Anyagcsere, táplálkozás amőba tengeri szivacs májmétely földigiliszta 1
A tápcsatornáról általánosságban GASTROINTESTINALIS RENDSZER 1. Halálozás vezető oka (egész világ) 2. A legnagyobb felület a test és a külvilág között 3. A legnagyobb immunszerv: specifikus ellenanyagok, keringő cytokinek termelésének serkentése (máj) 4. A vesetubulusok szekréciósreabszorpciós jellemzőivel rendelkező szerv 5. Pacemaker-aktivitással rendelkező szerv 6. Saját idegrendszerrel rendelkezik, amely képes a funkciók biztosítására a CNS (=KIR) nélkül 7. A legnagyobb endokrin szerv, amely minden más endokrin szervnél több hormont termel. 2
A tápcsatorna feladatai Mechanikai (keverő, továbbító, tároló, aprító) funkció Kémiailag lebontó (enzymek) működés Felszívás a fentiek térben és időben való koordinálása vs. Az elfogyasztott táplálék összetétele változatos, ezt is össze kell hangolni a fentiekkel. Központi idegrendszer Enterális idegrendszer Gastrointestinalis hormonok Nyálelválasztás Rágás Nyelés Székelés Tápcsatorna lokális történései (kémiai és/vagy mechanikai ingerek) A gastrointestinalis rendszer keresztmetszete savós hártya hosszanti izomréteg Auerbach-plexus körkörös izomréteg Meissner-plexus nyálkahártya 3
A GIT SIMAIZOMSEJTEK ELEKTROMOS TULAJDONSÁGAI - a simaizomsejtek réskapcsolattal ( gap junction ) állnak összeköttetésben - mérsékelten negatív nyugalmi membránpotenciál, oszcillációk - mesenchymális eredetű pacemaker sejtek (Cajal-féle intersticiális sejtek, ICC) membránpotenciál (millivolt) lassú hullámok nyugalom akciós potenciálok ACh, feszülés depolarizáció BER: Basic Electrical Rhythm (lassú hullámok) pacemaker sejtek generálják, simaizomsejtek továbbítják. Akciós potenciál (sorozatok) a lassú hullámok csúcsán. Az AP alatt Ca beáramlás történik. Noradrenalin hyperpolarizáció másodperc A GI SIMAIZOM MOTOROS AKTIVITÁSA 1.Izomkontrakció csak az AP megjelenésekor történik 2.Az AP (sorozat) gyakoriságát a lassú hullámok frekvenciája szabja meg 3.A kontrakciók ereje az AP sorozat frekvenciájától függ membránpotenciál (mv) lassú hullám akciós potenciál küszöbérték az izomösszehúzódás ereje idő 4
A Cajal-féle intersticiális sejtek rendszere interstitialis sejthálózat a pacemaker régióban lassú hullámok terjedése az ICC hálózatban I. II. Pacemaker sejtek spontán aktivációja lassú hullámok elektrotónusos vezetése simaizomsejt intramuscularis ICC III. depolarizáció és az L-tipusú Ca-csatornák aktivációja enteralis motoneuron simaizomsejtek közti réskapcsolat IV. Az ICC-hez menő neurális bemenet a simaizmokhoz kerül és szabályozza a lassú hullámokra adott választ lassú hullámok ICC tenyészetben lassú hullámok intakt jejunumban 10 sec. 5 sec. 5 sec. 5
hosszanti simaizom Az enterális idegrendszer reflexívei ACh interneuronok gátló effektorneuron serkentő effektorneuron - primer szenzoros neuron + körkörös simaizom MIGRÁLÓ MYOELEKTROMOS KOMPLEX (MMC) 1. Elektromos és motoros aktivitás éhezés (interdigestiv fázis) során 2. 3-5 perces aktív periódusok követik egymást kb. 1,5 órás szünetekkel 3. Az aktivitás a gyomorból indul ki és caudalis irányba terjed I. szakasz: nincs AP és motoros aktivitás II. szakasz: szabálytalan AP és motoros aktivitás III. szakasz: szabályos AP és kontrakciók IV: szakasz: aktivitás megszűnése az MMC fázisai gyomor terjedési sebesség: 5cm/perc ileum kb. 90 perc Az MMC visszatérése 6
