Có khoảng 8 đến 9 lít dịch được hấp thu mỗi ngày bao gồm các dịch tiêu hoá (7 lít) và dịch của thức ăn, đồ uống đưa vào. Khoảng 7,5 lít dịch được hấp thu ở ruột non, 1,5 lít còn lại sẽ qua van hồi manh tràng để xuống ruột già. Sự hấp thu xẩy ra chủ yếu ở ruột non vì những lý do sau:
- Diện tích hấp thu ở ruột non rất lớn (từ 250 đến 300 m2) nhờ các cấu trúc đặc biệt của niêm mạc ruột non, các nếp gấp, nhung mao, vi nhung mao làm tăng diện tích hấp thu của niêm mạc ruột lên gấp hơn một ngàn lần. Ngoài ra diềm bàn chải của tế bào biểu mô ruột có nhiều enzym tiêu hoá và các loại protein mang khác nhau giúp cho sự vận chuyển các chất vào tế bào.
- Chỉ ở ruột non các chất dinh dưỡng mới được tiêu hoá triệt để thành những sản phẩm cuối cùng có thể hấp thu được.
1. Hấp thu carbohydrat
Tất cả monosaccarid trong ruột non được hấp thu hoàn toàn qua các tế bào biểu mô ở đoạn cuối hỗng tràng.
- Hấp thu của glucose và galactose
+ Từ lòng ruột, glucose được vận chuyển qua diềm bàn chải vào tế bào biểu mô theo cơ chế vận chuyển tích cực thứ phát (đồng vận chuyển với Na+). Glucose đi vào tế bào làm nồng độ glucose trong tế bào tăng cao rồi glucose khuếch tán qua màng đáy bên của tế bào để vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa. Tốc độ hấp thu tối đa của glucose là 120 gam/giờ.
+ Galactose cũng được vận chuyển vào tế bào bởi cùng một protein mang, do đó nó cạnh tranh với glucose để được hấp thu.
- Hấp thu của fructose: Fructose được vận chuyển vào tế bào theo cơ chế khuếch tán thuận hóa. Ở trong tế bào fructose được chuyển thành glucose rồi vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.
2. Hấp thu protein.
Sản phẩm tiêu hoá cuối cùng của protein ở ruột non là tripeptid, dipepid và một ít acid amin. Các protein mang đặc hiệu khư trú ở diềm bàn chải vận chuyển các peptid cùng với các ion H+ vào trong tế bào ruột theo cơ chế đồng vận chuyển (vận chuyển tích cực thứ phát). Các dipeptid và tripeptid vào nội bào được chuyển ngay thành acid amin dưới tác dụng của các peptidase nội bào, sau đó các acid amin vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.
Các acid amin được hấp thu chậm hơn các peptid. Có 6 loại chất mang khác nhau trên diềm bàn chải để vận chuyển 6 loại acid amin tương ứng vào tế bào theo cơ chế đồng vận chuyển với Na+. Sau đó các acid amin sẽ qua màng đáy - bên vào máu theo cơ chế khuếch tán thuận hóa.
Sự hấp thu acid amin xẩy ra rất nhanh ở tá tràng và hỗng tràng nhưng chậm lại ở hồi tràng. Khoảng 15% protein trong thức ăn sẽ đi xuống ruột già và được tiêu hoá dưới tác dụng của vi khuẩn. Các protein trong phân là protein nội sinh trong ống tiêu hoá (vi khuẩn, chất nhày, enzym tiêu hoá và các tế bào ruột non bị bong ra).
Ở trẻ em, một số protein chưa được tiêu hoá cũng có thể được hấp thu vào máu theo cơ chế ẩm bào. Ví dụ, các protein kháng thể từ sữa non của mẹ có thể được hấp thu vào máu tạo ra miễn dịch thụ động giúp trẻ chống lại các tác nhân gây bệnh. Do trẻ em có thể hấp thu các phân tử protein chưa được tiêu hoá, các protein kháng nguyên vào hệ thống tuần hoàn sẽ kích thích tạo kháng thể và phản ứng kháng nguyên - kháng thể có thể gây các triệu chứng dị ứng. Dị ứng với thức ăn sẽ mất dần khi trẻ lớn lên.
