Celluláris
Az emésztés közvetlenül a szájüregben kezdődik, mind a mechanikai, mind a kémiai emésztéssel. A mechanikus emésztés a szájüregben a tápláléknak a fogak által kisebb darabokra való őrléséből áll, ezt a folyamatot nevezzük rágásnak. A kémiai emésztés a szájban kisebb mértékű, de a nyálban található nyálamilázból (ptyalin vagy alfa-amiláz) és nyelvi lipázból áll. A nyálamiláz kémiailag azonos a hasnyálmirigy-amilázzal, és a keményítőt maltózzá és maltotriózzá emészti, 6,7 és 7,0 közötti pH-optimumon működik. A nyálban szintén megtalálható nyelvi lipáz hidrolizálja a trigliceridek észterkötéseit, hogy diaszilglicerineket és monoacilglicerineket képezzen. A szájüregben történő elégséges emésztés után a részben megemésztett táplálékot, vagyis a bólust a nyelőcsőbe nyelik le. A nyelőcsőben nem történik emésztés.
A nyelőcsövön való áthaladás után a bólus a gyomorba kerül, ahol mechanikai és kémiai emésztésen megy keresztül. A mechanikus emésztés a gyomorban a simaizomzat perisztaltikus összehúzódásain keresztül történik a fundusból az összehúzódott pylorus felé, amit propulziónak nevezünk. Amint a bólus a pylorus közelébe ér, az antrum feladata, hogy az anyagot erőteljes perisztaltikus összehúzódásokkal őrölje meg, amelyek a bólust a szorosan összeszűkült pylorushoz szorítják. Az antrum által végzett kavarás a táplálékrészecskék méretének csökkentésére szolgál, és ezt nevezzük őrlésnek. Csak a 2 mm-nél kisebb átmérőjű részecskék juthatnak át az összehúzódott pyloruson a nyombélbe. A bólus többi része visszatolódik a gyomor teste felé további mechanikai és kémiai emésztés céljából. A bólusnak a pylorusból a gyomortest felé történő visszahúzódását retropulziónak nevezzük, amely szintén a mechanikai emésztés elősegítését szolgálja. A kitolás, az őrlés és a retropulzió ezen sorozata addig ismétlődik, amíg a táplálékrészecskék elég kicsik nem lesznek ahhoz, hogy a pyloruson keresztül a nyombélbe jussanak. Az aktív emésztési folyamat során a pyloruson át nem nyomott összes zabot végül a gyomor erős perisztaltikus összehúzódásainak sorozatával az elernyedt pyloruson keresztül a nyombélbe söpörjük. Ez az aktivitás az emésztés közötti fázisban történik, az úgynevezett vándorló motoros komplexek (MMC-k), amelyek feladata a bólus aborális mozgatása a stagnálás és a baktériumok felhalmozódásának megakadályozása érdekében.
A gyomorban jelentős kémiai emésztés zajlik. A gyomornyálkahártyában kétféle mirigy létezik, amelyek segítik a kémiai emésztést: az oxyntikus mirigyek és a pylorikus mirigyek. Az oxyntikus mirigyek a gyomor testében helyezkednek el, és parietális sejteket és fősejteket tartalmaznak. A parietális sejtek sósavat választanak ki, amely körülbelül 160 mmol/l koncentrációjú és 0,8 pH-értékű. A parietális sejtek által szekretált sósav három fő funkciót lát el: 1) ellenséges környezetet teremt a szájon át bevitt patogén mikroorganizmusok számára, 2) denaturálja a fehérjéket és hozzáférhetőbbé teszi őket a pepszin enzimatikus lebontása számára, valamint 3) aktiválja a zimogén pepszinogént aktív formájává, pepszinné. A parietális sejtek egy intrinsic factor nevű anyagot is kiválasztanak, amely a B12-vitamin felszívódásához szükséges a terminális ileumban. Az oxyntikus mirigyek szintén tartalmaznak fősejteket, amelyek a zimogén pepszinogént választják ki. A pepszinogén a pepszin nevű proteolitikus enzim előanyaga, amelyet a gyomor savas pH-ja (3,5 alatt) vagy maga a pepszin által végzett autoaktiválás révén kell pepszinné aktiválni. A pepszin ezután a fehérjék belső peptidkötéseire hat a 2-3 közötti optimális pH-n. A pylorus mirigyek a gyomor antrumában találhatók, és nyálkasejteket és G-sejteket tartalmaznak. A nyálkasejtek bikarbonátban gazdag nyálkát választanak ki a gyomornyálkahártya felszínére, hogy megvédjék azt a gyomor savas tartalmától. A G-sejtek gasztrint választanak ki, egy hormont, amely endokrin módon serkenti a sósav kiválasztását a parietális sejtek által. A szénhidrátok emésztése nem történik a gyomorban.
