Nota Biologi Tingkatan 4 Bab 9: Nutrisi Dan Sistem Pencernaan Manusia
RINGKASAN
Ringkasan Komprehensif (Nota Biologi Tingkatan 4 Bab 9: Nutrisi Dan Sistem Pencernaan Manusia)
Bab ini membincangkan secara terperinci sistem pencernaan manusia, bermula daripada struktur dan fungsinya, proses pencernaan, penyerapan, asimilasi, penyahtinjaan, hinggalah kepada kepentingan gizi seimbang dan isu-isu kesihatan yang berkaitan.
1. Sistem dan Proses Pencernaan Pencernaan adalah proses penguraian makanan besar dan kompleks kepada butiran kecil, ringkas, dan terlarut untuk penyerapan. Ia terbahagi kepada dua jenis:
• Pencernaan Fizikal: Pemecahan makanan secara mekanikal melalui pengunyahan di mulut dan tindakan peristalsis (pengecutan dan pengenduran otot beritma) di sepanjang salur alimentari.
• Pencernaan Kimia: Penguraian molekul kompleks kepada molekul ringkas menggunakan enzim melalui tindak balas hidrolisis.
Perjalanan makanan melalui salur alimentari adalah seperti berikut:
• Mulut: Amilase air liur menghidrolisis kanji kepada maltosa. Makanan dibentuk menjadi bolus.
• Esofagus: Bolus digerakkan ke perut oleh peristalsis.
• Perut: Dinding perut mempunyai kelenjar gaster yang merembeskan jus gaster. Sel parietal merembeskan asid hidroklorik (HCl) yang mengaktifkan pepsinogen (dirembeskan oleh sel utama) kepada pepsin, membunuh bakteria, dan menghentikan tindakan amilase liur. Pepsin menghidrolisis protein kepada polipeptida. Mukus yang dirembeskan oleh sel mukus melindungi dinding perut. Makanan menjadi separa cair (kim).
• Usus Kecil (Duodenum, Jejunum, Ileum):
◦ Duodenum: Menerima kim dari perut, hempedu dari hati, dan jus pankreas.
▪ Hati: Menghasilkan hempedu yang disimpan di pundi hempedu. Hempedu meneutralkan kim berasid, menyediakan medium beralkali (pH 7.6-8.6), dan mengemulsikan lipid.
▪ Pankreas: Merembeskan amilase pankreas (kanji → maltosa), tripsin (polipeptida → peptida), dan lipase (lipid → asid lemak dan gliserol).
◦ Ileum: Kelenjar pada dinding ileum merembeskan jus usus yang mengandungi maltase (maltosa → glukosa), sukrase (sukrosa → glukosa + fruktosa), laktase (laktosa → glukosa + galaktosa), erepsin (peptida → asid amino), dan lipase (lipid → asid lemak dan gliserol).
2. Penyerapan dan Asimilasi
• Penyerapan: Berlaku terutamanya di ileum, yang mempunyai penyesuaian seperti permukaan dalam yang berlipat-lipat, dilitupi vilus dan mikrovilus untuk meningkatkan luas permukaan. Nutrien diserap ke dalam kapilari darah (glukosa, fruktosa, galaktosa, asid amino, vitamin B & C, air) dan lakteal (asid lemak, gliserol, vitamin A, D, E, K).
• Asimilasi: Proses penggunaan nutrien oleh sel untuk membentuk sebatian kompleks atau komponen struktur.
◦ Peranan Hati: Hati mengawal atur nutrien dalam darah. Fungsinya termasuk metabolisme (sintesis protein plasma, pendeaminaan asid amino berlebihan menjadi urea), penyimpanan (glukosa berlebihan ditukar kepada glikogen), dan penyahtoksinan.
◦ Asimilasi dalam Sel: Asid amino digunakan untuk sintesis protoplasma, enzim, dan hormon. Glukosa dioksidakan untuk tenaga. Lipid digunakan untuk membina membran plasma dan sebagai tenaga simpanan.
3. Penyahtinjaan
• Usus Besar: Makanan tidak tercerna, air, dan sel mati masuk ke usus besar. Fungsi utamanya ialah penyerapan air, garam mineral, dan beberapa vitamin (B, K, asid folik) yang dihasilkan oleh bakteria.
• Pembentukan Tinja: Sisa separa pepejal yang tinggal dinamakan tinja. Mukus melicinkan pergerakannya ke rektum. Proses penyingkiran tinja melalui dubur disebut penyahtinjaan.
4. Gizi Seimbang dan Isu Kesihatan
• Gizi Seimbang: Gizi yang mengandungi kesemua tujuh kelas makanan dalam kadar dan kuantiti yang betul. Nilai tenaga makanan diukur dalam kJ g⁻¹.
• Isu Kesihatan:
◦ Obesiti: Disebabkan oleh ketidakseimbangan pengambilan makanan dan penggunaan tenaga. Boleh dirawat melalui pintasan gaster.
◦ Masalah Penyahtinjaan: Kekurangan serat boleh menyebabkan sembelit, kanser kolon, dan hemoroid. Serat merangsang peristalsis dan menyingkirkan toksin.
◦ Tabiat Pemakanan: Boleh menyebabkan gastritis (keradangan perut), anoreksia nervosa (taksub menjadi kurus), bulimia nervosa (makan banyak diikuti pemuntahan), dan dismorfia otot (taksub membina badan)
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Asimilasi | Proses di mana nutrien digunakan oleh sel untuk membentuk sebatian kompleks atau komponen struktur. |
| Bolus | Gumpalan makanan yang telah dikunyah dan bercampur dengan air liur, sedia untuk ditelan. |
| Gizi Seimbang | Gizi yang mengandungi kesemua tujuh kelas makanan (karbohidrat, lipid, protein, vitamin, garam mineral, serat dan air) dalam kadar yang betul dan kuantiti yang seimbang. |
| Hempedu | Cecair yang dihasilkan oleh hati, disimpan di pundi hempedu, dan berfungsi untuk mengemulsikan lipid serta meneutralkan kim berasid di duodenum. |
| Kim | Makanan yang telah separa dicerna di dalam perut dan berbentuk separa cair. |
| Lakteal | Salur limfa di dalam vilus yang berfungsi untuk menyerap hasil pencernaan lipid (asid lemak dan gliserol) dan vitamin larut lemak (A, D, E, K). |
| Mikrovilus | Unjuran halus pada permukaan sel epitelium vilus yang menyediakan luas permukaan yang sangat besar untuk meningkatkan kadar penyerapan nutrien. |
| Pendeaminaan | Proses di dalam hati di mana asid amino yang berlebihan diuraikan untuk menjadi urea sebelum disingkirkan. |
| Pencernaan | Proses penguraian butiran makanan besar dan kompleks kepada butiran kecil yang ringkas dan terlarut supaya mudah diserap. |
| Pencernaan Fizikal | Pemecahan makanan secara mekanikal (contoh: mengunyah, peristalsis) untuk membentuk butiran yang kecil. |
| Pencernaan Kimia | Proses penguraian molekul kompleks menjadi molekul ringkas yang melibatkan tindakan enzim. |
| Pengemulsian | Proses pemecahan lipid kepada titisan-titisan halus oleh hempedu bagi menambahkan luas permukaan untuk tindakan enzim lipase. |
| Penyahtinjaan | Proses penyingkiran tinja dari badan melalui dubur. |
| Pepsin | Enzim aktif di dalam perut yang menghidrolisis protein kepada polipeptida. Ia diaktifkan daripada pepsinogen oleh asid hidroklorik. |
| Pepsinogen | Enzim tidak aktif yang dirembeskan oleh sel utama di dalam perut. |
| Peristalsis | Tindakan pengecutan dan pengenduran otot secara beritma di sepanjang salur alimentari untuk menolak makanan ke hadapan. |
| Sirosis Hati | Sejenis penyakit hati di mana sel-sel hati digantikan oleh sel-sel parut, yang boleh menyebabkan kegagalan fungsi hati. |
| Tinja | Sisa makanan tidak tercerna, sel mati, bakteria, dan bahan buangan yang berbentuk separa pepejal dan disingkirkan semasa penyahtinjaan. |
| Vilus | Unjuran-unjuran halus yang meliputi lapisan dalam ileum, berfungsi untuk meningkatkan luas permukaan bagi penyerapan nutrien. |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)
1. Soalan: Seorang individu didapati mengalami masalah di mana pankreasnya tidak dapat merembeskan jus pankreas ke dalam duodenum. Ramalkan kesan keadaan ini terhadap proses pencernaan karbohidrat, protein, dan lipid.
Jawapan: Jika jus pankreas tidak dirembeskan, pencernaan karbohidrat, protein, dan lipid akan terjejas dengan teruk. * Karbohidrat: Kanji tidak akan dihidrolisis kepada maltosa oleh amilase pankreas. Proses pencernaan karbohidrat akan menjadi tidak lengkap. * Protein: Polipeptida daripada perut tidak akan diuraikan kepada peptida yang lebih pendek oleh tripsin. Ini akan melambatkan dan mengganggu pencernaan protein. * Lipid: Pencernaan lipid akan paling terjejas kerana lipase pankreas adalah enzim utama yang menghidrolisis lipid kepada asid lemak dan gliserol. Tanpa enzim ini, penyerapan lemak akan menjadi sangat minimum. Secara keseluruhannya, individu tersebut akan mengalami malnutrisi kerana nutrien penting tidak dapat diuraikan kepada bentuk yang boleh diserap oleh badan.
