Ruột non là nơi quan trọng nhất thực hiện sự tiêu hóa và hẩp thu thức ăn, với sự hỗ trợ của tuyến tụy và mật.
1. Giải phẫu tổ chức
1.1. Ruột non
Ruột non được chia thành ba đoạn: tá tràng,– hỗng tràng và hồi tràng. Chiều dài ruột non khoảng 5 mét, nhưng diện tích hấp thu lên đến 250 mét vuông nhờ các nếp gấp của niêm mạc, các nhung mao và vi nhung mao của tế bào ruột.
Hệ tuần hoàn của ruột non cũng được tổ chức lý tưởng, để thu thập các chất dinh dưỡng sau khi chúng đã được hấp thu qua bờ bàn chải. Tiểu động mạch phân thành rất nhiều mao mạch, mao mạch sau đó tập hợp lại thành tiểu tĩnh mạch. Các tiểu tĩnh mạch mang các chất dinh dưỡng về tĩnh mạch cửa, còn các mạch bạch huyết mang các phân tử lipit về ống ngực, để tờ đó đi vào tuần hoàn chung.
1.2. Các cơ quan phụ
Các cơ quan phụ liên quan đến hoạt động tiêu hóa của ruột non là tuyến tụy, gan và túi mật.
2. Hoạt động cơ học
Hoạt động cơ học của ruột non có vai trò nhào trộn dưỡng trap với dịch tiêu hóa và mật và đẩy dưỡng trấp xuống ruột già.
2.1. Các loại cử động ruột non
2.1.1. Nhào trộn
Khi dưỡng trâp làm căng một đoạn ruột non, sẽ gây ra những co thắt tại chỗ, mỗi chỗ co thắt dài khoảng lcm nên chia ruột thành những đoạn cách quãng nhau. Các cử động này giúp dưỡng trấp được nhào trộn kỹ với dịch tiêu hóa và tăng tiếp xúc với diện tích hấp thu của ruột non. Chúng xuất hiện khoảng 12 lần/phứt ở tá tràng và 8 lần/ phút ở hồi tràng. Tần số cao hơn ở tá tràng giúp đẩy dưỡng trấp về phía hồi tràng.
2.1.2. Nhu động
Nhu động ruột non thường rất yếu, chỉ đẩy được dưỡng trấp với vận tốc 1cm/phút nên phải mất 3-5 giờ dưỡng trấp mới đi qua hết được ruột non.
2.1.3. Cử động lúc đói
Các sóng co thắt lưu động xuất hiện ở dạ dày lúc đói, lan truyền từ dạ dày xuống ruột non, khoảng 60 – 90 phút một lần. Chúng có vai trò đẩy các dịch tiêu hóa dư thừa và các thức ăn còn sót lại vào ruột già, và đồng thời cũng ngăn chặn sự trào ngược của vi khuẩn từ ruột già về ruột non.
2.2. Vai trò của van hồi manh tràng
Van hồi manh tràng ngăn sự trào ngược của phân vào ruột non. Cơ thắt hồi manh tràng bình thường ở trạng thái hơi co, làm chậm sự thoát dưỡng trấp ra khỏi hồi tràng. Chỉ ngay sau khi ăn, phản xạ dạ dày – hồi tràng mới làm tăng nhu động hồi tràng, nên dưỡng trấp đi qua nhanh hơn. Gastrin cũng làm tăng nhu động hồi tràng và làm giãn cơ vòng hồi manh tràng. Phản xạ căng thành manh tràng có tác dụng ngược lại là làm co cơ thắt hồi manh tràng và ức chế nhu động hồi tràng.
2.3. Điều hòa cử động ruột non
Nhu động ruột non tăng lên sau bữa ăn do phản xạ dạ dày ruột và do các hormon gastrin, choỉecystokinin, motilin và insulin. Trái lại secretin và glucagon làm giảm nhu động ruột.
2.4. Liên hê lâm sàng
Khi ruột non bị tổn thương, cơ trơn ruột bị ức chế trực tiếp, dẫn đến giảm cử động ruột; đồng thời màng bụng bị kích thích cũng gây phản xạ ức chế cử động ruột do tăng xung động noradrenergic trong các dây thần kinh tạng. Cả hai loại ức chế này dẫn đến liệt ruột sau phẫu thuật bụng; nhu động ruột non sẽ trở lại sau 6-8 giờ, tiếp theo là nhu động dạ dày, còn nhu động ruột già phải mất 2-3 ngày.
