فيديو: عملية الهضم الأحياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نصف عمليات الهضم في جسم الإنسان وسبب الأهمية البالغة لعملية الهضم. وسوف نتعرف على الأنواع المختلفة للهضم الذي يحدث عندما يبدأ الطعام في الانتقال عبر الجهاز الهضمي ابتداء من الفم، حيث يحدث الهضم في الفم، ثم ينتقل بعد ذلك إلى المعدة، حيث يحدث الهضم في المعدة، ثم ينتقل بعد ذلك إلى الأمعاء الدقيقة، حيث يحدث الهضم في الأمعاء. كما سنتعرف على الأدوار المهمة لأنواع الإنزيمات المختلفة التي تشارك في الهضم الكيميائي، ودور العضلات وتراكيب الجسم الأخرى في القيام بالهضم الميكانيكي.

يؤدي الجهاز الهضمي مهامه في الجسم باستمرار دون توقف، سواء كنا نقف بشكل مستقيم أم رأسًا على عقب، أو مستيقظين، أو حتى ونحن نائمون، باستخدام المواد الكيميائية والعضلات وتراكيب أخرى من أجل تكسير الطعام الذي نتناوله إلى قطع صغيرة. الهضم هو عملية تكسير الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر. وهذا أمر ضروري، إذ يجب علينا تكسير المغذيات الكبيرة في الطعام الذي نتناوله إلى قطع صغيرة بما يكفي ليتم امتصاصها في مجرى الدم.

ولكن كيف يحدث هذا تحديدًا؟ تتكسر هذه الجزيئات الكبيرة إلى الوحدات الفرعية الأصغر المكونة لها عن طريق مواد كيميائية تسمى الإنزيمات، ويختص كل منها بنوع الركيزة التي يعمل على تكسيرها. تعمل الإنزيمات الموجودة في الجهاز الهضمي على تكسير الروابط داخل جزيء الركيزة لتكوين نواتج أصغر. وبذلك تصبح معظم هذه النواتج صغيرة بما يكفي للانتقال إلى الشعيرات الدموية التي تحيط بأجزاء معينة من الجهاز الهضمي. وبعد ذلك يمكن للدم المار عبر هذه الشعيرات الدموية أن ينقل النواتج عبر أجزاء الجسم إلى جميع الخلايا التي قد تحتاج إليها.

يوضح هذا الشكل مخططًا لبعض الأعضاء الرئيسية في الجهاز الهضمي للإنسان. ضع في اعتبارك أن كل جزء في الشكل ممثل هنا بلون مختلف، لكن في الحقيقة، يظهر الجهاز الهضمي في الغالب باللون الوردي المائل إلى الحمرة أو البني. يمكننا استخدام هذا الشكل في جميع أجزاء الفيديو لتحديد الأعضاء الأخرى التي ينتقل خلالها الطعام، فيما يعرف باسم القناة الهضمية. ويمكننا أيضًا استخدام هذا الشكل لتحديد الأعضاء المختلفة التي لا ينتقل الطعام من خلالها مباشرة، لذا فهي ليست جزءًا من القناة الهضمية، ولكنها لا تزال مفيدة لعملية الهضم. هذه الأعضاء، التي تعرف باسم الأعضاء الملحقة، ممثلة باللون الأزرق في هذا الشكل، وسنتناولها بمزيد من التفصيل عند تناولنا كل مرحلة من مراحل عملية الهضم.

فلنبدأ إذن. لنفترض أنك تناولت للتو قضمة من شطيرة دجاج لذيذة. أول مكان يدخل إليه الطعام هو الفم، وفيه يحول إلى كرة يشار إليها باسم كتلة الطعام الممضوغ. الفم هو أول موقع للهضم. ويشار لهذه العملية باسم الهضم في الفم. ويتضمن الهضم في الفم العديد من التراكيب والمواد الكيميائية المختلفة داخل الفم وفي المناطق المحيطة به.

