การย่อยและการดูดซึมในลำไส้เล็ก
การย่อยและการดูดซึมในลำไส้เล็กเป็นชุดของกระบวนการทางสรีรวิทยาที่ลำไส้เล็กทำการสลายอาหารทางเคมีให้สมบูรณ์ และส่งผ่านสารอาหาร น้ำ และอิเล็กโทรไลต์ที่เกิดขึ้นจากช่องว่างในลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดและน้ำเหลือง เป็นส่วนต่อประสานหลักระหว่างอาหารกับร่างกายในการดูดซึม ซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวเยื่อบุขนาดใหญ่ที่มีการพับทบสูง และบุด้วยเซลล์ดูดซึม (absorptive enterocytes)
Definition
การย่อยและการดูดซึมในลำไส้เล็กหมายถึงการย่อยสลายด้วยน้ำ (hydrolysis) ของสารอาหารหลักในอาหารที่เกิดขึ้นในช่องว่างลำไส้และที่เยื่อหุ้มเซลล์ในลำไส้เล็ก และการขนส่งโมโนเมอร์ที่เกิดขึ้น รวมถึงน้ำและอิเล็กโทรไลต์ ข้ามเยื่อบุผิวเซลล์ดูดซึม (enterocyte layer) เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต
Scope
ส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าลำไส้เล็กย่อยอาหารให้เสร็จสิ้นที่ขอบแปรง (brush border) และเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ผ่านเยื่อบุได้อย่างไร โดยจะจัดกลุ่มสารอาหารหลัก ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน รวมถึงการจัดการน้ำและอิเล็กโทรไลต์ และกำหนดให้แต่ละชนิดเป็นปัญหาการขนส่งที่แตกต่างกันซึ่งแก้ไขได้ด้วยโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่เชี่ยวชาญ นี่คือภาพรวมอ้างอิงของสรีรวิทยาปกติมากกว่าคำแนะนำทางคลินิก และกลไกโดยละเอียดจะอยู่ในหัวข้อที่เกี่ยวข้องด้านล่าง
Sub-topics
Core questions
- ลำไส้เล็กย่อยอาหารที่เริ่มต้นในปากและกระเพาะอาหารให้สมบูรณ์ได้อย่างไร?
- ลักษณะใดของเยื่อบุที่ทำให้ลำไส้เล็กเป็นพื้นผิวการดูดซึมหลักของร่างกาย?
- น้ำตาล กรดอะมิโน เปปไทด์ ไขมัน น้ำ และอิเล็กโทรไลต์ เคลื่อนที่ผ่านเซลล์ดูดซึมด้วยกลไกการขนส่งใดบ้าง?
- กระบวนการเหล่านี้ทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อให้การดูดซึมดำเนินไปพร้อมกับการรับประทานอาหาร?
Key concepts
- ขอบแปรง (เยื่อหุ้มเซลล์ด้านบนที่มีไมโครวิลไล)
- การเพิ่มพื้นที่ผิวด้วยการพับทบ วิลไล และไมโครวิลไล
- การย่อยที่เยื่อหุ้มเซลล์เทียบกับการย่อยในช่องว่างลำไส้
- การขนส่งแบบใช้พลังงานทุติยภูมิที่เชื่อมโยงกับความชันของโซเดียม
- ทางเดินผ่านเซลล์เทียบกับทางเดินระหว่างเซลล์
- เซลล์ดูดซึม (enterocyte) เป็นหน่วยการดูดซึม
- การเชื่อมโยงการดูดซึมสารละลายกับการเคลื่อนที่ของน้ำ
Mechanisms
การย่อยในลำไส้เล็กดำเนินไปสองขั้นตอน: การย่อยสลายด้วยน้ำในช่องว่างลำไส้โดยสารคัดหลั่งจากตับอ่อนและน้ำดี ตามด้วยการแยกตัวขั้นสุดท้ายที่ขอบแปรงโดยเอนไซม์ไฮโดรเลสที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งจะปล่อยโมโนเมอร์ที่สามารถดูดซึมได้ ณ ตำแหน่งที่ดูดซึม พื้นผิวการดูดซึมจะเพิ่มขึ้นหลายร้อยเท่าด้วยการพับทบเป็นวงกลม วิลไล (villi) และขอบแปรงไมโครวิลไล (microvillar brush border) ที่หนาแน่นของเซลล์ดูดซึมแต่ละเซลล์ การดูดซึมสารอาหารส่วนใหญ่เป็นการขนส่งผ่านเซลล์ (transcellular) และใช้การขนส่งแบบใช้พลังงานทุติยภูมิ (secondary active