A GI RENDSZER MOTILITÁSTÍPUSAI 1. Tónusos kontrakció, relaxációs periódusokkal: sphincterek 2. Szegmentáló mozgások 3. Perisztaltikus mozgások (orális/aborális) Szájüreg és fogak 7
A szájüreg baktériumflórája Streptococcus salivarius Streptococcus mutans Staphylococcus haemolyticus Enterococcus faecalis A NYÁL FUNKCIÓI, NYÁLMIRIGYEK Emésztés (amiláz, lipáz) Kiválasztás (idegen anyagok, vírusok) Mucosa védelme Bacteriostaticus működés Kenés, nedvesítés, oldás, higítás Ízérzés Alkalikus ph (friss nyál) gl. parotis gl. sublingualis gl.submandibularis 8
NYÁLSZEKRÉCIÓ Az acinus és ductus sejtek együttes működése. Acinus sejt Acinus: Primer szekrétum IZOTONIÁS Intercalaris ductus Ductus: Szekunder szekrétum HIPOTONIÁS Myoepithel sejt A NYÁLSZEKRÉCIÓ MECHANIZMUSA H 2 O Na-mentés Alkalinizáció 2 K ~ + 3 Na + Na + Na + 2 Cl - Cl - K + H 2 O ACINUS ALD Na + Cl - Na + Na + H 2 O Nincs visszaszívás: A nyál hypotoniás lesz DUCTUS H + H + Cl - K + HCO3-9
A NYÁL ÖSSZETÉTELE FÜGG A SZEKRÉCIÓS RÁTÁTÓL NYÁL PLAZMA Koncentráció (mm/l) Áramlás (ml/min) Szerves komponensek: enzimek (lipáz, amiláz), mucus, IgA, lizozimek, lactoferrin, EGF (epidermal growth factor) Rágás Íz, szag Feltételes reflex Hányinger Sympathicus: Kis volumen, viszkozus Vazokonstrikció Th1-3 Sup. Cerv. Ggl. A NYÁLSZEKRÉCIÓ SZABÁLYOZÁSA α1 NA Kinin Kallikrein β1 NA α1 Medulla: salivatoros magok NO Vazodiláció VIP camp Ach Parasympathicus (IX, VII) M IP3/Ca Parasympathicus: Nagy volumen, szerozus Atropin Szekréció Myoepith. kontrakció Proliferáció NA nem serkenti a proliferációt 10
1. metszőfog szemfog 2.metszőfog 1.kisőrlő 2.kisőrlő 1.nagyőrlő 2.nagyőrlő 3.nagyőrlő (bölcsességfog) Felnőtt fogak 32 db korona zománc dentin pulpa fogíny cement gyökér csont erek idegek A fogak felépítése Hydroxyapatit Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Fluoroapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 F Caries: savak oldják a zománcot (táplálék, baktérium) Megelőzés: Táplálkozás (könnyen bomló cukrok kerülése, ritkább étkezés,fluorid) Sialin (genetikai tényezők, nyál ph, védő protein) Fogmosás/fogselyem (lepedék mechanikai eltávolítása) Xylit (édesítőszerek) Barázdazárás (fogászati beavatkozás) xilit 11
Tejfogak Felső fogsor középső metszőfog oldalsó metszőfog szemfog első kisőrlő második kisőrlő 20 db Alsó fogsor második kisőrlő első kisőrlő szemfog oldalső metszőfog középső metszőfog A NYELV A világrekord: 10.1cm 12
Táplálékfelvétel SZOPÁS (veleszületett agytörzsi reflex) RÁGÁS (masticatio fogak, nyelv, bucca, nyállal keverés, bolus formálása) A rágás hiánya nem teszi lehetetlenné a táplálkozást, de az emésztés és a felszívódás idejét megnyújtja, a gyomor nyálkahártyája károsodhat. Beidegzés: n. trigeminus, ramus masticatorius m. temporalis m. masseter mm. pterygoidei Unilaterális nyújtási reflex: A száj nyitása aktiválja az izomreceptorokat állkapocs felemelkedik A száj NYH receptorok aktiválása gátolja a nyújtási reflexet: állkapocs leereszkedik HARAPÁS A NYELÉS (DEGLUTITIO) 1. Akaratlagos fázis: szájüreg garat 2. Garati (pharingeális) fázis Reflexes működés 3. Nyelőcsövi (oesophageális) fázis} Alapelvek: A nyugalomban nyitott nyílásokat el kell zárni (aspiráció veszélye) A nyugalomban zárt nyílást (oesophagus felső sphincter, UES) meg kell nyitni. A perisztaltikus hullám a garatból indul ki. A garat és az oesophagus felső harmada HCS izmot tartalmaz A GI traktus felső részén a perisztaltikus mozgásokat szomatikus idegek irányítják: nervus trigeminus, glossopharyngeus, vagus és hypoglossus Zárt! UES 18 13
