WYKŁAD 11. UKŁAD POKARMOWY Jesteśmy w stanie odczuwać głód, pragnienie, sytość, ale sam akt jedzenia służy głównie dostarczeniu energii organizmu – głód nie jest w stanie stwierdzić, czy pokarm dostarcza wystarczająco dużo energii, czy nie. Jeżeli czujemy głód, to pobudzają się u nas zachowania apetytywne – zaczynamy szukać jedzenia. Podobnie jest u zwierząt. Ośrodek głodu i sytości w podwzgórzu – część odpowiedzialna za odczuwanie głodu i część odpowiedzialna za odczuwanie sytości. Jest to centralny (najważniejszy) ośrodek, który kontroluje u nas pobieranie pokarmu. Kora czuciowa wysyła sygnały informujące nas o tym, że coś jest smaczne i chcemy tego więcej. Pień mózgu wysyła do podwzgórza sygnały o stanie wypełnienia przewodu pokarmowego i stężeniu metabolitów w krwi. Przyjmuje się, że nadrzędną rolę ma ośrodek głodu – ma on toniczne napięcie. Wzmaganie przez peptydy o działaniu oreksygennym – grelina i oreksyna → stumulują dodatkowo ośrodek do produkcji: neuropeptyd Y oraz peptyd pochodzący od aguti (AgRP). Ośrodek sytości jest pobudzany przez peptydy o działaniu anoreksygennym, np. CCK, PYY, GLP-1. POMC, MSH i układ CART → produkowane w podwzgórzu; hamują pobieranie pokarmu, powodują, że tracimy apetyt. Działają raczej krótkoterminowo (do tego np. sygnały z rozciągnięcia żołądka czy jelit). W tej regulacji biorą udział czynniki działające na drodze długoterminowej – leptyna i insulina. Leptyna → hormon uwalniany z adipocytów tkanki tłuszczowej; ma za zadanie hamować neuropeptyd Y (na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego). Często zaburzenia działania leptyny skutkują otyłością. Generalnie sygnały biegnące z tkanki tłuszczowej docierające do mózgu kierują pobieraniem pokarmu – TEORIA LIPOSTATYCZNA. Przeciwstawne działanie leptyny (hormonu sytości) i greliny (hormonu głodu). Jesteśmy najedzeni → więcej leptyny jest uwalniane → leptyna zwrotnie hamuje neuropeptyd Y → zahamowanie pobierania pokarmu. Jesteśmy najedzeni → ograniczone wydzielanie greliny z żołądka → brak pobudzania przyjmowania pokarmu. Modulatory pobierania pokarmu możemy podzielić na 2 grupy: stymulatory (działanie oreksygenne) i inhibitory (anoreksygenne). ^TA TABELKA JEST WAŻNA DO EGZAMINU!!! Trawienie → podstawowa funkcja układu pokarmowego. To, co jest efektem trawienia (związki proste), są wchłaniane przez nabłonek jelitowy najpierw do płynu zewnątrzkomórkowego, potem do krwi, z którą są transportowane dalej do komórek, które ich potrzebują. Motoryka układu pokarmowego → ruch cząstek pokarmowych wzdłuż przewodu pokarmowego, co jest rezultatem przede wszystkim mięśniówki przewodu pokarmowego. Jest to związane z trawieniem. Węglowodany są trawione już w jamie ustnej (alfa-amylaza ślinowa). Potem w dwunastnicy (alfa-amylaza trzustkowa). pH lekko zasadowe. Trawienie białek odbywa się w żołądku → pepsyna aktywowana przez kwas solny. pH kwaśne. Potem dwunastnica, jelito czcze. Trawienie tłuszczów → największe w dwunastnicy. Idąc od środka: Przewód pokarmowy jest wyścielony przez błonę śluzową. Później błona podśluzowa. Dwie warstwy błony mięśniowej: najpierw okrężna, potem podłużna → mięśniówka przewodu pokarmowego. Najbardziej zewnętrznie → błona surowicza. W błonie podśluzowej i mięśniowej obecne dwa sploty. W podśluzowej → splot podśluzowy Meissnera. W mięśniowej → splot