Fyziologie GIT I. Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, 3.LF UK doc. MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D. miloslav.franek@lf3.cuni.cz
Úloha GIT primární úlohou je zajistit tělu dostatečné zásobování vodou, elektrolyty a živinami proto musí mít GIT schopnost pohybu (skladování) sekrece absorpce
Dutina ústní příprava potravy pro zpracování v dalších částech GIT mechanické rozmělňování (žvýkání) účinek slinných enzymů vyrovnání teploty obalení sousta mucinem
Pohyby dutiny ústní obličejové svalstvo: sání, artikulace (rty) žvýkací svaly: žvýkání, artikulace (pohyby dolní čelisti) svaly jazyka: rozmělnění potravy, tvorba soust, polykání, artikulace hltanové svaly: polykání
Žvýkání (masticatio) zuby: řezáky řežou a trhají (200 N), stoličky drtí (900 N), tlaky jsou obrovské většina žvýkacích svalů inervována n. trigeminus, centra ve kmeni stimulace částí RF, hypothalamu, amygdaly, kortexu může vyvolat kontinuální rytmické žvýkání
Žvýkací reflex 1. sousto mechanicky inhibuje tonus žvýkacích svalů 2. pokles dolní čelisti 3. protažení svalů a jejich reflexní kontrakce 4. přitlačení sousta na povrch dutiny ústní frekvence kolem 1 Hz
Význam žvýkání trávicí enzymy působí pouze na povrchu sousta čím je povrch větší, tím je digesce účinnější zejména důležité pro ovoce a zeleninu (celulózová membrána)
Sliny místa sekrece gl. sublingualis: kontinuální sekrece, mucinózní gl. parotis: serózní, -amyláza gl. submandibularis: seromucinózní drobné žlázky: kontinuální, mucinózní bazální sekrece 0.5 ml/min, stimulovaná sekrece 4-7 ml/min; průměr 1 l/den
Sliny složení voda 99.5% organické látky: mucin, -amyláza, lysozomy, IgA anorganické látky: HCO 3-, K +, Na +, Cl -, Ca 2+, I +, fosfáty ph 6.0 7.0
Sliny mechanismus sekrece I. 1. acinózní: primární slina, koncentrace iontů velmi podobná ECT 2. duktální: primární slina protéká duktem, kde dochází mechanismy aktivní a pasivní sekrece a absorpce k tvorbě definitivní sliny
Sliny mechanismus sekrece II. sodík: aktivní reabsorpce, výměna za K + draslíku secernováno méně, proto elektrický gradient -70 mv, a proto chloridy reabsorbovány pasivně bikarbonát aktivně secernován
Složení slin závisí na rychlosti sekerce aldosteron zvyšuje reabsorpci Na +, tedy sekreci K + a absorpci Cl - dlouhodobá ztráta slin může způsobit hypokalemii
Regulace salivace slinné žlázy inervovány parasympatikem z jader RF (hranice oblongaty a pontu) serózní slina: cholinergní a - adrenergní stimulace mucinózní slina: b- adrenergní stimulace
Podněty vyvolávající salivaci chuťová a mechanická stimulace jazyka vůně, představa dobrého jídla: vyšší nervová centra (přední hypothalamus) po spolknutí dráždivé látky vyvolají impulsy z žaludku a duodena salivaci (obranný reflex)
Význam slin 1. mucin, zvlhčování 2. trávení škrobů ( -amyláza) 3. imunitní funkce (IgA, lysozomy) 4. čištění dutiny ústní od zbytků potravy 5. vápník důležitý pro zubní sklovinu
Polykání značně komplikovaný mechanismus, koordinace mnoha svalů farynx musí na chvíli změnit svou funkci 1. vůlí ovládaná fáze 2. faryngeální fáze 3. ezofageální fáze
Vůlí ovládaná fáze polykání kořen jazyka tlačí sousto (bolus) dozadu a nahoru proti patru tím se bolus dostává do faryngu a mechanicky stimuluje oblast polykacích receptorů (vstup do faryngu) spouští se vůlí neovlivnitelný faryngeální polykací reflex
