A gasztrointesztinális (GI) rendszer élettana, táplálkozásélettan A GI rendszer fő funkciói Mechanikai tevékenység (aprítás, keverés, továbbítás, egyenirányítás, tárolás, késleltetés) Szekréciós/kémiai tevékenység (emésztőnedvek elválasztása, tápanyagok enzimatikus bontása) Felszívódás Koordináció (a mechanikai, kémiai és felszívó tevékenység összehangolása) Adaptáció (a szervezet állapotához és a külső feltételekhez) 1
Mechanikai, kémiai és felszívódási funkciók a GI rendszer egyes részeiben Hely Mechnikai funkció Kémiai funkció (emésztés) Felszívódás Szájüreg Aprítás,keverés (rágás) Nem számottevő Speciális esetek Garat, nyelőcső Továbbítás (nyelés) Nincs Nincs Gyomor Keverés, továbbítás, tárolás Fehérje, szénhidrát Alkohol Vékonybél Keverés Továbbítás Minden tápanyag Minden tápanyag Vastagbél Továbbítás Nincs Víz, elektrolitok Végbél Továbbítás, székletürítés Nincs Víz, elektrolitok A GI rendszer motoros működései nyelőcső indítása akaratlagos, a második szakasza akarattól független. gyomor pacemaker aktivitással rendelkezik, ez hozza létre a kontrakciókat, melyek a gyomor üres állapotában is fellépnek. 2
Hányás hányás védekezési reflex intracranialis ok nincs hányinger, sem öklendezés oka: koponyaűri nyomásemelkedés életveszély! perifériás eredetü hányás minden esetben megelőzi: - hányinger, - öklendezés előzi meg - gyorsult szívverés, - szédülés, - izzadás, - sápadtság, - pupilla tágulat oka lehet: fertőzés, tengeribetegség stb. A GI rendszer motoros működései vékonybél - szegmentáló, perisztaltikus mozgás, az élelmi rostok szükségesek a falfeszülés fenntartásához vastagbél - tömegperisztaltika:a vastagbél egy szakasza teljes egészében összehúzódik, és a tartalmának egyharmadát gyorsan áttolja a következő szakaszba - székletürítési reflex: a végbél falának feszülése váltja ki 3
A GI rendszer szekretoros működése ÖSSZETÉTEL FUNKCIÓ A nyál víz és elektrolitok amiláz antitestek (IgA) mucin kalcium-kötő fehérje (hiányában fogkő) lúgos vegyhatás nedvesítés (beszéd) falat képzése baktericid hatás fogak védelme emésztés (gyomorban) A gyomornedv sósav víz és elektrolitok pepszinogén mucin intrinsic faktor savas vegyhatás fehérjék bontása baktericid hatás gyomor védelme önemésztés ellen stressz mucin termelés csökken fekély A GI rendszer szekretoros működése ÖSSZETÉTEL Az epe víz, elektrolitok epesavas sók anyagcsere végtermékek (bilirubin) A vékonybélnedv víz, elektrolitok enzimek (amiláz, lipáz, nukleáz) lúgos vegyhatás FUNKCIÓ zsíremésztés és felszívódás elősegítése (emulgeálás, micella képződés) detoxikálás valamennyi tápanyag enzimatikus bontása a gyomorból származó savas vegyhatású táplálék semlegesítése A pacreas nedv Víz, elektrolitok Proenzimek (tripszinogén) Enzimek (amiláz, lipáz, nukleáz) lúgos vegyhatás valamennyi tápanyag enzimatikus bontása a gyomorból származó savas vegyhatású táplálék semlegesítése 4
A legfontosabb GI hormonok Gasztrin: - növeli a sósav szekréciót a gyomorban Cholecystokinin: - kiváltja az epehólyag összehúzódását - serkenti a pancreasnedv szekrécióját - csökkenti a gyomor ürülését Szekretin: - növeli a pancreasnedv és az epe szekrécióját Táplálkozásélettan 5
A táplálékfelvétel célja: Nyersanyagok biztosítása a test számára a növekedéshez a szöveti regenerációhoz az ivarsejtek képzéséhez Energia biztosítása a test számára a szövetek karbantartásához a szövetek regenerációjához a munkavégzéshez (fizikai és metabolikus) a hőtermeléshez Napi energiaszükséglet Alapanyagcsere 60-75% Fizikai aktivitás 15-30% Specifikus dinámiás hatás 5-10% Az alapenergiaforgalmat befolyásoló tényezők: alvás: -10% Erős hideg: +2-5% Testhőmérséklet: 30ºC fölött minden 1ºC: +0,5-13% NINCS RÁ ÉRDEMI HATÁSSAL A SZELLEMI TEVÉKENYSÉG 6
Az alapanyagcsere meghatározása Meghatározása: Direkt kalorimetria Indirekt kalorimetria (O 2 hőegyenértéke: ~ 20 kj/) - Egy 70 kg-os egyén esetén kb. 7100 kj/nap - A pajzsmirigyhormonok és a sympathicus aktivitás (adrenalin) jelentősen növeli az alapanyagcserét. Respirációs hányados (RQ) RQ = termelt CO 2 / fogyasztott O 2 A testtömegindex - BMI BMI = testsúly (kg) / [testmagasság (m)] 2 BMI < 16: Éhezés 20 < BMI < 25: Fiziológiás 25 < BMI < 30: Túlsúlyos 30 < BMI: Elhízott (Obesitas) 7
Tápanyagok: Minden, ami nyersanyag vagy energiaforrás gyanánt szolgál; továbbá azon molekulák, amelyek a fentiek hasznosításához szükségesek (nyomelemek, víz, ionok, vitaminok). Bioaktív anyagok: nélkülük az anyagcserefolyamatok nemkívánatos irányt vennének, és betegségek alakulnának ki (pl. élelmi rostok, flavonoidok, stb). A kiegyensúlyozott diéta Az izodinámia elve Egészséges felnőtt egyed esetén a napi összes energiabevitel az alábbi megosztásban ajánlott: Zsírok: < 30% Fehérjék: 10-15% Szénhidrátok: > 55% 8
víz, ásványi anyagok, nyomelemek sejttérfogat, vízháztartás, membránpotenciál fenntartása Tápanyagok 1 nukleinsavak minden sejt képes szintézisükre elemi prekurzorokból, táplálkozásélettani szempontból jelentéktelenek (!!) szénhidrátok Tápanyagok 2 közvetlen vagy raktározott energiaforrások fehérjékhez kötődve (glikoproteinek) struktúraalkotó szerep (pl. antigénnek, mucin) élelmi rostok (pektin, cellulóz,...) - Késleltetik a glükózfelszívódást, a lipidek abszorpcióját - Csökkenti a vér koleszterinkoncentrációját - Komoly szerepük van a testsúly-szabályozásban, és a vastagbéldaganatok incidenciájának csökkentésében is ajánlás: A szénhidrátbevitel energiatartalma a napi összes energiabevitel 55-60%-a legyen az élelmi rostok ajánlott mennyisége: 30 g (napi 0,5-1 kg friss zöldség, főzelék, gyümölcs vagy 56-84 g zabkorpa elfogyasztása). 9
Tápanyagok 3 zsírok koncentrált energiaraktárak a membránok és egyéb intracelluláris organellumok felépítéséhez elengedhetetlenek esszenciális zsírsavak (pl. linolsav és linolénsav) a zsírraktározás gyakorlatilag korlátlan, a feleslegben elfogyasztott zsír a zsírszövetbe kerül a zsír energiaértéke több mint kétszerese a szénhidrátokénak könnyű túlfogyasztani ajánlás: a zsírral bevitt energia ne haladja meg a napi összes energiabevitel 30%-át. a napi összes energiabevitel max. 10%-a származhat telített zsírsavakból Tápanyagok 4 fehérjék és aminosavak a szövetek és az enzimek elengedhetetlen alkotórészei (enzimek, szállító- és tárolófehérjék, struktúrfehérjék, védőfehérjék, hormonok, kontraktilis fehérjék) esetlegesen energiaforrásként is szolgálhatnak fölöslegben bevitt fehérje energiaforrás esszenciális aminosavak (pl. Treonin, Metionin, Valin, Izoleucin stb. ) a táplálékfehérjék biológiai értéke a fehérjének az a százaléka, amit a felszívódást követően a testfehérjék építésére lehet használni. pl.: Anyatej, teljes tojás: 100 Tehéntej: 88-95 Halhús: 80-92 Szója: 74-78 Kukoricaliszt: 49 10
Nitrogénegyensúly a fehérjebontás folyamatos, még éhezés esetén is egyensúly, amikor a vizsgált egyén fehérje alapú nitrogénfelvétele megegyezik a fehérje eredetű nitrogén ürítésével ha + : a szervezet fehérjetartalma nő ha : a szervezet fehérjetartalma csökken Ajánlott napi fehérjebevitel: Abszolút: Az egy nap alatt lebomló fehérjemennyiség fehérjebevitel nélkül (~20 g/nap) Physiologiás Az a fehérjebevitel, ami mellett N-egyensúly alakul ki (~40 g/nap) Hygiénés Az a napi fehérjebevitel, ami jó közérzetet biztosít (80-120 g/nap) Tápanyagok 5 vitaminok: kis mennyiségben szükségesek a táplálékban találhatók vagy a bélflóra termeli őket nem szolgálnak energiaforrásként, hanem különböző enzimek kofaktorai csökkent bevitelük esetén jellegzetes hiánytünetek alakulnak ki ezen hiánytünetek a kérdéses vitamin adagolásával orvosolhatók 11
A vitamin (Retinol) a látáshoz és abőrnek szükséges Farkasvakság Epithelialis laesiok Fejlődési rendellenességek forrás: húsok, belsőségek, tej, tejtermékek, tojás előanyaga a β-karotin: színes zöldségek (sárgarépa, paradicsom, sóska, káposzta stb.), gyümölcsök (sárgabarack, sárgadinnye, szeder, áfonya, stb.) ajánlott mennyiség: 0.8 mg pl. 50 g paradicsom, 3 g sárgarépa000 D vitamin (Calciferol) biztosítja a: a Ca 2+ és a foszfát felszívódását a béltraktusból, a csont- és fogképzést. (etc.) Rachitis (gyermekkorban) abnormális csontképzés Osteomalacia (felnőttekben) ajánlott mennyiség: 5 μg forrás: halmájolaj, tojássárgája, vaj, tej, élesztő, máj, sajtok pl. 250 g marhamáj 12
E vitamin (Tokoferol) biztosítja a vvt-k épségét antioxidáns merev, törékeny vvt-k izomdystrophiák abortus forrás: növényi olajok, gabonacsíra, zöldségek (paraj, spárga, kelbimbó), tojás, hal, máj, hús ajánlott mennyiség: 10 mg pl. 625 g spárga, 1400 g marhamáj K vitamin (naftokinon) a véralvadási faktorok szintézise vérzékenység, véralvadási zavar forrás: zöld növények (káposzta, zöldség, borsó, bab stb.), tej, tejtermékek, hús, máj, gyümölcsök, cereáliák, tojás ajánlott mennyiség: 0.08 mg Pl. 12 g szamóca, 40 g brokkoli 13
vitamin B vitaminok hatás hiánytünetek B 1 vitamin (thiamin) B 2 vitamin (riboflavin) B 6 Vitamin (Piridoxin) B 12 vitamin (Cianokobalamin) B x vitamin (Pantoténsav) biotin folsav niacin szénhidrát metabolizmusa flavoproteidek szintézise aminosav és zsírsavszintézis vvt-k szintézise alapvető a bőr és a haj épségéhez proteinek és a zsírsavak szintézise vvt-k szintézise magzatvédő vitamin hidrogéntranszport beriberi, polyneuritis a bőr berepedezése dermatitis, idegrendszeri tünetek vészes vérszegénység idegrendszeri zavarok dermatitis, izomfájdalmak anaemia, velőcsőzáródási defektusok Pellagra (Dermatitis, Diarrhoea Dementia) B 1 vitamin (Tiamin) a szénhidrát metabolizmusban van szerepe beriberi polyneuritis szívelégtelenség Taralmazza: teljes gabonamagvak, rizs, búza, rozs, ezek korpája, lencse, sárgaborsó, olajos magvak (dió, mogyoró, tökmag), kukoricaliszt, húsok, belsőségek, tej, tojássárgája Ajánlott mennyiség: 1.4 mg Pl. 15 kg rizs, 28 kg tojás 14