śródmięśniowy Auerbacha. Stanowią one jelitowy układ nerwowy. Najbardziej zmienna warstwa przewodu pokarmowego to błona śluzowa, a właściwie jej nabłonek. W żołądku gładki, w jelicie cienkim kosmki, w jelicie grubym jeszcze inaczej. Związane jest to z funkcją poszczególnych elementów przewodu pokarmowego: żołądek – głównie gruczołowe, jelito cienkie – kosmki, jelito grube – resorpcja wody, formowanie kału. Nabłonek jelitowy. Nabłonek w formie pofałdowań tworzących kosmki → znaczne powiększenie powierzchni wchłaniania. W obrębie nabłonka jelitowego jest kilka rodzajów komórek: Enterocyty → komórki nabłonkowe z tzw. rąbkiem szczoteczkowym, których zadaniem jest wchłanianie produktów trawienia i przekazywanie ich do krwi i limfy. Jest to podstawowy typ komórek nabłonka jelitowego. Komórki kubkowe → zawierają ziarnistości; wydzielają śluz tworzący warstwę ochronną na powierzchni nabłonka. Komórki dokrewne → produkują różne związki o charakterze hormonalnym: serotoninę, sekretynę, somatostatynę, enterogastron, VIP → wpływają one na funkcjonowanie przewodu pokarmowego i wydzielanie enzymów trawiennych. Komórki niezróżnicowane → mają charakter komórek macierzystych; sa związane z procesami regeneracyjnymi w nabłonku jelitowym; czas regeneracji nabłonka jelitowego to ok. 21 dni. Dlatego np. po infekcjach przewodu pokarmowego przez jakiś czas możemy mieć problemy. W nabłonku jelitowym morfologicznie wyróżnia się nie tylko kosmki, ale też krypty → zagłębienia pomiędzy poszczególnymi kosmkami. Komórki Panetha → znajdują się na dnie krypt; produkują substancje o charakterze antybakteryjnym, antypasożytniczym, np. defensyny, lizozym. → odpowiedź nieswoista (wrodzona) Układ limfatyczny związany z jelitem – układ GALT. Nabłonek jelitowy jest ważną, mechaniczną barierą przed dostawaniem się drobnoustrojów. Enterocyty są powiązane połączeniami ścisłymi → bariera mechaniczna przez drobnoustrojami. W błonie śluzowej jelita znajdują się również komórki odpornościowe i skupiska tkanki limfatycznej → kępki Peyera. Są pokryte warstwą komórek wyspecjalizowanych – komórek M. GALT jest częścią układu odpornościowego (odporność pochodzi z jelit – hasło z reklamy, ale nie jest to stwierdzenie na wyrost). Bardzo ważna obrona przed patogenami. Rola w kształtowaniu odpowiedzi immunologicznej. Produkcja przeciwciał IgA – przeciwciała stanowiące pierwszą linię obrony. Odpowiedź układu pokarmowego na obce antygeny to biegunka i wymioty. Na powierzchni kępek Peyera są komórki M. Komórki M mają silne właściwości do pochłaniania różnych obcych antygenów (głównie na drodze pinocytozy) → następnie przekazują je do komórek układu odpornościowego (głównie makrofagom). Antygeny prezentowane limfocytom T, limfocytom B → pobudzenie. Limfocyty T i limfocyty B przekształcone w plazmocyty znajdują się w błonie śluzowej jelita. Jelitowy układ nerwowy = enteryczny układ nerwowy. 