Tyndtarmens indre overflade ligger i store folder (plicae), som på sig har milliarder af en slags mikroskopiske ’fingre’, der hedder villi. Disse villi har celler (epitelet) med en overflade med endnu mindre ’fingre’ eller ’hår’-lignende strukturer på sig, kaldet mikrovilli. Tyktarmen har derimod ikke samme omfang af folder og fingre, og dens epitelceller er relativt glatte.
Fordøjelsen
Føden indeholder næringsstoffer, der for det meste er utilgængelige for kroppen før fordøjelse, da de optræder fx i form af makromolekyler eller mineraler, der er koblet til andre molekyler. Makromolekylerne skal nedbrydes til mindre enheder og mineralerne skal i nogle tilfælde frigives. Fordøjelseskanalen tjener til at nedbryde maden, optage maden i kroppen og til sidst udstøde resterne.
Mad bliver fordøjet både kemisk vha. enzymer og opløsningsstoffer (såsom vand og syre) og mekanisk af fx tænder og muskler i mavesækken og tarmen.
Munden
Fordøjelsen starter allerede i munden. Der bider tænderne maden i mindre stykker, mens spytkirtlerne udleder en enzymholdig væske. Denne væske indeholder enkelte fordøjelsesenzymer, såsom α-amylase, der nedbryder α-(1,4)-glykosidbindinger, som holder glukosemolekylerne sammen i stivelse (den overvejende kulhydratkilde for mennesker).
Mavesækken
Maden føres videre ind i spiserøret og ned i mavesækken. I mavesækken produceres der saltsyre (HCl), som giver en lav pH på omkring 2. Det sure miljø denaturerer proteiner (får dem til at folde sig ud), så de kan angribes af proteaser. Disse findes i mavesækken som proenzymer (enzymer, der efter spaltning bliver aktive), hvoraf et eksempel er pepsinogen. Dette proenzym aktiveres af HCl og omdanne herved til pepsin. Fælles for proteaser er, at de spalter proteiner på bestemte steder. Pepsin spalter fx ved aromatiske aminosyrer (tryptofan, tyrosin og phenylalanin). Enzymet gastrisk lipase, som delvist spalter fedtstoffer, er også til stede. Den lave pH hjælper desuden til at dræbe de fleste mikroorganismer i føden, da de ikke kan tåle syrebehandling.
Saltsyreproduktionen er grundigt reguleret ved, at der er kemoreceptorer, som kan registrere kemien i maden og strækreceptorer, som reagerer på, hvor meget mavesækken er udspilet. Ved tilstedeværelsen af føde gives der nervesignaler til udsendelse af hormoner fra lokale celler, som så kan tænde eller slukke for saltsyreproduktionen.
Tyndtarmen
Efter behandling af føden i mavesækken føres madklumpen (chymus) videre til tolvfingertarmen (duodenum), som udgør det første stykke af tyndtarmen. Her segmenteres og blandes madklumpen vha. muskler i tarmen. Der tilføres væsker fra tarmepitelet, bugspytkirtlen og galdeblæren for at hjælpe med fordøjelsen og absorptionen af maden. Desuden neutraliserer disse væsker saltsyren, så den ikke skader tarmvæggen, der ikke kan tåle syre. Når madklumpen er blevet behandlet med fordøjelsessekreter, kan tarmen optage de nedbrudte næringsstoffer gennem tarmepitelet. Herfra føres stofferne via blodet videre til leveren, som spiller en stor rolle i reguleringen af særligt sukkerniveauerne i blodet.
Hjælpeorganerne
Bugspytkirtlen har to funktioner – en endokrin og en exokrin funktion. De endokrine celler producerer hormoner som fx insulin og glukagon, der regulerer blodsukkeret (se også artiklen ”Blodsukkerregulering og diabetes”). De producerer også andre hormoner, som styrer mæthedsfornemmelsen og giver signaler til igangsættelse eller standsning af fordøjelsesmekanismerne. Den exokrine funktion har med fordøjelsen at gøre. De exokrine celler udskiller en væske med bicarbonat, som neutraliserer pH i madklumpen fra mavesækken, og fordøjelsesenzymer, som især nedbryder proteiner og fedtstoffer.
