Proses Dasar Pencernaan

Proses Dasar Pencernaan Saluran pencernaan berawal dari mulut, tempat makanan pada awalnya dikunyah atau dimastikasi dan dicampur dengan sekresi saliva. Mastikasi adalah proses pemecahan makanan secara mekanik yang sistematik di mulut. Jumlah mastikasi yang diperlukan untuk menelan makanan bergantung pada jenis makanan yang diingesti. Mastikasi melibatkan aktivitas terkoordinasi dari gigi, otot-otot, rahang, sendi, temporomandibula, lidah, serta struktur-struktur lain seperti bibir, palatum, dan kelenjar saliva. Menelan terjadi dalam beberapa fase. Fase pertama bersifat volunteer dan meliputi pembentukan bolus makanan dengan gerakan mengunyah dan gerakan lidah yang mendorong makanan ke pharynx. Fase selanjutnya bersifat tidak volunteer, tetapi merupakan respon refleks yang diinisiasi oleh stimulasi mekanoreseptor dengan aferen saraf glosopharynxeal (IX) dan saraf vagus (X) ke medula dan pons. Di pons terdapat kelompok neuron ytang mengoordinasikan urutan kejadian kompleks yang akhirnya akan menghantarkan bolus ke oesophagus. Palatum mole terangkat untuk mencegah makanan memasuki rongga nasal, respirasi diinhibisi, laring terangkat, glottis menutup, dan makanan mendorong ujung epiglottis menutupi lubang trakea sehingga mencegah makanan memasuki trakea. Begitu bolus memasuki oesophagus, perubahan posisi ini kembali seperti semula, laring terbuka, dan pernapasan kembali berlanjut. Selama fase esophageal, sfingter oesophagus atas akan berelaksasi dan memungkinkan bolus makanan dapat lewat, setelah itu sfingter akan menutup kembali. Sesampai di oesophagus, bolus akan didorong ke lambung melalui proses yang disebut peristaltis, yaitu suatu gelombang relaksasi di depan bolus dan kontraksi di belakang bolus oleh lapisan otot sirkular dan longitudinal oesophagus yang terkoordinasi, sehingga mendorong makanan memasukki lambung dalam waktu sekitar 5 detik. Sebelum memasuki lambung, bolus harus melewati sfingter lainnya, yaitu sfingter oesophagus bawah, yang dibentuk dari cincin otot polos yang akan berelaksasi jika gelombang peristaltis mencapainya. Pusat telan di medula memproduksi urutan kejadian yang menyebabkan aktivitas eferen ke saraf somatic (mempersarafi otot rangka) dan saraf otonom (mempersarafi otot polos). Urutan kejadian ini dipengaruhi oleh reseptor aferen di dinding oesophagus yang mengirim impuls kembali ke medula. Sfingter dan gelombang peristaltis dikontrol terutama melalui aktivitas saraf vagus dan dibantu oleh koordinasi yang lebih tinggi berupa aktivitas dalam pleksus saraf interik dalam saluran pencernaan itu sendiri. Begitu melewati sfingter oesophagus bawah, bolus makanan akan langsung memasuk ke lambung. Fungsi utama lambung adalah sebagai tempat penyimpanan makanan sementara sampai pencernaan secara kimia dan mekanik menggunakan asam, enzim, dan gerakan untuk meregulasi pelepasan kimus ke usus halus, dan untuk menyekresi zat-zat yang disebut faktor intrinsik ytang esensial untuk absorpsi vitamin B12. Dalam keadaan kosong, volume lambung sekitat 50 ml, jika terdistensi penuh, volume lambung bisa mencapai 4 L. Di lambung, protein dalam makanan dipecah menjadi polipeptida oleh enzim pepsin. Enzim ini diproduksi dari bentuk inaktifnya, yaitu pepsinogen oleh sel chief mukosa lambung, dan diubah menjadi pepsin aktif oleh lingkungan yang asam dalam lambung. Asam lambung adalah asam klorida dan diproduksi oleh sekelompok sel terspesialisasi, yaitu sel parietal. Lambung bisa menyekresi sampai 2 L asam per hari, dan konsentrasi ion H+ di lambung diperkirakan sekitar