Esti szeminárium: A TÁPCSATORNA ÉLETTANA Lelkes Zoltán Szabályozási szintek a tápcsatornában Enterális idegrendszeri szabályozás Vegetaív idegrendszeri szabályozás Endokrin szabályozás Parakrin szabályozás A béltartalom által kiváltott szabályozó mechanizmusok 2 1
A tápcsatorna külső beidegzése szomatikus szimpatikus Paraszimpatikus (preganglionáris) Postganglionáris rostok 3 A gastrointestinalis rendszer keresztmetszete savós hártya hosszanti izomréteg Auerbach-plexus körkörös izomréteg Meissner-plexus nyálkahártya 2
Egyedülálló reflexek, melyek a CNS nélkül képesek a GI működések szabályozására GASTROINTESTINALIS REFLEXEK Parasympathicus Védő reflexek: (vagus, sacralis gv.) gátolják a GI-aktivitást Gerincvelő Parasympathicus reflexek: serkenti a GI működést LOKÁLIS RÖVID HOSSZÚ Egy 43 éves férfi jelent meg az orvosnál gyomorfekély tüneteivel. Epigastricus fájdalomról panaszkodott, amely evéskor gyengült. Fekélye az elmúlt öt évben gyakran visszatért és a szokásos kezelések hatására alig mutatott javulást. Éhgyomri gasztrin szintje rendkívül magas volt. További vizsgálatok egy hasnyálmirigyben elhelyezkedő, gasztrint elválasztó daganatot mutattak ki. Milyen úton vezethet a magas gasztrin elválasztás gyomorfekélyhez? 3
Egy 43 éves nő jelent meg hasi fájdalmakkal a sürgősségi osztályon. A fájdalom a jobb felső kvadránsban jelentkezett és kisugárzott a jobb vállba. Hányingerről és hányásról panaszkodott, de ne nem volt láza vagy hidegrázása. Zsíros ételek fogyasztása után hasi fájdalmai fokozódtak. A fizikális vizsgálatakor a has jobb felső tájéka fokozott érzékenységet mutatott. Fehérvérsejtszáma magas volt, a májfunkciós próba emelkedett alkalikus foszfatáz szintet mutatott. Az amiláz és a lipáz szintje normális volt. A hasi ultrahang megnagyobbodott, megvastagodott falú epehólyagot és több epekövet mutatott ki. Ezután a beteg kórházi felvételre került és cholecystectomiát végeztek. Miért fokozza a zsíros ételek fogyasztása az epeköves fájdalmat? GI HORMONOK, PARACRINOK ÉS NEUROCRINOK 1. HORMONOK Gastrin-család: gastrin és CCK Secretin-család: secretin, GIP, VIP, enteroglukagon Motilin-család: motilin and ghrelin 2. HORMONJELÖLTEK Neuropeptid Y-család: PPP, peptid YY Neurotensin Guanylyn (Villikinin) 3. PARACRINOK Somatostatin Histamin 4. NEUROCRINOK GRP Substance P Enkephalinok VIP 4
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 gastrointestinalis rendszer keresztmetszete savós hártya hosszanti izomréteg Auerbach-plexus körkörös izomréteg Meissner-plexus nyálkahártya 5
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 6
A GI RENDSZER MOTILITÁSTÍPUSAI 1. Tónusos kontrakció, relaxációs periódusokkal: sphincterek 2. Szegmentáló mozgások 3. Perisztaltikus mozgások (orális/aborális) 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 7
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 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
A nyál elválasztása Elsődleges szekréció: közel izotóniás folyadék és amiláz Ductus Az ionösszetétel módosítása 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 9
NYELÉS (DEGLUTITIO) 1. Akaratlagos fázis: száj garat 2. Pharyngealis fázis 3. Oesophagealis fázis Primer perisztaltika: Garattól induló perisztaltikus hullám. Szekunder perisztaltika: az oesophagusban visszamaradó bolus új perisztaltikát kelt. A GYOMOR PROXIMÁLIS RÉSZÉNEK MOZGÁSA 1. Telődés alatt: RECEPTIV RELAXÁCIÓ Vago-vagális reflex, lokális reflex, stresszrelaxáció 2. Telt gyomor: TÓNUSOS KONTRAKCIÓ A proximális rész nem vesz részt a perisztaltikában. A GYOMOR DISZTÁLIS RÉSZÉNEK MOZGÁSA 1. Üres állapot: MMC 2. Telt állapot: PERISZTALTIKA 10
A GYOMORNEDV ELVÁLASZTÁSÁNAK FÁZISAI Cehalicus fázis (agytörzs, X) A paraszimpatikus rostok serkentik a gyomornedv elválasztását. Gastricus fázis: 1. Localis reflex 2. N. Vagus által közvetített reflex 3. Gastrin által kiváltott szekréció Intestinalis fázis: 1. Idegi 2. Hormonális A gyomorsav elválasztását serkentő mechanizmusok CNS Vér Parietális sejt Receptor Inger (kémiai, mechanikai) 11
A gyomorsav elválasztásának szabályozása (gasztrin, hisztamin, szomatosztatin) Fekélybetegség Helicobacter pylori Helicobacter pylori gátolja a D sejteket és ezzel a somatostatin szekréciót 24 24 12
