الهضم عند الإنسان والحيوان والنبات العوامل المشتركة ونقاط الاختلاف

الهضم

هو التسلسل الذي يتم من خلاله تفتيت الطعام وتحويله كيميائيًا بحيث يمكن امتصاصه بواسطة خلايا الكائن الحي واستخدامه للحفاظ على وظائف الجسم الحيوية، العديد من جزيئات المغذيات كبيرة ومعقدة للغاية بحيث يجب تقسيمها إلى جزيئات أصغر قبل أن يتمكن الكائن الحي من استخدامها، وتسمى عملية تقسيم الطعام إلى جزيئات جزيئية ذات حجم ومحتوى صالحين بالهضم، كما ويتم طرد المكونات غير الصالحة للاستعمال من الكائن الحي بعملية تسمى الإبتلاع أو الإفراز، وتؤدي بعض النباتات والعديد من الكائنات الحية الدقيقة وجميع الحيوانات هذه الوظائف من الابتلاع والهضم، ^[١]لذلك وللبقاء على قيد الحياة نحتاج إلى أخذ العناصر الغذائية من الطعام الذي نتناوله، ويتم تحقيق ذلك عن طريق الهضم وهي عملية معقدة تحدث في الأمعاء، فعلى الرغم من أن الطعام يحتوي على جميع العناصر الغذائية التي نحتاجها لصحة جيدة، إلا أنه هنالك مركبات كبيرة ومعقدة، حتى يتمكن الجسم من استخدامها يجب أولاً أن يتم تقسيمها إلى أجزاء أصغر وهذا يتم خلال عملية الهضم.^[٢]

الهضم عند الإنسان والحيوان والنبات: العوامل المشتركة ونقاط الاختلاف

إن الطاقة المطلوبة لجميع العمليات والأنشطة التي تحدث في أجسام الكائنات الحية مستمدة من الأطعمة التي نتناولها، ويسمحالجهاز الهضمي باستخدام الغذاء من مصادر متنوعة واستخدامها كمصدر للطاقة، لذلك تعد عملية الهضم عملية رائعة ومعقدة تأخذ الطعام من الفم وتحوله إلى طاقة ومنتجات نفايات، وتتم هذه العملية في الجهاز الهضمي، فهل هنالك عرامل مشتركة أو نقاط اختلاف في عملية الهضم عند الإنسان والحيوان والنبات؟.^[٣]

الهضم عند الإنسان

إن تصميمالجهاز الهضمي فريد جدًا يتناسب مع القيام بوظيفته في تحويل الطعام إلى العناصر الغذائية والطاقة التي يحتاجها الإنسان للبقاء على قيد الحياة،^[٤] كما ويعد الجهاز الهضمي البشري الجهاز المستخدم في جسم الإنسان لعملية الهضم، حيث يتكون الجهاز الهضمي البشري في المقام الأول من سلسلة الهياكل والأعضاء التي يمر من خلالها الطعام والسوائل أثناء معالجتها إلى أشكال قابلة للإمتصاص في مجرى الدم، كما ويتكون النظام أيضًا من الهياكل التي تمر من خلالها النفايات في عملية التخلص والأعضاء الأخرى التي تساهم بالعصائر اللازمة لعملية الهضم،^[٥]

كما وتساعد البكتيريا الموجودة في الجهاز الهضمي والتي تسمى أيضًا فلورا الأمعاء أو الميكروبيوم في عملية الهضم، وتساعد أجزاء من نظام الارتباط الخارجي العصبي والدوري، من خلال العمل معًا وتعمل الأعصاب والهرمونات والبكتيريا والدم وأعضاء الجهاز الهضمي على هضم الأطعمة والسوائل التي نتناولها يوميًا، فعملية الهضم مهمة لأن الجسم يحتاج إلى المغذيات من الطعام والشراب للعمل بشكل صحيح والبقاء في صحة جيدة، فما هي مكونات الجهاز الهضمي وما هي مدة الهضم للطعام و كيفية الهضم؟.^[٦]

مكونات الجهاز الهضمي

يبدأ الجهاز الهضمي عند الشفاه وينتهي عند فتحة الشرج، يتكون من الفم أو تجويف الفم بأسنانه لطحن الطعام واللسان الذي يعمل على عجن الطعام وخلطه مع اللعاب، والحلق أو البلعوم، والمريء، والمعدة، والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة، وتشمل الغدد التي تساهم بعصارات الجهاز الهضمي الغدد اللعابية والغدد المعدية في بطانة المعدة والبنكرياس والكبد والمرارة والقنوات الصفراوية، وتساهم كل هذه الأعضاء والغدد في التكسير الفيزيائي والكيميائي للأطعمة المبتلعة والتخلص النهائي من النفايات غير القابلة للهضم.^[٧]