لنلق نظرة فاحصة على الفم والمناطق المحيطة به، حتى نتمكن من ملاحظة كيفية حدوث الهضم في الفم بمزيد من التفصيل. تتكيف أسنان الإنسان تكيفًا جيدًا لمضغ أنواع مختلفة من الطعام، حيث إن أجسامنا متكيفة لنكون خليطي التغذية، أي لنأكل كلًّا من المنتجات الحيوانية والنباتية. تقوم القواطع الموجودة في مقدمة الفك بتقطيع الطعام، في حين تعمل الأنياب المجاورة على الإمساك بالطعام وتمزيقه إلى قطع أصغر. وفي الجزء الخلفي من الفك، تطحن الضروس الأمامية والضروس الخلفية الطعام لتوفر له مساحة سطح أكبر. غالبًا ما نعتقد أن اللسان ما هو إلا أداة لتذوق الطعام، ولكنه في الواقع يعد عضلة أيضًا. كما أنه يؤدي دورًا مهمًّا في تحريك الطعام، ومساعدة الأسنان على طحنه.

جميع هذه العمليات أمثلة على الهضم الميكانيكي، باستخدام عضلات الفك لطحن الطعام إلى قطع صغيرة. يؤدي الهضم الميكانيكي إلى جعل نفس حجم الطعام الذي تم تكسيره ذا مساحة سطح أكبر. هذا يسهل على الإنزيمات، الممثلة هنا بالأسهم الخضراء، هضم الطعام، لأنه يزيد من مساحة السطح الذي تعمل عليه هذه الإنزيمات لتكسير المغذيات الكبيرة والطعام بدرجة أكبر.

بوجه عام، يتضمن الهضم الميكانيكي التراكيب الصلبة مثل الأسنان أو العضلات مثل اللسان، ويحدث في مناطق أخرى في الجهاز الهضمي. لكن دعونا ننه الهضم في الفم أولًا.

بالإضافة إلى الهضم الميكانيكي، يحدث الهضم الكيميائي أيضًا في الفم، ويستخدم هذا المصطلح عمومًا للإشارة إلى دور الإنزيمات في الهضم. يوضح هذا الشكل منظرًا جانبيًّا مكبرًا للفم وبعض المناطق المحيطة به. تناولنا بالفعل وظائف اللسان والأسنان في الهضم الميكانيكي، ولكن دعونا نر كيف تلعب بعض هذه التراكيب الأخرى دورًا في الهضم الكيميائي الذي يحدث في الفم.

لعلك تتذكر أننا نشير إلى التراكيب الزرقاء في الشكل باسم الأعضاء الملحقة. في هذا المنظر المكبر للفم، يمكننا أن نرى ثلاث غدد من الأزواج الثلاثة للغدد اللعابية. وهي أول مثال لنا على الأعضاء الملحقة.‪‎‏‬‏ ووظيفة الغدد اللعابية هي إفراز اللعاب في الفم. يحتوي اللعاب على مخاط يعمل على تليين الطعام بجعله أكثر سيولة. يحتوي اللعاب أيضًا على إنزيمات تسمى الأميليز.

لنرى كيف يؤدي الأميليز وظيفته. يبدأ الأميليز في تكسير الكربوهيدرات، مثل جزيئات النشا الكبيرة في الطعام، إلى سكريات أصغر، مثل المالتوز وهو سكر ثنائي. وهذا يحدث من خلال عملية التحلل المائي، التي تعني تكسير الجزيء باستخدام الماء. وفي النهاية، يتكسر المالتوز إلى سكريات أحادية صغيرة، تسمى الجلوكوز، بواسطة إنزيم آخر يسمى المالتيز. ويحدث هذا في القناة الهضمية، ولكن في وقت لاحق.

يعمل الأميليز بشكل أفضل في بيئة ضعيفة القلوية، ويكون الرقم الهيدروجيني الأمثل له نحو 7.4. من المهم أن نلاحظ أن الرقم الهيدروجيني الأمثل يكون محددًا لكل إنزيم، لذلك يختلف اعتمادًا على الإنزيم الذي نتحدث عنه. يعد الأميليز مثالًا واحدًا على الإنزيمات المشاركة في الهضم الكيميائي في عملية الهضم، وسنتناول المزيد من هذه الإنزيمات لاحقًا.