Gyomornedvszekréció 2-3 l/nap. Lumen Komponens HCl intrinsic factor pepsin mucus HCO3 - Forrás parietalis sejt parietalis sejt fősejt mucintermelő sejt mucintermelő sejt Mirigy Mucoid nyaksejt Fősejt Parietalis sejt Muscularis mucosa oxynticus area 25 A gyomorsav elválasztásának mechanizmusa Parietális sejt CA 13
Próbareggeli BAO (basal acid output, alapelválasztás) 2 (0-10) mmol/h Stimulálás (hisztamin, pentagasztrin) MAO (maximal acid output, savelválasztás a stimulálás utáni első órában) 20 (5-45) mmol/h PAO (peak acid output, csúcsszekcéció, a stimulálás utáni legmagasabb két egymást követő 15 perces érték összegének a duplája) 8-60 mmol/h PANCREAS EXOCRINSZEKRÉCIÓJA 1. Valamennyi tápanyag emésztéséhez szükséges enzimek 2. Serosus, alkalikus folyadék, amely biztosítja az enzimaktivitáshoz a megfelelő ph-t. A HCO3- elválasztását serkenti - Secretin - N. Vagus Enzimszekréció: 1. Vezikuláris szekréció (zymogen granulumok) 2. Valamennyi proteolyticus és számos lipolyticus enzim inaktív proformában szekretálódik Az enzimszekréciót serkenti - CCK (pancreozymin) - vagus Acinus sejt: enzimek Endokrin Ductus: HCO3 Kivezetőcső Közös epevezeték A pancreas elválasztásának fázisai: 1. cephalicus, 2. gastricus, 3. intestinális 14
A PANCREAS EMÉSZTŐENZIMEI Amiláz Peptidázok: trypsinogen chymotrypsinogen prokarboxipeptidázok proelasztáz Lipolitikus enzimek: profoszfolipáz lipáz (prokolipáz) koleszterin-észteráz Nukleázok: ribonukleáz dezoxiribonukleáz AZ ENTEROKINÁZ-TRYPSIN AKTIVÁCIÓ HATÁSA Pancreas-szekréció Trypsinogen Trypsin Enterokináz (enteropeptidáz) Chymotrypsinogen Prokarboxipeptidáz Proelasztáz Prokolipáz Profoszfolipáz Chymotrypsin Karboxipeptidáz Elasztáz Kolipáz (nem enzim!) Foszfolipáz 15
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 HCO3-ban gazdag nedv 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 16
Az epesevak enterohepatikus körforgása A máj V. portae A. hepatica epeút V.centralis V. hepatica 17
Az epeszekréció mechanizmusa EPEHÓLYAG Na + Cl - Cl - HCO 3 - Az epehólyagból származó epe: sötétzöld nagyobb epesav-koncentráció ph enyhén savas A májból származó epe: aranysárga ph közel neutrális DUCTUSSEJT HCO - 3 Na +H 2O Na + Cl - epesav K + H 2 O HEPATOCYTA Na + epesav epesav HCO 3 - epesav 35 Egy 17 éves fiú látogatta meg a családorvosát két napja fennálló erős hasmenéses panaszokkal. A beteg ezt megelőzően Mexikóban járt. A hasmenés hirtelen kezdődött rendkívül híg széklettel, amely olyan volt akárcsak a víz. A vizsgálatnál a beteg dehidráltnak tűnt, széklete rizslé szerű volt. Diagnózis: kolera Hogyan okoz a kolera hasmenést? 18
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 A szoros kapcsolat (tight junction)permeabilitása változó szivárgó epithelium Na + Cl - H 2 O Cl - Na + H 2O - Cl - Na + nem permeábilis H 2 O Na + H 2 O + - + nincs, vagy nagyon kicsi potenciálkülönbség potenciálkülönbség a lumen (-) és a serosalis felszín között A paracelluláris járatok szivárgóak a duodenumban és a jejunumban, és szorosan zárnak (nem szivárognak) az ileumban és a colonban. 38 19
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 Kotranszort 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 abszorbcióval A szénhidrátok emésztése és felszívása kefeszegély enzimei sejtplazma Vér 20
A fehérjék lebontása lumen kefeszegély enzimek citoplazma vér proteinek polypeptidek pepsin, pancreas peptidázok oligopeptidek aminosavak aminopeptidázok oligopeptidázok di/tripeptidek aminopeptidázok neutrális bázikus + cystin savas β aminos. iminosavak 41 A fehérjék lebontásából keletkező peptidek és aminósavak felszívása 21
LIPIDEK FELSZÍVÓDÁSA A lipidek újra szintetizálódnak FA-ból, koleszterinből és MG-ből A lipidek chylomicronba kerülnek és ezt a nyirok veszi fel Sima Nyirok Koleszterin Zsírsav (FA) Monoglicerid (MG) Glicerin Glukóz Vér FA-kötő protein Glicerin 3-foszfát Foszfatidsav Foszfolipid A RECTUM ÉS AZ ANUSCSATORNA MOTILITÁSA: DEFECATIO Sacralis gerincvelő Lumbalis gerincvelő Sympath. ggl. A rectum telődése parasympathicus reflexet vált ki. N. pudendus (somatomotor) A külső sphincter akaratlagos kontroll alatt áll. N. pelvicus (parasympathicus) α2 m. sphincter ani ext. m. sphincter ani int. 22