Hệ tiêu hóa

Có 3,179 lượt xem

Hệ tiêu hóa

Các sinh vật dị dưỡng (trong đó có con người) không thể tự tạo ra những hợp chất cao năng lượng từ các nguyên liệu vô cơ. Chúng phải thu nhận các chất giàu năng lượng có sẵn để duy trì và tăng trưởng.

Có bốn nhóm sinh vật dị dưỡng chính: các vi khuẩn không quang hợp, nấm, nguyên sinh động vật không quang hợp và động vật. Vi khuẩn và nấm không có hệ tiêu hóa bên trong nên phương thức dinh dưỡng chính của chúng là hấp thu. Chúng có thể sống hoại sinh (saprophytic) hoặc ký sinh (parasitic). Ngược lại nguyên sinh động vật và động vật có phương thức dinh dưỡng chính là thu nhận thức ăn. Chúng có thể là những động vật ăn cỏ (herbivore), ăn thịt (carnivore) hoặc ăn tạp (omnivore).

Chương nầy sẽ chỉ đề cập đến những nét đại cương về quá trình tiêu hóa, cấu trúc của hệ tiêu hóa và sự tiêu hóa bằng các enzim ở người.

I. ÐẠI CƯƠNG VỀ QUÁ TRÌNH TIÊU HÓA

Giai đoạn đầu tiên của quá trình tiêu hóa là sự thu nhận thức ăn (ingestion). Giai đoạn thứ hai là sự tiêu hóa (digestion). Ðó là quá trình phá vỡ thức ăn thành những phân tử nhỏ đủ cho cơ thể hấp thu. Khối vật liệu hữu cơ trong thức ăn có thể có protein, lipid, carbohydrat, acid nhân. Mặc dù những đại phân tử nầy là những nguyên liệu thích hợp nhưng động vật không thể trực tiếp sử dụng chúng vì hai lý do. Một là các đại phân tử quá lớn không thể đi qua màng để vào bên trong tế bào. Hai là các đại phân tử cấu trúc nên một động vật không giống với các đại phân tử trong thức ăn. Tuy nhiên trong việc xây dựng các đại phân tử cho chính bản thân, tất cả các động vật đều sử dụng các đơn phân giống nhau. Vì vậy, sự tiêu hóa sẽ cắt các đại phân tử thành các đơn phân mà động vật có thể sử dụng chúng để tạo ra các phân tử riêng cho mình. Carbohydrat được cắt thành các đường đơn, lipid được tiêu hóa thành glycerol và acid béo, protein bị thủy phân thành các acid amin và acid nhân  bị cắt thành các nucleotid.

Cần nhớ lại rằng, khi một tế bào tổng hợp một đại phân tử bằng cách liên kết các đơn phân với nhau, chúng thường phải tách một phân tử nước khi thành lập một liên kết hóa trị. Sự tiêu hóa đi ngược lại quá trình nầy bằng cách bẻ gãy liên kết và thêm vào một phân tử nước. Quá trình nầy được gọi là sự thủy phân và cần có sự tham gia của các enzim. Các enzim thủy phân xúc tác cho sự tiêu hóa của từng loại đại phân tử có trong thức ăn. Sự tiêu hóa hóa học nầy thường xảy ra sau sự tiêu hóa cơ học. Trong sự tiêu hóa cơ học, thức ăn bị phá vỡ thành những mảnh nhỏ hơn làm tăng bề mặt tiếp xúc của chúng với dịch tiêu hóa có chứa các enzim thủy phân. Ðộng vật phải tiêu hóa thức ăn trong một số ngăn đã được chuyên hóa để các enzim thủy phân có thể tác kích vào các đại phân tử thức ăn mà không gây nguy hiểm cho các tế bào.

Hai giai đoạn cuối cùng của quá trình tiêu hóa xảy ra sau khi thức ăn đã được tiêu hóa. Giai đoạn thứ ba là sự hấp thu (absorption), các tế bào động vật thu nhận các phân tử nhỏ nhu acid amin, đường đơn, acid béo… từ các ngăn tiêu hóa. Sau cùng, sự thải bả (elimination) xảy ra, các vật liệu không tiêu hóa được đưa ra khỏi các ngăn tiêu hóa.