Tắc ruột do nguyên nhân cơ học tại một nơi nào đó, sẽ gây đau bụng dữ dội từng cơn. Đoạn ruột phía trên chỗ bị tắc phình lên, do chứa dịch và hơi. Áp suất trong đoạn ruột này tăng cao, ép các mạch máu trong thành ruột, gây thiếu máu cơ. Các dây thần kinh tạng bị kích thích, gây tăng tiết mồ hôi, hạ huyết áp và ói nhiều, hậu quả là kiềm chuyển hóa và mất nước. Nếu không câp cứu kịp thời có thể dẫn đến tử vong.
3. Hoạt động bài tiết
3..1 Sự bài tiết dịch tụy
Tuyến tụy có ba loại tế bào: tế bào nội tiết, tế bào ngoại tiết và tế bào ống bài xuất. Tế bào ngoại tiết bài tiết các enzym tiêu hóa là các proteaz, lipaz, amylaz và nucleaz. Tế bào ống bài xuấtt bài tiết dung dịch bicacbonat, vào khoảng 1200 – 1500mL.
3.1.1. Thành phần dịch tụy
3.1.1.1. Các enzym
Amylaz thủy phân tinh bột, glycogen và các cacbohydrat khác (trừ celluloz) thành maltoz và các polime (polymer) của glucoz.
Các enzym thủy phân protein quan trọng nhất là trypsin, chymotrypsin và carboxy-polypeptidaz. Trypsin và chymo-trypsin cắt protein thành các polypeptit. Carboxy-polypeptjdaz cắt polypeptit ở đầu C-tận, nên phóng thích axít amin. Các proteaz này được sản xuất trong tế bào nang tụy, dưới dạng không hoạt động là các tiền enzym trypsi-nogen, chymotrypsinogen và procarboxy-polypeptidaz. Chúng chỉ được hoạt hóa thành enxym hoạt động sau khi đã được bài tiết vào lòng ruột. Trypsinogen được hoạt hóa bởi enterokinaz do niêm mạc ruột non bài tiết khi tiếp xúc với dưỡng trap và còn có thể tự hoạt hóa. Chymotrypsinogen và procarboxypoly-peptidaz là do trypsin hoạt hóa. Trong khi bài tiết các enzym tiêu hóa protein thì tế bào tụy cũng bài tiết chất ức chế trypsin (antitrypsin). Chất này được dự trữ trong bào tương bao chung quanh các hạt bài tiết, nên ngăn ngừa sự hoạt hóa của trypsin bên trong tế bào bài tiết và ống bài xuất.
Enzym tiêu hóa mỡ là lipaz tụy, thủy phân triglycerit thành axít béo và monoglycerit; cholesterol esteraz cắt axít béo ra khỏi cholesterol este; phospholipaz cắt các axít béo ra khỏi phospholipit.
3.1.1.2. lon bicacbonat
Nồng độ bicacbonat trong dịch tụy cao hơn nhiều so với trong huyết tương (100mEq/ L so với 24mEq/L). Sự bài tiết bicacbonat
diễn ra theo cơ chế sau.
- HC03‘ và H+ được tạo ra do sự phân ly H2C03.
- HC03‘ được chuyên chở chủ động vào lòng ống bài xuất.
- H+ được trao đổi vơi Na+ ở mặt tế bào tiếp xúc với mạch máu.
- Na+ đi vào tế bào, khuếch tán vào lòng ống.
- Sự di chuyển của HC03” và Na+vào lòng ống tạo ra một bậc thang thẩm thâu, kéo theo sự di chuyển của nước vào lòng ống, tạo ra dung dịch bicacbonat. Khi dung dịch này chảy qua ống bài xuất, Cl’ được hoán đổi với HC03\ Sự hoán đổi này nhiều hay ít tùy thuộc vào vận tốc dịch tụy chảy quạ ống bài xuất. Nếu dịch chảy nhanh sẽ không có thì giờ cho sự hoán đổi và nồng độ HC03‘ trong dịch tụy sẽ cao hơn.
