Gastrointestinální trakt
Význam: 1. Příjem potravy: živiny, voda, minerály, vitamíny (léky) 2. Zpracování potravy: mechanické chemické (přítomnost enzymů) 3. Vstřebávání (resorpce): velikost resorpční plochy, mechanismy transportu látek → Regulace: motility, sekrece → Metabolismus – zisk energie
I.
II.
Mechanické a chemické zpracování přijaté potravy, tvorba sousta (5g, 5 ml) Posun sousta do žaludku (polykání + peristaltika) Resorpce
Skladování, mechanické a chemické zpracování přijaté potravy (žaludeční šťáva), tvorba chymu Resorpce
III. Trávení a vstřebávání Játra - žluč (+ další funkce) Pankreas – pankreatická šťáva Střevní šťáva
IV.
Skladování a zahušťování obsahu Defekace
Přehled trávicí soustavy
Oddíly GIT, setrvání chymu a sekrece trávicích šťáv
Dutina ústní Funkce: příjem potravy, její mechanické (žvýkání) a částečně chemické zpracování a promísení se slin. - Jazyk – svalový orgán, chuťové pohárky (sladko, slano, kyselo, hořko), fce: při polykání, žvýkání, sání, řeči, vnímání tepla a chuti - Zuby – mléčný chrup - 20 zubů, dospělý – 32 zuby - Slinné žlázy (glandulae salivales) - 2 typy: velké a drobné - 3 páry velkých slinných žláz: glandula parotis (příušní), submandibularis (podčelistní), sublingualis (podjazyková) - funkce mechanická (zvlhčují a změkčují potravu) - funkce chemická – enzym amyláza (ptyalin)- štěpí škrob - sekrece řízena neuronálně – vegetativními nervy - 1-1,5 litru/den, pH 7 (klid) – 8 - drobné žlázky – roztroušené ve sliznici dutiny ústní, produkce slin neustále zvlhčení sliznice úst
Sliny: (žláza) příušní submandibulární sublinguální
(sekrece) (%produkce) serózní (α amyláza) 20 % smíšená 70 % mukózní (mucin) 5%
- složení slin: 1. Voda 2. Mucin 3. IgA 4. Lysozym 5. Laktoferin (vazba Fe, bakteriostatický účinek) 6. Ionty (Na, K, Cl, HCO3) 7. α -amyláza – štěpení škrobu (začíná v dutině ústní a pokračuje v žaludku)
Jícen (esofagus) - 25-30 cm dlouhý - polknutí sousta (=bolus) – posun sousta peristaltickými vlnami do žaludku - polykání – 3 fáze: orální, faryngeální, ezofageální - horní a dolní svěrač (sfinkter) - horní 1/3 jícnu - příčně pruhované svalstvo - dolní část jícnu - hladké svalstvo - zvracení (vomitus) – centrum v prodloužené míše - obranný reflex rozpětí a podráždění žaludku, pachy, představy, dráždění hltanu…… - antiperistaltická vlna - předchází ji nausea = pocit nevolnosti
3 fáze polykání
Polykání - zahájení volní +polykací reflex
- pohyb sousta do hltanu a jícnu (útlum dýchání, uzávěr glotis) - peristaltická vlna (4 cm/s) - význam gravitace - počet polknutí 200 při jídle a pití 350 mezi jídly 50 při spánku
Posun sousta jícnem
Žaludek (gaster, ventriculus) 1. Skladování 2. Chemické a mechanické zpracování potravy chymus 3. Resorpce 4. Přechod chymu do duodena - části: česlo (kardie), klendba (fundus), tělo (corpus), síň (antrum), vrátník (pylorus) - receptivní relaxace po vstupu sousta do žaludku - adaptivní relaxace při plnění žaludku - žaludeční peristola (cca 1 hod) - tekutiny do duodena - tuky – olejovitá vrstva na povrch - žaludeční peristaltika (propulze, retropulze, interdigestivní pohyby)
