عملية الهضم.. رحلة الطعام من الفم إلى المعدة والأمعاء

هل تساءلت يومًا عن الرحلة المعقدة التي يقطعها الطعام داخل جسمك بعد أول قضمة؟ يخطئ كثيرون بوصف الهضم بأنه عملية كيميائية واحدة، في حين هو سيمفونية متكاملة من العمليات الميكانيكية والكيميائية والإفرازية التي تهدف إلى تحويل طعامنا المعقد إلى مركبات سهلة يستطيع الجسم امتصاصها والاستفادة منها.

في هذا الدليل الشامل، سنستكشف أسرار الجهاز الهضمي، بدءًا من دوره في تحطيم الطعام في الفم، مرورًا بالبيئة الحمضية للمعدة، وصولًا إلى العمليات الحيوية التي تضمن تغذية كل خلية في أجسامنا.

تعريف عملية الهضم

يخطئ بعضنا عندما يصف الهضم بأنه عملية كيميائية واحدة، والواقع أن الهضم «هو مجموعة من العمليات -كيميائية وغير كيميائية- الهدف منها إعداد المواد الغذائية حتى يمكن امتصاصها والاستفادة منها من قبل جميع خلايا الجسم. ونتيجة لهذه العمليات تتحول المركبات المعقدة ذات الجزيئات الكبيرة الموجودة في الغذاء، وغير القابلة للذوبان أو الانتشار، إلى مركبات أحادية التركيب وقابلة للذوبان والانتشار، يمكن امتصاصها والاستفادة منها».

أنواع عمليات الهضم

يمكن تقسيم العمليات الهضمية بصورة عامة إلى أربعة أنواع:

أ- عمليات ميكانيكية mechanical وتشمل عمليات المضغ والبلع والحركات الدودية للمعدة والأمعاء.

ب- عمليات إفرازية secretory وتشمل نشاط الغدد الهضمية في إفرازها للعصارات الهضمية المختلفة.

ج- عمليات كيميائية chemical وتشمل تأثير الإنزيمات، وكذلك تأثير مواد غير إنزيمية مثل حامض الهيدروكلوريك.

د- عمليات ميكروبيولوجية microbological وتشمل نشاط البكتريا وبعض الأوليات «الهُدبيات والسُّوطيات» التي توجد في الأمعاء الغليظة وتقوم بهضم مادة السليلوز.

وإذا استثنينا الجلوكوز والأملاح المعدنية والماء والفيتامينات، التي لا تحتاج إلى هضم، نجد أن مكونات الغذاء الأخرى تحتاج إلى هضم حتى يمكن امتصاصها والاستفادة منها.

فالكربوهيدرات الموجودة في الغذاء على شكل مركبات معقدة، كالسكريات متعددة التسكر مثل النشا، يجب تحويلها إلى سكريات أحادية حتى يمكن امتصاصها والاستفادة منها.

أيضًا فالبروتينات لا بد من تحويلها إلى مكوناتها الأساسية وهي الأحماض الأمينية.

والدهون إلى جلسرين وأحماض دهنية. وتتم هذه التحويلات بمساعدة إنزيمات (خمائر) توجد في عصارات هاضمة تفرزها مجموعة من الغدد الهضمية.

والعمليات الكيميائية التي تُجرى في أثناء الهضم ما هي في الواقع إلا عمليات تحلل مائي hydrolyase. وتنتمي جميع الإنزيمات الهاضمة التي تساعد هذه العمليات إلى مجموعة خاصة من الإنزيمات تسمى إنزيمات التحلل المائي hydrolases.

موقع الهضم Site of Digestion

أين تحدث عمليات الهضم؟

تنقسم الحيوانات حسب موقع الهضم إلى ثلاث مجموعات:

أ- حيوانات تتم فيها عمليات الهضم داخل الخلايا مثل الأوليات وبعض شعب الميتازوا.

ب- حيوانات تبدأ فيها عمليات الهضم خارج الخلايا، أي في التجويف الجسمي، ولكنها تستمر وتكتمل داخل الخلايا. وأحسن مثال لهذه الحيوانات هو الهيدرا.