3.1.2. Điều hòa sự bài tiết tụy
Các chất ảnh hưởng lên sự bài tiết dịch tụy là acetylcholin, gastrin, cholecystokinin và secre. Giống như dịch vị, dịch tụy được bài tiết theo ba giai đoạn: tâm linh, dạ dày và ruột.
3.1.2.1. Điều hòa bài tiết dịch tụy trong giai đoạn tâm linh và dạ dà
Các phản xạ thần kinh gây bãi tiết dịch vị cũng kích thích dây X phân phôi cho tụy. Dịch tụy được bài tiết do kích thích thần kinh phó giao cảm chứa nhiều enzym.Gastrin do môn vị bài tiết làm tăng thêm sự bài tiết enzym này.
3.1.2.2. Điều hòa bài tiết dịch tụy trong giai đoạn ruột
Secretin do niêm mạc tá tràng và phần trên hỗng tràng bài tiết dưới dạng tiền enzym là prosecretin. Axít kích thích sự bài tiết và sự hoạt hóa prosecretin thành secretin. Se-cretin làm tụy bài tiết một lượng lớn dung dịch bicacbonat, giúp trung hòa axít và tạo pH thích hợp cho hoạt động của các enzym tụy.
Cholecystokinin làm tăng thêm sự bài tiết enzym của tụy đã được dây X và gas-trin khởi sự.
3.2. Sự bài tiết mật.
Mật được tạo ra bởi các tế bào gan, rồi sau đó được đưa xuống tá tràng bởi hệ thống dẫn mật, hoặc được dự trữ trong túi mật. Khi đi qua các ống dẫn, mật có thêm sự bài tiết của Na+ và HC03‘ vào dịch mật. Khoảng 1000 mL mật được bài tiết mỗi ngày.
3.2.1. Thành phần của mật.
Mật bao gồm muối mật, bilirubin, cho-lesterol, lecithin, ion và nước. Muối mật rất cần cho sự tiêu hóa và hấp thu mỡ, nhờ tác dụng nhũ tương hóa mỡ và thành lập các hạt mixẹn (micelle).
3.2.2. Điều hòa sự bài tiết mật.
Khi muối mật đến đoạn cuối cùng của hồi tràng, 90 – 95% được tái hấp thu chủ động vào hệ tĩnh mạch cửa. Gan lấy chúng ra khỏi máu và bài tiết chúng trở lại vào mật. Do đó lượng muối mật được bài tiết tùy thuộc vào lượng muối mật được hấp thu.
Secretin kích thích sự bài tiết nước và thành phần ion của mật. Dây X và chủ yếu là cholecystokinin làm tăng sự co thắt của túi mật, để phóng thích mật vào tá tràng. CCK còn làm giãn cơ thắt Oddi.
3.3. Sự bài tiết dịch ruột non
3.3.1. Sự bài tiết chất nhầy của ruột non
Giữa môn vị và bóng Vater tá tràng có các tuyến Brunner bài tiết chất nhầy. Các tuyến này bài tiết khi niêm mạc tá tràng bị kích thích bởi dây X hay secretin. Hệ giao cảm ức chế sự bài tiết của các tuyến này, nên có lẽ đây là yếu tố khiến cho vùng này dễ bị loét.
3.3.2. Sự bài tiết dịch của ruột non
Các tuyến Lieberkuhn hiện diện trên khắp niêm mạc ruột non, bài tiết một chất dịch giống dịch ngoại bào, mỗi ngày khoảng 1800 mL. Dịch này được hấp thu nhanh chóng bởi các nhung mao, giúp hòa tan các chất trong dưỡng trap sẽ được hấp thu bởi nhung mao,
Khi bị nhiễm vi khuẩn (thí dụ vi khuẩn tả), lựợng dịch này được bài tiết rất,nhiều, gây tiêu chảy mất nước nặng. Cơ chế là do độc tố vi khuẩn tả kích thích sự thành lập AMP vòng trong tế bào biểu mô tuyến, dẫn đến việc mở các kênh clo (chloride chan-nel) khiến clo thoất ra ngoài vào lòng tuyến. Natri được bơm ra theo. Kết quả là nước sẽ được bài tiết ra nhiều theo bậc thang thẩm thấu do NaCl tạo ra.
