الهضم وتحولات الأغذية: الجهاز الهضمي والإنزيمات الهاضمة والامتصاص - السنة الرابعة متوسط

حين تأكل قطعة خبز لا يدخل الخبز دمك بصورته، بل يتحول في الجهاز الهضمي إلى مواد صغيرة جدًا يستطيع الجسم امتصاصها. وهذه التحولات هي موضوع الهضم، أول دروس العلوم الطبيعية في السنة الرابعة متوسط. ويجمع الدرس بين التشريح والكيمياء الحيوية والتجربة. تعرض هذه الصفحة الجهاز الهضمي وغدده، ثم التحول الكيميائي للأغذية بالإنزيمات، ثم تجربة هضم النشاء، ثم الامتصاص، وتنتهي بأخطاء متكررة وتمارين بأجوبة.

الأغذية والمغذيات

تتكون أغذيتنا من أنواع من المواد: السكريات (كالنشاء والغلوكوز)، والبروتينات، والدسم (الليبيدات)، إضافة إلى الماء والأملاح المعدنية والفيتامينات. والجزيئات الأولى كبيرة معقدة لا تعبر جدار الأمعاء، فلا بد من تفكيكها إلى جزيئات بسيطة صغيرة: وهذا هو الهضم.

الجهاز الهضمي

الأنبوب الهضمي ممتد من الفم إلى الشرج، ويضم: الفم (الأسنان واللسان واللعاب)، فـالبلعوم فـالمريء، فـالمعدة، فـالأمعاء الدقيقة (وفيها الإثنا عشري ثم الصائم ثم اللفائفي)، فـالأمعاء الغليظة، فالمستقيم والشرج. وتساعد على الهضم غدد ملحقة تصب إفرازاتها في الأنبوب: الغدد اللعابية (في الفم)، والكبد الذي يفرز الصفراء، والبنكرياس الذي يفرز العصارة البنكرياسية في الإثني عشري، وغدد جدار المعدة وجدار الأمعاء.

الهضم الميكانيكي والهضم الكيميائي

• الهضم الميكانيكي: تقطيع الأغذية بالأسنان ومضغها وخلطها بالحركة الدودية للأنبوب الهضمي، دون أن تتغير طبيعتها الكيميائية، فتزيد مساحة تلامسها مع العصارات.
• الهضم الكيميائي: تحول جزيئات الأغذية الكبيرة إلى جزيئات بسيطة بتأثير إنزيمات موجودة في العصارات الهاضمة.

الإنزيمات الهاضمة

لكل نوع من الأغذية إنزيمات خاصة بها، وكل إنزيم فعال في وسط معين:

• الأميلاز اللعابي في الفم: يحول النشاء إلى سكر أبسط (المالتوز). ويعمل في وسط قرب التعادل.
• الببسين في المعدة: يبدأ هضم البروتينات إلى ببتيدات، ويعمل في وسط شديد الحموضة بفضل حمض كلور الهيدروجين الذي تفرزه المعدة.
• عصارة البنكرياس والأمعاء: فيها أميلاز يكمل هضم النشاء، وليباز يهضم الدسم إلى أحماض دسمة وغليسرول، وإنزيمات تكمل هضم البروتينات إلى أحماض أمينية. أما الصفراء التي يفرزها الكبد فلا تحتوي إنزيمات، لكنها تستحلب الدسم أي تفتتها إلى قطيرات صغيرة فيسهل على الليباز هضمها.

والنواتج النهائية للهضم: الغلوكوز من السكريات، والأحماض الأمينية من البروتينات، والأحماض الدسمة والغليسرول من الدسم.

تجربة: هضم النشاء باللعاب

نأخذ محلول نشاء ونقسمه إلى أنابيب نضيف إلى بعضها لعابًا ونضعها في درجات حرارة مختلفة. ونكشف عن النشاء بـماء اليود (يعطي لونًا أزرق مسودًّا مع النشاء) وعن السكر المرجع بـمحلول فهلنغ مع التسخين (يعطي راسبًا أحمر آجريًا).