satu juta kali lebih tinggi daripada konsentrasi yang ada di darah. Konsentrasi ion H+ yang tinggi ini membutuhkan pertukaran H+ intraselular dengan K+ ekstraselular yang sangat efisien dengan menggunakan energy yang tersedia dari pemecahan ATP. Hal ini dicapai dengan menggunakan protein yang disebut pompa proton atau protein H+-K+-ATPase. Sekresi lambung pada dasarnya terbagi dalam tiga fase, yakni fase sefalik, fase lambung, dan fase intestinal. Fase sefalik dimunculkan oleh melihat, mencium, mengecap, dan mengunyah makanan. Pada tahap ini, tidak ada makanan di lambung, dan sekresi asam distimulasi oleh aktivasi vagus dan kerja pleksus enteric. Serabut parasimpatis pascaganglion dan pleksus mienterikus akan melepaskan asetilkolin (Ach) dan menstimulasi pelepasan getah lambung. Stimulasi vagus juga menyebabkan pelepasan hormon gastrin dari sel-sel antrum lambung, yaitu sel G. Gastrin disekresi ke dalam aliran darah, dan saat mencapai kelenjar lambung, gastrin akan menstimulasi pelepasan histamin dan sel mast, yang kemudian bekerja pada sel parietal untuk memproduksi lebih banyak asam. Jika makanan mencapai lambung, makanan tersebut akan menstimulasi fase lambung di mana terjadi sekresi asam, pepsinogen, dan mukus. Stimulasi utama fase ini adalah distensi lambung dan komposisi kimiawi makanan. Mekanoreseptor di dinding lambung akan teregang dan mencetuskan reflex mienterikus lokal dan juga memperpanjang reflex vaso-vagal. Kedua hal ini menyebabkan pelepasan Ach yang kemudian menstimulasi pelepasan gastrin, histamine, dan kemudian asam, enzim, dan mukus. Stimulasi vagus juga melepaskan peptide spesifik yaitu peptide pelepas gastrin (gastrin-releasing peptide,GRP), yang bekerja langsung terutama pada sel G untuk melepaskan gastrin. Protein utuh tidak mempengaruhi sekresi lambung secara langsung, tetapi produk pemecahan protein, seperti peptida dan asam amino bebas, secara langsung menstimulasi sekresi gastrin. pH rendah di lambung akan menginhibisi sekresi gastrin sehingga jika lambung kosong atau setelah makanan memasuki lambung dan asam telah disekresi untuk beberapa waktu, akan terjadi inhibisi produk asam. Namun demikian, pada saat pertama kali makanan masuk lambung, pH meningkat dan hal ini menyebabkan pelepasan inhibisi dan kemudian menyebabkan sekresi maksimum gastrin. Oleh karena itu, sekresi asam lambung bersifat regulasi mandiri. Fase lambung normalnya berlangsung selama sekitar 3 jam dan makanan di lambung diubah menjadi kimus, suatu zat dengan kekentalan seperti lumpur. Kimus akan melewati sfingter pylorus dan memasuki bagian pertama usus halus, yaitu duodenum. Adanya kimus di antrum pylorus akan mendistensi antrum pylorus dan menyebabkan kontraksi antral dan terbukanya sfingter . laju pengosongan lambung bergantung pada volume dalam antrum dan turunnya pH kimus, keduanya meningkatkan pengosongan. Akan tetapi, distensi duodenum , adanya lemak, dan penurunan pH pada lumen duodenum akan menyebabkan inhibisi pengosongan lambung. Mekanisme ini mengatur dengan tepat jumlah pasokan dan laju pengaliran kimus agar bisa dicerna dengan baik. Usus halus adalah tempat utama pencernaan makanan dan absorpsi produk hasil pencernaannya. Usus halus berbentuk seperti selang, berdiameter 2,5 cm dengan panjang sekitar 4 m, tersusun dari duodenum, jejunum, dan ileum. Begitu kimus pertama kali memasuki duodenum, sekresi lambung akan terus berlanjut mungkin karena aktivasi sel G mukosa usus. Hal ini hanya sementara karena duodenum semakin terdistensi dengan pengosongan lambung lebih lanjut. Serangkaian refleks