3.3.3. Sự bài tiết enzym
Enzym tiêu hóa của ruột non không được bài tiết vào lòng ruột, mà nằm trên màng các tế bào biểu mô của nhung mao. Đó là peptidaz (peptidase) thdy phân pèptit, dextrinaz (dextrinase) thủy phân dextrin và disacaridaz (disaccharidase) thủy phân disacarit (dissacharide) gồm maltase, su- crase và lactase.
3.3.4. Điều hòa sự bài tiết dịch ruột non
Quan trọng nhất là các phản xạ thần kinh tại chỗ, khi niêm mạc bị kích thích trực tiếp bởi dưỡng trap. Secretin và cholecysto- kinìn cùng làm tăng sự bài tiết dịch ruột non.
4. Hoạt động tiêu hóa và hấp thụ
4.1. Hấp thu cacbohydrat.
Ba loại cacbohydrat chính trong thức ăn hàng ngày là sucroz, lactoz và tinh bột. Ngoài ra còn có celluloz.
4.1.1. Tiêu hóa cacbohydrat
Tinh bột được amylaz nưđc bọt và amylaz tụy thủy phân thành maltoz và polime (polymer) của glucoz. Sau đó các enzym lactaz, sucraz, maltaz và al-pha dextrinaz trên bờ bàn chải của tế bào biểu mô ruột thủy phân các disacarit (lactoz, sucroz, maltoz) và các polime của glucoz thành monosacarit bao gồm galactoz, fructoz và glucoz.
4.1.2. Hấp thu cacbohydrat.
Glucoz và galactoz được hấp thu chủ yếu qua màng tế bào biểu mô ruột bằng hệ thống đồng vận chuyển vđi Na+ (H.28.5). Năng lượng cần thiết cho sự chuyên chở này là sự khác biệt về nồng độ Na+ giữa hai bên màng (thế năng của Na+).
Fructoz được hấp thu bằng cơ chế khuếch tán được hỗ trợ, nghĩa là không cần nặng lượng, mà chỉ cần một chất chuyên chơ chuyên biệt, Sau khi vào tế bào biểu mô nó được biến đổi nhanh chóng thành glucoz.
Các chất đường được hẩp thu chủ yếu ở tá tràng và phần trên hỗng tràng. Ở người không có enzym tiêu hóa celluloz, nhưng celluloz góp phần làm tăng thể tích chất chứa trong ruột già, nên kích thích cử động của ruột già, đào thải các chất cặn bã ra ngoài.
Các monosacarit sau đó sẽ được hấp thu vào khoảng gian bào bằng cơ chế khuếch tán được hỗ trợ qua màng đáy bên của tế bào biểu mô, rồi từ đó khuếch tán vào mao mạch.
Cacbohydrat không được hấp thu ở ruột non có thể gây tiêu chảy do áp suất thẩm thấu và tạo nhiều hơi trong ruột già do bị vi khuẩn chuyển hóa.
4.2. Hấp thu protein
Nhu cầu protein hàng ngày đô’i với người lớn là 0.5g – 0.7g/kg cân nặng. Protein trong thức ăn là protein ngoại sinh. Protein nội sinh là các protein được bài tiết hay các pro- tein trong tế bào đã bị tróc ra.
4.2.1. Tiêu hóa protein
Protein được pepsin dạ dày thủy phân thành proteoz, pepton và polypeptit. Các chất này được thủy phân tiếp bởi trypsin, chymo- trypsin và carboxypolypeptidaz của tụy thành oligopeptit, tripeptit, dipeptit và các axít amin. Các peptidaz của bờ bàn chải nhung mao thủy phân oligopeptit thành tri và dipeptit và các axít amin.
4.2.2. Hấp thụ protein
Các axít amin được hấp thu chủ yếu qua bờ bàn chải theo cơ chế đồng vận chuyển với Na+ giống như đối với glucoz. Chỉ một số ít axít amin được chuyên chở theo cơ chế khuếch tán được hỗ trợ giống như đốì với fructoz. Axít amin được hấp thu chủ yếu ở phần trên ruột non.
Các axít amin được chuyên chở qua màng đáy bên bằng cơ chế khuếch tán tăng cường, rồi từ dịch ngoại bào khuếch tán vào mao mạch.
4.3. Hấp thụ lipit
Lipit trong thức ăn hàng ngày chủ yếu là triglycerit, ngoài ra còn có cholesterol, phospholipit và các vitamin tan trong dầu.
