معلومة

9.2: نظرة عامة على الجهاز الهضمي - علم الأحياء

9.2: نظرة عامة على الجهاز الهضمي - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • حدد أعضاء القناة الهضمية من القريب إلى البعيد ، وحدد بإيجاز وظيفتها
  • حدد الأجهزة الهضمية الملحقة واذكر وظيفتها بإيجاز
  • وصف طبقات الأنسجة الأساسية الأربعة للقناة الهضمية
  • قارن بين مساهمات الجهاز العصبي المعوي واللاإرادي في عمل الجهاز الهضمي
  • اشرح كيف يرسو الصفاق أعضاء الجهاز الهضمي

تتمثل وظيفة الجهاز الهضمي في تكسير الأطعمة التي تتناولها ، وإطلاق مغذياتها ، وامتصاص تلك العناصر الغذائية في الجسم. على الرغم من أن الأمعاء الدقيقة هي العمود الفقري للجهاز ، حيث تحدث غالبية عملية الهضم ، وحيث يتم امتصاص معظم العناصر الغذائية التي يتم إطلاقها في الدم أو الليمفاوية ، فإن كل عضو من أعضاء الجهاز الهضمي يساهم بشكل حيوي في هذه العملية.

كما هو الحال مع جميع أجهزة الجسم ، لا يعمل الجهاز الهضمي بمعزل عن الآخرين ؛ يعمل بشكل تعاوني مع أجهزة الجسم الأخرى. لنأخذ على سبيل المثال العلاقة المتبادلة بين الجهاز الهضمي والقلب والأوعية الدموية. تمد الشرايين أعضاء الجهاز الهضمي بالأكسجين والمواد المغذية المصنعة ، بينما تستنزف الأوردة الجهاز الهضمي. هذه الأوردة المعوية ، التي تشكل نظام البوابة الكبدية ، فريدة من نوعها. لا يعيدون الدم مباشرة إلى القلب. بدلاً من ذلك ، يتم تحويل هذا الدم إلى الكبد حيث يتم تفريغ مغذياته للمعالجة قبل أن يكمل الدم دائرته مرة أخرى إلى القلب. في الوقت نفسه ، يوفر الجهاز الهضمي العناصر الغذائية لعضلة القلب والأنسجة الوعائية لدعم عملها. العلاقة المتبادلة بين الجهاز الهضمي والغدد الصماء أمر بالغ الأهمية أيضًا. تساهم الهرمونات التي تفرزها عدة غدد صماء ، وكذلك خلايا الغدد الصماء في البنكرياس والمعدة والأمعاء الدقيقة ، في التحكم في عملية الهضم والتمثيل الغذائي للمغذيات. بدوره ، يوفر الجهاز الهضمي العناصر الغذائية لتغذية وظيفة الغدد الصماء. يعطي الجدول 1 لمحة سريعة عن كيفية مساهمة هذه الأنظمة الأخرى في عمل الجهاز الهضمي.

الجدول 1. مساهمة أجهزة الجسم الأخرى في الجهاز الهضمي
نظام الجسدالفوائد التي يحصل عليها الجهاز الهضمي
القلب والأوعية الدمويةيمد الدم أعضاء الجهاز الهضمي بالأكسجين والمواد المغذية المصنعة
الغدد الصماءتساعد هرمونات الغدد الصماء على تنظيم الإفراز في الغدد الهضمية والأعضاء الملحقة
غلافييساعد الجلد على حماية الجهاز الهضمي ويصنع فيتامين د لامتصاص الكالسيوم
الجهاز اللمفاويالأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالغشاء المخاطي والأنسجة اللمفاوية الأخرى تحمي ضد دخول مسببات الأمراض ؛ اللاكتيل تمتص الدهون. والأوعية اللمفاوية تنقل الدهون إلى مجرى الدم
عضليعضلات الهيكل العظمي تدعم وتحمي أعضاء البطن
متوترتساعد الخلايا العصبية الحسية والحركية على تنظيم الإفرازات وتقلصات العضلات في الجهاز الهضمي
تنفسيتوفر أعضاء الجهاز التنفسي الأكسجين وتزيل ثاني أكسيد الكربون
الهيكل العظميتساعد العظام في حماية ودعم الجهاز الهضمي
البوليةتقوم الكلى بتحويل فيتامين د إلى شكله النشط ، مما يسمح بامتصاص الكالسيوم في الأمعاء الدقيقة

أعضاء الجهاز الهضمي

أسهل طريقة لفهم الجهاز الهضمي هي تقسيم أعضائه إلى فئتين رئيسيتين. المجموعة الأولى هي الأعضاء التي تتكون منها القناة الهضمية. تتكون الأجهزة الهضمية الملحقة من المجموعة الثانية وهي ضرورية لتنظيم تكسير الطعام وامتصاص عناصره الغذائية في الجسم. تعد الأجهزة الهضمية الملحقة ، على الرغم من اسمها ، ضرورية لوظيفة الجهاز الهضمي.

أجهزة القناة الهضمية

يُطلق عليه أيضًا اسم الجهاز الهضمي (GI) أو القناة الهضمية القناة الهضمية (aliment- = "للتغذية") عبارة عن أنبوب أحادي الاتجاه يبلغ طوله حوالي 7.62 متر (25 قدمًا) أثناء الحياة ويقترب طوله من 10.67 مترًا (35 قدمًا) عند قياسه بعد الموت ، بمجرد فقدان قوة العضلات الملساء. تتمثل الوظيفة الرئيسية لأعضاء القناة الهضمية في تغذية الجسم. يبدأ هذا الأنبوب من الفم وينتهي عند فتحة الشرج. بين هاتين النقطتين ، يتم تعديل القناة مثل البلعوم والمريء والمعدة والأمعاء الدقيقة والغليظة لتناسب الاحتياجات الوظيفية للجسم. كل من الفم والشرج مفتوحان على البيئة الخارجية ؛ وبالتالي ، يعتبر الطعام والنفايات داخل القناة الهضمية من الناحية الفنية خارج الجسم. فقط من خلال عملية الامتصاص تدخل العناصر الغذائية الموجودة في الطعام وتغذي "الفضاء الداخلي" للجسم.

الهياكل الملحقة

كل الجهاز الهضمي التبعي يساعد في انهيار الطعام. تبدأ الأسنان واللسان بالهضم الميكانيكي داخل الفم ، بينما تبدأ الغدد اللعابية بعملية الهضم الكيميائي. بمجرد دخول المنتجات الغذائية إلى الأمعاء الدقيقة ، تفرز المرارة والكبد والبنكرياس إفرازات - مثل الصفراء والإنزيمات - الضرورية لاستمرار الهضم. تُسمى هذه الأعضاء معًا بالأعضاء الملحقة لأنها تنبت من الخلايا المبطنة للأمعاء النامية (الغشاء المخاطي) وتزيد من وظيفتها ؛ في الواقع ، لا يمكنك العيش بدون مساهماتهم الحيوية ، والعديد من الأمراض الهامة تنجم عن خلل في وظائفهم. حتى بعد اكتمال التطوير ، فإنهم يحافظون على اتصالهم بالأمعاء عن طريق القنوات.

أنسجة القناة الهضمية

طوال طوله ، يتكون الجهاز الهضمي من نفس طبقات الأنسجة الأربع ؛ تختلف تفاصيل الترتيبات الهيكلية الخاصة بهم لتناسب وظائفهم المحددة. بدءًا من التجويف والتحرك للخارج ، هذه الطبقات هي الغشاء المخاطي ، وتحت المخاطي ، والعضلات ، والمصل ، وهي مستمرة مع المساريق.

ال الغشاء المخاطي يشار إليه باسم الغشاء المخاطي ، لأن إنتاج المخاط هو سمة مميزة لظهارة الأمعاء. يتكون الغشاء من ظهارة ، وهي على اتصال مباشر مع الطعام المبتلع ، والصفيحة المخصوصة ، وهي طبقة من النسيج الضام تشبه الأدمة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الغشاء المخاطي على طبقة عضلية رقيقة وملساء ، تسمى الغشاء المخاطي العضلي (يجب عدم الخلط بينه وبين الطبقة العضلية الموضحة أدناه).

  • ظهارة- في الفم والبلعوم والمريء والقناة الشرجية ، تكون الظهارة في الأساس عبارة عن ظهارة حرشفية طبقية غير متقرنة. في المعدة والأمعاء ، تكون ظهارة عمودية بسيطة. لاحظ أن الظهارة على اتصال مباشر مع التجويف ، المساحة الموجودة داخل القناة الهضمية. تتخلل الخلايا الظهارية الخلايا الكأسية ، التي تفرز المخاط والسوائل في التجويف ، وخلايا الغدد الصماء المعوية ، التي تفرز الهرمونات في الفراغات بين الخلايا. تتمتع الخلايا الظهارية بعمر قصير جدًا ، حيث يتراوح متوسطه من يومين فقط (في الفم) إلى حوالي أسبوع (في القناة الهضمية). تساعد عملية التجديد السريع هذه في الحفاظ على صحة القناة الهضمية ، على الرغم من البلى الناتج عن التلامس المستمر مع المواد الغذائية.
  • الصفيحة المخصوصة- بالإضافة إلى النسيج الضام الرخو ، تحتوي الصفيحة المخصوصة على العديد من الأوعية الدموية واللمفاوية التي تنقل العناصر الغذائية الممتصة عبر القناة الهضمية إلى أجزاء أخرى من الجسم. تخدم الصفيحة المخصوصة أيضًا وظيفة مناعية عن طريق إسكان مجموعات من الخلايا الليمفاوية ، مكونة النسيج الليمفاوي المرتبط بالغشاء المخاطي (MALT). تكون مجموعات الخلايا الليمفاوية هذه كبيرة بشكل خاص في الدقاق البعيد حيث تُعرف باسم بقع باير. عندما تفكر في أن القناة الهضمية تتعرض للبكتيريا المنقولة بالغذاء والمواد الغريبة الأخرى ، فليس من الصعب إدراك سبب تطوير جهاز المناعة وسيلة للدفاع ضد مسببات الأمراض التي تصادفه.
  • الغشاء المخاطي العضلي- هذه الطبقة الرقيقة من العضلات الملساء في حالة توتر مستمر ، تسحب الغشاء المخاطي للمعدة والأمعاء الدقيقة إلى ثنايا متموجة. تزيد هذه الطيات بشكل كبير من مساحة السطح المتاحة للهضم والامتصاص.

