Thực phẩm mà con người tiêu thụ đều là những hợp chất phức tạp. Chúng cần được cơ thể phân hóa thành những chất đơn giản hơn để ruột có thể hấp thụ rồi đưa vào máu chuyển tới các tế bào. Ở tế bào, chúng sẽ cung cấp năng lượng và vật liệu thích hợp để duy trì sự sống.
Tiến trình này bao gồm sự tiêu hóa, sự hấp thụ và sự chuyển hóa thực phẩm.
Sự tiêu hóa là quá trình phân hóa thực phẩm thành dạng mà tế bào có thể hấp thụ và đồng hóa được.
Sự hấp thụ là quá trình đưa chất dinh dưỡng từ bộ máy tiêu hóa sang hệ tuần hoàn, để rồi từ đó được phân phối tới các tế bào hoặc dự trữ trong cơ thể.
Sự chuyển hóa là quá trình chuyển các chất dinh dưỡng đã được tiêu hóa thành năng lượng và vật liệu để cấu tạo tế bào.
Sự tiêu hóa thức ăn chấm dứt khi những chất bã của thực phẩm sau tiến trình tiêu hóa được đưa ra khỏi cơ thể.
Bộ máy tiêu hóa
Nói một cách tổng quát, bộ máy tiêu hóa có nhiệm vụ tiếp nhận thực phẩm và làm thay đổi cấu trúc thực phẩm về cả hai mặt vật lý và hóa học, sao cho thực phẩm trở thành những dạng mà cơ thể sử dụng được.
Sự thay đổi cấu trúc vật lý được thực hiện chủ yếu ở miệng nhờ vào hoạt động phối hợp của răng, miệng và lưỡi. Trong khi đó, sự thay đổi cấu trúc hóa học được thực hiện nhờ vào tác dụng của các diếu tố (enzym), môi trường acid, mật và nhiều chất hóa hoc khác.
Diếu tố là những hợp chất đạm có khả năng làm thay đổi tính chất hóa học của một chất khác trong khi bản thân nó không thay đổi. Có nhiều loại diếu tố, mỗi loại có tác dụng với một chất dinh dưỡng nhất định. Chẳng hạn, loại diếu tố chuyển hóa chất đạm thì không có tác dụng gì với tinh bột, đường. Diếu tố được tiết ra từ bốn cơ quan chủ yếu là các tuyến nước miếng trong miệng, dạ dày, tụy tạng và ruột non.
Bộ máy tiêu hóa là một ống chạy dài từ miệng xuống hậu môn, dài khoảng 8 mét. Khởi đầu từ miệng, tiếp đến là thực quản, dạ dày, ruột non, ruột già, trực tràng và hậu môn. Dọc theo ống là các bộ phận hỗ trợ tiết ra dịch tiêu hóa như tuyến nước bọt, túi mật, gan, tụy tạng.
Như vậy, lần lượt, thực phẩm sẽ đi qua các bộ phận sau đây:
1-Miệng: Có ba chức năng chính là tiếp nhận thực phẩm, nhai thực phẩm cho nhuyễn nhỏ và khởi sự việc tiêu hóa tinh bột.
Nước miếng giữ vai trò quan trọng trong các chức năng của miệng. Nước miếng được tiết ra từ ba đôi tuyến nước miếng trong miệng, tổng cộng mỗi ngày khoảng 1.5 lít.
Trong nước miếng có diếu tố amylase có tác dụng phân hóa carbohydrat. Nước miếng còn chứa mucin tạo thành độ nhớt của nước miếng, làm các phần tử thực phẩm sau khi nhai sẽ quyện lại với nhau thành cục và trơn, dễ nuốt. Ngoài ra nước miếng còn có khả năng bảo vệ niêm mạc miệng và tiêu diệt một số vi khuẩn có thể gây nhiễm độc cho răng, miệng.
