Fordøjelsen
Maden nedbrydes til de mindste byggesten i fordøjelsessystemet. Herefter optages de i tyndtarmen og transporteres ud til cellerne, og her bruger kroppen byggestenene til opbygning af nye molekyler. Nogle stoffer forbrænder vi for at skaffe ATP (energi), men nogle er i overskud og måske direkte giftige, og dem skaffer kroppen sig af med.
Fordøjelsessystemets funktion:
- Nedbrydning af kulhydrat fedt, protein og DNA til deres byggeelementer.
- Optagelse af byggeelementerne til blodet.
- opbygning af nye molekyler og forbrænding.
Nedbrydning af maden og dens næringsstoffer foregår både mekanisk og biokemisk. Den mekaniske bearbejdning af maden starter med tænderne, men også musklerne i mund, mave og tarm hjælper med til den mekaniske nedbrydning. Ud over at transportere maden gennem fordøjelsessystemet bevirker disse muskelbevægelser, at madens bestanddele æltes sammen med de forskellige sekreter fra fordøjelsessystemet. De rytmiske muskelsammentrækninger i spiserør og tarmene kaldes for peristaltiske bevægelser. Den biokemiske nedbrydning foregår ved hjælp af de enzymer, som findes i fordøjelsesvæskerne.
Enzymer
Illustrationen viser hvordan et enzym nedbryder sukker (sukrose). Et enzym kan kun nedbryde ét bestemt molekyle. Stivelse nedbrydes af amylase, fedt af lipase, peptider af peptidaser og sukrose af maltase osv.
Kroppen har mange enzymer der virker som katalysatorer på biokemiske processer i cellerne, så de sker hurtigere – fx en million gange hurtigere. De millioner af kemiske processer der sker i kroppen, kan kun nå at finde sted pga. vores enzymer. Fordi enzymer er katalysatorer, indgår de ikke selv i processen, og kan derfor bruges igen og igen. Det stof, enzymet virker på, kaldes et substrat, hvorimod det, der kommer ud af processen, kaldes et produkt. De fleste fordøjelsesenzymer dannes i og udskilles fra exokrine kirtler, dvs. kirtler der har en udførselskanal, hvorigennem sekretet afgives til sine omgivelser.
Fakta om enzymer
- Alle enzymer er katalysatorer. Dvs. de sætter reaktionen i gang og kan bruge igen og igen indtil de bliver slidt op.
- Enzymer arbejder bedst ved en bestemt temperatur og pH værdi. Det hænger bl.a sammen med, at de er proteiner. Enzymer bliver inaktive ved høj temperatur, idet den tredimensionale form ødelægges.
- Enzymer er specifikke. Et enzym kan kun omdanne ét substrat. Det aktive sted skal have nøjagtig den form, der passer til substratet.
oversigt over fordøjelsessystemet
Tygning af maden
1. Knuser cellevægge så næringsstofferne gøres tilgængelige.
2. Øger overfladen, så der er en langt større kontaktflade, hvor enzymerne kan angribe maden. Det giver en mere effektiv nedbrydning.
Æltning af maden
Den mekaniske æltning i mave og tarm blander mad og mavesaft, så enzymerne kommer i kontakt med maden og det øger nedbrydningen.
Kemisk fordøjelse
Enzymernes kemiske nedbrydning af fedt, protein og kulhydrat til de mindste bestanddele, nemlig glycerol + fede syrer, aminosyrer og glukosemolekyler.,
Munden
Tænderne er bygget så fortænderne kan klippe og flænse (fx kød), mens kindtænderne kan og male/knuse (fx plantemateriale). Mens vi tygger udskilles spyt fra spytkirtlerne som er placeret ved ørerne og i kæben. Spyt er mest vand men indeholder også opløste salte, smøremidler, spytamylase og lysozym. Spytamylase er et enzym, der nedbryder stivelse til disakkaridet maltose. Lysozym er et enzym, der slår bakterier ihjel. Nedbrydningen er allerede i gang.