كما يوحي اسمها ، فإن تحت المخاطية تقع مباشرة تحت الغشاء المخاطي. طبقة عريضة من النسيج الضام الكثيف ، تربط الغشاء المخاطي المغطي بالعضلات الكامنة. ويشمل الأوعية الدموية واللمفاوية (التي تنقل العناصر الغذائية الممتصة) ، وتشتت الغدد تحت المخاطية التي تطلق إفرازات الجهاز الهضمي. بالإضافة إلى ذلك ، فهو بمثابة قناة لشبكة متفرعة كثيفة من الأعصاب ، الضفيرة تحت المخاطية ، والتي تعمل كما هو موضح أدناه.

الطبقة الثالثة من القناة الهضمية هي موسكالاريس (وتسمى أيضًا العضلة الخارجية). تتكون العضلة في الأمعاء الدقيقة من طبقة مزدوجة من العضلات الملساء: طبقة دائرية داخلية وطبقة طولية خارجية. تعمل تقلصات هذه الطبقات على تعزيز الهضم الميكانيكي ، وتعريض المزيد من الطعام للمواد الكيميائية الهضمية ، وتحريك الطعام على طول القناة. في المناطق القريبة والبعيدة من القناة الهضمية ، بما في ذلك الفم والبلعوم والجزء الأمامي من المريء والعضلة الشرجية العاصرة الخارجية ، تتكون العضلة العضلية من عضلات هيكلية ، مما يمنحك السيطرة الطوعية على البلع والتغوط. يتم تعديل البنية الأساسية المكونة من طبقتين الموجودة في الأمعاء الدقيقة في الأعضاء القريبة منها والبعيدة. المعدة مهيأة لوظيفتها المتماوجة بإضافة طبقة ثالثة هي العضلة المائلة. بينما يحتوي القولون على طبقتين مثل الأمعاء الدقيقة ، يتم فصل طبقته الطولية إلى ثلاثة نطاقات متوازية ضيقة ، وهي tenia coli ، مما يجعلها تبدو كسلسلة من الأكياس بدلاً من أنبوب بسيط.

ال مصلي هو جزء من القناة الهضمية سطحي للعضلة العضلية. توجد فقط في منطقة القناة الهضمية داخل تجويف البطن ، وتتكون من طبقة من الصفاق الحشوي تغطي طبقة من النسيج الضام الرخو. بدلاً من المصل ، يكون للفم والبلعوم والمريء غمد كثيف من ألياف الكولاجين يسمى البرانية. تعمل هذه الأنسجة على تثبيت القناة الهضمية في مكانها بالقرب من السطح البطني للعمود الفقري.

توريد الأعصاب

بمجرد دخول الطعام إلى الفم ، يتم اكتشافه بواسطة مستقبلات ترسل نبضات على طول الخلايا العصبية الحسية للأعصاب القحفية. بدون هذه الأعصاب ، لن يكون طعامك فقط بلا طعم ، ولكنك أيضًا لن تكون قادرًا على الشعور بالطعام أو هياكل فمك ، ولن تكون قادرًا على تجنب عض نفسك أثناء المضغ ، وهو إجراء يتيحه المحرك فروع الأعصاب القحفية.

يتم توفير التعصيب الداخلي لكثير من القناة الهضمية من خلال الجهاز العصبي المعوي ، والذي يمتد من المريء إلى فتحة الشرج ، ويحتوي على ما يقرب من 100 مليون عصب حركي وحسي وعصبي داخلي (فريد لهذا النظام مقارنة بجميع الأجزاء الأخرى من الجهاز العصبي المحيطي. النظام). يتم تجميع هذه الخلايا العصبية المعوية في نوعين من الضفائر. ال الضفيرة العضلية المعوية (ضفيرة أورباخ) تقع في الطبقة العضلية للقناة الهضمية وهي مسؤولة عن الحركة، وخاصة إيقاع وقوة تقلصات العضلات. ال الضفيرة تحت المخاطية (ضفيرة ميسنر) تقع في الطبقة تحت المخاطية وهي مسؤولة عن تنظيم إفرازات الجهاز الهضمي والتفاعل مع وجود الطعام.

يتم توفير الأعصاب الخارجية للقناة الهضمية من قبل الجهاز العصبي اللاإرادي ، والذي يشمل كلًا من الأعصاب السمبثاوي والباراسمبثاوي. بشكل عام ، يعمل التنشيط الودي (استجابة القتال أو الطيران) على تقييد نشاط الخلايا العصبية المعوية ، وبالتالي تقليل إفراز الجهاز الهضمي والحركة. في المقابل ، يزيد التنشيط السمبتاوي (استجابة الراحة والهضم) من إفراز الجهاز الهضمي وحركته عن طريق تحفيز الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المعوي.

إمدادات الدم

الأوعية الدموية التي تخدم الجهاز الهضمي لها وظيفتان. ينقلون البروتينات والمغذيات الكربوهيدراتية التي تمتصها الخلايا المخاطية بعد هضم الطعام في التجويف. يتم امتصاص الدهون عن طريق اللاكتيل ، وهي هياكل دقيقة في الجهاز اللمفاوي. تتمثل الوظيفة الثانية للأوعية الدموية في تزويد أعضاء القناة الهضمية بالمغذيات والأكسجين اللازمين لدفع عملياتها الخلوية.

على وجه التحديد ، يتم تزويد الأجزاء الأمامية من القناة الهضمية بالدم عن طريق الشرايين المتفرعة من القوس الأبهر والشريان الأورطي الصدري. تحت هذه النقطة ، يتم إمداد القناة الهضمية بالدم عن طريق الشرايين المتفرعة من الشريان الأورطي البطني. يخدم الجذع البطني الكبد والمعدة والاثني عشر ، في حين أن الشرايين المساريقية العلوية والسفلية تزود الدم إلى الأمعاء الدقيقة والغليظة المتبقية.

الأوردة التي تجمع الدم الغني بالمغذيات من الأمعاء الدقيقة (حيث يحدث معظم الامتصاص) تفرغ في نظام البوابة الكبدية. تأخذ هذه الشبكة الوريدية الدم إلى الكبد حيث تتم معالجة العناصر الغذائية أو تخزينها لاستخدامها لاحقًا. عندها فقط ينتقل الدم الذي يتم تصريفه من أحشاء القناة الهضمية إلى القلب. لتقدير مدى صعوبة العملية الهضمية على نظام القلب والأوعية الدموية ، ضع في اعتبارك أنه أثناء "الراحة والهضم" ، يدخل حوالي ربع الدم الذي يتم ضخه مع كل نبضة قلب إلى الشرايين التي تخدم الأمعاء.

الصفاق

يتم تثبيت أعضاء الجهاز الهضمي داخل التجويف البطني في مكانها بواسطة الصفاق ، وهو كيس غشائي مصلي عريض يتكون من نسيج طلائي حرشفية محاط بنسيج ضام. وتتكون من منطقتين مختلفتين: الصفاق الجداري الذي يبطن جدار البطن والصفاق الحشوي الذي يغلف أعضاء البطن. التجويف البريتوني هو الفضاء الذي يحده الأسطح البريتونية الحشوية والجدارية. تعمل بضعة مليلتر من السائل المائي كمواد تشحيم لتقليل الاحتكاك بين الأسطح المصلية للصفاق.

اضطرابات الجهاز الهضمي: التهاب الصفاق

يسمى التهاب الغشاء البريتوني التهاب الصفاق. يمكن أن يحدث التهاب الصفاق الكيميائي في أي وقت يتم فيه اختراق جدار القناة الهضمية ، مما يسمح بدخول محتويات التجويف إلى التجويف البريتوني. على سبيل المثال ، عندما تخترق القرحة جدار المعدة ، تتسرب عصارة المعدة في التجويف البريتوني. يحدث التهاب الصفاق النزفي بعد تمزق الحمل البوقي أو إصابة الكبد أو الطحال التي تملأ التجويف البريتوني بالدم. يرتبط التهاب الصفاق الأكثر شدة بالعدوى البكتيرية التي تظهر مع التهاب الزائدة الدودية والتهاب الرتج القولوني ومرض التهاب الحوض (عدوى أنابيب الرحم ، عادة عن طريق البكتيريا المنقولة جنسياً). يُعد التهاب الصفاق خطرًا على الحياة وغالبًا ما يؤدي إلى جراحة طارئة لتصحيح المشكلة الأساسية والعلاج المكثف بالمضادات الحيوية. عندما كان أجدادك وحتى والداك صغارًا ، كان معدل الوفيات من التهاب الصفاق مرتفعًا. أدت الجراحة العنيفة ، والتحسينات في سلامة التخدير ، وتقدم خبرة الرعاية الحرجة ، والمضادات الحيوية إلى تحسين معدل الوفيات من هذه الحالة بشكل كبير. ومع ذلك ، لا يزال معدل الوفيات يتراوح من 30 إلى 40 بالمائة.