diinisiasi sehingga akan menginhibisi pelepasan getah lambung lebih lanjut. Sekretin dilepaskan sebagai respon terhadap stimulasi asam, sekretin ini sampai ke lambung melalui aliran darah dan menginhibisi pelepasan gastrin. Adanya asam lemak, hasil pemecahan lemak di duodenum akan melepas dua hormon polipeptida, disebut peptida penginhibisi gaster dan kolesistokinin yang akan menginhibisi pelepasan gastrin maupun asam. Namun demikian, baik sekretin maupun CCK juga menstimulasi pelepasan pepsinogen dari sel chief sehingga membantu pencernaan protein. Bersama dengan mekanoreseptor di duodenum melalui jalur reflex vagal dan lokal, pelepasan sekretin dan CCK juga berimplikasi dalam pengosongan lambung. Kimus yang awalnya memasuki duodenum bersifat asam, hipertonik, dan baru sebagian tercerna. Pada tahap awal ini, nutrien-nutrien yang terbentuk masih belum bisa diabsorpsi. Terdapat gerakan osmotik air melintasi dinding permeabel bebas yang menyebabkan kandungan kimus menjadi isotonik. Keasaman ini dinetralkan oleh penambahan bikarbonat yang disekresi oleh pankreas maupun empedu dari hati, dan pencernaan kimus lebih lanjut akan dilakukan oleh enzim-enzim tambahan dari pankreas, hati, dan usus itu sendiri. Dinding usus halus berlipat-lipat menjadi banyak tonjolan-tonjolan kecil seperti jari yang disebut vili. Diantara vili-vili ini terdapat sejumlah kelenjar kecil, disebut kripta yang bisa menyekresi 3L cairan hipotonik setiap harinya. Permukaan vili dilapisi oleh sel epitel yang memiliki tonjolan-tonjolan kecil yang disebut mikrovili (secara kolektif disebut brush border) yang mengarah ke lumen usus. Usus halus terutama diadaptasikan untuk absorpsi nutrien. Usus halus memiliki area permukaan yang luas, dan kimus akan didorong untuk bergerak secara sirkular saat melewati saluran, untuk memfasilitasi pencampuran sehingga membantu pencernaan dan absorpsi. Pergantian sel epitel saluran pencernaan terjadi secara konstan, di mana epitel usus halus akan seluruhnya mengganti sendiri kira-kira setiap 6 hari. Setiap vilus berisi satu pembuluh limfatik buntu, disebut lakteal dan juga jalinan kapiler. Sebagian besar nutrient diabsorpsi ke dalam pembuluh darah melalui pembuluh ini. Aliran vena dari usus halus, usus besar, pankreas, dan juga beberapa bagian lambung akan melewati vena porta hepatika menuju ke hati, di hati aliran ini akan melewati hamparan kapiler kedua untuk proses lebih lanjut sebelum memasuki sirkulasi. Usus halus mengabsorpsi air, elektrolit, karbohidrat, asam amino, mineral, lemak, dan vitamin. Mekanisme pergerakan dari lumen ke sirkulasi bervariasi. Nutrien bergerak diantara saluran pencernaan dan darah yang melewati dan mengitari sel-sel epitel. Karena isi usus bersifat isotonic dengan cairan tubuh dan sebagian besar memiliki konsentrasi yang sama dengan elektrolit utama, maka absorpsi terjadi secara aktif. Air tidak bisa berpindah secara langsung, tetapi mengikuti gradien osmotik yang muncul karena adanya transport ion. Kontributor utama gradien osmotic ini adalah pompa natrium. Na+-K+ basolateral. K+ keluar sel, sekali lagi melalui membran basolateral, menuruni gradien konsentrasinya. Perpindahan K+ keluar ini berhubungan dengan pergerakan Cl- keluar, melawan gradien konsentrasinya, setelah sebelumnya Cl- masuk menuruni gradien konsentrasinya seperti Na+ melalui membran lumen. Pergerakan ion-ion ini memunculkan gradien osmotik antara lumen dengan darah, menyebabkan absorpsi air mengikuti pergerakan Na+ dan Cl- dari lumen ke dalam sel, melintasi membran lumen usus. Eksokrin pankreas