B 2 vitamin (Riboflavin) biztosítja a flavoproteidek szintézisét abőr berepedezése Tartalmazza: tej, tejtermékek, tojás, húsok, élesztő, gyümölcsök, kerti zöld növények, élelmi anyagok és főzelékek, gabonamagvak, barna kenyér, belsőségek Ajánlott mennyiség: 1.6 mg pl. 645 g tojás, 4.4 kg kefír B 6 Vitamin (Piridoxin) az amino- és zsírsavszintézis fontos kofaktora dermatitis idegrendszeri tünetek Forrásai: gabonamagvak (búza, kukorica), sovány hús, belsőségek (máj), élesztő, olajos magvak, mák, töltelékáruk Ajánlott mennyiség: 2 mg pl. 1.4 kg barna kenyér, 588 g dió 15
Niacin a hidrogéntranszport fontos kofaktora Pellagra (3D betegség) Dermatitis Diarrhoea Dementia DEATH Forrásai: húsok, belsőségek (máj), élesztő, korpa, tojás, zöldségek, barna kenyér, száraz hüvelyesek Ajánlott mennyiség: 18 mg Pl. 120 g marhamáj, 1.6 kg barna kenyér B 12 vitamin (Cianokobalamin) a vvt-k szintéziséhez elengedhetetlen. vészes vérszegénység (anemia perniciosa) Forrásai: kizárólag állati eredetű élelmiszerek, húsok, belsőségek, tojás, tejtermékek Ajánlott mennyiség: 1 μg pl. 25 g bárányhús, 17 g marhamáj 16
Folsav A vvt-k szintéziséhez elengedhetetlen. Magzatvédő vitamin a vvt-k érése zavart szenved anemia velőcsőzáródási defektusok Forrásai: gyümölcsök, zöldségek, belsőségek (máj), élesztő, tojás, dió Ajánlott mennyiség: 0.2 mg Pl. 869 g marhamáj, 606 g dió B x vitamin (Pantoténsav) alapvető a bőr és a haj épségéhez idegrendszeri zavarok Forrásai: belsőségek (máj, vese), élesztő, tej, tojás, húsok (szárnyas, marha), gabonamagvak, hüvelyesek (borsó, bab) Ajánlott mennyiség: 8 mg Pl. 216 g marhamáj, 320 g tojás 17
Biotin elengedhetetlen a proteinek és zsírsavak szintéziséhez. dermatitis izomfájdalmak Forrásai: máj, vese, húsok, élesztő, tojássárgája, tej, csonthéjasok (dió, mogyoró) Ajánlott mennyiség: 0.15 mg Pl. 1.1 kg tojás, 2.38 kg dió C vitamin (Aszkorbinsav) minden életfolyamathoz nélkülözhetetlen, antioxidáns scorbut szöveti bevérzések kötőszöveti gyengeség forrásai: gyümölcsök, zöldségek, máj, ajánlott mennyiség: 60 mg Pl. 133 g citrom vagy mandarin 1200 g alma vagy narancs 18
Tápanyagok 6 Nyomelemek: nagyon kis mennyiségben szükségesek Vas (anémia) (hemokromatózis) Kobalt (B 12, anémia pernicióza ) Jód (pajzsmirigyhormonok, hipotireózis) Cink (bőrfekélyek, csökkent immunválasz) Réz (anémia, csontképzési zavar, plazma Króm (inzulin rezisztencia) Fluorid (fogszuvasodási hajlam ) Hőszabályozás Hogyan tartható fenn a konstans maghőmérséklet? A leadott hő mennyisége = A termelt hő mennyisége A hőtermelés és hőleadás is energiaigényes folyamat 19
Közvetett A hőleadó mechanizmusok Közvetlen Légzés Párolgás Sugárzás Áramlás Vezetés A hőtermelő mechanizmusok Didergéses hőtermelés Didergés nélküli hőtermelés -metabolizmus -fizikai aktivitás A didergés egy olyan, magas frekvenciájú (10-20 Hz) összehúzódása a harántcsíkolt izmoknak, amikor effektív munkavégzés nem történik. Munkavégzés + magas külső hőmérséklet a szervezet túlmelegedése (pl. bányászok) 20
Hogyan működik a hypothalamus? SET POINT = 37 C Thermoreceptorok hypothalamus Hővesztő mechanizmusok vasomotor válasz, piloerectio verítékezés Hőtermelő mechanizmusok didergés metabolikus változások Hogyan alakul ki a láz? Endogén pyrogének SET POINT = 40 C (!) hypothalamus Exogén pyrogének Hőtermelő mechanizmusok Didergés Metabolikus aktivitás Sympathicus aktivitás 21
Hogyan szűnik meg a láz? lázcsillapító gyógyszerek SET POINT = 40 C SET POINT = 37 C (újra) hypothalamus Hővesztő mechanizmusok vasodilatatio verítékezés 22