A NYELÉS FOLYAMATA Lágy szájpad A felső garatizmok kontrakciója A középső és az alsó garatizmok kontrakciója UES relaxál Nyelv Felső oesophagus sphincter (UES) A gége felemelkedik, az epiglottis hátrabillen V. IX/X. V., XII. IX/X. A NYELŐCSŐ híd-nyúltvelő átm.: agyidegek szenzoros és motoros magjai Primér perisztaltika: A garat reflexes kontrakciója átterjed az oesophagusra Szekunder perisztaltika: Az oesophagusban maradt táplálék által kiváltott mechanikai inger váltja ki az újabb kontrakciót 14
NYOMÁSVÁLTOZÁSOK AZ OESOPHAGUSBAN A NYELÉS SORÁN - OESOPHAGUS MANOMETRIA Felső sphincter UES Nyugalom Nyelés Thorakális szakasz Diaphragma Alsó sphincter LES Abdominális szakasz A gyomor felépítése 15
GYOMORSZEKRÉCIÓ 2-3 l/nap Összetevői: Komponens Forrás Lumen Mirigy HCl Intrinsic factor Pepsin Mucus HCO3 - Parietalis sejt Parietalis sejt Fősejt Felszini mucus sejt Felszini mucus sejt Mucoid nyaksejt Fősejt Parietalis sejt Muscularis mucosa Oxynthicus area PARIETALIS SEJT A parietalis sejt morfológiai átalakulása: NYUGALOM SZEKRÉCIÓ 16
A SAVSZEKRÉCIÓ MECHANIZMUSA Vér Parietális sejt Lumen Cl - Cl - HCO 3 - HCO 3 - { CO 2 + OH - H + ATP -SH H + Omeprazol Szénsavanhidráz H 2 O K + K + A SZEKRÉCIÓS RÁTA HATÁSA A HCl-KONCENTRÁCIÓRA Koncentráció (mm/l) Kicsi Közepes Nagy Szekréciós ráta 17
MUCOSALIS BARRIER Mucosalis barrier károsodása: - ulcus - perforáció ph~7 ph~7 Mucusgél Mucuscsepp ph ~ 2 Epithelsejt A PGE2 szintézisének gátlása károsítja a mucosalis barriert. PGE2 Kapilláris A GYOMORSZEKRÉCIÓ SERKENTÉSE ÉS GÁTLÁSA VAGUS Atropin Ach Gastrin Histamin M CCK-B H2 Parietalis sejt IP3/Ca potenciáció camp HCl ECL sejt Cimetidin Somatostatin PGE2 EGF 18
GYOMORSZEKRÉCIÓ SZABÁLYOZÁSA: 1. CEPHALICUS FÁZIS Feltételes reflexek Íz, szag Rágás Nyelés Hypoglycaemia A teljes szekréció 30 %-a. X. Ach Ach Ach GRP H + GASTRIN GYOMORSZEKRÉCIÓ SZABÁLYOZÁSA: 2. GASTRICUS FÁZIS X. A teljes szekréció 70 %-a. Disztenzió H + Aminosav GASTRIN 19
SOMATOSTATIN-GASTRIN INTERAKCIÓ X. ph 4 alatt a gastrinszekréció progresszív gátlás alá kerül. Ach Ach Vér Gastrin GRP Ach Somatostatin Lumen Aminosav H + GYOMORSZEKRÉCIÓ SZABÁLYOZÁSA: 3. INTESTINALIS FÁZIS Duodenalis gastrin Felszívott aminosavak MUCINSZEKRÉCIÓ SZABÁLYOZÁSA Vagus serkenti PEPSIN Pepsinogen (I és II) pepsin átalakulást serkenti - Alacsony ph (<5) - Pepsin A pepsin szekrécióját serkenti - Vagus ( Ach) - Alacsony ph - Secretin 20
GYOMORSZEKRÉCIÓ SERKENTÉSÉNEK FÁZISAI Rágás, nyelés etc. Disztenzió Vago-vagalis reflex Lokális reflex Vagus GRP Ach-sejt Ach Histamin Emésztett protein G-sejt Gastrin Emésztett protein Intest. G-sejt GYOMORSZEKRÉCIÓ GÁTLÁSA 1. Humorális: Enterogastron mechanizmus Secretin (GIP) Sav (glukóz, zsír) 2. Neurális: Sav Disztenzió Peptid YY Zsír a felső jejunumban 21
A GYOMOR MOTOROS FUNKCIÓI A gyomortartalom tárolása és szakaszos (kontrollált) ürítése: nagy mennyiségű gyomortartalom ürítésének a veszélye: ph csökkenés, nyálkahártya-károsodás, ozmotikus rendellenességek A gyomortartalom őrlése, keverése A GYOMOR FUNKCIONÁLIS FELOSZTÁSA MOTILITÁS Proximális rész SZEKRÉCIÓ HCl termelő rész Disztális rész Gastrin termelő rész 22
