Απορρόφηση των θρεπτικών ουσιών 🩸

Στα προηγούμενα μαθήματα είδαμε πώς οι τροφές διασπώνται. Πρώτα με τη μηχανική πέψη (μάσημα, ανακάτεμα) και στη συνέχεια με τη χημική πέψη, χάρη στα πεπτικά ένζυμα, τα μεγάλα μόρια της τροφής (τα μακρομόρια) διασπώνται σε πολύ μικρότερα, απλά μόρια (τα μικρομόρια). Για παράδειγμα, το άμυλο διασπάται σε γλυκόζη, οι πρωτεΐνες σε αμινοξέα και τα λίπη σε λιπαρά οξέα και γλυκερόλη.

Όμως η πέψη από μόνη της δεν αρκεί. Τα μικρά αυτά μόρια βρίσκονται ακόμη μέσα στον γαστρεντερικό σωλήνα, δηλαδή "έξω" από το σώμα μας. Για να μπορέσει ο οργανισμός να τα χρησιμοποιήσει, πρέπει αυτά να περάσουν από το έντερο μέσα στο αίμα. Αυτή ακριβώς η διαδικασία λέγεται απορρόφηση.

Τι είναι η απορρόφηση 🔎

Απορρόφηση είναι η μεταφορά των απλών θρεπτικών ουσιών (των μικρομορίων) από το εσωτερικό του εντέρου στην κυκλοφορία του αίματος. Μόλις τα μόρια αυτά περάσουν στο αίμα, μπορούν να ταξιδέψουν σε όλα τα κύτταρα του σώματος.

Πού γίνεται η απορρόφηση: το λεπτό έντερο 🧬

Το κύριο όργανο της απορρόφησης είναι το λεπτό έντερο. Η δομή του είναι εντυπωσιακά προσαρμοσμένη ώστε να απορροφά όσο το δυνατόν περισσότερες θρεπτικές ουσίες. Το μυστικό βρίσκεται στην τεράστια εσωτερική επιφάνειά του.

Αν κοιτάξουμε το εσωτερικό τοίχωμα του λεπτού εντέρου από μέσα προς τα έξω, θα δούμε διαδοχικά επίπεδα "διπλώματος" που όλα μαζί μεγαλώνουν πάρα πολύ την επιφάνεια απορρόφησης:

• Πτυχές: Το τοίχωμα του εντέρου δεν είναι λείο, αλλά σχηματίζει πολλές πτυχές (δίπλες), όπως ένα διπλωμένο ύφασμα.
• Λάχνες: Πάνω στις πτυχές υπάρχουν χιλιάδες μικρές, δαχτυλόμορφες προεξοχές που ονομάζονται λάχνες. Θυμίζουν το χνούδι μιας πετσέτας.
• Μικρολάχνες: Ακόμη και τα κύτταρα που καλύπτουν κάθε λάχνη (τα επιθηλιακά κύτταρα) έχουν στην επιφάνειά τους πάρα πολλές μικροσκοπικές προεξοχές, τις μικρολάχνες.

Αυτή η "τριπλή" αναδίπλωση (πτυχές → λάχνες → μικρολάχνες) κάνει την επιφάνεια απορρόφησης του λεπτού εντέρου τεράστια, πολύ μεγαλύτερη από ό,τι θα φανταζόταν κανείς για ένα όργανο αυτού του μεγέθους.

Μέσα σε κάθε λάχνη

Κάθε λάχνη είναι σαν ένα μικρό "εργαστήριο μεταφοράς". Στο εσωτερικό της περνάνε δύο σημαντικά είδη αγγείων:

• Τριχοειδή αγγεία (αιμοφόρα): Πολύ λεπτά αιμοφόρα αγγεία που παραλαμβάνουν τα περισσότερα θρεπτικά συστατικά (όπως η γλυκόζη και τα αμινοξέα). Από εκεί το αίμα μαζεύεται σε μεγαλύτερες φλέβες και μεταφέρεται μέσω της πυλαίας φλέβας πρώτα στο ήπαρ και μετά σε όλο το σώμα.
• Λεμφαγγείο: Ένα ειδικό αγγείο της λέμφου που παραλαμβάνει κυρίως τα προϊόντα της πέψης των λιπών.

Έτσι, οι θρεπτικές ουσίες περνούν από τον αυλό (το εσωτερικό κενό) του εντέρου, μέσα από τα επιθηλιακά κύτταρα που καλύπτουν τη λάχνη, και καταλήγουν στα τριχοειδή αγγεία ή στο λεμφαγγείο, δηλαδή στην κυκλοφορία.

Πώς περνούν οι ουσίες στο αίμα: το μοντέλο της ημιπερατής μεμβράνης 🧪

Για να καταλάβουμε τι ακριβώς συμβαίνει στο λεπτό έντερο, μπορούμε να φτιάξουμε ένα απλό μοντέλο. Το μοντέλο αυτό μας βοηθά να "δούμε" μια διαδικασία που κανονικά γίνεται μέσα στο σώμα μας και δεν μπορούμε να την παρατηρήσουμε άμεσα.

