Fascynująca podróż przez układ pokarmowy człowieka

Transkrypt

1 Fascynująca podróż przez układ pokarmowy człowieka dr inż. Katarzyna Lachowicz dr inż. Ewa Fürstenberg Zakład Fizjologii Żywienia Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji SGGW

2 UKŁAD POKARMOWY CZŁOWIEKA PRZEWÓD POKARMOWY + GRUCZOŁY TRAWIENNE Procesy zachodzące w układzie pokarmowym ü POBIERANIE ü ROZDRABNIANIE ü PRZESUWANIE, MIESZANIE MOTORYKA ü WYDZIELANIE (SOKI, HORMONY Ż-J) ü TRAWIENIE ü WCHŁANIANIE ü USUWANIE

3 Budowa ściany przewodu pokarmowego przewód wyprowadzający komórki nabłonka gruczoł (komórki zewnątrzwydzielnicze) naczynia krwionośne grudka chłonna nabłonek blaszka właściwa światło błona śluzowa mięśniówka błona podśluzowa warstwa okrężna warstwa podłużna komórki wewnątrzwydzielnicze (dokrewne): G, S, I, EC2, X/A, D, D1, K, P, N, L unerwienie wewnętrzne błona mięśniowa błona zewnętrzna

4 Motoryka przewodu pokarmowego rodzaje skurczów skurcze fazowo-rytmiczne: ü perystaltyczne (robaczkowe) Ø powolne ruchy Ø przesuwają treść pokarmową ü odcinkowe Ø rozdrabnianie Ø mieszanie treści pokarmowej skurcze toniczne - opór dla przechodzenia treści pokarmowej Ø utrzymywanie napięcia zwieraczy Ø utrzymywanie napięcia ściany poszczególnych odcinków przewodu pokarmowego 2016 by Elsevier Inc.

5 Motoryka i czynność wydzielnicza układu pokarmowego Wydzielanie soków trawiennych POKARM OKRES MIĘDZYTRAWIENNY PÓŁNOC OKRES TRAWIENNY POŁUDNIE RANO Motoryka ściany przewodu pokarmowego Faza I Faza II MMC Faza III Okres trawienny Regulacja: n układ nerwowy n hormony żołądkowo-jelitowe

6 1. TRAWIENIE MECHANICZNE 2. TRAWIENIE CHEMICZNE (denaturacja białka) / FIZYCZNE (emulgacja tłuszczu przez czynnik mechaniczny) 3. TRAWIENIE ENZYMATYCZNE ü Wstępne ü Kontaktowe (przyścienne) ü Wewnątrzkomórkowe

7 Enzymy trawienne AMYLAZY PEPTYDAZY LIPAZY

8 DZIAŁANIE AMYLAZ SUBSTRATY: WĘGLOWODANY ZŁOŻONE glukoza Glu Glu wiązania glikozydowe Glu (skrobia) AMYLAZA Glu Glu PRODUKTY KOŃCOWE: CZĄSTECZKI GLUKOZY Glu

9 DZIAŁANIE PEPTYDAZ SUBSTRAT: BIAŁKO (peptydy) aminokwas A wiązania peptydowe A A PEPTYDAZY A A A A PRODUKTY KOŃCOWE: AMINOKWASY A A A A A A

10 DZIAŁANIE LIPAZ SUBSTRAT: TRIACYLOGLICEROLE (TRIGLICERYDY) LIPAZA KT glicerol G wiązanie estrowe KT KT kwasy tłuszczowe PRODUKTY KOŃCOWE monoacyloglicerol kwasy tłuszczowe glicerol

11 JAMA USTNA zęby rozdrabnianie język - przesuwanie, rozpoznawanie smaku ü ślinianki (duże gruczoły ślinowe) 1 przyuszne 2 podżuchwowe 3 podjęzykowe WYDZIELINA - ŚLINA ü małe gruczoły ślinowe błona podśluzowa i śluzowa

12 JAMA USTNA - ŻUCIE mechaniczne rozdrabnianie pokarmu, mieszanie go ze śliną i przygotowaniu kęsa pokarmowego do połknięcia odbywa się przy udziale zębów wynik aktywności skurczowej mięśni szkieletowych i ruchu szczęk Kontrola: dowolna umożliwia rozpoczęcie i zatrzymanie procesu żucia odruchowa zapobiega dostaniu się języka i policzków między zęby