II. CẤU TRÚC CỦA HỆ TIÊU HÓA Ở NGƯỜI

Vì người là một động vật ăn tạp, tiêu thụ cả động vật lẫn thực vật nên hệ thống tiêu hóa của người đã được chuyên hóa thích nghi với nhiều loại thức ăn khác nhau. Hệ thống tiêu hóa của người được minh họa trong hình 1. Nó bao gồm một ống dài gọi là ống tiêu hóa cùng với các cơ quan có liên quan như gan và tụy.

Ở người trưỡng thành, ống tiêu hóa là một ống dài khoảng 9m. Suốt chiều dài, thành ống được tạo thành bởi 4 lớp mô: một lớp màng nhầy ở trong cùng; một lớp dưới màng nhầy gồm các mô liên kết có nhiều mạch máu; một lớp cơ ; một lớp mô liên kết mỏng ở ngoài cùng tiếp giáp với các lớp màng trong xoang cơ thể (Hình 2). Mặc dù 4 lớp nầy đều hiện diện suốt chiều dài của ống nhưng chúng bị biến đổi ở những phần khác nhau.

1. Xoang miệng

Ngăn đầu tiên của ống tiêu hóa là xoang miệng. Trong xoang miệng có các răng giữ nhiệm vụ tiêu hóa cơ học bằng cách nghiền thức ăn. Răng người có nhiều loại khác nhau, mỗi loại thích nghi với một chức năng riêng. Phía trước là các răng cửa dùng để cắn thức ăn, nằm ở hai bên là các răng nanh được chuyên hóa để xé nhỏ thức ăn. Tiếp theo là các răng tiền hàm và các răng hàm. Chúng có bể mặt rộng, nhiều nếp gấp để nghiền thức ăn (Hình 3).

Răng của các loài động vật được chuyên hóa theo nhiều cách khác nhau và có thể hoàn toàn khác với răng người về số lượng, cấu trúc, cách sắp xếp và chức năng. Thí dụ: răng của rắn rất mãnh, nhọn và thường cong về phía sau. Chúng giữ chức năng bắt mồi nhưng không tiêu hóa cơ học vì rắn không nhai thức ăn mà nuốt toàn bộ con mồi. Răng của thú ăn thịt như chó và mèo thường nhọn hơn răng người, các răng nanh dài, răng tiền hàm không có bề mặt rộng để nhai vì chúng thích nghi với việc cắt và xé thức ăn. Ngược lại, các động vật ăn cỏ như bò, ngựa lại thiếu răng nanh, có răng tiền hàm lớn và răng hàm có nhiều gờ.

Cần lưu ý rằng răng nhọn, sắc, ít thích nghi với việc nhai, dường như là đặc trưng cho nhiều loài ăn thịt như rắn, chó, mèo trong khi răng có bề mặt rộng, thích nghi cho sự nhai, dường như đặc trưng cho các động vật ăn cỏ. Người là một động vật ăn tạp do đó răng, về cả cấu trúc và chức năng, đều có những đặc điểm chuyên hóa cao như ở động vật ăn cỏ và ăn thịt. Tương tự, các cơ hàm của mỗi loài cũng tiến hóa phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng của chúng.

Bên cạnh chức năng của răng, xoang miệng còn có những chức năng khác. Ở đây, hương vị của thức ăn được nhận cảm (hoạt động rất quan trọng trong việc chọn lọc thức ăn). Ðồng thời, thức ăn cũng được trộn với nước bọt do các tuyến nước bọt tiết ra. Nước bọt hòa tan một vài loại thức ăn và tác động như một chất bôi trơn, giúp thức ăn đi qua các phần khác của ống tiêu hóa. Nước bọt của người có các enzim tiêu hóa tinh bột. Nó cũng có chứa các tác nhân kháng khuẩn (ion thiocyanate) giúp tiêu diệt các vi khuẩn có hại xâm nhập theo đường miệng.

Các cơ lưỡi sẽ điều khiển thức ăn trong quá trình nhai và làm cho nó trở thành một khối, gọi là viên thức ăn (bolus). Sau đó viên thức ăn được nuốt vào yết hầu, qua thực quản.

2. Thực quản và dạ dày

Thực quản là một ống dài chạy từ miệng xuống phía dưới qua cổ họng và nối với dạ dày trong phần trên của xoang bụng.