يشمل الصفاق الحشوي طيات كبيرة متعددة تغلف مختلف أعضاء البطن ، وتمسكها بالسطح الظهري لجدار الجسم. داخل هذه الطيات توجد الأوعية الدموية والأوعية اللمفاوية والأعصاب التي تعصب الأعضاء التي تتلامس معها وتزود الأعضاء المجاورة لها. يتم وصف الطيات البريتونية الخمسة الرئيسية في الجدول 2. لاحظ أنه أثناء نمو الجنين ، توجد بعض الهياكل الهضمية ، بما في ذلك الجزء الأول من الأمعاء الدقيقة (يسمى الاثني عشر) ، والبنكرياس ، وأجزاء من الأمعاء الغليظة (القولون الصاعد والنازل ، والمستقيم) كليًا أو جزئيًا خلف الصفاق. وهكذا ، يوصف موقع هذه الأعضاء على أنه خلف الصفاق.

الجدول 2. الطيات البريتونية الخمسة الرئيسية
يطوىوصف
أكبر الثربهيكل يشبه المريلة يقع سطحيًا على الأمعاء الدقيقة والقولون المستعرض ؛ موقع ترسب الدهون في الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن
الرباط الصليبي الشكليربط الكبد بجدار البطن الأمامي والحدود السفلية للحجاب الحاجز
الثرب أقليعلق المعدة من الحد السفلي للكبد. يوفر مسارًا للهياكل المتصلة بالكبد
المساريقالشريط الرأسي للنسيج الأمامي للفقرات القطنية ويثبت كل الأمعاء الدقيقة باستثناء الجزء الأولي (الاثني عشر)
Mesocolonيعلق جزأين من الأمعاء الغليظة (القولون المستعرض والسيني) بجدار البطن الخلفي

مراجعة الفصل

يشمل الجهاز الهضمي أعضاء القناة الهضمية والهياكل الملحقة. تشكل القناة الهضمية أنبوبًا مستمرًا مفتوحًا على البيئة الخارجية من كلا الطرفين. أعضاء القناة الهضمية هي الفم والبلعوم والمريء والمعدة والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة. تشمل الهياكل الهضمية الإضافية الأسنان واللسان والغدد اللعابية والكبد والبنكرياس والمرارة. يتكون جدار القناة الهضمية من أربع طبقات أساسية من الأنسجة: الغشاء المخاطي ، وتحت المخاطية ، والعضلات ، والمصل. يوفر الجهاز العصبي المعوي تعصيبًا جوهريًا ، ويوفر الجهاز العصبي اللاإرادي تعصيبًا خارجيًا.

الاختيار الذاتي

أجب عن السؤال (الأسئلة) أدناه لمعرفة مدى فهمك للموضوعات التي تم تناولها في القسم السابق.

أسئلة التفكير النقدي

  1. اشرح كيف يدعم الجهاز العصبي المعوي الجهاز الهضمي. ما الذي قد يحدث ويؤدي إلى تأثير سلبي للجهاز العصبي اللاإرادي على الهضم؟
  2. أي طبقة من نسيج القناة الهضمية قادرة على المساعدة في حماية الجسم من الأمراض ، وبأي آلية؟

[تكشف-الإجابة q = ”441476 ″] إظهار الإجابات [/ تكشف-الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”441476 ″]

  1. يساعد الجهاز العصبي المعوي على تنظيم حركة القناة الهضمية وإفراز عصارات الجهاز الهضمي ، مما يسهل عملية الهضم. إذا أصبح الشخص شديد القلق ، يتم تحفيز التعصيب الودي للقناة الهضمية ، مما قد يؤدي إلى تباطؤ نشاط الجهاز الهضمي.
  2. تحتوي الصفيحة المخصوصة في الغشاء المخاطي على الأنسجة اللمفاوية التي تشكل MALT وتستجيب لمسببات الأمراض التي تصادفها في القناة الهضمية.

[/ إجابة مخفية]

قائمة المصطلحات

الجهاز الهضمي الإضافي: يشمل الأسنان واللسان والغدد اللعابية والمرارة والكبد والبنكرياس

القناة الهضمية: أنبوب هضمي عضلي مستمر يمتد من الفم إلى فتحة الشرج

حركية: حركة الطعام عبر الجهاز الهضمي

الغشاء المخاطي: البطانة الأعمق للقناة الهضمية

العضلات: الطبقة العضلية (الهيكلية أو الملساء) لجدار القناة الهضمية

الضفيرة العضلية المعوية: (ضفيرة أورباخ) مصدر عصب رئيسي لجدار القناة الهضمية ؛ يتحكم في الحركة

خلف الصفاق: تقع خلف الصفاق

المصل: توجد الطبقة الخارجية لجدار القناة الهضمية في مناطق داخل تجويف البطن

تحت المخاطية: طبقة من النسيج الضام الكثيف في جدار القناة الهضمية التي تربط الغشاء المخاطي العلوي بالعضلات الكامنة

الضفيرة تحت المخاطية: (ضفيرة ميسنر) إمداد عصبي ينظم نشاط الغدد والعضلات الملساء


68 لمحة عامة عن الجهاز الهضمي

يعمل الجهاز الهضمي باستمرار ، ومع ذلك نادرًا ما يقدر الناس المهام المعقدة التي يؤديها في سمفونية بيولوجية مصممة. ضع في اعتبارك ما يحدث عندما تأكل تفاحة. بالطبع ، تستمتع بطعم التفاح وأنت تمضغه ، ولكن في الساعات التالية ، ما لم يحدث خطأ ما وأصابتك بألم في المعدة ، فلن تلاحظ أن جهازك الهضمي يعمل. قد تكون تمشي أو تدرس أو تنام ، وقد نسيت كل شيء عن التفاح ، لكن معدتك وأمعائك مشغولة بهضمها وامتصاص الفيتامينات والعناصر الغذائية الأخرى. بحلول الوقت الذي يتم فيه إخراج أي نفايات ، يكون الجسم قد استولى على كل ما يمكنه استخدامه من التفاح. باختصار ، سواء كنت منتبهًا أم لا ، فإن أعضاء الجهاز الهضمي تؤدي وظائفها المحددة ، مما يسمح لك باستخدام الطعام الذي تتناوله للاستمرار. يبحث هذا الفصل في بنية ووظائف هذه الأعضاء ، ويستكشف ميكانيكا وكيمياء العمليات الهضمية.

تتمثل وظيفة الجهاز الهضمي في تكسير الأطعمة التي تتناولها ، وإطلاق مغذياتها ، وامتصاص تلك العناصر الغذائية في الجسم. على الرغم من أن الأمعاء الدقيقة هي العمود الفقري للجهاز ، حيث تحدث غالبية عملية الهضم ، وحيث يتم امتصاص معظم العناصر الغذائية التي يتم إطلاقها في الدم أو الليمفاوية ، فإن كل عضو من أعضاء الجهاز الهضمي يساهم بشكل حيوي في هذه العملية.

تلعب جميع أعضاء الجهاز الهضمي دورًا أساسيًا في عملية الهضم التي تحافظ على الحياة.

كما هو الحال مع جميع أجهزة الجسم ، لا يعمل الجهاز الهضمي بمعزل عن العمل بشكل تعاوني مع أجهزة الجسم الأخرى. لنأخذ على سبيل المثال العلاقة المتبادلة بين الجهاز الهضمي والقلب والأوعية الدموية. تمد الشرايين أعضاء الجهاز الهضمي بالأكسجين والمواد المغذية المصنعة ، بينما تستنزف الأوردة الجهاز الهضمي. هذه الأوردة المعوية ، التي تشكل نظام البوابة الكبدية ، فريدة من نوعها فهي لا تعيد الدم مباشرة إلى القلب. بدلاً من ذلك ، يتم تحويل هذا الدم إلى الكبد حيث يتم تفريغ مغذياته للمعالجة قبل أن يكمل الدم دائرته مرة أخرى إلى القلب. في الوقت نفسه ، يوفر الجهاز الهضمي العناصر الغذائية لعضلة القلب والأنسجة الوعائية لدعم عملها. العلاقة المتبادلة بين الجهاز الهضمي والغدد الصماء أمر بالغ الأهمية أيضًا. تساهم الهرمونات التي تفرزها عدة غدد صماء ، وكذلك خلايا الغدد الصماء في البنكرياس والمعدة والأمعاء الدقيقة ، في التحكم في عملية الهضم والتمثيل الغذائي للمغذيات. بدوره ، يوفر الجهاز الهضمي العناصر الغذائية لتغذية وظيفة الغدد الصماء. يعطي الجدول التالي لمحة سريعة عن كيفية مساهمة هذه الأنظمة الأخرى في عمل الجهاز الهضمي.

