A GASZTROINTESZTINUM ÉLETTANA Dr. Boros Krisztina Szájüreg, garat Funkció: táplálék felvétel, keverés, őrlés, gyors továbbítás, hangképzés Motorika, reflexek: rágás, nyelés (1. és 2. fázis) Emésztés: nyál alfa-amiláz (ptialin) és lipáz (kevéssé jelentős), közvetve kefalikus fázis Felszívódás: gyógyszerek (rágótabletták,sublingualis gyógyszerek) Védekezés: mucin, IgA, lizozim 1
Nyelőcső Funkció: gyors továbbítás Motorika, reflexek: nyelés (3. fázis), elsődleges és másodlagos perisztaltika Gyomor Funkció: a táplálék, és folyadék befogadása, tárolása, őrlése, keverése és adagolt továbbítása Motorika: proximálisgyomor ( cardiátóla fundus és corpus felső harmada)-receptivés adaptivrelaxáció, distalis gyomor (corpus alsó 2/3-a, antrum, pylorus)- perisztaltika és retropulzió, pylorustónusos kontrakciója 2
Gyomor D-SEJT: SOM Gasztrin-, hisztamin-, Fedősejt szekréció gátlás ECL- SEJT: Hisztamin Fedősejt szekréció aktiválása FEDŐSEJTEK (PARIETÁLIS SEJTEK) a sósavszekréciós zónában (fundus, corpus) a nyálkahártya bemélyedések mélyén: sósav és IF szekréció FŐSEJTEKa sósavszekréciós zónában mélyen: pepszinogén és lipáz szekréció G-SEJTEK a gasztrinszekréciós zónában (antrum) FELÜLETI EPITÉLSEJTEK a gyomor teljes területén: nyák, Na és HCO3 szekréció: nyálkahártya védelem Gyomor Védekezés: sósav és pepszin baktericid hatású, ennek következtében a duodénum csaknem steril Klinikum: pentagasztrin- diagnosztikus savszekréció-fokozás Fekélybetegség kezelése: régen elsősorban sebészilegvagotomiával, rezekcióval, atropinnal, később H2 receptor blokkolókkal, protonpumpa gátlókkal (PPI) Fekély kialakulása gyógyszer mellékhatásként : szteroid és nem szteroid- gyulladásgátlók 3
Hányás=Vomitus=Emesis OKOK Protektív reflex, melynek során a szervezet megszabadul a tápcsatornába került (gyomor, duodénum, vékonybél)minőségében vagy mennyiségében nem megfelelő tápláléktól, toxikus anyagok Tápcsatornán kívüli ingerek: Szagok, látvány, vesekő colica, Otholith szervek (kinetosis=tengeri betegség) Toxinok, gyógyszerek a vérben: area postrema KIR: intracranialis nyomás fokozódás, infectio HÁNYINGER=NAUSEA A kiváltó ingerek a hányást megelőzően jellemző vegetataiv (sy+psy) tüneteket és szubjektív rosszullétet okoznak: Szabálytalan vagy szapora szívműködés Arc sápadtság Verejtékezés Fokozott nyálszekréció ÖKLENDEZÉS:több ciklus, gyomortartalom időlegesen az oesophagusba jut a vékonybélben kontrakciós gyűrű jelenik meg, gyomor felé antiperisztaltikus hullám indul, közben a hangrés zár+ belégzési mellkasmozgás (Müller), intrathoracalis nyomás lecsökken,hasfal izomzat kontrahál: intraabdominális nyomás nő Gyomorban az antrum és a corpus között lefűződés, LES nyitott, gyomortartalom az oesophagusba jut, UES zárt EXPULZIÓ: egyik öklendezési ciklus csúcsán, kilégzőizmok kontrakció, diaphragma felfelé mozdul, UES nyit, a gyomortatrtalom a szájon át ürül Hányás=Vomitus=Emesis Hányásközpontok: Nyúltvelőben 3 központ Expulzió (centrális hányás) Öklendezés Area postrema HÁNYÁS UTÁN: Bradycardia Euphoria 4
Teljes gyomoreltávolítás következményei Alultápláltság ~100% (elégtelen kalóriafelvétel, nem teljes értékű zsír-és fehérjeemésztés) Dömping szindróma ~10 %: görcsös fájdalom, hányinger (disztenzió), hasmenés (ozmotikus), szédülés (hypoglikémia-gip), főként szénhidrátdús ételek és tej váltja ki, oka a hirtelen nagy mennyiségű táplálék és folyadék vékonybélbe kerülése Korai és késői dömping (30-60 perc és 1-3 óra) Reflux 30-100 % alkalikus reflux, carcinogén hatás Anémia 50% : vérzés, vasfelszívódás zavara (főként az első évben, ferri-ferro átalakulás), megaloblasztos anémia (intrinszik faktor hiánya) Gyomor nyálkahártya normál redőzet 5