Til tolvfingertarmen udskilles galde, som produceres i leveren og sendes til galdeblæren, hvor den bliver oplagret og koncentreret. Galde består især af galdesyrer og galdesalte, som hjælper til nedbrydning og absorption af fedtstoffer og andre fedtopløselige stoffer såsom nogle af vitaminerne. Galdesalte kan emulgere fedt, dvs. opdele fedtet i mindre fedtdråber, så det nærmest “opløses” og så de kan lægge sig helt op ad tarmenvæggen og afgive sit indhold til blodet eller lymfen. Denne egenskab ved galdesalte og syrer skyldes, at de har en vandelskende (hydrofil) ende, som binder til vand og en vandskyende (hydrofob) ende, som binder til fedt. Denne emulgering af fedtet gør, at enzymer kan angribe og nedbryde fedtet, hvorefter fedtet kan absorberes over tarmvæggen.
Gennem dannelsen af galde, taber kroppen også mindre mængder cholesterol. Galdesalte og galdesyrer produceres nemlig ud fra kolesterol, og galden indeholder også en vis mængde fri kolesterol. Forskellen mellem galdesalte og galdesyrer er deres opløselighed. Galdesyrer er neutralt ladede mens galdesalte har smidt en proton og er derfor negativt ladede. Størstedelen af galden, som leveren secernerer ud i tarmene, er konjugerede galdesalte. Konjugering er binding af galden til en ekstremt hydrofil (vandopløselig) gruppe, fx taurin eller sulfat. Galdesalte er som sagt negativt ladede og sammen med konjugeringen, bliver stofferne meget vandopløselige. Det gør dem gode til at opholde sig både i fedt og i vand, hvilket også er deres rolle i fedtoptagelsen, nemlig lige i området mellem fedtdråben og vandet omkring. Her hjælper de lipaser, så fedtkomponenterne kan blive optaget. Efter de har gjort deres job kan de ukonjugerede galdesalte binde til en proton og blive til en galdesyrer, hvorved de passivt kan bevæge sig igennem væggen i tyktarmen. De konjugerede galdesalte skal derimod længere ned i tarmene, hvor størstedelen bliver optaget af en receptor i slutningen af tyndtarmen, da galden ikke passivt kan bevæge sig igennem lipidmembranerne i tarmvæggen. Den smule af galden, som ikke optages i tyndtarmene, kan bakterierne i tyktarmen først dekonjugere og dernæst dehydroxylere (fjerne en OH gruppe), så molekylerne gøres lipofile. Sidste trin omdanner galden til sekundære galdesyrer. Disse kan så enten passivt blive optaget i tarmene eller blive udskilt fra kroppen som en del af fæces.
Al galden, som bliver optaget i tarmene både passivt og aktivt, sendes til leveren igen, hvor den på ny kan indgå i fedtoptagelsen. Dette kaldes den enterohepatiske cirkulation af galde (kommer fra entero og hepato, som betyder henholdsvis tarm og lever). Bakterierne i tarmene spiller derfor en vigtig rolle i at sikre at kroppen udnytter og ikke taber en masse energi i form af cholesterol, da det er en dyr energikilde at smide ud med fæces.
Tyktarmen
Når den fordøjelige del af maden er absorberet i tyndtarmen sendes madklumpen videre. Nu er den en vandholdig blanding med ufordøjelige stoffer såsom fibre. Mange af disse fibre bliver nedbrudt og brugt som energikilde af mikrobiotaen (tarmfloraen), der er essentiel for tarmens funktion (læs også artiklen ”Mavetarmsystemet”). Tyktarmens største rolle er at få madklumpen til at have den rigtige konsistens, og der suges ca. 90-95 % af vandindholdet ud af madklumpen. Denne reabsorbtion af vand og salte i tyktarmen er vigtigt, for at kroppen ikke mister en masse vand og ioner. For eksempel kan diarré være dødeligt, fordi man dehydrerer, og det er faktisk den næsthyppigste dødsårsag blandt børn i verden. Derudover er tyktarmen også det sted, hvor bestemte vitaminer optages, såsom vitamin K og adskillige B-vitaminer. Madklumpen passerer langsomt tyktarmen i løbet af 12-70 timer og føres videre til endetarmen, som til sidst udstøder madklumpen som fæces.