transport) ซึ่งตัวพาจะเชื่อมโยงการเคลื่อนที่เข้าของสารตั้งต้นกับการไหลลงของโซเดียมที่รักษาไว้โดย Na+/K+-ATPase ที่อยู่ด้านข้างและด้านฐาน (basolateral) ส่วนไขมันจะแบ่งตัวเข้าและออกจากไมเซลล์ผสม (mixed micelles) และแพร่หรือถูกพาข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ด้านบน (apical membrane) น้ำจะตามสารละลายที่ถูกดูดซึมไปตามหลักออสโมซิสผ่านทางเดินผ่านเซลล์และระหว่างเซลล์ (transcellular and paracellular routes) ดังนั้นการดูดซึมของเหลวจะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการขนส่งอิเล็กโทรไลต์และสารอาหาร
Clinical relevance
เนื่องจากลำไส้เล็กเป็นบริเวณที่สารอาหาร น้ำ และอิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่ถูกดูดซึม การทำความเข้าใจสรีรวิทยาปกติจึงเป็นพื้นฐานที่แพทย์ใช้ในการวินิจฉัยภาวะการดูดซึมผิดปกติ (malabsorption) ท้องร่วงจากออสโมซิสและจากการหลั่ง (osmotic and secretory diarrhoea) และการให้สารน้ำทางปาก (oral rehydration) ส่วนนี้อธิบายกลไกเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
กลไกที่สรุปไว้ที่นี่อ้างอิงจากการวิจัยสรีรวิทยาของเยื่อหุ้มเซลล์และการขนส่งระดับโมเลกุลมานานหลายทศวรรษ ซึ่งรวบรวมไว้ในบทความทบทวนทางสรีรวิทยาที่สำคัญและตำราสรีรวิทยาทางเดินอาหารมาตรฐาน ในฐานะที่เป็นส่วนอ้างอิงสรีรวิทยาปกติ จึงไม่อยู่ภายใต้แนวทางปฏิบัติทางคลินิก คำแนะนำเฉพาะโรคจะอยู่ในหัวข้อทางคลินิกที่เกี่ยวข้อง
History
ภาพรวมสมัยใหม่ของการดูดซึมในลำไส้เกิดขึ้นจากสรีรวิทยาของเยื่อหุ้มเซลล์ในศตวรรษที่ 20 ซึ่งได้กำหนดว่าขอบแปรงทั้งย่อยและขนส่ง และจากการค้นพบว่าการดูดซึมน้ำตาลและกรดอะมิโนขับเคลื่อนโดยความชันของโซเดียมข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ (transmembrane sodium gradient) แทนที่จะเป็น ATP โดยตรง การโคลนโมเลกุลของตัวขนส่งในปลายศตวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษที่ 21 เช่น โคทรานสปอร์เตอร์โซเดียม-กลูโคส (sodium-glucose cotransporter) ตัวพาสำหรับกรดอะมิโนและเปปไทด์ และโปรตีนที่จัดการไขมัน ได้เปลี่ยนคำอธิบายเชิงหน้าที่ให้เป็นคำอธิบายเชิงโมเลกุล และมีรายละเอียดอยู่ในหัวข้อที่เกี่ยวข้อง
Key figures
- Ernest M. Wright
- Stefan Bröer
- Michael Field
- Charles M. Mansbach
Related topics
Seminal works
- wright-2011
- broer-2008
- field-2003
- crawley-2014
Frequently asked questions
- การดูดซึมสารอาหารส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ใดในลำไส้?
- ในลำไส้เล็ก ซึ่งมีการพับทบ วิลไล และไมโครวิลไล ทำให้เกิดพื้นที่ผิวขนาดใหญ่มาก และเซลล์ดูดซึมมีตัวขนส่งที่เคลื่อนย้ายน้ำตาล กรดอะมิโน เปปไทด์ และผลิตภัณฑ์ไขมันเข้าสู่ร่างกาย
- ความแตกต่างระหว่างการย่อยและการดูดซึมในที่นี้คืออะไร?
- การย่อยคือการสลายอาหารทางเคมีเป็นหน่วยที่สามารถดูดซึมได้ ซึ่งเสร็จสิ้นบางส่วนในช่องว่างลำไส้และบางส่วนที่ขอบแปรง ส่วนการดูดซึมคือการขนส่งหน่วยเหล่านั้น รวมถึงน้ำและอิเล็กโทรไลต์ ข้ามเซลล์ดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดและน้ำเหลืองในภายหลัง