3.1 Fordøyelsen

Fordøyelsessystemet

Fordøyelsessystemet er der hvor maten brytes ned i mindre deler slik at næringsstoffer kan tas opp i blodet vårt.

Videoen er en forelesning som forklarer hovedprinsippet for fordøyelsen – eller matsmeltningen som det heter på svensk! Den er en god sammenfatning av hva fordøyelsen handler om. Selve fordøyelsen er ikke nevnt i læreplanen, men det er jo selve underlaget for hva du skal lære om næringsstoffenes funksjon i dette kurset. I dette dokumentet lærer du også om blodsukkerregulerende insulin og apetittregulering som kan være tema på eksamen i forbindelse med kosthold og livsstil.

For at du skal forstå sammenhengen mellom næringsstoffenes betydning for vår helse har vi valgt å skrive litt om organsystemet fordøyelsen. Du vil ikke bli direkte hørt i dette emnet.

Vi skal se nærmere på fordøyelsessystemet. På svensk kalles fordøyelse matsmeltning, og det er kanskje et mer folkelig begrep enn det norske. Maten deles opp i mindre bestanddeler slik at stoffene maten er bygget opp av blir frigjorte, stoffene som gir oss energi og byggesteiner til cellene våre – og som da kan passere tarmveggene og videre inn i blod og lymfesystemet vårt. Karbohydratene må alle spaltes til monosakkaridene de er bygget opp av, proteiner på samme måte til aminosyrer, og fett til fettsyrer og glycerol. Dette skjer ved hjelp av enzymer i mage og tarm. Via blod og lymfe kan næringsstoffene fra maten fordeles videre til hele kroppen vår.

Fordøyelsen starter i munnhulen

Fordøyelsen starter i munnhulen og ender i endetarmen. Da har kroppen tatt opp energirike stoffer og byggestoffer fra maten. Tykktarmens midtdel – den tverrgående delen er fjernet på figuren slik at du bedre skal se mage, bukspyttkjertel og tynntarmens startdel (som også kalles tolvfingertarmen siden den er ca 12 tommer bred). Tykktarmens siste del kalles endetarmen.

Under ser du en figur som viser oppbygningen av tre viktige karbohydrater, stivelse, glykogen og cellulose. De består av ringstrukturer (glukose-enheter) som er bundet sammen i lange kjeder. Stivelse og glykogen har en forgreinet kjedestruktur som deles opp i tynntarmen – ved hjelp av enzymer – slik at de enkelte glukoseenhetene kan taes opp i blodet, mens cellulose er ugreinet, og kan ikke brytes ned i fordøyelsessystemet vårt. Cellulose kalles også kostfiber, og det går ufordøyd gjennom tamene våre.

I munnen tygger vi og knuser mye av maten, samtidig som det skilles ut spytt. For når vi bare tenker på mat starter spyttutskillelsen og begrepet “tennene løper i vann” stemmer nokså bra for mesteparten av spyttet er vann som gjøre det lettere å starte fordøyelsen, og tyggingen gjør at maten blir knust og får en større overflate slik at fordøyelsen skjer mer effektivt.

Spyttet inneholder også et enzym som vi kaller amylase. Amylase starter nedbrytningen av karbohydratet stivelse til mindre disakkarider (to ringstrukturer). Du kan huske begrepet: “Spytt spalter stivelse”.

Ved inngangen til spiserøret sitter strupelokket som hindrer mat å komme i vrangstrupen – det vil si ta veien ned i luftrøret som det også forgreines til i svelget.

Spiserøret har ringmuskler

I spiserøret skjer det ikke noe tilsetning av stoffer, men spiserøret har ringmuskler som trekker seg sammen og presser maten videre nedover i magen. Du har kanskje vært med på en noe sær selskapslek hvor man står på hodet inn til en vegg og drikker gjennom et sugerør? Dette er mulig på grunn av ringmusklene i spiserøret som presser drikke og mat mot magen.  Dette kalles peristaltiske bevegelser. Slike bølgebevegelser fører maten nedover i fordøyelsessystemet og finnes også videre i magesekken og tarmene. Dette gjør også at tarmer og mage kan elte maten og bearbeide den mekanisk i tillegg til den kjemiske fordøyelsen.