100 lat temu badania pokazały że wyizolowane fragmenty jelita są w stanie się kurczyć poza organizmem, bez ośrodkowego układu nerwowego → mają odrębny układ nerwowy. Tworzą go splot mięśniówkowy i podśluzowy. Generalnie aktywność układu nerwowego sterowana przez autonomiczny układ nerwowy (przywspółczulny – hamowanie, współczulny – pobudzanie). Enteryczny układ nerwowy jest w stanie zarówno zacząć i zakończyć różne odruchy w obrębie układu pokarmowego → „mały mózg”. ENS jest kontrolowany przez neurony czuciowe (mechanoreceptory i chemoreceptory), interneurony i neurony ruchowe. Bodźce miejscowe w obrębie przewodu pokarmowego → obecność pokarmu, rozciąganie przewodu pokarmowego, osmolarność, kwasowość. Bodźce odbierane są przez neurony czuciowe. Impulsy przekazywane dalej to interneuronów tworzących łuki odruchowe. Dalej przekazywane do neuronów ruchowych, a te powodują działanie. Splot mięśniówkowy Auerbacha kontroluje motorykę układu pokarmowego. Splot podśluzowy Meissnera wpływa na błonę śluzową (sekrecja, wchłanianie, proliferacja). Oba sploty wpływają na ukrwienie przewodu pokarmowego i na odporność jelitową (regulują GALT). ^ WAŻNE DO EGZAMINU Motoryka przewodu pokarmowego jest ważna żeby doprowadzić do przesuwania pokarmu, ale też do rozdrabniania i mieszania pokarmu. Mięśniówka przewodu pokarmowego składa się z warstwy mięśni okrężnych i warstwy mięśni podłużnych. Są to mięśnie gładkie – ich aktywność musi być wzbudzana przez rozruszniki – są to tzw. Komórki gwiaździste Cajala [kahala], które generują impuls przekazywany dalej → powstaje rytm podstawowy elektryczny w mięśniówce (BER – basic electric rhythm). Dwa rodzaje skurczów. Skurcze toniczne pojawiają się w niektórych miejscach przewodu pokarmowego. Ślinianki produkują przede wszystkim ślinę. Ślinianki dzielimy na: duże (odrębne, wydzielone gruczoły): przyuszne, podjęzykowe i podżuchwowe. Ale w błonie śluzowej obecne są też zgrupowania komórek, które nie tworzą gruczołów, ale produkują ślinę – ślinianki: wargowe, policzkowe, językowe, podniebienne. Odcinek wydzielniczy (pęcherzyk lub cewka) wraz z przewodem wyprowadzającym tworzą SALIWON – jednostkę czynnościową gruczołów ślinowych. Wydzielanie śliny jest regulowane nerwowo. Ślinianki są unerwione przez nerwy części współczulnej i przywspółczulnej. Wydzielanie śliny może być regulowane na drodze odruchu bezwarunkowego lub warunkowego. Bezwarunkowy: jedząc pobudzamy mechanoreceptory, impuls idzie do ślinianek → wydzielanie śliny. Warunkowy (nabyty): widzimy smaczne jedzenie/czujemy zapach → wzmożona produkcja śliny. Kwas solny zapewnia kwaśne pH żołądka, ale jest też potrzebny do aktywacji pepsynogenu do pepsyny. Dyfuzja CO2 do komórki okładzinowej → CO2 z wodą tworzy kwas węglowy przy udziale anhydrazy węglanowej → powstaje nietrwały kwas węglowy → rozpad na jony wodorowe i wodorowęglanowe Jony wodorowe transportowane do światła gruczołów przez zwykłą pompę protonową. Transport jonów chlorkowych → powstanie kwasu solnego Regulacja pobudzania do produkcji HCl: Nerwowo: Nerw błędny (układ przywspółczulny) → ACh pobudza do wytwarzania HCl Endokrynnie: komórki G → gastryna bezpośrednio lub pośrednio (wpływ na inne komórki) HCl zniszczyłby błonę gdyby nie śluz. Wątroba jes t unaczyniona przez tętnicę i żyłę zwrotną. Triada wątrobowa: tętnica wątrobowa + żyła wrotna + przewód żółciowy. BARWNIKI ŻÓŁCIOWE NA PEWNO BĘDĄ NA EGZAMINIE!!! Hemoglobina rozkładana na hem i globinę. Bilirubina w osoczu transportowana z albiminami. W wątrobie sprzęgana z glukuronianem i przekształcana do diglukuronidu bilirubiny. W takiej postaci dostaje się do pęcherzyka żółciowego, a potem do jelita grubego, gdzie bakterie jelitowe przekształcają ją do mezobilirybiny. Dalej przekształcana w inne substancje.