يحدث القليل من هضم الطعام في الفم، من خلال عملية المضغ ويتم تحضير الطعام في الفم للانتقال من خلال الجهاز الهضمي العلوي إلى المعدة والأمعاء الدقيقة، حيث تتم العمليات الهضمية الرئيسية، ويعد المضغ هو أول عملية ميكانيكية يتعرض لها الطعام، كما وأن المضغ ليس ضروريًا لعملية الهضم الكافية، لكنه يساعد على الهضم عن طريق تقطيع الطعام إلى جزيئات صغيرة وخلطه مع اللعاب الذي تفرزه الغدد اللعابية، يعمل اللعاب على تليين وترطيب الطعام الجاف بينما يقوم المضغ بتوزيع اللعاب في جميع أنحاء كتلة الطعام، وتساعد حركة اللسان ضد الحنك الصلب والخدود على تكوين كتلة مستديرة، أو بلعة من الطعام.^[٧]

لقراءة المزيد من المعلومات، يمكنمك الاطلاع على هذا المقال: مكونات الجهاز الهضمي

مدة الهضم للطعام

بشكل عام يستغرق الطعام من 24 إلى 72 ساعة للتحرك عبر الجهاز الهضمي، ويعتمد الوقت المحدد على كمية وأنواع الأطعمة المتناولة، كما ويعتمد المعدل أيضًا على عوامل أخرى مثل الجنس والتمثيل الغذائي وما إذا كان هنالك أي مشاكل في الجهاز الهضمي حيث يمكن أن تبطئ أو تسرع العملية في البداية ينتقل الطعام بسرعة نسبيًا عبر الجهاز الهضمي في غضون 6 إلى 8 ساعات، يتحرك الطعام في المعدة والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة، ويشمل النطاق الطبيعي لوقت عبور الطعام لإفراغ المعدة من 2 إلى 5 ساعات، عبور الأمعاء الصغيرة من 2 إلى 6 ساعات، عبور القولون من 10 إلى 59 ساعة، وعبور الأمعاء كاملة من 10 إلى 73 ساعة.^[٨]

كما ويعتمد معدل الهضم أيضًا على ما يتم تناوله، ويمكن أن تستغرق اللحوم والأسماك ما يصل إلى يومين حتى تهضم بالكامل، والبروتينات والدهون التي تحتوي عليها هي جزيئات معقدة يستغرق الجسم وقتًا أطول لها، لكن على النقيض من ذلك يمكن للفواكه والخضروات التي تحتوي على نسبة عالية من الألياف أن تتحرك عبر النظام في أقل من يوم واحد، وفي الواقع تساعد هذه الأطعمة الغنية بالألياف على تشغيل الجهاز الهضمي بكفاءة أكبر بشكل عام، وأسرع ما يمكن هضمه هو تناول الأطعمة السريعة السكرية مثل قطع الحلوى،حيث تهضم في غضون ساعات، مما يجعل الفرد يشعر بالجوع بسرعة مرة أخرى.^[٨]

لقراءة المزيد من المعلومات، يمكنمك الاطلاع على هذا المقال: ما مدة هضم الطعام في المعدة

كيفية الهضم

الهضم هو العملية التي يقوم بها الجسم بتفتيت الطعام وسحب العناصر الغذائية التي يحتاجها الجسم للعمل، وأي شيء متبقي هو منتج فضلات، ومثلما ذكر أن الجهاز الهضمي يتكون من خمسة أجزاء رئيسية من الفم، والمريء، والمعدة، والأمعاء الدقيقة، والأمعاء الغليظة، وهذا ما يحدث عندما تبدأ عملية هضم الطعام، فأثناء المضغ، تفرز الغدد في الفم اللعاب يحتوي هذا السائل الهضمي على إنزيمات تكسر النشا في الطعام، والنتيجة هي كتلة طرية تسمى البلعة. ^[٨]

وعندما تبتلع يتحرك الطعام إلى أسفل المريء، وهو الأنبوب الذي يربط الفم بالمعدة، وتفتح بوابة عضلية تسمى العضلة العاصرة المريئية السفلية للسماح للطعام بالتحرك إلى المعدة، وتعمل الأحماض الموجودة في المعدة على تفتيت الطعام أكثر، وينتج هذا مزيجًا طريًا من العصائر المعدية والأطعمة المهضومة جزئيًا تسمى الكيموس. ^[٨]

