ระบบย่อยอาหาร

ระบบทางเดินอาหาร หรือ ระบบย่อยอาหาร (: Alimentary System) เป็นระบบพื้นฐานของร่างกายมนุษย์ในการแปรรูปพลังงานจากอาหาร (พลังงานทางเคมี) เพื่อให้ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้ ทั้งนี้จำเป็นต้องมีการย่อยโมเลกุลให้มีขนาดที่เหมาะสมแก่การดูดซึมของร่างกาย

โดยทั่วไประบบทางเดินอาหารของมนุษย์สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ส่วนที่เป็นทางผ่านของทางเดินอาหาร อาทิ หลอดอาหาร, กระเพาะอาหาร เป็นต้น และส่วนที่สนับสนุนการทำงานในระบบทางเดินอาหาร อาทิ ตับอ่อน, ถุงน้ำดี เป็นต้น หน้าที่หลักของระบบทางเดินอาหารโดยทั่วไปคือการนำเข้าอาหารและย่อยอาหารเพื่อให้อยู่ในรูปของโมเลกุลขนาดที่เหมาะสมที่ร่างกายจะสามารถนำไปใช้ได้ ตลอดจนการกำจัดของเสียหรือสิ่งที่ไม่สามารถย่อยได้ออกจากร่างกาย

ลักษณะทางกายวิภาคศาสตร์

ระบบทางเดินอาหารของมนุษย์มีลักษณะทางกายวิภาคศาสตร์เป็นท่อทางเดินอาหารขนาดยาวตลอดระบบ มีการขยายทางเดินอาหารออกเป็นช่วงๆ เป็นอวัยวะต่างๆ อาทิ กระเพาะอาหาร, ลำไส้เล็ก เป็นต้น ในชายจะมีความยาวของระบบทางเดินอาหารกว่า 5 เมตร และเมื่อวัดโดยปราศจากโทนของกล้ามเนื้อจะมีความยาวถึง 9 เมตร มีการแบ่งทางเดินอาหารออกเป็น 3 ส่วนคือ ทางเดินอาหารส่วนต้น, ส่วนกลาง และส่วนปลาย ทั้งนี้ยังมีอวัยวะสนับสนุนการทำงานของระบบทางเดินอาหารอีก อาทิ ฟัน, ลิ้น, ต่อมน้ำลาย, ตับ เป็นต้น

มิญชวิทยา

รูปแสดงชั้นของผนังทางเดินอาหาร

ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์มีลักษณะเป็นท่อที่บุด้วยผนังเซลล์หลายชนิด อวัยวะทั้งหมดตลอดทางเดินอาหารประกอบด้วยชั้นผนังสำคัญ 4 ชั้นดังต่อไปนี้

มูโคซา (Mucosa) เป็นชั้นในสุดของท่อทางเดินอาหารที่สัมผัสกับอาหารโดยตรง มีลักษณะแตกต่างกันออกไปเล็กน้อยในทางเดินอาหารแต่ละส่วน โดยเฉพาะในเนื้อเยื่อบุผิว(Epithelium) ซึ่งส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นชนิด Simple Columnar ยกเว้นในบริเวณที่มีการเสียดสีระหว่างสิ่งแวดล้อมสูงจะเป็นชนิด Stratified Squamous อาทิในบริเวณหลอดอาหารส่วนต้น เนื้อเยื่อบุผิวบางส่วนทำหน้าที่หลั่งสาร, ดูดซึม และหลั่งฮอร์โมนนอกจากนี้มูโคซายังรวมถึงชั้น "ลามินาโพรเพีย" (Lamina Propia) อันประกอบด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันร่างแห (Loose Connective Tissue) และชั้นกล้ามเนื้อเรียบเล็กน้อยเรียกว่า Muscularis Mucosae

สับมูโคซา (Submucosa) เป็นชั้นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันร่างแหที่ค่อนข้างหนาอยู่ถัดจากชั้นมูโคซาออกมา ประกอบด้วยหลอดเลือด, หลอดน้ำเหลือง และข่ายประสาท ในบางบริเวณมีต่อมหลั่งสารเมือกอีกด้วย ในชั้นนี้ยังเป็นที่อยู่ของ Submucisal Plexus (Meissner's plexus) ที่ควบคุมการทำงานของชั้นมูโคซา