ج- حيوانات تتم فيها عمليات الهضم خارج الخلايا، في تجويف القناة الهضمية (المعدة والأمعاء). وتشمل هذه المجموعة الفقاريات بصورة عامة ومن بينها الإنسان. وحتى في هذه الحيوانات نجد أن الخطوات الأخيرة من عمليات الهضم تتم داخل خلايا الأمعاء بمساعدة إنزيمات هاضمة تبقى داخل الخلايا، ولا تفرز في تجويف الأمعاء.

نبذة مختصرة عن الجهاز الهضمي

يتركب الجهاز الهضمي في الثدييات من القناة الغذائية، والغدد الهضمية الملحقة بها، وتشمل الغدد اللعابية والكبد والبنكرياس، وتصب هذه الغدد إفرازاتها في تجويف القناة. تمتد القناة الغذائية من الفم إلى الشرج، وتنقسم من الوجهة التشريحية إلى خمسة أجزاء: الفم والبلعوم والمريء والمعدة والأمعاء. ويختلف طول القناة الغذائية ودرجة تعقدها باختلاف الحيوان وطبيعة الغذاء. فنجد أنها أقصر طولًا وأبسط تركيبًا في الحيوانات آكلة اللحوم (اللَّحامة) عنها في الحيوانات آكلة الأعشاب واللحوم (الرَمَّامة) عنها في الحيوانات آكلة الأعشاب (العشَّابة).

الفم: يدخل الطعام عن طريق الفم الذي يحتوي تجويفه على الأسنان واللسان، وتستخدم الأسنان إما لمجرد الإمساك بالفريسة كما في الضفدع، أو لتمزيق أجزاء من الفريسة، أو لمضغ الطعام.

أما اللسان فيعمل على تقليب الطعام وتذوقه. ويصب في تجويف الفم إفراز ثلاثة أزواج من الغدد اللعابية، ويحتوي هذا الإفراز على بعض الإنزيمات التي تساعد عمليات الهضم الكيميائية التي تبدأ في الفم.

البلعوم والمريء: البلعوم ممر مشترك للغذاء والهواء، وليست له أية وظيفة هضمية، في حين يقوم المريء بتوصيل الغذاء من البلعوم إلى المعدة.

المعدة: ووظيفة المعدة الأولية هي خزن الغذاء المبتلع، ولكنها تقوم أيضًا ببعض عمليات الهضم. ويصب في تجويف المعدة إفراز ما يقرب من 35 مليون غدة معدية موجودة في جدار المعدة. ويعرف هذا الإفراز بعصارة المعدة.

الأمعاء الدقيقة: وفي الأمعاء تحدث معظم عمليات الهضم والامتصاص، وتنقسم الأمعاء إلى قسمين رئيسين: الأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة. وتنقسم الأمعاء الدقيقة بدورها إلى ثلاثة أجزاء: الاثنا عشر، والمعي الصائم، واللفائفي.

وتوجد عضلة قابضة تحرس الفتحة البوابية الموجودة بين المعدة والاثني عشر. ويصب في الاثني عشر إفراز غدتين ملحقتين بالقناة الغذائية، هما البنكرياس، ويفرز العصارة البنكرياسية، والكبد ويفرز الصفراء. وإضافة إلى هاتين العصارتين تفرز عصارة ثالثة في تجويف الأمعاء الدقيقة هي عصارة الأمعاء وتفرزها غدد موجودة في جدار الأمعاء نفسها. وتجري في الأمعاء الدقيقة معظم عمليات الهضم والامتصاص.

أما الأمعاء الغليظة فإنها تتميز في الإنسان إلى قولون ومستقيم. وينقسم القولون إلى صاعد ومستعرض ونازل تبعًا لخط سير الغذاء فيه. ويفتح المستقيم إلى الخارج بفتحة الشرج.

والوظيفة الرئيسة للأمعاء الغليظة هي تكوين البراز وطرده إلى الخارج. وإضافة إلى هذا تمتص الأمعاء الغليظة كمية كبيرة من الماء من البراز، وتقوم أيضًا بهضم مادة السليلوز في بعض الحيوانات آكلة الأعشاب.