مساهمة أجهزة الجسم الأخرى في الجهاز الهضمي
نظام الجسد الفوائد التي يحصل عليها الجهاز الهضمي
القلب والأوعية الدموية يمد الدم أعضاء الجهاز الهضمي بالأكسجين والمواد المغذية المصنعة
الغدد الصماء تساعد هرمونات الغدد الصماء على تنظيم الإفراز في الغدد الهضمية والأعضاء الملحقة
غلافي يساعد الجلد على حماية الجهاز الهضمي ويصنع فيتامين د لامتصاص الكالسيوم
الجهاز اللمفاوي الأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالغشاء المخاطي والأنسجة اللمفاوية الأخرى تحمي ضد دخول مسببات الأمراض.
عضلي عضلات الهيكل العظمي تدعم وتحمي أعضاء البطن
متوتر تساعد الخلايا العصبية الحسية والحركية على تنظيم الإفرازات وتقلصات العضلات في الجهاز الهضمي
تنفسي توفر أعضاء الجهاز التنفسي الأكسجين وتزيل ثاني أكسيد الكربون
الهيكل العظمي تساعد العظام في حماية ودعم الجهاز الهضمي
البولية تقوم الكلى بتحويل فيتامين د إلى شكله النشط ، مما يسمح بامتصاص الكالسيوم في الأمعاء الدقيقة


16.2 الجهاز الهضمي

تحتاج جميع الكائنات الحية إلى العناصر الغذائية للبقاء على قيد الحياة. بينما يمكن للنباتات الحصول على العناصر الغذائية من جذورها وجزيئات الطاقة اللازمة للوظيفة الخلوية من خلال عملية التمثيل الضوئي ، تحصل الحيوانات على مغذياتها عن طريق استهلاك الكائنات الحية الأخرى. على المستوى الخلوي ، الجزيئات البيولوجية الضرورية لوظيفة الحيوان هي الأحماض الأمينية وجزيئات الدهون والنيوكليوتيدات والسكريات البسيطة. ومع ذلك ، فإن الطعام المستهلك يتكون من البروتين والدهون والكربوهيدرات المعقدة. يجب على الحيوانات تحويل هذه الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات بسيطة مطلوبة للحفاظ على الوظيفة الخلوية. يعتبر تحويل الطعام المستهلك إلى العناصر الغذائية المطلوبة عملية متعددة الخطوات تشمل الهضم والامتصاص. أثناء عملية الهضم ، تتحلل جزيئات الطعام إلى مكونات أصغر يمتصها الجسم لاحقًا. يحدث هذا بالوسائل الفيزيائية ، مثل المضغ ، والوسائل الكيميائية.

تتمثل إحدى التحديات في تغذية الإنسان في الحفاظ على التوازن بين تناول الطعام وتخزينه وإنفاق الطاقة. يؤدي تناول طاقة غذائية أكثر مما هو مستخدم في النشاط إلى تخزين الفائض على شكل رواسب دهنية. إن ارتفاع معدلات السمنة والأمراض الناتجة عنها مثل مرض السكري من النوع 2 يجعل فهم دور النظام الغذائي والتغذية في الحفاظ على صحة جيدة أكثر أهمية.

الجهاز الهضمي البشري

تبدأ عملية الهضم في الفم مع تناول الطعام (شكل 16.4). تلعب الأسنان دورًا مهمًا في المضغ (المضغ) أو تقسيم الطعام جسديًا إلى جزيئات أصغر. تبدأ الإنزيمات الموجودة في اللعاب أيضًا في تكسير الطعام كيميائيًا. ثم يبتلع الطعام ويدخل إلى المريء - أنبوب طويل يصل الفم بالمعدة. باستخدام التمعج ، أو تقلصات العضلات الملساء التي تشبه الموجة ، تدفع عضلات المريء الطعام نحو المعدة. محتويات المعدة حمضية للغاية ، حيث تتراوح درجة حموضة المعدة بين 1.5 و 2.5. هذه الحموضة تقتل الكائنات الحية الدقيقة وتفكك أنسجة الطعام وتنشط الإنزيمات الهاضمة. يحدث المزيد من انهيار الطعام في الأمعاء الدقيقة حيث تستمر عملية الهضم في العصارة الصفراوية التي ينتجها الكبد والإنزيمات التي تنتجها الأمعاء الدقيقة والبنكرياس. يتم امتصاص الجزيئات الأصغر في مجرى الدم من خلال الخلايا الظهارية المبطنة لجدران الأمعاء الدقيقة. تنتقل النفايات إلى الأمعاء الغليظة حيث يتم امتصاص الماء ويتم ضغط النفايات الأكثر جفافاً في البراز ويتم تخزينها حتى يتم إفرازها من خلال فتحة الشرج.

تجويف الفم

يبدأ كل من الهضم الفيزيائي والكيميائي في الفم أو في تجويف الفم ، وهو نقطة دخول الطعام إلى الجهاز الهضمي. يتم تقسيم الطعام إلى جزيئات أصغر عن طريق المضغ ، وهو عمل مضغ الأسنان. جميع الثدييات لها أسنان ويمكنها مضغ طعامها لبدء عملية تقسيمه جسديًا إلى جزيئات أصغر.

تبدأ عملية الهضم الكيميائية أثناء المضغ حيث يختلط الطعام مع اللعاب الذي تنتجه الغدد اللعابية (الشكل 16.5). يحتوي اللعاب على مخاط يرطب الطعام ويخفف درجة حموضة الطعام. يحتوي اللعاب أيضًا على الليزوزيم الذي له تأثير مضاد للجراثيم. يحتوي أيضًا على إنزيم يسمى الأميليز اللعابي الذي يبدأ عملية تحويل النشويات في الطعام إلى ثنائي السكاريد يسمى المالتوز. يتم إنتاج إنزيم آخر يسمى الليباز بواسطة خلايا اللسان لتفكيك الدهون. تقوم عملية المضغ والترطيب التي توفرها الأسنان واللعاب بتحضير الطعام في كتلة تسمى البلعة للبلع. يساعد اللسان في البلع - نقل البلعة من الفم إلى البلعوم. يفتح البلعوم على ممرين: المريء والقصبة الهوائية. يؤدي المريء إلى المعدة وتؤدي القصبة الهوائية إلى الرئتين. لسان المزمار عبارة عن رفرف من الأنسجة التي تغطي فتحة القصبة الهوائية أثناء البلع لمنع الطعام من دخول الرئتين.

المريء

المريء هو عضو أنبوبي يربط الفم بالمعدة. يمر الطعام الممضوغ والملين عبر المريء بعد ابتلاعه. تخضع عضلات المريء الملساء لتمعج يدفع الطعام نحو المعدة. تكون الموجة التمعجية أحادية الاتجاه - فهي تنقل الطعام من الفم إلى المعدة ، ولا يمكن الحركة العكسية إلا في حالة انعكاس القيء. حركة المريء التمعجية هي رد فعل لا إرادي يحدث استجابةً لفعل البلع.

عضلات تشبه الحلقة تسمى المصرات تشكل صمامات في الجهاز الهضمي. تقع العضلة العاصرة المعوية المريئية (أو العضلة العاصرة القلبية) في نهاية المعدة من المريء. استجابةً للبلع والضغط الذي تمارسه بلعة الطعام ، تنفتح هذه العضلة العاصرة وتدخل البلعة إلى المعدة. عندما لا يكون هناك عمل بلع ، يتم إغلاق هذه العضلة العاصرة وتمنع محتويات المعدة من الانتقال إلى المريء. يحدث الارتجاع الحمضي أو "الحموضة المعوية" عندما تهرب العصارات الهضمية الحمضية إلى المريء.

المعدة

يحدث جزء كبير من هضم البروتين في المعدة (الشكل 16.7). المعدة عبارة عن عضو يشبه الكيس يفرز العصارات الهضمية المعدية.

يتم هضم البروتين بواسطة إنزيم يسمى البيبسين في حجرة المعدة. البيئة شديدة الحموضة تقتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة في الطعام ، وتؤدي ، جنبًا إلى جنب مع عمل إنزيم البيبسين ، إلى تقويض البروتين في الطعام. يتم تسهيل الهضم الكيميائي من خلال عمل المعدة المتماوج الناجم عن تقلص واسترخاء العضلات الملساء. يسمى خليط الطعام المهضوم جزئيًا وعصير المعدة الكيموس. يحدث إفراغ المعدة في غضون ساعتين إلى ست ساعات بعد الوجبة. يتم إطلاق كمية صغيرة فقط من الكيموس في الأمعاء الدقيقة في المرة الواحدة. يتم تنظيم حركة الكيموس من المعدة إلى الأمعاء الدقيقة عن طريق الهرمونات وانتفاخ المعدة وردود الفعل العضلية التي تؤثر على العضلة العاصرة البوابية.

لا تتأثر بطانة المعدة بالبيبسين والحموضة لأن البيبسين يتم إطلاقه في شكل غير نشط والمعدة تحتوي على بطانة مخاطية سميكة تحمي الأنسجة الكامنة.

الأمعاء الدقيقة

ينتقل الكيموس من المعدة إلى الأمعاء الدقيقة. الأمعاء الدقيقة هي العضو الذي يتم فيه هضم البروتينات والدهون والكربوهيدرات. الأمعاء الدقيقة عبارة عن عضو طويل يشبه الأنبوب مع سطح مطوي للغاية يحتوي على نتوءات تشبه الأصابع تسمى الزغب. يحتوي السطح العلوي لكل خلية على العديد من الإسقاطات المجهرية التي تسمى ميكروفيلي. تمتص الخلايا الظهارية لهذه الهياكل العناصر الغذائية من الطعام المهضوم وتطلقها إلى مجرى الدم على الجانب الآخر. الزغابات والزغابات الدقيقة ، مع طياتها المتعددة ، تزيد من مساحة سطح الأمعاء الدقيقة وتزيد من كفاءة امتصاص العناصر الغذائية.