มัสคูลาริสเอ็กเทอร์นา (Muscularis Externa) เป็นชั้นที่มีบทบาทในการเคลื่อนไหวของกระเพาะอาหารอย่างยิ่ง ประกอบด้วยชั้นกล้ามเนื้อเรียบ 2 ชั้นเรียงตัวอยู่คือชั้นในที่จะเรียงตัวพันรอบท่อเป็นวง (inner layer encircle) และชั้นนอกที่เรียงตอนตามยาวขนานกับท่อ (outer layer run logitudinally) ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบบีบรัดและผลักดันอาหารสู่ส่วนถัดไป ระหว่างกล้ามเนื้อทั้งสองชั้นนี้มีข่ายประสาทมายเอ็นเทอริก (Myenteric plexus) อยู่

ซีโรซา (Serosa) เป็นชั้นนอกสุดของท่อทางเดินอาหารประกอบด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เกาะกันอย่างหลวมๆหุ้มด้วยชั้นเมโซทิเลียม (Mesothelium) แบบชั้นเดียว (simple squamous) ชั้นซีโรซาเริ่มต้นในช่วงหลอดอาหารส่วนล่างประมาณ 3 - 4 เซนติเมตรสุดท้าย และในชั้นนี้ของปาก, คอหอย และบริเวณส่วนใหญ่ของหลอดอาหารจะหุ้มด้วยชั้นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันเส้นใย (fibrousconncetive tissue) เรียกว่า "แอดเวนทีเทีย" (adventitia)การควบคุมการทำงาน

ระบบทางเดินอาหารมีการควบคุมการทำงานในสองระบบที่เกี่ยวข้องคือระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อ รวมทั้งการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อเรียบในกระเพาะอาหารระบบประสาทระบบทางเดินอาหารมีระบบประสาทในส่วนของหลอดอาหาร, กระเพาะอาหารและลำไส้ โดยสานเป็นข่ายประสาทเป็นระบบประสาทในทางเดินอาหาร (enteric nervous system) ซึ่งควบคุมการบีบตัวของกล้ามเนื้อ, การหลั่งสารและการไหลเวียนของเลือดบริเวณทางเดินอาหาร การทำงานของระบบประสาทในทางเดินอาหารเกิดจากการทำงานร่วมกันของข่ายประสาท 2 ข่ายในระบบประสาทพาราซิมพาเธติก

คือ Sumucosal Plexus หรือ Meissner Pleux ในชั้นสับมูโคซา และ Myenterix Plexus ที่อยู่ระหว่างชั้นกล้ามเนื้อในมัสคูลาริสเอ็กเทอร์นา นักเรียนโกเดล

การทำงานของ Sumucosal Plexus เป็นไปเพื่อการรับรู้สภาพแวดล้อมในทางเดินอาหารและควบคุมการไหลเวียนของเลือดรวมทั้งการทำงานของเนื้อเยื่อบุผิว พบได้ทั่วไปตลอดทางเดินอาหารยกเว้นในบริเวณหลอดอาหาร ส่วนการทำงานของ Myenterix Plex เป็นการควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อเรียบในทางเดินอาหาร

ลักษณะการตอบสนองของระบบทางเดินอาหารต่อระบบประสาทเป็นไปในทิศทางตรงกันข้ามกับระบบส่วนใหญ่ของร่างกาย กล่าวคือ การทำงานของระบบทางเดินอาหารจะถูกกระตุ้นด้วยระบบประสาทพาราซิมพาเธติก โดยเซลล์ประสาทของทางเดินอาหารจะหลั่ง Acetylcholine เพื่อให้เซลล์ในทางเดินอาหารหลั่งสารหรือฮอร์โมน ซึ่งตรงกันข้ามกลับสื่อประสาท Noreepinephrine จากระบบประสาทซิมพาเธติกที่ลดการทำงานของระบบทางเดินอาหาร

การเชื่อมโยงของข้อมูลภายในเกิดขึ้นจากรีเฟล็กซ์เช่น gastrocolic reflex เกิดขึ้นเมื่อมีการยืดของกระเพาะอาหารจากการตกลงไปของอาหารก่อให้เกิดการบีบตัวของทางเดินอาหาร เป็นต้น