A PROXIMÁLIS GYOMOR MOTILITÁSA 1. TELŐDÉS: RECEPTÍV RELAXÁCIÓ (Vago-vagális reflex, lokális reflex, stressz relaxáció 2. A telődést követően: tónusos kontrakció A proximális gyomor nem vesz részt a perisztaltikus mozgásokban falfeszülés X A DISZTÁLIS GYOMOR MOTILITÁSA 1. Éhezési (interdigestiv) fázis: MMC 2. Emésztési (digestiv) fázis: PERISZTALTIKA Pacemaker régió A fő feladat a gyomortartalom őrlése, keverése A pylorus kontrahál, mielőtt a perisztaltikus hullám elérné a pylorust A pylorus csatorna szűk keresztmetszete szűrőként funkcionál A perisztaltikus hullám csak néhány ml chymust présel a duodenumba 23
A GYOMORÜRÜLÉS SZABÁLYOZÁSA Intesztinális mechanizmusok: ürülés gátlása 1. Humorális: CCK Secretin GIP Protein Zsírok Sav Gastrin Gasztrikus mechanizmusok: ürülés serkentés Falfeszülés Protein Neurotensin 2. Neurális: Hyperozmózis Aciditás Falfeszülés Ileum Pylorus sphincter: Intrinszik neuronok (enkephalin, VIP) Extrinszik: Vagus, sympathicus 24
A HÁNYÁS Cerebellum Mechanoreceptorok: garat gyomor duodenum Kemoreceptorok: duodenum Nociceptorok: vagus Nausea: émelygés, hányinger öklendezés-hányás Kemoszenzitív triggerzóna (Area postrema) Agytörzsi központ Kontrakciók a vékonybélben és a gyomorban A pylorus és az alsó oesophagus sphincter ellazul Müller manőver (belégzés, zárt glottis) Az abdominális izomzat kontrahál A felső oesophagus sphincter relaxál A légzés gátlás alá kerül Szubfornikális szerv (SFO) Tobozmirigy (corpus pineale) Organum vasculosum laminae terminalis (OVLT) Hátsó hypophysis Eminentia mediana Area postrema 25
SZEGMENTÁLÓ MOZGÁS A szegmentáló mozgások feladata a béltartalom keverése nincs jelentős tengelyirányú (propulzív) transzport PERISZTALTIKUS MOZGÁSOK Kontrakciós gyűrű kialakulása és aborális mozgása A perisztaltikus mozgások feladata a béltartalom továbbítása Kontrakciós gyűrű Relaxáció Kiindulási idő 1s-el később Az elmozdulás iránya 26
BAYLISS-FÉLE BÉLTÖRVÉNY A GI rendszer falának stimulálása kiváltja: 1. A stimulus helyétől orálisan kontrakció jön létre 2. aborálisan relaxáció Stimulation 3. A kontrakciós gyűrű és az azt megelőző relaxáció aborális irányba terjed tovább: propulzív kontrakció AZ EXNER JELENSÉG Hegyes végű tárgyak a bélcsatornában megfordulnak és tompa végükkel előre haladnak tovább A hegyes tárgy izgatja a bél falát Perisztaltikus hullám alakul ki A tárgy megfordul A perisztaltika előre hajtja a tárgyat 27
A VÉKONYBÉL MOTOROS MŰKÖDÉSEI Keverőmozgások - szegmentáló kontrakciók Transzport: perisztaltikus mozgások és MMC A VÉKONYBÉL MOTILITÁSA 1. MMC 2. Szegmentáló mozgások 3. Perisztaltikus mozgások - lassú perisztaltika (rövid bélszakaszokat érint) - rohamperisztaltika (mucosa irritáció, hosszú bélszakaszokat érint) Gastrin: a motilitás REFLEXEK: fokozása 1. Gastroentericus reflex 2. Intestino-intestinalis reflex Fájdalom Sympathicus idegek gátolják a motilitást (paralyticus ileus) 28
PANCREAS SZEKRÉCIÓJA Az endokrin (insulin) és az exocrin pancreas egyaránt életfontosságú. Az exocrin szekrétum komponensei 1. Valamennyi tápanyag emésztéséhez szükséges enzimek 2. Serosus, alkalikus folyadék, amely biztosítja az enzimaktivitáshoz a megfelelő ph-t. Enzimszekréció: 1. Vezikuláris szekréció (zymogen granulumok) 2. Valamennyi proteolyticus és számos lipolyticus enzim inaktív proformában szekretálódik Az enzimszekréciót serkenti - CCK (pancreozymin) - vagus A PANCREAS SZEKRÉCIÓJÁNAK ELVE Modellek: 1. Két komponens: Acinus: enzim + NaCl, Ductus: HCO 3-2. Kicserélődés: ductus Cl - HCO 3- csere Acinus sejt: enzimek Endokrin Ductus: HCO 3 - Kivezetőcső Közös epevezeték 29
