Fizjologia układu pokarmowego

1. Motoryka przewodu pokarmowego (w Traczyku motoryka była opisana dla żołądka, jelita cienkiego i grubego)

1. Jama ustna i przełyk
- pokarmy o stałej konsystencji wprowadzone do jamy ustnej są rozdrabniane i mieszane ze śliną w procesie żucia
- żucie pokarmów trwa tak długo aż zostaną odpowiednio rozdrobnione i nasycone śliną, aby mogły zostać połknięte w formie kęsa

2. Połykanie
- dzieli się na trzy fazy, z których pierwsza - ustno-gardłowa - jest fazą dowolną i polega na przesunięciu kęsa z jamy ustnej do gardła, w czym uczestniczą mięśnie policzków i języka
- fazy druga i trzecia są odruchowe - w fazie drugiej, gardłowo-przełykowej, zwieracz górny gardła rozkurcza się przepuszczając kęs. Następnie kurczy się i powoduje falę perystaltyczną przesuwającą kęs w dół przełyku
- w fazie trzeciej, przełykowo-żołądkowej, kęs przesuwa się przez falę perystaltyczną do wpustu, wywołuje jego rozkurcz i dostaje się do żołądka

3. Żołądek
- pusty żołądek po upływie kilku-kilkunastu godzin od opróżnienia wykazuje okresowo występujące silne skurcze błony mięśniowej, tzw. skurcze głodowe
- po dostaniu się pokarmu do żołądka nastaje chwilowy rozkurcz mięśniówki ścian
- następnie skurcze błony mięśniowej powracają i przyczyniają się do mieszania treści pokarmowej z sokiem żołądkowym oraz opróżniania żołądka
Wyróżnia się dwa rodzaje aktywności ruchowej błony mięśniowej żołądka:
- nasilenie i osłabienie napięcia całej błony mięśniowej występujące naprzemiennie, związane z wahaniami ciśnienia w jamie żołądka
- skurcze perystaltyczne rozpoczynające się w części wpustowej i przesuwające się do odźwiernika - średnio co ok. 20sek., po dotarciu do odźwiernika powoduje jego otwarcie i przejście płynnej treści żołądkowej do dwunastnicy
- powtarzające się w ciągu kilku godzin trawienia w żołądku cofanie się treści stałej do jamy żołądka powoduje mieszanie się jej, rozdrobnienie i stopniową zamianę na treść płynną - jest to „pompa odźwiernikowa”
- regularne występowanie skurczów powodują komórki mięśniowe gładkie warstwy podłużnej błony mięśniowej żołądka

4. Jelito cienkie
- błona mięśniowa jelita cienkiego wykazuje: okresowe zmiany napięcia, skurcze odcinkowe, skurcze perystaltyczne
- skurcze perystaltyczne rozpoczynają się w dwunastnicy i przesuwają w postaci fali przez kolejne odcinki jelita cienkiego i grubego aż do odbytnicy
- po zgromadzeniu się w dwunastnicy trzech kolejnych porcji treści żołądkowej następuje, przeciętnie raz na minutę, okrężny skurcz błony mięśniowej rozpoczynający falę perystaltyczną
- fala perystaltyczna jest zasadniczym czynnikiem zapewniającym przesuwanie się treści jelitowej w kierunku od żołądka do odbytnicy
- treść jelitowa przesuwana przez falę perystaltyczną gromadzi się w jelicie krętym w miejscu jego połączenia z jelitem ślepym
- po podniesieniu się ciśnienia w jelicie krętym następuje otwarcie zastawki krętniczo-kątniczej i przechodzenie treści do jelita ślepego
- przechodzenie treści żołądkowej do dwunastnicy powoduje błyskawiczne ruchy perystaltyczne
- z momentem rozpoczęcia opróżniania się żołądka dochodzi do otwarcia zastawki krętniczo-kątniczej - jest to odruch żołądkowo-krętniczy