و ينتقل هذا الخليط إلىالأمعاء الدقيقة، وفي الأمعاء الدقيقة يساهم البنكرياس والكبد بعصائرهما الهضمية الخاصة بهما في الخليط، وتُكسر عصائر البنكرياس الكربوهيدرات والدهون والبروتينات، وتقوم المرارة بإذابة الدهون، وتتحرك الفيتامينات والعناصر الغذائية الأخرى والماء عبر جدران الأمعاء الدقيقة في مجرى الدم، والجزء غير المهضوم الذي يبقى ينتقل إلىالأمعاء الغليظة، وتمتص الأمعاء الغليظة أي مياه متبقية ومغذيات متبقية من الطعام، ويصبح الباقي نفايات صلبة تسمى البراز، ويخزن المستقيم البراز حتى يكون مستعدًا لحركة الأمعاء.^[٨]

ولقراءة المزيد من المعلومات، يمكنمك الاطلاع على هذا المقال: كيف تتم عملية هضم الطعام

الهضم عند الحيوان

تحتاج الحيوانات إلى التغذية المناسبة للنمو، وهنالك حاجة أيضا إلى التغذية السليمة للحفاظ على درجة حرارة الجسم وإنتاج الحليب والتكاثر وتطور الهياكل العظمية المناسبة، فبدون التغذية السليمة يمكن أن تتطور لدى الحيوانات المشاكل الصحية التي قد تؤدي إلى العلاج، والتكاليف أو حتى الوفاة، فالتغذية الجيدة ضرورية لجميع أنظمة الحيوان لتعمل معا بشكل صحيح، فالحيوانات التي لا تتلقى التغذية السليمة تكون أقل إنتاجية وأقل قابلية للتسويق، فالتغذية مهمة للحصول على حيوانات صحية. ^[٩]

لكن يجب أن يفهم المنتجون ليس فقط ما هي التغذية التي يحتاج لها الحيوان ولكن أيضا كيفية توريد التغذية اللازمة وما الحصة المناسبة لحيوان معين وكيفية توفير حصة متوازنة، وكيفية هضم هذه الأعلاف وهذه الأغذية، فالهضم هو عملية تحطيم الأعلاف إلى مواد بسيطة يمكن امتصاصها من مجرى الدم وتستخدمها خلايا الجسم، فإنه من المهم للمنتجين فهم الجهاز الهضمي، لأنها عملية لأنها تساعد في الاختيار المناسب من الغذاء الذي يتغذى عليه الحسوان حسب نوع الجهاز الهضمي لديه. ^[٩]

فالجهاز الهضمي هو النظام الذي يوجد فيه الطعام، ويمكن أن يساعد فهم الجهاز الهضمي بأن يصبح المنتج أكثر كفاءة في التغذية، يقوم الجهاز الهضمي بتفتيت الطعام بحيث يمكن استخدامها من قبل الجسم، كما ويمكن للجهاز الهضمي أن يختلف باختلاف أنواع الحيوانات، فالبعض لديهم بطون بسيطة للغاية والبعض الآخر يكون مركب.^[٩]

الجهاز الهضمي اللافقاري

طورت الحيوانات أنواعًا مختلفة من الجهاز الهضمي التي تفتت أنواع الطعام المختلفة التي يتم استهلاكها ويمكن تصنيف اللافقاريات على أنها تلك التي تستخدم الهضم داخل الخلايا وتلك التي لديها هضم خارج الخلية، فما الفرق بينهما وما آلية الهضم لكل منهم :^[١٠]

الهضم داخل الخلايا

هو الذي يحدث في تجويف المعدة والأوعية الدموية مع فتحة واحدة فقط، تستخدم معظم الحيوانات ذات الأجسام الرخوة هذا النوع من الهضم بما في ذلك الديدان المفلطحة، والهلام المشط، والمرجان وأسماك الهلام ،شقائق النعمان البحرية، تحتوي تجاويف المعدة والأوعية الدموية لهذه الكائنات الحية على فتحة واحدة تعمل بمثابة فم وفتحة الشرج، تدخل المواد المجففة إلى الفم وتمر عبر تجويف أنبوبي أجوف ويتم غمر جزيئات الطعام بالخلايا المبطنة لتجويف الأوعية الدموية ويتم تفتيت الجزيئات داخل السيتوبلازم للخلايا.^[١٠]