Antrum pyloricum, perisztaltika Gyomor óriás fekély 6
Duodénum, jejunum, ileum Kerckring redők Villi intestinales (bélbolyhok), közöttük Lieberkühn kripták (glandulae intestinales) nyáktermelő sejtek, differenciálatlan és mitotikus sejtek, endokrin sejtek, Paneth sejtek (enzimek, immunglobulinok), membranózus sejtek, Brunner mirigyek (tela submucosaban alkalikus, glikoproteinekben gazdag szekrétum) MALT, Peyer- plaque-ok Duodénum, jejunum, ileum Funkció: továbbítás, késleltetés, keverés, a táplálék teljes megemésztése, a lebontott egységek, illetve a víz, elektrolitok és vitaminok felszívása. 7
Duodenum,jejunum, ileum Motorika Mozgásformák Interdigesztiv fázis : MMC Digesztiv fázis: perisztaltika (propulziv= továbbító), szegmentáló(keverő) Sphinchterek: tónus (a vékonybelet két sphinchter határolja: oralisan a pylorus, aboralisan az ileocoecalis szájadék), Oddi sphincterspeciális szerep Reflexek Lokális (helyi neuronhálózatok) Rövid (afferens idegszimpatikus ggl.) paralitikus ileus! Hosszú (átkapcsolódás: gerincvelő) Példák: gastroilealis, intestino-intestinalis, enterocholecysticus Szekréció, emésztés,felszívódás, védekezés Duodenum Epe: májban történik a termelése és szekréciója koleretikum: szekréciót fokozó anyag- pl. vér szekretin, epesavak, az epehólyagban besűrűsödik és raktározódik, az epehólyag kontrakciója és az Oddi sphinchter párhuzamos ellazulása a duodénumba juttatja kolagogum (=kolekinetikum) : epehólyag kontrakciót okozó anyag-pl. CCK,az epe szerepe a zsíremésztésés segítése méregtelenítés. Pancreas: acinussejtek proenzimeket választanak ki (CCK fokozza). A pancresnedv térfogatának nagy részét a ductussejtek választják ki (alkalikus, izoozmotikus folyadék)- szekretin fokozza. A pancresnedv a Vaterpapillán keresztül a duodenumba ürül. Duodenum, jejunum, ileum Szekréció Emésztés: kefeszegély enzimek,laktóz intolerancia! Felszívódás Immunológia: duodenum szinte steril, jejunum, ileum normál bélflóra (antibiotikumok!), szekretoros immunglobulin (membranózus sejtek és Peyer-plaquok), oralis -immunizáció (polio) és allergizáció (ételallergiák) A vékonybelek jelentősége: rövid bélkacs szindróma! 100 cm-nél nagyobb ileumszakasz rezekciója steatorrheahoz, és zsírban oldódó vitaminok hiányához vezet, a terminális ileum hiánya B12 hiányt okoz. 100 cm alatti oralis jejunummal rendelkezők szinte mindig parenteralis táplálásra vagy enteralis táplálék kiegészítőkre szorulnak! 8
A BELSŐ ÉS KÜLSŐ KÖRNYEZET KÖZÖTTI LEGNAGYOBB FELSZÍN Struktúra Henger Villusok Microvillus Felszín (m 2) 0.33 1.0 10.0 200.0 ÉRETT ENTEROCYTÁK ÉS KRIPTASEJTEK A VÉKONYBELEKBEN Kehelysejt: Mucus szekréció Enterocyta 1. Emésztés 2. Felszívás élettartama:3-6 nap Kerckingredők Lieberkühncrypta 1. Mitózis (őssejt) 2. Szekréció a colonban nincsenek villusok a hengerhámsejtek mélyre terjedő kriptákat képeznek mucin termelő kehelysejtek elektrolit szekréció mucus összetétele: mucin elektrolitok lizozim, IgA 9
ELLENÁRAMLÁSOS KICSERÉLŐDÉS 1. Artériás és vénás vér között 2. Kripták szekrétuma és a villusban levő vér között centrális nyirokér kefeszegély bazális membrán venula arteriola centrális nyirokér kapilláris ABSZORPCIÓS RÉTEGEK Mozdulatlan réteg Glycocalyx Szoros kapcsolat Diffúzió és Starling-erők Bazális membrán Kapilláris 10