Thức ăn được đẩy dọc theo thực quản bởi sóng co cơ của quá trình nhu động (peristalsis). Các cơ vòng trong thành thực quản ngay phía trên viên thức ăn co bóp, dồn thức ăn về phía trước.  Khi viên thức ăn di chuyển, các cơ ở vùng phía sau viên thức ăn co lại và thường xuyên đẩy nó về phía trước (Hình 4).  Tại chỗ nối giữa thực quản và dạ dày là một cơ vòng đặc biệt gọi là cơ thắt tâm vị.  Khi cơ co lại, nó sẽ làm đóng tâm vị (đường vào dạ dày).

Bình thường tâm vị đóng lại để ngăn không cho thức ăn trong dạ dày di chuyển ngược về thực quản khi dạ dày co bóp trong quá trình tiêu hóa. Tâm vị sẽ mở ra khi có một sóng nhu động đến từ thực quản chạm vào cơ thắt.

Dạ dầy nằm hơi lệch về phía trái ở phần trên của bụng, ngay dưới xương sườn cuối. Cấu trúc một phần nhỏ của thành dạ dày được minh họa trong hình 5. Trên bề mặt biểu mô có nhiều chỗ lõm sâu vào bên trong tạo ra rất nhiều tuyến ống gọi là các phễu dạ dày. Trong các phễu này có các tế bào viền sản xuất ra acid chlohydric và các ter61 bào chính sản xuất ra pepsinogen. Ngoài ra thành dạ dày còn có các tế bào nội tiết sản sinh hormone gastrin có tác dụng kích thích sự tiết dịch của dạ dày.

Ngoài chức năng là một cơ quan dự trữ thức ăn dạ dày cũng có các nhiệm vụ khác. Khi dạ dày chứa thức ăn, các cơ của nó co bóp sẽ khấy, trộn và phá vỡ các mãnh lớn của thức ăn. Bằng cách nầy, chúng bổ sung cho hoạt động của răng trong việc tiêu hóa cơ học.  Các tuyến trên màng lót dạ dày gồm nhiều loại: một số tiết ra chất nhày bao phủ bên trong dạ dày, một số khác tiết ra dịch vị là một hỗn hợp của HCl và các enzim tiêu hóa. Vì vậy, sự tiêu hóa thức ăn bằng các enzim là chức năng quan trọng thứ ba của dạ dày. Ngoài ra HCl còn giúp bảo vệ cơ thể bằng cách giết  chết nhiều loại vi khuẩn trong thức ăn.

3. Ruột non

Thức ăn rời khỏi dạ dầy, đi qua môn vị vào ruột non. Ðây là nơi mà hầu hết các hoạt động tiêu hóa và hấp thu xảy ra. Ðoạn đầu tiên của ruột non nối với dạ dầy được gọi là tá tràng. Theo sau là một đoạn rất dài, cuộn lại và nằm ở phần dưới của xoang bụng.

Chiều dài của ruột non khác biệt tùy theo loài. Ở các động vật ăn cỏ ruột non thường dài và cuộn xoắn nhiều, ở động vật ăn thịt ruột non ngắn hơn và ở động vật ăn tạp ruột có chiều dài trung bình. Những khác biệt này có liên quan đến sự khó khăn trong việc tiêu hóa các nguyên liệu thực vật có vách tế bào bằng celluloz. Vì ruột non là nơi thức ăn được hấp thu, chúng phải có một sự thích nghi cấu trúc đặc biệt để làm tăng bề mặt hấp thu. Ngoài chiều dài, những biến đổi trên bề mặt ruột non góp phần làm tăng một lượng lớn bề mặt hấp thu của ruột: (1) Lớp màng nhầy lót ở thành ruột được sắp xếp thành nhiều nếp gấp. (2) bề mặt màng nhầy được bao phủ bởi các nhung mao (villi). (3) Bản thân các tế bào biểu mô và các nhung mao lại có các cấu trúc gọi là gờ bàn chải (brush border) chứa vô số các vi nhung mao (microvilli). Các nếp gấp, các nhung mao và các vi nhung mao làm cho tổng bề mặt của ruột non tăng lên rất lớn (Hình 6).