A PANCREAS SZEKRÉCIÓJÁNAK MECHANIZMUSA Vér Na + 2Cl - K + H + Na + HCO 3 - { H + OH - + CO 2 Lumen Na + Cl - HCO - 3 ATP K + H 2 O Szénsavanhidráz A PANCREAS SZEKRÉCIÓJÁNAK SZABÁLYOZÁSA 1. Cephalicus fázis (10 %) 2. Gastricus fázis (10 %) - vago-vagalis reflex - gastrin GASTRIN X. Ach VIP Ach Acinussejt Ductussejt 30
A PANCREAS SZEKRÉCIÓJÁNAK SZABÁLYOZÁSA 3. Intestinalis fázis (80 %) X. Protein Zsír H + Disztenzió Secretin CCK Ach Acinussejt Ductussejt EPE Funkció: Lipidek emésztésének és felszívódásának elősegítése (micellumok) Endogén anyagok kiválasztása, pl. - bilirubin - koleszterin Exogén anyagok kiválasztása (gyógyszerek, nehézfémek) Komponensek: Primer és szekunder epesavak Foszfolipidek (pl. lecithin) Koleszterin Bilirubin HCO 3- -ban gazdag nedv 31
EPESAVAK Primer epesavak Szekunder epesavak Epesavas sók Baktérium Kolsav Dezoxikolsav Glicin Baktérium Kenodezoxikolsav Litokolsav Taurin Az OH-csoport és az aminosavak fokozzák a vízoldékonyságot. AZ EPESAVAS SÓK SZERKEZETE Epesavas só (Glikokolsav) Apoláros oldal Hidroxil-csoportok Poláros oldal Peptidkötés Karboxilcsoport 32
EPESAVAK ENTEROHEPATICUS KERINGÉSE Na + Szekunder Primer Koleszterin Primer Máj epesavak (5 %) Ileum Jejunum Duodenum Szekunder Primer epesavak Minthogy a primer és szekunder epesavak egyaránt felszívódnak, a máj mindkét formát kiválasztja. A visszaszívott epesav az epeszekréció legerősebb ingere. Epesav (5%) Bakteriális konverzió AZ EPESZEKRÉCIÓ MECHANIZMUSA EPEHÓLYAG Na + Cl - Cl - HCO 3 - Epehólyagból származó epe: sötétzöld nagyobb epesav-koncentráció ph enyhén savas HCO 3 - Na + H 2O Májból származó epe: aranysárga ph közel neutrális DUCTUSSEJT Na + Cl - B.A. K + H 2 O HEPATOCYTA Na + B.A. B.A. HCO 3 - B.A. 33
AZ EPE SZEKRÉCIÓJÁNAK ÉS ÜRÜLÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSA Epeszekréció serkentése = Choleretikus faktorok: Recirkulált epesav Secretin Új epesav Recirkulált epesav Koleszterin Máj CCK? Epeürülés serkentése = Cholekinetikus faktorok: Ileum Na + Ductussejt CCK Vagus (gastrin) Egyidejűleg kontrahál az epehólyag relaxál az Oddi-sphincter. Oddi-sphincter: NO okozta relaxáció Amiláz Lingualis lipáz Pepsin [chymosin=rennin, lipáz) EMÉSZTÉS: ENZIMEK Amiláz Peptidázok: trypsinogen chymotrypsinogen prokarboxipeptidázok proelasztáz Lipolitikus enzimek: profoszfolipáz lipáz (prokolipáz) koleszterin-észteráz Nukleázok: ribonukleáz dezoxiribonukleáz Diszacharidázok (pl. laktáz, maltáz, izomaltáz, szukráz, trehaláz) Peptidázok (e.g enterokináz=enteropeptidáz, aminopeptidázok, karboxipeptidázok, dipeptidázok, endopeptidázok) Nukleázok 34
AZ ENTEROKINÁZ SZEREPE AZ ENZIMAKTIVÁCIÓBAN Pancreas Inaktív enzimek Trypsinogen Enterokináz Trypsin Aktív enzimek enterocyta Membránhoz kötött enzim AZ ENTEROKINÁZ-TRYPSIN AKTIVÁCIÓ HATÁSA Pancreas-szekréció Trypsinogen Trypsin Enterokináz (enteropeptidáz) Chymotrypsinogen Prokarboxipeptidáz Proelasztáz Prokolipáz Profoszfolipáz Chymotrypsin Karboxipeptidáz Elasztáz Kolipáz (nem enzim!) Foszfolipáz 35
AZ INTESTINALIS MUCOSA SAJÁTOSSÁGAI Nagy felszín Sejtek közötti szoros kapcsolat (tight junction), melynek permeabilitása csökken a duodenumtól a colonig. Nagyon gyors epithelialis megújulás (4-5 nap) Specifikus transzporterek Az emésztés utolsó lépéseihez szükséges ektoenzimek Ellenáramlásos kicserélődés A BELSŐ ÉS KÜLSŐ KÖRNYEZET KÖZÖTTI LEGNAGYOBB FELSZÍN Struktúra Felszín (m 2) Henger 0.33 Kerckingredők 1.0 Villusok 10.0 Microvillus 200.0 36