الهضم خارج الخلية

القناة الهضمية هي نظام هضمي أكثر تقدمًا من تجويف المعدة والأوعية الدموية وتقوم بعملية الهضم خارج الخلية، ومعظم اللافقاريات الأخرى مثل الديدان المجزأة وديدان الأرض والمفصليات كالجنادب والعناكب لها قنوات غذائية، يتم تقسيم القناة الهضمية لوظائف الجهاز الهضمي المختلفة وتتكون من أنبوب واحد بفم في أحد طرفيه وفتحة الشرج في الطرف الآخر، فبمجرد تناول الطعام عن طريق الفم يمر عبر المريء ويتم تخزينه في عضو يسمى المحصول ثم يمر في الحول حيث يتم هضمه من الحويصلة، ويمر الطعام من خلال الأمعاء ويتم امتصاص العناصر الغذائية، لأن الطعام قد تم تفتيته خارج الخلايا فإن هذا النوع من الهضم يسمى الهضم خارج الخلية ويتم التخلص من المادة التي لا يستطيع الكائن الحي هضمها كبراز يسمى المسبوكات من خلال فتحة الشرج، وتستخدم معظم اللافقاريات الهضم خارج الخلية لتفتيت طعامها ومع ذلك، يمكن للديدان المفلطحة استخدام كلا النوعين من الهضم لتحطيم طعامهم.^[١٠]

الجهاز الهضمي الفقاري

طورت الفقاريات أنظمة هضمية أكثر تعقيدًا للتكيف مع احتياجاتها الغذائية، تحتوي بعض الحيوانات على معدة واحدة بينما لدى البعض الآخر معدة متعددة الغرف، وطورت الطيور نظامًا هضميًا يتكيف مع تناول الطعام غير المضغ فما آلية الهضم وما الفرق بينهما؟^[١٠]

أحادي المعدة أو معدة ذات حجرة واحدة

كما توحي كلمة أحادي المعدة فإن هذا النوع من الجهاز الهضمي يتكون من حجرة واحدة أحادية المعدة، فلدى البشر والعديد من الحيوانات نظام هضمي أحادي المعدة، تبدأ عملية الهضم بالفم، وتلعب الأسنان دورًا مهمًا في المضغ أو تحطيم الطعام إلى جزيئات أصغر، وتبدأ الإنزيمات الموجودة في اللعاب أيضًا بتكسير الطعام كيميائيًا، فالمريء هو أنبوب طويل يربط الفم بالمعدة باستخدام التمعج حيث تدفع عضلات المريء الطعام باتجاه المعدة من أجل تسريع إجراءات الإنزيمات في المعدة فإن المعدة لديها بيئة حمضية للغاية مع الرقم الهيدروجيني بين 1.5 و 2.5 تعمل العصائر المعدية التي تشمل الإنزيمات في المعدة على جزيئات الطعام وتواصل عملية الهضم.^[١٠]

ففي الأمعاء الدقيقة تستمر الإنزيمات التي ينتجها الكبد والأمعاء الدقيقة والبنكرياس في عملية الهضم ويتم امتصاص العناصر الغذائية في مجرى الدم عبر الخلايا الظهارية المبطنة لجدران الأمعاء الدقيقة، تنتقل مواد النفايات إلى الأمعاء الغليظة حيث يتم امتصاص الماء ويتم ضغط مواد النفايات الأكثر جفافا في براز يتم تخزينها حتى تفرز من خلال المستقيم.^[١٠]

معدة متعددة الحجرات

الطيور، يحتوي مريء الطيور على كيس يسمى المحصول الذي يخزن الطعام، ينتقل الطعام من المحصول إلى المعدة الأولى التي تسمى بطعنة، والتي تحتوي على العصائر الهضمية التي تكسر الطعام من القسطرة، يدخل الطعام إلى المعدة الثانية، تسمى الحويصلة، التي تطحن الطعام وتبتلع بعض الطيور الأحجار أو الحصى المخزنة في الأحشاء للمساعدة في عملية الطحن، ولا يوجد لدى الطيور فتحات منفصلة لإخراج البول والبراز، فبدلاً من ذلك يتم إفراز حمض اليوريك من الكليتين في الأمعاء الغليظة ويتم دمجه مع فضلات عملية الهضم.^[١٠]

المجترات هي في الأساس عواشب مثل الأبقار والأغنام والماعز ويتكون نظامها الغذائي بالكامل من تناول كميات كبيرة من الخشن أو الألياف، ولقد طوروا أنظمة هضمية تساعدهم على معالجة كميات هائلة من السليلوز ومن السمات المثيرة للاهتمام في فم المجترات أنها لا تحتوي على أسنان قاطعة عليا. يستخدمون أسنانهم السفلية واللسان والشفاه لتمزيق طعامهم ومضغه من الفم وينتقل الطعام عبر المريء إلى المعدة، وللمساعدة في هضم الكمية الكبيرة من المواد النباتية فإن معدة المجترات هي عضو متعدد الحجرات تسمى الأجزاء الأربعة في المعدة الكرش والشبكي والأوماسوم والأبوماسوم. ^[١٠]