13 JAMA USTNA - ŚLINA wydzielanie śliny: 1 1,5 L / dobę Komórki mięśni skład śliny: Komórki pęcherzykowe woda ( %) amylaza ślinowa lipaza językowa enzymy Pęcherzyk Komórki przewodów Przewód Gruczoł ślinowy elektrolity białka produkty przemiany materii ślina pierwotna ślina wtórna (ostateczna)

14 ŻOŁĄDEK czynność motoryczna MAGAZYNOWANIE, MIESZANIE, OPRÓŻNIANIE zwieracz odźwiernika zamknięty zwieracz odźwiernika zamknięty zwieracz odźwiernik a otwarty

15 ŻOŁĄDEK struktura ściany i gruczoły żołądkowe warstwa skośna warstwa okrężna warstwa podłużna

16 Komórki zewnątrz- i wewnątrzwydzielnicze gruczołów żołądkowych dołek żołądkowy komórki śluzowe (śluz) przewężenie komórki okładzinowe (HCl) gruczoł żołądkowy komórki główne (pepsynogen) komórki mięśni gładkich komórki wewnątrzwydzielnicze (hormony żołądkowe)

17 Bariera śluzówkowa (śluzowo-alkaliczna) światło żołądka warstwa śluzowa ph=1,5 Zasadowy śluz ph=2 zawierający dwuwęglany tworzy warstwę ochronną ph=7

18 JELITO CIENKIE: mikrokosmki fałdy okrężne kosmki jelitowe naczynia krwionośne limfatyczne gruczoły dwunastnicze i jelitowe HCO3- + enteropeptydaza przystosowania do wchłaniania: fałdy okrężne (3x) kosmki jelitowe (10x) mikrokosmki enterocytów rąbek prążkowany (20x). całkowita powierzchnia wewnętrzna = ok m2 kosmek jelitowy enterocyty

19 HISTOLOGIA JELITA CIENKIEGO enterocyt (kom. absorpcyjna) kom. Gobleta wydzielanie śluzu kom. wewnątrzwydzielnicza wydzielanie hormonów żołądkowo-jelitowych kom. Panetha wydzielanie lizozymu, defensyn

20 (Wang i wsp., 2008) przewód żółciowy żyła wrotna hepatocyt Fürstenberg i Hamułka, PZWL, 2019

21 Funkcje wątroby WYDZIELANIE ŻÓŁCI V L/d ph: SKŁADNIKI STAŁE ~3% jony HCO3SOLE ŻÓŁCIOWE 1.8 g% BARWNIKI ŻÓŁCIOWE 0.1 g% CHOLESTEROL FOSFOLIPIDY g% g%

22 Funkcje soli kwasów żółciowych regulacja ilości produkowanej żółci zmniejszenie napięcia powierzchniowego, ułatwienie przepływu przez wąskie kanaliki żółciowe rozpuszczanie cholesterolu tworzenie emulsji aktywacja lipazy trzustkowej tworzenie micelli wchłanianie tłuszczu i witamin właściwości przeciwbakteryjne wątroba żyła wrotna pęcherzyk żółciowy jelito cienkie Krążenie wątrobowo-jelitowe kwasów żółciowych przewód żółciowy wspólny

23 Trzustka (J.D. Jamieson i F. Gorelick, Gorelick i wsp., 2018) (Gorelick i wsp., 2018)) (Fürstenberg i Hamułka, PZWL 2019)

24 SOK TRZUSTKOWY enzymy amylaza trzustkowa, lipaza trzustkowa, nukleazy zymogeny trypsynogen, chymotrypsynogen, prokarboksypeptydazy A i B, proelastaza jony HCO3- (J.D. Jamieson, Gorelick i wsp., 2018) 3% komórka pęcherzykowa l/d ph = kom. przewodów wyprowadzających (J.D. Jamieson, Gorelick i wsp., 2018)

25 JELITO GRUBE: przesuwanie treści (skurcze odcinkowe, perystaltyczne, masowe) sekrecja woda (aktywny transport NaCl do światła jelita) K+, H+, Cl -, HCO3 reabsorbcja woda, elektrolity witaminy K, H, B5, prod. przemiany materii urobilinogeny, sterkobilinogeny sole kwasów żółciowych toksyny działanie bakterii jelitowych fermentacja celulozy, tworzenie N2, CO2, H2, H2S,CH4 synteza witamin B i K funkcje odpornościowe wydalanie mas kałowych

