Tất cả các sinh vật sống cần chất dinh dưỡng để tồn tại. Trong khi thực vật có thể có được chất dinh dưỡng của chúng thông qua các quá trình xảy ra thông qua rễ, động vật đòi hỏi phải tiêu thụ chất dinh dưỡng thông qua các phương tiện vật lý và hóa học. Thực phẩm tiêu thụ bao gồm protein, chất béo và carbohydrate phức tạp phải được chuyển đổi thành các phân tử đơn giản thông qua một quá trình tiêu hóa và hấp phụ nhiều giai đoạn. Trong quá trình tiêu hóa, các hạt thức ăn được chia thành các thành phần nhỏ hơn mà sau đó được cơ thể hấp thụ. Sự phá vỡ này xảy ra thông qua các phương tiện vật lý như nhai và các phương tiện hóa học như phản ứng xúc tác enzyme [3].
Hệ thống tiêu hóa của con người chịu trách nhiệm cho việc ăn thức ăn, tiêu hóa, hấp thụ các phân tử thức ăn được tiêu hóa cũng như loại bỏ các chất không tiêu hóa. Bản thân hệ thống tiêu hóa bao gồm một ống dài gọi là đường tiêu hóa và một số cơ quan phụ trợ như răng, tuyến nước bọt, gan, túi mật và tuyến tụy, tất cả đều liên quan đến sự phá vỡ các hạt thức ăn ăn vào [1]. Đường tiêu hóa cung cấp con đường qua đó thức ăn di chuyển qua cơ thể. Quá trình tiêu hóa bắt đầu trong miệng khi các enzyme trong nước bọt bắt đầu phá vỡ các hạt thức ăn. Trong quá trình này, thực phẩm được chia thành các phần nhỏ hơn để hấp thụ có thể.
Bolus được định nghĩa là một hỗn hợp giống như quả bóng của thức ăn và nước bọt hình thành trong miệng trong quá trình nhai. Nó thường có màu tương tự như thức ăn được ăn với độ pH kiềm do nước bọt được trộn lẫn. Nhai giúp phân hủy thức ăn thành các hạt có thể dễ dàng nuốt. Nước bọt bổ sung các enzyme tiêu hóa, nước và chất nhầy giúp phân hủy hóa học các hạt thức ăn đồng thời hydrat hóa và bôi trơn chúng cho hương vị và hỗ trợ quá trình nuốt [2]. Thuật ngữ bolus chính nó đề cập đến hỗn hợp thực phẩm và hỗn hợp liên quan cho đến khi chúng được đưa vào dạ dày. Một khi bolus đến dạ dày và trộn với nước ép dạ dày, nó sẽ giảm kích thước hơn nữa và được gọi là chyme [3].
Chyme được định nghĩa là một chất bán lỏng được hình thành trong dạ dày. Nó được làm từ thức ăn được tiêu hóa một phần, nước, axit hydrochloric và các enzyme tiêu hóa khác nhau. Nó ban đầu có tính axit trong pH nhưng cũng chứa các enzyme nước bọt và dạ dày và đi từ dạ dày đến ruột non trong các đợt ngắn [5].
Chyme bao gồm các hạt thức ăn, nước, enzyme nước bọt, enzyme dạ dày và carbohydrate tiêu hóa một phần và protein. Nó cũng chứa các tế bào từ miệng và thực quản có thể đã bị loại bỏ trong quá trình nhai và nuốt. Tổng thời gian mà chyme sẽ tồn tại trong dạ dày cũng như lượng chất béo, carbohydrate tương đối sẽ thay đổi theo loại thực phẩm đã ăn. Ví dụ, một loại thực phẩm ăn nhiều chất béo và protein sẽ dẫn đến việc sản xuất chyme có dầu và bọt trong khi ăn các thực phẩm giàu carbohydrate không được nhai đúng cách sẽ dẫn đến chyme chứa các loại thực phẩm chưa qua chế biến sẽ vẫn còn trong dạ dày trong thời gian dài hơn. Ngoài ra, các điều kiện khác như mất cân bằng nội tiết tố, tiêu thụ rượu và thuốc lá và căng thẳng mãn tính cũng có thể ảnh hưởng đến thành phần của chyme [4]. Điều quan trọng là chyme không bị nhầm lẫn với chyle hình thành khi chất béo bắt đầu được tiêu hóa ở ruột non.
Quá trình tiêu hóa hóa học bắt đầu trong quá trình nhai. Thức ăn được trộn với nước bọt do tuyến nước bọt sản xuất. Nước bọt này làm ẩm và đệm độ pH của thực phẩm được ăn. Nước bọt cũng chứa một loạt các enzyme như lysozyme, amylase và lipase [6]. Lysozymes có chức năng kháng khuẩn trong khi amylase hỗ trợ chuyển đổi tinh bột thành các malacose disacarit. Mặt khác, lipase giúp phân hủy chất béo. Cùng với hành động nhai và làm ẩm này của răng và các enzyme nước bọt sẽ chuyển đổi thức ăn thành một khối gọi là bolus dễ nuốt hơn. Lưỡi hỗ trợ sự di chuyển của bolus từ miệng vào hầu họng.
Các bolus đi qua thực quản sau khi bị nuốt và vỡ trong miệng. Nhu động của cơ thực quản xảy ra giúp đẩy thức ăn về phía dạ dày [3]. Khi các hạt thức ăn đi vào dạ dày, cơ thắt tim sẽ đóng lại và các hạt thức ăn bị phá vỡ sẽ ở lại trong dạ dày khoảng 3 - 4 giờ [2]. Một phần lớn tiêu hóa protein trong bolus xảy ra trong dạ dày. Enzym pepsin cùng với môi trường axit trong dạ dày dẫn đến sự phân hủy protein. Co thắt và thư giãn các cơ dạ dày dẫn đến một hành động khuấy động mà tiếp tục hỗ trợ tiêu hóa hóa học trong dạ dày. Các bolus tiêu hóa một phần cùng với nước ép dạ dày bây giờ được gọi là chyme. Chyme này sau đó đi vào ruột non nhưng chỉ một lượng nhỏ có thể đi qua mỗi lần. Tại đây quá trình tiêu hóa protein, chất béo và carbohydrate được hoàn thành và sự hấp thụ chất dinh dưỡng xảy ra [3].
Nói chung bolus được nuốt và đi xuống thực quản đến dạ dày để tiêu hóa. Một khi bolus đến dạ dày, nó trộn với nước ép dạ dày và trở thành chyme. Các chyme sau đó di chuyển qua ruột và di chuyển để tiếp tục tiêu hóa và hấp thụ. Các phần không tiêu hóa cuối cùng được thải ra dưới dạng phân.
Quá trình tiêu hóa bắt đầu trong miệng khi các enzyme trong nước bọt bắt đầu phá vỡ các hạt thức ăn. Khi thức ăn được nhai, nó sẽ được bôi trơn bằng nước bọt, làm cho nó ấm hơn và dễ nuốt và tiêu hóa hơn. Răng tạo thành một phần quan trọng của đường tiêu hóa khi chúng làm việc cùng với miệng để phá vỡ thức ăn và chuyển đổi từng miếng cắn thành một viên. Sau khi nuốt phải, nó đi vào thực quản nơi nó di chuyển về phía dạ dày [6]. Môi trường axit của dạ dày cùng với các enzyme của dạ dày dẫn đến việc chuyển đổi bolus thành chyme. Chyme này tạo thành một khối hóa lỏng đi từ dạ dày vào ruột non.
Ruột non tạo thành vị trí chính để tiêu hóa và hấp thu protein, chất béo và carbohydrate. Các enzyme và dịch tiết từ tuyến tụy, gan và túi mật kết hợp với nhau để phá vỡ các chất dinh dưỡng để chúng có thể được hấp thụ vào máu. Ruột non tạo thành một bề mặt gấp nếp cao với các hình chiếu giống như ngón tay nhỏ gọi là nhung mao. Bề mặt của nhung mao chứa các hình chiếu siêu nhỏ được gọi là microvilli làm tăng thêm diện tích bề mặt để hấp thụ chất dinh dưỡng.
Các chất dinh dưỡng đi qua màng ruột vào hệ thống tuần hoàn, vận chuyển chúng vào các mô cơ thể. Các chất dinh dưỡng sau đó được hấp thụ vào các tế bào, nơi chúng được sử dụng để tăng trưởng, sửa chữa và giải phóng hoặc lưu trữ năng lượng. Các chyme được trộn thêm với nước ép tụy. Những loại nước ép này trung hòa thêm tính axit của chyme từ dạ dày.
Bất kỳ chyme không tiêu hóa di chuyển từ ruột non đến ruột kết trong ruột già. Tại đây, nhiều nước và muối khoáng được chiết xuất làm cho các vật liệu khó tiêu còn lại trở nên cô đặc hơn trước khi được bài tiết dưới dạng phân.
Khi thức ăn được ăn vào miệng lần đầu tiên, nó ở dạng những miếng lớn ban đầu có thể bị cắn hoặc vỡ ra. Những mảnh này có diện tích bề mặt rất nhỏ, có nghĩa là diện tích có sẵn để các enzyme hoạt động cũng nhỏ. Bolus được hình thành thông qua các quá trình cơ học và hóa học đơn giản trong miệng. Sự thành thạo của khối thức ăn bằng hành động cắn của răng sau đó là hành động bẻ lưỡi và cơ má sau đó dẫn đến việc phá vỡ thức ăn để hỗ trợ quá trình tiêu hóa tiếp theo.
Một trong những chức năng chính của chyme là tăng diện tích bề mặt của thực phẩm. Diện tích bề mặt tăng lên này sẽ hỗ trợ các quá trình được thực hiện bởi các enzyme tiêu hóa. Những enzyme này bây giờ có thể tiếp cận và hoạt động trên một loạt các bề mặt mới trên các hạt thức ăn do đó làm tăng tốc độ tiêu hóa. Ngoài ra, chyme cũng kích thích các tuyến tiêu hóa giải phóng nhiều enzyme hơn từ đó hỗ trợ tiêu hóa hơn nữa [4].
Bolus | Nhũ trấp |
Thức ăn được chuyển thành bolus trong miệng | Bolus được chuyển thành chyme trong dạ dày |
Kiềm hơn do tiếp xúc với enzyme nước bọt trong miệng | Có tính axit hơn do tiếp xúc với axit hydrochloric trong dạ dày |
Răng và nước bọt biến thức ăn thành bolus | Enzyme biến bolus thành chyme |
Bolus vào dạ dày sau khi phân hủy cơ học và hóa học trong miệng | Chyme đi vào ruột non sau khi tiêu hóa hóa học trong dạ dày |