ÉRETT ENTEROCYTÁK ÉS KRIPTASEJTEK Kehelysejt: Mucusszekréció Enterocyta 1. Emésztés 2. Felszívás Cripta 1. Mitózis 2. Szekréció ELLENÁRAMLÁSOS KICSERÉLŐDÉS 1. Artériás és vénás vér között 2. Kripták szekrétuma és a villusban levő vér között 37
ABSZORPCIÓS RÉTEGEK Mozdulatlan réteg Glycocalyx Szoros kapcsolat Diffúzió és Starling-erők Bazális membrán Kapilláris A SZOROS KAPCSOLAT PERMEABILITÁSA VÁLTOZÓ - Cl - Nem permeabilis Na + H 2 O Na + + H 2 O Szivárgó epithelium Na + Cl - H 2 O Cl - Na + H 2O - + Feszültségkülönbség a lumen (-) és a serosalis felszín között. Nincs, vagy nagyon kicsi feszültségkülönbség. A paracelluláris járatok szivárgóak a duodenumban és a jejunumban, és szorosan zárnak (nem szivárognak) az ileumban és a colonban. 38
INTESTINALIS SZEKRÉCIÓ: 2-4 L/NAP Szekréciót fokozó tényezők: 1. Portális hipertenzió 2. Bélfal feszülése 3. A béltartalom fokozott ozmolaritása 4. Abszorpciós defektus fokozott ozmolaritás 5. Plazmahígulás 6. Mucosa fokozott permeábilitása (pl. toxinok) 7. AKTÍV ANION (Cl - )-SZEKRÉCIÓ, melyet serkent: - VIP - Enteroglucagon - Guanylin - Secretin (Brunner-mirigyek) A KRIPTÁK Cl - -SZEKRÉCIÓJÁNAK MECHANIZMUSA A camp serkenti a kriptasejtek Cl-szekrécióját, és ugyanakkor gátolja az enterocytákban a Cl (NaCl) felszívását. ~ K + Na + Lumen H 2 O Na + Hatalmas víz- és elektrolit-veszteség. 2 Cl - K + camp KRIPTASEJT Cl - VIP ENTEROGLUCAGON CHOLERATOXIN 39
A Na + -FELSZÍVÁS MECHANIZMUSA A Na + -áramlás iránya szabja meg a különböző elektrolitok, víz és tápanyag sorsát a GI traktusban. Mechanizmus: 1. Elektrogén 2. Kotraszport szerves molekulákkal 3. Neutrális NaCl-felszívás 4. Na-H csere Az egyes mechanizmusok jelentősége változik a különböző bélszakaszokban. Lumen Ileum, Colon Glukóz Aminosav Epesav Vitamin Distális jejunum, Ileum Colon Na + - ABSZORPCIÓ MECHANIZMUSAI Na + Electrogén K + ~ Na + Na + Na + Cl - Na + H + Cl - HCO 3 - Kotranszport szerves molekulával Kotranszport Cl - -dal H 2 O OH - + CO2 K + ~ Na + Glukóz Aminosav Epesav Vitamin K + ~ Na + Szénsavanhidráz Cl - K + ~ Na + Cl - Interstitium Na-H-csere netto NaCl abszorpcióval 40
A VÍZFELSZÍVÓDÁS SERKENTHETŐ SZERVES MOLEKULÁK ÉS Na EGYÜTTES FOGYASZTÁSÁVAL Plazma A Cl -, K + és HCO3 - -TRANSZPORT FŐ MECHANIZMUSAI K + A legtöbb K + a jejunumban szívódik fel K + -abszorpció elsősorban PARACELLULARIS K + szekretálódik a colonban A K + -felszívás nagyon sérülékeny, és a hasmenés könnyen K + - hiányhoz vezet. Cl - Paracellularis Cl-abszorpció a felső jejunumban Na-mal kapcsolt Cl-abszorpció: distalis jejunum, ileum Cl-abszorpció HCO 3- -cserével: colon Cl-szekréció: kriptasejtek HCO3 - HCO 3- -abszorpció: jejunum HCO 3- -szekréció: colon 41
A Ca 2+ -FELSZÍVÓDÁS HORMONFÜGGŐ Ca-abszorpció helye duodenum és felső Koleszterin D3 vitamin Bőr jejunum. HCl elősegíti a Ca Máj 25-OH-D3 szolubilizációját. Az abszorpcióhoz az enterocytában calbindin-d-re van szükség. A calbindin-d szintézisét 1,25-diOH-D3 serkenti. Az 1,25-diOH-D3 a Ca-ATPáz szintézisét szintén serkenti. Ca 2+ Lumen Vese Ca mrns Ca 1,25-(OH) 2 -D3 Ca CALBINDIN-D: Ca-kötő fehérje ATP Parathyreoid hormon Alacsony Ca 2+ Ca 2+ emelkedik Ca 2+ Vér A VAS FELSZÍVÓDÁSA Felszívható vas: HEM és FERRO (Fe 2+ ) vas. HCl és proteolitikus enzimek: felszabadítják a vasat. C-vitamin, citromsav, aminosavak, cukor: oldott formában tartják Abszorpció helye: duodenum, proximalis jejunum Hem Fe 2+ Fe 2+ Fe Fe 2+ 2+ Enzim Tf Szekréció Tf Tf Tf Fe 2+ Fe 2+ Fe 2+?? Fe 2+ Fe 2+ Tf Fe 2+ Endocytosis Fe 2+ Tf Fe 2+ Fe 2+ Tf Fe 2+ Fe 2+? Fe 2+? LUMEN Tf:Transferrin Fe Fe Raktározás Fe Ferritin Fe VÉR 42