Răng và lưỡi có vai trò rất quan trọng ở giai đoạn này. Răng giúp nhai nghiền thực phẩm. Lưỡi đưa đẩy, nhào trộn thức ăn để giúp răng nhai nghiền tốt. Các nụ vị giác của lưỡi giúp phân biệt vị thức ăn và góp phần tạo ra sự kích thích quá trình tiêu hóa. Chuyển động của lưỡi cũng tạo thành phản xạ nuốt thức ăn xuống thực quản sau khi đã được nhai nhuyễn.
2-Thực quản: Là một ống có chức năng chuyển thực phẩm và nước uống xuống bao tử mà không tham dự vào sự tiêu hóa. Trong thực quản, thực phẩm được di chuyển nhờ các sóng nhu động (peristalsis) tạo ra bởi sự co bóp luân phiên nhịp nhàng của các cơ thành thực quản từ trên xuống dưới. Thực quản có chiều dài khoảng 25 cm.
3-Bao tử: Là nơi tiêu hóa thức ăn nhưng cũng là nơi dự trữ thức ăn tạm thời. Nhờ có vai trò dự trữ này nên chúng ta chỉ cần ăn mỗi ngày ba lần, cho dù cơ thể liên tục cần được cung cấp dinh dưỡng.
Các tế bào riêng biệt trong bao tử tiết ra nhiều hóa chất khác nhau nhưng hòa lẫn với nhau gọi là dịch vị bao tử. Thành phần chính của dịch vị bao tử là:
-Acid hydrochloric, một acid rất mạnh có thể làm mềm các mô liên kết của thức ăn và để tiêu diệt vi sinh vật có hại.
-Diếu tố pepsin, một loại men có tác dụng phân hóa chất đạm.
-Yếu tố nội tại glycoprotein cần thiết cho sự hấp thụ sinh tố B12.
-Ngoài ra còn có lipase giúp phân hóa chất béo thành acid béo và glycerol; gastrin giúp nhồi thức ăn thành khối chất nhão; chất nhờn mucous để bảo vệ niêm mạc dạ dày. Nếu không có chất nhờn, acid sẽ ăn mòn niêm mạc, đưa đến loét bao tử.
Mỗi ngày có chừng 2,000 tới 2,500 phân khối dịch vị bao tử được tiết ra.
Thời gian lưu lại trong bao tử của mỗi loại thực phẩm không giống nhau, thường là từ 1 đến 4 giờ. Các thực phẩm thuộc nhóm carbohydrates (tinh bột, đường) có thời gian lưu lại bao tử ngắn nhất, tiếp đến là nhóm các protein (chất đạm) và lâu nhất là nhóm lipid (chất béo). Ngoài ra, thức ăn lỏng cũng tiêu hóa mau hơn thức ăn đặc. Nước uống hầu như chỉ lướt qua bao tử để xuống ruột.
Ở đoạn nối thực quản với bao tử có cơ vòng tâm vị để ngăn thực phẩm đã vào bao tử không đi ngược lên thực quản. Ở đoạn nối giữa bao tử với tá tràng có cơ vòng môn vị để ngăn thực phẩm đã chuyển vào tá tràng (duodenum) không đi ngược vào bao tử.
4-Ruột non: Có chiều dài kéo thẳng ra đến khoảng 6 mét, là bộ phận dài nhất của bộ máy tiêu hóa. Tuy nhiên, do các nếp gấp của ruột nên ruột một người còn sống chỉ đo được khoảng 3 mét. Đoạn đầu của ruột non là tá tràng, dài 25 cm, là nơi mà từ 90% đến 95% thực phẩm được hấp thụ.