يوجد في مؤخرة الفم أنبوبان، أحدهما هي القصبة الهوائية التي تمتد إلى الرئتين والآخر هو المريء الذي يمتد إلى المعدة. عادة ما تبقى سديلة من الأنسجة تسمى لسان المزمار مفتوحة، مما يسمح للغازات مثل الأكسجين بالانتقال إلى القصبة الهوائية وإلى الرئتين. ومن أجل منع دخول الطعام إلى القصبة الهوائية، فإنه عند وصول كتلة الطعام الممضوغ إلى البلعوم في مؤخرة الفم، ترتفع القصبة الهوائية والحنجرة، اللذان يعرفان أيضًا باسم صندوق الصوت، إلى أعلى، مما يؤدي إلى إغلاق لسان المزمار للقصبة الهوائية. لذلك لا يدخل أي طعام أو شراب إلى القصبة الهوائية، بل يدخل فقط إلى المريء. وإذا لم يغلق لسان المزمار القصبة الهوائية، فقد يدخل الطعام أو الشراب إلى الرئتين ويسبب الاختناق.

بمجرد وصول الطعام إلى المريء، فإنه يحتاج بعد ذلك إلى الانتقال إلى المعدة. لذلك دعونا نر كيف يقوم المريء بتلك الوظيفة. المريء أنبوب طويل تحتوي بطانته على خلايا غدية تفرز المخاط على كتلة الطعام الممضوغ. وتحتوي بطانة المريء أيضًا على عضلات حلقية. تنقبض هذه العضلات الحلقية وتنبسط بانتظام لنقل كتلة الطعام الممضوغ عبر المريء إلى المعدة. تسمى هذه العملية الحركة الدودية للأمعاء، وهي الانقباض والانبساط المنتظم لهذه العضلات الحلقية، التي يمكنها نقل الطعام وأحيانًا خلط كتلة الطعام الممضوغ مع العصارات الهضمية في أعضاء معينة من الجسم، على الرغم من أن هذا لا يحدث في المريء. تحدث الحركة الدودية للأمعاء أيضًا في المعدة والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة. بما أن العضلات تشارك في هذه العملية، فإن هذا يعد مثالًا جيدًا على الهضم الميكانيكي.

بعد ذلك، دعونا نتناول الهضم في المعدة، الذي يشير إلى العمليات التي تحدث في المعدة. سنحتاج إلى رؤية منظر مقرب لفهم عملية الهضم في المعدة بوضوح. لذا، دعونا نر منظرًا مكبرًا للمعدة حيث تتصل مع الجزء السفلي للمريء. عندما تقترب كتلة الطعام الممضوغ من نهاية المريء، فإنها تصل إلى حلقة عضلية سميكة تسمى العضلة العاصرة الفؤادية. عادة ما تكون العضلة العاصرة الفؤادية مغلقة ولكنها تفتح عندما تصل كتلة الطعام الممضوغ إليها، مما يسمح للحركات الدودية للأمعاء بدفع كتلة الطعام الممضوغ خارج المريء إلى المعدة.

المعدة كيس عضلي قادر على تحريك الطعام من خلال الحركة الدودية للأمعاء. ومثل الفم، يحدث الهضم الميكانيكي أيضًا في المعدة. بمجرد وصول كتلة الطعام الممضوغ إلى المعدة، تختلط مع العصارة المعدية وتصبح أكثر سيولة. في هذه المرحلة، لا نشير إليها باسم كتلة الطعام الممضوغ، ولكن تعرف بعد ذلك باسم الكيموس.

تحتوي العصارة المعدية، التي تعرف أحيانًا باسم حمض المعدة، على حمض الهيدروكلوريك القوي. ويساعد حمض الهيدروكلوريك من جهتين. أولًا، إذا دخلت مسببات الأمراض، وهي عوامل بيولوجية مسببة للأمراض، مثل البكتيريا، إلى الجهاز الهضمي نتيجة تناولها بوصفها جزءًا من الطعام، فإن حمض الهيدروكلوريك الموجود في المعدة سيقتل معظمها. إذن، فإن حمض الهيدروكلوريك يمنع مسببات الأمراض هذه من دخول بقية الجهاز الهضمي، أو من الدخول إلى مجرى الدم، وهو الأمر الأسوأ. ثانيًا، يوفر حمض الهيدروكلوريك أيضًا البيئة الحمضية المثلى للإنزيمات التي تؤدي وظائفها في المعدة.

