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 p nincs hányinger, sem öklendezés oka: koponyaűri nyomásemelkedés → életveszély! perifériás eredetü hányás p 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
FUNKCIÓ
Az epe víz, elektrolitok epesavas sók anyagcsere végtermékek (bilirubin)
zsíremésztés és felszívódás elősegítése (emulgeálás, micella képződés) detoxikálás
A vékonybélnedv víz, elektrolitok enzimek (amiláz, lipáz, nukleáz) lúgos vegyhatás
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 (O2 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 CO2 / fogyasztott O2
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
Tápanyagok 1 víz, ásványi anyagok, nyomelemek sejttérfogat, vízháztartás, membránpotenciál fenntartása
nukleinsavak minden sejt képes szintézisükre elemi prekurzorokból, táplálkozásélettani szempontból jelentéktelenek (!!)
Tápanyagok 2 szénhidrátok • •
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 a bőrnek 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 Ca2+ 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
B vitaminok vitamin
hatás
hiánytünetek
B1 vitamin (thiamin)
szénhidrát metabolizmusa
beriberi, polyneuritis
B2 vitamin (riboflavin)
flavoproteidek szintézise
a bőr berepedezése
B6 Vitamin (Piridoxin)
aminosav és zsírsavszintézis
dermatitis, idegrendszeri tünetek
B12 vitamin vvt-k szintézise (Cianokobalamin)
vészes vérszegénység
Bx vitamin (Pantoténsav)
alapvető a bőr és a haj épségéhez
idegrendszeri zavarok
biotin
proteinek és a zsírsavak szintézise
dermatitis, izomfájdalmak
folsav
vvt-k szintézise „magzatvédő” vitamin
anaemia, velőcsőzáródási defektusok
niacin
hidrogéntranszport
Pellagra (Dermatitis, Diarrhoea Dementia)
„B1” 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
„B2” vitamin (Riboflavin) biztosítja a flavoproteidek szintézisét
a bőr 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
„B6” 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
„B12” 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
„Bx” 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 (B12, 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 Æ a szervezet túlmelegedése (pl. bányászok)
20
Hogyan működik a hypothalamus? SET POINT = 37° C Thermoreceptorok
Hővesztő mechanizmusok vasomotor válasz, piloerectio verítékezés
hypothalamus
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? SET POINT = 40°C lázcsillapító gyógyszerek
SET POINT = 37°C (újra) hypothalamus
Hővesztő mechanizmusok × vasodilatatio verítékezés ×
22
