מערכת העיכול

השיעור עוסק במסלול המזון בגוף האדם, מרגע כניסתו לפה ועד סילוק שאריותיו. הרעיון המרכזי הוא שהגוף מפרק מזון מורכב למולקולות קטנות, סופג אותן אל הדם ומשתמש בהן לבנייה ולהפקת אנרגיה. תהליכים אלה מתאפשרים בזכות מבנה מותאם של צינור העיכול ושל איברי העזר הקשורים אליו.

מסלול המזון בגוף

צינור העיכול הוא צינור ארוך המתחיל בפה ומסתיים בפי הטבעת. לאורכו עובר המזון כמה תחנות, ובכל תחנה מתרחשים תהליכים שונים של פירוק, ספיגה או הפרשה. ספיגה היא מעבר של תוצרי עיכול, מים ומינרלים מצינור העיכול אל הדם. הפרשה היא סילוק שאריות שאינן נספגות.

חלק מהאיברים אינם חלק מהצינור עצמו, אך מפרישים אליו חומרים החיוניים לעיכול. התהליך הכולל אינו מסתיים בספיגה: לאחר שתוצרי העיכול עוברים אל הדם, הם מובלים אל תאי הגוף, שם הם משמשים לבניית חומרים חדשים או להפקת אנרגיה. שאריות שאינן נספגות מסולקות החוצה, ובכך נשמרת פעילות תקינה של הגוף.

פירוק מכני ופירוק כימי

כדי שהגוף יוכל להשתמש במזון, יש לפרק אותו לחומרים פשוטים מספיק. עיכול מכני הוא פירוק פיזי של המזון לחתיכות קטנות יותר, בלי לשנות את הרכבו הכימי. הלעיסה בפה והתכווצויות השרירים בקיבה הן דוגמאות לעיכול מכני.

עיכול כימי הוא פירוק של מולקולות מזון גדולות למולקולות קטנות, באמצעות אנזימי עיכול. אנזימי עיכול הם חלבונים המזרזים תגובות כימיות בגוף. הם מפרקים פולימרים ליחידותיהם הקטנות: חלבונים מתפרקים לחומצות אמינו, פחמימות מתפרקות לחד-סוכרים, ושומנים מתפרקים בעיקר לחומצות שומן. העיכול המכני מגדיל את שטח הפנים של המזון, ולכן מאפשר לאנזימים לפעול ביעילות רבה יותר.

הפה והוושט

הפה הוא התחנה הראשונה במסלול המזון. בו מתבצע עיכול מכני באמצעות השיניים והלשון, והמזון מתערבב ברוק. הרוק מרטיב את המזון, מקל על הבליעה, ומכיל אנזים המתחיל לפרק פחמימות. לכן העיכול הכימי מתחיל כבר בפה.

הוושט הוא צינור שרירי המחבר את הפה לקיבה. המזון נדחף לאורכו באמצעות תנועה פריסטלטית, שהיא התכווצות והרפיה גלית של שרירי דופן הוושט. תנועה זו מאפשרת מעבר מזון אל הקיבה גם שלא בכיוון כוח הכבידה, ולכן אפשר לבלוע גם בשכיבה.

הקיבה

הקיבה היא איבר דמוי שק בעל דופן שרירית. בקיבה מתבצע עיכול מכני באמצעות התכווצויות השרירים, המערבבות את המזון והופכות אותו לעיסה. במקביל מתבצע בה עיכול כימי של חלבונים בעזרת אנזים מפרק חלבונים.

סביבת הקיבה חומצית מאוד, כלומר בעלת pH נמוך. החומציות דרושה לפעילות תקינה של האנזים המפרק חלבונים, והיא גם מסייעת בהשמדת חיידקים שעשויים להיכנס עם המזון. כך הקיבה תורמת הן לפירוק המזון והן להגנה על הגוף.

המעי הדק: עיכול כימי וספיגה

המעי הדק הוא החלק הארוך בצינור העיכול, ובו מסתיים העיכול הכימי של פחמימות, חלבונים ושומנים. אל המעי הדק מגיעות הפרשות מהכבד ומהלבלב, המסייעות לפירוק השומנים ולנטרול החומציות של המזון שהגיע מהקיבה.