Doba setrvání potravy v žaludku: voda 10-20 min., pevná strava 1-4 hod. (cukry
Žaludeční motilita: Propulzivní a retropulzivní pohyby Interdigestivní pohyby
Chemické zpracování sousta – význam žaludeční šťávy 2 – 3 l /24 hod - složení: 1. Voda, minerální látky 2. HCl – tvorba v parietálních buňkách 3. Mucin (ochrana proti natrávení) 4. Pepsinogen (autokatalýzou na pepsin) 5. Vnitřní faktor (pro resorpci vit.B12) - řízení sekrece: A. Nervové: reflexně (n. vagus) - nepodmíněná a podmíněná sekrece (místní vegetativní reflexy) 1. Cefalická fáze 2. Žaludeční fáze 3. Střevní fáze B. Humorální: gastrin – zvyšuje sekretin, GIP, enteroglukagon - tlumí
Význam HCl: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Konverze pepsinogenů na pepsiny (autokatalýza) Zajišťuje kyselé pH (optimální pro pepsiny) Baktericidní a antimykotický účinek Převod CaCO3 na CaCl2 Redukce železa (Fe3+ Fe2+ = vstřebatelná forma) Bobtnání vaziva (depolymerace kolagenu) Koagulace bílkovin (denaturace)
- význam pepsinů: - endopeptidázy secernované v neaktivní podobě hlavními buňkami - štěpení proteinů
Tenké střevo (intestinum tenue) - trubice 3-5m dlouhá, v průměru 3 cm, povrch 300m2 zvětšen o klky a mikroklky - části: dvanáctník (duodenum) lačník (jejunum) kyčelník (ileum) - funkce: trávení živin – střevní a pankreatická šťáva resorpce živin
Klky - základní absorpční jednotka - centrální arteriola- kapilární síťžíla (uspořádání tvoří protiproudový mechanismus) - lymfatická žíla, nervová pleteň, hladká svalovina - na luminárním povrchu enterocytů kartáčový lem - sliznice - cylindrický epitel (produkce hlenu), odloupávání na špičce, jejich doplnění (5dnů) z hloubky Lieberkühnových krypt)
Střevní šťáva 1,5 – 2,5 l /24 hod - obsahuje - vodu a 1. Brunnerovy žlázy – produkují mucin a elektrolyty (HCO3-) 2. Enterocyty – produkují enzymy v kartáčovém lemu 3. Pohárkové bb. a enterocyty Lieberkühnových krypt – produkují mucin a vodnatý sekret (HCO3-)
Duodenum - vyústění: 1. Žlučovodu 2. Pankreatického vývodu (ze slinivky)
Resorpce živin - průchod jednoduchých látek do krevního oběhu - vstřebané látky pronikají do vrátnicového (portálního) oběhu nebo do lymfy - resorpce probíhá: 1. pasivně (difuzí) - voda, ionty 2. aktivní transport - přenašeče, ATP
Játra
Funkce jater
FUNKCE JATER: • Tvorba žluči • Skladování a uvolňování cukrů • Tvorba močoviny • Metabolismus cholesterolu • Vytváření plazmatických proteinů • Mnohé funkce spojené s metabolismem tuků • Inaktivace některých polypeptidových hormonů • Redukce a konjugace steroidních hormonů kůry nadledvin a gonád • Syntéza 25-hydroxycholekalciferolu (vit. D) • Detoxikace
Anatomie jater a žlučového systému - Jaterní lalůčky- trámce hepatocytů (=jaterní buňky) - hvězdicovitě uspořádané kolem centrální vény - do ní sinusoidami krev z v. portae (vrátnicová žíla) a tepenná krev ze zevních okrajů lalůčku - Mezi hepatocyty trámců - úzké žlučové kanálky – přecházejí do Heringových kanálů a žlučových vývodů.
