چرا مایع اسیدی درون معده ما که توانایی حل کردن فلز را دارد، خودمان را نابود نمی کند؟ - سفر به کیش

مایع درون معده ما به قدری قدرتمند است که می تواند فلز روی و حتی گوشت زنده را در خود حل نماید. اما سوال بزرگ این است که چرا این اسید ویرانگر، خود ما و اندام های حیاتی مان را نابود و هضم نمی نماید؟ پاسخ به این پرسش کلیدی، پرده از مکانیسم شگفت انگیز دلیل عدم خودهضمی معده در برابر اسید برمی دارد. در این مقاله به آنالیز یکی از شاهکارهای بیولوژیکی بدن خواهیم پرداخت که ما را از هضم شدن به وسیله خودمان نجات می دهد.

01

دریچه ای هولناک رو به دنیای تاریک گوارش انسان

قبل از آغاز پژوهش های دقیق علمی، میان دانشمندان بحثی داغ جریان داشت که آیا هضم غذا در معده یک فرآیند شیمیایی است یا مکانیکی که با چرخاندن و له کردن غذا انجام می شود. پاسخ واقعی به این معما در سال 1822 به شکلی کاملاً تصادفی و وحشتناک به دست آمد. الکسیس سنت مارتین، تاجر جوانی بود که از فاصله نزدیک مورد اصابت گلوله تفنگ بادی نهاده شد. با وجود اینکه دکتر بومونت توانست جان او را نجات دهد، اما سوراخ بزرگی روی شکم این بیمار باقی ماند که هرگز ترمیم نشد و به عنوان پنجره ای مستقیم به درون معده او عمل کرد. دکتر بومونت که متوجه این فرصت بی نظیر شده بود، تصمیم گرفت از این جوان برای انجام تحقیقات عجیب خود استفاده کند.

این آزمایش ها بسیار چندش آور و عجیب بودند؛ بومونت تکه های گوشت را به نخی می بست و به وسیله سوراخ شکم سنت مارتین به درون معده او می فرستاد تا پس از گذشت زمان های تعیین آن ها را بیرون بکشد و اندازه هضم شدنشان را ثبت کند. او حتی گاهی لایه داخلی حفره را لیس می زد! تا اندازه اسیدی بودن آن را از روی طعم بسنجد. این پژوهش ها ثابت کرد که فرآیند گوارش عمدتاً شیمیایی است و به یاری مایع بسیار اسیدی که به وسیله غدد ترشح می شود انجام می گیرد. این مایع خورنده، پس از بلعیدن غذا با حرکات چرخشی معده ترکیب شده و آن را به طور کامل مکوششی می نماید.

02

مایع فوق اسیدی که فلزات را هم ذوب می نماید

شیره معده خالص بدون ترکیب با آب دهان یا غذا، یک مایع به شدت خورنده است. این اسید توانایی تخریب و هضم تمام بافت های زنده از جمله غشای بسیار مقاوم خود معده و روده ها را دارد. آزمایش های بعدی نشان داد که قدرت این اسید حتی فراتر از تصورات اولیه است. در یک تحقیق تاریخی، دانشمندان شیره معده را استخراج نموده و پاهای قورباغه های زنده را درون آن قرار دادند. با اینکه قورباغه ها زنده بودند، پاهای آن ها به طور کامل در مخلوط پپسین و اسید هیدروکلریک حل شد و از بین رفت.

این اسید که پی اچ آن بین 1.5 تا 3.5 متغیر است، به اندازه ای قوی است که می تواند فلزات سختی مانند روی را نیز در خود حل نماید. پپسین آنزیمی است که پروتئین ها را می شکند و اسید هیدروکلریک محیط را برای فعالیت این آنزیم آماده می نماید. این سوال بزرگ پیش می آید که چطور اندام های مجاور مانند طحال، پانکراس و روده ها که درست در کنار این دیگ اسید قرار دارند، از این آسیب مصون می مانند؟ پاسخ این سوال در یک زره بیولوژیکی پنهان شده است که در ادامه به آن می پردازیم.

03

راز زره نفوذناپذیر؛ دلیل عدم خودهضمی معده در برابر اسید

دیواره داخلی معده به گونه ای طراحی شده است که در برابر حملات اسیدی مانند یک ظرف چینی نفوذناپذیر رفتار می نماید. راز اصلی دلیل عدم خودهضمی معده در برابر اسید در لایه بیرونی سلول های پوششی آن پنهان است. این سلول ها به طور مداوم یک مخاط غلیظ و ژل مانند قلیایی ترشح می نمایند که سرشار از بی کربنات است. بی کربنات به عنوان یک بافر طبیعی عمل نموده و اسید قدرتمند هیدروکلریک را در مرز برخورد با دیواره خنثی می نماید تا آسیبی به سلول های حساس نرسد.