4. Ruột già

Ruột già thường được nối với ruột non tại một đoạn có hình chữ T, mằm bên phải ở phần dưới xoang bụng. Tại đây có một cơ thắt hoạt động như một van kiểm soát sự chuyển động của thức ăn. Ở một nhánh của đoạn chữ T có một túi bịt đầu gọi là manh tràng (caecum). Người có manh tràng nhỏ, hình ngón tay, gọi là ruột thừa (appendix).

Manh tràng của người nhỏ và không quan trọng nhưng ở nhiều động vật, nhất là các động vật ăn cỏ, manh tràng rất lớn và có chứa nhiều vi sinh vật (vi khuẩn và nguyên sinh động vật)  có khả năng tiêu hóa celluloz.

Từ manh tràng, ruột già của người đi lên trên đến vùng giữa xoang bụng sang phía bên trái rồi đi xuống. Bề mặt của ruột già nhỏ hơn ruột non vì màng lót của chúng không có các nếp gấp và các nhung mao.

Một trong những chức năng chính của ruột già là tái hấp thu nước được sử dụng trong quá trình tiêu hóa. Phần lớn sự hấp thu nước xảy ra cùng với sự hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột non. Các nước còn lại được tái hấp thu ở ruột già. Thỉnh thoảng ruột bị kích thích và sự nhu động đẩy khối vật liệu qua nó quá nhanh không kịp để nước được tái hấp thu, gây ra tiêu chảy (diarrhea). Ngược lại nếu vật liệu di chuyển quá chậm, sẽ có quá nhiều nước được hấp thu gây ra sự táo bón (constipation).

Một chức năng thứ hai của ruột già là bài tiết các muối như Ca, Fe khi nồng độ của chúng trong máu quá cao. Muối từ máu đi vào ruột già và được thải ra ngoài theo phân. Một số lượng lớn vi khuẩn thường sống trong ruột già, sự hiện diện của chúng rất cần cho các chức năng bình thường của ruột. Ðôi khi việc điều trị bằng các chất kháng sinh sẽ giết chết các vi khuẩn này, làm rối loạn hoạt động tiêu hóa gây ra tiêu chảy.

Chức năng thứ ba của ruột già là dự trử phân cho đến khi chúng được thải ra ngoài. Sự co bóp của ruột già sẽ đẩy khối vật liệu di chuyển từ từ (8 – 12 giờ) qua phần đầu của ruột già đi vào trực tràng (rectum). Tại đây phân được trử lại cho đến khi được thải ra ngoài qua hậu môn (anus).

5. Hệ tiêu hóa của động vật nhai lại (ruminant)

Ở các động vật nhai lại như trâu, bò, cừu cũng có sự tham gia của các vi sinh vật tiêu hóa celluloz nhưng những vi sinh vật nầy không nằm trong manh tràng mà nằm trong dạ dầy. Dạ dày của động vật nahi lại có bốn túi: dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế. Khi con vật nhai lần thứ nhất và nuốt, khối thức ăn sẽ đi vào dạ cỏ (rumen) và dạ tổ ong (reticulum). Tại đây, một số lượng lớn các vi sinh vật cộng sinh sẽ lên men các thức ăn có cellulose. Sau đó chúng sẽ từ từ dồn ngược thức ăn lên và nhai lại khối thức ăn nầy. Sau đó khối thức ăn đã được nhai lại sẽ được nuốt vào dạ lá sách (omasum), cuối cùng đi vào dạ múi khế (abomasum) để được tiêu hóa bằng các enzim riêng của động vật. Nhờ hoạt động của các vi khuẩn, những động vật nhai lại sẽ hấp thu nhiều chất dinh dưỡng từ thức ăn hơn là các động vật ăn cỏ không nhai lại (Hình 7).

