ĆWICZENIE XIX - FIZJOLOGIA UKŁADU POKARMOWEGO CZ.II

Rozpiska:

1. Wydzielanie trzustkowe

1. budowa, unerwienie i ukrwienie trzustki

2. skład i funkcje soku trzustkowego

3. enzymy trzustkowe

4. regulacja wydzielania soku trzustkowego

5. interakcje zewnątrz- i wewnątrzwydzielnicze trzustki

2. Wątroba

1. budowa wątroby

2. funkcje wątroby

3. główne czynności wątroby

3. Pęcherzyk żółciowy

1. budowa i funkcja

2. skład żółci, rola fizjologiczna żółci

3. krążenie jelitowo-wątrobowe soli żółciowych

4. Wydzielanie jelitowe - jelito cienkie

1. budowa jelita cienkiego

2. skład i funkcja soku jelitowego

3. regulacja wydzielania jelitowego

5. Wydzielanie jelitowe - jelito grube

1. budowa jelita grubego

2. funkcje, czynności wydzielnicze

3. defekacja

6. Trawienie i wchłanianie w przewodzie pokarmowym węglowodanów, białek i tłuszczów

7. Wchłanianie w przewodzie pokarmowym

1. wody oraz chlorku sodu

2. witamin rozpuszczalnych w wodzie i tłuszczach

8. Odruch wymiotny

BUDOWA TRZUSTKI. UNERWIENIE I UNACZYNIENIE:

• trzustka jest gruczołem położonym w górnej części jamy brzusznej składający się z części wewnątrzwydzielniczej (hormonalnej, odpowiedzialnej za wytwarzanie m.in. insuliny i glukagonu) i zewnątrzwydzielniczej (trawiennej, produkującej sok trzustkowy)

• trzustka zawiera komórki endokrynne, egzokrynne oraz komórki tworzące przewody

• komórki endokrynne tworzące wyspy w obrębie trzustki wydzielają bezpośrednio do krwi insulinę (B), glukagon (A), somatostatynę (D) oraz polipeptyd trzustkowy (PP)

• komórki egzokrynne mają budowę zrazikową i wytwarzają 4 rodzaje enzymów trawiennych: peptydazy, lipazy, amylazy i nukleazy, trawiące odpowiednio białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe. Brak tych enzymów wywołuje objawy zespołu upośledzonego wchłaniania

• przewody wyprowadzające trzustki wydzielają w ciągu doby ok. 1200-1500 ml soku trzustkowego, zawierającego duże stężenie dwuwęglanów (HCO₃^-). Jony neutralizują kwas solny i regulują pH górnej części jelita cienkiego. Niedostateczna neutralizacja miazgi pokarmowej w czasie przechodzenia do jelit prowadzi do owrzodzenia dwunastnicy

• do trzustki dochodzą naczynia:

• tętnica śledzionowa (od pnia trzewnego)

• tętnica trzustkowo-dwunastnicza górna (od żołądkowo-dwunastniczej)

• tętnica trzustkowo-dwunastnicza dolna (od tętnicy krezkowej górnej)

• od tętniczek odchodzą odgałęzienia do części wewnątrzwydzielniczej (hormony wydzielane przez komórki wysp dostają się naczyń krwionośnych i wpływają na część zewnątrzwydzielniczą)

• trzustka tylną ścianą sąsiaduje z żyłą główną dolną, żyłą wrotną, aortą brzuszną

• trzustka unerwiona jest zarówno współczulnie, jak i przywspółczulnie

• unerwienie przywspółczulne pochodzi od nerwu błędnego natomiast współczulne ze splotu współczulnego

• włókna współczulne za pośrednictwem wydzielanej na jej zakończeniach noradrenaliny doprowadzają do zmniejszenia działalności wydzielniczej wysp trzustkowych oraz innych komórek gruczołowych, natomiast układ parasympatyczny za pośrednictwem acetylocholiny normuje wydzielanie enzymów