Ruột non tiếp nhận thực phẩm ở dạng đang được chuyển biến. Tế bào ruột non tiết ra nhiều diếu tố để phân hóa chất đạm và tinh bột. Riêng các chất béo được chuyển hóa nhờ có mật từ gan đưa vào. Các diếu tố khác như trypsin, chymotrypsin, lipase, amylase, nuclease từ tụy tạng cũng được đưa vào ruột non để hỗ trợ sự chuyển hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng. Trung bình, quá trình sự tiêu hóa ở ruột non kéo dài khoảng từ 3 tới 10 giờ.
5- Ruột già: Dài khoảng 1.5 mét, là nơi hấp thụ nước, muối khoáng và một số sinh tố. Các sinh tố được vi sinh vật sản xuất tại ruột già gồm có sinh tố K, sinh tố B12, sinh tố B1 (thiamine), sinh tố B2 (riboflavine).
Ruột già và trực tràng không tiết ra diếu tố, không tham dự trực tiếp vào việc phân hóa thực phẩm mà chỉ hút giữ nước và các chất điện phân. Đây cũng là nơi lưu giữ chất bã trước khi thải ra khỏi cơ thể.
Thành phần của phân có khoảng 75% nước, 25% chất đặc. Trong chất đặc có khoảng 35% là xác của vi sinh vật, 20% tới 40% là chất vô cơ và mỡ, 2% đến 3% là chất đạm. Phần còn lại là chất xơ, tế bào chết, mật….
6-Gan: Là cơ quan hỗ trợ cho sự tiêu hóa thức ăn và có nhiều vai trò rất quan trọng.
Gan chuyển hóa các chất dinh dưỡng, làm thay đổi cấu trúc hóa học của chúng thành những chất thích hợp hơn để tế bào có thể sử dụng. Một số chất dinh dưỡng sau khi được chuyển hóa được chính gan sử dụng, một số khác được dự trữ ở gan để chuyển sang máu khi cơ thể có nhu cầu.
Một cách cụ thể, gan có các nhiệm vụ sau đây:
a) Dự trữ đường đơn glucose dưới dạng glycogen. Khi mức độ đường trong máu xuống thấp hơn mức bình thường thì tế bào gan chuyển glycogen trở lại thành glucose và đưa vào máu.
b) Tổng hợp lượng đạm thừa mà cơ thể không hấp thụ được thành dạng ure. Ure sẽ được chuyển sang máu và thận sẽ bài tiết ra ngoài theo nước tiểu.
c) Tổng hợp các protein huyết tương như albumin, globulin và các yếu tố làm đông máu.
d) Chuyển hóa chất đạm, carbohydrates và chất béo, khiến chúng được các tế bào sử dụng hữu hiệu hơn.
e) Sản xuất mật, rất cần thiết cho sự chuyển hóa chất béo. Mật được chứa trong túi mật và được chuyển sang ruột tá khi cần, như để tiêu hóa chất béo.
f) Tham gia quá trình tạo hồng cầu mới qua việc sản xuất globin, một trong hai yếu tố tạo thành huyết cầu tố (hemoglobin).
g) Hủy hoại các hồng huyết cầu già nua, chuyển hòa hemoglobin thành bilirubin rồi thải ra trong phân.
h) Giải độc cho cơ thể bằng cách phân hủy, vô hiệu hóa một số chất có hại, chẳng hạn như lượng cồn trong máu (alcohol) và một số chất độc có trong các loại thuốc trị bệnh.
i) Dự trữ một số sinh tố và khoáng chất (sắt…).
7-Tụy tạng: Tiết ra một số diêu tố như lipase để tiêu hóa chất béo; amylase để chuyển hóa tinh bột thành đường; trypsin để phân hóa protein thành những phần tử amino acid có cấu trúc đơn giản hơn.
Trong điều kiện bình thường thì từ 92% tới 97% thực phẩm ăn vào được tiêu hóa và hấp thụ. Nước, sinh tố, khoáng đường đơn (monosaccharides), rượu được hấp thụ trong tình trạng nguyên thủy. Đường đa, chất béo, đạm đều được chuyển sang dạng giản dị hơn để dễ hấp thụ.
