Biologia 4: luku 8 Ruuansulatus

Ihminen tarvitsee energiaa tasalämpöisyyden ylläpitoon, aineiden aktiiviseen kuljettamiseen soluihin ja niistä pois, lihassolujen supistumiseen ja  hermoimpulssien etenemiseen. Aivot kuluttavat jopa 20 % koko elimistön energiantarpeesta. Monet vitamiinit ja kivennäisaineet ovat entsyymien ja hormonien rakenneosia. Esim C-vitamiinia tarvitaan kollageenin ja useiden entsyymien muodostumiseen. Lisäksi C-vitamiini parantaa raudan imeytymistä ja on tehokas antioksidantti.

Ruuansulatuselmistöön kuuluvat ruuansulatuskanavan lisäksi haima, maksa, sylkirauhaset ja sappirakko. Ruuansulatuskanava on noin seitsemän metriä pitkä. Entsyymeillä on keskeinen merkitys ruuansulatuksessa, koska ravintoaineet (hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit) eivät sellaisenaan pysty siirtymään ruuansulatuskanavasta elimistön käyttöön. Niimpä entsyymit hajottavat ravintoaineet kemiallisesti pienemmiksi molekyyleiksi, jotka siirtyvät verenkiertoon tai imusuonistoon ruuansulatuskanavan seinämän solujen solukalvojen läpi.

Ruuansulatuksen vaiheet                                     

1. Suussa hampaat hienontavat ruuan, ja siihen sekoittuu sylkirauhasten erittämää sylkeä. Sylki kostuttaa ruuan ja sen sisältämä amylaasientsyymi aloittaa hiilihydraattien hajottamisen. Syljessä on myös bakteereja tuhoavia enstyymejä. Autonominen hermosto säätelee syljeneritystä. Ruokailun aikana parasympaattinen hermosto kiihdyttää syljeneritystä.

2. Nielussa ruoka siirtyy eteenpäin nielemisrefleksin avulla. Nieltäessä kurkunkansi sulkee henkitorven pään, joten ruoka ei normaalisti joudu henkitorveen.

3. Ruoka siirtyy ruokatorvea pitkin mahaan. Ruokatorven seinämän solut tuottavat limaa, joka helpottaa ruuan kulkua eteenpäin.

4. Maha varastoi ja sekoittaa ruuan. Proteiinien kemiallinen hajottaminen alkaa. Mahanportti säätelee ohutsuoleen siirtyvän ruokasulan määrää. Mahan seinämän solut erittävät mahanestettä. Mahan seinämän rauhasten soluista osa tuottaa suolahappoa HCl, osa limaa ja osa pepsinogeenia eli pepsiinientsyymin esisastetta. Suolahappo tekee mahanesteestä hyvin happaman, mikä tuhoaa bakteereja ja on välttämätöntä pepsiinientsyymin toiminnalle. Happamassa mahanesteessä pepsinogeenistä muodostuu aktiivista pepsiinientsyymiä. Koska pepsiini on proteiineja hajottava enstyymi, on tärkeää että se erittyy inaktiivisessa muodossa, jottei se hajota sitä tuottavia soluja!

5. Ruokasula siirtyy mahasta vähitellen pieninä annoksina ohutsuoleen mahanportin eli pyloruksen rengaslihaksen säätelemänä. Ohutsuolessa hiilihydraatit, proteiinit ja rasvat hajoavat sellaiseen muotoon, että ne pystyvät imeytymään elimistön käytettäviksi. Ohutsuolen alkuosaan eli pohjukaissuoleen avautuu tiehyet haimasta ja sappirakosta. Haima erittää entsyymejä, jotka hajottavat hiilihydraatteja, proteiineja, nukleiinihappoja ja lipidejä. Lisäksi haima tuottaa bikarbonaatteja, jotka neutraloivat ohutsuoleen tulevan ruokasulan. Näin ohutsuolen seinämä ei vaurioidu suolahapon vaikutuksesta.

6. Maksa tuottaa sappinestettä, joka varastoituu sappirakkoon. Sieltä sappineste siirtyy tiehyttä pitkin ohutsuoleen, jossa se osallistuu rasvojen hajottamiseen. Sappineste sisältää vettä, bikarbonaattia, kolesterolia, sappisuoloja ja hemoglobiinin hajoamistuotteena syntynyttä tummaa väriainetta eli bilirubiinia. Sappisuolat muuttavat lipidipisarat pienemmiksi, jolloin haima lipaasientsyymi pääsee vaikuttamaan niihin.

7. Haima tuottaa ohutsuoleen useita ruuansulatusentsyymejä. Lisäksi ohutsuolen rauhaset tuottavat suolinestettä, joka sisältää vettä, entsyymejä, ioneja ja limaa. Ohutsuolen limakalvo tuottaa esim laktaasientsyymiä, joka hajottaa maidon sisältämää maitosokeria eli laktoosia. Jos laktaasientsyymiä ei erity tarpeeksi tai ei lainkaan, ihmisellä on laktoosi-intoleranssi. Laktoosi-intoleranssin oireita ovat paksusuolen bakteerien aiheuttama kaasunmuodostus ja ripuli maitoa sisältävän aterian jälkeen, koska bakteereilla riittää hajotettavaa. Glukoosi ja muut monosakkaridit siirtyvät ohutsuolen nukkalisäkkeiden hiussuoniin. Niihin siirtyvät myös nukleiinihapot ja aminohapot. Rasvojen pilkkoutumistuotteina syntyvät rasvahapot siirtyvät imusuoneen.