III. SỰ TIÊU HÓA BẰNG ENZIM Ở NGƯỜI

1. Sự tiêu hóa carbohydrate

Sau khi đã biết qua về ống tiêu hóa của người từ miệng đến hậu môn, chúng ta hãy xem xét tiếp những thay đổi hóa học xảy ra trong thức ăn có carbohydrate khi nó đi qua hệ thống ống phức tạp nầy. Có ba nguồn carbohydrate chính trong khẩu phần ăn của người: sucroz (một đường đa); lactoz (đường trong sữa) và tinh bột. Sự tiêu hóa bằng enzim bắt đầu từ miệng. Nước bọt có chứa enzim amylaz (còn được gọi là ptyalin), bắt đầu nhưng chưa hoàn toàn thủy phân tinh bột thành glucoz. Mặc dù amylaz xúc tác phản ứng thủy phân tạo ra một ít glucoz, nhưng thường nó chỉ tạo ra các phân tử đường đôi là maltoz. Các phân tử nầy sau đó sẽ tiếp tục được tiêu hóa ở ruột non. Vì thức ăn chỉ ở miệng trong một thời gian ngắn nên amylaz ít có cơ hội để hoạt động ở đây. Nó tác động chủ yếu bên trong mỗi viên thức ăn sau khi chúng được nuốt vào thực quản và đi xuống dạ dầy.

Tuy nhiên, khi xuống đến dạ dày, thức ăn chịu tác động của dịch vị được tiết ra bởi các tuyến trên thành dạ dày và sự thủy phân tinh bột ngừng lại. Có lẽ chỉ có khoảng 3 đến 5% tinh bột được tiêu hóa là bị thủy phân bởi amylaz. Dịch vị có chứa nhiều HCl, làm cho các chất trong dạ dầy rất acid (pH ở giữa 1,5 và 2,5). pH thấp nhanh chóng làm bất hoạt amylaz nên rất ít hoặc không có sự tiêu hóa carbohydrat xảy ra trong dạ dầy.

Trong ruột non, sự tiêu hóa carbohydrate được hoàn tất. Khi một phần thức ăn được tiêu hóa đi từ dạ dầy đến tá tràng, tính acid của nó (thông qua các hormone chuyên biệt) kích thích sự phóng thích các chất tiết từ hai cơ quan là tụy tạng và gan vào tá tràng. Tụy tạng (pancreas) là một cơ quan lớn, nằm ngay dưới dạ dầy, có nguồn gốc trong giai đoạn phôi như là một phần phát triển ra ngoài của ống tiêu hóa và nối với tá tràng bằng ống tụy (pacreatic duct) (Hình 8).

Khi thức ăn đi vào tá tràng, tụy tạng tiết ra một hỗn hợp của các enzim đi qua ống tụy vào tá tràng. Hỗn hợp nầy bao gồm các enzim tiêu hóa tất cả ba loại thức ăn chính là carbohydrate, lipid, protein cũng như một số có thể tiêu hóa acid nucleic. Một trong các loại enzim của tụy tạng là amylaz tụy (pancreatic amylase) tác động giống như amylaz của nước bọt nghĩa là cắt tinh bột thành các phân tử đường maltoz. Chúng  quan  trọng  hơn  các  amylaz   của nước bọt vì chúng tiêu hóa phần lớn tinh bột.

Như vậy, dưới tác dụng của amylaz trong miệng và trong ruột non, tinh bột bị cắt thành các phân tử đường đôi là maltoz, nhưng vẫn chưa tạo ra các phân tử glucoz tự do. Các enzim khác phải hoàn tất quá trình tiêu hóa . Những enzim nầy thực ra là các protein ngoại vi (extrinsic protein) của màng tế bào lót trong ống ruột, hướng các vị trí hoạt động của chúng về phía xoang ruột. Các đường đôi được tiêu hóa thành đường đơn khi chúng tiếp xúc các enzim nầy. Enzim maltaz xúc tác cho sự cắt maltoz, sucraz cho sự cắt sucroz và lactaz cho sự cắt lactoz. Các sản phẩm cuối cùng của sự tiêu hóa carbohydrate là các phân tử đường đơn. Sự hấp thu các đường đơn qua màng của các tế bào ruột là nhờ sự vận chuyển tích cực. Mỗi phân tử đường có một phân tử chuyên chở đặc hiệu. Từ đó các đường đơn được vận chuyển vào mao mạch và được mang đến các phần khác nhau của cơ thể.

2. Sự tiêu hóa protein

Sự tiêu hóa protein bắt đầu trong dạ dầy và kết thúc trong ruột non. Enzim chính của dịch vị là pepsin sẽ tiêu hóa protein. Pepsin chỉ có tác dụng trong một môi trường acid mạnh không thể thủy phân toàn bộ protein thành acid amin. Nó chỉ cắt các liên kết peptide giữa một số acid amin chuyên biệt, đặc biệt là tyrosine và phenylalanin, làm cho chuỗi polypeptid dài bị cắt thành nhiều sợi ngắn hơn.