26 POBUDZAJĄCE Odruchy w przewodzie pokarmowym żołądek jelitowo-żołądkowy jelito cienkie jelitowo-jelitowy jelito grube HAMUJĄCE żołądkowokrętniczy żołądkowokątniczy A B żołądkowookrężniczy dwunastniczookrężniczy C D

27 węglowodan amylaza trzustkowa maltaza glukoza krew (Fürstenberg i Hamułka, PZWL 2019)

28 białko trypsyna peptydy paptydazy aminokwasy krew (Fürstenberg i Hamułka, PZWL 2019)

29 Sole żółciowe krople tłuszczu tłuszcz zemulgowany lipazy monoacyloglicerole i kwasy tłuszczowe chylomikron naczynie limfatyczne (Fürstenberg i Hamułka, PZWL 2019)

30

31 kępki Peyera kępki Peyera gut associated lymphoid tissue tkanka limfatyczna związana z jelitami kępki Peyera

32 Struktury GALT kępki Peyera limfocyty T (40-60%): Tc, Th, Treg limfocyty B plazmocyty 20-40%) makrofagi, komórki tuczne, granulocyty, komórki dendrytyczne wyrostek robaczkowy grudki chłonne samotne w j. cienkim i j. grubym kryptokępki węzły chłonne krezkowe EC- enterocyty IEL limfocyty srodnablonkowe Tc W GALT znajduje się: 75% wszystkich komórek odpornościowych 50% wszystkich limfocytów 80% produkowanych przeciwciał 32

33 Mechanizmy nieswoiste GALT bariera mechaniczna bariera chemiczna bariera mikrobiologiczna (mikrobiota/mikrobiom): (Kirpich i wsp., 2015) światło jelita IgA substancje przeciwbakteryjne połączenia międzykomórkowe śluz nabłonek blaszka właściwa

34 komórek, gatunków jama ustna Otyłość Zespół metaboliczny Cukrzyca typu 2 Rak jelita grubego Zapalne choroby jelit Zaburzenia lipidowe Choroby psychiczne Alergie Infekcje Clostridium dificile typy: Firmicutes (64%) Bacteroidetes (23%) Proteobacteria (8%) Actinobacteria (3%) jelita łożysko skóra pochwa (Peterson i wsp., 2008)

35 modulacja gęstości tkanki kostnej regulacja równowagi energetycznej ochrona i zapewnienie integracji nabłonka jelitowego ochrona przed drobnoustrojami rozkład niestrawionych składników pokarmu modulacja działania układu nerwowego stymulacja rozwoju naczyń krwionośnych MIKROBIOM JELITOWY rozwój i modulacja układu odpornościowego biosynteza witamin B1, B2, B6, H, kwas pantotenowy, kwas foliowy, wit. A i K2 i innych związków metabolizm kwasów żółciowych, leków, kancerogenów

36 Mechanizmy swoiste GALT: wytwarzanie komórek plazmatycznych produkujących przeciwciała wydzielnicze IgA (siga) warunkujące ogólnoustrojową odporność po lokalnym zetknięciu się z mikroorganizmem wychwytywanie antygenu aktywacja limfocytów T pomocniczych (węzeł krezkowy) aktywacja limfocytów B (przewód piersiowy) różnicowanie limfocytów B w komórki plazmatyczne wytwarzanie siga (Jakubisiak, 2006)

37 Oś jelita-mózg oś HPA neurotransmitery: układ odpornościowy nerw błędny cytokiny krótkołańcuchowe KT probiotyki prebiotyki prawidłowa dieta nabłonek jelitowy neurotransmitery hormony: CRH, kortyzol serotonina, DOPA GABA Ach, NA peptydy jelitowe komórka endokrynna stres, jet lag, praca zmianowa (CRH) dysbioza, SIBO Infekcje, apasożyty ntybiotyki, NLPZ nadmierny wysiłek fizyczny nieprawidłowa dieta alkohol Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe masłowy propionowy octowy mikrobiota jelitowa (Ma i wsp., 2017)