A B 12 -VITAMIN FELSZÍVÓDÁSA AZ ILEUMBÓL TÖRTÉNIK A vízoldékony vitaminok felszívódása Na-mal történő kotranszport vagy facilitált diffúzió. A B 12 abszorpciója különleges: Pepsin B 12 R-protein Nyálból B 12 Gyomor R-protein emésztése B 12 B 12 Intrinsic faktor Duodenum B 12 B 12 Ileum A CUKOR FELSZÍVÓDÁSA Jejunum > ileum. Lumen SGLT Glukóz vagy galaktóz Fruktóz Mucosa Kapilláris 43
AMINOSAVAK, PEPTIDEK ÉS FEHÉRJÉK FELSZÍVÓDÁSA Fehérjék Peptidek Di-és trip. Aminos. Kis peptid. Duodenum, jejunum Legalább 7 aminosav-transzporter van, többségük kotranszport Na-mal, néhány facilitált diffúzió Di- és tripeptidek transzportja H + -nel történik. Kis peptidek és fehérjék endocytosis révén bekerülhetnek az enterocytákba. - felnőttben nem jelentős - ételallergiát okozhat - újszülöttekben lehet jelentősége LIPIDEK FELSZÍVÓDÁSA A lipidek újra szintetizálódnak FA-ból, koleszterinből és MG-ből A lipidek chylomicronba kerülnek, ezt a nyirok veszi fel Sima Nyirok Koleszterin Zsírsav (FA) Monoglicerid (MG) Glicerin Glukóz Vér FA-kötő protein Glicerin 3-foszfát Foszfatidsav Foszfolipid 44
A VASTAGBÉL MOTOROS FUNKCIÓI a béltartalom transzportja a bélsár tárolása, szabályozott kiürítése AZ ILEOCOECALIS JUNCTIO SZABÁLYOZÁSA Gastroileális reflex Ileum telődése A colon telődése, irritációja Ileocoecalis sphincter Gastrin: a sphincter ellazulása 45
Endoszkóp Kapszula-endoszkópia 46
47
A COLON MOTILITÁSA 1. Haustrális mozgások ~ szegmentáció Gastro-colicus reflex 2. Tömegperisztaltika ~ perisztalzis Gastrin: fokozott motilitás 48
RECTUM ÉS AZ ANÁLIS CSATORNA MOTILITÁSA: DEFECATIO Szakrális gerincvelő Lumbális gerincvelő Sympath. ggl. Parasympathicus reflex: a rectum tágulása váltja ki N. Pudendus (somatomotor) N. Pelvicus (parasympathicus) α2 a külső végbél sphincter akaratlagos kontroll alatt áll kontinenciainkontinencia m. sphincter ani ext. m. sphincter ani int. A SZÉKELÉSI REFLEX 49
50
ELEKTROLIT-TRANSZPORT A COLONBAN 1. ALDOSTERON által stimulált elektrogén Na-felszívás (amilorid-szenzitív Na-csatornák) 2. A Na-abszorpcióval kapcsolt K-szekréció (lásd vese) 3. HCO3-szekréció GI HORMONOK, PARACRINOK ÉS NEUROCRINOK 1. HORMONOK Gastrin-család: gastrin és CCK Secretin-család: secretin, GIP, VIP, enteroglukagon Motilin-család: motilin és ghrelin 2. HORMONJELÖLTEK Neuropeptid Y-család: PPP, peptid YY Neurotensin Guanylyn (Villikinin) 3. PARACRINOK Somatostatin Histamin 4. NEUROCRINOK GRP Substance P Enkephalinok VIP 51
Gyomor Vagus Enteric. neuron Ach Disztenzió GRP Aminosavak peptidek GASTRIN GASTRIN Vér Parietalis sejt: HCl intrinsic factor Gyomor motilitása Trophicus hatás (gyomor, vékony- és vastagbél) Bél motilitása Exocrin pancreas Insulin Lumen Pajzsmirigy: Calcitonin CHOLECYSTOKININ (-PANCREOZYMIN) CCK(-PZ) Aminosavak Zsírsavak Monogliceridek Duodenum Felső jejunum CCK Epehólyag kontrakciója Oddi-sphincter relaxációja Pancreas enzimszekréció Secretin hatásának potencírozása a pancreasban Glucagon-szekréció Trophicus hatás a pancreasban Gyomorürülés gátlása Vér Vagus afferensek: jóllakottsági szindróma 52