3. Hấp thu lipid (Hình - Hấp thu mỡ ở ruột non)
Sản phẩm tiêu hoá cuối cùng của mỡ trung tính là acid béo và monoglycerid. Cả hai được hoà tan trong phần lipid trung tâm của các hạt mixen. Các hạt mixen vận chuyển acid béo và monoglycerid đến diềm bàn chải rồi giải phóng chúng và quay lại lòng ruột tiếp tục vận chuyển các phân tử mỡ khác. Tại diềm bàn chải, do có độ hoà tan trong mỡ cao nên các acid béo và monoglycerid dễ dàng khuếch tán qua lớp lipid kép của màng tế bào để vào bên trong tế bào biểu mô. Trong mạng nội bào tương trơn, acid béo và monoglycerid lại tái kết hợp để tạo thành triglycerid. Ngoài ra, một số monoglycerid được phân giải thành acid béo và glycerol dưới tác dụng của enzym lipase của tế bào biểu mô, glycerol được hấp thu vào máu còn acid béo được đưa vào mạng nội bào tương để tái tạo triglycerid. Các triglycerid mới được tạo thành, các cholesterol được tái ester hoá và các phospholipid kết tụ lại thành các hạt cầu mỡ. Cuối cùng, các phân tử apolipoprotein được gắn lên bề mặt hạt cầu mỡ tạo thành các hạt lipoprotein có đường kính từ 100 đến 500 nanomet gọi là chylomicron. Chylomicron được gói vào trong các túi bài tiết rồi bị đẩy ra khỏi tế bào qua màng đáy- bên bằng cơ chế xuất bào (exocytosis). Từ khoảng kẽ giữa các tế bào, chylomicron đi vào các ống bạch huyết trung tâm rồi theo hệ bạch mạch qua ống ngực đổ vào tĩnh mạch dưới đòn. Khoảng 80 đến 90% mỡ trong ống tiêu hoá được hấp thu dưới dạng chylomicron. Các phân tử apolipoprotein đóng vai trò quan trọng trong cơ chế xuất bào của các chylomicron, chúng giúp các hạt cầu mỡ gắn vào màng tế bào rồi mới bị đẩy ra ngoài. Những người bị bệnh di truyền không có khả năng tổng hợp apolipoprotein thì các tế bào biểu mô ruột sẽ chứa đầy mỡ do quá trình xuất bào không thực hiện được.
Hình - Hấp thu mỡ ở ruột non.
Các acid béo mạch ngắn (từ 6 đến 12 C) không tham gia vào quá trình tái tạo triglycerid trong mạng nội bào tương sẽ được hấp thu trực tiếp vào hệ mạch cửa.
Nếu ăn một lượng mỡ vừa phải thì khoảng trên 95% mỡ tiêu hoá sẽ được hấp thu.
Các hormon vỏ thượng thận làm tăng sự hấp thu mỡ vào hệ bạch mạch nhưng không ảnh hưởng đến sự hấp thu các acid béo mạch ngắn vào tĩnh mạch cửa.
Rối loạn hấp thu mỡ có thể do những nguyên nhân sau: (1) Cắt túi mật nên mỡ không được nhũ tương hoá hoàn toàn, (2) bệnh của tụy nên thiếu lipase tụy, (3) bệnh của gan nên thiếu muối mật, (4) bệnh của ruột non nên diện tích hấp thu giảm, sự tạo ra các chylomicron giảm.
4. Hấp thu vitamin
- Các vitamin tan trong mỡ (A, D, E, K) được hấp thu giống như cơ chế hấp thu của các phân tử mỡ.
- Các vitamin tan trong nước (vitamin nhóm B, acid folic, vitamin C…) được hấp thu nhanh theo cơ chế khuếch tán và cơ chế vận chuyển tích cực. Riêng vitamin B12 được hấp thu theo một cơ chế đặc biệt: Ở dạ dày dưới tác dụng của HCl và pepsin, vitamin B12 được giải phóng khỏi protein thức ăn. Sau đó vitamin B12 gắn với haptocorrin, một glycoprotein có trong nước bọt được nuốt cùng với thức ăn vào dạ dày.
Ở tá tràng, haptocorrin bị các enzym protease của dịch tụy tiêu hoá nên B12 sẽ gắn với yếu tố nội đi theo dịch vị xuống tá tràng. Phức hợp yếu tố nội - vitamin B12 chống lại được tác dụng tiêu hoá của các protease tụy. Ở đoạn cuối hồi tràng, phức hợp B12 - yếu tố nội gắn với các receptor ở diềm bàn chải của tế bào ruột rồi vào tế bào bằng quá trình nhập bào (endocytosis) sau đó được hấp thu vào máu. Trong máu, vitamin B12 gắn với protein mang là transcobalamin rồi được vận chuyển đến tuỷ xương, đến gan và thận.
5. Hấp thu nước và các chất điện giải
● Hấp thu nước
Nước được vận chuyển qua màng ruột theo lực thẩm thấu. Khi nhũ trấp bị pha loãng, nước được hấp thu qua niêm mạc ruột vào các mạch ở nhung mao theo cơ chế khuếch tán thẩm thấu. Nước cũng có thể được vận chuyển theo hướng ngược lại. Ví dụ, khi các dịch ưu trương từ dạ dày xuống tá tràng, nước sẽ từ huyết tương vào tá tràng và chỉ sau vài phút nhũ trấp trở thành đẳng trương với huyết tương.
