوي على الكربون، مثل الجلوكوز، لإطلاق الطاقة. وعلى الرغم من أننا علمنا بالفعل أن الخلايا تتخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج عن التنفس الخلوي عن طريق الإخراج، فإننا نعلم أن الإخراج والتبرز عمليتان مختلفتان. لذا، فإن هذه الإجابة غير صحيحة أيضًا.

الوظيفة الأساسية للأمعاء الغليظة هي امتصاص الماء والأملاح من الطعام غير المهضوم إلى مجرى الدم. لكن الفضلات غير مفيدة للجسم، بل يمكن أن تكون ضارة. لذا، لن يعاد امتصاص الفضلات في الأمعاء الغليظة، وهذا يوضح لنا أيضًا أن هذا الخيار غير صحيح.

هذا الشكل يوضح لنا الكليتين، وهما مسئولتان عن تكوين البول. والبول هو فضلات تتكون بواسطة الكليتين، ويخزن في المثانة قبل أن يتخلص منه الجسم أثناء التبول. يتخلص الجسم، عن طريق التبول، من الفضلات والنواتج الضارة، تمامًا مثلما يفعل التبرز في الأمعاء الغليظة. لا تعد الكليتان والمثانة جزءًا من الجهاز الهضمي، وهو الجهاز الذي يعنينا في هذا السؤال. هذا يعني أن البول ينتج عن طريق أعضاء مختلفة ويتخلص منه الجسم عن طريق أنبوب مختلف، وهو قناة مجرى البول، وليس عن طريق فتحة الشرج. ومن ثم، نستنتج أن هذا الخيار غير صحيح أيضًا.

ينتهي الجهاز الهضمي بالأمعاء الغليظة؛ حيث يتكون البراز شبه الصلب بعد امتصاص الماء والأملاح في مجرى الدم. ولعلنا نتذكر أن الجسم يتخلص من هذا البراز من خلال التبرز عبر فتحة الشرج. وبذلك، نؤكد أن معظم الفضلات يتم التخلص منها من الجهاز الهضمي في صورة براز، وهذا يطابق الخيار (هـ).

والآن، دعونا نراجع بعض النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الفيديو. نحن نعلم الآن أن الوظيفتين الرئيسيتين للأمعاء الدقيقة هما هضم المغذيات الموجودة في الطعام وامتصاصها. تتكيف الأمعاء الدقيقة جيدًا لإجراء عملية الامتصاص نظرًا لمساحة سطحها الكبيرة، التي تزيد بواسطة الخملات والخملات الدقيقة في جدار الأمعاء. الشعيرات الدموية والأوعية اللبنية المحيطة بهذه الخملات تحمل المغذيات المهضومة إلى جميع أنحاء الجسم عن طريق الدم والجهاز الليمفاوي. الوظيفتان الرئيسيتان للأمعاء الغليظة هما امتصاص الماء والأملاح في الدم، والتبرز. تتكيف الأمعاء الغليظة جيدًا لأداء وظيفتيها بفضل مساحة سطحها الكبيرة نوعًا ما ووجود خلايا تفرز المخاط في جدارها لتسهيل عملية التبرز.