GASTRIN-CSALÁD: GASTRIN ÉS COLECYSTOKININ (CCK) Gastrin: G14, G17, G34. Az aktivitásért a C-terminális felelős. Minimum 4 aminosav, a stabil peptid: Pentagastrin 9-8 - 7-6 - 5-4 - 3-2 - 1 Glu-Glu-Ala-Tyr-Gly-Trp-Met-Asp-Phe SO 4 : az aktivitásnak nem feltétele a szulfátcsoport CCK: CCK58, CCK39, CCK33, CCK12, CCK8 Minimum: 7 aminosav. Stabil forma: CCK-octapeptid Arg-Asp-Tyr-Met-Gly-Trp-Met-Asp-Phe SO 4 : az aktivitás feltétele a szulfátcsoport A GASTRIN-CSALÁD RECEPTORAI GASTRIN CCK CCK-B receptor CCK-A receptor PLC IP3/DAG Keresztreakció lehetséges. 53
AZ ELSŐKÉNT FELFEDEZETT HORMON : SECRETIN (1902) A secretin fiziológiás anti-acid. Sav (Peptidek) SECRETIN Pancreas ductus-sejtek: HCO3-szekréció Epeutak sejtjei: HCO3-szekréció Duodenum Felső jejunum Gyomor HCl-elválasztás gátlása Gyomor pepsinszekréció CCK-hatás potencírozása Gyomorürülés gátlása Vér GIP: GLUCOSE-DEPENDENT INSULINOTROPIC PEPTIDE vagy GASTRIC INHIBITORY PEPTIDE Glukóz Zsír Duodenum Felső jejunum GIP INSULIN-szekréció serkentése (fő hatás) Gátló hatás a gyomorban: motilitás HCl-elválasztás Vér 54
MOTILIN-CSALÁD: MOTILIN ÉS GHRELIN A hormonszekréció ingere nem világos Noha a hormonok hatása ismert, fiziológiai jelentőségük bizonytalan Receptor PLC IP3/Ca Ghrelin-receptor: GH-szekretoros receptor (GHS-R) Sav? Vagus? Perisztaltikus aktivitás serkentése: MOTILIN Az étkezések közötti motilitás feltételezett regulátora. Duodenum Jejunum Vér GHRELIN: A SZOMATOTROP RENDSZER TAGJA? Evés Hypothalamus: nucl. arcuatus NPY GHRH GHRELIN Gyomor GH Vér HCl-szekréció serkentése? 55
HORMON-JELÖLTEK HORMON FORRÁS HATÁS INGER Pancreas polypeptid (PPP) Enteroglucagon Pancreas (F sejt) Végig a GItraktusban Gátolja: exocrin szekréció abszorpció Serkenti bélnedv szekréciója insulin szekréciója Neurotensin Ileum GI-motilitás gátlása ilealis véráramlás serkentése Guanylin (paracrin) Vékony- és vastagbél cgmp intestinalis szekréció serkentése peptid vagus glukóz zsírsavak? Peptid YY Felső jejunum HCl-szekréció gátlása zsír VILLIKININ (Nem izolált!!) Vékonybél bolyhok mozgása? PARACRIN ANYAGOK: SOMATOSTATIN SOMATOSTATIN (SOM14, SOM28) camp (G i ) gátlása H + Gyomor Végig a belekben SOMATOSTATIN Gátolja gastrinszekréció (G-sejt) HCl-szekréció (parietalis sejt) gyomor mozgásai Gátolja: -secretin, GIP, VIP, etc. szekréciója -pancreas-szekréció -epehólyag kontrakciója -belek szekréciója és motilitása -abszorpció 56
PARACRIN ANYAGOK: HISTAMIN Parietalis sejt A histamin H2-receptorokon ható igen erős szekretoros hatású biogén amin. HCl camp Gs H2-receptor Histamin CCK-B R Gastrin Enterochromaffin-szerű sejt DOMINÁNSAN NEUROTRANSZMITTERKÉNT MŰKÖDŐ PEPTIDEK A peptidek egy része megtalálható a vérben és hormonként is működik. 1. GASTRIN RELEASING PEPTIDE (GRP) = BOMBESIN Ach 2. SUBSTANCE P GRP G sejt: Gastrinszekréció serkentése Endokrin sejt? Substance P Motilitás serkentése 57
DOMINÁNSAN NEUROTRANSZMITTERKÉNT MŰKÖDŐ PEPTIDEK 3. ENKEPHALINOK ENKEPHALIN Opiátreceptorok VIPneuronok gátlása Tónusos simaizomkontrakció Motilitás gátlása 3. VASOACTIVE INTESTINAL PEPTIDE (VIP) End. sejt Simaizmokat beidegző neuron VIP VIP VIP + Ach Exocrin mirigyeket beidegző neuron Nagyon erős inger az exocrin szekréció számára (nyál, pancreas, epe, bél) HCl szekréció gátlása Vazodilatáció Izomrelaxáció (különösen a sphincterekben) 58