ระบบต่อมไร้ท่อ

ระบบทางเดินอาหารถูกควบคุมโดยฮอร์โมนที่ผลิตจากต่อมไร้ท่อหลายต่อม แต่ฮอร์โมนที่สำคัญในการควบคุมการทำงานคือกลุ่มฮอร์โมนที่ผลิตได้จากต่อมในระบบทางเดินอาหารเอง ซึ่งโดยส่วนมากมีวิธีการหลั่งแบบ Paracrine มีฮอร์โมนที่สำคัญได้แก่

แกสตริน (Gastrin) หลั่งโดยกระเพาะอาหารและมีบทบาทสำคัญในการหลั่งกรดในกระเพาะอาหาร

โคเลซิสโตไคนิน (Cholecystokenin) หลั่งจากลำไส้เล็กมีบทบาทในการเร่งการหลั่งเอนไซม์จากตับอ่อนและถุงน้ำดี

ซีครีติน (Secretin) หลั่งจากเนื้อเยื่อบุผิวของลำไส้เล็กมีบทบาทในการเร่งการหลั่งสารประกอบที่มีไบต์คาร์บอเนตสูงจากตับอ่อน

การเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ

เนื่องจากระบบทางเดินอาหารของมนุษย์จำเป็นต้องมีการผลักดันอาหารสู่ช่วงถัดของระบบเรื่อยๆ ดังนั้นความสามารถในการยืดหดของกล้ามเนื้อเรียบนับเป็นอีกปัจจัยที่สำคัญในการทำงานของระบบทางเดินอาหาร ซึ่งพบการเคลื่อนไหวในทางเดินอาหารในสองลักษณะ ลักษณะหนึ่งของ Propulsion คือการผลักดันอาหารไปตามท่อให้เหมาะสำหรับการย่อย และดูดซึมพบในหลอดอาหารและลำไส้เล็ก หรือเรียกว่า Peritalsis อีกลักษณะหนึ่งคือการเคลื่อนไหวแบบ Mixing มีการหดตัวเป็นปล้องๆ (Segmentation) พบในลำไส้เล็ก เพื่อแบ่งอาหารออกเป็นส่วนๆจาก Circular muscle และการช่วยหดตัวของ longitudinal muscle ทำให้เกิดการคลุกเคล้าของอาหาร และน้ำย่อยตลอดจนเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมของอาหาร

ทางเดินอาหารส่วนใหญ่ประกอบด้วยกล้ามเนื้อเรียบทั้งสิ้น เว้นแต่ในส่วนหลอดอาหารส่วนบนที่เป็นกล้ามเนื้อลาย การเรียงตัวของกล้ามเนื้อเรียบจะมีไฟเบอร์เป็นตัวประสานงานกลุ่มสาร

ระหว่างเซลล์ที่เชื่อมต่อกันด้วย gap junction ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าสู่เซลล์ข้างเคียงอย่างรวดเร็วและทำให้เกิดการทำงานประสานกันได้อย่างดี

อวัยวะที่เกี่ยวข้อง

กระเพาะอาหาร (Stomach)
ลำไส้เล็ก (Small Intestine)
ลำไส้ใหญ่ (Large Intestine) : ซีกัม (Cecum), โคลอน (Colon), เร็กตัม (Rectum) หรือ ไส้ตรง, ทวารหนัก (Anus)

1. ปาก เป็นอวัยวะแรกของระบบย่อยอาหาร ภายในประกอบด้วยฟันทำหน้าที่บดเคี้ยวอาหารให้ละเอียด ลิ้นทำหน้าที่ส่งอาหารให้ฟันบดเคี้ยว และคลุกเคล้าอาหารให้อ่อนตัว ต่อมน้ำลายมีหน้าที่ผลิตเอนไซม์ในน้ำลายคืออะไมเลส (98% ของน้ำลายคือน้ำ)

2. หลอดอาหาร ทำหน้าที่หดตัว บีบอาหารลงสู่กระเพาะอาหาร เพราะหลอดอาหารมีผนังมีกล้ามเนื้อที่ยึดและหดตัวได้ บริเวณคอหอยมีช่องเปิดเข้าสู่หลอดลมและหลอดอาหาร โดยส่วนบนของหลอดลมจะมีแผ่นกระดูกอ่อนปิดกั้นกันอาหารไม่ให้เข้าสู่หลอดลม ไม่มีต่อมสร้างน้ำย่อยแต่มีต่อมขับน้ำเมือกช่วยให้อาหารใหลผ่านได้สะดวก

