Egészségügy | Anatómia » Dr. Tóth András - Gasztrointesztinális rendszer élettana

Gasztrointesztinális rendszer élettana Dr. Tóth András Szekréció Témák • A nyálmirigyek szekréciós működése • A gyomormirigyek szekréciós működése • A pancreas külső szekréciós működése • A máj szekréciós és exkréciós működése • A vékonybélhám szekréciós működése Nyálszekréció Napi termelés: ~ 1L (maximális termelés 1 ml/g/min) • Szerepe: lubrikáció (nyelés) - immunvédelem (lizozim + IgA) - emésztés kezdete - beszéd Emésztő enzim: α-amiláz (pH optimum ~ 7, de aktív 4 - 11) nem létfontosságú (pancreas amilázok) • Nagy nyálmirigyek: parotis csak serosus elektrolit + amiláz submandibularis & sublingualis mucinosus is glikolizált glikoprotein Acinusok - primer szekretum (izozmotikus) + zymogén granulumok (amiláz - exocitozis) Kivezető csövecskék - aktív reabszorbció (hypozmotikus) • Metabolizmus/véráramlás: nagyon magas - termeléssel arányos Structure of the human

submandibular gland A saliva-termelés alapelvei • Kétlépcsős modell Acinusok & kisebb kivezető csövecskék: primer szekretum (ultrafiltrátum) - izozmotikus a plazmával amiláz tartalom & szekréció mértéke stimuláció-függő, ionösszetétel (Na+, K+, Cl-) közel állandó Nagyobb kivezető csövecskék: módosítják - Na+ & Clreabszorbció, K+ & HCO3- exkréció - térfogat változatlan - a kiáramlás során egyre hypozmotikusabb Minél nagyobb a termelés mértéke a saliva annál közelebb van az izozmotikushoz. Two-stage model of salivary secretion Composition of the parotid saliva as a function of flow rate Nyálszekréció szabályozása • ANS (reflexek) szerepe kizárólagos Paraszimpatikus: létfontosságú (ha a paraszimpatikus beidegzés megszűnik a mirigyszövet atrofizál) - stimuláció acinus sejtek amiláz és mucin termelése/kiválasztása ↑ + ductus-ok hámsejtjeinek transzport-aktivitása ↑ + mirigyek

véráramlása és metabolizmusa ↑ + növekedése fokozódik Szimpatikus: szerepe nem jelentős (beidegzés megszüntetése nem okoz atrofiát) - tranziens szekréció ↑ (híg, serosus saliva) + a véráramlás ↓ Acinus: NA(β), VIP cAMP ↑; AcCh, NA(α), SP Ca2+i ↑ - amiláz termelés ↑ és saliva áramlás ↑ Ductus: cholinerg & adrenerg agonisták: K+ & HCO3szekréció ↑ Gyomornedv szekréció • Gyomornyálkahártya szerkezete Mucosa (nyálkahártya) külső felszine: egyrétegű oszlophám - mucus és lúgos védőnedv termelése Redőzetek - járatok (“gyomormirigyek”) - nagy felület: sokféle (hám és mirigy) sejt - szekrétumok termelése fősejtek - enzim (pepszinogén) szekréció fedősejtek (oxynticus sejtek) - H+, Cl- & intrinsic faktor • Mirigy régiók cardia körüli régió - főleg mucus szekréció oxynticus régió - főleg sav & enzim termelés pylorus körüli régió - mucus termelés + G-sejtek (gastrin)

Reconstruction of part of the gastric wall Structure of gastric glands from a human stomach Gyomornedv összetétele • Gyomornedv - savas (pH ~ 1) - felszini és mirigysejtek szekretumainak keveréke (változó) • Összetétele - víz, ionok, sósav (H++Cl-), pepszinek, mucus és IF (intrinsic faktor) • Jelentősége - védekezés (“fertőtlenít), pepszin aktiválás (pH), lubrikáció Minél magasabb a gyomornedvtermelés sebessége, annál nagyobb a H+ tartalma - ha alacsony, eltűnik (Na+) Ha a termelés ↑ [H+], [Cl-] & [K+] ↑, [Na+] ↓ [ K+] mindig magasabb, mint a plazmában - hányás K+ vesztés Nyugalmi HCl termelés: 1-5 mEq/h, maximális mérték: 6-40 mEq/h Gyomorfekély: csökkent termelés; nyombélfekély: fokozott termelés Concentration of ions in gastric juice Protection of surface of the stomach Sósav elválasztás alapelvei • Morfológiai változások Nyugvó fedősejtek: szekretoros canaliculus rendszer +