Như vậy tại sao thành của ống tiêu hóa cấu tạo bởi protein lại không bị tiêu hóa bởi enzim nầy? Có hai lý do.

Một là do lớp màng nhầy lót bên trong thành ống tiêu hóa bảo vệ ống tránh khỏi tác động của enzim. Khi lớp màng bảo vệ nầy bị phá hủy, enzim bắt đầu ăn lan ra một phần của lớp màng lót, gây ra bệnh loét dạ dầy (ulcer). Ða số trường hợp, sự loét phát sinh và phát triển do nhiễm một loài vi khuẩn đặc biệt là Helicobacter pylori.

Hai là, tuyến dạ dày không tiết ra enzim pepsin hoạt động mà tiết ra một tiền chất bất hoạt là pepsinogen. Tiền chất bất hoạt của enzim thường được gọi chung là các zymogen. HCl trong dịch vị sẽ biến đổi pepsinogen thành pepsin bằng cách cắt bỏ 42 acid amin từ một đầu của phân tử pepsinogen làm bộc lộ vị trí hoạt động của enzim. Vì acid và pepsinogen được tiết bởi hai loại tế bào khác nhau nên chúng không thể hòa trộn với nhau trước khi được tiết vào xoang vị. Khi pepsinogen được biến đổi thành pepsin hoạt động, chính pepsin lại có thể hoạt hóa các pepsinogen được thêm vào.

Khi thức ăn có tính acid đến ruột non, tụy tạng phóng thích các enzim khác cũng tác động trong sự tiêu hóa protein. Giống như pepsin, trypsin và chymotrypsin (hai enzim tiêu hóa protein của tuyến tụy) chỉ cắt đứt các liên kết peptid giữa một số acid amin chuyên biệt. Trypsin và Chymotrypsin cũng được tiết ra dưới dạng bất hoạt (zymogen) là trypsinogen và chymotrypsinogen. Trong ruột non, trypsinogen được biến đổi thành trypsin hoạt động (bằng cách cắt bỏ 6 acid amin tận cùng của chuỗi polypeptid) nhờ enzim enterokinaz do tuyến ruột tiết ra. Trypsin được tạo thành sẽ cắt bỏ hai đoạn ngắn bên trong chuỗi polypeptid của chymotrypsinogen. Phân tử còn lại là chymotrypsin hoạt động gồm ba chuỗi polypeptide riêng biệt được nối với nhau bằng các liên kết disulfid.

Tóm lại, hoạt động của pepsin trong dạ dày và của trypsin cùng chymotrypsin từ tụy tạng chỉ cắt protein thành những đoạn có chiều dài khác nhau, nhưng chưa tạo ra các acid amin tự do. Những enzim nầy được gọi là endopeptidaz tức là các enzim xúc tác sự thủy phân các liên kết peptid giữa các acid amin chuyên biệt bên trong protein, không phải là các liên kết nối với acid amin ở đầu tận cùng của chuỗi. Một nhóm enzim khác, gọi là exopeptidaz, xúc tác sự tách các acid amin từ các đầu tận cùng của chuỗi nhờ đó hoàn tất quá trình tiêu hóa. Có một số lượng lớn các exopeptidaz, mỗi loại có tính chuyên biệt cao trong tác động. Thí dụ: carboxypeptidaz phá vỡ liên kết peptide của acid amin tận cùng ở đầu tự do có nhóm carboxyl, aminopeptidaz phá vỡ liên kết peptide của acid amin tận cùng ở đầu tự do có nhóm amino. Một số exopeptidaz được sản xuất trong tụy tạng nhưng một số khác (giống như các enzim thủy phân đường đôi) là những protein ngoại vi nhô ra từ bề mặt của màng tế bào biểu mô. Các protein được tiêu hóa khi chúng tiếp xúc với các enzim. Các sản phẩm của sự tiêu hóa protein là các acid amin tự do, các dipeptide (hai acid amin nối với nhau) và các tripeptid (ba acid amin nối với nhau).