Amiláz (csecsemőkben: lingualis lipáz) Pepszin (csecsemőkben: lipáz) EMÉSZTÉS: ENZIMEK Amiláz Peptidázok: tripszinogen kimotripszinogen 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 luminális emésztés = lumenben lévő enzimekkel (pl. pepszin, tripszin, amiláz) celluláris emésztés = enterociták felszínéhez kötött enzimekkel (pl. diszacharidázok) SZÉNHIDRÁTOK EMÉSZTÉSE száj nyál amiláz keményítő, glikogén jejunum vastagbél pancreas amiláz maltáz maltóz glükóz pancreas amiláz maltóz maltotrióz glikogén molekula részlet α-határdextrinek α1-6 kötések glikogén raktár májsejtekben 11
luminális emésztés táplálék szénhidrátja SZÉNHIDRÁTOK EMÉSZTÉSE (proximális vékonybelek) poliszacharidok diszacharidok keményítő glikogén amiláz (nyál, pancreas) maltóz szacharóz laktóz maltáz szacharáz laktáz glükóz +glükóz celluláris emésztés glükóz +fruktóz máj glükóz a plazmában glükóz +galaktóz Laktóz intolerancia: laktáz hiánya esetén a laktóz nem bomlik le, hanem a bélben marad (ozmotikusan aktív anyag) tünetek: hasmenés, puffadás 12
Monoszacharidok felszívódása Jejunum > ileum. Lumen SGLT Glukóz vagy galaktóz Fruktóz Mucosa GLUT5 glükóz abszorpciója: másodlagos aktív transzport - Na-mal kapcsolt ko-transzport Kapilláris kefeszegély basolaterális membrán SGLT=sodium (Na)-glucose transporter GLUT=glucose transporter Glükóz transzport A/ Na + -glükózkotranszport(luminálismembrán) GI-traktus vese B/ facilitált diffúzió(bazális membrán) GLUT 1-6: facilitatív glükóztranszporterek GLUT-1: idegszövet, vvt, zsírsejtek, izom? GLUT-2: agyi kapilláris, B-sejt, bélhámsejt, májsejt GLUT-3: májsejtek GLUT-4: zsírsejtek, izom inzulinfüggő, de izommunkában hormon nélkül is kihelyeződik a membránba GLUT-5: fruktóz transzport 13
keményítő, glikogén laktóz szacharóz α-határdextrinek oligoszaccharidok béllumen glükóz fruktóz kefeszegély laktáz szukráz Na/glükóz transzporter glukoamiláz AMINOSAVAK, PEPTIDEK ÉS FEHÉRJÉK EMÉSZTÉSE 1. pepszinek a gyomorban száj gyomor vékonybél vastagbél proteinek peptidek 2. pancreasból szárm. bélhámsejteken enterokináz hatására akiválódók: tripszin (tripszinogén) kimotripszin (kimotripszinogen) karboxipeptidáz elasztáz tri-, és dipeptidek 3. enterociták felszínén: peptidázok enterokináz (aktiválja a aminosavak pancreasból jövő enzimeket) dipeptidáz 14
15
Fehérjék celluláris emésztése és felszívódása bél lumen 3-8 részes maradék peptidek utolsó előtti prolin-, alanin kefeszegély aminosavak peptid transzporter aminosav transzporterek aminosavak aminosavak AMINOSAVAK, PEPTIDEK ÉS FEHÉRJÉK FELSZÍVÓDÁSA Fehérjék Peptidek Duodenum, jejunum Legalább 7 aminosav-transzporter van, többségük kotranszport Na-mal, néhány facilitált diffúzió Di- és tripeptidek transzportja H + -nel történik. Di-és trip. Aminos. Kis peptid. Kis peptidek és fehérjék endocytosis révén bekerülhetnek az enterocytákba. - felnőttben nem jelentős - ételallergiát okozhat - újszülöttekben lehet jelentősége kefeszegély 16
LIPIDEK EMÉSZTÉSE A zsírok triglicerid formában jutnak be a táplálékkal (glicerin+3 zsírsav lánc). Ezeket bontja szét apró cseppekre az epe az epesavak révén. Emulgeálás után a kolipáz lebontja a micellák felszínéről az epét, majd a lipázok zsírsavakra, koleszterinre és monogliceridre bontják a zsírcseppet. A hasított zsírsavak passzív diffúzióval felszívódnak a centrális nyirokérbe. Nyál és gyomorlipáz: csecsemőkorban fontos (még nincs elég pancreas lipáz). Anyatej is tartalmaz lipázt. száj jejunum vastagbél epe zsír emulgeált zsír zsírsavak és glicerin 17