Anatomie žlučového systému
SLOŽENÍ ŽLUČI: Voda Žlučové soli Žlučová barviva – bilirubin, biliverdin ( Cholesterol Anorganické soli Mastné kyseliny Lecitin Tuk Alkalická fosfatáza
degradací Hb)
ŽLUČOVÉ SOLI = natriové a kaliové soli žlučových kyselin konjugované s glycinem nebo taurinem (deriváty cystinu) - z cholesterolu - kyselina cholová, chenodeoxycholová (primární kys.) – z baktérie - kyselina deoxycholová, lithocholová (sekundární kys.) - konjugací s glycinem nebo taurinem v játrech kyselina glykocholová, taurocholová – tvorba natriových a kaliových solí v alkalické jaterní žluči - redukují povrchové napětí a ve spojení s fosfolipidy a monoglyceridy umožňují emulgaci tuků jako přípravu pro jejich trávení a vstřebávání v tenkém střevě - tvoří válcovité disky - micely (hydrofobní uvnitř, hydrofilní ven) – udržování tuků v roztoku, transport ke kartáčovému lemu, kde jsou resorbovány
BILIRUBIN - odbouráním hemoglobinu v buňkách retikuloendoteliálního systému (RES) globin a hem Globin – substrát pro AMK Hem - hemoxygenáza zelený biliverdin, CO a železo (transferin) biliverdinreduktáza bilirubin - odbourání Hb (hemoglobinu): 1) 10% přímo v krevním řečišti- 2 dimery Hb na haptoglobin, hem na hemopexin (obě složky vychytány hepatocyty) 2) extrahepatálně – bilirubin nerozpustný ve vodě a v plazmě vázán na albumin a vychytán hepatocyty – v endoplazm. retikulu konjugace s kys. glukuronovou za účasti glukuronyltransferázy
bilirubindiglukuronid do žluče do duodena: a) částečná resorpce b) střevní bakteriální enzymy odštěpí kys. glukuronovou a z bilirubinu – urobilinogen a sterkobilinogen – dehydrogenací- urobilin a sterkobilin (stolicí, velkým oběhem do ledvin, zpětná resorpce portální žilou do jater - enterohepatální okruh)
Metabolismus bilirubinu
Metabolismus bilirubinu
Pankres (slinivka břišní) je smíšený orgán s endokrinní a exokrinní funkcí.
PANKREATICKÁ ŠŤÁVA 1500 - 2000 ml/den, alkalická (vysoký obsah HCO3-) - složení: a) anorgan. součásti: voda, HCO3-, Cl-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ b) organické součásti: trávicí enzymy (štěpí bílkoviny, tuky, sacharidy), mucin, prokolipáza, inhibitor trypsinu, Ig, kallikrein, lysozomální enzymy, alkalická fosfatáza, albumin - tvorba řízena 2 hormony: sekretin a cholecystokinin (CCK) – podnětem k uvolnění jsou tuky a peptidy v duodenu (pro sekretin ještě nižší pH) - sekretin – výrazná sekrece pankreat. štávy (voda, HCO3-) - cholecystokinin – sekrece enzymů
Profosfolipázy a enzymy štěpící proteiny (= proteázy) - jsou secernovány v neaktivní formě – peptidázou změněny v aktivní formu Ostatní enzymy štěpící škroby, tuky, a nukleové kyseliny – uvolněny v aktivní formě
Pankreatické enzymy • Proteiny jsou štěpěny: A. Endopeptidázy (hydrolyzují vazby uvnitř peptidových řetězců) ⊗ trypsinogen (inaktivní) → trypsin (aktivní) (aktivace enterokinázou nebo trypsinem na buněčném povrchu enterocytů) × odštěpuje bazické aminokyseliny ⊗ chymotrypsinogen → chymotrypsin × odštěpuje aromatické aminokyseliny ⊗ proelastáza → elastáza × odštěpuje alifatické aminokyseliny
Aktivace trypsinogenu na aktivní trypsin : 1. enterokinázou (enzym kartáčového lemu v tenkém střevě) 2. autoaktivací trypsinogenu - pouze u člověka