Χρησιμοποιούμε δύο πλαστικές σακούλες φτιαγμένες από ημιπερατή μεμβράνη. Η ημιπερατή μεμβράνη έχει μικροσκοπικές τρύπες: αφήνει να περάσουν μόνο τα μικρά μόρια, ενώ κρατά μέσα τα μεγάλα μόρια. Ακριβώς έτσι συμπεριφέρεται και η επιφάνεια των κυττάρων του βλεννογόνου του εντέρου.

Οι δύο πειραματικές διατάξεις είναι:

• Σακούλα αρ. 1: περιέχει διάλυμα αμύλου μαζί με διάλυμα αμυλάσης (το ένζυμο που διασπά το άμυλο).
• Σακούλα αρ. 2: περιέχει μόνο διάλυμα αμύλου, χωρίς ένζυμο.

Κάθε σακούλα τοποθετείται σε ένα δοχείο με νερό θερμοκρασίας $37\ ^\circ C$ για περίπου 15 λεπτά. Στη συνέχεια παίρνουμε λίγο από το νερό του δοχείου (όχι από μέσα από τη σακούλα) και του προσθέτουμε διάλυμα Benedict, το οποίο αλλάζει χρώμα όταν υπάρχουν απλά σάκχαρα, όπως η γλυκόζη.

Τι δείχνει το πείραμα και γιατί

Στη σακούλα αρ. 1 υπάρχει αμυλάση, οπότε το άμυλο διασπάται σε γλυκόζη. Η γλυκόζη είναι μικρό μόριο, γι' αυτό περνά μέσα από τις τρύπες της ημιπερατής μεμβράνης και βγαίνει στο νερό του δοχείου. Έτσι το διάλυμα Benedict στη διάταξη Α δίνει θετική αντίδραση (αλλάζει χρώμα), αποδεικνύοντας ότι στο νερό υπάρχει πλέον γλυκόζη.

Στη σακούλα αρ. 2 δεν υπάρχει ένζυμο, άρα το άμυλο δεν διασπάται και παραμένει μεγάλο μόριο. Το άμυλο είναι πολύ μεγάλο για να περάσει μέσα από τη μεμβράνη, οπότε δεν βγαίνει στο νερό. Επομένως το διάλυμα Benedict στη διάταξη Β δίνει αρνητική αντίδραση (δεν αλλάζει χρώμα).

Το συμπέρασμα είναι σημαντικό: τα κύτταρα του βλεννογόνου του εντέρου (η ημιπερατή μεμβράνη) αφήνουν να περάσουν μόνο τα μικρά, απλά μόρια της τροφής. Γι' αυτό η πέψη πρέπει να προηγηθεί: μόνο αφού τα πεπτικά ένζυμα διασπάσουν τα μακρομόρια σε μικρομόρια, μπορεί να γίνει η απορρόφηση.

Τι αναπαριστά το κάθε μέρος του μοντέλου

Η τύχη των θρεπτικών ουσιών μετά την απορρόφηση 🚚

Αφού απορροφηθούν, τα μικρομόρια ταξιδεύουν με το αίμα και φτάνουν σε όλα τα κύτταρα του σώματος. Εκεί μπορούν να αξιοποιηθούν με δύο βασικούς τρόπους:

• Για την παραγωγή ενέργειας: Μικρά μόρια, όπως η γλυκόζη, διασπώνται μέσα στα μιτοχόνδρια και απελευθερώνουν ενέργεια, την οποία χρησιμοποιεί το κύτταρο για τις λειτουργίες του.
• Για την κατασκευή νέων ουσιών: Μόρια όπως τα αμινοξέα χρησιμοποιούνται από τα ριβοσώματα για να φτιαχτούν νέες πρωτεΐνες, τις οποίες χρειάζεται ο οργανισμός για να αναπτυχθεί και να επιδιορθώσει τους ιστούς του.

Αυτή η τελευταία χρήση, όπου ο οργανισμός παίρνει τις απλές ουσίες και φτιάχνει τις δικές του, ονομάζεται αφομοίωση.

Οι τέσσερις βασικές διαδικασίες του πεπτικού συστήματος 📋

Για να μη μπερδεύουμε τους όρους, ας τους ξεχωρίσουμε καθαρά. Το πεπτικό μας σύστημα εκτελεί τέσσερις βασικές διαδικασίες:

Σύνοψη 🎯

• Μετά την πέψη, τα μεγάλα μόρια της τροφής έχουν γίνει μικρά, απλά μόρια (μικρομόρια).
• Η απορρόφηση είναι η μεταφορά αυτών των μικρομορίων από το έντερο στο αίμα.
• Γίνεται κυρίως στο λεπτό έντερο, χάρη στην τεράστια επιφάνειά του (πτυχές, λάχνες, μικρολάχνες) και στα τριχοειδή αγγεία και λεμφαγγεία μέσα στις λάχνες.
• Το τοίχωμα του εντέρου λειτουργεί σαν ημιπερατή μεμβράνη: αφήνει να περάσουν μόνο τα μικρά μόρια. Γι' αυτό χρειάζεται πρώτα να γίνει η πέψη.
• Μετά την απορρόφηση, οι θρεπτικές ουσίες φτάνουν σε όλα τα κύτταρα, όπου χρησιμοποιούνται για ενέργεια ή για τη δημιουργία νέων ουσιών (αφομοίωση).