علاوه بر این، مواد غذایی و مایعاتی که مصرف می کنیم به عنوان یک عامل رقیق نماینده طبیعی عمل می نمایند و غلظت بالای اسید را در زمان فعالیت گوارشی کاهش می دهند. جالب اینجاست که سلول های پوششی معده سرعت بازسازی شگفت انگیزی دارند. کل پوشش سلولی معده هر چند روز یک بار به طور کامل نوسازی می شود تا هرگونه سلول آسیب دیده با سلول های تازه و جوان جایگزین شود. این فرآیند فرسایشی و بازسازی دائمی، سدی نفوذناپذیر در برابر اسیدهای سوزاننده ایجاد می نماید.

04

وقتی سیستم دفاعی فرو می ریزد؛ خودهضمی به شکل زخم معده

با وجود تمام این سدهای دفاعی، گاهی اوقات سیستم نظارتی بدن دچار اختلال می شود و معده آغاز به هضم کردن بخش هایی از خود می نماید. اگر ترشح اسید معده بدون حضور غذا تحریک شود یا سد مخاطی به هر دلیلی تضعیف شود، اسید خالص مستقیماً با دیواره برخورد نموده و زخم معده ایجاد می نماید. زخم های پپتیک زمانی شکل می گیرند که اثر بافری مواد غذایی غایب باشد و اسید بتواند به لایه های عمقی نفوذ کند.

بنابراین، بدن ما دارای یک مکانیسم بسیار دقیق برای تنظیم ترشح اسید است که تنها در زمان احتیاج و حضور مواد مغذی فعال می شود. عواملی مانند عفونت های باکتریایی خاص یا مصرف طولانی مدت بعضی داروها می توانند این زره قلیایی را سوراخ نمایند. در این شرایط، مایع فوق العاده خورنده معده آسیب های جدی به بافت خود وارد می آورد که نشان دهنده تعادل بسیار باریک میان بقا و نابودی در سیستم گوارشی ماست.

05

شیمی بقا؛ نبرد یون های هیدروژن و بی کربنات در مقیاس میکروسکوپی

برای درک عمیق تر دلیل عدم خودهضمی معده در برابر اسید، باید به سراغ واکنش های شیمیایی برویم که در مقیاس میکرومتر روی سطح سلول های پوشش معده رخ می دهند. سلول های جداری معده به پمپ های پروتونی مجهز هستند که یون های هیدروژن را با غلظت بسیار بالا به داخل فضای معده پمپاژ می نمایند تا اسید هیدروکلریک شکل بگیرد. همزمان، سلول های مخاطی مجاور، یون های بی کربنات قلیایی را آزاد می نمایند. این تقابل دائمی یک شیب پی اچ ایجاد می نماید؛ به طوری که پی اچ در وسط فضای معده حدود 2 است، اما دقیقاً روی سطح سلول های پوششی به لطف لایه بی کربنات به نزدیکی 7 (خنثی) می رسد.

این سد شیمیایی پویا به این معنی است که مولکول های اسید قبل از اینکه بتوانند به غشای سلولی دسترسی پیدا نمایند، با یون های بی کربنات برخورد نموده و به آب و دی اکسید کربن بی خطر تبدیل می شوند. این فرآیند خنثی سازی ممتد، انرژی زیادی از بدن مصرف می نماید و به همین خاطر جریان خون در دیواره معده فوق العاده متراکم و سریع است تا اکسیژن و مواد مغذی لازم برای فراوری مداوم بی کربنات و بازسازی سلول ها را فراهم کند.

06

سیستم عصبی روده؛ فرماندهی که مانع از انفجار اسیدی می شود

معده ما دارای یک مغز مستقل کوچک به نام سیستم عصبی روده است که ترشح اسید را با دقت میلی ثانیه ای مدیریت می نماید. این شبکه عصبی پیچیده با همکاری هورمون هایی نظیر گاسترین و هیستامین، تنها زمانی دستور فعال سازی پمپ های اسید را صادر می نماید که سیگنال های حسی حضور غذا را تایید نمایند. به محض تخلیه غذا از معده به سمت روده باریک، هورمون های بازدارنده مانند سوماتواستاتین ترشح می شوند تا پمپ های اسید را به سرعت خاموش نمایند.

اگر این مدیریت دقیق عصبی-هورمونی به دلیل استرس های مزمن یا بیماری های غدد آسیب ببیند، اسید در زمان های نادرست ترشح می شود. ترشح اسید در زمانی که معده خالی است، پوشش مخاطی را در معرض خطر جدی قرار می دهد زیرا هیچ غذایی برای جذب و رقیق کردن اسید وجود ندارد. این ناهماهنگی، دلیل اصلی بسیاری از سوزش های شبانه و دردهای فرسایشی دستگاه گوارش است.