Tungen hjælper med ved den mekaniske bearbejdning af maden, og når maden synkes. Tungens overflade er fyldt med papiller – den er ru at røre ved – det gør det lettere for tungen at holde fast i maden under bearbejdningen. I tungens overflade sidder smagsløg, som registrerer forskellige kemiske forbindelser. Smagssansen spiller sammen med lugtesansen og synssansen en stor rolle for vores sanseoplevelse, når vi spiser.
Den mekaniske bearbejdning i munden findeler maden, så fødens overfladeareal bliver større. Det giver fordøjelsesenzymerne en meget stor angrebsflade. Ælteprocessen medfører en grundig blanding af enzymer og madpartikler.
Spiserøret er en elastisk transportkanal mellem svælget og maven. Glatte muskler i spiserøret trækker sig sammen i peristaltiske bevægelser, hvorved maden føres ned i mavesækken. Det kan derfor godt lade sig gøre at spise eller drikke, selv om man står på hovedet.
Spytkirtlerne tilfører spyt med vand, smørelse, enzymer og bakteriedræbende stoffer.
Maven
Mavesækken er elastisk og muskuløs. Her opbevares og opblandes den mad, vi har spist. Det er således ikke nødvendigt at spise hele tiden, men vi kan indtage maden i portioner (måltider), og fordøjelsen kan derefter foregå over længere tid. Opholdstiden i maven varierer fra ca. 30 minutter til 4 timer. Maven kan udspiles meget. En tom mave er på størrelse med en grillpølse, en fyldt kan være på størrelse med en melon. Muskelsammentrækninger i maven sørger for opblanding af indholdet med mavesaft. Specielle celler i mavevæggen udskiller en smule saltsyre, HCl, som bringer pH værdien i maven ned på 2-3. Det har en bakteriedræbende effekt, så størstedelen af de bakterier, vi indtager med maden, bliver slået ihjel. Andre celler danner fordøjelsesenzymer, som er tilpasset det sure miljø. Pepsinogen er et forstadie til et fordøjelsesenzym. Ved den lave pH omdannes pepsinogen til et aktivt enzym – pepsin – som spalter proteiner i mindre stykker. Efter opblanding med mavesaft får maden nu en konsistens af tyk vælling. Fra mavesækken lukkes maden i små portioner ud i tolvfingertarmen, den øverste del af tyndtarmen. Det er styret af hormoner og af nervesystemet.
Tyndtarmen
Tyndtarmen deles op i to afsnit: Tolvfingertarmen, som er et kort stykke efter mavesækken. Anden del er ca 5 meter og munder ud i tyktarmen.
12-fingertarmen
De første 20-25 cm af tyndtarmen. Den har et lille tilførselsrør fra bugspytkirtlen, hvor der bliver tilsat fordøjelsesvæske med smørelse, neutraliserende base samt en lang række enzymer. Enzymer og halvnedbrudt mad æltes ned igennem tarmen ved peristaltiske muskelbevægelser. Maden nedbrydes gradvist ned igennem den 5 meter lange tyndtarm.
Når maden er er nedbrudt optages monosakkarider, aminosyrer og fedtsyrer igennem tarmens 200 kvadratmeter store overflade. Overfladen gør at stofferne fra maden optages mere effektivt. Næsten al føde optages i tyndtarmen.
Tilsættes i 12-fingertarmen
Den neutraliserende base
HCO3 (hydrogencarbonat) der blev tilsat i 12-fingertarmen vil neutralisere syren fra mavesækken, og det skaber det rette miljø for enzymerne.
Enzymer på tarmoverfladen
Fra tolvfingertarmen og hele vejen ned gennem tyndtarmen nedbrydes næringsstofferne ved hjælp af fordøjelsesenzymer fra bugspytkirtlen og fra specielle celler i tolvfingertarmens slimhinde.
Galden
bliver dannet ved leveren og opsamlet i en galdeblære indtil vi spiser et fedtholdigt måltid. Galden sprøjtes ud i tarmen og reagerer med fedtet. Galdesaltene findeler fedtet i mikroskopiske dråber. Ellers kan fedt ikke opløses i vand og vil flyde sammen i store fedtperler. Da store fedtperler har en meget lille overflade i forhold til deres rumfang, besværliggøres de fedtnedbrydende enzymers arbejde. Galdesaltene er specielle ved at have både en polær og en upolær ende. De kan dermed “blande” fedt i vand; man siger, at fedtet emulgerer.
