Mục lục bài họcĐang ở d02-b2
Digestion, enzymes and absorption
Two kinds of digestion, and why both are needed
- Physical (mechanical) digestion — chewing by the teeth, and churning in the stomach. It breaks food into smaller pieces but does not change any molecule into another. Its purpose is to increase the surface area for enzymes.
- Chemical digestion — enzymes break large insoluble molecules into small soluble ones that can be absorbed.
Only chemical digestion changes what the molecules are. Everything physical simply makes the enzymes' job faster.
The three enzymes
| enzyme | acts on | produces | made in |
| amylase | starch | maltose | salivary glands, pancreas |
| protease | protein | amino acids | stomach, pancreas |
| lipase | fats | fatty acids + glycerol | pancreas |
Each enzyme works best at a particular pH. The protease in the stomach (pepsin) has an optimum around pH 2, which is why the stomach makes hydrochloric acid; the enzymes in the small intestine work best in alkaline conditions, which is why bile also neutralises the acid arriving from the stomach.
Bile — not an enzyme
Bile is made in the liver, stored in the gall bladder, and released into the small intestine. It does two things, and neither is digestion:
- emulsifies fats — breaks large fat droplets into many small ones, greatly increasing the surface area for lipase to work on;
- neutralises the acid from the stomach, giving the alkaline conditions the intestinal enzymes need.
Emulsification is physical. Bile does not break a single chemical bond, and calling it an enzyme is a marked error.
Absorption and the villi
Digested food is absorbed in the small intestine, whose inner surface is folded and covered in villi. Each villus is adapted:
- there are millions of them, and each carries microvilli → very large surface area;
- the wall is one cell thick → short diffusion distance;
- a rich blood capillary network → carries absorbed molecules away, keeping the concentration gradient steep;
- a lacteal in the centre → absorbs fatty acids and glycerol.
Water is absorbed mainly in the large intestine (colon), leaving the remaining material to be egested as faeces.
Hai kiểu tiêu hoá, và vì sao cần cả hai.
- Tiêu hoá cơ học — răng nhai và dạ dày co bóp. Nó chia thức ăn thành mảnh nhỏ hơn nhưng không biến phân tử nào thành phân tử khác. Mục đích của nó là tăng diện tích bề mặt cho enzim.
- Tiêu hoá hoá học — enzim phân giải phân tử lớn không tan thành phân tử nhỏ tan được để hấp thụ.
Chỉ tiêu hoá hoá học mới làm đổi bản chất phân tử. Mọi thứ thuộc về cơ học chỉ làm công việc của enzim nhanh hơn.
Ba enzim.
- Amylaza — phân giải tinh bột thành mantozơ; tạo ở tuyến nước bọt và tuỵ;
- Proteaza — phân giải protein thành axit amin; tạo ở dạ dày và tuỵ;
- Lipaza — phân giải chất béo thành axit béo và glixerol; tạo ở tuỵ.
Mỗi enzim hoạt động tốt nhất ở một độ pH riêng. Proteaza trong dạ dày (pepsin) có pH tối ưu khoảng 2, và đó là lý do dạ dày tiết axit clohiđric. Các enzim ở ruột non lại hoạt động tốt nhất trong môi trường kiềm — nên mật còn có nhiệm vụ trung hoà axit từ dạ dày đi xuống.
Mật — không phải enzim. Mật được tạo ở gan, dự trữ ở túi mật, rồi đổ vào ruột non. Nó làm hai việc, và không việc nào là tiêu hoá:
- nhũ hoá chất béo — chia giọt mỡ lớn thành rất nhiều giọt nhỏ, làm tăng mạnh diện tích bề mặt cho lipaza làm việc;
- trung hoà axit từ dạ dày, tạo môi trường kiềm mà enzim ruột cần.
Nhũ hoá là một quá trình cơ học. Mật không phá một liên kết hoá học nào, và gọi nó là enzim là lỗi bị trừ điểm.
