ĆWICZENIE 18

FIZJOLOGIA UKŁADU TRAWIENIA. PRZEMIANA MATERII.

Motoryka przewodu pokarmowego:

Podstawowym mechanizmem, który kontroluje skurcze mięśniowe jest:

BER (podstawowy rytm elektryczny, fale wolne) - są to cykliczne wahania potencjału błony komórkowej w kierunku depolaryzacji lub hiperpolaryzacji. Ich źródłem są komórki mięśniowe o niestałym potencjale błonowym zwane „komórkami rozrusznikowymi”. Chodzi o to, że BER sam z siebie nie wywołuje potencjału czynnościowego, ale czyni błonę komórkową mięśni bardziej podatną na inne bodźce.

Powstałe pobudzenie rozprzestrzenia się przez niskooporowe złącza (koneksony) wzdłuż całej warstwy podłużnej. Ten przepływ prądu indukuje natomiast prądy elektroniczne w wewnętrznej warstwie okrężnej.

Bodźcem, który może wywoła potencjał czynnościowy może być np.:

• mechaniczne rozciągniecie

• impulsy nerwowe

• hormony przewodu pokarmowego

Siła skurczu zależy od amplitudy i liczby tych potencjałów czynnościowych oraz jest wynikiem chwilowego zwiększenia przewodności błony komórek mięśniowych dla jonów Ca²⁺ ( jak pamiętamy to podwyższenie stężenia Ca²⁺ w cytoplazmie powoduje skurcz).

Charakter skurczów mięśni przewodu pokarmowego może być dwojaki:

• skurcze toniczne (długotrwały wzrost napięcia i stały przykurcz) charakterystyczne dla zwieraczy

• skurcze rytmiczne (fazowe) zachodzą w obwodowej części przełyku, w żołądku i jelicie cienkim, polegają na szybkich skurczach i rozkurczach i odpowiadają za czynności takie jak mieszanie pokarmu i przesuwanie treści pokarmowej do dalszych odcinków.

Żucie:

Dochodzi do rozdrobnienia pokarmu, co umożliwia jego rozpad enzymatyczny w dalszych odcinkach przewodu pokarmowego.

W czasie żucia składniki chemiczne pokarmu drażnią receptory smakowe, co prowadzi do powstania wrażeń smakowych oraz odruchowego wydzielania soków trawiennych, zwłaszcza śliny, soku żołądkowego i trzustkowego.

Ośrodek integracyjny odruchowej regulacji aktu żucia znajduje się w tworze siatkowatym pnia mózgu.

Fazy cyklu żucia:

1. przygotowawcza

2. zetknięcie szczęk z kęsem pokarmowym

3. miażdżenie pokarmu

4. rozcieranie pokarmu miedzy zębami

5. końcowe centralne zamknięcie szczęk

Połykanie:

3 fazy połykania:

1. faza ustna ma charakter dowolny, pozostaje pod kontrolą okolic ruchowych kory mózgowej. Dzięki ruchom języka i policzków kęs pokarmowy zostaje przesunięty ku tyłowi, a potem do części ustnej gardła.
   Odruchowo następuje tutaj:

• podniesienie i napięcie podniebienia miękkiego (co zamyka drogę do jamy nosowej)

• zbliżenie do siebie łuków podniebiennych, oddzielenie gardła od jamy ustnej

• uniesienie krtani, przykrycie jej przez głośnię i zamknięcie szpary głosowej

2. faza gardłowa jest koordynowana przez ośrodek połykania w tworze siatkowatym w rdzeniu przedłużonym. Pokarm przesuwa się przez gardło dzięki skurczom okrężnym mięśni gardła i jednoczesnemu rozkurczowi zwieracza gardłowo - przełykowego. Kolejne skurcze mięśni okrężnych gardła wywołują falę perystaltyczną połączoną ze wzrostem ciśnienia w gardle do 10 kPa.
   Po przejściu pokarmu do przełyku zamyka się zwieracz gardłowo - przełykowy, krtań przesuwa się ku dołowi, rozszerza się szpara głośni i zostaje przywrócone oddychanie.

3. faza przełykowa, także kontrolowana jest przez twór siatkowaty w rdzeniu przedłużonym. Kęs pokarmowy przechodzi przez przełyk dzięki fali perystaltycznej będącej kontynuacją fali perystaltycznej gardła. Siła skurczów jest proporcjonalna do wielkości kęsa pokarmowego.

Przełyk:

Funkcjonalnie dzieli się na 3 części:

• górną - tuż poniżej zwieracza gardłowo - przełykowego

• środkową - trzon przełyku

• dolną - zwieracz wpustu zwany także zwieraczem dolnym przełyku

Ciśnienie trzonu przełyku w stanie spoczynku równe jest ciśnieniu śródpiersiowemu, czyli 5-10 cm H₂o (0,5-1 kPa), czyli jest poniżej ciśnienia atmosferycznego i wykazuje wahania oddechowe.

UWAGA! W części podprzeponowej ciśnienie jest już wyższe od atmosferycznego. Punkt odwrócenia ciśnień znajduje się na wysokości rozworu przełykowego.

Zespół połykania:

W czasie połykania w przełyku występuje szereg kolejnych charakterystycznych zmian ciśnienia

1. chwilowy spadek ciśnienia w zwieraczu gardłowo - przełykowym (umożliwia to przejście pokarmu z gardła do przełyku)

2. przejściowy wzrost ciśnienia w zwieraczu do ok. 10kPa

3. powrót ciśnienia do wartości spoczynkowej

Te zmiany rozpoczynają falę perystaltyczną, która wędruje przez trzon przełyku wywołując charakterystyczne zmiany w jego ciśnieniu zwane właśnie zespołem połykania.

Perystaltyka pierwotna to kontynuacja fali perystaltycznej gardła (kontrolowana jest przez n. błędny).

Perystaltyka wtórna jest wynikiem zatrzymania się resztek pokarmowych w przełyku po przejściu perystaltyki pierwotnej i może rozpocząć się w dowolnym odcinku (odpowiedzialne są za nią sploty śródścienne autonomiczne). W chwili, gdy fala perystaltyczna przechodzi przez dolną część przełyku jego zwieracz dolny (wpust) ulega odruchowemu rozkurczowi i ciśnienie w nim spada, ale nigdy nie poniżej żołądkowego. Po przejściu pokarmu ciśnienie to lekko wzrasta by po chwili wrócić do normy.