B. Exopeptidázy (hydrolyzují terminální peptidové vazby-na konci peptidového řetězce) ⊗ prokarboxypeptidáza → karboxypeptidáza × odštěpuje jednotlivé aminokyseliny na karboxylovém konci • Škroby jsou štěpeny: ⊗ α-amyláza × štěpí α- 1,4-glykosidovou vazbu mezi molekulami glukózy
• Tuky jsou štěpeny lipolytickými enzymy (štěpí esterové vazby): ⊗ lipáza × hydrolýza triacylglycerolů na VMK a 2monoglyceroly × kofaktor kolipáza (působením trypsinu z prokolipázy) umožňuje vkládání lipidů do micel ⊗ profosfolipáza (inaktivní)- fosfolipáza A (aktivní) × štěpí fosfoglyceridy ⊗ cholesterolesteráza × produkuje volný cholesterol z esterů cholesterolu
Lipázy - štěpí tuky na volné mastné kyseliny a glycerin
- 3 formy: • Faryngeální lipáza – produkována v dutině ústní a nejaktivnější je v žaludku • Jaterní lipáza – produkována v játrech, reguluje plazmatickou hladinu lipidů • Pankreatická lipáza – produkována slinivkou, vylučována do duodena
• RNA je štěpena: ⊗ ribonukleáza × štěpí fosfodiesterovou vazbu nukleotidů RNA • DNA je štěpena: ⊗ deoxyribonukleáza × štěpí fosfodiesterovou vazbu nukleotidů DNA
Tenké střevo – sacharidy:
Příjem: Polysacharidy (škrob – amylopektin; dextriny (amyláza); glykogen) di- (laktosa, sacharosa) monosacharidy (glukosa, fruktosa, galaktosa) 1. Slinná α-amyláza na maltosu, maltotriosu a α-limitní dextriny - neutrální pH 2. α-amyláza (pankreas) – neutrální pH 3. Kartáčový lem – intracelulárně disacharidasy: laktasa – laktosu = galaktosa a glukosa (deficit enzymu –průjem) sacharasa – sacharosu = fruktosa a glukosa maltasa-maltosu = glukosa+glukosa α-limitní dextrinasa (isomaltasa) - α-limitní dextriny= glukosa Neztravitelné (celulosa, pektiny) – zvýšení motility – prevence karcinomu a snížení plazmatické hladiny cholesterolu
Resorpce glukosy a galaktosy: - transportní systém Resorpce fruktosa: - facilitovaná difuse (v bb. částečně přeměna na glukosu)
Tenké střevo – lipidy:
Příjem: triacylglyceroly (90 %), cholesterol, fosfolipidy + endogenní zdroje a) Linguální lipáza (kys. pH) b) Žaludeční lipáza –kys. pH (10-30%) c) Pankreatické enzymy – (duodenum70-90%): lipáza (pH 7-8) + kolipáza - triacylglyceroly na VMK a monoacylglyceroly fosfolipáza A2 – fosfolipidy – MK a lysofosfolipidy cholesterolesteráza (i mateřském mléce) VMK + monoacylglyceroly + soli žluč. kys. = micely- vstup do enterocytů Resorpce: a) VMK ( krátký řetězec – 8 – 12 C) – resorpce přímo do krve – v. portae, vazba na albumin - svaly, tuk, játra b) resyntéza triacylglycerolů, lecitinu, cholesterolu v enterocytech a jejich zabudování do lipoproteinů = chylomikrony –exocytózou do lymfy – systémová krev Játra - syntéza triacyglycerolů (VMK ze systém. krve jako substrát) – zabudovány společně s apolipoproteiny do lipoproteinů = VLDL systémová krev V systém. krvi – lipoproteinové lipázy kapilárního endotelu mnoha orgánů (odštěpují mastné kyseliny z triacyglycerolů chylomikronů a VLDL)
Tenké střevo – bílkoviny:
Příjem: svalovina (maso), vejce – kompletní proteiny (včetně esenciálních AMK) + endogenní zdroje 1. žaludeční pepsiny (endopeptidáza) – kys. pH, polypeptidy 2. pankreatické enzymy: endopeptidázy (trypsin, chymotrypsin, elastáza) (neutr. pH) exopeptidázy (karboxypeptidáza A, B) - AMK + peptidy 3. dokončení – exopeptidázy kartáčového lemu - AMK, di- a tripeptidy A. Resorpce AMK do enterocytů– sekundární aktivní transport: a) Symport s Na+ - 4 sekundární transportní sytémy b) Facilitovaný transport nezávisle na Na+ (bazické a neutrální) B. Resorpce peptidů do enterocytů: di a tripeptidy – transportér (dokončení štěpení peptidů na AMK – intracelulární peptidázy) Do ECT – difúze (prostá nebo facilitovaná), pouze 2 – 5 % bílkovin do tlustého střeva
Tlusté střevo (intestinum crassum) - trubice 1,5 m dlouhá, průměr 5-7 cm - bez klků, sliznice tvoří krypty (= hluboké vchlípeniny) - žlázky – produkce ochranného hlenu - netvoří šťávy -fce: dokončení trávení a vstřebávání, resorpce vody a solí, zahuštění obsahu a hromadění nestrávených zbytků - bakteriální rozklad a kvašení páchnoucí plynné produkty, tvorba výkalů vyprazdňování stolice (=defekace) – reflexní děj, který je stimulován nahromaděním obsahu v konečníku - ústí tenkého střeva v tlusté = ileocekální chlopeň - části: slepé střevo (intestinum caecum) – vybíhá v appendix (červovitý výběžek) – lymfoidní tkáň záněty tračník (colon): vzestupný (ascendens), příčný (transversum), sestupný (descendens)
Konečník (rectum) - řitní otvor = anus - ústí ven vnitřním otvorem, ovládaný dvěma svěrači řitními: vnitřní – hladký svěrač (vůlí neovladatelný) vnější – příčně pruhovaný svěrač (vůlí ovladatelný) - horní část recta (ampula recti) – obsahem drážděny tlakové receptory nucení na stolici defekace - množství stolice (=faeces) – 60-180 g/den
Motilita tenkého střeva
1. Nepropulzívní peristaltika – místní prstenčité kontrakce pro promíchání chymu
2. Rytmické segmentace – místní zaškrcování ve
vzdálenostech okolo 10-20cm k promíchání chymu
3. Kývavé pohyby podélné svaloviny k promíchání chymu 4. Propulzívní peristaltika – posun chymu směrem k
tlustému střevu; základ. rytmus příslušného pacemakeru [= BER (bázální elektrický rytmus)] je v duodenu 12/min., na konci ilea 8/min.
5. Interdigestivní pohyby – propulzívní peristaltika v hodinových odstupech mezi jídly
Motilita tlustého střeva
1. Nepropulzívní motilita (=haustrace)– na více místech
současně probíhající kruhové kontrakce sloužící k promíchání chymu 2. Peristaltické vlny – řídce se vyskytující vpřed postupující kontrakce na čele s vlnou relaxace, které posunují chymus asi o 20cm 3. Velké pohyby – 2-3 krát denně, posunují chymus na dlouhé vzdálenosti Neuronální kontrola - obdoba tenkého střeva - poruchy motoriky zácpa (=obstipace), diarrhoe (=průjem)
Střevní nervový systém - plexus myentericus (Auerbachi) - plexus submucosus (Meissneri) - oba obsahují interneurony a neurony senzorické a motorické - funkce: kontrola GIT modulována ale i vlivy sympatiku a parasympatiku
Podráždění tahových receptorů v Meissnerově plexu aktivuje inhibiční motoneurony v Auerbachově plexu, který tlumí aborálně kruhovou svalovinu. Tato relaxace umožňuje posun bolu pomocí myogenní kontrakce kruhové svaloviny ležící od bolu orálním směrem = místní, sestupný inhibiční peristaltický reflex (mediátor inhibičních neuronů: NO, ATP a VIP) X
místní, vzestupný dráždící peristaltický reflex – zesiluje myogenní kontrakci (mediátor excitačních neuronů: Ach (M receptory) a substance P)
Motilita střeva je řízena autonomním vegetativním systémem:
SYMPATIKUS – tlumí střevní motilitu PARASYMPATIKUS – posiluje střevní motilitu