menyekresi cairan pencernaan utama yang disebut getah pankreas. Getah pankreas ini diekskresi ke dalam duodenum melalui duktus pankreatikus yang bermuara ke saluran pencernaan pada lokasi yang sama dengan duktus biliaris komunis. Jika di duodenum terdapat makanan, maka sfingter oddi akan berelaksasi, sehingga memungkinkan baik sekresi empedu maupun pankreas memasuki saluran pencernaan. Getah pankreas dibentuk dari sejumlah enzim, disekresi oleh sel-sel asinar pankreas, yang memecah konstituen utama dalam makanan. Enzim-enzim ini adalah amilase pankreas yang memecah karbohidrat menjadi monosakrida, lipase pankreas yang memecah lemak menjadi gliserol dan asam lemak, ribonuklease dan deoksiribonuklease yang terlibat dalam pemecahan asam nukleat dan mononukleotida bebas, dan berbagai enzim proteolitik (tripsin, kemotripsin, elastase, dan karboksipeptidase) yang memecah protein menjadi peptida-peptida kecil dan asam amino. Hormon kolesistokinin yang dilepaskan sel epitel duodenum ke dalam aliran darah sebagai respons terhadap adanya asam amino dan asam lemak dalam kimus, bertanggung jawab terhadap sekresi enzim pankreas dari sel asinar pankreas. Sekresi utama lainnya, selain enzim adalah air dan ion bikarbonat. Volume getah pankreas yang disekresi akan dengan tepat menetralkan kandungan asam pada kimus yang dihantarkan oleh lambung ke usus. Hal ini terjadi karena asam di duodenum menyebabkan pelepasan sekretin dari dinding duodenum ke aliran darah. Sekretin akan menstimulasi produksi air dan ion bikarbonat dari sistem duktus dan terutama dari sel epitel yang melapsi duktus. Hati adalah organ terbesar dalam tubuh, berat hati pada orang dewasa normak lebih dari 1 kg. Fungsi hati dapat dibagi menjadi dua kategori umum. Pertama, hati terlibat dalam proses zat-zat yang diabsorpsi, baik nutrien maupun toksin. Dengan kata lain, hati bertanggung jawab terhadap metabolisme berbagai zat yang dihasilkan dari pencernaan dan absorpsi makanan dari usus. Kedua, hati memiliki fungsi eksokrin penting yang terlibat dalam (1) produksi asam empedu dan cairan alkali yang digunakan untuk pencernaan dan absorpsi lemak dan untuk netralisasi asam lambung di usus; (2) pemecahan dan produksi produk buangan metabolisme setelah pencernaan; (3) detoksifikasi zat-zat beracun atau berbahaya; (4) ekskresi produk buangan dan detoksifikasi zat-zat di empedu. Mayoritas metabolit buangan dan zat hasil detoksifikasi diekskresi dari tubuh, di empedu, dari saluran pencernaan atau melalui sekresi dari hati ke dalam aliran darah untuk kemudian diekskresi oleh ginjal. Hepatosit menyekresi cairan yang disebut empedu hepatic. Cairan ini bersifat isotonic dan kandungan ionnya menyerupai plasma. Cairan ini juga mengandungg garam empedu, pigmen empedu, kolesterol, lesitin, dan mukus. Fraksi empedu ini disebut fraksi yang bergantung pada asam empedu. Begitu mengalir di sepanjang duktus biliaris, cairan ini akan dimodifikasi oleh sel epitel yang melapisi duktgus dengan penambahan air dan ion bikarbonat. Cairan empedu bisa dikeluarkan langsung ke dalam duodenum atau disimpan terlebih dahulu di kandung empedu. Fraksi yang tidak tergantung asam empedu diproduksi pada saat dibutuhkan, yaitu saat pencernaan kimus. Fraksi yang tergantung asam empedu doiproduksi jika garam empedu dikembalikan dari saluran pencernaan ke hati, dan kemudian disimpan di kandung empedu jika sfingter Oddi tertutup. Jika 95% garam empedu yang memasuki usus halus di cairan empedu akan didaur ulang dan reabsorpsi ke dalam sirkulasi porta melalui mekanisme transport aktif di ileum bagian