4.3.1. Tiêu hóa lipit.
Phần lớn sự tiêu hóa mỡ là do các men tiêu hóa mỡ cíía tụy: lipaz, cholesterol esteraz và phospholipaz . Trước khi được tiêu hóa các phân tử lipit phải được phân thành các hạt mỡ nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc với các men. Hiện tượng này được gọi là sự nhũ tương hóa (emulsification).
Dưới tác dụng cơ học của dạ dày và ruột non, các giọt mỡ được phân thành các hạt mỡ nhỏ. Muối mật và lecithin là những phân tử lưỡng cực, khi kết hợp với các hạt mỡ, chúng sẽ quay đầu ưa nước ra ngoài và đầu kỵ nước vào trong. Kết quả là làm giảm sức căng bề mặt cửa các hạt mỡ, khiến chúng không tập hợp trở lại thành các giọt mỡ.
Phần lớn mỡ được tiêu hóa thành axít béo và monoglycerit.
4.3.2. Hấp thụ lipit.
Axít béo và monoglycerit được hòa tan trong phần trung tâm của các hạt mixen (mi-celle) tạo ra bởi các muối mật, và được chuyên chở dưới dạng này đến bờ bàn chải. Khi tiếp xức với nhung mao, axít béò và monoglycerit khuếch tán ngay vào trọng tế bào còn muối mật vẫn ở lại trong lòng ruột và đi đến hồi tràng để được tái hấp thu ở đây. Trong mạng lưới nội bào nhấn, chúng kết hợp trở lại thành triglycerit mới. Triglycerit này tập hợp với cholesterol và phospholipit được hấp thu thành các hạt chy- lomicron, được bao bên ngoài bởi vỏ bêta- lipoprotein. Các hạt này sau đó được xuất bào qua màng đáy bên và từ khoảng gian bào khuếch tán vào các mạch bạch huyết của nhung mao.
Lipit được hấp thu ở tá tràng và phần trên hỗng tràng. Hiện tượng không hấp thu mỡ thường xảy ra hơn là trường hợp không hấp thu cacbohydrat hay protein, thường là do tụy không bài tiết đủ enzym tiêu hóa mỡ.
4.4. Hấp thu nước và các chất điện giải
Nước và các chất điện giải được chuyên chở theo cả hai chiều, vào mao mạch hay vào lòng ruột, chủ yếu là qua các liên kết vòng bịt (tight junction) giữa các tế bào.
4.4.1. Hấp thu nước
Nước được hấp thu thụ động theọ bậc thang thẩm thâu, được tạo ra do sự hâ’p thu các chất điện giải và các chất dinh dưỡng. Vì sự cân bằng thẩm thấu được thực hiện rất nhanh nên lượng nước hâp thu luôn luôn theo sát lượng ion và chất dinh dưỡng được hấp thu.
Ruột non hẩp thu khoảng 8500 mL trong tổng số 10 lít dung dịch đi vào ruột non, do ăn uống và do bài tiết.
4.4.2. Hấp thụ NaCl.
Na+ được chuyên chở chủ động qua màng đáy bên tế bào vào khoảng gian bào. Sự hấp thu chủ. động này làm giảm nồng độ Na+ bên trong tế bào, nên có sự khuếch tán Na+ từ dưỡng trap vào trong tế bào, kéo theo sự di chuyển thụ động của Cl’.
Ớ bờ bàn chải Na+ còn được chuyên chở vào trong tế bào ruột bằng hệ thống đồng vận chuyển với glucoz và axít amin và hệ thống trao đổi với H+. Cl’ cũng được hấp thu chủ động bằng cách trao đổi với HCO3
4.4.3. Hấp thu cacbohydrat.
Khi Na+ được hấp thu qua màng biểu mô ruột, H+ hoán đổi với Na+ và đi vào lòng ruột. Tại đây H+ kết hợp với HC03‘ để thành H2COr H2C03 phân ly thành H20 và C02. H20 ở lại trong lòng ruột còn C02 khuếch tán từ lòng ruột vào máu, và sau đó được thải ra ở phổi.
Tại ruột non, sau khi nước được hấp thu, nồng độ K+ tăng lên nên K* được tái hấp thu qua niêm mạc ruột vào máu. Tại ruột già K+ được bài tiết.
