Makanan & sistem pencernaan
Perjalanan makanan dari mulut sampai usus, dan zat gizi yang dibutuhkan tubuh.
Jenjang yang disarankan: SD, SMP, SMA, kuliah.
Penjelasan untuk SD
Makanan memberi kita tenaga untuk bermain dan belajar, juga bahan untuk tumbuh. Tetapi tubuh tidak bisa langsung memakai nasi atau ikan yang kita makan. Makanan harus dihancurkan dulu menjadi bagian yang sangat kecil. Proses ini disebut pencernaan.
Perjalanan makanan di dalam tubuh:
- Mulut: gigi mengunyah, air liur membasahi, dan lidah membantu menelan.
- Kerongkongan: saluran yang mendorong makanan turun ke lambung.
- Lambung: meremas dan mengaduk makanan dengan cairan lambung sampai lembut seperti bubur.
- Usus halus: sari makanan diserap masuk ke dalam tubuh.
- Usus besar: air diserap, dan sisa makanan menjadi tinja.
- Anus: tempat keluarnya sisa makanan.
Tubuh butuh makanan bergizi seimbang: nasi, jagung, atau ubi untuk tenaga; ikan, telur, tempe, atau tahu untuk tumbuh; sayur dan buah untuk vitamin, mineral, dan serat. Serat dan air putih membantu kita buang air besar dengan lancar.
Pencernaan dimulai dari mulut, jadi rawat gigimu dengan menyikat gigi setiap pagi dan sebelum tidur.
Poin kunci
- Pencernaan menghancurkan makanan menjadi bagian kecil yang bisa dipakai tubuh.
- Urutannya: mulut → kerongkongan → lambung → usus halus → usus besar → anus.
- Sari makanan diserap di usus halus.
- Makan bergizi seimbang, minum air putih, dan sikat gigi.
Aktivitas
Tulis semua makanan dan minumanmu kemarin. Kelompokkan menurut Isi Piringku: makanan pokok, lauk pauk, sayur, dan buah. Kelompok mana yang masih kurang?
Penjelasan untuk SMP
Makanan mengandung zat gizi: karbohidrat (sumber energi utama), protein (bahan pembangun dan pengganti sel), lemak (cadangan energi dan pelarut vitamin A, D, E, K), vitamin dan mineral (pengatur proses tubuh), serta air. Serat tidak dicerna manusia, tetapi membantu kerja usus.
Pencernaan terjadi dua cara:
- Mekanik: memotong dan menghancurkan makanan, misalnya dengan gigi dan gerakan lambung.
- Kimiawi: memecah molekul besar menjadi molekul kecil dengan bantuan enzim.
Saluran pencernaan manusia:
- Mulut: enzim amilase ludah mulai memecah amilum (pati) menjadi gula yang lebih sederhana.
- Kerongkongan: makanan didorong oleh gerak meremas yang disebut peristaltik.
- Lambung: asam klorida (HCl) membunuh sebagian kuman dan membantu mengaktifkan pepsin, enzim pemecah protein.
- Usus halus: sebagian besar pencernaan kimiawi dan penyerapan terjadi di sini. Hati menghasilkan empedu yang mengemulsikan lemak, dan pankreas mengirim enzim amilase, tripsin, dan lipase. Dinding usus halus berlipat dengan jutaan jonjot usus (vili) sehingga permukaan penyerapannya sangat luas.
- Usus besar: menyerap air dan garam; bakteri usus membantu menguraikan sisa makanan dan menghasilkan vitamin K.
Kelenjar ludah, hati, dan pankreas disebut kelenjar pencernaan karena menghasilkan cairan yang dialirkan ke saluran pencernaan.
Gangguan yang sering terjadi: diare (sering karena makanan atau air tercemar kuman), sembelit karena kurang serat dan air, dan radang lambung (gastritis). Kekurangan gizi dalam waktu lama pada anak dapat menyebabkan stunting, yaitu tubuh lebih pendek dari standar umurnya disertai gangguan perkembangan.
Poin kunci
- Zat gizi: karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan air.
- Pencernaan mekanik menghancurkan; pencernaan kimiawi memakai enzim.
- Sebagian besar pencernaan kimiawi dan penyerapan terjadi di usus halus.
- Empedu mengemulsikan lemak, tetapi bukan enzim.
Aktivitas
Uji makanan (dengan pengawasan guru): tetesi nasi dan roti dengan lugol (amilum → biru kehitaman), panaskan larutan gula dengan Benedict (gula pereduksi → hijau hingga merah bata), tetesi putih telur dengan biuret (protein → ungu), dan gosokkan kacang ke kertas buram (lemak → bercak transparan).
Penjelasan untuk SMA
Pencernaan kimiawi adalah reaksi hidrolisis: molekul besar dipecah dengan menambahkan air, dikatalisis enzim yang spesifik untuk substratnya.
- Karbohidrat: amilase ludah dan pankreas memecah amilum menjadi maltosa; enzim di membran sel epitel usus (maltase, sukrase, laktase) menghasilkan monosakarida seperti glukosa.
