Transcript prof. dr. Zoran Valić

Fiziologija
probavnog sustava
Prof. dr. Zoran Valić
Katedra za fiziologiju
Medicinski fakultet u Splitu
Ravnoteža unosa i izdavanja
energije






uporaba ili pohrana (mast)
uravnoteženi unos hrane (bjelančevina,
ugljikohidrata, masti, minerala i vitamina)
1 g ugljikohidrata – 17,2 kJ (98% – 17)
1 g masti – 38,9 kJ (95% – 38)
1 g bjelančevina – 18,2 kJ (92% – 17)
45%, 40%, 15% (u razvijenim zemljama)





1 L O2 + glukoza = 20,98 kJ
1 L O2 + škrob = 21,19 kJ
1 L O2 + mast = 19,68 kJ
1 L O2 + bjelančevine = 19,26 kJ
1 L O2 i uobičajena prehrana = 20,2 kJ
Liječenje pretilosti




djelomično gladovanje i povećanje potroška
energije
veliki volumen (rastezanje)
spriječiti nedostatak vitamina
amfetamin, sibutramin (simpatomimetik) –
opasni, podražuju živčani sustav, povisuju
krvni tlak, privikavanje





mijenjanje metabolizma lipida
orilistat (inhibitor lipaze) – smanjuje
crijevnu preradu masti
gubitak vitamina topljivih u mastima
povećanje fizičke aktivnosti
kirurške metode (želučana premosnica i
postavljanje želučanog obruča)
Opća načela –
pokretljivost i živčani
nadzor

probavni sustav neprestano opskrbljuje
organizam vodom, elektrolitima i hranjivim
tvarima
1)
2)
3)
4)
5)
gibanje hrane kroz probavni sustav
lučenje probavnih sokova i probava hrane
apsorpcija produkata probave, vode i
različitih elektrolita
protok krvi kroz probavne organe
nadzor svih tih funkcija živčanim i
hormonskim sustavima
Opća načela pokretljivosti
probavnog sustava



pojedinačne niti glatkoga mišićja duge su
200-500 μm, a promjer im je 2-10 μm
snopovi od 1000 vlakana (uzdužno i
kružno)
pukotinska spojišta – brz protok iona –
sincicij

glatki mišić podvrgnut neprekinutoj,
samonikloj, sporoj električnoj aktivnosti:
1) spori valovi
2) šiljci
Spori valovi



kontrakcije su ritmične, a ritam zadan
frekvencijom sporih valova
jakost 5-15 mV, a frekvencija 3-12/min
oni uglavnom ne izazivaju akcijske
potencijale (osim u želucu), već šiljke
Šiljasti potencijali





pravi akcijski potencijali
nastaju automatski kada potencijal u
mirovanju postane pozitivniji od -40 mV
što je potencijal pozitivniji frekvencija im je
veća (1-10 šiljaka/s)
traju 10-40 x dulje od akcijskih potencijala
u živcima 10-20 ms
kalcijsko-natrijski kanali (spori kanali)




kontrakcija nastaje zbog ulaska kalcija
kalmodulin, aktivacija miozinskih niti
spori valovi – ne, šiljci – da
katkad se javlja i tonična kontrakcija
Živčani nadzor – crijevni živčani
sustav



1)
2)
u cijelosti se nalazi u stijenci crijeva
počinje u jednjaku i ide sve do anusa
100 milijuna neurona (kralješnica)
vanjski splet (između uzdužnog i kružnog
mišićnog sloja, mijenterični ili Auerbachov)
unutrašnji splet (u podsluznici, podsluznični
ili Meissnerov)




mijenterični – pokreti probavnog sustava
podsluznični – lučenje i protok krvi
dodatni utjecaj simpatičkog i
parasimpatičkog sustava
senzorički živčani završetci
Vrste živčanih prijenosnika
crijevnih neurona
1)
2)
acetilkolin (+)
noradrenalin (-)
Parasimpatička inervacija




kranijalni i sakralni dio
vagusni živci (obilno jednjak, želudac,
gušterača, manje crijeva – do kraja prve
polovice debelog crijeva)
sakralni parasimpatikus (2-4 S, zdjelični
živci, distalna polovica debelog crijeva)
postganglijski neuroni u mijenteričnom i
podsluzničnom spletu
Simpatička inervacija



simpatički lanci i periferni gangliji
(celijačni, mezenterični)
inervira sve dijelove crijeva (noradrenalin)
obuzdava aktivnost probavnog sustava
(direktno i indirektno)
Aferentna osjetna živčana vlakna

1)
2)
3)


iz samog crijevnog živčanog sustava
nadraživanje crijevne sluznice
jako rastezanje crijeva
nazočnost specifičnih kemijskih tvari
simpatikus
parasimpatikus (vagus je 80% aferentan,
refleksi)
Gastrointestinalni refleksi
1)
2)
3)
refleksi unutar crijevnog živčanog sustava
(lučenje, peristaltika, kontrakcije miješanja)
refleksi prevertebralnih simpatičkih
ganglija (na velike udaljenosti:
gastrokolični, enterogastrični, kolonoilealni
refleksi)
refleksi koji iz crijeva idu u kralježničnu
moždinu ili u moždano deblo i natrag
Hormonski nadzor pokretljivosti


učinci na pokretljivost manje važni od onih
na lučenje
kolecistokinin – pojačava kontrakcije
žučnog mjehura, koči one želuca
Vrste funkcionalnih kretnji
1)
2)
propulzivne kretnje – potiskuju hranu
prema naprijed
kretnje miješanja – neprestalno i temeljito
miješanje crijevnog sadržaja
Propulzivne kretnje – peristaltika



prstenasta kontrakcija koja se pomiče
prema naprijed
karakteristična za crijevo, žučne vodove,
izvodne kanaliće žlijezda, mokraćovode
podražaj – rastezanje crijeva (ali i kemijski
i fizički nadražaj epitela, parasimpatikus)
Kretnje miješanja



razlikuju se u različitim dijelovima crijeva
nekad ih uzrokuju peristaltične kontrakcije
(stisnuti sfinkter)
povremene lokalne konstrikcijske
kontrakcije (traju 5-30 s)
Potiskivanje i miješanje
hrane u probavnom
sustavu
Unos hrane


količina hrane – glad
vrsta hrane – apetit
Žvakanje (mastikacija)






sjekutići – sjeckanje, kutnjaci – mljevenje
sila od 900 N
žvačne mišiće inervira V. moždani živac
refleks žvakanja
važno za sve vrste hrane, a naročito voće i
povrće
povećava se površina i štiti sluznica
Gutanje (degluticija)

1)
2)
3)
vrlo složena radnja, ždrijelo služi za disanje
voljna faza – potiskivanje jezikom prema
gore i natrag
faringealna faza
ezofagealna faza
Faringealna faza gutanja



dušnik se zatvara, jednjak se otvara, a brz
peristaltični val tjera zalogaj u gornji dio
jednjaka
centar za gutanje – produljena moždina i
donji dio ponsa
traje manje od 2 s, inhibira disanje
Ezofagealna faza gutanja





brzo provođenje hrane iz ždrijela u želudac
primarna peristaltika – nastavak ždrijelne
peristaltike
sekundarna peristaltika – ukoliko se ne
otpremi sva hrana u želudac
gornja 1/3 poprečnoprugasto mišićje, donje
2/3 glatko
receptivna relaksacija želuca
Funkcija gastroezofagealnog
sfinktera





3 cm od spoja sa želucem, kružni mišići
normalno trajno tonički kontrahiran
receptivna relaksacija sfinktera
ukoliko se ne olabavljuje – ahalazija
ventilno djelovanje kratkog
intraabdominalnog dijela jednjaka
Motoričke funkcije želuca
1)
2)
3)

pohrana velikih količina hrane
miješanje hrane sa želučanim sokovima –
himus
polagano otpremanje hrane u dvanaesnik
tijelo (corpus) i antrum
Želudac kao spremište hrane


hrana se slaže u koncentrične krugove
primi 1,0-1,5 L hrane (uz normalni tlak)
Miješanje i potiskivanje hrane






probavne sokove luče želučane žlijezde
valovi miješanja (3-4/min, spori valovi)
peristaltički valovi u antrumu
u dvanaesnik se istisne samo nekoliko ml
himusa (gusta kaša), dok se ostatak vrati
kontrakcije zbog gladi (tetaničke, 2-3 min)
u mladih zdravih ljudi, niska razina glukoze
u krvi, bol (12-24 h, najjača 3.-4. dana)
Pražnjenje želuca




zbog snažnih peristaltičnih kontrakcija
želučanog antruma (tlak 5-7 kPa)
pilorus je distalni otvor želuca
debljina kružnih mišića na tom mjestu 50100% veća – pilorični sfinkter
brzinu pražnjenja reguliraju signali iz
želuca i dvanaesnika (snažniji)
Želučani čimbenici



učinak volumena hrane, ali ne zbog porasta
tlaka
učinak hormona gastrina – potiče
djelovanje pilorične crpke
tijekom prvog mjeseca života (2-3 tjedan),
1:300 do 1:900 živorođenih, 3-4x češće u
muškaraca
Dvanaesnični čimbenici


inhibicijski učinak enterogastričnoga
živčanog refleksa iz dvanaesnika (izravni
živci, simpatikus, vagus)
osjetljivost na nadražajne tvari
(bjelančevine i osmotski aktivne tvari) i
kiselinu
hormonska povratna sprega (uloga masti i
kolecistokinina, manje sekretin i GIP)
Sekrecijske funkcije
probavnog sustava
1)
2)

lučenje probavnih enzima
lučenje sluzi
zbog prisutnosti hrane, točna količina i
sastav




jednostanične mukozne žlijezde – mukozne
(vrčaste) stanice
Lieberkünove kripte – jamice
(specijalizirane sekrecijske stanice, tanko c.)
duboke tubularne žlijezde (želudac i
dvanaesnik)
složene žlijezde – slinovnice, gušterača i
jetra
Podraživanje probavnih žlijezda
1)
2)
3)
4)
dodir hrane i epitela (dodir, kemijski,
rastezanje) – direktno, crijevni živci
parasimpatičko poticanje (potiče lučenje,
vagus, gornji dijelovi)
simpatičko poticanje (izravno blago
povećava, indirektno smanjuje – krvotok)
hormonski nadzor (peptidi, želudac,
gušterača, žuč)
Sluz

1)
2)
3)
4)
5)
6)
voda, elektroliti, glikoproteini
ima svojstvo adherencije
ima je dovoljno
klizava je
uzrokuje prianjanje fekalnih čestica
otporna na djelovanje probavnih enzima
ima amfoterna svojstva (neutralizacija)
Lučenje u želucu
1)
2)
3)
mukozne žlijezde
kiselinske žlijezde (solna kiselina,
pepsinogen, unutarnji faktor, sluz)
pilorične (uglavnom sluz, pepsinogen,
gastrin)
(uglavnom sluz,
nešto pepsinogena)
(solna kiselina,
unutarnji faktor)
(velike količine
pepsinogena)
Mehanizam lučenja solne kiseline



parijetalne stanice
160 mmol HCl/L (pH = 0,8)
intracelularni kanalići
Lučenje unutarnjeg faktora



parijetalne stanice
apsorpcija vitamina B12 iz ileuma
perniciozna anemija
Osnovni čimbenici koji potiču
lučenje: acetilkolin, gastrin,
histamin



djeluju preko receptora
acetilkolin: pepsinogen, HCl, sluz
histamin i gastrin: HCl
Lučenje želučane kiseline



jedine – parijetalne stanice
usko povezane s enterokromafinim
stanicama (luče histamin, direktno utiče na
sekreciju HCl)
lučenje histamina ovisi o:
1) gastrinu
2) acetilkolinu



gastrin (2 oblika) luče gastrinske stanice (Gstanice, u piloričnim žlijezdama)
poticaj za lučenje – bjelančevine u hrani
potiče lučenje histamina iz enterokromafinih
stanica
Gušteračno lučenje





velika, složena žlijezda
acinusi luče probavne enzime
kanali luče natrijev hidrogenkarbonat
gušteračni kanal kanal se spaja sa
žučovodom (Vaterova papila i Oddijev
sfinkter)
himus u dvanaesniku – podražaj
Gušteračni probavni enzimi




tripsin, kimotripsin, karboksipolipeptidaza,
elastaza i nukleaza
karboksipolipeptidaza do aminokiselina
pankreasna amilaza – ugljikohidrati
pankreasna lipaza, kolesterol-esteraza i
fosfolipaza



proenzimi – enterokinaza ih aktivira
tripsinski inhibitor
začepljenje voda – akutni pankreatitis
Lučenje žuči iz jetre
1)
2)

uloga u probavi i apsorpciji masti
izlučivanje otpadnih tvari (bilirubin,
kolesterol)
luči se 600-1000 mL/dan



kolecistokinin – kontrakcije žučnog mjehura
podražaj za njegovo lučenje – mast u hrani
istodobno opuštanje Oddijeva sfinktera
Funkcija žučnih soli
1)
2)
emulgacijska ili detergentska funkcija
pomažu apsorpciju – micele:
a)
b)
c)
d)
masnih kiselina
monoglicerida
kolesterola
drugih lipida
Probava


ugljikohidrati, masti i bjelančevine
razgradnja u dostatno male spojeve
podložne apsorpciji
Hidroliza kao osnovni proces




ugljikohidrati (polisaharidi – monosaharidi)
R’’-R’ + H2O  R’’OH + R’H
masti
trigliceridi + 3 H2O  3 MK + glicerol
bjelančevine
polipeptidi + H2O  aminokiseline
jedina je razlika u enzimima
Probava ugljikohidrata

tri važna izvora:
1) saharoza (disaharid, obični šećer)
2) laktoza (disaharid iz mlijeka)
3) različite vrste škroba

ostali: amiloza, glikogen, alkohol, mliječna
kiselina, pirogrožđana kiselina, pektini,
dekstrini, “celuloza”
Probava ugljikohidrata u ustima i
želucu





slina sadrži ptijalin (α-amilazu)
luče uglavnom zaušne žlijezde
hidrolizira škrob na disaharid maltozu i
male glukozne polimere (3-9 molekula)
samo do 5% ukupno pojedenog škroba
nastavlja se u fundusu i tijelu želuca (do 1
h, dok se ne pomiješa sa želučanim
sokovima, 30-40%)
Probava ugljikohidrata u tankom
crijevu


gušteračna amilaza (α-amilaza,
djelotvornija od one iz sline)
sav se škrob probavi unutar 15-30 minuta
Probava ugljikohidrata u tankom
crijevu





laktaza, saharaza, maltaza i α-dekstrinaza –
enzimi enterocita (na četkastoj prevlaci)
laktoza: glukoza + galaktoza
saharoza: glukoza + fruktoza
maltoza: 2 glukoze
sve su monosaharidi (topivi u vodi) koji se
lako apsorbiraju u portalnu krv
10%
10%
Probava bjelančevina u želucu



dugački lanci aminokiselina povezanih
peptidnim vezama
pepsin (najaktivniji pri pH 2,0-3,0)
jedini probavlja kolagen (glavni sastojak
međustaničnog vezivnog tkiva u mesu)
Probava bjelančevina
gušteračnim sokom



glavnina probave u dvanaesniku i jejunumu
tripsin, kimotripsin, karboksipolipeptidaza,
elastaza
razgradnja na dipeptide, tripeptide i veće
molekule
Probava bjelančevina
peptidazama iz enterocita




u četkastoj prevlaci
peptidaze: aminopolipeptidaze i dipeptidaze
aminokiseline, dipeptidi i tripeptidi se lako
prenose u enterocite
u enterocitima peptidaze razgrađuju
dipeptide i tripeptide do aminokiselina
(99%)
Probava masti


najčešće trigliceridi (životinjskog
podrijetla)
fosfolipidi, kolesterol, kolesterolski esteri
Probava masti u crijevima


manje od 10% lingvalna lipaza u želucu
sva probava u tankom crijevu
Emulgiranje masti





razbijanje masnih kapljica na male čestice –
emulgiranje
manjim dijelom peristaltikom
u dvanaesniku pomoću žuči (žučne soli i
lecitin – polarne molekule)
smanjuju površinsku napetost (detergent)
promjer < 1μm (1000 x  površine)
Probava triglicerida gušteračnom
lipazom




najvažniji enzim za probavu masti
količine dostatne za probavu unutar 1 min
enterociti imaju crijevnu lipazu (nevažna)
nastaju slobodne masne kiseline i
2-monogliceridi
Uloga žučnih soli



hidroliza masti vrlo reverzibilan proces pa
nastale masne kiseline i monogliceride
treba ukloniti
žučne kiseline stvaraju micele (3-6 nm, 2040 molekula)
ujedno djeluju i kao prijenosno sredstvo
Probava kolesterolskih estera i
fosfolipida



kolesterol-ester-hidrolaza
fosfolipaza A2
micele žučnih soli (bez njih nema
apsorpcije kolesterola)