A kémiai emésztés nagy része a vékonybélben történik. A gyomorból az emésztett zabkása a pyloruson keresztül a duodenumba jut. Itt a chyme keveredik a hasnyálmirigyből és a duodenumból származó váladékkal. Kisebb mértékben még mindig történik mechanikus emésztés is. A hasnyálmirigy számos emésztőenzimet termel, többek között pankreász amilázt, pankreász lipázt, tripszinogént, kimotripszinogént, prokarboxi-peptidázt és proelasztázt. Ezek az enzimek elkülönülnek a gyomor savas környezetétől, és optimálisan működnek a vékonybél lúgosabb környezetében, ahol a pH a hasnyálmirigy által szekretált bikarbonátnak köszönhetően 6 és 7 között mozog. A hasnyálmirigy-amiláz a nyál-amilázhoz hasonlóan a keményítő maltózzá és maltotriózzá történő emésztését végzi. A hasnyálmirigy által egy fontos koenzimmel, a kolipázzal együtt szekretált hasnyálmirigy-lipáz a trigliceridekben lévő észterkötések hidrolízisét végzi diaszilglicerin és monoacilglicerin formájában. A tripszinogén, a kimotripszinogén, a prokarboxi-peptidáz és a proelasztáz mind az aktív peptidázok előfutárai. A hasnyálmirigy nem szekretálja a peptidázok aktív formáját; ellenkező esetben autodigesztáció léphetne fel, mint ahogyan az hasnyálmirigy-gyulladásban is történik. Ehelyett a tripszinogén, a kimotripszinogén, a prokarboxi-peptidáz és a proelasztáz átalakul tripszinné, kimotripszinné, karboxi-peptidázzá, illetve elasztázzá. Ez az átalakulás úgy történik, hogy az enterokináz, egy duodenális enzim, a tripszinogént tripszinné alakítja át. A tripszin ezután a kimotripszinogént, a prokarboxi-peptidázt és a proelasztázt képes aktív formájukká alakítani. A tripszin, a kimotripszin és az elasztáz mind endopeptidázok, amelyek a fehérjék belső peptidkötéseit hidrolizálják, míg a karboxipeptidázok exopeptidázok, amelyek a fehérjék terminális peptidkötéseit hidrolizálják. Ezek a hasnyálmirigy-zimogének a hasnyálmirigyet a (Wirsung-féle) fő hasnyálmirigy-járaton keresztül hagyják el, majd a Vater-ampullát alkotó közös epevezetékhez csatlakoznak, és a nagy duodenális papillán keresztül a duodenum leszálló szakaszába ürülnek. A közös epevezeték a májban keletkezett és az epehólyagban tárolt epét szállítja. Az epe epesók, koleszterin, zsírsavak, bilirubin és elektrolitok keverékét tartalmazza, amelyek segítenek emulgeálni a hidrofób lipideket a vékonybélben, ami szükséges a hasnyálmirigy lipáz hozzáféréséhez és működéséhez, amely hidrofil.
A nyombélben egy aktivációs kaszkád következik be, amely a nyombél által termelt enterokinázzal kezdődik, amely a tripszinogént tripszinné aktiválja, és a tripszin aktiválja a többi hasnyálmirigy-peptidázt. Fontos, hogy a duodenum számos emésztőenzimhez, például diszacharidázokhoz és dipeptidázhoz is hozzájárul. A diszacharidázok közé tartozik a maltáz, a laktáz és a szukráz. A maltáz a maltózban lévő glikozidos kötést hasítja, két glükóz-monomert előállítva, a laktáz a laktózban lévő glikozidos kötést hasítja, glükózt és galaktózt előállítva, a szukráz pedig a szacharózban lévő glikozidos kötést hasítja, glükózt és fruktózt előállítva. A dipeptidáz a dipeptidekben lévő peptidkötést hasítja. Ekkorra a száj, a gyomor és a vékonybél a zsírt trigliceridek formájában zsírsavakra és monoacilglicerinre, a szénhidrátot keményítő és diszacharidok formájában monoszacharidokra, a nagy fehérjéket pedig aminosavakra és oligopeptidekre bontotta. Így az emésztési folyamat a makrotápanyagokat olyan formákká alakította át, amelyek felszívódnak a véráramba a testi felhasználás céljából.