Diễn tiến sự tiêu hóa các chất dinh dưỡng
1-Carbohydrates: Sự tiêu hóa bắt đầu từ miệng, với diếu tố amylase của nước miếng. Tinh bột được chuyển hóa thành dextrine và maltose.
Ở bao tử, diếu tố amylase tiếp tục chuyển tinh bột thành phân tử đơn giản hơn, nhưng sự tiêu hóa ở trong ruột non mới đáng kể.
Ở tá tràng, dưới tác dụng của amylase từ tụy tạng, tinh bột chuyển thành dextrin, maltose, rồi diếu tố maltase ở ruột chuyển maltose ra glucose.
Glucose và các đường fructose, lactose theo các mạch máu nhỏ ở ruột vào động mạch rồi được đưa đến gan. Một số glucose từ gan được chuyển tới tế bào, một số được dự trữ trong gan và cơ dưới dạng glycogen. Các đường fructose và lactose cuối cùng cũng chuyển hóa thành đường glucose.
Một số carbohydrates như chất xơ, cellulose không được tiêu hóa và được thải ra theo phân. Động vật nhai lại có thể tiêu hóa cellulose, chất xơ nhờ tác dụng của vi khuẩn trong bộ máy tiêu hóa của chúng.
2-Chất đạm: Bao tử là chặng đầu tiên tiêu hóa chất đạm, nhưng chỉ tiêu hóa được một phần rất ít. Đa số chất đạm được tiêu hóa ở tá tràng. Dưới tác dụng của diếu tố trypsin từ tụy tạng, chất đạm được biến đổi thành các phân tử amino acid rồi theo đường máu đến gan và được dự trữ trong gan. Hầu hết chất đạm tiêu thụ đều được hấp thụ ở ruột non, chỉ có khoảng 1% thất thoát ra ngoài trong phân.
3-Chất béo: Cũng như chất đạm, hầu hết chất béo đều được tiêu hóa ở ruột non, nhất là trực tràng dưới tác dụng của diêu tố lipase từ bao tử và tụy tạng. Sau khi tiêu hóa, chất béo được chuyển sang máu dưới dạng acid béo và cholesterol. Dịch mật từ gan cũng góp phần quan trọng trong quá trình tiêu hóa chất béo.
4-Các chất dinh dưỡng khác: Sinh tố, khoáng và nước được hấp thụ ở ruột. Mỗi ngày có khoảng 8 lít nước được thẩm thấu qua lại từ ruột để giữ cho chất dinh dưỡng ở trong tình trạng dung dịch loãng. Sinh tố cũng được hấp thụ nguyên dạng từ ruột. Sự hấp thụ của khoáng phức tạp hơn qua sự chuyên chở chọn lọc của các protein và albumin.
Sự hấp thụ
Sự hấp thụ là quá trình trong đó các chất dinh dưỡng đã tiêu hóa được ruột non hấp thụ và chuyển sang máu để đưa vào tế bào. Chất dinh dưỡng gồm có glucose từ carbohydrates, amino acid từ chất đạm, acid béo và glycerols từ chất béo.
Sự chuyển hóa
Chuyển hóa là quá trình hóa học trong đó chất dinh dưỡng được biến đổi sang các vật liệu để cấu tạo, nuôi dưỡng tế bào và sản xuất năng lượng cho các nhu cầu của cơ thể.
Thành phần dinh dưỡng chủ yếu trong thức ăn gồm có các nhóm chất đạm, chất béo và carbohydrat. Mỗi nhóm có chức năng khác nhau trong việc nuôi dưỡng cơ thể nhưng tất cả đều cho năng lượng. Sinh tố, muối khoáng và nước không cho năng lượng nhưng lại cần thiết cho sự chuyển hóa.
Ngoài năng lượng, sự chuyển hóa cũng tạo những cặn bã không tốt cho cơ thể và cần được thải ra ngoài.