Faryngeální fáze polykání I. 1. měkké patro je taženo vzhůru, uzavře vchod do dutiny nosní 2. kontrakce m.palatopharingeus zmenší hltanovou úžinu a zabrání soustům o větším obejmu ve vstupu do faryngu 3. uzavře se hlasová štěrbina, zvedá se jazylka a larynx, až epiglottis uzavře vchod do laryngu 4. relaxace horního jícnového svěrače
Faryngeální fáze polykání II. 5. kontrakce svalů faryngu peristaltická vlna přes celou délku faryngu až k jícnu celá fáze trvá 1-2 s, po tuto dobu polykací centrum ve kmeni tlumí centrum dýchací
Ezofageální fáze polykání primární peristaltika: pokračování faryngeální peristaltiky proběhne celým jícnem za 8-10 s bolus proběhne rychleji (gravitace) sekundární peristaltika: začíná přímo v jícnu v případě, že se v něm sousto zachytilo inervace vagem a autonomními plexy esofagu
Dolní jícnový svěrač cirkulární svalovina 2-5 cm před přechodem jícnu v žaludek jediná část jícnu, která v klidu není relaxovaná prevence gastroezofageálního refluxu
Sekreční funkce jícnu pro normální polykání je nutná vlhká sliznice, proto stěna jícnu obsahuje mnoho mukózních žlázek mucin chrání jícen v horní části před dráždivými složkami potravy a v dolní části před účinky žaludeční šťávy (reflux)
pohyby: skladování potravy, míchání, mechanické zpracování objem 50-1500 ml trávení vstřebávání minimální Žaludek
Motorika žaludku 1. skladování značného objemu potravy 2. míchání potravy se žaludečním sekretem chymus 3. pomalé vyprazdňování do tenkého střeva
Skladovací funkce žaludku potrava skladována v těle a fundu v koncentrických kruzích podle toho, kdy do žaludku přišla nejstarší nejblíže stěně žaludku vstup potravy do žaludku vyvolá relaxaci žaludeční stěny vagový reflex 1 až 1,5 litru
Míchací pohyby žaludku do hodiny od ukončení příjmu potravy 1. zesilující peristaltické vlny (3 Hz) bazální elektrický rytmus (BER) - spontánní, vzniká přímo v žaludeční stěně 2. retropulze: dokud je pylorus uzavřený chymus (trávenina): částečky kolem 1 mm hladové kontrakce: bolest, obranný reflex
Vyprazdňování žaludku klíčový je tonus pylorického sfinkteru pylorus je normálně uzavřený a do střeva se dostane jen voda o tom, kdy se otevře, rozhoduje poměr síly pozitivních a negativních faktorů generovaných v žaludku a duodenu
Žaludeční faktory 1. objem žaludku: vyšší objem stimuluje otevření pyloru výdej je přímo úměrný druhé mocnině objemu (tj. výdej roste pomaleji) 2. gastrin: otevření pyloru (mimo zvýšení motility žaludku a řady dalších funkcí) sliznice antra žaludku sekreci stimulují některé druhy jídla (především maso)
Duodenální faktory 1. enterogastrický reflex: uzávěr pyloru distenze duodena, dráždění duodena (ph < 4), proteiny, tuky, osmolalita chymu (zejména hyper-) 2. humorální: uzávěr pyloru (hlavně tuky) cholecystokinin (CCK): jejunum motilin, gastric inhibitory peptid (GIP), sekretin, glukagon, VIP, somatostatin mnoho nejasného
Žaludeční sekrece denní produkce 2-3 litry typy žlázek dle lokalizace: 1. gastrické (tělo a fundus): HCl, hlen, pepsinogen, vnitřní faktor 2. pylorické: hlen, gastrin, pepsinogen 3. kardiální (1cm od vstupu esofagu): hlen
Gastrické žlázky 1. mucinózní buňky: hlen, (pepsinogen) 2. parietální buňky: HCl, IF 3. hlavní buňky: pepsinogen