hidrofób oldal hidrofil oldal OH - csoport peptid kötés karboxil-, szulfonil csoport A. Epesav szerkezete oldatban Amfipatikus molekulaszekezetének köszönhetően alkalmas zsírok emulzifikálására. hengeres micella keresztmetszet B. Epesav-zsír alkotta micella szerkezete epesav koleszterin foszfolipid szabad zsírsav 2-monogliceridek 18
Panrcreas-lipázok zsírbontó hatása. glicerol-észter hidroláz triglicerid szabad zsírsav koleszterin-észter koleszterin észter hidroláz koleszterin szabad zsírsav * lizolecitin szabad zsírsav Lipid felszívódás mechanizmusa a vékonybélben. nem keveredő vízréteg 1. Az epesav-zsír micellák átdiffundálnak a nem keveredő vízrétegen a mikrovillusok felszínéhez. kefeszegély membránja micellák diffúziója a nem keveredő vízrétegen át zsírsavak 2. Az elhasított zsírsavak diffúzióval bejutnak az enterociták citoplazmájába, majd új zsírok kerülnek hasításra a micellákban. 3. A zsírok passzív felszívódása a kefeszegély teljes felszínén történik. 4. Transzporter fehérjék is segítik a koleszterin és biz. zsírsavak átjutását. 5. A citoplazmában a zsírsavak fehérjéhez (=apoprotein) kötődnek, a koleszterin pedig a vérben szteroid szállító plazmafehérjékhez kötődik. 19
membrán traszport A hámsejtekben a lipidek újra szintetizálódnak a sejtek endoplazmatikus retikulumában Majd apoprotein típusú fehérjével összeépülnek ún. chylomicronokká (legnagyobbak, 90%-uk triglicerid). A chylomicronokat foszfolipidek és apolipoproteinek veszik körbe és ebben a formában exocitózissal a nyirokkeringésbe jutnak. FFA= szabad zsírsav( Free fatty acid); 2MG= 2-monoglicerid; TG= triglicerid; LysoPL= lisofoszfolipid; PL=foszfolipid; Chol= koleszterin; CholE= koleszterin észter. Lipoproteinek A máj lipoproteineket termel a felszívott chylomicronokból, melyek a kapillárisok falán lévő enzimek segítségével kisebb egységekre bomlanak és felhasználásra kerülnek (pl. LDL viszi a koleszterint a szteroid hormon termelő mirigyekhez). HDL= high density lipoprotein kevés lipid/sok fehérje IDL = immediate density lipoprotein LDL = low density lipoprotein sok lipid/kevés fehérje VLDL = very low densitiy lipoprotein testzsír táplálék zsírtartalma * = zsírsavak máj szabad zsírsav szabad zsírsav izom testzsír izom 20
21
22
Ionok abszorpciója Legtöbb (Na +, K +, Cl -, Mg ++ ) ion paracellulárisan szívódik fel diffúzióval a koncentráció grádiensének megfelelően. lumen Ca ++ kapilláris Ca ++ : paracelluláris abszorpció Ca-bevitellel fokozható Facilitált diffúzió (transzportfehérjén keresztül) D-vitamin fokozza a kötő feh. számát a citoplazmában és a tr. feh. számát a membránban D-vitamin hiányban: angolkór (=rachitis), csontlágyulás (=osteomalacia) 23
vas felhaszn. hemoglobin, mioglobin enzimek májban raktár vas források: hús, máj, tojás zöldség, gabonafélék saját elöregedett vvt-k vastartalma újra hasznosítható napi szükséglet nőkben 2-3 mg ffi: 1 mg napi vas bevitel: 20-30 mg (a lassú felszív. miatt) Vas felszívódása aktív folyamat duodenum, jejunum felső szakasza Fe 2+ formában (redukáló anyagok gyomorsav, C-vitamin!!, segítik) nyálkahártya blokk (ferritin raktár) vas szállító fehérje a vérben: transzferrin Vas abszorpciója A VÍZ SZEKRÉCIÓJA ÉS ABSZORPCIÓJA táplálék: 2000 ml/nap nyál: 1500 ml/nap gyomornedv: 2000 ml/nap abszprpció a vékonybélben 8500 ml/nap VÍZFELSZÍVÁS: ozmózissal a felszívott anyagok után! abszprpció a vastagbélben: 400 ml/nap bélnedv: 1500 ml/nap epe: 500 ml/nap pancreasnedv: 1500 ml/nap széklettel távozó víz: ~100ml/nap 24