تحتوي العصارة المعدية أيضًا على مادة تسمى الببسينوجين، التي تفرزها الخلايا المبطنة للمعدة. الببسينوجين هو صورة غير نشطة من إنزيم. يسمح الرقم الهيدروجيني الحمضي الذي يوفره حمض الهيدروكلوريك بتنشيط الببسينوجين وتحويلها إلى إنزيم يسمى الببسين.

دعونا نلق نظرة عن قرب على كيفية أداء الببسين لوظائفه باعتباره إنزيمًا في المعدة. الببسين هو أحد أمثلة إنزيمات البروتييز. يوضح لنا الجزء الأول المشترك بين كلمة البروتييز وكلمة البروتينات وهو «بروتيـ»، أن إنزيم البروتييز يكسر البروتينات. وعلى وجه التحديد، يحفز الببسين التحلل المائي للبروتينات إلى عديدات ببتيد أصغر حجمًا. وفي النهاية، تتكسر عديدات الببتيد هذه إلى أحماض أمينية عن طريق إنزيمات البروتييز الأخرى الموجودة في الأمعاء الدقيقة. يتراوح الرقم الهيدروجيني الأمثل للببسين بين 1.5 و2.5، لذلك فهو يعمل بكفاءة عالية في بيئة المعدة الحمضية.

يحمي المخاط المبطن للمعدة الخلايا الموجودة في جدارها من أن تهضم بواسطة الببسين. وهضم البروتينات إلى عديدات الببتيد هو مثال آخر على الهضم الكيميائي.

عند قاع المعدة، توجد حلقة عضلية أخرى تسمى العضلة العاصرة البوابية. عادة ما تكون العضلة العاصرة البوابية مغلقة أيضًا، ولكن يؤدي انقباض الحركة الدودية للأمعاء إلى فتحها لفترة وجيزة، مما يسمح لبعض الكيموس بالمرور من المعدة إلى الجزء الأول من الأمعاء الدقيقة، الذي يسمى الاثني عشر.

الجزء الأخير من عملية الهضم هو الهضم في الأمعاء، ويحدث بشكل أساسي في الأمعاء الدقيقة. الأمعاء الدقيقة هي الموقع الذي يحدث فيه معظم الهضم الكيميائي في القناة الهضمية، حيث تهضم الإنزيمات الموجودة في الأمعاء الدقيقة البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات. تفرز معظم إنزيمات الهضم في الأمعاء الدقيقة من خلال عضو ملحق يسمى البنكرياس. وبضبط مواضع الأعضاء الأخرى قليلًا، يمكننا أن نرى كيف يتصل البنكرياس بالاثني عشر في الأمعاء الدقيقة بمزيد من الوضوح.

يمثل هذا التركيب الأخضر الذي يمر عبر البنكرياس القناة البنكرياسية المسؤولة عن نقل العصارة البنكرياسية، التي تحتوي على كل هذه الإنزيمات، إلى الاثني عشر، حيث تختلط العصارة البنكرياسية مع العصارة المعوية.

دعونا نلق نظرة فاحصة على الإنزيمات التي تحتوي عليها العصارة البنكرياسية والتي تؤدي وظائفها داخل الأمعاء الدقيقة. تحتوي العصارة البنكرياسية على العديد من إنزيمات الكربوهيدريز التي تحفز التحلل المائي للكربوهيدرات، الذي قد تتذكر أنه بدأ في الفم باستخدام الأميليز. في الأمعاء الدقيقة، على سبيل المثال، يمكن لإنزيمات الكربوهيدريز مثل المالتيز تكسير المالتوز إلى جزيئات الجلوكوز. وتحتوي العصارة البنكرياسية أيضًا على الليبيز، الذي يحفز التحلل المائي لليبيدات في الطعام إلى أحماض دهنية وجليسرول.