07

افسانه ها و حقایق؛ آیا اسید معده واقعاً می تواند تیغ ریش تراشی را حل نماید؟

یکی از باورهای رایج این است که اسید معده قدرت ذوب کردن اشیای فلزی سخت را دارد. پژوهش های علمی نشان داده اند که اگر یک تیغ ریش تراش دو لبه به مدت 24 ساعت در اسید معده شبیه سازی شده قرار گیرد، تا حدودی نازک و نرم می شود اما به طور کامل ناپدید نخواهد شد. فلزات نرم تر مانند روی سریع تر واکنش نشان می دهند، اما آلیاژهای فولادی در برابر اسید معده مقاومت بیشتری دارند.

نکته شگفت انگیز دیگر این است که بعضی مواد بسیار ساده تر مانند فیبرهای سلولزی موجود در سبزیجات سخت، اصلاً به وسیله اسید معده هضم نمی شوند و برای تجزیه به باکتری های روده بزرگ متکی هستند. این تضاد بیولوژیکی نشان می دهد که اسید معده یک حلال همه کاره نیست، بلکه یک ابزار تخصصی تکامل یافته است که به طور دقیق برای تجزیه پیوندهای پروتئینی و ضدعفونی کردن مواد غذایی طراحی شده است.

سوالات رایج (اسمارت)

1. آیا اسید معده می تواند اشیای پلاستیکی بلعیده شده را حل نماید؟

بیشتر پلاستیک ها از پلیمرهای بسیار مقاومی ساخته شده اند که پیوندهای شیمیایی آن ها به وسیله هیدروکلریک اسید معده شکسته نمی شود. به همین خاطر اشیای پلاستیکی بلعیده شده معمولاً بدون تغییر از سیستم گوارش عبور می نمایند. البته این امر بستگی به نوع پلاستیک داشته و بعضی مواد ممکن است سموم خود را در اسید آزاد نمایند.

2. چرا اسید معده باعث از بین رفتن دندان ها هنگام استفراغ می شود؟

مینای دندان قوی ترین ماده در بدن انسان است اما در برابر پی اچ بسیار پایین اسید معده آسیب پذیر است. هنگامی که مایع اسیدی معده با دندان ها تماس پیدا می نماید، کلسیم موجود در مینا را به سرعت حل می نماید. تکرار این فرآیند در درازمدت منجر به فرسایش شدید و پوسیدگی غیرقابل بازگشت دندان ها می شود.

3. قرص های خوراکی چگونه در برابر اسید شدید معده مقاومت می نمایند تا به روده برسند؟

داروسازان برای این منظور از پوشش های روده ای مخصوصی استفاده می نمایند که در برابر محیط اسیدی معده کاملاً مقاوم هستند. این پوشش ها تنها زمانی حل می شوند که دارو وارد محیط قلیایی و خنثای روده باریک شود. این تکنولوژی هوشمندانه مانع از تخریب زودهنگام مواد موثره دارو به وسیله اسید هیدروکلریک می شود.

4. آیا استرس شدید واقعاً می تواند فراوری اسید معده را افزایش دهد؟

سیستم عصبی روده مستقیماً با مغز در ارتباط است و تحت تاثیر فشارهای روانی قرار می گیرد. استرس هورمون هایی را آزاد می نماید که سیگنال های ترشح بیش از حد اسید را فعال می نمایند. این ترشح بی موقع و بدون حضور غذا، سد مخاطی را تضعیف نموده و شانس ایجاد زخم را بالا می برد.

5. اگر ترشح اسید معده به شدت کاهش یابد چه خطراتی بدن را تهدید می نماید؟

کاهش اسید معده که هیپوکلورهیدریا نام دارد، فرآیند هضم پروتئین ها را با اختلال جدی روبرو می نماید. این اسید نقش مهمی در نابودی باکتری ها و عوامل بیماری زای ورودی همراه با غذا دارد. بنابراین کمبود آن خطر ابتلا به عفونت های گوارشی و سوءتغذیه شدید را به شدت افزایش می دهد.

6. چرا نوزادان بیشتر از بزرگسالان دچار رفلاکس اسید معده می شوند؟

دریچه انتهای مری نوزادان که وظیفه مهار اسید را دارد هنوز به طور کامل رشد ننموده و ضعیف است. بعلاوه رژیم غذایی آن ها کاملاً مایع بوده و بیشتر اوقات را در حالت خوابیده سپری می نمایند. این عوامل در کنار هم باعث می شود که محتویات اسیدی معده به راحتی به سمت مری بازشود.