Langsgående og tverrgående muskler i spiserøret gir en mulighet for bølgebevegelser som presser maten nedover mot magesekken, denne peristaltikken finner vi gjennom hele fordøyelseskanalen, og det er også tilsvarende bevegelser i kjønnsorganene som forårsaker orgasmen!

Magesekken – her tilsettes saltsyre

Magesekken finnes øverst mot venstre side i bukhulen og dekkes delvis av de nedre ribbeina. Magesekken rommer normalt 1-1,5 liter, men kan strekkes og romme betydelig mer dersom man utsetter seg for stadig overspising. I magesekken er det svært surt! Det vil si at pH er lav, helt ned til mellom pH 1 og 2, noe som er så etsende at det gjør oss såre i halsen dersom syren kommer opp i spiserøret.

Magesyren tar livet av de fleste bakterier i maten, samtidig som at det må være surt for å starte nedbrytninger av proteiner i maten. Fra kjertler i magesekkens vegg skilles det ut magesaft som inneholder saltsyre (HCl), vann, slim og pepsin. Pepsin tilhører en gruppe proteinspaltende enzymer – proteasene, som løser opp peptidbindingene mellom aminosyrene i proteinet:

Cardiacum er magemunnen, pyloras er portneren. Interessant er det å se foldene i magesekkens vegg som gjør at magesekken er svært elastisk og kan romme flere liter etter et stort måltid. Konstant høy fyllingsgrad gjør imidlertid muskulaturen i magesekken slapp slik at det vil kreve stadig mer mat for å oppnå metthetsfølelsen.

Animalske proteiner og planteproteiner blir delt opp av proteaser. En slik protease er pepsin. Pepsin virker best ved en lav pH slik det er i magen. Pepsin er også selv et protein, men fungerer altså i magesekken som et fordøyelsesenzym, det er et globulært (kuleformet) molekyl med såkalte aktive seter hvor proteinene som spaltes setter seg. Dette skjer flere steder samtidig

Proteinene deles ikke helt ned til sine aminosyrebestanddeler her, det skjer senere av med andre proteaser i tynntarmen, men de lange proteinene med sine peptidbindinger blir til mellomstore kjeder (polypeptider) og kjeder med få (oligopeptider) aminosyrer i magen. Magesekkens muskulatur elter maten slik at magesaften tilføres over det hele og maten får en mer flytende konsistens.

Proteinkjeden er her vist som aminosyreperler på en snor. Pepsinets aktive sete fester seg på ulike steder langs proteinet og klipper det opp i mindre kjeder av såkalte polypeptider (poly = mange) og oligipeptider (oligo = få)

Proteinene deles ikke helt ned til sine aminosyrebestanddeler her, det skjer senere av med andre proteaser i tynntarmen, men de lange proteinene med sine peptidbindinger blir til mellomstore kjeder (polypeptider) og kjeder med få (oligopeptider) aminosyrer i magen. Magesekkens muskulatur elter maten slik at magesaften tilføres over det hele og maten får en mer flytende konsistens.

Magemunnen vokter inngangen til magesekken

Cardia eller magemunnen sitter nederst i spiserøret og vokter overgangen til magesekken. Her går fordøyelsen også gjennom mellomgulvets muskulatur som også hjelper til for at magemunnen holdes lukket mellom måltidene – og hindrer den sure magesaften å komme opp i spiserøret. Problem med lukking av magemunnen kan føre til halsbrann og sure oppstøt. Tilstanden bulemi (oksehunger) fører ofte med seg at bulemikeren stikker fingeren i halsen for å kaste opp igjen det som nettopp er spist, og magesyren fører til vedvarende sår hals og nedbrutt tannemalje.