Mechanizmy zamykające wpust:

1. toniczny skurcz dolnego zwieracza przełyku

2. mechanizm zastawkowy pomiędzy przełykiem a żołądkiem (kąt Hisa)

3. ucisk przełyku przez odnogi mięśnia przepony

4. bierny ucisk ciśnienia śródbrzusznego na dolny podprzeponowy odcinek przełyku

Przyjmuje się, że spoczynkowe napięcie zwieracza jest pochodzenia biogennego i nie zależy ani od hormonów ani od nerwów. Są jednak czynniki modyfikujące to napięcie, np.:

• nerwy błędne działają hamująco i warunkują rozkurcz zwieracza zachodzący typowo w czasie przechodzenia fali perystaltycznej przez dolną część przełyku

• nerwy współczulne wzmagają skurcze

• śródścienne sploty autonomiczne

• hormony żołądkowo - jelitowe

Żołądek:

W podziale czynnościowym rozróżniamy: dno, trzon i część odźwiernikową. Żołądek jest oddzielony od reszty przewodu pokarmowego od góry dolnym zwieraczem przełyku, a od dołu przez odźwiernik.

Żołądek unerwiony jest przez włókna przywspółczulne pochodzące z nerwu błędnego i współczulne z piersiowych nerwów rdzeniowych (Th₆ - Th₁₀).

Neurony pozazwojowe (przywspółczulne) leżą w splotach śródściennych żołądka. Mają charakter cholinergiczny lup peptydergiczny (purynergiczny) a więc mogą uwalniać Ach, VIP, substancję P, somatostatynę, peptyd uwalniający gastrynę (GIP) i ATP.

Czucie bólu jest przewodzone głównie układem współczulnym, dlatego wagotomia w niewielkim tylko stopniu wpływa na bóle żołądka.

Włókna n. błędnego mogą zarówno pobudzać jak i hamować => istnieją 2 rodzaje włókien:

• pobudzające - mają niższy próg pobudliwości, działają przede wszystkim na dystalną część żołądka

• hamujące - to głównie włókna peptydergiczne, purynergiczne i nitroergiczne, mają wyższy próg pobudliwości i hamują motorykę głównie części proksymalnej

Aktywność skurczowa żołądka wykazuje trzy rodzaje fal typu I, II, III

• fale typu I i II są wynikiem rytmicznych, okrężnych skurczów mięśniówki, które przesuwają się w postaci fal perystaltycznych w kierunku odźwiernika

• fale typu III są skurczami tonicznymi obejmującymi szerszy segment żołądka i trwającymi ok. 1 min.

W okresie międzytrawiennym pusty żołądek wykazuje stosunkowo niewielką aktywność ruchową. W okresie głodu wzrasta częstotliwość i amplituda fal typu I i II, które są opisywane jako tzw. skurcze głodowe żołądka. (Podawanie dożylnie glukozy hamuje motorykę żołądka u głodzonych ludzi i zwierząt)

MMC - międzytrawienne wędrujące kompleksy bioelektryczne, są odpowiedzialne za usuwanie resztek pokarmowych z żołądka w okresie międzytrawiennym (analogicznie jest w jelitach). MMC stanowią falę perystaltyczną, która zaczyna się na wysokości przełyku i wędruje przez cały przewód pokarmowy. Pojawiają się co 60 - 90 min w okresie międzytrawiennym.

Hormon motylina uwalniany z komórek wewnątrzwydzielniczych jelita cienkiego zwiększa siłę MMC.

Retropulsja - są to ruchy miazgi pokarmowej do przodu i do tyłu spowodowane jej napieraniem na zamknięty zwieracz odźwiernika.

Pokarm, który przedostanie się do żołądka gromadzony jest w dnie. Czas przebywania tego pokarmu zależy od rodzaju i konsystencji i wynosi średnio 1-3 h.

• im więcej pokarmu tym szybsze jest opróżnianie

• pokarmy płynne przedostają się do dwunastnicy szybciej niż pokarmy stałe

• najkrócej w żołądku przebywa pokarm białkowy

• najdłużej tłuszczowy

• tłuszcze i węglowodany zwalniają proces opróżniania

Ważniejsze czynniki regulujące motorykę żołądka:

1. pobudzające:

• nerwowe - układ przywspółczulny (w trakcie opróżniania się żołądka)

• humoralne - hormony żołądkowo - jelitowe: gastryna, motylina

• czynniki mechaniczne - pokarm

2. Hamujące:

• nerwowe - układ przywspółczulny (w trakcie wypełniania żołądka)

• odruchy śródścienne

• humoralne - hormony żołądkowo - jelitowe: sekretna, cholecystokinina, glukagon

Jelito cienkie:

Składa się z dwunastnicy, jelita czczego (²/₅) i jelita krętego (³/₅). Początek jelita zamknięty jest przez zwieracz odźwiernikowy a koniec przez zwieracz krętniczo - kątniczy.

Są 3 warstwy błony mieśniowej:

• zewnętrzna podłużna

• wewnetrzna okrężna

• warstwa mięśniowa błony śluzowej

Unerwienie jest:

• zewnętrzne przez nerwy autonomiczne - przedzwojowe gałązki nerwu błędnego i nerwów współczulnych a pozazwojowe to gałązki włókien przywspółczulnych i współczulnych pochodzących ze splotu trzewnego i krezkowego górnego

• wewnętrzne - sploty śródścienne

Czas przebywanie pokarmu w jelicie cienkim wynosi średnio 7-10 godz.

Błona mięśniowa jelita cienkiego wykazuje 2 rodzaje skurczów:

• odcinkowe (segmentowe, niepropulsywne) maja charakter biogenny, polegają na okrężnych skurczach dzielących jelito na wiele segmentów. Skurcze odcinkowe przebiegają jednocześnie ze skurczami kosmków jelitowych. Ich funkcja polega na dokładnym mieszaniu miazgi pokarmowej z sokami trawiennymi i zapewnieniu kontaktu z powierzchnią absorbcyjną śluzówki jelit.

• Perystaltyczne (robaczkowe, propulsywne) przesuwają się naprzód w postaci fali okrężnego skurczu obejmującego odcinek 2-3 cm. Są wynikiem miejscowego odruchu obejmującego śródścienne sploty jelitowe.

Prawo jelit:

Pobudzenie jelita w jakimś punkcie wywołuje skurcz powyżej i rozkurcz poniżej.

Ważniejsze czynniki regulujące motorykę jelit:

1. Pobudzające

• Wzmożenie napięcia układu przywspółczulnego

• Odruch żołądkowo - krętniczy (perystaltyka jelit zostaje pobudzona w wyniku rozciągania żołądka)

• Hormony jelitowe: gastryna, cholecystokinina, motylina, PGE

2. Hamujące

• Wzmożenie napięcia układu współczulnego

• Odruchy:

- krętniczo - żołądkowy (głównie polega on na zahamowaniu motoryki żołądka w wyniku rozciągania jelita krętego)

- jelitowo - jelitowy (powstaje przy rozciąganiu, ucisku lub uszkodzeniu jelita np. w czasie zabiegu chirurgicznego, zaangażowane są w to nerwy współczulne)

• Hormony jelitowe: sekretyna, żołądkowy peptyd hamujący (GIP), wazoaktywny peptyd hamujący (VIP), PGE, PGI

Zwieracz krętniczo - katniczy:

Występuje tu toniczny skurcz warstwy okrężnej. Gastryna rozluźnia zwieracz ułatwiając opróżnianie zawartości jelita krętego.

Jelito grube:

Składa się z :

• Jelita ślepego z wyrostkiem robaczkowym

• Okrężnicy

• Odbytnicy

Błonę mięśniową jelita grubego tworzą dwie warstwy:

• Zewnętrzna: podłużna, tworzy trzy podłużne zgrubienia zwane taśmami

• Wewnętrzna okrężna

Unerwienie składa się z zewnętrznych nerwów autonomicznych i wewnętrznych splotów śródściennych. Nerw błędny unerwia okrężnicę wstępującą, prawą ¹/₃ okrężnicy poprzecznej, reszta unerwiona jest przez nerwy miedniczne.

Unerwienie współczulne pochodzi ze zwoju krezkowego górnego i dolnego splotu podbrzusznego.

Są cztery rodzaje skurczów:

• Odcinkowe - najlepiej widoczne w okrężnicy poprzecznej i zstępującej, warunkują przewężenia między wpukleniami i nadają okrężnicy charakterystyczny wygląd, nie mają skłonności do przesuwania się wzdłuż jelita

• Propulsywne - obejmują krótkie segmenty jelita (najczęściej dotyczą wpukleń okrężnicy), przemieszczają ich zawartość w obu kierunkach od miejsca skurczu. (występują głównie w jelicie ślepym i okrężnicy wstępującej)

• Perystaltyczne - składają się z okrężnego skurczu okrężnicy przesuwającego się na obwód

• Masowe - występują zazwyczaj kilka razy dziennie. Rozpoczynają się od nagłego zaniku wypukleń okrężnicy poprzecznej i zstępującej. Następnie obkurczeniu ulega cały segment, przesuwając zawartość jelita na obwód.

Gastryna i cholecystokinina - zwiększają motorykę jelita grubego skracając czas pasażu.

Sekretna - zmniejsza motorykę, wydłuża czas pasażu.

Noradrenalina (układ współczulny) - hamuje skurcze jelita grubego.

Acetylocholina (układ przywspółczulny) - wywołuje skurcze.

Odruch defekacji:

Powstaje w wyniku podrażnienia mechanoreceptorów okrężnicy. Ma charakter zarówno:

• Odruchu śródściennego (powoduje wzmożenie skurczów perystaltycznych okrężnicy zstępującej, esowatej i odbytnicy)

• Odruchu rdzeniowego (z ośrodkiem w części krzyżowej rdzenia, wzmaga perystaltykę w obwodowej części jelita grubego, wzmaga ruchy masowe)

Podczas przechodzenia kału przez odbyt wyzwala się dodatkowy odruch z kanału odbytniczego, który podtrzymuje skurcz całej odbytnicy.

Czynności wydzielnicze gruczołów trawiennych:

Gruczoły ślinowe:

Gruczoły ślinowe można podzielić na:

• Gruczoły śluzowe - wytwarzają śluz (ślinianka podjęzykowa)

• Gruczoły surowicze - produkują śliną wodnistą (ślinianka przyuszna)

• Gruczoły mieszane - (ślinianka podżuchwowa)

Gruczoły ślinowe zaopatrywane są przez gałązki nerwów czuciowych i dwa rodzaje autonomicznych nerwów wydzielniczych:

• Przywspółczulne - z opuszkowych jąder ślinowych górnych i dolnych, wydzielają Ach, która działa na receptory M

• Współczulne - z Th₁, Th₂ typu adrenergicznego, wydzielają NA i dopaminę, działające na receptory α i β.

Dobowa objętość śliny wynosi 1-2 l, średnio na minutę wydzielane jest 0,33-0,5 ml śliny. Objętość ta jednak może wzrosnąć (np. pod wpływem pokarmu) do 1,5-2,3 ml/min.

Skład śliny:

• Woda to 99%

• Składniki nieorganiczne (sód, potas, wapń, chlorki, wodorowęglany)

• Substancje organiczne (białko i mucyny)

• Ptialina (α- amylaza ślinowa), białka osocza, substancje grupowe krwi, lizozym, kalikreina i inne jak np. EGF

(wraz ze wzrostem objętości wydzielanej śliny stężenie sodu rośnie a potasu maleje)

Gruczoły ślinowe maja wyjątkową zdolność do wychwytywania, magazynowania i wydzielania jodków. Ślina zawiera także śladowe ilości fluorków.

Ślina ma dwie zasadnicze funkcje:

• Ochronna - polega na rozpuszczaniu i wypłukiwaniu pozostałych w jamie ustnej resztek pokarmowych, buforowaniu drażniących substancji pokarmowych, właściwościach bakteriobójczych i nawilgacaniu jamy ustnej i całego narządu żucia i mowy.

• Trawienna - polega na zlepianiu cząsteczek pokarmowych w możliwy do połknięcia kęs, na wypłukiwaniu cząsteczek z powierzchni języka, co ułatwia kontakt kolejno spożywanych porcji pokarmowych z receptorami smakowymi, oraz na trawieniu skrobi pod wpływem ptialiny.

Ważniejsze czynniki regulujące wydzielanie śliny:

• Układ przywspółczulny powoduje wzmożenie wydzielania wodnistej śliny (działa przez cAMP)

• Układ współczulny powoduje wydzielanie małej ilości śliny obfitującej w białka, potas i wodorowęglany (działa przez cAMP)

• Odruch bezwarunkowy pod wpływem pokarmu, odpowiedzialne są za to w szczególności kora mózgu, podwzgórze, ciało migdałowate, najbardziej skutecznymi bodźcami są substancje pobudzające narząd smaku i węchu np. sok z cytryny

• Hormon wzrostu, tyroksyna i kortyzon pobudzają wydzielanie śliny

• Aldosteron powoduje, że w ślinie jest mniej Na⁺ a więcej K⁺

Wydzielanie żołądkowe:

W żołądku znajduję się:

• Gruczoły wpustowe (dno i trzon) i są to gruczoły właściwe

• Gruczoły odźwiernikowe

Na gruczoły właściwe składa się 5 typów komórek:

1. główne - znajdują się w trzonie i podstawie gruczołu, wydzielają pepsynogen i niewielką ilość płynu zbliżonego w składzie do płynu pozakomórkowego

2. okładzinowe - trzon i szyjka gruczołu, wydzielają HCl, wodę i czynnik wewnętrzny IF

3. szyjkowe

4. niezróżnicowane

5. wewnątrzwydzielnicze czyli:

- EC (serotonina i motylina)

- D (somatostatyna)

- G (gastryna)

- i inne wydzielające substancję P, VIP, GRP, enkefaliny, histaminę, heparynę

Są też komórki śluzowe wydzielające śluz.

Barier śluzówkowa żołądka:

Oznacza zdolność żołądka do zapobiegania szybkiemu przenikaniu jonu H⁺ z jego światła do krwi, a jonom sodowym w kierunku przeciwnym.

Tworzy ją błona komórkowa pokrywająca powierzchnię wydzielniczą komórek nabłonka oraz ścisłe złącza pomiędzy sąsiednimi komórkami.

Barierę śluzówkową z łatwością mogą przenikać substancje niezjonizowane i rozpuszczalne w tłuszczach.

Uszkadzają ją natomiast:

• kwas solny o wysokim stężeniu

• naturalne detergenty pochodzenia jelitowego (sole kwasów żółciowych, lizolecytyna)

• alkohol w stężeniu powyżej 1%

• kwas acetylosalicylowy (aspiryna), w środowisku kwaśnym jest on niezjonizowany, z łatwością wiec wnika do wnętrza komórek, tam jednak ulega zjonizowaniu i działa niszcząco

Metody badania wydzielania żołądkowego:

Przez nos lub usta wprowadza się badanemu zagłębnik i odsysa zawartość żołądka.

BAO - to zawartość kwasu w wydzielinie podstawowej, mieści się ona w granicach 0-5 mmol/h

PAO - to wydzielanie szczytowe, oznacza wydzielanie kwasów w pierwszej godz po wstrzyknięciu środka pobudzającego to wydzielanie (ok 20 mmol/h)

Sok żołądkowy:

Objętość wydzieliny okładzinowej zmienia się w zależności od stopnia pobudzenia wydzielniczego, natomiast jej skład jest stale taki sam.

Wydzielina nieokładzinowa ma natomiast stały skład i stałą objętość.

Wydzielanie HCl

HCl jest wydzielany do kanalików wydzielniczych komórek okładzinowych w procesie 3 stopniowym:

1. aktywny transport jonów Cl^-, za którymi podążają jony K⁺

2. jony K⁺ zamieniane są na jony H⁺ za pomocą pompy H⁺/K⁺ ATPazowej

3. woda wchodzi do kanalika wydzielniczego dzięki gradientowi osmotycznemu jaki powstał przez ruch jonów H⁺ i Cl^-

Jon H⁺ wchodzący do kanalika pochodzi z dysocjacji H₂CO₃ który powstał w komórce okładzinowej z H₂O i CO₂ w obecności anhydrazy węglanowej.

Acetazolamid - lek, inhibitor anhydrazy węglanowej, blokuje wytwarzanie HCl przez komórki okładzinowe

HCO₃^- - dyfunduje do osocza wymieniając się z jonem Cl^-.

Fazy wydzielania żołądkowego:

• głowowa - jest związana z myśleniem o jedzeniu, widokiem, smakiem lub zapachem pokarmu. Ta faza uzależniona jest głównie od unerwienia współczulnego

• żołądkowa - rozpoczyna się z chwilą dostarczenia pokarmu do żołądka. Pokarm buforuje częściowo kwas, podnosi pH i umożliwia działanie innych bodźców np. gastryna wywołuje dalsze wydzielanie soku żołądkowego.

• jelitowa - zaczyna się w chwili opróżnienia żołądka, gdy pierwsze porcje miazgi pokarmowej pojawia się w dwunastnicy (wydziela się niewiele soku).

Ważniejsze czynniki pobudzające wydzielanie żołądkowe:

• wpływ układu przywspółczulnego

• gastryna - wydzielana jest z podstawno-bocznych powierzchni komórek G, dostaje się do krążenia, a następnie do proksymalnej części żołądka gdzie działa zwiększając wydzielanie HCl z komórek okładzinowych

• histamina

• jony wapnia, ułatwiają uwalnianie gastryny i potęgują działanie bodźców stymulujących bezpośrednio gruczoły żołądkowe

• alkohol pobudza zarówno bezpośrednio gruczoły wydzielnicze jak i zwiększają wydzielanie gastryny

• kofeina pobudza wydzielanie zarówno HCl jak i pepsyny

• zwiększenie przepływu śluzówkowego krwi

• ilość spożywanych białek jest najważniejszym czynnikiem pobudzającym wydzielanie kwasu żołądkowego w fazie żołądkowej, jednak już obecność produktów trawienia białek w dwunastnicy powoduje zmniejszenie wydzielanie HCl

Ważniejsze czynniki hamujące wydzielanie żołądkowe:

• hamowanie ośrodkowe

• hamowanie odźwiernikowe - hamujący odruch odźwiernikowo - trzonowy, ma miejsce gdy błona śluzowa obszaru gruczołów odźwiernikowych zostanie zakwaszona, komórki D uwalniają wtedy somatostatynę, która silnie hamuje wydzielanie pepsynogenu, HCl i gastryny

• hamowanie dwunastnicze - odruch dwunastniczo - żołądkowy powstaje po zakwaszeniu błony śluzowej dwunastnicy oraz po zadziałaniu na nią produktów lipolitycznych lub roztworów hipertonicznych i polega na uwalnianiu z błony śluzowej dwunastnicy somatostatyny, sekretny i bulbogastronu.

• Odruch jelitowo - żołądkowy, tłuszcze oraz produkty lipolizy w jelicie powodują uwalnianie hormonów będących homologami sekretny

Wydzielanie trzustkowe:

Trzustka jest położona pozaotrzewnowo, wyróżnia się w niej głowę objętą pętlą dwunastniczą, trzon i ogon.

Metody badania wydzielania zewnętrznego trzustki:

Bada się je w warunkach podstawowych oraz po maksymalnym pobudzeniu wydzielania wstrzyknięciem sekretny (silny bodziec wydzielania wodorowęglanów i wody) i CCK (pobudza wydzielanie enzymów).

Skład soku trzustkowego:

Sok trzustkowy jest wodnym roztworem elektrolitów o dużym stężeniu wodorowęglanów i enzymów trawiących podstawowe składniki pokarmowe.

Trzustka wydziela 1-4 l soku o osmolalności zbliżonej do osocza i pH= 8-8,3

• Główne kationy to: Na⁺ i K⁺ (ich stężenie nie podlega wahaniom przy zmianach objętości wydzielanego soku)

• Główne aniony to: HCO₃^- (ich stężenie wzrasta proporcjonalnie do objętości soku) i Cl^- (ich stężenie z kolei spada wraz ze wzrostem objętości wydzielanego soku)

• Enzymy proteolityczne: trypsyna, chymotrupsyna A i B wydzielane są w postaci nieczynnej (jako proenzymy)

- trypsynogen ulega przekształceniu w trypsynę pod wpływem enterokinazy lub samej trypsyny

- chymotrypsynogeny ulegają aktywacji pod wpływem trypsyny

• Enzymy lipolityczne: lipaza, fosfolipaza, esterazy są wydzielane w postaci czynnej. Enzymy, które katalizują estry nierozpuszczalne w wodzie wymagają soli żółciowych. Estry rozpuszczalne w wodzie ulegają hydrolizie bez pomocy soli żółciowych.

• Enzymy glikolityczne: α - amylaza, jest wydzielana w postaci czynnej, hydrolizuje skrobię oraz większość węglowodanów złożonych (za wyjątkiem celulozy) do dwucukrów

• Nukleazy

• Inhibitory trypsyny są wydzielane jednocześnie i z tych samych komórek co proenzymy trzustkowe, zapobiegają samostrawieniu trzustki.

Mechanizm wydzielania wodorowęglanów:

W komórkach śródpęcherzykowych znajduje się anhydraza węglanowa, dzięki której powstaje kwas węglowy, który później dysocjuje do jonów HCO₃^- wydalanych do światła gruczołu i jonów H⁺ wydalanych do krwi (wydzielanie jonów HCO₃^- pobudza sekretna). Ta teoria nie jest jednak do końca pewna. Istnieje inna, według której wszystko zaczyna się od czynnego wydzielania H⁺ do krwi, sprzężonego w czynnym transportem jonów Na⁺ do komórki. Jon H⁺ reaguje z HCO₃^- we krwi => H₂CO₃ => CO₂ + H₂O. CO₂ dyfunduje do komórki i tu reaguje z jonami OH^- tworząc HCO₃^- już w świetle gruczołu.

Sekretna działa na receptor, aktywuje cyklazę adenylanową, rośnie stężenie cAMP. cAMP aktywuje czynny transport wodorowęglanów do przewodów wyprowadzających.

Regulacja wydzielania trzustkowego:

• Faza głowowa - odpowiedzialne są za nią: myślenie o jedzeniu, jego widok, zapach oraz smak. Pobudzenie nerwu błędnego zwiększa wydzielanie zarówno zrazikowych komórek gruczołowych jak i komórek gruczołów wyprowadzających

• Faza żołądkowa - wydzielanie trzustkowe wzrasta w tej fazie na skutek rozciągnięcia żołądka oraz obecności pokarmu i produktów jego rozpadu w żołądku (gastryna pobudza wydzielanie małej ilości soku trzustkowego o dużej zawartości enzymów)

• Faza jelitowa - wydzielanie trzustkowe jest przede wszystkim pobudzane przez cholecystokininę (CCK) oraz sekretynę. Oba hormony są wydzielane przez komórki dokrewne dwunastnicy i jelita czczego podczas fazy jelitowej wydzielania trzustkowego.

Najważniejsze czynniki pobudzające wydzielanie trzustkowe:

• Podstawowa (toniczna) aktywność nerwu błędnego, hormony jelitowe

• Trawienne: acetylocholina, noradrenalina, gastryna, neurotensyna, VIP, CCK, insulina (interakcja wewnątrz- i zewnątrzwydzielnicza trzustki)

Ważniejsze czynniki hamujące wydzielanie trzustkowe:

• Polipeptyd trzustkowy (PP) hamuje wewnątrzwydzielniczą aktywność trzustki

• Somatostatyna hamuje zarówno zewnątrz- jak i wewnątrzwydzielniczą aktywność trzustki

• Glukagon

Wydzielanie jelitowe:

Jelito cienkie jest wyścielone błoną śluzowa o nabłonku złożonym z kilku rodzajów komórek. Jedne z nich są typowo gruczołowe, inne są przystosowane do wchłaniania, a jeszcze inne wytwarzają i wydzielają do krwi hormony regulujące funkcje trawienne.

W dwunastnicy i w jelicie czczym błona śluzowa wytwarza liczne fałdy okrężne (fałdy Kerckringa), których nie ma w jelicie krętym.

Wśród komórek pokrywających kosmki można wyróżnić komórki kubkowe wytwarzające śluz i komórki chłonne (enterocyty) wykazujące na powierzchni zwróconej do światła jelita rąbek prążkowany (trawienie kontaktowe i wchłanianie).

Pomiędzy kosmkami występują ślepo zakończone proste cewki - krypty jelitowe (krypty Lieberkühna). Wysłanie nabłonkowe krypt służy do regeneracji nabłonka jelitowego i pełni funkcje wydzielnicze.

Komórki dokrewne:

• G wytwarzają gastrynę

• S wytwarzają sekretynę

• I wytwarzaje CCK

• EC wytwarzają motylinę i serotoninę

• EGL wytwarzają enteroglukagon

• D wytwarzają somatostatynę

• H₁ wytwarzają VIP i bombezyne

• K wytwarzają peptyd hamujący czynność żołądka GIP

• N wytwarzają neurotensynę

Wspólną cechą tych wszystkich komórek jest kontakt ze światłem jelita (komórki „otwarte”) za pośrednictwem przyszczytowego aparatu mikrokosmków.

Komórki G, S, I, K, EC SA rozmieszczone głównie w dwunastnicy i w początkowym odcinku jelita czczego, komórki D, H, EGL występują na całej długości jelita cienkiego natomiast komórki N stwierdza się w jelicie czczym i krętym.

Dwunastnica:

Są tu gruczoły Brunnera, ich wydzielina jest skąpa, wysoce śluzowata i zasadowa (na skutek zawartości wodorowęglanów). Jedynie pepsynogen, mucynaza i enterokinaza są składnikami wydzielin gruczołów dwunastniczych. Reszta przechodzi z rozpadu złuszczonego nabłonka.

Jelito cienkie:

Enzymy soku jelitowego to enterokinaza, fosfataza alkaliczna, sacharoza.

Jelito grube:

Wydzielina tu ma stosunkowo niewielką objętość i obfituje w śluz, jej odczyn jest zasadowy, a w składzie elektrolitycznym dominuje potas oraz węglowodany znajdujące się w małym stężeniu.

Trawienie i wchłanianie w jelicie cienkim:

Wchłanianie wody i elektrolitów:

Wchłanianie wody wynosi w dwunastnicy i jelicie czczym ok. 4,5 l/dobę, w jelicie krętym 3 l/dobę a w jelicie grubym 1,3 l/dobę. Transport wody przez błonę śluzową jest zawsze procesem biernym, nawet gdy zachodzi przeciwko gradientowi stężeń.

Na⁺ do enterocytów wnika na drodze dyfuzji ułatwionej przy udziale transportera wspólnego dla Na⁺ i aminokwasów lub Na⁺ i cukrów (symport). Natomiast dalej z enterocyta wydostają się za pomocą pompy sodowo - potasowej.

Cechą charakterystyczną procesów transportu w jelicie krętym jest sprzężenie wchłaniania jonów Na⁺ z wydzielaniem K⁺ oraz sprzężenie wchłaniania jonów Cl^- z wydzielaniem HCO₃^- do światła jelita.

Przechodzenie K⁺ przez błonę śluzową jelita cienkiego i grubego zachodzi zgodnie z gradientem elektrochemicznym i jest procesem biernym.

Wchłanianie wapnia zachodzi w dwunastnicy i górnej części jelita czczego. Jest to proces czynny, przebiegający w dwóch etapach:

• Wnikanie wapnia do enterocytów (proces czynny)

• Przechodzenie do bocznych przestrzeni międzykomórkowych

Do prawidłowego przebiegu obu tych etapów konieczna jest witamina D.

Wchłanianie żelaza:

Dobowe zapotrzebowanie waha się od 0,5-3,0 mg. Wchłanianie żelaza z jelit odbywa się na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego.

Żelazo jest wchłaniane w postaci hemu (z mięsa) lub w postaci wolnego jonu, przy czym jon Fe²⁺ wchłania się łatwiej niż jon Fe³⁺ (witamina C redukuje Fe³⁺ do Fe²⁺).

Transport żelaza z jelit do osocza odbywa się w 4 etapach:

1. transport przez błonę szczytową enterocyta za pomocą specjalnego układu przenośników

2. łączenie żelaza z apoferrytyną - tworzy się ferrytyna (tak żelazo może być magazynowane w enterocytach)

3. aby opuścić enterocyt żelazo musi zostać odłączone od ferrytyny i połączyć się z białkiem transportującym. Białko transportujące przenosi żelazo do błony podstawno-bocznej skąd jest ono transportowane na zewnątrz komórki do płynu śródmiąższowego.

4. ze śródmiąższu jelit żelazo jest przenoszone do osocza w postaci związanej z β-globuliną zwaną transferyną.

Czynniki zwiększające wchłanianie żelaza:

• HCl (może rozbijać nierozpuszczalne kompleksy żelaza)

• IF

• Czynnik stabilizujący soku żołądkowego

• Enzymy trzustkowe i jelitowe

• Sole żółciowe

• Wit. C

Wchłanianie cholesterolu:

Spożywany w pokarmach cholesterol zostaje w obecności soli kwasów żółciowych zemulgowany i zestryfikowany z wolnymi kwasami tłuszczowymi. Następnie dostaje się do enterocytów i w tej postaci trafia do naczyń chłonnych.

Wchłanianie witamin:

Rozpuszczalnych w tłuszczach (A,D,E,K):

Wchodzą one w skład miceli tworzonych przez sole żółciowe i są wchłaniane razem z lipidami w proksymalnej części jelit.

Rozpuszczalnych w wodzie (wit.C, witaminy grupy B):

Są wchłaniane z proksymalnej części jelita cienkiego w wyniku transportu ułatwionego lub transportu czynnego.

Wchłanianie witaminy B₁₂:

• W żołądku B₁₂ wiąże się z białkiem R, pomimo obecności czynnika wewnętrznego (ponieważ powinowactwo tego białka do witaminy B₁₂ jest większe niż powinowactwo czynnika wewnętrznego)

• Protezy trzustkowe w jelicie odłączają wit. B₁₂ od białka R, co umożliwia jej połaczenie z czynnikiem wewnętrznym

• Kompleks wit. B₁₂ - czynnik wewnętrzny łączy się z receptorem w błonie komórkowej enterocytów krętnicy

Trawienie i wchłanianie węglowodanów:

Organizm ludzki trawi większość cukrów. Wyjątek stanowi celuloza.

Węglowodany muszą zostać strawione do cukrów prostych zanim ulegną wchłonięciu. Pomimo że trawienie skrobi rozpoczyna się w jamie ustnej dzięki obecności α-amylazy ślinowej, główne procesy trawienia wielocukrów zachodzą w jelicie cienkim.

Trzustkowa α-amylaza trawi węglowodany do oligosacharydów. Oligosacharydy są trawione do cukrów prostych przez enzymy nabłonka szczoteczkowego takie jak maltaza, laktaza, sacharaza. Końcowymi produktami trawienia węglowodanów są fruktoza, glukoza i galaktoza.

Wchłanianie następuje na zasadzie transportu aktywnego w obecności jonów sodowych.

Wchłanianie cukrów prostych nie podlega regulacji.

Trawienie i wchłanianie białek:

Około 10-15% ulega częściowemu strawieniu przez pepsynę żołądkową. Jednak podstawową role w trawieniu białek odgrywają protezy trzustkowe (chymotrypsyna A i B, trypsyna).

Ostateczne trawienie do aminokwasów jest zasługą peptydaz wydzielanych przez komórki nabłonka jelit.

Poznano wiele układów transportu czynnego zależnych od gradientu jonów Na⁺, które transportują trójpeptydy, dwupeptydy oraz aminokwasy (podobne układy transportowe są odpowiedzialne za wchłanianie aminokwasów zasadowych, kwaśnych i obojętnych).

Trawienie i wchłanianie tłuszczy:

Lipidy są absorbowane z przewodu pokarmowego w wyniku dyfuzji biernej. Zanim jednak nastąpi wchłanianie lipidów muszą one być przekształcone w postać rozpuszczalną w H₂O. Za ten proces odpowiedzialne są sole żółciowe.

Produkty trawienie tłuszczów wraz z solami żółciowymi tworzą micele (sole żółciowe znajdują się na zewnątrz). Micele poruszają się wzdłuż powierzchni mikrokosmków, umożliwiając zawartym w nich lipidom dyfuzję do enterocytów.

Sole żółciowe ulegają absorpcji w końcowej części jelita krętego po uwolnieniu się od towarzyszących im lipidów (transport czynny zależny od stężenia jonów Na⁺).

We wnętrzu enterocytów lipidy przedostają się do gładkiej siateczki śródplazmatycznej, gdzie następuje ich odtworzenie i upakowanie w chylomikrony, potem przedostają się do naczyń limfatycznych.

Reabsorbcja tłuszczów zachodzi głównie w dwunastnicy.

Wchłanianie w jelicie grubym:

Jelito grube odgrywa ważną rolę we wchłanianiu wody i elektrolitów. Najsilniej wchłaniają się jony Na⁺, których insorbcja zachodzi wbrew gradientowi elektrochemicznemu.

Jelito grube zdolne jest także do wchłaniania niewielkich ilości amoniaku, glukozy, aminokwasów i kwasów tłuszczowych oraz niektórych witamin.

Bakterie jelitowe:

Ilość bakterii w jelitach zwiększa się w miarę oddalania od odźwiernika. Jelito czcze jest względnie sterylne dzięki działaniu kwasów w treści żołądkowej i szybkiemu pasażowi jelitowemu. Natomiast w jelicie grubym występuje bardzo duża ich ilość. Bakterie wydalane z kałem mogą stanowić 30% masy jego stałych składników. Bakterie powodują procesy gnilne i fermentację.

Formowanie kału:

W jelicie grubym dochodzi do uformowania stolca. W skład kału wchodzi 75% wody i 25% składników stałych, z których 30% to bakterie. Pozostałe składniki stałe to głównie celuloza, wapń, fosforany, ciała tłuszczowe oraz częściowo trudniej strawne białko roślinne i białko złuszczonego nabłonka jelitowego.

ROLA WĄTROBY W ORGANIZMIE

Budowa wątroby i dróg żółciowych.

• Wątroba jest to narząd miąższowy zbudowany z sześciobocznych zrazików złożonych z hepatocytów (komórek wątrobowych).

• Strefa pobierania związków z krwi- powierzchnia zetknięcia hepatocytów z zatokami.

• Strefa wydzielania- przeciwległa powierzchnia hepatocytów, wykazująca rynienkowate zagłębienia, dające początek kanalikom żółciowym.

• W śródbłonka zatok liczne makrofagi (komórki siateczkowo- śródbłonkowe, komórki Browicza- Kupffera).

• Kanaliki żółciowe zupełnie oddzielone od przestrzeni między powierzchnią resorpcyjną hepatocytów a ścianą zatok (przestrzenie okołozatokowe Dissego), dzięki temu żółć nie przedostaje się do krwi krążenia wątrobowego.

• Na obwodzie zraziła kanaliki żółciowe przechodzą w przewodziki o własnej już ścianie.

• Żółć płynie w kierunku obwodu zraziła, natomiast krew żylna żyły wrotnej i krew tętnicza płyną do środka- układ przeciwprądowy zmniejszający różnicę stężeń różnych substancji pomiędzy krwią a żółcią, oddzielonych od siebie tylko jednym rzędem hepatocytów.

• Przewodziki żółciowe → przewodziki międzyzrazikowe → przewody wątrobowe → przewód wątrobowy wspólny.

• Przewód wątrobowy wspólny łączy się z przewodem pęcherzykowym w przewód żółciowy wspólny, uchodzący do dwunastnicy na brodawce większej (razem z przewodem trzustkowym lub osobno).

• Ujście to otacza zwieracz bańki wątrobowo- trzustkowej (zwieracz Oddiego).

Ukrwienie wątroby:

Zaopatrzenie w krew z dwóch źródeł:

• Ż. wrotna- 70% (60% pokrycia zapotrzebowania wątroby na tlen)

• T. wątrobowa- 30% (40% pokrycia zapotrzebowania wątroby na tlen)

Całkowita objętość krwi przepływającej przez wątrobę wynosi u człowieka w spoczynku ok. 1800 ml/min (ok. 35% minutowej pojemności serca).

