Matsmältning: Hur maten bryts ner

För att överleva måste vi ta upp näringsämnen från den mat vi äter. Detta sker genom matsmältning, en komplicerad process som äger rum i vår tarm.

Även om maten innehåller alla näringsämnen som vi behöver för att vara friska är de inlåsta i stora, komplexa föreningar. För att de ska kunna användas av kroppen måste de först brytas ner till mindre delar genom matsmältningsprocessen.

I den här artikeln förklarar vi hur maten omvandlas till livets byggstenar och naturligtvis bajs.

Vad är matsmältning?

I ett nötskal innebär matsmältningen att stora matmolekyler bryts ner till vattenlösliga molekyler som kan passera in i blodet och transporteras till kroppens organ.

Kolhydrater bryts till exempel ner till glukos, proteiner till aminosyror och fetter till fettsyror och glycerol.

Matsmältningssystemet omfattar "ihåliga" organ och "fasta" organ.

Maten transporteras genom de ihåliga organen - munnen, matstrupen, magsäcken, tunntarmen, tjocktarmen och anus.

De fasta organen - bukspottkörteln, levern och gallblåsan - lägger till olika produkter i blandningen.

Förutom de fasta och ihåliga organen är även nerv- och cirkulationssystemet viktiga för matsmältningen, liksom de bakterier som lever i tarmen.

Matsmältningen delas ofta upp i två typer:

• Mekanisk matsmältning - maten bryts fysiskt i mindre delar. Till exempel genom att tugga.
• Kemisk matsmältning - maten bryts ner av syror och enzymer till sina grundelement.

Matsmältningens resa

Hos människor är mag-tarmkanalen (även kallad matsmältningskanalen) cirka 8 meter långTrusted Source. En författare beskriver den som "den viktigaste och minst vackra vattenvägen på jorden". Nedan beskriver vi resan för en munsbit mat:

Munnen

Matsmältningen börjar redan innan maten kommer in i munnen. Lukten, eller ens tanken på mat, sätter igång produktionen av saliv i spottkörtlarna. När maten väl är inne i munnen fuktas den av saliven, och tänderna och tungan påbörjar den mekaniska matsmältningen.

Saliven innehåller ett enzym som kallas salivamylas, som bryter ner stärkelse. Saliven innehåller också slem som hjälper till att underlätta matens passage genom matsmältningssystemet.

När tuggning (mastication) och amylasspjälkning är avslutad har maten blivit en liten rund klump, som kallas bolus. Efter att ha svalts kommer bolusen in i matstrupen och förflyttas ner till magsäcken genom en process som kallas peristaltik.

Peristaltik

Peristaltik är den långsamma sammandragningen av glatta muskler runt rören i matsmältningssystemet. Långsamma vågor av sammandragning löper längs tarmen och driver bolus i rätt riktning - bort från munnen och mot anus.

Magsäcken

Bolusen kommer in i magsäcken genom en muskulös ventil i toppen som kallas hjärtfinktern. Denna sfinkter kontrollerar hur mycket mat som kommer in i magsäcken och när.

Magsäcken innehåller magsaft, som till största delen innehåller:

• Saltsyra - en syra som är stark nog att lösa upp rakbladTrusted Source.
• Pepsin - ett enzym som bryter ner proteiner.

Båda dessa kemikalier kan potentiellt skada magsäckens slemhinna, så den producerar ett slemmigt lager för att skydda sig mot skador.

I magsäcken fortsätter peristaltiken, vilket hjälper till att blanda maten med magsaften. Det är inte många föreningar som absorberas i blodet från magsäcken; undantag från detta är vatten, alkohol och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID).

Efter 1-2 timmar i magsäcken är maten en tjock pasta, som kallas chyme. Den lämnar magsäcken genom den pyloriska sfinktern i botten av magsäcken.

Tunntarmen

Duodenum är den första delen av tunntarmen. Här blandas chymet med enzymer från bukspottkörteln, galla från levern och tarmjuice:

• Gallan - produceras av levern, hjälper till att bryta ner fett och lagras i gallblåsan.
• Bukspottkörteljuice - innehåller en cocktail av enzymer, bland annat trypsinogen, elastas och amylas.
• Tarmsaft - denna vätska aktiverar några av enzymerna i bukspottkörtelsaften. Den innehåller också andra enzymer, slem och hormoner.

Maten fortsätter sin resa genom de återstående delarna av tunntarmen - jejunum och ileum - och smälts gradvis under resans gång. När den är helt nedbruten absorberas den i blodet.

Hos människor absorberas den stora majoriteten av näringsämnena i tunntarmen.

Små fingerliknande utskjutningar som kallas villi sticker ut från duodenums väggar och ökar dess yta. Villi maximerar mängden näringsämnen som kan absorberas. Ytan ökas ytterligare av mikrovilli, som är ännu mindre utskjutningar som kommer från cellerna i tarmens epitel (foder).

Tjocktarmen

Grovtarmen, som även kallas tjocktarmen och tjocktarmen, är 1,5 meter lång. Även om den är kortare än tunntarmen är den tjockare i diameter.