Khi các chất hoà tan (các ion và các chất dinh dưỡng) được hấp thu từ lòng ruột vào máu, áp suất thẩm thấu của nhũ trấp giảm đi, một lượng nước tương đương sẽ khuếch tán qua các “mối nối” giữa hai tế bào biểu mô ở cực đỉnh để vào khoảng kẽ tế bào rồi vào máu, do đó giữ cho nhũ trấp luôn đẳng trương với huyết tương.
● Hấp thu ion Na+ và Cl -
Mỗi ngày có khoảng 20 đến 30 gam Na+ được bài tiết vào các dịch tiêu hoá. Người ta ăn khoảng 5-8 gam Na+ mỗi ngày. Khoảng 0,5% Na+ ở ruột được bài xuất theo phân. Như vậy, mỗi ngày ruột non phải hấp thu 25 đến 35 gam Na+. Trong các trường hợp nôn hoặc ỉa chảy nặng, quá nhiều Na+ của dịch tiêu hoá bị mất ra ngoài, dự trữ Na+ của cơ thể bị giảm nặng có thể gây tử vong trong vài giờ.
- Quá trình hấp thu Na+ diễn ra như sau: Ở màng đáy - bên của tế bào biểu mô, bơm Na+ - K+ - ATPase bơm Na+ từ tế bào ra khoảng kẽ giữa 2 tế bào, làm cho nồng độ Na+ ở bên trong tế bào giảm rất thấp (khoảng 50 mEq/L) trong khi nồng độ Na+ của nhũ trấp là 142 mEq/L, do đó Na+ sẽ khuếch tán theo bậc thang điện hoá từ lòng ruột qua diềm bàn chải vào các tế bào ruột kéo theo glucose, galactose, các acid amin, Cl- theo cơ chế đồng vận chuyển. Từ tế bào, Na+ lại được bơm ra khoảng kẽ. Cl- cũng được khuếch tán từ tế bào ra khoảng kẽ theo Na+ để trung hoà điện tích. Nồng độ của Na+ và Cl- trong dịch kẽ tăng lên tạo ra một bậc thang thẩm thấu để kéo nước từ lòng ruột vào khoảng kẽ. Sau dó cả Na+, Cl- và nước vào máu tuần hoàn của nhung mao.
- Sự hấp thu Na+ chịu ảnh hưởng của hormon aldosteron của vỏ thượng thận. Aldosteron vừa làm tăng hấp thu Na+ và nước ở ruột vừa làm tăng tái hấp thu Na+ và nước ở ống thận.
● Hấp thu ion HCO3-
Ion HCO3- được hấp thu ở tá tràng và hỗng tràng một cách gián tiếp: Khi Na+ được vận chuyển vào tế bào, ion H+ được bài tiết vào ruột theo cơ chế trao đổi ion Na+/ H+. Trong ruột, H+ kết hợp với HCO3- thành H2CO3, sau đó H2CO3 phân ly thành H2O và CO2, H2O ở lại lòng ruột như một thành phần của nhũ trấp còn CO2 được hấp thu vào máu rồi đào thải qua phổi.
● Hấp thu các ion khác
- Hấp thu ion Ca2+: Ca2+ được hấp thu tích cực ở tá tràng theo nhu cầu của cơ thể: Ion Ca2+ được khuếch tán qua các kênh calci nằm ở diềm bàn chải để vào tế bào. Trong tế bào Ca2+ gắn với calbindin. Sự gắn này làm giảm nồng độ ion Ca2+ nội bào và calbindin vận chuyển Ca2+ đến màng đáy - bên của tế bào. Tại đây bơm Ca2+-ATPase sẽ bơm Ca2+ vào máu.
Parathormon hormon của tuyến cận giáp hoạt hoá1,25 (OH)2-vitamin D3 ở thận, vitamin D3 hoạt hoá sẽ theo máu đến ruột làm tăng hấp thu Ca2+ ở ruột.
- Ion Fe2+ được hấp thu tích cực theo nhu cầu cơ thể.
- Các ion K+, Mg2+ , HPO42- và các ion khác được hấp thu qua niêm mạc ruột theo cơ chế tích cực.
Nhìn chung, các ion hoá trị 1 được hấp thu dễ dàng với một số lượng lớn. Ngược lại, các ion hoá trị 2 chỉ được hấp thu rất ít. Tuy nhiên nhu cầu của cơ thể với các ion hoá trị 2 cũng rất thấp.