• pęcherzyk wydzielniczy podlega kontroli neuronalnej (receptory dla acetylocholiny, GRP - peptydu pobudzającego wydzielanie gastryny oraz VIP) oraz humoralnej (receptory dla cholecystokininy i gastryny)

• kanaliki wydzielnicze kontrolowane są również neuronalnie (receptory dla acetylocholiny) oraz humoralnie (dla sekretyny)

• dodatkowe znaczenie ma połączenie odruchowe żołądkowo-jelitowo-trzustkowe umożliwiające wydzielanie odpowiednich hormonów i enzymów trawiennych (skorelowane)

• trzustka spełnia dwie zasadnicze funkcje:

• czynność zewnątrzwydzielnicza (sok trzustkowy wydzielany do dwunastnicy zawierający przede wszystkim enzymy trawienne),

• czynność wewnątrzwydzielnicza (hormony z których najważniejsze to insulina i glukagon)

SKŁAD I FUNKCJE SOKU TRZUSTKOWEGO:

• sok trzustkowy jest jednym z soków trawiennych umożliwiającym trawienie składników pokarmowych dzięki występowaniu enzymów

• dodatkowo dzięki występowaniu jonów wodorowęglanowych bierze udział w regulacji pH w górnej części jelita cienkiego (zobojętnia kwaśną treść żołądka)

Skład soku trzustkowego:

• elektrolity - stężenie jonów sodowych i potasowych w soku trzustkowym jest takie jak w osoczu krwi (tzn. odpowiednio 142 mEq/l oraz 4,8 mEq/l)

• stężenie jonów wodorowęglanowych w soku trzustkowym jest znacznie większe niż w osoczu krwi

• sok trzustkowy zawiera także małe ilości jonów takich jak wapń, magnez, cynk, fosforany oraz siarczany

• enzymy trzustkowe

• azot ogólny

• mocznik

• kwas moczowy

ENZYMY TRZUSTKOWE:

• trzustka wydziela cztery rodzaje enzymów: amylazy, lipazy, proteazy i nukleazy

• α-amylaza trzustkowa (enzym glikoli tyczny) jest wydzielana w postaci czynnej. Enzym ten hydrolizuje do dwucukrów glikogen, skrobię oraz większość węglowodanów złożonych, z wyjątkiem celulozy

• lipazy trzustkowe (lipaza, lipaza cholesterolu i fosfolipaza) są wydzielane w postaci czynnej. Enzymy, które hydrolizują estry nierozpuszczalne w wodzie, wymagają obecności soli żółciowych. Estry rozpuszczalne w wodzie ulegają hydrolizie bez pomocy soli żółciowych

• lipaza trzustkowa hydrolizuje zewnętrzne wiązanie estrów glicerydów do kwasów tłuszczowych, monoglicerydów i glicerolu

• fosfolipaza odszczepia reszty kwasów tłuszczowych

• esterazy rozszczepiają estry karboksylowe (estry cholesterolu i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach)

• proteazy trzustkowe (trypsyna i chymotrypsyny) są wydzielane w postaci nieczynnej jako zymogeny (odpowiednio jako trypsynogen i chymotrypsynogeny), przechodzą w formę aktywną pod wpływem enteropeptydazą rąbka szczoteczkowego i jelita

• trypsynogen ulega przekształceniu w trypsynę pod wpływem enterokinazy (zwanej także enteropeptydazą) lub samej trypsyny (autokataliza)

• chymotrypsynogeny ulegają przekształceniu w postaci aktywne pod wpływem trypsyny

• proelastaza przechodzi pod wpływem trypsyny do elastazy

• pod wpływem trypsyny przekształcają się prokarboksypeptydazy w formy czynne

• trypsyna, chymotrypsyna i elastaza zaliczane są do endopeptydaz

• karboksypeptydaza jest egzopeptydazą - odszczepia końcowe fragmenty cząsteczek

• inhibitory trypsyny wydzielane z tych samych komórek jednocześnie z proenzymami trzustkowymi. Inhibitor trypsyny zapobiega samostrawieniu się trzustki