Hấp thụ và nhung mao. Thức ăn đã tiêu hoá được hấp thụ ở ruột non, nơi mặt trong gấp nếp và phủ đầy nhung mao. Mỗi nhung mao đều thích nghi:
- có hàng triệu nhung mao, mỗi cái lại mang vi nhung mao → diện tích bề mặt rất lớn;
- thành chỉ dày một lớp tế bào → quãng đường khuếch tán ngắn;
- mạng mao mạch dày đặc → mang phân tử đã hấp thụ đi ngay, giữ chênh lệch nồng độ luôn lớn;
- một mạch bạch huyết ở giữa → hấp thụ axit béo và glixerol.
Nước được hấp thụ chủ yếu ở ruột già, phần còn lại thải ra ngoài thành phân.
Một học sinh viết: “Mật là enzim do gan tiết ra để tiêu hoá chất béo.” Chỉ ra hai lỗi trong câu này và mô tả đúng vai trò của mật.
Lỗi thứ nhất — mật không phải enzim. Enzim là chất xúc tác sinh học, làm tăng tốc một phản ứng hoá học và phá các liên kết trong phân tử. Mật không phá một liên kết nào cả.
Lỗi thứ hai — mật không tiêu hoá chất béo. Enzim phân giải chất béo là lipaza, do tuỵ tiết ra. Nó biến chất béo thành axit béo và glixerol.
Vai trò đúng của mật. Mật được tạo ở gan, dự trữ ở túi mật, rồi đổ vào ruột non. Nó làm hai việc:
Một — nhũ hoá chất béo. Nó chia những giọt mỡ lớn thành rất nhiều giọt nhỏ. Cùng một lượng mỡ nhưng tổng diện tích bề mặt tăng lên rất nhiều lần, nên lipaza tiếp cận được nhiều hơn và phân giải nhanh hơn hẳn.
Đây là một quá trình cơ học, không phải hoá học — bản chất phân tử mỡ hoàn toàn không đổi sau khi nhũ hoá.
Hai — trung hoà axit. Mật có tính kiềm. Nó trung hoà axit clohiđric theo thức ăn từ dạ dày xuống, tạo môi trường kiềm mà các enzim ở ruột non cần để hoạt động tốt nhất.
Cách diễn đạt đúng để không mất điểm: mật tăng diện tích bề mặt cho lipaza làm việc. Nó là thứ hỗ trợ tiêu hoá chất béo, không phải thứ thực hiện tiêu hoá.
Mô tả bốn đặc điểm của nhung mao ruột non giúp hấp thụ hiệu quả, mỗi đặc điểm nêu rõ cấu tạo và tác dụng.
Đặc điểm một — có hàng triệu nhung mao, mỗi cái lại phủ vi nhung mao.
Tác dụng: tạo diện tích bề mặt cực lớn cho việc hấp thụ. Tốc độ khuếch tán tỉ lệ thuận với diện tích, nên đây là yếu tố quan trọng nhất.
Đặc điểm hai — thành nhung mao chỉ dày một lớp tế bào.
Tác dụng: quãng đường khuếch tán ngắn giữa lòng ruột và máu, nên phân tử đi qua nhanh.
Đặc điểm ba — mạng mao mạch dày đặc bên trong.
Tác dụng: máu liên tục mang các phân tử đã hấp thụ đi. Nhờ vậy nồng độ trong máu luôn thấp, và chênh lệch nồng độ giữa ruột và máu luôn được giữ lớn — khuếch tán vì thế tiếp tục nhanh.
Đây là ý mà barem đòi và bài làm hay bỏ sót: mao mạch không chỉ “chở đi”, nó duy trì chênh lệch nồng độ.
Đặc điểm bốn — có một mạch bạch huyết ở giữa.
Tác dụng: hấp thụ axit béo và glixerol, những sản phẩm không đi thẳng vào máu như đường và axit amin.
Nhận xét chung. Ba đặc điểm đầu — diện tích lớn, quãng đường ngắn, chênh lệch nồng độ cao — chính là ba yếu tố quyết định tốc độ khuếch tán. Cùng bộ ba ấy xuất hiện ở phổi, ở mang cá và ở lá cây; nhận ra nó một lần là dùng lại được cho cả môn.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Human Nutrition gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.