كما تحتوي هذه الغرف على العديد من الميكروبات التي تكسر السليلوز وتخمر الطعام المبتلع، فالأبوماسوم هي المعدة الحقيقية وتعادل حجرة المعدة أحادية المعدة هذا هو المكان الذي تفرز فيه عصائر المعدة، كما وتوفر غرفة المعدة المكونة من أربعة حجرات مساحة أكبر والدعم الميكروبي اللازم لهضم المواد النباتية أكبر في المجترات، وتنتج عملية التخمير كميات كبيرة من الغاز في غرفة المعدة والتي يجب التخلص منها، وكما هو الحال في الحيوانات الأخرى تلعب الأمعاء الدقيقة دورًا مهمًا في امتصاص المغذيات وفي حين إن الأمعاء الغليظة تساعد في القضاء على النفايات.^[١٠]

الهضم عند النبات

يعد النيتروجين أهم العناصر الغذائية المعدنية التي تتطلبها النباتات ولكن توافرها محدود إلى حد كبير في العديد من النظم البيئية الأرضية، وللتكيف مع هذه البيئة غير المواتية طورت النباتات آكلة اللحوم القدرة على جذب الفرائس والتقاطها وهضمها في مركبات معدنية أبسط والتي يتم امتصاصها بعد ذلك لنمو النبات والتكاثر، فهنالك أدلة تثبت قدرة النبات على التقاط وهضم الحشرات منذ أكثر من 140 عامًا منذ ذلك الحين ، تم التعرف على أكثر من 700 نوع من النباتات آكلة اللحوم من 20 جنسًا ومن 12 عائلة مع سمات مورفولوجية وفسيولوجية آسرة مرتبطة بأكل اللحوم، وهنالك العديد من الدراسات حول خصائص السائل الهضمي للنباتات آكلة اللحوم التي تساهم في فهم أفضل لآلية آكلة اللحوم وتطورها،^[١١]

ما تفعله النباتات آكلة اللحوم يشبه إلى حد كبير ما يفعله البشر بعشاءهم بعد تناوله، حيث تحتوي معظم النباتات آكلة اللحوم على غدد تفرز الأحماض والإنزيمات لإذابة البروتينات والمركبات الأخرى وقد تقوم النباتات أيضًا بتجنيد كائنات أخرى للمساعدة في عملية الهضم، ثم تمتص النباتات العناصر الغذائية المتاحة من الفريسة،^[١٢] فمثلاً تهضم صائدة الذباب فينوس وتمتص فريستها، ولكن كيف تنسق عملية الهضم والامتصاص لزيادة كفاءة هذه الآلية المتطورة إلى أقصى حد؟، تكشف دراسة جديدة تجمع بين التسجيلات المباشرة من الخلايا داخل المصيدة إلى جانب التوصيف الجزيئي لنقل المغذيات عن مجموعة معقدة ومنسقة من الآليات التي تكمن وراء هذه العملية الأنيقة.^[١٣]

المراجع

1. ↑ "Digestion", www.britannica.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
2. ↑ "Digestion: How food is broken down", www.medicalnewstoday.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
3. ↑ "The Digestion Process Parts, Organs, and Functions", www.medicinenet.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
4. ↑ "The Structure and Function of the Digestive System", my.clevelandclinic.org, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
5. ↑ "Tips for better digestion - how long does it take?", www.medicalnewstoday.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
6. ↑ "Your Digestive System & How it Works", www.niddk.nih.gov, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
7. ^ ^{أ ب} "Human digestive system", www.britannica.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
8. ^ ^{أ ب ت ث ج} "How Long Does It Take to Digest Food? All About Digestion", www.healthline.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
9. ^ ^{أ ب ت} "Animal Nutrition and Digestion", www.okcareertech.org, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
10. ^ ^{أ ب ت ث ج ح خ د ذ} "Digestive Systems", courses.lumenlearning.com, 2020-06-24, Retrieved 2020-06-24. Edited.
11. ↑ "Discovery of digestive enzymes in carnivorous plants with focus on proteases", www.ncbi.nlm.nih.gov, 2020-06-25, Retrieved 2020-06-25. Edited.
12. ↑ "Carnivorous Plant Digestion and Nutrient Assimilation", www.carnivorousplants.org, 2020-06-25, Retrieved 2020-06-25. Edited.
13. ↑ "Carnivorous Plants: Trapping, Digesting and Absorbing All in One", www.sciencedirect.com, 2020-06-25, Retrieved 2020-06-25. Edited.