Optagelse i tyndtarme
Madens mindste bestanddele. Resultatet af fordøjelsesprocessen indtil nu er, at næringsstofferne er nedbrudt til deres byggeelementer. Kulhydrater er nedbrudt til monosakkarider, proteiner til aminosyrer, fedt til glycerol og fedtsyrer, og DNA og RNA til nukleotider.
Optagelsen. I den øvrige del af tyndtarmen sker optagelsen af disse byggeelementer. En effektiv optagelse kræver først og fremmest en stor overflade, hvor optagelsen kan foregå. Tyndtarmen er bygget til det formål. Den er ca. 5 m lang hos en voksen person, indersiden er foldet som et vaskebræt, og folderne er forsynet med tætsiddende tarmtotter kaldet villi. Villi er på overfladen beklædt med en række celler, hvor den del af cellemembranen, der vender ind mod tarmen, også er stærkt foldet, mikrovilli, se fig. herunder. I villi findes fine kapillærer og lymfekar, som transporterer de optagne stoffer videre.
Den måde monosakkarider, aminosyrer, fedtsyrer og glycerol optages på afhænger af deres størrelse og kemiske opbygning. Kun helt små og uladede molekyler, som fx ilt og kuldioxid passerer passivt ind i cellerne. Aminosyrer, monosakkarider transporteres igennem proteinkanalser (ikke vist på figuren) fordi de er for store til at komme igennem membranen. Triglycerid optages direkte igennem membranen, fordi de ligesom membranen er bygget af fedt. fedt er upolært, og upolært er opløseligt med upolært.
Tyndtarmens optagelse af aminosyrer, monosakkarider og fedt.
Tyktarmen
Fra tyndtarmen kommer tarmindholdet direkte over i tyktarmen. Ved indgangen til tyktarmen er der en blind ende med et ca. 8 cm langt vedhæng, blindtarmen. Det har ingen kendt funktion som voksen, men der kan i visse situationer gå betændelse i det, og derved opstår blindtarmsbetændelse. Tyktarmens vigtigste funktioner er optagelse af vand, nedbrydning af visse ufordøjelige dele ved hjælp af bakterier samt afgivelse af ufordøjede rester.
Under fordøjelsesprocessen afgives en masse sekreter (spyt, mavesaft, bugspyt og tarmsaft) med et vandindhold på ca. 6 l om dagen, hertil kommer vand i den føde vi indtager, og det vi drikker. Størstedelen af vandet optages i tyndtarmen, resten, 1-1,5 liter, optages af tyktarmsvæggen. Hvis ikke det skete, ville vi udtørre. Vandoptagelsen sker ved osmose, idet cellerne i tyktarmsvæggen aktivt optager forskellige ioner, som så trækker vand med.
Tyktarmen indeholder en rig bakterieflora, bl.a. colibakterier, hvis funktion endnu ikke er helt klarlagt. Bakterierne nedbryder ved gæring delvist nogle af de ellers ufordøjelige stoffer i maden, fx cellulose og pectin. Herved dannes forskellige gæringsrester i form af kortkædede fedtsyrer, som optages af tyktarmsvæggen, og desuden gasser, som afgives fra tarmen (prutter). Hvilke syrer og gasser der dannes, afhænger af, hvad vi spiser.
Derudover danner tarmbakterier K-vitamin.
Afføringen indeholder normalt 75% vand og 25% tørstof. Tørstoffet er de ufordøjelige madrester, afstødte celler fra fordøjelsessystemet, bakterier og forskellige salte. Farven skyldes hovedsagelig rester af galdesaltene, og lugten stammer fra affaldsstoffer fra bakteriernes gæring i tyktarmen.
Kuben symboliserer fx et stykke mad inden det tygges. Finddeles maden/kuben, så øges overfladen, så enzymer kan angribe den store overflade.