5. Jelito grube
- błona mięśniowa jelita grubego wykazuje okresowe zmiany napięcia, skurcze odcinkowe i skurcze perystaltyczne
- od 2 do 3 razy na dobę dochodzi do silnych skurczów perystaltycznych, zwanych ruchami masowymi
- treść wypełniająca jelito grube zostaje przesunięta w kierunku odbytnicy
- ruchy masowej występują w 1. godzinie po spożyciu pokarmów na drodze odruchu żołądkowo-okrężniczego

6. Oddawanie kału
- kał wypełniający odbytnicę podrażnia receptory w jej ścianie co powoduje rozkurcz mięśnia wewnętrznego odbytu
- rozluźnienie obu zwieraczy prowadzi do skurczu przepony i mięśni brzucha, wzrost ciśnienia w jamie brzusznej i następuje usunięcie kału

2. Ślina - skład i funkcje

Skład:
- woda (99%)
- sucha pozostałość: białko, mucyna (glikoproteidy ułatwiające połykanie kęsa), mocznik, kwas moczowy, cholesterol
- substancje nieorganiczne (0,5%): sód, potas, wapń, magnez, chlor, fosfor
- enzymy: alpha-amylaza trawiąca wielocukry

Funkcje:
- trawienna - dzięki mucynom ułatwia formowanie kęsa pokarmowego, zlepia pokarm, nadaje mu śliskość, ułatwia połykanie zaś amylaza wstępnie trawi węglowodany,
- ochronna - stałe obmywanie błony śluzowej, zębów oraz kieszonek dziąsłowych oczyszcza je z resztek pokarmu utrudniając zasiedlenie się grzybom oraz bakteriom (działanie przeciwpróchnicze), zaś immunoglobuliny IgA , IgG i IgM oraz lizozym, laktoferyna , peroksydaza i interferon uczestniczą w odpowiedzi na obecne już patogeny,
- regeneracyjna - wspomaga i uczestniczy w gojeniu się ran błony śluzowej jamy ustnej,
- wydalnicza - wraz ze śliną wydzielanych jest wiele substancji takich jak mocznik, kwas moczowy, alkohol, morfinę, jodki, tiocyjanki, hormony, niektóre metale ciężkie
- resorpcyjna - ślina rozpuszcza i ułatwia wchłanianie niektórych substancji już w jamie ustnej: np. nitrogliceryny, piramidonu,
- osmotyczna - suchość błony śluzowej wraz z uczuciem pragnienia są sygnałem do dostarczenia płynów do organizmu (długotrwały brak śliny powoduje zanik tkanek miękkich jamy ustnej i zębów),
- artykulacyjna - zwilżanie błony śluzowej umożliwia sprawną mowę oraz ruchy warg i języka
- prawdopodobnie bierze również udział w odbieraniu bodźców przede wszystkim smaku (przez rozpuszczanie składników pokarmowych), również wrażeń dotyku, ciepła i zimna

3. Regulacja wydzielania śliny

Wydzielanie śliny powodowane jest przez:
- wydzielanie śliny jest odruchowe, kontrolowane przez autonomiczny układ nerwowy i następuje po zadziałaniu bodźców
- zetknięcie się pokarmu, zwłaszcza suchego, z powierzchnią błony śluzowej jamy ustnej co prowadzi do wydzielania śliny na drodze odruchu bezwarunkowego
- widok pokarmu - w tym wypadku zachodzi dzięki wytworzonemu odruchowi nabytemu, czyli warunkowemu
- spowodowany przez bodziec sygnał z receptora przekazywany jest włóknami czuciowymi nerwu językowego do rdzenia przedłużonego , do odpowiedniego ośrodka odruchu, stamtąd odśrodkowymi włóknami wydzielniczymi, których zakończenia synaptyczne znajdują się na powierzchni komórek wydzielniczych (w częściach wydzielniczych gruczołów) i mioepitelialnych (w przewodach wyprowadzających), powodując wydzielanie ślin