طبقات جدار القناة الهضمية

يتكون جدار القناة الغذائية -في أية منطقة من القناة- من أربع طبقات، مرتبة من الداخل إلى الخارج:

أ- الطبقة المخاطية أو الغشاء المخاطي الذي يبطن تجويف القناة. وتوجد الغدد في هذه الطبقة. وتتكون عادة من طبقة واحدة من نسيج طلائي عمودي يحتوي على خلايا تسمى الخلايا الكأسية تفرز مخاطًا. وقد تكون بعض خلايا النسيج مهدبة. وفي بعض أجزاء القناة تتألف هذه الطبقة من نسيج طلائي متعدد الطبقات.

ب- الطبقة تحت المخاطية. وهي عبارة عن نسيج ضام يحوي أوعية دموكية ولمفاوية وأعصابًا.

ج- الطبقة العضلية. وتتألف من طبقة واحدة أو عدة طبقات من ألياف عضلية غير مخططة، مرتبة طوليًا أو عرضيًا.

د- الطبقة المصلية. وتسمى أيضًا البريتون الأحشائي؛ لأنها تغلف أي عضو يوجد في تجويف البطن.

مراحل الهضم الكيميائي

وتتكون هذه الطبقة من نسيج طلائي رقيق خلاياه من النوع المفلطح. ولأن المريء لا يوجد في تجويف البطن فإنه يغلف من الخارج بنسيج ضام ليفي بدلًا من البريتون الأحشائي.

وتقسم العمليات الهضمية إلى ثلاث مراحل: الهضم الفمي والهضم المعدي والهضم المعوي.

الهضم الفمي

يحدث في تجويف الفم، ويشمل عمليات ميكانيكية وأخرى كيميائية، ويتم الهضم الميكانيكي بواسطة الأسنان التي تطحن الغذاء إلى قطع صغيرة. أما الهضم الكيميائي فيتم بمساعدة إنزيمين يوجدان في لعاب الإنسان: الأميليز اللعابي وكان يعرف باسم تيالين، ويؤثر هذا الإنزيم في المواد النشوية المعقدة التركيب ذات الجزيئات الكبيرة، ويحولها إلى سكريات ثنائية (المالتوز)، وإنزيم المالتيز، ويوجد في لعاب الإنسان بكميات قليلة جدًا (آثار)، ويؤثر هذا الإنزيم في السكر الثنائي (المالتوز) ويحوله إلى جلوكوز.

اللعاب

يوصف اللعاب بأنه إفراز مختلط لأنه خليط من إفراز ثلاثة أزواج من غدد لعابية تفتح بواسطة قنوات دقيقة في تجويف الفم. وهذه الغدد هي الغدة النكفية، وهي أكبر الغدد اللعابية حجمًا، وتقع أسفل الأذن الخارجية وأمامها، والغدة تحت الفكية وتوجد على جانبي الفك الأسفل، والغدة تحت اللسانية وتوجد تحت اللسان.

ويوجد نوعان من الخلايا في الغدد اللعابية: خلايا مصلية تفرز إنزيمات فقط، وخلايا مخاطية تفرز مخاطًا فقط. وتحتوي الغدة النكفية على خلايا مصلية فقط، ولهذا فهي تفرز معظم الإنزيمات ولا تفرز مخاطًا. أما الغدة تحت الفكية فتحتوي على النوعين من الخلايا، ولكن الخلايا المصلية أكثر نسبيًا من الخلايا المخاطية، ولذا تفرز إنزيمات ومخاطًا، في حين أن معظم خلايا الغدة تحت اللسانية خلايا مخاطية.

يختلط إفراز هذه الغدد ليكون ما نسميه باللعاب. ويفرز هذا اللعاب في الإنسان بمعدل لتر واحد في اليوم. واللعاب إفراز مائي (99 % ماء)، ويحتوي على الإنزيمين السابق ذكرهما وعلى مخاط ومعظم الأملاح الموجودة في البلازما ولكن بنسب مختلفة. فنجد فيه أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والبيكربونات والكلوريد. ويحتوي اللعاب على ثاني أكسيد الكربون وآثار من الجلوكوز.