7. آیا مصرف آب زیاد همراه با غذا واقعاً اسید معده را رقیق و هضم را مختل می نماید؟

معده انسان به طور مداوم اندازه اسیدیته خود را پایش نموده و در صورت احتیاج اسید بیشتری ترشح می نماید. نوشیدن اندازه متعادل آب در حین غذا خوردن تاثیر چشمگیری بر کارایی آنزیم های گوارشی ندارد. با این حال مصرف بیش از حد مایعات می تواند سرعت تخلیه معده را تغییر داده و احساس سنگینی ایجاد کند.

8. چرا جویدن آدامس می تواند به کاهش سوزش معده یاری کند؟

جویدن آدامس غدد بزاقی را تحریک نموده و اندازه فراوری بزاق را در دهان به شدت افزایش می دهد. بزاق حاوی مقادیر زیادی بی کربنات است که یک ماده قلیایی و خنثی نماینده طبیعی اسید به شمار می رود. بلعیدن این بزاق اضافی به شستشوی اسید بازگشتی به مری و تسکین سوزش یاری شایانی می نماید.

9. چگونه رژیم های غذایی بسیار قلیایی روی اسیدیته داخل معده اثر می گذارند؟

اسیدیته داخلی معده یک سیستم خودتنظیم است و تحت تاثیر مستقیم پی اچ مواد غذایی قرار نمی گیرد. مصرف غذاهای قلیایی ممکن است به طور موقت اسید را بافر کند اما بدن بلافاصله اسید بیشتری برای جبران ترشح می نماید. بنابراین رژیم های قلیایی توانایی تغییر پی اچ کلی و دائم محیط معده را ندارند.

جمع بندی نهایی

معده انسان یکی از شگفت انگیزترین شاهکارهای مهندسی طبیعت است که تضاد میان قدرت ویرانگر اسید هیدروکلریک و ظرافت سد مخاطی را به نمایش می گذارد. دلیل عدم خودهضمی معده در برابر اسید در ترشح هوشمندانه لایه ضخیم قلیایی غنی از بی کربنات نهفته است که مانند زرهی نفوذناپذیر از سلول ها محافظت می نماید. تاریخ علم با آزمایش های عجیب نشان داد که بدن چگونه این تعادل حساس را برقرار می سازد. درک این فرآیند بیولوژیکی به ما یادآور می شود که سلامتی ما حاصل هماهنگی بی نظیر مکانیسم های دفاعی بدن است. مراقبت از این سد دفاعی با دوری از استرس و تغذیه مناسب، ضامن بقای این کارخانه گوارشی قدرتمند در حفظ سلامت اندام ها و کل ارگانیسم است.

نوشته های مرتبط با گوارش فیزیولوژی بیماری ها

• انقلاب فناوری های نوین در نگهداری و احیای کبد اهدایی | حیات در انجماد
• لنفادنیت مزانتریک چیست؟ علائم، تفاوت با آپاندیسیت و راه های درمان
• آنالیز دقیق فیبرهای دارویی؛ کدام مکمل برای نوع یبوست شما مناسب است؟
• استامینوفن؛ دوست مهربان یا دشمن پنهان؟ راهنمای جامع دوز سمی و ایمنی کبد
• انسداد روده و نشانه های خطر: از اولین علائم تا مسیر درمان

دکتر علیرضا مجیدی

پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران

دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .

بیش از دو دهه در زمینه سلامت، پزشکی، روان شناسی و جنبه های فرهنگی و اجتماعی آن ها می نویسد و کوشش می نماید دانش را ساده اما دقیق منتقل کند.

پزشکی دانشی پویا و همیشه در حال تغییر است؛ بنابراین، محتوای این نوشته جایگزین ویزیت یا تشخیص پزشک نیست.

دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران

مطالب مرتبط

چرا فلز جیوه در دماسنج استفاده می شود؟ راز مایع نقره ای که دما را نشان می دهد

اپل در آی فون پنج، از فلز مایع استفاده خواهد نمود

رویکردی انقلابی در درمان سرطان: ایجاد ترکیب پروتئینی که سلول های سرطانی را از درون نابود می نماید

سرطان معده چرا ایجاد می شود؟ علایم سرطان معده چه چیزهایی هستند؟ شیوه تشخیص و درمان این بیماری

فکر می کنید که اگر یک ظرف نیتروژن مایع روی خود بریزید، چه خواهد شد؟ چالش آب یخ، این…

چرا پول کاغذی بوی خاصی دارد؟ (ترکیب باکتری و فلز)