- Protein: pepsin bekerja di lambung pada pH sekitar 2. Di usus halus, tripsinogen dari pankreas diaktifkan enterokinase menjadi tripsin, yang lalu mengaktifkan enzim protease lain. Peptidase memecah peptida menjadi asam amino.
- Lemak: garam empedu mengemulsikan lemak menjadi butiran kecil sehingga lipase pankreas bekerja lebih efektif. Hasilnya asam lemak dan monogliserida.
Glukosa dan asam amino diserap ke kapiler darah vili, lalu dibawa vena porta ke hati. Hasil pencernaan lemak dirakit ulang menjadi trigliserida dalam sel epitel, dikemas sebagai kilomikron, dan masuk ke pembuluh kil (lakteal), yaitu bagian sistem limfa.
Kerja saluran cerna diatur saraf dan hormon. Gastrin merangsang sekresi asam lambung; sekretin merangsang pankreas melepas bikarbonat untuk menetralkan kimus asam; kolesistokinin (CCK) merangsang kantong empedu berkontraksi dan pankreas melepas enzim.
Hewan memiliki adaptasi pencernaan berbeda. Ruminansia seperti sapi dan kambing memiliki lambung empat ruang (rumen, retikulum, omasum, abomasum); di rumen, mikroba memfermentasi selulosa. Banyak orang dewasa di Asia mengalami intoleransi laktosa karena produksi laktase menurun setelah masa kanak-kanak.
Poin kunci
- Pencernaan kimiawi = hidrolisis yang dikatalisis enzim spesifik.
- Glukosa dan asam amino → kapiler darah → vena porta → hati; lemak → lakteal (limfa).
- Gastrin, sekretin, dan CCK mengatur sekresi lambung, pankreas, dan empedu.
- Ruminansia mengandalkan fermentasi mikroba untuk mencerna selulosa.
Aktivitas
Campurkan larutan amilum dengan ludah yang diencerkan pada suhu 5 °C, 37 °C, dan 80 °C. Uji dengan lugol setiap 2 menit dan catat kapan warna biru hilang. Jelaskan hasilnya dengan konsep kerja enzim.
Penjelasan untuk kuliah
Penyerapan di usus halus bergantung pada transpor membran epitel. Glukosa dan galaktosa masuk ke enterosit bersama Na⁺ melalui kotransporter SGLT1; gradien Na⁺ dijaga pompa Na⁺/K⁺-ATPase di membran basolateral. Fruktosa masuk lewat GLUT5, lalu monosakarida keluar ke darah terutama lewat GLUT2. Lipatan mukosa, vili, dan mikrovili memperluas permukaan penyerapan berkali-kali lipat.
Pengaturan pencernaan dibagi menjadi fase sefalik (dipicu melihat atau mencium makanan melalui saraf vagus), fase lambung, dan fase usus. Sistem saraf enterik di dinding saluran cerna dapat mengatur gerak peristaltik dan sekresi secara lokal, dan berkomunikasi dua arah dengan otak.
Mikrobiota usus besar memfermentasi serat yang tidak tercerna menjadi asam lemak rantai pendek (misalnya butirat), sumber energi penting bagi sel epitel kolon. Hubungan mikrobiota dengan kesehatan inang sedang diteliti secara intensif; banyak temuan masih berupa korelasi, sehingga klaim sebab-akibat perlu dibaca dengan hati-hati.
Secara komparatif, fermentasi mikroba terjadi di lambung depan (ruminansia dan monyet colobine seperti bekantan) atau di sekum dan kolon (kuda, kelinci). Bekantan memiliki lambung bersekat berisi bakteri pencerna selulosa, dan pernah teramati memuntahkan lalu mengunyah ulang makanannya. Panjang usus relatif cenderung lebih besar pada herbivora dibanding karnivora, meski dipengaruhi pula ukuran tubuh dan filogeni.
Dalam kesehatan masyarakat, Indonesia menghadapi beban ganda malnutrisi: stunting dan kekurangan zat gizi mikro berdampingan dengan meningkatnya kelebihan berat badan. Analisis gizi memerlukan data asupan, antropometri, dan status infeksi, karena diare berulang pun dapat mengganggu penyerapan zat gizi.
Poin kunci
- SGLT1, GLUT5, dan GLUT2 menjelaskan penyerapan monosakarida.
- Pengaturan pencernaan melibatkan fase sefalik, lambung, dan usus serta sistem saraf enterik.
- Fermentasi mikroba bisa terjadi di lambung depan atau di sekum dan kolon.
- Banyak temuan mikrobiota masih korelasional.
Aktivitas
Bandingkan struktur saluran pencernaan satu herbivora, satu karnivora, dan satu omnivora dari literatur. Hubungkan perbedaannya dengan makanan dan fermentasi mikroba, lalu sebutkan faktor lain yang dapat mengacaukan perbandingan (ukuran tubuh, kekerabatan).