وظائف اللعاب

• الهضم: يوجد إنزيمان في اللعاب: أحدهما يؤثر في النشا والآخر في سكر المالتوز. ولكن الواقع أن تأثير هذين الإنزيمين في الفم ضعيف؛ نظرًا لأن الغذاء لا يبقى في الفم مدة طويلة. ويمكن القول إنه لا تتم في الفم إلا عمليات هضم صغيرة للنشا. وعندما يصل الغذاء إلى المعدة يستمر الإنزيم اللعابي في التأثير في النشا مدة ليست بالقصيرة (نحو نصف ساعة بعد تناول الطعام) وتصل بعدها حموضة المعدة إلى نسبة عالية نتيجة إفراز حامض الهيدروكلوريك، وعندها يقف مفعول الإنزيمات اللعابية نهائيًا.

ونرى أن الهضم الفمي يحدث  في الواقع في المعدة وليس في تجويف الفم.

• يرطب اللعاب الطعام فيسهل مضغه، ويذيب بعض مواد الطعام فيمكِّن أعضاء الذوق الحساسة من تمييزها.
• يساعد اللعاب في عملية البلع. فلا يمكن تصور عملية البلع بدون لعاب.
• ينظف اللعاب الفم من بقايا الغذاء، ويمنع بذلك نمو الجراثيم فيه، ولهذا يحدث تسوس الأسنان بدرجة أكبر في غياب اللعاب.
• يؤدي إفراز اللعاب دورًا مهمًا في الإحساس بالعطش. فعندما يقل إفراز اللعاب يجف الغشاء المخاطي للفم، ويؤدي إلى الشعور بالعطش.
• يساعد وجود المخاط في اللعاب على معادلة الأحماض أو القلويات التي قد تؤثر تأثيرًا ضارًا بأنسجة الفم. ويحمي اللعاب الفم من أنواع كثيرة من البكتيريا، ولو أن بعض البكتيريا تنجح في الوصول إلى المعدة، وهناك يقضي عليها حامض الهيدروكلوريك.
• تطرد مواد كثيرة، عضوية وغير عضوية، إلى الخارج مع اللعاب. وبهذه الطريقة يخلص اللعاب الجسم من جزء من العقاقير التي أخذت للعلاج مثل الزئبق والرصاص. ويساعد اللعاب أيضًا في طرد مواد تكونت بصورة زائدة نتيجة بعض الحالات المرضية، مثل البولينا عند مرضى التهاب الكليتين، والجلوكوز عند مرضى البول السكري.

كيفية إفراز اللعاب

إن تكوين اللعاب عملية إيجابية تتطلب صرف طاقة من الخلايا. وقد أيد هذا الادعاء أن استهلاك خلايا الغدد اللعابية من الأكسجين يزيد خمسة أضعاف عندما تنشط هذه الخلايا لإفراز اللعاب. ويُعتقد أن ما تسهم به خلايا الغدد في تكوين اللعاب هو الماء والمخاط والإنزيمات. وعندما يمر هذا السائل خلال قناة الغدة يتغير تركيبه نتيجة امتصاص بعض الأيونات وإفراز البعض الآخر.

تنظيم إفراز اللعاب

يتم الإفراز تحت تأثير الجهاز العصبي، وليس للهرمونات أي تأثير في إفرازه. وتختلف طبيعة اللعاب المفرز تبعًا للعصب المنشط والغدة اللعابية المنشطة. ويجري إفراز اللعاب بصورة مستمرة في أثناء الحياة. ولكنه يزيد كرد فعل نتيجة وجود الطعام في الفم، وأيضًا نتيجة تنبيه أعضاء الحس المرتبطة بالطعام. ولهذا نشعر بانسياب اللعاب (وخاصة تحت اللسان) عند رؤيتنا للطعام أو شم رائحته أو حتى مجرد التفكير فيه.

إن بعض الأطعمة مثل الأطعمة المملحة والحمضية والمحتوية على بهارات كثيرة تنشط الغدد اللعابية، ويؤدي تناولها إلى زيادة كبيرة في إفراز اللعاب.