tubulovesicularis rendszer - nem közlekednek Aktív fedősejtek: két rendszer fuzionál és a transzport ↑ • Szekréció mechanizmusa H-K-pumpa (ATP-áz) - fedősejtek luminális membránjában található (P-típusú) primer proton pumpa - vizből 1 : 106 protongradiens - ~ 150 mmol = pH ~ 0.8) K+ és Cl- konduktív csatornák (luminális membrán) OH- közömbösítése - szénsavanhidráz segítségével Cl-/HCO3- kicseréló carrier (bazolaterális membrán) Resting and acid secreting parietal cell Secretion of H+ and Cl- by parietal cells Savszekréció szabályozása 1. • Idegi szabályozás - vagus (m-Ach receptorok), + ENS (főleg Ach) • Fiziológiás szekretagógok (agonisták ) Acetylcholin - M3-receptor -Ca2+i ↑ (direkt idegi hatás) Histamin - H2 receptor - cAMP ↑ (paracrin hatás) Gastrin - CCKB/Gastrin receptor - Ca2+i ↑ (direkt hatása is van, de főleg indirekt módon, az ECL sejtek histamin termelésének serkentésével hat) •

Szekréció fokozódás fázisai Cephalikus - rágás stb. - látvány, iz, illat - Ach (ANS/ENS) + gastrin Gastricus - gyomor distensio + aminosavak és peptidek az antrumban - Ach + gastrin Intestinalis - proteinlebontási termékek duodenumban - gastrin, ++ Secretagogues that elicit acid secretion Major mechanisms for stimulation of gastric acid secretion Savszekréció szabályozása 2. • Fiziológiás gátló mechanizmusok (antagonisták) H+ ionok - antrumban - gastrin szekréció ↓ (direkt gátlás, pH < 3) duodenumban - gastrin és HCl szekréció ↓ (reflexes + hormonális (secretin, bulbogasztron) Hyperosmoticus chymus - duodenum és jejunum - (???) Zsírsavak a chymusban - duodenum és jejunum (GIP) Monogliceridek a chymusban - duodenum és jejunum (CCK, ++) • Pepszinogén termelés szabályozása szorosan korrelál a sósavtermeléssel - főleg ANS (vagus) Ach ↑, gastrin ↑, sav (lokális reflex) ↑, secretin ↑, CCK ↑ • Fekély

(gyomor/nyombél) - Helicobacter pylori !!! Major mechanisms for inhibition of gastric acid secretion Pancreas exocrin szekréciója • Napi termelés ~ 1 L (saját tömegének 10-szerese) Folyadék komponens - sok HCO3- - secretin Enzim komponens - szénhidrát, zsír és fehérje emésztő (pro)enzimek - CCK • Fontosabb pancreas fehérjék (zymogén granulumokban) Proenzimek (enteropeptidáz tripszin többi proteáz) tripszinogén, chimotripszinogén, proelasztáz, prokarboxiláz, profoszfolipáz Aktív enzimek α-amiláz, ribonukleáz, dezoxiribonukleáz, lipáz, eszterázok Szabályozó molekulák kolipáz, tripszin-inhibitor, CCK-elválasztást szabályozó peptid Locations of important transport processes involved in the elaboration of pancreatic juice Concentrations of the major ions in cat pancreatic juice Pancreas szekréció szabályozása • Idegi szabályozás (modulál) Paraszimpatikus (vagus + vagovagalis reflex): szekréció ↑ Szimpatikus:

szekréció ↓, (véráramlás ↓ ) • Hormonális szabályozás (duodenális hormonok) Enzim komponens (acinus): CCK - szintézis és release ↑ CCKA & m-Ach Ca2+i ↑, VIP & secretin cAMP ↑ Folyadék komponens (ductulus): secretin - szekréció ↑ secretin cAMP ↑ (Ach, CCK, VIP potencírozza a hatást) H+ szekréció (vízből) az interstitiumba (Na+ pumpa + Na+-H+ kicserélő) OH- közömbösítés (szénsav anhidráz) - HCO3- szekréció a lumenbe A két komponens külön-külön szabályozódik - ezért a pancreasnedv fehérjetartalma nem állandó (1-10%) Agonists that elicit enzyme secretion from acinar cells A pancreas szekréció fázisai • Cephalikus fázis Vagus stimulus gastrin release (antrumból) szekréció ↑ (gastrin kevésbé potens, mint CCK) • Gastricus fázis Gastrin & gyomor distensio (ENS reflexek) szekréció ↑ • Intestinális fázis (legfontosabb fázis) Chymus - duodenumban (és jejunum kezdeti szakaszán) savas

pH secretin nagy mennyiségű, kevés enzim peptidek & egyes aminosavak (illetve zsírsavak & mono-gliceridek) CCK kisebb mennyiségű, sok enzim • Secretin & CCK - duodenumban és jejunum kezdeti szakaszán termelődnek, egymás hatását potencírozzák (acinusokon és ductusokon) A máj szekréciója/exkréciója • Funkciók Metabolikus szabályozó (létfontosságú) szénhidrát, lipid, protein metabolizmus (pl. glycogenolysis, gluconeogenesis, VLD-lipoprotein & koleszterol szintézis, nem esszenciális aminosav és plazma protein szintézis, ammónia lebontás, stb) Tároló, kiválasztó és immunfunkció vas, vitaminok (A, D, B12) tárolása, hormonok, gyógyszerek és toxinok lebontása és/vagy konverziója (pl. glükuronid-konjugáció) • Szerkezet Lobulus: centrális véna - sinusoid (a. hepatica & v portae oldalágaiból) - hepatociták + hámsejtek (radiális lemezes szerkezet - hatalmas interakciós felület a hepatociták és a vér

között - fenesztrált endothel bélés ) - epe canaliculus (nem közlekedik a sinusoidokkal) - nagyobb epevezetékek Structure of the hepatic lobule Structure of the hepatic lobule Epe szekréció A máj legfontosabb emésztéssel kapcsolatos funkciója - 600 ml/nap • Összetétel: epesavas sók, koleszterol, foszfolipidek, epefestékek és plazma filtrátum (hepatociták + hámsejtek termelik) • A máj szekretoros működése nagyon hasonlít a pancreas-éra • parenchimális sejtek: primer szekretum (isotoniás a plazmával, és a Na+, K+ és Cl- szintek is közel azonosak) - CCK serkenti - epitheliális sejtek (ductusokban) módosítják az összetételét - secretin serkenti magas HCO3- tartalom Epe tárolása étkezések között: epehólyag (víz és ionok reabszorbciója 5-20x koncentrálás) - kiürülést CCK stimulálja • Enterohepaticus körforgás (keringés) - 95-98% visszaszívódik Felvétel: sinusoidális membrán - hepatocita: konjugáció

& transzport Kiválasztás: canaliculus membrán - repressziós mechanizmus Bélben egyes primer (máj) epesavak szekunder epesavakká alakulnak Major components of bile in healthy humans (percentage of dry weight) Bile secretion by hepatocytes and bile duct epithelium Enterohepatic circulation of the bile (and bilirubin) Representation of the key components of the enterohepatic circulation of bile acids in normal humans Mechanisms for uptake & secretion of bile acids by hepatocytes Water absorbtion from the gallbladder via the standing gradient osmotic mechanism Relationship between the rate of de novo synthesis of bile acids by hepatocytes and the rate of secretion of bile acids Bilirubin formation and excretion The major factors affecting gallbladder emptying and bile synthesis and secretion A vékony/vastagbél szekréciója • Vékonybél - higító funkció (+ mucus) Intenzív szekréció (~ 1L/nap) - emésztőenzimet nem

tartalmaz, ~ izotóniás NaCl és NaHCO3 oldat - visszaszívódik (főleg a vékonybélben, kis része a vastagbélben) - speciális epitheliális sejtek szecernálják (Lieberkühn kriptasejtek) aktív Cl- szekréció (a csatornát cAMP ↑ és Ca2+i ↑ is nyitja) + paracelluláris Na+ transzport (VIP ↑ ), más epitheliális sejtek (enterociták) a vizet és ionokat reabszorbeálják • Vastagbél - mucus (+ higítás) Mérsékelt szekréció - mucusban gazdag - fokozott K+ & HCO3tartalom • Szabályozás: mucosa mechanikus irritációja & paraszimpatikus reflexek ↑, szimpatikus aktivitásfokozódás ↓