وتحتوي العصارة البنكرياسية أيضًا على إنزيمات البروتييز، التي قد تتذكر أنها تكسر البروتينات. يفرز التربسينوجين باعتباره جزءًا من العصارة البنكرياسية، ومثله مثل الببسينوجين، فهو صورة غير نشطة لأحد إنزيمات البروتييز. وينشط التربسينوجين من خلال إنزيم آخر موجود في العصارة المعوية يسمى الإنتروكينيز. عندما يدخل التربسينوجين إلى الأمعاء الدقيقة ويختلط مع الإنتروكينيز، فإنه يتحول إلى صورته النشطة، وهي التربسين. التربسين هو أحد إنزيمات البروتييز الذي يحفز التحلل المائي لعديدات الببتيد والببتيدات إلى وحدات صغيرة، ويحفز تكسيرها في النهاية إلى وحدات المونومر الفرعية وهي الأحماض الأمينية.

يدخل بعض من العصارة المعدية من المعدة إلى داخل الأمعاء الدقيقة. لكن العصارة البنكرياسية تحتوي كذلك على مادة أخرى تسمى بيكربونات الصوديوم، التي تعادل العصارة المعدية الحمضية التي تدخل من المعدة إلى الاثني عشر. هذا يعني أن الرقم الهيدروجيني في بداية الاثني عشر يبلغ نحو ستة، لكن يزداد الرقم الهيدروجيني مع استمرار الأمعاء الدقيقة في توفير الرقم الهيدروجيني الأمثل للعديد من الإنزيمات التي تعمل داخلها.

الكبد هو عضو ملحق آخر يشارك في الجهاز الهضمي. من خلال تكبير الشكل الموجز وضبط مواضع الأعضاء قليلًا، يمكننا أن نرى مكان حدوث هذا التفاعل بمزيد من الوضوح. يتصل الاثنا عشر، وهو الجزء الأول من الأمعاء الدقيقة الموضح هنا باللون الوردي، بالبنكرياس، وهو أحد الأعضاء الملحقة التي أوضحناها بالفعل. كما يتصل الاثنا عشر كذلك بالكبد. يوصف الكبد بأنه عضو ملحق في الجهاز الهضمي، لأنه ينتج مادة تسمى العصارة الصفراوية.

بعد إنتاج الكبد للعصارة الصفراوية، تخزن في عضو ملحق آخر يسمى المرارة، قبل أن تنقل عبر قناة تسمى القناة الصفراوية، التي تتصل بالقناة البنكرياسية، بحيث تفرز كلًّا من العصارة البنكرياسية والعصارة الصفراوية في الاثني عشر.

والآن بعد أن عرفنا كيف تصل العصارة الصفراوية إلى هناك، لنر كيف يمكن أن تكون العصارة الصفراوية مفيدة في عملية الهضم في الأمعاء الدقيقة. تعمل العصارة الصفراوية على استحلاب الليبيدات، وهو ما يعني أنها تفرقها إلى قطرات صغيرة. تسمى هذه الكريات الصغيرة أحيانًا قطرات المستحلب. الليبيدات غير قابلة للذوبان في الماء، ولكن الإنزيم الذي يكسرها، أي الليبيز، قابل للذوبان في الماء. ولذلك، لا يختلط الاثنان اختلاطًا طبيعيًّا جيدًا. ومع ذلك، فإن الاستحلاب بالعصارة الصفراوية يعني أن قطرات الليبيدات هذه تنتشر أكثر في الماء، مما يعني أن الليبيز يمكنه أن يعمل على مساحة سطح أكبر، كما هو موضح من خلال هذه الأسهم الخضراء. وهذا يزيد من كفاءة التحلل المائي لليبيدات في الأمعاء الدقيقة.

بمجرد تكسير المغذيات بدرجة كافية بواسطة كل هذه الإنزيمات المختلفة، تمتص السكريات البسيطة والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والجليسرول عبر جدار الأمعاء الدقيقة. يوضح الشكل الموجود على اليمين كيف يكون جدار الأمعاء الدقيقة مطويًّا بشدة. وهذا يوفر للأمعاء الدقيقة مساحة سطح كبيرة للغاية لامتصاص المغذيات. الأحماض الأمينية والسكريات البسيطة صغيرة بما يكفي للانتقال مباشرة عبر الخلايا التي تبطن جدار الأمعاء الدقيقة إلى الشعيرات الدموية، والتي يمثلها هنا هذه الشبكات الحمراء الكثيفة من الأوعية الدموية. بمجرد مرور هذه المغذيات الأساسية عبر الشعيرات الدموية، يمكن نقلها عبر الدم إلى خلايا الجسم التي تحتاج إليها.