I tjocktarmen absorberas vatten och mineraler till blodet.

Maten färdas mycket långsammare genom detta område för att möjliggöra jäsning av tarmbakterier.

Tjocktarmen absorberar alla produkter som produceras av bakterieaktivitet, t.ex. vitamin K, vitamin B12, tiamin och riboflavin.

Tjocktarmen är uppdelad i sektioner:

• Den stigande tjocktarmen - här ingår blodigeln (en påse som ansluter till ileum) och blindtarmen (en annan liten påse). Dess funktion är oklar, men den kan spela en roll för att upprätthålla tarmbakterier).
• Den tvärgående tjocktarmen - denna sektion korsar buken.
• Den nedåtgående tjocktarmen - denna sektion har en tät population av tarmbakterier och används för att lagra avföring.
• Sigmoidkolon (S-formad) - har muskelväggar som hjälper till att trycka in avföring i ändtarmen.

Rektum

Allt avfall som blir över och som kroppen inte kan använda flyttas till ändtarmen och utsöndras genom anus vid avföring. Detta kan ske flera gånger under en dag eller en gång med några dagars mellanrum.

Sträckreceptorer i ändtarmsväggen känner av när kammaren är full och stimulerar lusten att avgå. Om avföringen fördröjs kan avföringen flyttas tillbaka till tjocktarmen där vatten absorberas tillbaka till kroppen. Om avföringen skjuts upp under en längre tid avlägsnas mer vatten, avföringen blir hård och individen kan bli förstoppad.

Hur näringsämnen bryts ner

Olika komponenter i kosten bryts ner på olika sätt:

• Protein - smält av tre enzymer som kallas pepsin (i magsäcken), trypsin och chymotrypsin (i tolvfingertarmen, utsöndras av bukspottkörteln).
• Fett - lingual lipas påbörjar fettsmältningen i munnen. Det mesta fettet bryts dock ner i tunntarmen av pankreaslipas. Gallan hjälper också till i processen att bryta ner fett.
• Kolhydrater - saliv- och bukspottkörtelns amylas bryter ner stärkelse till enskilda glukosenheter. Laktas bryter ner laktos, sockret i mjölk. Sukras bryter ner sackaros (bordsocker eller rörsocker).
• DNA och RNA - bryts ner av deoxyribonukleas (DNas) och ribonukleas (RNas) som produceras av bukspottkörteln.

Icke-förstörande matsmältning

Inte all matsmältning innebär att produkter bryts ner.

Vissa viktiga, komplexa molekyler skulle förstöras om de blandades med matsmältningssaft i magsäcken.

Vitamin B12 är till exempel mycket känsligt för syra och om det bröts ner i sina delar skulle det inte kunna fylla sin funktion i kroppen.

I dessa fall sker en icke-förstörande matsmältning. När det gäller vitamin B12 binder en kemikalie i saliven som kallas haptokorrin till och skyddar molekylen.

I tolvfingertarmen splittras bindningen och B12 fäster vid intrinsisk faktor. I ileum transporterar särskilda receptorer de två bundna molekylerna till blodet.

Hormonell kontroll av matsmältningen

Matsmältningen är en komplex process som kräver att olika organ gör rörelser vid rätt tidpunkt. Till exempel måste rätt enzymer sprutas in på rätt plats vid rätt tidpunkt och i rätt mängd. För att hjälpa till att organisera detta system är en rad hormoner inblandade, dessa inkluderar:

• Gastrin - detta hormon frisätts i magsäcken och stimulerar produktionen av saltsyra och pepsinogen (en inaktiv form av pepsin). Gastrin produceras som svar på när maten kommer in i magsäcken. Sura pH-nivåer minskar nivåerna av gastrin.
• Secretin - stimulerar bikarbonatutsöndringen för att neutralisera syran i tolvfingertarmen.
• Cholecystokinin (CCK) - finns också i tolvfingertarmen och detta hormon stimulerar bukspottkörteln att frisätta enzymer och gallblåsan att frisätta galla.
• Gastric inhibitory peptide - minskar magens omrörning och minskar hastigheten med vilken maten töms ur magsäcken. Den utlöser också utsöndringen av insulin.
• Motilin - stimulerar produktionen av pepsin och påskyndar peristaltiken.

Vad är bajs?

Beroende på individen och vilken typ av mat de har ätit tar matsmältningen - från munnen till toaletten - 24-72 timmar.

Bajs eller avföring är resterna av mat som inte kunde absorberas av tunntarmen och som har ruttnat ner av bakterier i tjocktarmen. Den innehåller bakterier och några små mängder metaboliska avfallsprodukter, som galla och bilirubin (från nedbrytningen av blod).

Avföring kan variera kraftigt i färg (läs mer om vad de olika avföringsfärgerna betyder här) och kan ha olika konsistens, från vattnig till fast.

I ett nötskal

Matsmältningen är lika komplex som den är viktig. För att överföra mat till användbara komponenter krävs flera organ och system, en rad kemikalier och en imponerande samordning. Vägen från hamburgare till bajs är lång och krokig.