4.5. Hấp thu vitamin và muốỉ khoáng
4.5.1. Hấp thu vitamin
Vitamin tan trong mỡ A, D, E, K được hấp thu cùng vđi sản phẩm tiêu hóa mỡ khi tách ra khỏi các hạt mixen.
Vitamin tan trong nước c, B được hấp thu bằng cơ chế khuếch tán được hỗ trợ hay đồng vận chuyển vđi Na+.
Vitamin Bi2 gắn với yếu tố nội tại ở đạ đày. Đến ruột phức hợp 13,2′ yếu tố nội tại gắn vào thụ thể trên tế bào hỗng tràng và sau đó B|2 được đưa vào bên trong tế bào. Nếu không có yếu tố nội tại, chỉ có một ít B ,2 được hấp thu theo cơ chế khuếch tán.
4.5.2. Hấp thu muối khoáng
4.5.2.1. Hấp thu canxi
Canxi được hấp thu chủ yếu ở hồi tràng. Có một chât chuyên chở canxi ở màng tế bào biểu mổ, do vitamin D hoạt hổ a. Sau đó canxi được đưa ra khỏi tếbào vào khoảng gian bào bằng bơm Ca++– ATPaz, hay do hoán đổi với Na+. Lượng canxi được hấp thu tăng lên theo nhu cầu của cơ thể (trẻ em đang lớn, phụ nữ mang thai hay cho con bú). Muôi mật hỗ trợ sự hấp thu canxi, vì làm tăng sự hấp thu vitamin D.
4.5.2.2. Hấp thu sắt
Sắt được hấp thu chỏ yếu ở tá tràng và hỗng tràng. Thông thường lượng sắt được hấp thu tương đương với nhu cầu về sắt của cơ thể. Sắt được hấp thu tại tá tràng và hỗng tràng dưới dạng hem hay ion tự do, Fe++ hay Fe+++ (trong trái cây, ngũ cốc, trứng, rau). Fe++được hấp thu dễ hơn Fe+t+, nên vitamin c hỗ trợ cho sự hấp thu sắt bằng cách khử Fe+++ thành Fe++. sắt được chuyên chở qua màng biểu mô bằng một chất chuyên chở mobilferrin. Khi vào bên trong tế bào, sắt được dự trữ dưới dạng ferritin hoặc được chuyên chở qua màng đáy bên vào máu tùy theo lượng sắt trong huyết tương; Trong máu sắt được chuyên chở bởi transferrin.
4.6 Liên hệ lâm sàng
4.6.1. Hội chứng không dung nạp lac- tose (lactose intolerance syndrome)
Ở người, hoạt động của lactaz rất mạnh lúc mới sinh, giảm dần khi trẻ lớn lên và yếu ở người trưởng thành. Nồng độ lactaz thấp dẫn đến sự không dung nạp sữa, nên người lớn thường bị tiêu chảy khi dùng sữa hay những sản phẩm từ sữa. Sự hiện diện của lactose trong chế độ ăn có thể làm tăng hoạt động của lactase. Sữa chua được dung nạp tốt hơn sữa ở những người thiếu lactaz vì sữa chua có chứa lactaz của vi khuẩn lên men.
4.6.2. Dung dịch ORS
Khả năng glucose làm tăng sự hấp thu Na+ và từ đó hấp thu Q- được áp dụng trong việc dùng dung dịch ORS (oral rehydration salts) để bù nước và điện giải bằng đường uống cho bệnh nhân tiêu chảy. Khi bệnh nhân uống dung dịch này sự hấp thu glucose, muối và nước giúp bù lại lượng muối và nước bị mất nếu không bệnh nhân sẽ bị mất nước.
4.6.3 Hội chứng kém hấp thu (malab-sorption syndrome)
Khi trên 50% ruột non bị cắt bỏ hay nối ruột, sự hấp thu các chất dính dưỡng và vi-tamin bị ảnh hưởng nghiêm trọng, gọi là hội chứng kém hấp thu. Những nguyên nhân khác cững gây kém hấp thu là suy tụy, tăng tiết axít quá mức (làm giảm thủy phân mỡ), tăng sinh vi khuẩn (làm tăng thủy phân muối mật kết hợp).