• nukleazy trawią wiązania estrowe w kwasach nukleinowych

FAZY WYDZIELANIA SOKU TRZUSTKOWEGO:

• podobnie jak wydzielanie żołądkowe można podzielić je trzy fazy: głowową, żołądkową i jelitową

• za fazę głowową odpowiedzialne jest myślenie o jedzeniu, jego widok, zapach czy też smak

• pobudzenie nerwu błędnego zwiększa wydzielanie zarówno zrazikowych komórek gruczołowych, jak i komórek przewodów

• acetylocholina oraz zazwojowe neurony cholinergiczne pobudzają bezpośrednio wydzielanie enzymów przez komórki zrazikowe

• pobudzenie nerwu błędnego wpływa na wydzielanie jonów wodorowęglanowych przez komórki przewodów wyprowadzających - jednak jest to działanie znacznie słabsze niż wpływ układu przywspółczulnego na wydzielanie enzymów trawiennych

• w fazie żołądkowej wydzielanie trzustkowe wzrasta na skutej rozciągnięcia żołądka oraz obecności pokarmu i produktów jego rozpadu w żołądku

• rozciągnięcie części odźwiernikowej oraz trzonu pobudza odruch wagowagalny, co w rezultacie wywołuje wydzielanie niewielkiej ilości soku zawierającego jony wodorowęglanowe oraz enzymy - neuroprzekaźnikiem jest tu acetylocholina

• produkty rozpadu składników pokarmowych (głównie aminokwasy i peptydy) pobudzają wydzielanie trzustkowe. Jest to wpływ pośredni, związany ze stymulacją wydzielania gastryny przez komórki części odźwiernikowej. Gastryna pobudza wydzielanie małej ilości soku trzustkowego o dużej zawartości enzymów

• w fazie jelitowej wydzielanie trzustkowe jest przede wszystkim pobudzane przez cholecystokininę (CCK) oraz sekretynę

• oba hormony są wydzielane przez komórki dokrewne dwunastnicy i jelita czczego podczas jelitowej fazy wydzielania trzustkowego

• CCK, oprócz wpływu na pęcherzyk żółciowy, działa pobudzająco na wydzielanie enzymów trawiennych

• podobnie jak gastryna, również cholecystokinina występuje w dwóch fizjologicznie czynnych postaciach: jako CCK-8 oraz CCK-33

• podstawowym działaniem sekretyny jest zwiększenie wydzielania jonów wodorowęglanowych przez trzustkę

• działanie sekretyny jest potęgowane przez CCK - sama cholecystokinina nie wpływa na wydzielanie jonów wodorowęglanowych

• cholecystokinina i sekretyna są uwalniane z komórek endokrynnych w odpowiedzi na pojawienie się miazgi pokarmowej w jelicie cienkim

• aminokwasy (głównie fenyloalanina), kwasy tłuszczowe oraz monoglicerydy pobudzają wydzielanie cholecystokininy i sekretyny

• niska wartość pH związana z obecnością kwasu żołądkowego w jelicie, jest bodźcem uwalniającym sekretynę

INTERAKCJE ZEWNĄTRZ- I WEWNĄTRZWYDZIELNICZE TRZUSTKI:

• istnieje wzajemne połączenie pomiędzy częścią zewnątrz- a wewnątrzwydzielniczą trzustki

• połączenie to ma charakter substratowy, gdyż pokarm (a konkretniej zawarte w nim cukry) stymuluje wydzielanie insuliny oraz hormonów żołądkowo-jelitowych

• wzrost stężenia glukozy (podanej doustnie) stymuluje większe wydzielanie insuliny

• wydzielanie insuliny następuje również pod wpływem VIP oraz cholecystokininy (transmisja hormonalna)

• polipeptyd trzustkowy hamuje czynność zewnątrzwydzielniczą trzustki

• spadek stężenia glukozy doprowadza do większego wydzielania glukagonu i spadku wydzielania enzymów trzustkowych

• Somatostatyna hamuje zarówno zewnętrzną, jak wewnętrzną część wydzielniczą

BUDOWA WĄTROBY:

• wątroba znajduje się pod przeponą. Jej większa część jest w prawym podżebrzu

• w budowie anatomicznej wątroby wyróżnia się dwie powierzchnie: przeponową oraz trzewną

• niżej w hierarchii budowy wątroby stoją płaty:

• prawy

• lewy

• czworoboczny

• ogoniasty

• przez wnękę wątroby (inaczej nazywaną wrotami wątroby) przechodzi tętnica wątrobowa właściwa, żyła wrotna oraz przewód żółciowy. Następnie wnikając do wnętrza narządu dzielą się kolejno na: tętnicę wątrobową międzypłacikową, żyłę wątrobową międzypłacikową oraz przewód żółciowy międzypłacikowy - te trzy struktury odnajdujemy w tkance łącznej międzypłacikowej określając je nazwą triady wątrobowej

• wnikając do płacika dzielą się na tętnicę wątrobową śródpłacikową, żyłę wątrobową śródpłacikową oraz przewód żółciowy śródpłacikowy

• podstawową jednostką strukturalno-czynnościową wątroby jest hepatocyt

• hepatocyty układają się następnie w beleczki wątrobowe oplecione naczyniami krwionośnymi i przewodami żółciowymi śródpłacikowymi

• beleczki odchodzą promieniście od żyły środkowej, która natomiast znajduje się wewnątrz płacika anatomicznego

• płacik anatomiczny powstaje poprzez wnikanie do wnętrza wątroby tkanki łącznej wiotkiej, z której zbudowana jest torebka wątroby, otaczająca narząd

• kolejną jednostką strukturalno-czynnościową jest płacik czynnościowy. Zawarty jest on między trzema żyłami środkowymi, znajdującymi się wewnątrz płacika anatomicznego

• następnym elementem strukturalno-czynnościowym jest gronko wątrobowe zawarte pomiędzy dwoma płacikami anatomicznymi

• możemy mówić o gronku wątrobowym gdy pomiędzy dwoma płacikami anatomicznymi przebiega żyła międzypłacikowa

• hierarchia elementów:

• hepatocyt

• beleczki wątrobowe

• płaciki anatomiczne

• płaciki czynnościowe

• gronko wątrobowe

• krew do wątroby doprowadzana jest na dwa sposoby:

• żyłą wrotną (układ wrotny) - płynie nią odtlenowana krew (tzw. krew czynnościowa) ze śledziony, żołądka i jelit, jest bogata w składniki odżywcze i sole mineralne, które wątroba przechwytuje i przetwarza

• tętnicą wątrobową doprowadzającą krew bogatą w tlen (tzw. krew odżywcza)

• pomimo iż żyła wrotna zawiera odtlenowaną krew więcej tlenu jest dostarczone właśnie przez żyłę wrotną a nie tętnicę wątrobową - ze względu na stosunek ilości dostarczanej krwi (3:1)

• krew odprowadzana jest natomiast trzema żyłami wątrobowymi poprzez żyłę główną dolną do prawego przedsionka serca

• nerwy wątroby pochodzą z układu współczulnego i włókien przywspółczulnych nerwu błędnego; do błony surowiczej wątroby dochodzą gałązki czuciowe prawego nerwu przeponowego

• hepatocyty to podstawowe elementy budulcowo-czynnościowe wątroby

• w hepatocycie wyróżnia się:

• biegun naczyniowy

• biegun kanalikowy - kanalik żółciowy

• ze względu na mnogość funkcji hepatocyty są szczególnie bogate w organelle komórkowe:

• jądro komórkowe (diploidalne lub poliploidalne)

• mitochondria

• lizosomy

• peroksysomy

• retikulum endoplazmatyczne

• rozwinięty aparatem Golgiego

• funkcje spełniane przez hepatocyty to udział w:

• metabolizmie białek

• metabolizmie lipidów

• metabolizmie węglowodanów

• metabolizmie żelaza, miedzi, witamin

• procesach detoksyfikacji, metabolizmie leków oraz substancji obcych dla organizmu

• produkcji albumin, niektórych globulin oraz fibrynogenu

• produkcji żółci

• w komórce wątrobowej można dodatkowo wyróżnić dużą część resorpcyjną, która jest odpowiedzialna zarówno za pobieranie, jak i wydzielanie, oraz mniejszą część wydzielniczą

FUNKCJE WĄTROBY:

• wytwarzanie i wydzielanie żółci

• tworzenie mocznika

• udział w metabolizmie tłuszczów - synteza cholesterolu, fosfolipidów oraz lipoprotein

• procesy β-oksydazy kwasów tłuszczowych

• metabolizm węglowodanów - magazynowanie glikogenu oraz glukoneogeneza

• wytwarzanie białek osocza (ok.85%) - głównie albuminy

• wytwarzanie czynników krzepnięcia krwi takich jak protrombina, fibrynogen, oraz czynnik V, VIII i X

• inaktywacja niektórych hormonów polipeptydowych

• degradacja i sprzęganie hormonów steroidowych

• synteza 2S-hydroksycholekalcyferolu

• detoksykacja wielu leków i toksyn

• udział w termoregulacji (narząd o najwyższej temperaturze)

GŁÓWNE CZYNNOŚCI WĄTROBY:

A.wytwarzanie żółci:

• żółć jest wytwarzana przez komórki nabłonka wątroby, zwane hepatocytami oraz przez komórki nabłonka wyściełającego przewody żółciowe, zwane komórkami przewodów wyprowadzających

• dobowa sekrecja żółci wynosi 250-1100ml

• żółć jest wydzielana do dwunastnicy w okresie trawienia tylko wtedy, gdy miazga pokarmowa spowoduje wydzielanie cholecystokininy. CCL wywołuje skurcz pęcherzyka żółciowego oraz rozluźnienie zwieracza Oddiego

B.metabolizm węglowodanów:

• wątroba bierze udział w utrzymaniu odpowiedniego poziomu cukru we krwi

• wątroba przekształca glukozę w glikogen w warunkach zbyt wysokiego poziomu cukru

• natomiast, gdy poziom cukru obniża się wówczas dochodzi do glikogenolizy (rozpadu glikogenu)

C.synteza:

• w wątrobie syntetyzowany jest kwas mlekowy, glicerol, niektóre aminokwasy, kwasy tłuszczowe z nieparzystą liczbą atomów węgla

BUDOWA I FUNKCJE PĘCHERZYKA ŻÓŁCIOWEGO:

• pęcherzyk żółciowy (zwany czasami woreczkiem żółciowym) jest gruszkowaty narząd służący do magazynowania i zagęszczania żółci do czasu, aż będzie potrzebna do trawienia pokarmu

• pęcherzyk żółciowy ma długość 12 centymetrów i wygląda ciemniej od wątroby ze względu na dużą zawartość żółci

• jest połączony z wątrobą i dwunastnicą poprzez drogi żółciowe

• anatomicznie, pęcherzyk dzielimy na trzy części: dno, trzon i szyjkę przechodzącą w przewód żółciowy

• pęcherzyk żółciowy jest unaczyniony przez tętnicę pęcherzykowatą odchodzącą od tętnicy wątrobowej właściwej (od tętnicy wątrobowej wspólnej od pnia trzewnego)

• unerwienie przywspółczulne pochodzi od nerwu błędnego

• pęcherzyk żółciowy magazynuje i zagęszcza żółć w okresie międzytrawiennym oraz opróżnia swoją zawartość do dwunastnicy w okresie trawienia

• żółć ulega zagęszczeniu w pęcherzyku żółciowym w wyniku reabsorpcji woda - woda jest reabsorbowana osmotycznie w wyniku czynnej reabsorpcji jonów sodowych oraz wodorowęglanowych