Mechanismus sekrece HCl I. produkt parietálních buněk: isotonický, HCl 160 mmol/l, ph 0.8 (3 mil. více H + než v arterielní krvi) 1. aktivní transport Cl - z bb. do lumen (-40 až -70 mv), proto K + do lumen 2. voda v bb. H 2 O H + + OH -, H + -K + -ATPasa pak vymění vodík za draslík 3. voda do lumen po osmotickém gradientu (HCl 160 mmol/l, KCl 17 mmol/l)
Mechanismus sekrece HCl II. 4. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (anhydráza) HCO 3- +H + H + s OH - vytvoří vodu HCO - 3 se na bazolaterální straně vymění s Cl -
Funkce HCl 1. konverze pepsinogenu na pepsin 2. nízké ph nutné pro aktivitu pepsinu 3. nízké ph chrání vitamín C 4. baktericidní účinek 5. redukce Fe 3+ na Fe 2+ (vstřebatelné) 6. depolymerace kolagenu 7. koagulace proteinů
Sekrece pepsinogenu a IF pepsinogen: známo několik typů nízké ph část molekuly odštěpí - pepsin pro aktivitu pepsinu nutné nízké ph (při vyšším aktivita klesá, při zásaditém ireverzibilní inaktivace) štěpí 20% proteinů z potravy vnitřní faktor: parietální buňky glykoprotein tvořící komplexy s vitamínem B 12, bez nichž se tento vitamín v TS nevstřebá
Sekrece dalších látek gastrin mucin: vrstva silnější než 0,5 cm mechanická a chemická ochrana, pohyb obsahu pod touto vrstvou sekrece HCO 3 - surfaktant GIT - hydrofobní fosfolipidy méně významné enzymy: gastrická lipáza (máslo), gastrická amyláza, gelatinasa (proteoglykany z masa)
Regulace žaludeční sekrece nervová i humorální, na rozdíl od salivace je klíčová humorální nervová: n. vagus :zvyšuje zejména sekreci mucinózních žlázek neurotramsmiterem acetylcholin stimuluje sekreci gastrinu (ne přes Ach)
Gastrin G-buňky pylorických žlázek a (Brunerovy žlázky v duodenu) peptid, velká a malá forma (34 a 17 AK), obě účinné, G17 častější EGPWLEEEEAYGWMDF HSO 3
Sekrece a účinek gastrinu sekrece vyvolána potravou v žaludku: 1. distenze žaludku 2. sekretagoga: proteiny, alkohol, kofein secernovaný gastrin se vstřebá do krve a dostává se ke gastrickým žlázkám (8x zvýší sekreci HCl a 2x pepsinogenu) kofaktor histamin (H 2 receptory) cimetidin, ranitidin secernován kontinuálně
Teorie trojí stimulace acetylcholin, gastrin ani histamin sami o sobě sekreci výrazně nezvýší proto se předpokládá, že pro výrazný účinek je potřeba vazby všech tří transmiterů na příslušné receptory histamin je přítomný stále vagus stimuluje sekreci gastrinu
Fáze žaludeční sekrece 1. cefalická: ještě před vstupem potravy do žaludku: kortex, amygdala, hippokampus: vagus (20% sekrece) 2. gastrická: potrava v žaludku (70%) 3. intestinální: malé množství gastrinu uvolněné z duodena po jeho distenzi
Zvracení obranný reflex reagující na přeplnění nebo podráždění žaludku či duodena senzitivní vlákna ve větvích vagu i v sympatiku centrum zvracení, spouštěcí oblast
Mechanismus zvracení nádech, relaxace horního jícnového svěrače, uzavření glottis, zvednutí měkkého patra kontrakce bránice a břišních svalů, relaxace dolního jícnového svěrače, antiperistaltická vlna
Centrální zvracení chemorecepční spouštěcí zóna (poblíž area postrema; apomorfin, elektrická stimulace, léze neovlivní periferní zvracení) je propojeno s vestibulárním aparátem eferenty do centra zvracení (oblongata, blízko nucleus solitarius, na úrovni motorického nucleus dorsalis nervi vagi) mozková excitace: psychické podněty, stimulace hypothalamu zřejmě spoje přímo do centra zvracení