يبلغ طول الأمعاء الدقيقة البشرية أكثر من 6 أمتار (19.6 قدمًا) وهي مقسمة إلى ثلاثة أجزاء: الاثني عشر والصائم والدقاق. يتم فصل العفج عن المعدة بواسطة العضلة العاصرة البوابية. يخلط الكيموس مع عصائر البنكرياس ، وهو محلول قلوي غني بالبيكربونات الذي يحيد حموضة الكيموس من المعدة. تحتوي عصائر البنكرياس على العديد من الإنزيمات الهاضمة التي تعمل على تكسير النشويات والسكريات والبروتينات والدهون. يتم إنتاج الصفراء في الكبد وتخزينها وتركيزها في المرارة وتدخل إلى الاثني عشر من خلال القناة الصفراوية. تحتوي الصفراء على الأملاح الصفراوية ، والتي تجعل الدهون في متناول الإنزيمات القابلة للذوبان في الماء. يتم امتصاص السكريات الأحادية والأحماض الأمينية والأملاح الصفراوية والفيتامينات والمواد المغذية الأخرى بواسطة خلايا بطانة الأمعاء.

يتم إرسال الطعام غير المهضوم إلى القولون من الدقاق عبر الحركات التمعجية. ينتهي الدقاق وتبدأ الأمعاء الغليظة عند الصمام اللفائفي. تقع الزائدة الدودية "الشبيهة بالديدان" في الصمام اللفائفي. الزائدة الدودية عند البشر لها دور ثانوي في المناعة.

الأمعاء الغليظة

تعيد الأمعاء الغليظة امتصاص الماء من المواد الغذائية غير القابلة للهضم وتعالج النفايات (الشكل 16.6). الأمعاء الغليظة للإنسان أصغر في الطول مقارنة بالأمعاء الدقيقة ولكن قطرها أكبر. يتكون من ثلاثة أجزاء: الأعور والقولون والمستقيم. ينضم الأعور الدقاق إلى القولون وهو الحقيبة المستقبلة لمواد النفايات. يعتبر القولون موطنًا للعديد من البكتيريا أو "الجراثيم المعوية" التي تساعد في عمليات الهضم. يحتوي القولون على أربع مناطق ، القولون الصاعد ، القولون المستعرض ، القولون النازل والقولون السيني. تتمثل الوظائف الرئيسية للقولون في استخراج الماء والأملاح المعدنية من الطعام غير المهضوم ، وتخزين الفضلات.

يخزن المستقيم (الشكل 16.6) البراز حتى التغوط. يتم دفع البراز باستخدام حركات تمعجية أثناء التخلص. فتحة الشرج هي فتحة في الطرف البعيد من الجهاز الهضمي وهي نقطة الخروج لمواد النفايات. تنظم عضلتان عاصرة خروج البراز ، والعضلة العاصرة الداخلية لا إرادية والعضلة العاصرة الخارجية طوعية.

الأجهزة الملحقة

الأعضاء التي نوقشت أعلاه هي أعضاء الجهاز الهضمي التي يمر الطعام من خلالها. تضيف الأعضاء الملحقة إفرازات وإنزيمات تكسر الطعام إلى مغذيات. تشمل الأعضاء الملحقة الغدد اللعابية والكبد والبنكرياس والمرارة. يتم تنظيم إفرازات الكبد والبنكرياس والمرارة بواسطة الهرمونات استجابة لاستهلاك الطعام.

يعد الكبد أكبر عضو داخلي في الإنسان ويلعب دورًا مهمًا في هضم الدهون وإزالة السموم من الدم. ينتج الكبد العصارة الصفراوية ، وهي عصير هضمي ضروري لتفكيك الدهون في الاثني عشر. يعالج الكبد أيضًا الفيتامينات والأحماض الدهنية الممتصة ويصنع العديد من بروتينات البلازما. المرارة عبارة عن عضو صغير يساعد الكبد عن طريق تخزين الصفراء وتركيز أملاح الصفراء.

يفرز البنكرياس البيكربونات التي تحيد الكيموس الحمضي ومجموعة متنوعة من الإنزيمات لهضم البروتين والكربوهيدرات.

اتصال مرئي

أي العبارات التالية خاطئة عن الجهاز الهضمي؟

  1. الكيموس هو مزيج من الطعام والعصائر الهضمية التي يتم إنتاجها في المعدة.
  2. يدخل الطعام الأمعاء الغليظة قبل الأمعاء الدقيقة.
  3. في الأمعاء الدقيقة ، يمتزج الكيموس مع الصفراء ، التي تستحلب الدهون.
  4. يتم فصل المعدة عن الأمعاء الدقيقة بواسطة العضلة العاصرة البوابية.

تغذية

يجب أن يكون النظام الغذائي البشري متوازنًا بشكل جيد لتوفير العناصر الغذائية اللازمة لوظيفة الجسم والمعادن والفيتامينات اللازمة للحفاظ على البنية والتنظيم الضروريين للصحة الجيدة والقدرة على الإنجاب (الشكل 16.8).

المفاهيم في العمل

استكشف موقع الويب التفاعلي هذا التابع لوزارة الزراعة الأمريكية لمعرفة المزيد عن كل مجموعة غذائية والكميات اليومية الموصى بها.

يجب أن تأتي الجزيئات العضوية اللازمة لبناء المواد والأنسجة الخلوية من الغذاء. أثناء الهضم ، تتحلل الكربوهيدرات القابلة للهضم إلى جلوكوز وتستخدم لتوفير الطاقة داخل خلايا الجسم. يمكن تقسيم الكربوهيدرات المعقدة ، بما في ذلك السكريات ، إلى جلوكوز من خلال التعديل الكيميائي الحيوي ، ومع ذلك ، لا ينتج البشر الإنزيم الضروري لهضم السليلوز (الألياف). الفلورا المعوية في الأمعاء البشرية قادرة على استخلاص بعض التغذية من هذه الألياف النباتية. تُعرف هذه الألياف النباتية بالألياف الغذائية وهي عنصر مهم في النظام الغذائي. يتم تحويل السكريات الزائدة في الجسم إلى الجليكوجين وتخزينها لاستخدامها لاحقًا في الكبد والأنسجة العضلية. تُستخدم مخازن الجليكوجين لتغذية المجهودات الطويلة ، مثل الجري لمسافات طويلة ، ولتوفير الطاقة أثناء نقص الغذاء. يتم تخزين الدهون تحت جلد الثدييات للعزل واحتياطيات الطاقة.

تتحلل البروتينات الموجودة في الطعام أثناء الهضم ويتم امتصاص الأحماض الأمينية الناتجة. يجب أن تتكون جميع البروتينات في الجسم من مكونات الأحماض الأمينية ولا يتم الحصول على بروتينات مباشرة من الطعام.

تضيف الدهون نكهة للطعام وتعزز الشعور بالشبع أو الامتلاء. الأطعمة الدهنية هي أيضًا مصادر مهمة للطاقة ، والأحماض الدهنية ضرورية لبناء الأغشية الدهنية. الدهون مطلوبة أيضًا في النظام الغذائي للمساعدة في امتصاص الفيتامينات التي تذوب في الدهون وإنتاج هرمونات تذوب في الدهون.

بينما يمكن لجسم الحيوان تخليق العديد من الجزيئات المطلوبة للوظيفة من السلائف ، هناك بعض العناصر الغذائية التي يجب الحصول عليها من الطعام. تسمى هذه العناصر الغذائية بالمغذيات الأساسية ، بمعنى أنه يجب تناولها لأن الجسم لا يستطيع إنتاجها.

الأحماض الدهنية أوميغا 3 وحمض ألفا لينولينيك وأوميغا 6 وحمض اللينوليك هي أحماض دهنية أساسية لازمة لصنع بعض الفسفوليبيدات الغشائية. الفيتامينات هي فئة أخرى من الجزيئات العضوية الأساسية المطلوبة بكميات صغيرة. العديد من هذه الإنزيمات تساعد في وظيفتها ، ولهذا السبب ، تسمى الإنزيمات المساعدة. يمكن أن يكون لغياب الفيتامينات أو انخفاضها تأثير كبير على الصحة. المعادن هي مجموعة أخرى من العناصر الغذائية الأساسية غير العضوية التي يجب الحصول عليها من الطعام. تؤدي المعادن العديد من الوظائف ، من وظيفة العضلات والأعصاب ، إلى العمل كعوامل مساعدة للإنزيم. يجب أيضًا شراء بعض الأحماض الأمينية من الطعام ولا يمكن تصنيعها بواسطة الجسم. هذه الأحماض الأمينية هي الأحماض الأمينية "الأساسية". يمكن لجسم الإنسان أن يصنع 11 فقط من 20 حمضًا أمينيًا مطلوبًا ، والباقي يجب الحصول عليه من الطعام.

اتصال يومي

بدانة

مع ارتفاع معدلات السمنة في الولايات المتحدة ، هناك تركيز للصحة العامة على الحد من السمنة والمخاطر الصحية المرتبطة بها ، والتي تشمل مرض السكري وسرطان القولون والثدي وأمراض القلب والأوعية الدموية. كيف يساهم الطعام المستهلك في السمنة؟

الأطعمة الدهنية كثيفة السعرات الحرارية ، مما يعني أنها تحتوي على سعرات حرارية أكثر لكل وحدة كتلة من الكربوهيدرات أو البروتينات. يحتوي جرام واحد من الكربوهيدرات على أربعة سعرات حرارية ، ويحتوي جرام واحد من البروتين على أربعة سعرات حرارية ، ويحتوي جرام واحد من الدهون على تسعة سعرات حرارية. تميل الحيوانات إلى البحث عن الأطعمة الغنية بالدهون لمحتواها العالي من الطاقة. ستؤدي الكميات الأكبر من الطاقة الغذائية المأخوذة عن احتياجات الجسم إلى تخزين الفائض في رواسب الدهون.

يستخدم الكبد الكربوهيدرات الزائدة لتخليق الجليكوجين. عندما تمتلئ مخازن الجليكوجين ، يتم تحويل الجلوكوز الإضافي إلى أحماض دهنية. يتم تخزين هذه الأحماض الدهنية في خلايا الأنسجة الدهنية - الخلايا الدهنية في جسم الثدييات التي يتمثل دورها الأساسي في تخزين الدهون لاستخدامها لاحقًا.


توريد الأعصاب

بمجرد دخول الطعام إلى الفم ، يتم اكتشافه بواسطة مستقبلات ترسل نبضات على طول الخلايا العصبية الحسية للأعصاب القحفية. بدون هذه الأعصاب ، لن يكون طعامك فقط بلا طعم ، ولكنك أيضًا لن تكون قادرًا على الشعور بالطعام أو هياكل فمك ، ولن تكون قادرًا على تجنب عض نفسك أثناء المضغ ، وهو إجراء يتيحه المحرك فروع الأعصاب القحفية.

يتم توفير التعصيب الداخلي لكثير من القناة الهضمية من خلال الجهاز العصبي المعوي ، والذي يمتد من المريء إلى فتحة الشرج ، ويحتوي على ما يقرب من 100 مليون من العصبونات الحركية والحسية والداخلية (فريدة من نوعها لهذا النظام مقارنة بجميع الأجزاء الأخرى من الجهاز العصبي المحيطي. النظام). يتم تجميع هذه الخلايا العصبية المعوية في نوعين من الضفائر. تقع الضفيرة العضلية المعوية (ضفيرة أورباخ) في الطبقة العضلية للقناة الهضمية وهي مسؤولة عن الحركة ، وخاصة إيقاع وقوة تقلصات العضلات. تقع الضفيرة تحت المخاطية (ضفيرة ميسنر) في الطبقة تحت المخاطية وهي مسؤولة عن تنظيم إفرازات الجهاز الهضمي والتفاعل مع وجود الطعام.

يتم توفير الأعصاب الخارجية للقناة الهضمية من قبل الجهاز العصبي اللاإرادي ، والذي يشمل كلًا من الأعصاب السمبثاوي والباراسمبثاوي. بشكل عام ، يعمل التنشيط الودي (استجابة القتال أو الطيران) على تقييد نشاط الخلايا العصبية المعوية ، وبالتالي تقليل إفراز الجهاز الهضمي والحركة. في المقابل ، يزيد التنشيط السمبتاوي (استجابة الراحة والهضم) من إفراز الجهاز الهضمي وحركته عن طريق تحفيز الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المعوي.


لمحة عامة عن الجهاز الهضمي

الهضم هو عملية تكسير الطعام إلى عناصر مغذية منفصلة تغذي جسمك.

لك الجهاز الهضمي (ويسمى أيضًا الجهاز الهضمي أو الجهاز الهضمي) هو الأنبوب المجوف الذي يمر به الطعام عند ابتلاعه وهضمه ثم تمرير الفضلات على شكل براز. يتكون الجهاز الهضمي من الأجزاء التالية:

ال الجهاز الهضمي الجهاز الهضمي بالإضافة إلى الأعضاء التي تقع خارج الجهاز الهضمي ولكنها تساعد في الهضم:

دماغك وجهازك الهضمي متصلان ببعضهما البعض. الاتصال يسمى محور القناة الهضمية. تؤثر صحتك العقلية على صحة الجهاز الهضمي ، وتؤثر صحة الجهاز الهضمي على صحتك العقلية. على سبيل المثال ، إذا كنت تشعر بالتوتر أو القلق ، فقد تشعر أيضًا بالغثيان في معدتك.

الجهاز الهضمي

هل كانت هذه الصفحة مفيدة؟

مواضيع أخرى في هذا الفصل


المعدة

يحدث جزء كبير من هضم البروتين في المعدة (الشكل 11.7). المعدة عبارة عن عضو يشبه الكيس يفرز العصارات الهضمية المعدية.

يتم هضم البروتين بواسطة إنزيم يسمى البيبسين في حجرة المعدة. البيئة شديدة الحموضة تقتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة في الطعام ، وتؤدي ، جنبًا إلى جنب مع عمل إنزيم البيبسين ، إلى تقويض البروتين في الطعام. يتم تسهيل الهضم الكيميائي من خلال عمل المعدة المتماوج الناجم عن تقلص واسترخاء العضلات الملساء. يسمى خليط الطعام المهضوم جزئيًا وعصير المعدة الكيموس. يحدث إفراغ المعدة في غضون ساعتين إلى ست ساعات بعد الوجبة. يتم إطلاق كمية صغيرة فقط من الكيموس في الأمعاء الدقيقة في المرة الواحدة. يتم تنظيم حركة الكيموس من المعدة إلى الأمعاء الدقيقة عن طريق الهرمونات وانتفاخ المعدة وردود الفعل العضلية التي تؤثر على العضلة العاصرة البوابية.

لا تتأثر بطانة المعدة بالبيبسين والحموضة لأن البيبسين يتم إطلاقه في شكل غير نشط والمعدة تحتوي على بطانة مخاطية سميكة تحمي الأنسجة الكامنة.


25.3 عمليات الجهاز الهضمي

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • ما هي عملية الهضم؟
  • ما هي خطوات الهضم والامتصاص؟
  • ما هو القضاء؟
  • ما هي دور الأمعاء الدقيقة والغليظة في الامتصاص؟

اتصال لدورات AP ®

الكثير من المعلومات الواردة في هذه الوحدة ليست ضمن نطاق AP ®. ومع ذلك ، عندما استكشفنا مفاهيم حول الجزيئات البيولوجية في الفصل الخاص بالجزيئات البيولوجية الكبيرة ، نتعلم كيف يتم تصنيع الجزيئات الكبيرة - الكربوهيدرات ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية - من المونومرات. أثناء الهضم ، تتحلل هذه البوليمرات إلى مونومرات ، ثم يتم امتصاصها ونقلها إلى جميع خلايا الجسم. في وحدة الجهاز الهضمي ، وصفنا مصير مكونات الشطيرة أثناء مرورها عبر الجهاز الهضمي. يتم تناول الطعام عن طريق الفم ، ويحدث الهضم والامتصاص في سلسلة من الخطوات ، حيث تلعب إنزيمات خاصة أدوارًا مهمة في هضم الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. (لا تحتاج إلى معرفة أسماء الإنزيمات المحددة التي تدخل في عملية الهضم الكيميائي.) في حين أن معظم امتصاص العناصر الغذائية يحدث في الأمعاء الدقيقة ، فإن الماء المتبقي ، وبعض الفيتامينات ، وأي أملاح متبقية يتم امتصاصها في الأمعاء الغليظة. يصف الاستبعاد إزالة الطعام غير المهضوم.

الحصول على التغذية والطاقة من الغذاء هو عملية متعددة الخطوات. بالنسبة للحيوانات الحقيقية ، فإن الخطوة الأولى هي الابتلاع ، فعل تناول الطعام. يتبع ذلك الهضم والامتصاص والإخراج. في الأقسام التالية ، ستتم مناقشة كل خطوة من هذه الخطوات بالتفصيل.

ابتلاع

لا يمكن للجزيئات الكبيرة الموجودة في الطعام السليم أن تمر عبر أغشية الخلايا. يجب تقسيم الطعام إلى جزيئات أصغر حتى تتمكن الحيوانات من تسخير العناصر الغذائية والجزيئات العضوية. الخطوة الأولى في هذه العملية هي ابتلاع. الابتلاع هو عملية تناول الطعام عن طريق الفم. في الفقاريات ، تلعب الأسنان واللعاب واللسان أدوارًا مهمة في المضغ (تحضير الطعام في بلعة). بينما يتم تكسير الطعام ميكانيكيًا ، تبدأ الإنزيمات الموجودة في اللعاب في معالجة الطعام كيميائيًا أيضًا. يعمل العمل المشترك لهذه العمليات على تعديل الطعام من جزيئات كبيرة إلى كتلة ناعمة يمكن ابتلاعها ويمكن أن تنتقل بطول المريء.

الهضم والامتصاص

الهضم هو التكسير الميكانيكي والكيميائي للغذاء إلى أجزاء عضوية صغيرة. من المهم تقسيم الجزيئات الكبيرة إلى أجزاء أصغر ذات حجم مناسب للامتصاص عبر ظهارة الجهاز الهضمي. يجب اختزال الجزيئات الكبيرة والمعقدة من البروتينات والسكريات والدهون إلى جزيئات أبسط مثل السكر البسيط قبل أن تمتصها الخلايا الظهارية الهضمية. تلعب الأعضاء المختلفة أدوارًا محددة في عملية الهضم. يحتاج النظام الغذائي الحيواني إلى الكربوهيدرات والبروتين والدهون ، وكذلك الفيتامينات والمكونات غير العضوية لتحقيق التوازن الغذائي. تتم مناقشة كيفية هضم كل من هذه المكونات في الأقسام التالية.

الكربوهيدرات

يبدأ هضم الكربوهيدرات في الفم. يبدأ إنزيم الأميليز اللعابي في تكسير النشويات الغذائية إلى مالتوز ، وهو ثنائي السكاريد. عندما تنتقل بلعة الطعام عبر المريء إلى المعدة ، لا يحدث هضم كبير للكربوهيدرات. لا ينتج المريء أي إنزيمات هضمية ولكنه ينتج مخاطًا للتشحيم. البيئة الحمضية في المعدة توقف عمل إنزيم الأميليز.

الخطوة التالية من هضم الكربوهيدرات تحدث في الاثني عشر. تذكر أن الكيموس من المعدة يدخل الاثني عشر ويختلط مع إفراز الجهاز الهضمي من البنكرياس والكبد والمرارة. تحتوي عصائر البنكرياس أيضًا على الأميليز ، الذي يواصل تكسير النشا والجليكوجين إلى مالتوز ، وهو ثنائي السكاريد. يتم تقسيم السكريات إلى السكريات الأحادية بواسطة إنزيمات تسمى مالتاس, سوكيتس، و اللاكتاز، والتي توجد أيضًا في حدود الفرشاة لجدار الأمعاء الدقيقة. يحلل المالتاز المالتوز إلى جلوكوز. يتم تفكيك السكريات الثنائية الأخرى ، مثل السكروز واللاكتوز بواسطة السكريز واللاكتاز ، على التوالي. يكسر السكروز السكروز (أو "سكر المائدة") إلى جلوكوز وفركتوز ، ويحلل اللاكتاز اللاكتوز (أو "سكر الحليب") إلى جلوكوز وجلاكتوز. يتم امتصاص السكريات الأحادية (الجلوكوز) التي يتم إنتاجها وبالتالي يمكن استخدامها في مسارات التمثيل الغذائي لتسخير الطاقة. يتم نقل السكريات الأحادية عبر ظهارة الأمعاء إلى مجرى الدم ليتم نقلها إلى الخلايا المختلفة في الجسم. يتم تلخيص خطوات هضم الكربوهيدرات في الشكل 25.17 والجدول 25.5.

إنزيم من إنتاج موقع العمل الركيزة تعمل على المنتجات النهائية
الأميليز اللعابي الغدد اللعابية فم السكريات (النشا) السكريات الثنائية (المالتوز) ، السكريات القليلة
الأميليز البنكرياس البنكرياس الأمعاء الدقيقة السكريات (النشا) السكريات (المالتوز) ، السكريات الأحادية
قلة السكريات بطانة غشاء حدود فرشاة الأمعاء الأمعاء الدقيقة السكريات السكريات الأحادية (مثل الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز)

بروتين

يحدث جزء كبير من هضم البروتين في المعدة. يلعب إنزيم البيبسين دورًا مهمًا في هضم البروتينات عن طريق تكسير البروتين السليم إلى الببتيدات ، وهي سلاسل قصيرة من أربعة إلى تسعة أحماض أمينية. في الاثني عشر ، إنزيمات أخرى -التربسين, الإيلاستاز، و كيموتربسين- التأثير على الببتيدات واختزالها إلى ببتيدات أصغر. Trypsin elastase, carboxypeptidase, and chymotrypsin are produced by the pancreas and released into the duodenum where they act on the chyme. Further breakdown of peptides to single amino acids is aided by enzymes called peptidases (those that break down peptides). Specifically, carboxypeptidase, dipeptidase، و aminopeptidase play important roles in reducing the peptides to free amino acids. The amino acids are absorbed into the bloodstream through the small intestines. The steps in protein digestion are summarized in Figure 25.18 and Table 25.6.

الدهون

Lipid digestion begins in the stomach with the aid of lingual lipase and gastric lipase. However, the bulk of lipid digestion occurs in the small intestine due to pancreatic lipase. When chyme enters the duodenum, the hormonal responses trigger the release of bile, which is produced in the liver and stored in the gallbladder. Bile aids in the digestion of lipids, primarily triglycerides by emulsification. الاستحلاب هو عملية يتم فيها تقسيم الكريات الدهنية الكبيرة إلى عدة كريات شحمية صغيرة. These small globules are more widely distributed in the chyme rather than forming large aggregates. Lipids are hydrophobic substances: in the presence of water, they will aggregate to form globules to minimize exposure to water. Bile contains bile salts, which are amphipathic, meaning they contain hydrophobic and hydrophilic parts. Thus, the bile salts hydrophilic side can interface with water on one side and the hydrophobic side interfaces with lipids on the other. By doing so, bile salts emulsify large lipid globules into small lipid globules.

Why is emulsification important for digestion of lipids? Pancreatic juices contain enzymes called lipases (enzymes that break down lipids). If the lipid in the chyme aggregates into large globules, very little surface area of the lipids is available for the lipases to act on, leaving lipid digestion incomplete. By forming an emulsion, bile salts increase the available surface area of the lipids many fold. The pancreatic lipases can then act on the lipids more efficiently and digest them, as detailed in Figure 25.19. Lipases break down the lipids into fatty acids and glycerides. These molecules can pass through the plasma membrane of the cell and enter the epithelial cells of the intestinal lining. The bile salts surround long-chain fatty acids and monoglycerides forming tiny spheres called micelles. The micelles move into the brush border of the small intestine absorptive cells where the long-chain fatty acids and monoglycerides diffuse out of the micelles into the absorptive cells leaving the micelles behind in the chyme. The long-chain fatty acids and monoglycerides recombine in the absorptive cells to form triglycerides, which aggregate into globules and become coated with proteins. These large spheres are called chylomicrons. Chylomicrons contain triglycerides, cholesterol, and other lipids and have proteins on their surface. The surface is also composed of the hydrophilic phosphate "heads" of phospholipids. Together, they enable the chylomicron to move in an aqueous environment without exposing the lipids to water. Chylomicrons leave the absorptive cells via exocytosis. Chylomicrons enter the lymphatic vessels, and then enter the blood in the subclavian vein.

فيتامينات

Vitamins can be either water-soluble or lipid-soluble. Fat soluble vitamins are absorbed in the same manner as lipids. It is important to consume some amount of dietary lipid to aid the absorption of lipid-soluble vitamins. Water-soluble vitamins can be directly absorbed into the bloodstream from the intestine.

ارتباط بالتعلم

يحتوي هذا الموقع على لمحة عامة عن هضم البروتينات والدهون والكربوهيدرات.


Nutrition of Cultured Tuna Species

Alejandro Buentello , . Jorge Suarez , in Advances in Tuna Aquaculture , 2016

12.5.1 Digestive Physiology

In contrast with the majority of marine fish larvae cultured to date, a fully developed digestive tract, including gastric digestion, is acquired by scombrids in a comparatively short period (days vs weeks or months) after the onset of exogenous feeding. The capacity to degrade and absorb dietary nutrients by the larval tuna is sufficient to support fast growth by digesting prey naturally available in the sea.

12.5.1.1 Characterization of Scombrid Digestive Enzymes

Tuna appear to be characterized by a unique digestive physiology that is well adapted to their rapid growth, strong piscivorous habits, and endothermy. However, there are still few studies on this subject area. Tuna larvae exhibit a very early nutritional point-of-no-return, particularly at high water temperatures ( Margulies, 1993 ). Because first-feeding larvae typically have minimal nutrient reserves in combination with very demanding needs to support high levels of locomotion and an extremely rapid growth rate, a thorough understanding of their digestive capacity is absolutely essential to enable the provision of nutrient particles suitable for their developing gut to digest and assimilate in an efficient manner ( Izquierdo et al., 2001 Yufera and Darias, 2007 ).

Studies on larval PBFT fed enriched rotifers from 3 dph indicate that the gastric glands and pyloric ceca first appear during the flexion phase, supporting the hypothesis of early functionality of the digestive system ( Kaji et al., 1996 ). Similarly, in this species, the activities of proteolytic enzymes exhibited peaks at 3, 14, and 25 dph which coincides with first feeding, flexion phase, and transformation phase to juvenile, respectively. Likewise, synthesis of enteric pepsinogen starts just prior the flexion phase with activation of this zymogen progressing concurrently with larval development ( Kaji, 2000 ). Comparable enzymatic activities were documented by Buentello et al. (2011) for YFT, with chymotrypsin, aminopeptidase, amylase, and both acid and alkaline phosphatases being similar to that in PBFT but more than two orders of magnitude higher than those evaluated for California halibut (Paralichthys californicus Alvarez-Gonzalez et al., 2006 ) of a similar size (YFT larvae 30 day after hatch

27 mm TL) in the case of amylase activity, it was up to 70-fold the level found in yellowtail, Seriola lalandi, of similar size ( Chen et al., 2006 ). Taken together these results suggest not only that the digestive capacity of larval and early juvenile scombrids are superior to that of other marine fish but, the flexion phase (

12 dph, 6–7 mm) appears to mark the onset of such superior digestive capabilities.

Larval PBFT start growing more rapidly after 20–25 dph with fast differentiation and development of the stomach and pyloric ceca. This development is accompanied by a drastic increase in trypsin-like activity enabling them to eat larval fish of other species and/or their siblings (cannibalism) to maintain their rapid somatic growth ( Miyashita et al., 1998 ). A similar ontogenetic pattern has been found in YFT larvae ( Kaji et al., 1996 ). It has been pointed out that the activities of several gastrointestinal enzymes are greater in the YFT than in similar-age/size marine fish larvae of other species, and that these enzymes display a precocious increase in specific activity concurrent with somatic growth ( Buentello et al., 2011 ). In young and adult tuna, moreover, it has been shown that the temperature of the peritoneal cavity affects digestive process for instance, once PBFT reach a body weight of 20 kg, they are able to maintain high and rapid digestibility even at a low water temperatures. This is related to heat generation caused by muscular movement and from the chemical digestive process of ingested food in the thermally isolated viscera ( Kubo, 2013 ). This thermal strategy allows tuna to eat frequently when their food is abundant ( Carey et al., 1984 ) and subsequently to maintain their rapid somatic growth. In addition, scombrid species appear to employ unique strategies for rapid meal digestion such as the maintenance of low stomach pH found in a recent study on ranched SBFT fed a modified baitfish diet ( Leef et al., 2012 ).


9.2 Propagation of the Signal

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • How does the binding of a ligand initiate signal transduction throughout a cell?
  • What is the role of second messengers in signal transduction?