• w czasie trawienia następuje skurcz pęcherzyka żółciowego i opróżnienie jego zawartości do dwunastnicy

• cholecystokinina stanowi główny bodziec wywołujący skurcz pęcherzyka żółciowego i rozluźnienie zwieracza Oddiego

• produkty trawienia tłuszczu i białek bezpośrednio pobudzają wydzielanie cholecystokininy w czasie przechodzenia miazgi pokarmowej do jelita cienkiego

• pobudzenie przywspółczulne pęcherzyka żółciowego również prowadzi do jego skurczu oraz do rozluźnienia zwieracza Oddiego

• pobudzenie nerwu błędnego następuje bezpośrednio w fazie głowowej trawienia oraz pośrednio przez odruch wagowagalny podczas fazy żołądkowej trawienia

• po usunięciu pęcherzyka żółciowego żółć jest uwalniana do jelita powoli, ale stale, co pozwala na trawienie tłuszczu w ilościach wystarczających dla zdrowia i właściwego odżywienia organizmu - należy wtedy unikać pokarmów o dużej zawartości tłuszczów

CHARAKTERYSTYKA ŻÓŁCI:

• żółć jest niezbędna do trawienia i wchłaniania tłuszczów oraz do wydalania substancji nierozpuszczalnych w wodzie, takich jak cholesterol czy bilirubina

• w jej skład wchodzą:

• pierwotne kwasy żółciowe

• barwniki żółciowe

• fosfolipidy

• cholesterol

• elektrolity

• pierwotne kwasy żółciowe (trójhydroksycholowy oraz dwuhydroksychenodezoksycholowy) są syntetyzowane z cholesterolu i przekształcane w sole żółciowe

• cholesterol jest wchłaniany przez mikrokosmki znajdujące się po stronie surowiczej (antyluminarnej) komórek nabłonka wątroby

• kwasy żółciowe zostają sprzężone z tauryną lub glicyną, tworząc sole żółciowe

• sole żółciowe są wydzielane czynnie do kanalików wydzielniczych na bocznej (laminarnej) powierzchni hepatocytów, skąd przechodzą do przewodów żółciowych

• sole żółciowe nie rozpuszczają się w tłuszczach, w związku z czym pozostają w jelitach, dopóki nie osiągną jelita krętego, gdzie ulegają czynnej absorpcji

• wtórne kwasy żółciowe powstają w wyniku de koniugacji i dehydroksylacji pierwotnych soli żółciowych prze bakterie jelitowe - w wyniku tych procesów powstaje kwas dezoksycholowy oraz litocholowy

• bilirubina i biliwerdyna stanowią dwa podstawowe barwniki żółci

• są one metabolitami hemoglobiny wytwarzanymi w wątrobie i sprzężone z kwasem glukuronowym jako estry glukuronowe - w tej postaci są wydalane

• barwniki te nadają żółci złocistożółty kolor

• bakterie jelitowe metabolizują bilirubinę do urobiliny, nadającej stolcowi charakterystyczną brązową barwę

• jeżeli bilirubina nie jest wydalana, wówczas krąży we krwi i odkłada się w tkankach, wywołując żółtaczkę

• fosfolipidy (głównie lecytyna) stanowią obok soli żółciowych, najważniejszy składnik organiczny żółci

• fosfolipidy normalnie nierozpuszczalne w wodzie, tworzą micele z solami żółciowymi, co umożliwia ich rozpuszczanie

• micele utworzone z soli żółciowych i fosfolipidów ułatwiają rozpuszczanie innych lipidów

• cholesterol stanowi ważny składnik żółci, mimo że występuje w małych ilościach

• cholesterol jest nierozpuszczalny w wodzie - jego rozpuszczenie umożliwiają micele soli żółciowych przed wydzieleniem go do żółci

• wydzielanie cholesterolu z żółcią stanowi ważny mechanizm regulacji stężenia cholesterolu

• elektrolity - skład elektrolitowy żółci jest podobny do składu elektrolitowego soku trzustkowego i osocza