8. Paksusuoli varastoi hajoamattoman aineksen. Vettä imeytyy verenkiertoon. Paksusuolessa elävät bakteerit pystyvät hyödyntämään sulamatonta ainesta ja tuottavat K-vitamiinia ja B12-vitamiinia. Umpisuoli on paksusuolen alkuosa. Sen pohjassa on umpilisäke. Paksusuolen seinämässä ei ole nukkalisäkkeitä. Kun ruokasula saapuu paksusuoleen, ravintoaineet ovat jo imeytyneet. Paksusuolen tehtävä on veden ja joidenkin ionien talteenotto sekä sulamattoman aineksen varastointi, kunnes se ulostetaan.

9. Peräsuoli. Peräaukossa on kaksi sulkijalihasta, joista sisempi on sileää lihaskudosta ja ulompi poikkijuovaista. Ulompaa sulkijalihasta ihminen voi säädellä tahdonalaisesti.

Hermosto ja hormonit säätelevät ruuansulatusta

Hermosto ja hormonit säätelevät sekä ruuansulatuskanavan toimintaa että nälän ja kylläisyyden tunnetta. Ruuansulatustapahtumaan vaikuttavat sekä sympaattinen että parasympaattinen hermosto. Parasympaattinen hermosto kiihdyttää ruuansulatusta ja sympaattinen hermosto hidastaa sitä. Ruuansulatuskanavan seinämissä on aistisoluja, jotka reagoivat ravintoaineiden ja niiden pilkkoutumistuotteiden määriin, pH:n muutoksiin sekä ruuansulatuskanavan seinämien venytykseen. Aistisolujen ärtyminen kiihdyttää sekä ruuansulatuskanavan seinämien sileiden lihasten että kudoshormonia tuottavien rauhassolujen toimintaa.

Nälän ja kylläisyyden tunteen säätely tapahtuu hypotalamuksessa. Kilpirauhasen erittämä tyroksiini säätelee kudosten ja solujen aineenvaihdunnan tasoa ja lisää erityisesti hiilihydraattien käyttöä energian lähteenä. Hypotalamuksen kylläisyyskeskuksen aistisolut reagoivat veren glukoosipitoisuuteen. Kun veren glukoosipitoisuus pienenee, alamme tuntea nälkää.

Ravintoaineet käytetään tai varastoidaan

Hermosolut kykenevät käyttämään ainoana energialähteenään glukoosia, joten aivojen toiminnalle veren glukoositasapainon säilyminen on erityisen tärkeää. Ruuansulatuskanavan hiussuonet yhtyvät maksan porttilaskimoon, jonka kautta kaikki aminohapot ja monosakkaridit siirtyvät aterian jälkeen ensimmäisenä maksaan. Maksa säätelee verenkiertoon siirtyvän glukoosin määrää varastoimalla ylimääräistä glukoosia glykogeeniksi. Rasvat kulkevat imusuonten imunesteessä solislaskimoon, josta ne siirtyvät verenkiertoon. Imeytyneiden energiapitoisten yhdisteiden ylimäärä varastoituu joko glykogeenina tai rasvana.

Energia-aineenvaihdunnan kannalta tärkeimpiä hormoneja ovat insuliini ja glukagoni. Insuliinia erittyy haiman umpieritteisistä soluista. Kun veren glukoosipitoisuus nousee, insuliinin eritys voimistuu. Insuliinin tärkein tehtävä on tehostaa ravintoaineiden siirtymistä maksan, lihasten ja rasvakudoksen soluihin sen jälkeen, kun ne ovat imeytyneet ruuansulatuksesta verenkiertoon.

Glukagonikin erittyy haimasta. Se edistää maksan solujen glykogeenivarastojen pilkkoutumista glukoosiksi ja glukoosin siirtymistä vereen.

Diabeteksessa veren sokeripitoisuuden säätely häiriintyy

Diabeteksessa veren glukoosipitoisuus kasvaa liian suureksi. Tyypin 1 diabeteksessa haiman insuliinin eritys on joko loppunut tai voimakkaasti vähentynyt, kun taas tyypin 2 diabeteksessa insuliinia erittyy normaalisti, mutta kohdesolujen insuliiniherkkyys on vähentynyt. Diabeteksen tärkeänä hoitomuotona ovat ravinto- ja liikuntatottumusten muuttaminen.

Keliakia                                               .

Keliakia on tauti, jossa viljatuotteiden sisältämä gluteeni aiheuttaa geneettisesti alttiissa henkilössä ohutsuolen tulehduksen. Tämä johtaa suolen nukkalisäkkeiden tuhoutumiseen. Vaurio paranee gluteenittomalla ruokavaliolla, mutta ilmaantuu uudelleen, jos siirrytään takaisin normaaliin ruokavalioon. Gluteenittomassa ruokavaliossa vältetään vehnää, ruista, ohraa ja niitä sisältäviä tuotteita.

Tyypillisiä keliakian oireita ovat ripuli, löysät ulosteet, painon lasku ja lapsilla kasvun hidastuminen. Keliakiaan liittyy usein myös rakkulainen ihottuma, ruuan imeytymishäiriöstä johtuva raudanpuuteanemia ja foolihapon puute. Kalsiumin imeytymishäiriön seurauksena voi ilmaantua osteoporoosi.