Regulacja wątrobowego przepływu krwi:

• Układ współczulny- ↑ oporu w tętniczkach krezkowych, co zmniejsza dopływ krwi do układu wrotnego, spadek przepływu krwi przez wątrobę.

• Hormony żołądkowo- jelitowe i neurohormony wydzielane podczas trawienia (np. hormony gastryny, CCK i sekretyny oraz neurohormony- VIP, GRP, CGRP, NO)- ↑dopływu krwi do łożyska wrotnego.

• Adrenalina

• Male dawki: rozszerza naczynia wątrobowe

• Duże dawki: powoduje ich gwałtowny skurcz

• Noradrenalina- skurcz łożyska naczyniowego wątroby.

• Histamina- rozszerza naczynia, obniża ciśnienie i zwiększa przepływ krwi przez wątrobę.

• Insulina- wzmaga przepływ wątrobowy (prawdopodobnie przez uwalnianie adrenaliny).

• Hormony: gastryna, CCK, VIP, glukagon, sekretna- rozszerzenie naczyń, wzmagają zużycie tlenu przez narządy trzewne.

• Brak jest cholinergicznych nerwów naczyniorozkurczowych, zastępują je nieadrenergiczne, niecholinergiczne nerwy (NANC), uwalniające na swych zakończeniach neurotransmittery rozkurczowe, takie jak VIP, GRP, CGRP, NO i inne.

Żółć. Wydzielanie żółci. Skład żółci.

• Żółć jest odpowiedzialna za funkcje trawienne wątroby. Jest wydzielana w ilości ok. 250-1100 ml/dobę. Jest lepkim płynem złożonym z wody (97% w żółci wątrobowej i 89% w żółci pęcherzykowej) oraz składników stałych (3-11%). Wśród nich:

• Kwasy żółciowe ~64%

• Fosfolipidy ~18%

• Cholesterol ~8%

• Tłuszcze i kwasy tłuszczowe ~ 3%

• Bilirubina ~2%

• Inne 5%

• Żółć jest w zasadzie izotoniczna z osoczem krwi (osmolarność zmienia się nieznacznie w zależności od tempa wydzielania przez wątrobę oraz stopnia zagęszczenia w pęcherzyku).

• Główne aniony żółci: Cl^- i HCO₃^-

• Kwasy żółciowe:

• 
  Cholowy

Kwasy pierwotne

• chenodeoksycholowy

• 
  deoksycholowy

Kwasy wtórne, będące zmienionymi w jelicie grubym pod wpływem bakterii kwasami pierwotnymi

• litocholowy

Sprzężone z glicyną (70%) lub z tauryną (30%)- zwiększa to ich polarność i rozpuszczalność w wodzie.

• Wolny i zestryfikowany cholesterol w stężeniu ok. 1,6- 4,4 mmol/l.

• Fosfolipidy głównie w postaci lecytyny i wspólnie z solami żółciowymi tworzą mieszane micele ułatwiające rozpuszczenie substancji hydrofobowych, takich jak cholesterol czy inne lipidy.

• Barwniki żółciowe nadają żółci charakterystyczny, złocisty kolor; składają się głównie z bilirubiny.

Krążenie jelitowo- wątrobowe barwników żółciowych

Utworzona w komórkach układu siateczkowo- śródbłonkowego wątroby bilirubina (będąca produktem metabolizmu hemu) przedostaje się do krwi, w której jest transportowana w ścisłym związku z albuminami. Podczas przepływu krwi przez zatoki wątrobowe bilirubina jest szybko pobierana przez biegun resorpcyjny hepatocytów. W hepatocytach jest ona aktywnie transportowana do mikrokosmków i sprzężona z kwasem glukuronowym. Bilirubina w postaci diglukuronidu jest dobrze rozpuszczalna w wodzie i aktywnie wydzielana przez hepatocyty do żółci, do krwi przedostaje się mała ilość glukuronidu bilirubiny i tu wiąże się z albuminą znacznie słabiej w porównaniu z wolną bilirubiną. Bilirubina sprzężona z kwasem glukuronowym nie wchłania się z jelit i jest wydalona z kałem (jako sterkobilina- nadając mu brunatne zabarwienie). Wcześniej zostaje przekształcona pod wpływem enzymów bakteryjnych do urobilinogenu. Ten częściowo wchłania się w jelitach i krążeniu jelitowo- wątrobowym przedostaje się do wątroby, aby z powrotem wydalić się z żółcią do jelit.

Żółtaczka jest wynikiem nagromadzenia barwników żółciowych w tkankach w zaburzeniach ich krążenia.

Mechanizmy wydzielania żółci.

• Anionowy (dla soli żółciowych i barwników żółciowych)

• Kationowy (dla drugorzędnych amin)

• Obojętnych (dla glukozydów nasercowych)

• Dla każdej aktywnie wydzielanej substancji można określić maksymalną pojemność wydzielniczą- T_m.

• Etapy transportu substancji wydzielanych czynnie:

• Wychwyt tych substancji z krwi przez hepatocyty

• Gromadzenie w hepatocytach

• Metabolizm śródkomórkowy poprzedzający ich wydzielanie

• Wydzielanie żółci przeciwko gradientowi stężeń

• Transport soli żółciowych sprzężony z Na⁺; siłą napędową tego transportu jest aktywny transport jonów sodowych, w którym zasadnicze znaczenie ma ATPaza aktywowana jonami sodowymi i potasowymi

• Dalej: sole żółciowe za pomocą transportu anionowego zostają czynnie wydzielone do żółci, natomiast jony sodowe czynnie „wypompowane” z hepatocyty do przestrzeni zewnątrzkomórkowych.

Opracowanie:

Emilia Pleskowicz

Aleksandra Skrzyńska

Bibliografia:

• Władysław Z. Traczyk, Andrzej Trzebski: „Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej”

• W. F. Ganong: „Fizjologia. Podstawy fizjologii lekarskiej”

• Wykłady z fizjologii. Z roku akademickiego 2006/2007

17

---