2. Soalan: Pembedahan pintasan gaster mengecilkan saiz perut dan memintas sebahagian besar usus kecil. Terangkan mengapa individu yang menjalani pembedahan ini berisiko mengalami malnutrisi dalam jangka masa panjang.
Jawapan: Individu tersebut berisiko mengalami malnutrisi kerana dua sebab utama: * Pengurangan Pencernaan: Dengan saiz perut yang lebih kecil, pencernaan protein oleh pepsin menjadi kurang efisien. Memintas sebahagian besar usus kecil, terutamanya duodenum dan jejunum, bermakna makanan tidak akan bercampur secukupnya dengan hempedu dan enzim pankreas. Ini mengurangkan kecekapan pencernaan karbohidrat, protein, dan lipid. * Pengurangan Penyerapan: Usus kecil (terutamanya ileum) adalah tapak utama penyerapan nutrien. Dengan memintas sebahagian besarnya, luas permukaan untuk penyerapan nutrien tercerna (seperti glukosa, asid amino, asid lemak, vitamin, dan mineral) berkurangan secara drastik. Ini membawa kepada kekurangan nutrien penting dalam badan, iaitu malnutrisi.
3. Soalan: Terangkan bagaimana pengambilan buah-buahan dan sayur-sayuran yang kaya dengan serat boleh membantu dalam proses penyahtinjaan dan mengurangkan risiko kanser kolon.
Jawapan: Serat, yang kebanyakannya terdiri daripada selulosa, tidak dapat dicernakan oleh badan manusia. Fungsinya dalam penyahtinjaan adalah: * Merangsang Peristalsis: Serat menambah pukal (jisim) kepada tinja. Jisim yang lebih besar ini akan meregangkan dinding usus besar, seterusnya merangsang tindakan peristalsis (pengecutan otot). Pergerakan tinja menjadi lebih lancar dan cepat, justeru mengelakkan sembelit. * Menyingkirkan Bahan Toksik: Serat bertindak seperti span yang menyerap air dan juga bahan toksik atau karsinogenik (penyebab kanser) di dalam usus. Dengan mempercepatkan pergerakan tinja, masa pendedahan dinding kolon kepada bahan toksik ini dapat dikurangkan, sekaligus mengurangkan risiko kanser kolon.
4. Soalan: Seorang pelajar makan sekeping roti untuk sarapan. Huraikan proses kimia yang berlaku kepada kanji dalam roti tersebut dari mulut sehinggalah hasil akhirnya diserap di ileum.
Jawapan: 1. Di dalam mulut: Apabila roti dikunyah, ia bercampur dengan air liur yang mengandungi enzim amilase air liur. Enzim ini memulakan hidrolisis kanji kepada maltosa. (Kanji + air → maltosa). 2. Di dalam perut: Tindakan amilase air liur dihentikan oleh persekitaran yang sangat berasid (pH 1.5-2.0) akibat kehadiran asid hidroklorik. Tiada pencernaan kanji berlaku di perut. 3. Di dalam duodenum (usus kecil): Apabila kim yang mengandungi kanji memasuki duodenum, jus pankreas yang bersifat alkali dirembeskan. Amilase pankreas di dalam jus ini akan menghidrolisis baki kanji kepada maltosa. (Kanji + air → maltosa). 4. Di dalam ileum (usus kecil): Dinding ileum merembeskan jus usus yang mengandungi enzim maltase. Maltase akan melengkapkan pencernaan dengan menghidrolisis maltosa kepada molekul glukosa yang ringkas dan boleh diserap. (Maltosa + air → glukosa). Glukosa ini kemudiannya diserap melalui dinding ileum ke dalam kapilari darah.
5. Soalan: Dalam satu eksperimen untuk menentukan kandungan vitamin C, didapati jus oren yang disimpan pada suhu bilik memerlukan isi padu yang lebih banyak untuk melunturkan larutan DCPIP berbanding jus oren segar yang disimpan di dalam ais. Jelaskan mengapa.
Jawapan: Vitamin C (asid askorbik) adalah nutrien yang tidak stabil dan mudah merosot atau teroksida, terutamanya pada suhu yang lebih tinggi. * Jus Oren dalam Ais (Suhu Rendah): Suhu yang rendah melambatkan proses pengoksidaan vitamin C. Oleh itu, kepekatan vitamin C dalam jus kekal tinggi. Hanya sedikit isi padu jus diperlukan untuk melunturkan warna larutan DCPIP. * Jus Oren pada Suhu Bilik (Suhu Lebih Tinggi): Suhu yang lebih tinggi mempercepatkan kadar pengoksidaan vitamin C. Akibatnya, sebahagian besar vitamin C dalam jus telah merosot dan kepekatannya menjadi lebih rendah. Oleh itu, isi padu jus yang lebih banyak diperlukan untuk membekalkan jumlah vitamin C yang mencukupi bagi melunturkan larutan DCPIP.