distal, disebut juga sirkulasi enterohepatika. Banyak garam empedu kembali tanpa mengalami perubahan, beberapa akan dipecah oleh bakteri usus menjadi asam empedu sekunder dan kemudian direabsorpsi, dan sebagian kecil tidak direabsorpsi dan akan diekskresi di feses. Kandung empedu tidak hanya berfungsi menyimpan cairan empedu, tetapi juga memekatkannya dengan menarik solut dan air yang tidak esensial, sehingga hanya menyisakan asam empedu dan pigmen. Proses pemekatan ini terutama melalui transport aktif ion natrium ke dalam ruang interselular lapisan sel yang kemudian akan menarik air, ion bikarbonat, dan ion klorida dari cairan empedu dalam kandung empedu menjadi pekat. Pembentukan cairan empedu distimulasi oleh garam empedu, sekretin, glukagon, dan gastrin. Namun demikian, pelepasan cairan empedu yang disimpan di kandung empedu distimulasi oleh sekresi CCK ke dalam aliran darah saat kimus memasuki duodenum, dan sedikit distimulasi oleh sekresi CCK ke dalam aliran darah saat kimus memasuki duodenum, dan sedikit distimulasi oleh kerja saraf vagus. Beberapa menit setelah makan, terutama jika mengonsumsi lemak, otot empedu akan erkontraksi, kontraksi ini akan mendorong isinya ke dalam duodenum melalui sfingter Oddi yang sudah berelaksasi. CCK akan merelaksasi sfingter dan menstimulasi sekresi pankreas pada saat yang sama. Kandung empedu selesai mengosongkan dalam waktu 1 jam setelah mengonsumsi makanan berlemak dan mempertahankan kadar asam empedu di duodenum melebihi yang diperlukan untuk bekerja terhadap misel. Bahan makanan yang sudah melalui usus halus akhirnya masuk ke dalam usus besar. Bahan makanan yang sampai pada usus besar dapat dikatakan sebagai bahan sisa. Sisa tersebut terdiri atas sejumlah besar air dan bahan makanan yang tidak dpat tercerna, misalnya selulosa. ORGAN PENCERNAAN MOTILITAS SEKRESI PENCERNAAN PENYERAPAN Mulut & Kelenjar liur Mengunyah Saliva -amilase -mukus -lisozim Pencernaan karbohidrat dimulai Makanan tidak, tp beberapa obat Laring & Esofagus Menelan Mukus Tidak ada Tidak ada Lambung Relaksasi reseptif, peritalsis Getah lambung -HCl -pepsin -mukus -faktor intrinsik Pencernaan karbohidrat berlanjut di badan lambung pencernaan protein dimulai di antrum lambung Makanan tidak; beberapa zat yang larut lemak, misalnya alkohol dan aspirin Pankreas eksokrin Tidak ada Enzim pencernaan pankreas -tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase -amilase -lipase Sekresi NaHCO3encer pankreas Enzim-enzim pankreas ini menyelesaikan pencernaan di lumen duodenum Tidak ada Hati Tidak ada Empedu -garam empedu -sekresi alkali -bilirubin Empedu tidak mencernakan apapun, tetapi garam-garam empedu mempermudah pencernaan dan pencernaan lemak di lumen duodenum Tidak ada Usus halus Segmentasi, kompleks motilitas migratif Sukus enterikus -mukus -garam (enzim usus halus tidak di sekresikan tetapi berfungsi intrasel di brush border-disakaridase dan amino peptidase) Dalam lumen, di bawah pengeruh enzim pankreas dan empedu, pencernaan karbohidrat dan protein berlanjut dan pencernaan lemak selesai; di brush border, pencernaan karbohidrat dan protein selesai Semua nutrien, sebagian besar elektrolit, dan air Usus besar Haustrasi, pergerakan massa Mukus Tidak ada Garam dan air; mengubah isi menjadi feses3 Tabel Mekanisme Kerja Organ Pencernaan Sherwood L. Fisiologi manusia. Edisi 6. Dalam: Sistem pencernaan. Jakarta: EGC; 2011. Ward J, Clarke R, Linden R. At a glance fisiologi. Jakarta: Erlangga; 2004. Watson R. Anatomi dan Fisiologi. Edisi 10. Dalam: Nutrisi dan eliminasi. Jakarta: EGC; 2002.