الهضم المعدي

ويكون هذا الهضم في المعدة بمساعدة إنزيمات توجد في العصارة المعدية. وتفرز هذه العصارة من قبل الغدد المعدية الموجودة في الغشاء المخاطي للمعدة. ويُعتقد أن نحو 35 مليون غدة توجد في معدة الإنسان. وتنتمي هذه الغدد إلى النوع الأنبوبي.

ويوجد في جدار الغدة المعدية ثلاثة أنواع من الخلايا:

1. خلايا رئيسة وتفرز إنزيم الببسين في صورة غير منشطة.
2. خلايا جدارية تفرز حامض الهيدروكلوريك، وتسمى أيضًا بالخلايا الحمضية، وتوجد بكثرة بالقرب من عنق الغدة، وهي بيضاوية.
3. خلايا العنق المخاطية وتنتشر في المنطقة القريبة من فتحة القناة، وتقوم بإفراز المخاط.

والعصارة المعدية سائل حمضي عديم اللون يفرز في الإنسان بمعدل لترين في اليوم الواحد. وتحتوي العصارة على ماء بنسبة تربو على 90 %، والباقي مواد عضوية وغير عضوية. ويحتوي الجزء العضوي على المخاط والإنزيمات، أما الجزء غير العضوي فهو حامض الهيدروكلوريك. وتفرز هذا الحامض الخلايا الجدارية الموجودة في جدار الغدد المعدية.

ويتألف الجزء العضوي من العصارة المعدية من المخاط والإنزيمات. ويؤدي المخاط وظيفة مهمة وهي معادلة الحامض القوي، ويكون حاجزًا وقائيًا بين الحامض والغشاء المخاطي للمعدة. فإذا لم يتوفر المخاط بكميات كافية في العصارة المعدية فقد يؤدي إلى أن يقوم إنزيم الببسين بهضم الغشاء المخاطي مسببًا القرحة المعدية. وبالإضافة إلى المخاط يحتوي الجزء العضوي من عصارة المعدة على الإنزيمات التالية:

الببسين

وهو من الإنزيمات الهاضمة للبروتينات، ويفرز من قبل الخلايا الرئيسة للغدد المعدية على شكل إنزيم غير منشط يسمى ببسينوجين. ويتحول هذا الإنزيم غير المنشط إلى إنزيم الببسين عندما يلامس الوسط الحامضي للمعدة، أو عندما يلامس إنزيم الببسين المنشط. ثم يبدأ الببسين عملية هضم البروتينات الموجودة في الغذاء، وتكون على شكل جزيئات كبيرة معقدة التركيب، ويحولها إلى مركبات أقل تعقيدًا، وفي النهاية إلى مركبات تسمى عديدات الببتيد.

إنزيم الرينين

ويسمى أيضًا الإنزيم المخثر للحليب، يؤثر في بروتين الحليب المسمى كازين ويحوله إلى باراكازين، وهي مادة ذائبة مثل الكازين. ولكن في وجود أيونات الكالسيوم التي توجد بصورة طبيعية في الحليب، تتكون باراكازينات الكالسيوم، وهي غير قابلة للذوبان، فتترسب مكونة ما نسميه بالحليب المتخثر.

إنزيم اللابييز المعدي

يبدأ هذا الإنزيم عملية هضم الدهون في المعدة فيحولها إلى أحماض دهنية وجلسرين وجلسريدات.

إن عملية الهضم مثال رائع على دقة وتكامل الأنظمة البيولوجية في الجسم، من المضغ الميكانيكي في الفم إلى التفاعلات الإنزيمية المعقدة في المعدة والأمعاء، تعمل كل خطوة كجزء من سلسلة متناغمة تضمن تحويل طعامنا إلى اللبنات الأساسية للحياة. فهم هذه الرحلة لا يزيد من تقديرنا لتعقيد أجسامنا فحسب، بل يسلط الضوء أيضًا على أهمية الحفاظ على صحة الجهاز الهضمي بالتغذية السليمة والعادات الصحية لضمان استمرار عمل هذا المصنع الحيوي بكفاءة.