3. กระเพาะอาหาร ผลิตกรดไฮโดรคลอริกและน้ำย่อยอาหารประเภทโปรตีนมีลักษณะเป็นถุง รูปร่างคล้ายตัว J ปกติกระเพาะอาหารที่ไม่มีอาหารจะมีขนาดประมาณ 45 มิลลิลิตร และสามารถขยายตัวเพื่อบรรจุอาหารได้ 1-1.5 ลิตร  กระเพาะอาหารสามารถย่อยได้โดยการบีบตัวทำให้อาหารแตกเป็นชิ้นเล็กๆ คลุกเคล้ากับน้ำย่อยในกระเพาะ ซึ่งน้ำย่อยประกอบด้วยกรดที่ใช้ย่อยโปรตีนชื่อว่าเปปซินและเรนนิน

4. ลำไส้เล็ก ผลิตน้ำย่อยอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน และดูดซึมสารอาหารเข้าสู่เซลล์มีรูปร่างเป็นท่อ ในลำไส้เล็กมีน้ำย่อยหลายชนิดใช้ย่อยอาหารได้ทุกประเภท ตั้งแต่คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน ถ้าน้ำย่อยในลำไส้เล็กไม่พอจะมีน้ำย่อยจากตับและตับอ่อนเข้ามาช่วย โดยตับจะสร้างน้ำดีสำหรับย่อยไขมันให้มีขนาดเล็กลง นอกจากนี้ ลำไส้เล็กยังมีหน้าที่ดูดซึมสารอาหารเกือบทุกชนิดอีกด้วย

5. ลำไส้ใหญ่ ดูดซึมน้ำ แร่ธาตุ วิตามินบางชนิดและกลูโคสเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นน้ำในลำไส้ใหญ่จะไม่มีการย่อยอาหาร ส่วนต้นของลำใส้ใหญ่มีไส้ติ่งซึ่งไม่ได้ช่วยย่อยอาหารแต่อย่างใด ส่วนปลายของลำไส้ใหญ่เป็นไส้ตรง เชื่อมต่อไปยังทวารหนัก

6. ทวารหนัก ขับถ่ายกากอาหาร

อวัยวะช่วยย่อยอาหาร

การย่อยอาหารในคนนอกจากมีอวัยวะที่เป็นทางเดินอาหารแล้ว ยังมีอวัยวะที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการช่วยย่อยอาหารโดยเฉพาะในการย่อยอาหารในลำไส้เล็ก เนื่องจากอวัยวะต่างๆที่ได้กล่าวมานั้นไม่สามารถที่จะย่อยสารอาหารบางชนิดได้ทำให้ต้องมีอวัยวะช่วยย่อยอาหาร ในการย่อยสารอาหารบางชนิดได้แก่ตับและตับอ่อน

1. ตับ เป็นอวัยวะซึ่งมีต่อมที่ใหญ่ที่สุดของร่างกาย อยู่ช่องท้องใต้กระบังลม ทำหน้าที่สร้างน้ำดี แล้วนำไปเก็บสะสมไว้ในถุงน้ำดี น้ำดี ประกอบด้วยเกลือน้ำดี และรงควัตถุน้ำดี ท่อนำน้ำดีช่วงแรกเรียกว่า common bile duct ช่วงสุดท้ายก่อนที่จะเปิดเข้า ลำไส้เล็ก โดยไปรวมกับท่อจากตับอ่อนเรียกว่า hepato pancreatic duct ตับมีหน้าที่โดยสรุปดังนี้

1. สร้างน้ำดีในการช่วยให้ไขมันแตกตัว ทำให้น้ำย่อยไขมันสามารถย่อยไขมันได้ดีในลำไส้เล็ก

2. ทำลายเม็ดเลือดแดงที่หมดอายุ

3. สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงในระยะเอ็มบริโอ

4. ช่วยในการแข็งตัวของเลือด

5. สลายกรดอะมิโนให้เป็นยูเรีย

6. ศูนย์กลางเมแทบอลิซึมอาหารที่ให้พลังงานได้

7. สะสมไกลโคเจนซึ่งเป็นน้ำตาลจากเลือดสะสมไว้ในตับ

8. ทำลายจุลินทรีย์โดยมี kupffer’ s cell ทำหน้าที่ทำลายจุลินทรีย์

9. คุมระดับน้ำตาลในเลือดไม่ให้เกิน 0.1 %