Giống như các đường đơn, các dipeptid, tripeptid và các acid amin được hấp thu qua màng tế bào ruột bằng cách vận chuyển tích cực. Có nhiều phân tử vận chuyển khác nhau tham gia vào quá trình nầy, với năng lượng do ATP cung cấp. Các dipeptide và tripepetide được thủy phân thành acid amin tự do trong các tế bào ruột. Chỉ có các acid amin tự do được chuyên chở vào các mao mạch.

3. Sự tiêu hóa lipid

Sự tiêu hóa và hấp thu chất béo hoàn toàn khác với sự tiêu hóa và hấp thu carbohydrate và protein. Lipaz là một enzim tiêu hóa chất béo chủ yếu của cơ thể, cũng được tiết ra bởi tụy tạng. Trong dịch tụy có một số lượng lớn của enzim nầy. Nó chỉ tiêu hóa hoàn toàn một ít chất béo thành glycerol và ba acid béo. Hầu hết chất béo chỉ bị tiêu hóa một phần (nghĩa là bị tách thành hai trong số ba acid béo) và một số hoàn toàn không bị tiêu hóa. Tuy nhiên, vì các chất béo và các sản phẩm của sự tiêu hóa một phần chất béo là những chất tan trong lipid nên chúng có thể được hấp thu qua màng tế bào mà không cần sự tiêu hóa hoàn toàn (một trường hợp không thể xảy ra với carbohydrat và protein).

Góp phần rất lớn vào quá trình tiêu hóa và hấp thu chất béo là mật (bile), một chất dịch được sản xuất từ gan. Gan (liver) là một cơ quan rất lớn nằm ở phần trên của xoang bụng. Trên bề mặt của nó có một cơ quan dự trử gọi là túi mật (gallbladder). Mật được tạo ra trong gan và được tập hợp lại trong một loạt ống phân nhánh và đổ vào trong túi mật. Khi thức ăn đi đến tá tràng, một hormone được phóng thích làm cho thành của túi mật co lại và mật được đẩy qua ống mật đi vào tá tràng.

Mật không phải là enzim tiêu hóa, cũng không phải là một protein. Nó là một dung dịch phức tạp của các muối, sắc tố và cholesterol. Các muối mật tác động như những tác nhân nhũ hóa làm cho các giọt chất béo lớn bị phá vỡ thành những giọt nhỏ lơ lững trong nước. Nhiều giọt nhỏ sẽ làm cho bề mặt tiếp xúc với các enzim tiêu hóa tăng lên. Muối mật cũng tham gia trong sự hấp thu chất béo. Khi một lượng muối mật không thích hợp hiện diện trong ruột non, cả sự tiêu hóa và hấp thu chất béo đều bị hư hại nghiêm trọng. Muối mật được tái hấp thu ở ruột già, chuyển trở lại gan và được sử dụng lại.

Các sắc tố mật và cholesterol không giữ vai trò rõ ràng trong sự tiêu hóa. Các sắc tố được tạo ra từ sự phá hủy các tế bào hồng cầu trong gan làm cho phân có màu nâu. Cholesterol, một hợp chất tương đối ít tan, đôi khi bị cô đặc lại thành sỏi mật, có thể làm tắt ống mật.

Phần lớn chất béo được tiêu hóa một phần và các giọt chất béo rất nhỏ được hấp thu trực tiếp qua màng của tế bào ruột non. Khi vào bên trong tế bào ruột, các giọt nầy kết hợp lại thành chất béo và được bao phủ bởi protein tạo thành lipoprotein. Sau đó các lipoprotein được tiết vào dịch mô bằng sự ngoại xuất bào (exocytosis) và đi vào các mạch bạch huyết của nhung mao. Cần lưu ý rằng chất béo và các sản phẩm của sự tiêu hóa chất béo đầu tiên được hấp thu vào hệ bạch huyết, trong khi các sản phẩm của sự tiêu hóa carbohydrate và protein được hấp thu vào máu. Sau đó các mạch bạch huyết sẽ chuyển giao các chất béo vào dòng máu

4. Sự tiêu hóa các acid nhân

Các acid nhân cũng được tiêu hóa nhờ một nhóm enzim là nucleaz thủy phân ADN và ARN thành các nucleotid. Sau đó, các nucleotid lại tiếp tục được các enzim khác phá vỡ thành các nhóm phosphat, đường và các nitơ.

Gs. Bùi Tấn Anh – Võ Văn Bé – Phạm Thị Nga

Tài liệu tham khảo thêm: