Tahap pertama proses pencernaan
adalah masuknya bahan makanan ke dalam tubuh melalui mulut mengalami proses
pencernaan, yaitu penguraian menjadi molekul yang lebih kecil yang berlangsung
karena adanya air ludah yang mengandung berbagai enzim
Sistem pencernaan pada hakikatnya:
Saluran pipa panjang kenyal yang berkelok-kelok, mulai dari mulut sampai ke
anus. Sementara bahan makan bergerak sepanjang saluran tersebut, berbagai
cairan yang mengandung enzim dan zat kimia pencerna dimasukkan ke dalamnya dari
berbagai organ tubuh, sebagai kelanjutan proses pencernaan yang telah dimulai
di mulut.
Manusia mengkonsumsi tiga kategori biokimiawi makanan
kaya energi: karbohidrat, protein dan lemak. Molekul-molekul besar tersebut
tidak mampu menembus membrane plasma utuh untuk diserap dari lumen saluran
pencernaan ke dalam darah atau limfe. Proses pencernaan menguraikan
molekul-molekulmakan besar ini menjadi molekul nutrient yang lebih kecil yang
dapat diserap.
Bentuk karbohidrat yang paling sederhana adalah gula
sederhana misalnya glukosa, fruktosa dan galaktosa, yang dalam keadaan normal
jumlahnya sangat sedikit dalam makanan. Sebagian besar karbohidrat yang dimakan
adalah dalam bentuk polisakarida, yang terdiri dari rantai-rantai molekul
glukosa yang saling berhubungan. Polosakarida yang paling banyak dikonsumsi
adalah tepung kanji yang berasal dari makanan nabati. Selain itu daginf yang
mengandung glikogen, bentuk simpanan glukosa di dalam otot. Selain
polisakarida, sumber karbohidrat makanan lainya dalam jumlah yang sedikit
adalah adalah karbohidrat dalam bentuk disakarida, termasuk sukrosa (gula
pasir, yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa) dan
laktosa (gula susu yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul
galaktosa.
Kategori kedua makanan adalah protein, yang terdiri dari
berbagai kombinasi asam amino yang disatukan oleh ikatan peptide. Melalui
proses pencernaan, protein diuraikan terutama menjadi konstituen mereka, yaitu
asam amino serta beberapa polipeptida kecil, keduanya merupakan satuan protein
yang dapat diserap.
Lemak merupakan kategori ketiga makanan. Sebagian besar
lemak dalam makanan berada dalam bentuk trigliserida, yaitu lemak netral, yang
masing-masing terdiri dari kombinasi gliserol dengan tiga molekul asam lemak
melekat padanya. Selama pencernaan, dua molekul asam lemak dipisahkan,
meninggalkan sebuah minogliserol, satu molekul gliserol dengan satu molekul
asam lemak melekat padanya. Dengan demikian, produk akhir pencernaan lemak
adalah monogliserida dan asam lemak, yang merupakan satuan lemak yang dapat
diserap.
Mekanisme Pencernaan Makanan dan Pengaturannya
Saluran pencernaan
makanan dimulai dengan mulut dan diakhiri dengan anus. Dimana pencernaan makan
yang berupa karbohidrat, protein dan lemak akan dibahas
pada organ-organ tertentu yang bertugas mencerna makanan jenis tersebut.
1. Mulut dengan Bantuan Gigi dan Saliva
Pintu masuk ke saluran pencernaan adalah melalui mulut atau rongga oral. Lunang berbentuk bibir berotot, yang membenyu
memperoleh, mengarahkan, dan menampung makanan di mulut. Bibir juga memiliki
fungsi non pencernaan, yaitu penting untuk bebicara dan sebagai reseptor
sensorik.
Langkah pertama dalam proses pencernaan adalah mastikasi atau mengunyah,
motilitas mulut yang melibatkan pemotongan, perobekan, penggilingan dan
pencampuran makanan yang masuk oleh gigi. Tujuan mengunyah adalah (1)
menggiling dan memecahkan makanan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil untuk
mempermudah proses menelan; (2) untuk mencampur makanan dengan air liur; (3)
unutk merangsang papil pengecap
Saliva memulai pencernaan karbohidrat, tetapi lebih berperan penting dalam hygiene
mulut dan mempermudah bicara. Saliva, sekresi yang berkaitan dengan mulut
diproduksi oleh tiga pasang kelenjar saliva utama, yaitu kelenjar sublingual,
submandibula, dan parotis yang terletak di luar rongga mulut dan menyalurkan
air liur melalui duktus-duktus pendek ke dalam mulut. Air liur memulai
pencernaan karbohidrat di mulut melalui kerja amylase liur, suatu enzim yang
memecah polisakarida menjadi disakarida.
Pencernaan di mulut melibatkan hidrolisa polisakarida menjadi disakarida
oleh amylase. Namun, sebagian besar pencernaan yang dilakukan oleh enzim ini berlangsung
di korpus lambung setelah masa makanan dan air liur telah tertelan. Asam
menyebabkan amylase tidak aktif, tetapi di bagian tengah massa yang belum
dicapai oleh asam lambung, enzim ini terus berfungsi selama beberapa jam lagi.
Di mulut tidak terjadi penyerapan makanan. Yang penting sebagian obat dapat
diserap melalui mukosa mulut.
2.
Faring dan Esofagus
Motilitas yang berkaitan dengan
faring dan esophagus adalah menelan atau deglutition.menelan dimulai ketika
suatu bolus atau bola makanan, secara sengaja dirorong oleh lidah ke bagaian
belakang mulut menuju faring. Tekanan bolus di faring merangsang reseptor tekanan di
faring yang kemudian mengirim impuls aferen ke pusat menelan di medulla.
Sekresi esophagus seluruhnya adalah mucus. Pada kenyataannya, mucus
disekresikan di sepanjang saluran pencernaan. Dengan menghasilkan lubrikasi
untuk lewatnya makanan, mucus esophagus memperkecil kemungkinan rusaknya
esophagus oleh bagian-bagian tajam makanan yang masuk. Selain itu, mucus
melindungi dinding esophagus dari asam dan enzim getah lambung apabila terjadi
refluks lambung. Waktu transit keseluruhan di faring dan esophagus rata-rata
adalah 6-10 detik, terlalu singkat untuk terjadinya pencernaan atau penyerapan
di daerah serabut.
3.
Lambung
Lambung menyimpan makanan dan memulai pencernaan protein. Lambung dibagi menjadi 3 bagian:
a) Fundus, adalah bagian lambung paling atas terletak di atas lubang esophagus.
b) Korpus, bagian tengah/utama lambung.
c) Pylorus, bagian akhir lambung yang berfungsi sebgai sawar antara lambung dan
bagian atas usus halus, duodenum.
Lambung
melakukan beberapa fungsi:
a)
Menyimpan
makanan yang masuk sampai disalurkan ke usus halus dengan kecepatan yang sesuai
untuk pencenaan dan penyerapan yang maksimal.
b) Mensekresikan HCl dan enzim-enzim yang memulai pencernaan protein.
Akhirnya, melalui gerakan mencampur lambung, makanan yang masuk dihaluskan dan
dicampur dengan sekresi lambung untuk menghasilkan campuran kental yang dikenal
sebagai kimus.
Pengosongan dan pencampuran lambung sebagai hasil
kontraksi peristaltik
Faktor di duodenum yang mempengaruhi kecepatan pengosongan lambung. Empat faktor duodenum terpenting yang mempengaruhi pengosongan lambung adalah lemak,
asam, hipernisitas dan peregangan.
a)
Lemak.
Lemak dicerna dan diserap lebih lambat
dibandingkan dengan nutrien lain. Selain itu pencernaan dan penyerapan
lemak hanya berlangsung di dalam lumen usus halus. Oleh karena itu apabila di duodenum sudah
terdapat lemak, pengosongan isi lambung yang berlemak lebih lanjut ke dalam
duodenum ditunda sampai usus halus selesai mengolah lemak yang sudah ada di
sana. Pada kenyataannya, lemak adalah perangsang terkuat untuk menghambat
motilitas lambung. Hal tersebut jelas tampak apabila yang sangat berlemak
dengan makana yang mengandung karbohidrat dan protein.
b)
Asam
Karena lambung mengeluarkan HCl, kimus yang sangat asam dikeluarkan
ke dalam duodenum, tempat kimus mengalami netralisasi oleh NaHCO3
yang disekresikan ke dalam lumen duodenum oleh pancreas. Asam yang tidak
dinetralkan akan mengiritasi mukosa duodenum dan menyebabkan inaktivasi
enzim-enzim pencernaan pancreas yang disekresikan ke dalam lumen duodenum.
c)
Hipernisitas
Pada pencernan molekul protein dan kanji di limen duodenum,
dibebaskan sejumlah besar molekul asam amino dan glukosa. Apabila kecepatan
penyerapan molekul-molekul asam amino tidak seimbang dengan kecepatan
pencernaan protein dan karbohidrat, molekul-molekul dalam jumlah besar tersebut
tetap berada di dalam kimus dan meningkatkan osmolaritas isi duodenum.
d)
Peregangan
Kimus yang terlalu banyak terdapat di duodenum akan menghambat
pengosongan isi lambung lebih lanjut, sehingga duodenum mendapat kesempatan
untuk menangani kelebihan volume kimus yang sudah dikandungnya sebelum menerima
tambahan kimus dari lambung.
Sekresi Pepsinogen
Konstituen pencernaan utama pada
getah lambung adalah pepsinogen, suatu molekul enzim inaktif yang disintesis
dan dikemas oleh kompleks golgi dan RE sel utama. Pepsinogen disimpan di
sitoplasma sel utama di dalam vesikel sekretorik yang dikenal sebagai granula
zimogen, dan dari sana pepsinogen dikeluarkan melalui proses eksositosis bila
ada stimulasi yang sesuai. Pada saat disekresikan ke dalam lambung, molekul
pepsinogen mengalami penguraian oleh HCl menjadi enzim aktif, pepsin. Setalh
terbentuk, pepsin bekerja pada molekul pepsinogen lain untuk menghasilkan lebih
banyak pepsinogen. Mekanisme semacam itu, yakni terdapat bentuk aktif suatu
enzim mengaktifkan molekul enzim yang sama, disebut sebagai proses otokalitik.
Pepsin memulai pencernaan protein
dengan memecah ikatan asam amino tertentu di protein untuk menhasilkan
fragmen-fragmen peptide, enzim ini bekerja paling efektif pada lingkungan asam.
Karena, dapat mencerna protein, pepsin harus
disimpan dan disekresikan dalam bentuk inaktif, sehingga zat ini tidak mencerna
sendiri sel-sel tempat ia terbentuk. Ole karena itu, pepsin dipertahankan dalam
bentuk inaktif pepsinogen sampai zat tersebut mencapai usus, tempat ia
diaktifkan oleh HCl.
4.
Usus Halus
Usus halus adalah tempat berlangsungnya sebagian besar pencernaan dan
penyerapan. Setelah ini lumen meninggalkan usus halus tidak terjadi lagi
pencernaan, walaupun usus besar dapat menyerap sejumlah kecil garam dan air.
Usus halus dibagi menjadi 3 segmen yaitu duodenum, jejunum dan ileum.
Pencernaan di lumen usus halus dilakukan oleh
enzim-enzim pankreas, sedangkan enzim-enzim usus halus bekerja intrasel
Pencernaan di dalam lumen usus halus dilaksanakan oleh enzim-enzim
pancreas, pencernaan lemak ditingkatkan oleh sekresi empedu. Akibat aktivitas
enzim pancreas, lemak direduksi secara sempurna menjadi satuan-satuan
monogliserida dan asam lemak bebas yang dapat diserap, protein diuraikan
menjadi fragmeb-fragmen peptide kecil dan beberapa asam amino, dan karbohidrat
direduksi menjadi disakarida dan beberapa monosakarida. Dengan demikian,
pencernaan lemak selesai dalam lumen usus halus, tetapi pencernaan protein dan
karbohidrat belum.
Dari permukaan luminal sel-sel epitel usus halus membentuk tonjolan seperti
rambut yang yang diperkuat oleh aktin dan disebut sebagai brush border,
yang mengandung 3 kategorienzim:
a) Enterokinase, mengaktifkan enzim pancreas tropsinogen.
b) Disakaridase (sukrase, maltase dan lactase), menyelesaikan pencernaan karbohidrat
dengan menghidrolisis disakarida yang tersisa menjadi monosakarida penyusunnya.
c) Aminopeptidase, menghidrolisis fragmen peptide kecil menjadi komponen-komponen asam
aminonya, sehingga pencernaan protein selesai.
Dengan demikian, pencernaan karbohidrat dan
protein diselesaikan di dalam brush border sel.
Usus halus beradaptasi dengan baik untuk melaksanakan
tugas menyerap zat gizi
Semua produk pencernaan karbohidrat, protei dan lemak serta sebagian besar
elektrolit, vitamin, dan air dalam keadaan normal diserap oleh usus halus tanpa
pandang bulu. Biasanya, hanya penyerapan kalsium dan besi yang disesuaikan dengan
kebutuhan tubuh. Dengan demikiaan, semakin banyak makanan yang dikonsumsi,
semakin banyak yang akan dicerna dan diserap, seperti yang sangat disadari oleh
mereka yang berusaha mengontrol berat badan.
Mekanisme khusus mempermudah penyerapan sebagian besar
nutrient
a)
Penyerapan karbohidrat
Karbohidrat makanan disajikan ke
usus halus untuk diserap terutama dalam bentuk disakarida maltosa, sukrosa dan
laktosa. Disakaridase yang terdapat di brush border usus halus selanjutnya
menguraikan disakarida ini menjadi satuan monosakarida yang dapat diserap,
yaitu glukosa, galaktosa dan fruktosa.
Glukosa dan galaktosa diserap oleh transportasi aktif sekunder, sementara
pembawa kotranspor di batas lukinal mengengkut monosakarida dan Na+
dari lumen ke dalam interior sel usus. Operasi pembawa kotranspor ini, yang
tidak secar langsung menggunakan energi, bergantung pada gradient konsentrasi
Na+ yang diciptakan oleh pompa Na+-K+
basolateral yang memerlukan energi.glukosa atau galaktosa, setelah dikumpulkan
di dalam sel oleh para pembawa kotranspor, keluar dari sel mengikuti penurunan
gradient konsentrasi untuk masuk ke darah di dalam vilus. Fruktosa diserap ke dalam darah semata-mata
melalui difusi tertasilitasi (transportasi pasif yang diperantarai oleh
pembawa).
b)
Penyerapan protein
Yang dicerna dan diserap tidak hanya protein dari makanan, tetapi protein
endogen yang masuk ke lumen saluran pencernaan dari tiga sumber berikut juga
dicerna dan diserap
1) Enzim pencernaan, yang semuanya adalah protein, yang telah disekresikan ke dalam
lumen.
2) Protein di dalam sel yang lepas dari vilus ke dalam lumen selama proses
pertukaran mukosa.
3) Sejumlah kecil protein plasma yang dalam keadaan normal bocor dari kapiler
ke dalam lumuen saluran pencernaan.
Setiap hari dari ketiga sumber ini sekitar 20-40 g protein endogen masuk ke
lumen. Jumlah ini dapat mencapai lebih dari separuh protein yang disajikan ke
usus halus untuk dicerna dan diserap bersama preotein makanan untuk mencegah
pengurangan simpanan protein tubuh. Asam amino yang diserap dari makanan dan protein endogen
digunakan untuk mensintesis protein baru di tubuh.
Protein yang disajikan ke usus halus untuk diserap terutama berada dalam
bentuk asam amino dan beberapa fragmen peptide kecil. Asam-asam amino, diserap
menembus sel usus melalui transportasi aktif sekunder, serupa dengan penyerapan
glukosa dan galaktosa. Dengan demikian glukosa, galaktosa dan asam amino
semuanya memperoleh “tumpangan gratis” dari peptide kecil masuk melalui bentuan
pembawa lain yang diuraikan menjadi konstituen-konstituen asam aminonya oleh
aminopeptidase di brush border atau oleh peptidase intrasel.
Dengan demikian, proses penyerapan produk akhir pencernaan karbohidrat dan
protein melibatkan system transportasi khusus yang diperantarai oleh pembawa
dan memerlukan pengeluaran energi serta kotransportasi Na+. dan
kedua jenis produk akhir tersebut kemudian diserap ke dalam darah.
c)
Penyerapan lemak
Penyerapan lemak cukup berbeda dari
penyerapan karbohidart dan protein karena adanya masalah lemak yang tidak larut
dalam air. Lemak harus dipindahkan dari kimus yang cair melalui cairan tubuh
yang mengandung banyak air walaupun lemak tidak larut dalam air. Dengan
demikian, lemak harus menjalani serangkaian transformasi untuk mengatasi
masalah ini selama pencernaan dan penyerapan.
Sewaktu isi lambung mengalir ke
dalam duodenum, lemak yang ada menggumpal membentuk butir-butir trigliserida
berukuran besar yang mengambang dalam kimus. Produk pencernaan lipase
(monogliserida dan asam lemak bebas) juga tidak terlalu larut air, sehingga
hanya sedikit produk-produk akhir pencernaan lemak ini dapat berdifusi menembus
kimus untuk mencapai permukaan absorptof. Namun, komponen-komponen empedu
mempermudah penyerapan produk-produk akhir pencernaan lemak ini melaui
pembentukan misel. Setelah misel mencapai membran luminal sel-sel epitel,
monogliserida dan asam lemak bebas secara pasif berdifusi dari misel menembus
komponen lemak membrane sel epitel untuk memasuki interior sel-sel tersebut.
Sewaktu produk-produk lemk tersebut meninggalkan misel dan diserap melalui
mebran sel epitel, misel mampu menyerap monogliserida dan asam lemak lain yang dihasilkan dari pencernaan molekul
trigliserida di dalam emulsi lemak.
Garam-garam empedu secara terus
menerus mengulangi fungsi mereka melarutkan lemak di sepanjang usus halus
sampai semua lemak diserap. Kemudian garam-garam empedu itu sendiri diserap
ulang di ileum terminal oleh mekanisme transportasi aktif khusus. Mekanisme
tersebut merupakan proses yang efisien, karena garam empedu dalam jumlah terbatas
yang mempermudah pencernaan dan penyerapan sejumlah besar lemak, dan setiap
garam empedu berulang-ulang melakukan fungsi sebagai pengangkut sebelum
direabsorpsi.
Setelah berada di dalam sel epitel,
monogliserida dan asam lemak bebas disintesis ulang menjadi trigliserida yang
bergabung membentuk butir-butir dan dibungkus oleh satu lapisan lipoprotein
sehingga butir lemak tersebut dapat larut dalam air. Butir lemak berukuran
besar dan larut dalam air ini yang dikenal sebagai kilomikron,
dikeluarkan melalui proses eksositosis dari sel epitel ke dalam cairan
interstisium di dalam vilus. Kilomikron kemudian masuk ke lacteal pusat, bukan
ke kapiler, karena perbedaan structural diantara kedua pem,buluh tersebut.
Kapiler memiliki membrane basah yang mencegah masuknya kilomikron, tetapi
pembuluh limfe tidak memiliki sawar ini. Dengan demikian lemak dapat diserap ke dalam limfe tetapi
tidak dapat langsung masuk ke darah.
Pemindahan monogliserida dan asam lemak bebas dari kimus menembus membrane
sel epitel sebenarnya merupakan proses pasif, karena produk-produk akhir
pencernaan lemak yang larut dan menembus bagian lemak dari membrane. Dengan
demikian, penyerapan lemak dikatakan merupakan proses pasif. Namun, keseluruhan
rangkaian proses yang diperlukan untuk menyerap lemak tetap memerlukan energi.
5.
Usus Besar
Usus besar terdiri dari kolon, sekum, apendiks dan rectum. Usus besar tidak
mensekresikan enzim pencenaan apaun. Hal tersebut tidak diperlukan karena
pencernaan telah selesai sebelum kimus mencapai kolon. Sekresi kolon terdiri
dari larutan mucus alkalis (HCO3-), yang fungsinya adalah
untuk melindungi mukosa usus besar dari cedera kimiawi dan mekanis. Mucus
menghasilkan pelumasan untuk memudahkan feses lewat, sedangkan HCO3-
menetralkan asam-asam iritan yang dihasilkan oleh fermentasi local bakteri.
Melalui perantaraan refleks-refleks pendek dan persarafan parasimpatis, sekresi
meningkat sebagai respon terhadap rangsangan mekanis dan kimiawi terhadap
mukosa kolon.
Di dalam usus besar tidak terjadi pencernaan karena tidak terdapat
enzim-enzim pencernaan. Namun, bakteri kolon melakukan pencernaan terhadap
sebagian selulosa dan menggunakannya untuk kepentingan metabolisme mereka
sendiri.