Portneren slipper maten videre til tarmene

Portneren (pylorus) er en lukkemuskel som sitter ved magens utløp, den åpner 2-4 timer etter et måltid og tømmer den delvis fordøyde maten ut i tolvfingertarmen som er den første delen av tynntarmen. Portneren hindrer også at tarminnholdet skal lekke tilbake i magesekken

Bukspytt og galle tilsettes i tolvfingertarmen

Figuren viser bukspyttkjertelen og galleblærens plassering i bukhulen. Galleganger tar opp gallen til galleblæren fra leveren, og fører gallen videre til tolvfingertarmen. Bukspyttkjertelgangen har felles utførsel med gallegangen i tolvfingertarmen.

Tolvfingertarmen er den første delen av tynntarmen, og har en lengde på rundt 12 tommer eller 30 cm. Portneren slipper gjennom mageinnholdet til tolvfingertarmen. Her tilsettes først bukspytt fra bukspyttkjertelen (pancreas). Bukspyttet inneholder enzymer som virker ved en mer normal pH verdi enn i magen, rundt pH 7 som vi kaller nøytralt, og derfor er det også natriumbikarbonat (NaHCO3) i bukspyttet som nøytraliserer magesyren:

Bukspyttkjertelen består av to deler, slik at det også er en annen del som ikke står i forbindelse med fordøyelseskanalen, men som skiller ut stoffer direkte til blodet. De viktigste stoffene som skilles ut her er hormonene insulin og glukagon.

Blodsukkeret reguleres

Insulin skilles ut etter et måltid og stimulerer cellene til å ta opp glukose som øker i blodbanene etter du har spist (blodsúkkeret stiger), og på den måten gjøre glukose tilgjengelig for forbrenning i cellene slik at det skaffes energi i form av ATP. Leveren og muskelvev stimuleres samtidig av insulin og tar opp glukose, der omdannes det til glykogen, men også fett(!) Glykogen er kroppens lager av karbohydrat. Dermed faller etterhvert blodsukkernivået. Glukagon har en motsatt effekt da det fører til stigning av blodsukkeret når nivået er for lavt slik som når det er lenge siden du har spist. Det fører til spalting av glykogen – vår opplagsreserve – som er lagret i lever og muskulatur, til glukose.

En dansk forelesning om blodsukkerregulering

Her en forklaring om insulinets virkning fra diabetesforbundet:

En del mennesker lider av total mangel på å lage insulin, disse har det vi kaller for diabetes type 1, og er avhengig av å få jevn tilførsel av insulin via sprøyte. Diabetes type 2 er en tilstand hvor insulinproduksjonen er nedsatt eller at kroppens celler har fått en nedsatt evne til å reagere på insulinet – det vi kaller insulinresistens. Diabetes type 2 er i søkelyset da det ser ut til å øke i deler av befolkningen som har en ensidig diett , ofte med et høyt sukkerinntak, dette kalles av og til for livsstilssykdommer.

Gallen er kroppens zalo

Galleblæren ligger over tolvfingertarmen og dens innhold – gallen – har felles utførsel i tolvfingertarmen med bukspyttet. Gallen inneholder et stoff som finfordeler fettet i tarmen og gjør det tilgjengelig for nedbrytning, på mange måter likt et oppvaskmiddel som løser opp fett i oppvaskvannet. Større fettpartikler omgis av det overflateaktive stoffet i gallen og blir til små partikler som lettere kan behandles av fettløsende enzymer i tarmen, lipasene. Gallen har også et stoff som aktiverer lipasen som produseres i bukspyttkjertelen. Når fettet brytes ned gjendannes fettsyrer og glycerol som det er bygd opp av, og disse mindre molekylene kan passere tarmveggene og gå over i lymfesystemet – lymfe er en gulaktig væske som følger et eget karsystem før det tømmes ut i blodet ved hjertet. Lymfen har også oppgaven med å fordele hvite blodceller rundt i kroppen – som er viktig i kroppens aktive forsvar mot infeksjoner (immunsystemet). Du ser en lymfeåre i figuren under.