اتصال لدورات AP ®

During signal transduction, a series of relay proteins inside the cytoplasm of the target cell activate target proteins, resulting in a cellular response. These cascades are complex because of the interplay between proteins. A significant contributor to cell signaling cascades is the phosphorylation of molecules by enzymes known as kinases. (Substrate–level phosphorylation was studied when you learned about glycolysis.) By adding a phosphate group, phosphorylation changes the shapes of proteins. This change in shape activates or inactivates them. Second messengers, e.g., cAMP and Ca 2+ , are often used to transmit signals within a cell.

Information presented and the examples highlighted in the section support concepts and Learning Objectives outlined in Big Idea 3 of the AP ® Biology Curriculum Framework. توفر أهداف التعلم المدرجة في إطار المناهج الدراسية أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
التفاهم الدائم 3. د تتواصل الخلايا عن طريق توليد ونقل واستقبال إشارات كيميائية.
المعرفة الأساسية 3.D.3 Signal transduction pathways link signal reception with cellular response.
ممارسة العلوم 1.5 The student can re-express key elements of natural phenomena across multiple representations in the domain.
هدف التعلم 3.36 The student is able to describe a model that expresses the key elements of signal transduction pathways by which a signal is converted to a cellular response.

دعم المعلم

Ask students what would happen if suddenly the fire alarm went off. It should trigger the “fight-or-flight” response. Some organs must be activated for the response: skeletal muscle, heart, and the release of glucose from liver. Other organs have their activities dampened: the stomach halts digestion and salivary glands stop production.

Ask students what happens if they get a loud alarm sound while eating. The likely response is that nauseous feeling and digestion cut short, courtesy of our sympathetic system. The same signal that activates all the systems needed for survival also shuts down the systems which are not essential for the rapid reaction needed to escape danger. An animation of fight-or-flight response can be seen here.

تحتوي أسئلة تحدي ممارسة العلوم على أسئلة اختبار إضافية لهذا القسم والتي ستساعدك على التحضير لامتحان AP. تتناول هذه الأسئلة المعايير التالية:
[APLO 3.33][APLO 3.4][APLO 4.22][APLO 2.5][APLO 3.32][APLO 3.38]

Once a ligand binds to a receptor, the signal is transmitted through the membrane and into the cytoplasm. Continuation of a signal in this manner is called signal transduction . Signal transduction only occurs with cell-surface receptors because internal receptors are able to interact directly with DNA in the nucleus to initiate protein synthesis.

When a ligand binds to its receptor, conformational changes occur that affect the receptor’s intracellular domain. Conformational changes of the extracellular domain upon ligand binding can propagate through the membrane region of the receptor and lead to activation of the intracellular domain or its associated proteins. In some cases, binding of the ligand causes dimerization of the receptor, which means that two receptors bind to each other to form a stable complex called a dimer. A dimer is a chemical compound formed when two molecules (often identical) join together. The binding of the receptors in this manner enables their intracellular domains to come into close contact and activate each other.

Binding Initiates a Signaling Pathway

After the ligand binds to the cell-surface receptor, the activation of the receptor’s intracellular components sets off a chain of events that is called a signaling pathway or a signaling cascade. In a signaling pathway, second messengers, enzymes, and activated proteins interact with specific proteins, which are in turn activated in a chain reaction that eventually leads to a change in the cell’s environment (Figure 9.10). The events in the cascade occur in a series, much like a current flows in a river. Interactions that occur before a certain point are defined as upstream events, and events after that point are called downstream events.

اتصال مرئي

  1. Cells will not proliferate.
  2. ERK is permanently inactivated.
  3. Regulated cell division.
  4. Uncontrolled cell proliferation.

Signaling pathways can get very complicated very quickly because most cellular proteins can affect different downstream events, depending on the conditions within the cell. A single pathway can branch off toward different endpoints based on the interplay between two or more signaling pathways, and the same ligands are often used to initiate different signals in different cell types. This variation in response is due to differences in protein expression in different cell types. Another complicating element is signal integration of the pathways, in which signals from two or more different cell-surface receptors merge to activate the same response in the cell. This process can ensure that multiple external requirements are met before a cell commits to a specific response.

The effects of extracellular signals can also be amplified by enzymatic cascades. At the initiation of the signal, a single ligand binds to a single receptor. However, activation of a receptor-linked enzyme can activate many copies of a component of the signaling cascade, which amplifies the signal.

Methods of Intracellular Signaling

The induction of a signaling pathway depends on the modification of a cellular component by an enzyme. There are numerous enzymatic modifications that can occur, and they are recognized in turn by the next component downstream. The following are some of the more common events in intracellular signaling.

ارتباط بالتعلم

Observe an animation of cell signaling at this site.

  1. delay and prevention of the cell signal required for wound healing
  2. activate the cell signal required for wound healing
  3. activate and enhance the cell signals for wound healing
  4. cell signal will remain unaffected

Phosphorylation

One of the most common chemical modifications that occurs in signaling pathways is the addition of a phosphate group (PO4 –3 ) to a molecule such as a protein in a process called phosphorylation. The phosphate can be added to a nucleotide such as GMP to form GDP or GTP. Phosphates are also often added to serine, threonine, and tyrosine residues of proteins, where they replace the hydroxyl group of the amino acid (Figure 9.11). The transfer of the phosphate is catalyzed by an enzyme called a kinase . Various kinases are named for the substrate they phosphorylate. Phosphorylation of serine and threonine residues often activates enzymes. Phosphorylation of tyrosine residues can either affect the activity of an enzyme or create a binding site that interacts with downstream components in the signaling cascade. Phosphorylation may activate or inactivate enzymes, and the reversal of phosphorylation, dephosphorylation by a phosphatase, will reverse the effect.

الرسل الثاني

Second messengers are small molecules that propagate a signal after it has been initiated by the binding of the signaling molecule to the receptor. These molecules help to spread a signal through the cytoplasm by altering the behavior of certain cellular proteins.

Calcium ion is a widely used second messenger. The free concentration of calcium ions (Ca 2+ ) within a cell is very low because ion pumps in the plasma membrane continuously use adenosine-5'-triphosphate (ATP) to remove it. For signaling purposes, Ca 2+ is stored in cytoplasmic vesicles, such as the endoplasmic reticulum, or accessed from outside the cell. When signaling occurs, ligand-gated calcium ion channels allow the higher levels of Ca 2+ that are present outside the cell (or in intracellular storage compartments) to flow into the cytoplasm, which raises the concentration of cytoplasmic Ca 2+ . The response to the increase in Ca 2+ varies, depending on the cell type involved. For example, in the β-cells of the pancreas, Ca 2+ signaling leads to the release of insulin, and in muscle cells, an increase in Ca 2+ leads to muscle contractions.

Another second messenger utilized in many different cell types is cyclic AMP (cAMP) . Cyclic AMP is synthesized by the enzyme adenylyl cyclase from ATP (Figure 9.12). The main role of cAMP in cells is to bind to and activate an enzyme called cAMP-dependent kinase (A-kinase) . A-kinase regulates many vital metabolic pathways: It phosphorylates serine and threonine residues of its target proteins, activating them in the process. A-kinase is found in many different types of cells, and the target proteins in each kind of cell are different. Differences give rise to the variation of the responses to cAMP in different cells.

Present in small concentrations in the plasma membrane, inositol phospholipids are lipids that can also be converted into second messengers. Because these molecules are membrane components, they are located near membrane-bound receptors and can easily interact with them. Phosphatidylinositol (PI) is the main phospholipid that plays a role in cellular signaling. Enzymes known as kinases phosphorylate PI to form PI-phosphate (PIP) and PI-bisphosphate (PIP2).

The enzyme phospholipase C cleaves PIP2 to form diacylglycerol (DAG) and inositol triphosphate (IP3) (Figure 9.13). These products of the cleavage of PIP2 serve as second messengers. Diacylglycerol (DAG) remains in the plasma membrane and activates protein kinase C (PKC), which then phosphorylates serine and threonine residues in its target proteins. IP3 diffuses into the cytoplasm and binds to ligand-gated calcium channels in the endoplasmic reticulum to release Ca 2+ that continues the signal cascade.


المعدة

The stomach is a large, bean-shaped, hollow muscular organ consisting of three regions:

Food and fluids enter the stomach from the esophagus by passing through the lower esophageal sphincter.

The upper stomach serves as a storage area for food. Here, the cardia and body of the stomach relax to accommodate food that enters the stomach. Then the antrum (lower stomach) contracts rhythmically, mixing the food with acid and enzymes (stomach juices) and grinding the food down into small pieces so that it is more easily digested. The cells lining the stomach secrete three important substances: mucus, hydrochloric acid, and the precursor of pepsin (an enzyme that breaks down proteins). Mucus coats the cells of the stomach lining to protect them from being damaged by acid and enzymes. Any disruption of this layer of mucus, such as that resulting from infection by the bacterium Helicobacter pylori or from aspirin , can result in damage that leads to a stomach ulcer.

Locating the Stomach

Hydrochloric acid provides the highly acidic environment needed for pepsin to break down proteins. The stomach's high acidity also serves as a barrier against infection by killing most bacteria. Acid secretion is stimulated by nerve impulses to the stomach, gastrin (a hormone released by the stomach), and histamine (a substance released by the stomach). Pepsin is the only enzyme that digests collagen, which is a protein and a major part of meat.

Only a few substances, such as alcohol and aspirin , can be absorbed directly into the bloodstream from the stomach and only in small amounts.


شاهد الفيديو: إبراهيم محاضرة الجهاز الهضمي -الجزء الثاني (سبتمبر 2022).