• عند ⁦37 °C⁩ مع اللعاب: يزول لون اليود الأزرق، وفهلنغ يعطي راسبًا أحمر. فقد تحول النشاء إلى سكر بتأثير الأميلاز.
• عند ⁦0 °C⁩: يتباطأ التفاعل أو يتوقف لكن الإنزيم سليم.
• عند ⁦100 °C⁩ أو بعد غلي اللعاب: لا يحدث تحول لأن الإنزيم أتلفته الحرارة.
• بدون لعاب (ماء مقطر بدل اللعاب): يبقى النشاء كما هو.

ونستنتج أن اللعاب يحوي إنزيمًا يحول النشاء إلى سكر، وأن لهذا الإنزيم درجة حرارة مثلى هي قرب حرارة الجسم.

الامتصاص

الجزيئات البسيطة الناتجة عن الهضم تعبر جدار الأمعاء الدقيقة إلى الدم، وهو الامتصاص. وتتسع مساحة الامتصاص بفضل الزغابات المعوية التي تغطي سطح الأمعاء الدقيقة وتزيد مساحته كثيرًا، وفي كل زغابة شعيرات دموية ووعاء لمفي. فتنتقل الأحماض الأمينية والغلوكوز إلى الشعيرات الدموية ثم تُحملها الدورة إلى الكبد فبقية الأعضاء، وتنتقل نواتج هضم الدسم في معظمها إلى الوعاء اللمفي. أما الأمعاء الغليظة فتمتص ماء ومعادن وتشكل الفضلات.

أخطاء شائعة

• الخلط بين الهضم والامتصاص. الهضم تفكيك الجزيئات، والامتصاص عبور النواتج إلى الدم.
• القول إن الصفراء تحتوي إنزيمات. هي تستحلب الدسم فقط ولا تحوي إنزيمات.
• القول إن الامتصاص الرئيسي في المعدة أو الأمعاء الغليظة. الرئيسي في الأمعاء الدقيقة.
• نسيان درجة الحرارة المثلى في تفسير التجربة، والقول إن الإنزيم «مات» بدل أن بنيته تلفت.
• ذكر الكاشف دون النتيجة: ماء اليود للنشاء (أزرق مسود)، وفهلنغ مع التسخين للسكر (أحمر آجري).
• الخلط بين الهضم الميكانيكي والكيميائي. الأول لا يغير الطبيعة الكيميائية.

تمارين للتدرب

1. ما الفرق بين الهضم الميكانيكي والكيميائي؟
2. ما النواتج النهائية لهضم البروتينات والدسم والسكريات؟
3. أضفنا اللعاب إلى نشاء عند ⁦37 °C⁩ ثم عند ⁦100 °C⁩. ماذا نتوقع مع ماء اليود في كل حالة؟
4. ما دور الزغابات المعوية؟
5. أين يبدأ هضم النشاء وأين يبدأ هضم البروتينات؟

الحلول:

1. الميكانيكي تقطيع وخلط دون تغيير كيميائي، والكيميائي تحويل بالإنزيمات إلى جزيئات بسيطة.
2. البروتينات إلى أحماض أمينية، والدسم إلى أحماض دسمة وغليسرول، والسكريات (النشاء) إلى غلوكوز.
3. عند ⁦37 °C⁩ يزول اللون الأزرق لأن النشاء هُضم، وعند ⁦100 °C⁩ يبقى اللون أزرق مسودًّا لأن الإنزيم تلف.
4. تزيد مساحة سطح الامتصاص وفيها شعيرات دموية ووعاء لمفي ينقلان النواتج.
5. هضم النشاء يبدأ في الفم بالأميلاز اللعابي، وهضم البروتينات يبدأ في المعدة بالببسين.

الشرح المصوّر وملفات التمارين

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يشرح الأستاذ شابو في فيديو «الهضم وتحولات الأغذية خلال الهضم» الدرس في نحو سبع وعشرين دقيقة، مقدمًا منصته التعليمية المتخصصة في مادة العلوم الطبيعية ثم برنامج السنة.

وللتدرب على تمارين حقيقية، اطلع على هذه الملفات في الموقع:

• درس الهضم والامتصاص
• سلسلة التحدي 1 و 2: إنزيمات الهضم وتحولات الغذاء
• ملخصات دروس التغذية والهضم والتنفس