I tillegg inneholder gallen nedbrytningsstoffer av røde blodceller fra leveren, dette gir gallen sin sterke gulfarge som senere omdannes og gir avføringen sin karakteristiske farge. Gulsott er navnet på en sykdom som farger huden gul, og er konsekvensen av at gallen kommer over i blodet når blant annet gallegangene blokkeres, og avføringen blir dermed blek og fargeløs.

Tynntarmen – her skjer mesteparten av opptaket

Tynntarmens innside er foldet og har en knudrete struktur på grunn av tarmtotter eller villi som er opptil 1 mm høye med kapillærer og lymfeårer. På denne måten kommer næringsstoffene lett over i blod og lymfe. Den store indre overflaten økes ytterligere ved at hudcellene som dekker tarmtottene er dekket med hårlignende strukturer – mikrovilli (vist med elektronmikroskop-bilde nede til venstre. Lymfen vil være en fettrik væske etter at den er passert tarmtottene og den tømmes ut i blodet nær hjertet hvor fettstoffene da  blir overført til blodet. Karbohydrater og proteiner fraktes nedbrutt til monosakkarider og aminosyrer over i blodet som frakter alle næringsstoffene videre til kroppens celler.

Cøliaki er en intoleranse på proteinet gluten som finnes i korn, og reaksjonen fører til nedbrytning av tarmtottene (autoimmun sykdom – kroppen angriper seg selv) slik at overflaten i tarmen minker betraktelig -og dermed også evnen til å ta opp næring og vitaminer – dette gjør at vitaminbehovet vanskelig kan dekkes gjennom normalkost, og det krever derfor vitamintilskudd. . Mennesker som har fått fjernet en del av tynntarmen, må også ha et slikt tilskudd.

Milten

Milten er et 10-12 cm langt bønneformet organ øverst til venstre i bukhulen (vist i bildet lenger oppe). Milten er et viktig bloddannende organ for både røde og hvite blodceller.

Leveren

Leveren er det største organet vi har i kroppen, og veier ca 1,5 kilo hos en voksen. Du finner den øverst til høyre i bukhulen oppunder mellomgulvet.

Leveren bryter ned giftige stoffer, bygger opp proteiner og andre stoffer som er nødvendige for fordøyelsen. Leveren er også den største lagrer av glykogen (ved siden av muskulaturen) og omdanner glykogen tilbake til glukose når blodsukkeret er lavt. Leveren kan lage glukose fra aminosyrer. Leveren lager kolesterol. Leveren lager også galle som lagres i galleblæren. Lever og galleblære er koblet sammen med galleganger som også danner forbindelsen videre til tolvfingertarmen (se figur). Leveren fungerer også som et lager for vitaminer (A, B og D) og jern. Også nedbrytning av giftige stoffer skjer i leveren, for eksempel oksidasjon av etanol eller alkohol, og alkoholikere får etterhvert en leverskade.

Tykktarmen – salt og vannopptak

Tykktarmens diameter er omtrent 8 cm og lengden omtrent 1,5 meter og ligger i hesteskoform rundt tynntarmen i bukhulen. Tynntarmen munner blindt ut i tykktarmen noen cm over bunnen av tykktarmen med en fold eller munn som hindrer tarminnholdet fra tykktarmen å gå tilbake i tynntarmen.

I bunnen av denne første delen av tykktarmen som vi kaller blindtarmen finner vi blindtarmsvedhenget eller appendix, en evolusjonsmessig rest eller et rudiment etter forfedres mer ensidig plantebasert kost. Men det at vi hele tatt har tykktarm gjør oss i stand til fortsatt å spise ren vegetarkost. Infeksjoner i blindtarmsvedhenget er alvorlig og krever inngrep. Det er det man kaller litt feilaktig “å fjerne blindtarmen”.

