Ruột non là nơi xảy ra hầu như toàn bộ quá trình tiêu hóa hóa học và hấp thu dưỡng chất. Quá trình này diễn ra theo các bước chính sau:
1. Cấu tạo và chức năng chung
- Ruột non gồm ba phần: tá tràng, hỗng tràng và hồi tràng.
- Niêm mạc ruột non có hàng triệu nhung mao và vi nhung mao (villi và microvilli) tăng diện tích bề mặt hấp thu lên rất lớn.
- Co bóp đoạn (segmentation) trộn lẫn dịch tiêu hóa với thức ăn, đẩy thức ăn tiếp xúc tối đa với men tiêu hóa và bề mặt hấp thu.
2. Tiêu hóa thức ăn ở ruột non
a) Vai trò của dịch tụy và mật
• Dịch tụy: chứa men tiêu hóa đa dạng (amylase, lipase, protease dạng proenzyme như trypsinogen, chymotrypsinogen, carboxypeptidase…).
• Mật: do gan sản xuất, chứa muối mật giúp nhũ tương hóa các giọt mỡ, tạo điều kiện cho lipase hoạt động.
b) Tiêu hóa tinh bột
• Amylase tụy cắt tinh bột (amylose, amylopectin) thành maltose, maltotriose và α-dextrin.
• Trên bờ bàn chải (brush border) của vi nhung mao, các enzym maltase, sucrase, lactase tiếp tục phân giải thành glucose, fructose, galactose.
c) Tiêu hóa protein
• Trypsin, chymotrypsin (khi được hoạt hóa từ dạng tiền men) cắt chuỗi polypeptide thành các đoạn ngắn (oligopeptide).
• Carboxypeptidase, aminopeptidase trên màng bàn chải tiêu tiếp thành các acid amin tự do và di-/tri-peptide.
d) Tiêu hóa lipid
• Lipase tụy cắt triglyceride thành monoglyceride và acid béo tự do.
• Muối mật tạo micelle bao quanh sản phẩm tiêu hóa lipid, “vận chuyển” chúng đến bề mặt vi nhung mao.
3. Hấp thu chất dinh dưỡng
a) Carbohydrate
• Glucose và galactose: đồng vận chuyển cùng Na+ (kênh SGLT1) vào enterocyte.
• Fructose: hấp thu thụ động qua kênh GLUT5.
• Từ enterocyte ra mô kẽ rồi vào máu tĩnh mạch cửa gan qua kênh GLUT2.
b) Protein
• Acid amin: đồng vận chuyển với Na+ hoặc H+ (tùy loại transporter) vào tế bào.
• Di- và tri-peptide: được đưa vào qua kênh PepT1 cùng H+, sau đó trong tế bào tiếp tục thủy phân thành acid amin.
• Acid amin tự do ra máu theo cơ chế khuếch tán thuận lợi hoặc vận chuyển chủ động.
c) Lipid
• Monoglyceride và acid béo: khuếch tán qua màng enterocyte hoặc vào dưới dạng micelle.
• Trong tế bào: tái tổng hợp thành triglyceride, kết hợp với phospholipid và apoprotein tạo chylomicron.
• Chylomicron bài xuất vào bạch huyết qua lối bù mao mạch (lacteal) ở trung tâm mỗi nhung mao.
d) Các chất khác
• Vitamin tan trong nước (B, C): hấp thu chủ động hoặc khuếch tán.
• Vitamin tan trong dầu (A, D, E, K): hòa tan vào micelle, theo đường lipid.
• Ion Na+, K+, Ca2+, Fe2+/Fe3+, Cl–, H2O…: hấp thu thụ động, chủ động hoặc nhờ các kênh/ATPase.
4. Vận chuyển hậu hấp thu
- Các chất hòa tan trong máu (glucose, aa, các vitamin tan nước, ion) theo tĩnh mạch cửa gan về gan chuyển hóa hoặc dự trữ.
- Chylomicron và lipid hòa tan vào bạch huyết đến tĩnh mạch dưới đòn, về tuần hoàn chung rồi đến tổ chức mỡ, cơ để dự trữ hoặc chuyển hóa.
Tóm lại, ruột non vừa tiết men (từ tế bào niêm mạc và nhận men tụy, mật) để tiêu hóa thức ăn thành các đơn vị nhỏ, vừa hấp thu gần như toàn bộ dưỡng chất lên máu và bạch huyết, cung cấp năng lượng và nguyên liệu xây dựng cơ thể.