Víz és ásványi anyagok Napi vízfelvétel átlagosan: 2 l Szekrétumok(nyál, gyomornedv, pankreásznedv, epe, bélnedv): 6 l A székletben csak 0,1 l víztartalom Vízfelszívódás: ozmotikus (Na, Cl, szerves anyagok), jejunum, ileum, colon (kevésbé) NA FELSZÍVÓDÁS DUODENUM, JEJUNUM: Na+ felszívódáshoz a Na-K-pumpaa hajtóerő Na glükóz, aminosav, foszfát másodlagosan aktiv, elektrogén LNTP (Cl-) ILEUM: paralell Na és Cl felszívódás ( H+, HCO3-csere, eredmény CO2 és víz) COLON Na diffúzió aldoszteron-dependens, LNTP miatt Cl reabszorpció vagy K szekréció CL-SZEKRÉCIÓ: Lieberkühn kripták, Na, víz követi (VIP, PG, camp, Cholera toxin) HCO3 SZEKRÉCIÓ Pancreas, vékonybél, colon K+ szekréció (aldoszteron-dependens) crypt reabsorpció H+-K+pumpával K+ szekréció/abszorpció aránya DIARRHEA : A HASMENÉS K+ ÉS HCO3 VESZTÉSHEZ VEZET (HYPOKALEMIA AND METABOLIKUS ALKALÓZIS) Víz és ásványi anyagok 25
Víz és ásványi anyagok Cholera toxin gátolja GTPáz-t a Gs fehérjén, maximális camp koncentráció, megnövekedett Cl szekréció. Na és víz követi. Akár 1 l/óra hasmenéses folyadékvesztés ORÁLIS REHIDRÁLÓ OLDAT (Na, K, Cl, bikarbonát vagy citrát, glükóz) Víz és ásványi anyagok Ca2+. A széklet a napi bevitel egyharmadát tartalmazza Ca2+ intake. Ca2+ a vékonybél felső részében szívódik felaz intracellular calcium-binding protein (CaBP) segítségével Calcitriol (D3) növeli a CaBP szintézisét D vitamin hiány és a Ca2+-mal kelátot képző anyagok(phytin, oxalát, zsírsavak) csökkentik a Ca felszívódását. Mg2+ hasonló a Ca-hoz Vas(Fe): lsd. Vér 26
Duodenum Vater papilla 27
Epe Colon 28
A vastagbél és végbél Funkció:továbbítás, tárolás, felszívódás,széklet formálás és ürítés Mozgásformák: 1. proximális rész a colon transversum kezdeti szakaszáig- oralis irányú mozgás is, 2. középső szakasz-kontrakciós gyűrűk=haustratio, 3. disztális(colon sigmoideum, rectum)- tömegmozgás Reflexek: gastrocolicus, enterocolicus, defecatio Felszívódás (rectum: szisztémás keringésbe!!!), szekréció Védekezés: bélflóra, appendix (?) Colon sigmoideum és rectum: funkcionális egység Feladata a bélsár összegyűjtése és megfelelő időpontban kiürítése Kettős sphinchterrel lezárt rectumszakasz: anuscsatorna Belső: s.i. sy (α1) kontrakció, psy, enteralis (NANC) relaxáció Külső: h.cs.i. beidegzés sacralis gv, somatomotoros Viscero -és somatosensoros beidegzés (pl. sacralis) SZÉKELÉS=DEFECATIO Inger: rectum feszülése Kp. : gv, nyv, hypothalamus, cortex, distalis colon enteralis idegrendszer Székelési pozitúra Nem kell hasprés! Gátizmok működése Mk sphinchter egyidejű ellazulása Akár a teljes distaliscolon kontrakciója (colon descendens, sigmoideum, rectum) INCONTINENTIA ACTIVA et PASSIVA 29
Ha megy és ha nem megy Hasmenés (diarrhea): híg, gyakori széklet (vizes,véres,erjedéses,rothadásos) Székrekedés (obstipatio): sűrű, ritka széklet ( besül ) Ileus: Az ileus elnevezés valójában egy tünetegyüttesen alapuló gyűjtőfogalom, melynek lényege, hogy a béltartalom (gáz, folyadék, bélsár) továbbjutása, kiürülése akadályozott, és következményes béldisztenzió jön létre. Mechanikus és funkcionális ileus Trichuriasis 30
http://www.gastrointestinalatlas.com/ A video-endoszkópos felvételek a következő linken tekinthetők meg. 31