Bakterieinnholdet i tykktarmen er svært høy og mesteparten av avføringen er bakterier, og det skyldes bakterier som er nyttige og nødvendige for fordøyelsen som foregår i tynntarmen, men balansen i denne tarmfloraen kan forrykkes, under reiser eller andre situasjoner hvor vi utsettes for fremmede bakterier, og ved sykdom.

Opptak av næringsstoffer skjer i liten grad i tykktarmen og i stor grad i tynntarmen, men salter og vitamin K tas opp i tykktarmen.

I tykktarmen skjer det et stort vannopptak siden tarminnholdet så langt har vært flytende. Ved diare stopper denne prosessen opp, og kroppen forsøker å bli kvitt infeksjonen ved å tømme tarmene for innhold ved hjelp av vann, og kroppen taper store mengder vann.

En sted-egen samling av bakterier – bakteriefloraen – fermenterer eller gjærer monosakkaridene som enda ikke er tatt opp i blodet. Dette fører til gassdannelse av blant annet metangass, hydrogengass og karbondioksid som hos noen kan være plagsomt.

Andre bakterier er derimot helt nødvendige, for eksempel bakterier i tykktarmen som produserer vitamin K. Vitamin K er kjent som blodkoaguleringsenzymet som er nødvendig for at blodet skal koagulere eller størkne ved blødning, og dermed stoppe ytterligere blødning. Men nyere forskning tyder også på at vitamin K har betydning for en rekke indre prosesser som kan forebygge hjerte og karsykdommer samt benskjørhet.

Gjennomsnittlig oppholdstid i tykktarmen er 12 timer. Peristaltiske bevegelser (bølgeaktige muskelbevegelser) i tykktarmen tømmer fordøyelseskanalen gjennom analåpningen for innhold i det vi kaller avføring.

Appetittregulering

Metthetsfølelse og sultfølelse går hånd i hånd! Når det er balanse i appetittreguleringen inntar kroppen like mye energi som den forbruker. Det skilles ut et hormon for sultfølelse (ghrelin) og ett for metthet (leptin) i tynntarmen. Begge hormonene fraktes med blodet og har innvirkning på hjernen med motsatt virkning. Sulthormonet har høyest konsentrasjon i blodet når det er lenge siden vi har spist og metthetshormonet rett etter et måltid, da stiger også nivået av insulin som også bidrar til metthetsfølelsen. Det er også slik at dersom vi blir utsatt for fristelser mellom måltider påvirkes hjernen av dette.
Det er også slik at denne balansen kan forrykkes over tid dersom vi utsetter oss for større mengder sukker. Det vil føre til forhøyede mengder insulin som kan ha skadelig effekt på vår organisme, i tillegg til at det også fører til at sukkeret omdannes til fett med overvekt som følge, som i seg selv kan være skadelig.

Cellens bestanddeler

I emnet celleåndingen gjennomgås hvordan næringsstoffene forbrennes i cellene og skaffer energi til alle prosesser, dette skjer i cellens kraftverk, mitokondriene. I emnet arv ser vi på arvestoffet som ligger i cellekjernen, og hvordan arvestoffet kopieres med budbringer-RNA som fraktes ut til cellens proteinfabrikker, ribosomene. Proteinene bygger opp og defineres oss som art med alle strukturer i hud, hår, muskelatur, indre oppbygning og er også enzymene som driver alle livsprosesser. Her kan du foreløpig lære litt om dyrecellenes struktur og oppbygning:

I kroppen vår har vi en mengde ulike cellestrukturer avhengig av de oppgavene de ulike organer og organsystem har. Alt liv er bygd opp av fellestrekk som arvestoff, ribosomer, cytoplasma og cellemembran. Dette er en av argumentene for vår felles fortid og at en evolusjon har foregått fra livets spede begynnelse. Du får her en forklaring av bakterier, planteceller og dyreceller fra NRK:

Kilder