وبما أن الأحماض الدهنية والجليسرول أكبر حجمًا وليسا قابلين للذوبان في الماء، فلا يمكن أن ينتقلا مباشرة إلى الشعيرات الدموية. بدلًا من ذلك، فإنهما ينتقلان إلى تراكيب تسمى الأوعية اللبنية، التي تقع في نفس منطقة الشعيرات الدموية خارج الخلايا التي تبطن جدار الأمعاء الدقيقة. تنقل الأوعية اللبنية هذه الأحماض الدهنية والجليسرول وأي دهون غير مهضومة إلى الجهاز الليمفاوي، حيث يمكن أن تدخل مجرى الدم من خلال وصلة أوسع.

لنلخص العمليات التي تناولناها حتى الآن. أولًا، يوضع الطعام في الفم، حيث يمزج باللعاب ويهرس في كرة تسمى كتلة الطعام الممضوغ. تسمى هذه العملية باسم الهضم في الفم، وتتضمن إنزيمات الأميليز التي تعمل على تكسير النشا في الطعام إلى سكريات صغيرة، مثل المالتوز، وهو سكر ثنائي. ينتقل الطعام من الفم إلى المعدة عبر المريء. هذا هو المكان الذي يحدث فيه الهضم في المعدة وتكسر البروتينات الموجودة في الطعام إلى عديدات الببتيد.

بمجرد وصول كتلة الطعام الممضوغ إلى المعدة، تختلط مع العصارات الهضمية وتصبح سائلة أكثر. تتكسر القطع الصلبة، وتكون مساحة سطحها أقل. وتعرف كتلة الطعام الممضوغ حينذاك باسم الكيموس. ينتقل الكيموس بعد ذلك إلى الأمعاء الدقيقة، حيث يحدث الهضم في الأمعاء. يتضمن ذلك معظم عمليات الهضم الكيميائي، حيث تكسر البروتينات وعديدات الببتيد والببتيدات إلى أحماض أمينية بواسطة إنزيمات البروتييز. يمكن تكسير الكربوهيدرات الأكبر مثل المالتوز إلى سكريات بسيطة أصغر نسبيًّا مثل الجلوكوز بواسطة إنزيمات الكربوهيدريز. وتحول الليبيدات إلى أحماض دهنية وجليسرول بواسطة إنزيمات الليبيز.

بعد ذلك، يمر الكيموس إلى الأمعاء الغليظة، التي تعيد امتصاص الماء والفيتامينات المتبقية والأملاح لتكوين براز صلب. ثم يخزن البراز في المستقيم قبل أن يخرج من الجسم عن طريق التبرز من خلال فتحة الشرج.

لنلق نظرة على النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الفيديو. الهضم هو العملية التي يتم من خلالها تكسير جزيئات الطعام الكبيرة إلى جزيئات أصغر وأكثر قابلية للذوبان بشكل عام التي يمكن امتصاصها إلى أنظمة النقل مثل الدم لنقلها إلى خلايا الجسم التي تحتاج إليها. تبدأ عملية الهضم بالهضم في الفم، الذي يشمل الأسنان واللسان والغدد اللعابية.

بعد ذلك، يحدث الهضم في المعدة ويتضمن العصارة المعدية التي تحتوي على حمض الهيدروكلوريك وإنزيمات البروتييز. وأخيرًا، يستخدم الهضم في الأمعاء، الذي يحدث في الأمعاء الدقيقة، العصارة البنكرياسية والعصارة الصفراوية وإنزيمات إضافية للقيام بمعظم الهضم الكيميائي. والأمعاء الدقيقة هي المكان الذي تمتص فيه المغذيات الصغيرة إلى مجرى الدم.