Sự chuyển hóa diễn ra cùng một lúc dưới hai hình thức:
a) Dị hóa (catabolism): Chất dinh dưỡng hữu cơ được đốt cháy để cho năng lượng.
b) Đồng hóa (anabolism): Các phản ứng hóa học chuyển đổi chất dinh dưỡng thành các vật liệu nuôi dưỡng, cấu tạo tế bào và các chất hóa học khác như kích thích tố, diếu tố, máu…
Những yếu tố ảnh hưởng tới sự tiêu hóa
1-Yếu tố tâm lý: Chỉ với sự nhìn thấy món ăn, ngửi thấy mùi thơm hoặc nghĩ tới một món ăn hấp dẫn cũng đủ làm cho dịch vị bao tử và nước miếng tiết ra rất nhiều để sẵn sàng cho sự tiêu hóa. Đồng thời các cơ ở bao tử và ruột cũng co bóp liên hồi để sẵn sàng nhào bóp nhuyễn nát thực phẩm.
Ngược lại những cảm giác lo sợ, buồn rầu lại khiến hypothalamus trên não bộ bị kích thích và làm giảm tiết dịch vị tiêu hóa cũng như giảm sự co bóp ruột, bao tử. Khả năng tiêu hóa do đó bị giảm sút.
2-Ảnh hưởng của hệ thần kinh: Khi kích thần kinh giao cảm, thì sự tiêu hóa chậm lại vì giãn mạch ngoại vi làm cho lượng máu được đưa đến nhiều hơn. Thí dụ như sau khi ăn mà lao động cơ thể ngay thì máu sẽ được chuyển ra cơ bắp nhiều hơn là cho bao tử. Ngược lại, khi kích thích thần kinh phó giao cảm thì hoạt động tiêu hóa gia tăng.
3-Ảnh hưởng của kích thích tố: Ngoài các hóa chất do hệ tiêu hóa, một số hóa chất khác cũng ảnh hưởng tới việc biến hóa thực phẩm thành năng lượng. Kích thích tố từ tuyến giáp tăng sự chuyển động của ruột; glucocorticoid của tuyến thượng thận làm tăng dịch vị bao tử, trong khi epinephrine của tuyến này lại làm giảm dịch vị bao tử.
4-Tác dụng của vi sinh vật: Trong bộ máy tiêu hóa, nhất là ở ruột non và ruột già, có cả trăm loại vi sinh vật khác nhau. Ở trẻ sơ sinh, các vi sinh vật này chưa có, nhưng khi lớn lên, trong quá trình ăn uống, vi sinh vật bắt đầu xuất hiện. Nhiều nhất là loại Lactobaccillus, rồi dến Escherichia coli, Bacteroides. Bao tử ít có vi sinh vật vì nơi đây có nhiều acid hydrochloric.
Các vi sinh vật ở ruột có ảnh hưởng tới sự tiêu hóa và tạo ra một số chất khí như hydrogen, oxygen, carbon dioxide, amonium, methane và một số chất có hại như indole, phenol và làm cho phân có mùi hôi.
5-Tác dụng của nấu nướng, chế biến thực phẩm: Nói chung, thực phẩm được nấu kỹ thì dễ được tiêu hóa hơn thực phẩm sống hay chưa chín. Vì khi nấu, độ nóng làm cho các mô liên kết của thực phẩm tách rời nhau, khiến việc nhai thực phẩm dễ dàng và các dịch vị cũng dễ tác dụng.
6-Các yếu tố khác: Thực phẩm nhiều chất béo và đạm cần thời gian lâu hơn để tiêu hóa. Thức ăn lỏng cũng dễ tiêu hóa hơn đặc. Ăn làm nhiều bữa nhỏ cũng dễ tiêu hơn là cùng lúc ăn một bữa quá đầy bụng. (Bác Sĩ Nguyễn Ý Đức)