תוצרי העיכול הם מולקולות קטנות, כגון חד-סוכרים, חומצות אמינו וחומצות שומן, אשר יכולות לעבור אל הדם. הספיגה מתבצעת בעיקר בדופן המעי הדק. בדופן זו יש בליטות זעירות דמויות אצבע הנקראות מוריגים. המוריגים מגדילים מאוד את שטח הפנים הפנימי של המעי, ולכן מאפשרים מגע רב יותר בין תוצרי העיכול לבין הדם.

בתוך כל מוריג יש רשת של נימי דם, הקולטים את החומרים הנספגים ומעבירים אותם לשאר חלקי הגוף. ספיגה יעילה תלויה גם בזרימת דם תקינה אל המעי. בזמן מאמץ גופני, למשל, חלק גדול יותר מהדם מוזרם לשרירים, ופחות דם מגיע למערכת העיכול. במצב כזה תהליכי העיכול והספיגה עשויים להיות איטיים יותר.

מעבר תוצרי העיכול אל התאים

לאחר הספיגה, תוצרי העיכול אינם נשארים בדם בלבד, אלא מגיעים אל תאי הגוף. חד-סוכרים, כגון גלוקוז, משמשים להפקת אנרגיה בתהליכי חילוף חומרים, שהם סך התהליכים הכימיים המתרחשים בתאים. חומצות אמינו משמשות לבניית חלבונים חדשים בגוף, וחומצות שומן יכולות לשמש לבניית קרומי תאים או לאגירת אנרגיה.

כאשר כמות הדם המגיעה לרקמות משתנה, משתנה גם קצב אספקת החומרים לתאים. לכן יש קשר הדוק בין פעילות מערכת העיכול, מערכת ההובלה ותהליכי חילוף החומרים בתאים.

המעי הגס וסילוק הפסולת

המעי הגס הוא החלק האחרון של צינור העיכול לפני פי הטבעת. בו לא מתרחש עיכול כימי משמעותי, אך מתבצעת ספיגה חוזרת של מים ושל מינרלים אל הגוף. ספיגה זו מסייעת לשמור על מאזן המים בגוף ועל הרכב נוזלי הגוף.

שאריות מזון שלא עוכלו נדחסות והופכות לצואה, הנאגרת עד לסילוקה החוצה. במעי הגס חיים חיידקים מועילים, המסייעים בין השאר בייצור ויטמינים מסוימים. חיידקים אלה הם חלק מהסביבה הטבעית של המעי ואינם גורמים למחלה במצב תקין.

איברי העזר: הכבד, כיס המרה והלבלב

הכבד, כיס המרה והלבלב אינם חלק מצינור העיכול, אך הפרשותיהם חיוניות לעיכול. הכבד מייצר מי מרה, המופרשים אל המעי הדק. מי המרה אינם אנזימים; תפקידם לפרק טיפות שומן גדולות לטיפות קטנות, תהליך המכונה יצירת תחליב. כך גדל שטח הפנים של השומן, ואנזימי העיכול יכולים לפרק אותו ביעילות.

כיס המרה הוא שק קטן האוגר את מי המרה ומשחרר אותם אל המעי הדק כאשר מגיע מזון שומני. הלבלב מפריש אל המעי הדק מיץ המכיל אנזימי עיכול שונים וכן חומרים בסיסיים. החומרים הבסיסיים מנטרלים את החומציות של עיסת המזון המגיעה מהקיבה, וכך מאפשרים סביבה מתאימה לפעילות האנזימים במעי הדק.

התאמת המבנה לתפקוד במעי הדק

המבנה של המעי הדק מותאם במיוחד לתפקידו בספיגה. המעי אינו צינור חלק, אלא מקופל ובעל מוריגים רבים. על פני תאי המוריגים יש בליטות מיקרוסקופיות נוספות, המגדילות עוד יותר את שטח הפנים.

שטח הפנים הגדול מאפשר מעבר מהיר של תוצרי עיכול אל נימי הדם. לכן פגיעה במוריגים, למשל במחלה הפוגעת בדופן המעי, עלולה להקטין את שטח הפנים ולפגוע בספיגה, גם אם המזון מתעכל כראוי. במצב כזה הגוף עלול לקבל פחות חומרי בנייה ופחות אנרגיה, אף שהאדם אוכל כרגיל.