4. Mechanizm połykania
- dzieli się na trzy fazy, z których pierwsza - ustno-gardłowa - jest fazą dowolną i polega na przesunięciu kęsa z jamy ustnej do gardła, w czym uczestniczą mięśnie policzków i języka
- fazy druga i trzecia są odruchowe - w fazie drugiej, gardłowo-przełykowej, zwieracz górny gardła rozkurcza się przepuszczając kęs. Następnie kurczy się i powoduje falę perystaltyczną przesuwającą kęs w dół przełyku
- w fazie trzeciej, przełykowo-żołądkowej, kęs przesuwa się przez falę perystaltyczną do wpustu, wywołuje jego rozkurcz i dostaje się do żołądka

5. Sok żołądkowy - skład, funkcje

Sok żołądkowy - jeden z soków trawiennych, który jest wydzieliną gruczołów trawiennych znajdujących się w błonie śluzowej żołądka. Płyn bezbarwny, przezroczysty, o kwaśnym odczynie.
W skład soku żołądkowego wchodzą:
- woda
- podpuszczka
- pepsynogen (w kwaśnym pH aktywowany do pepsyny)
- kwas solny w dużym stężeniu, odczyn kwaśny (ok. 1,5 pH),
- lipaza
- śluz ochronny
- sole mineralne

Funkcje:
- odpowiada za rozpad hydrolityczny białek (pepsyna)
- rozkłada rozpuszczalne białka mleka (podpuszczka)
- wstępny, niewielki proces trawienia tłuszczy (lipaza żołądkowa)
- działanie antyseptyczne, zabijanie drobnoustrojów dostających się do organizmu drogą pokarmową (kwas solny)

6. Fazy wydzielania żołądkowego

Wydzielania soku żołądkowego:

Wydzielanie soku żołądkowego dzieli się na trzy fazy, które w warunkach fizjologicznych występują często prawie jednocześnie i zachodzą na siebie. Są to:

- Faza głowowa

- Faza żołądkowa

- Faza jelitowa

W fazie głowowej, nazywanej dawniej fazą nerwową, występuje wydzielanie soku żołądkowego pod wpływem impulsów biegnących przez nerwy błędne. W fazie tej uczestniczą zarówno odruchy warunkowe, czyli nabyte, jak i odruchy bezwarunkowe, wrodzone, kiedy pokarm znajduje się już w jamie ustnej i drażni receptory w błonie śluzowej. Acetylocholina uwolniona z zakończeń śródściennych neuronów przywspółczulnych działa na:

-komórki główne błony śluzowej żołądka- bezpośrednio i pośrednio - poprzez neurony zawierające peptyd uwalniający gastrynę i gastrynę wydzielaną przez komórki dokrewne G,

-komórki okładzinowe błony śluzowej żołądka za pośrednictwem histaminy i receptora histaminowego H2.

W fazie żołądkowej na skutek podrażnienia błony śluzowej przez pokarm wypełniający żołądek zachodzi zarówno odruchowe, jak i bezpośrednie oddziaływanie na komórki dokrewne G znajdujące się z błonie śluzowej żołądka. Wydzielają one do krwi gastrynę. Krążąca do krwi gastryna na drodze humoralnej pobudza do wydzielania gruczoły błony śluzowej żołądka.

W fazie jelitowej pod wpływem treści pokarmowej przechodzącej z żołądka do dwunastnicy, na drodze nerwowej i humoralnej, zachodzi zarówno pobudzanie, jak i hamowanie czynności żołądka. Wytwarzana w dwunastnicy gastryna i cholecystokinina pobudzają wydzielanie soku żołądkowego, natomiast sekretyna działa hamująco. Za pośrednictwem odruchu jelitowo- żołądkowego następuje hamowanie opróżniania żołądka i wydzielanie soku żołądkowego.

7. Regulacja miejscowa wydzielania soku żołądkowego - znaczenie gastryny i histaminy

Gastryna - jest hormonem produkowanym przez komórki G zlokalizowane w części odźwiernikowej żołądka oraz w początkowej części dwunastnicy. Gastryna nie jest jednolitym hormonem, składa się z mieszanki różnych związków. Do głównych działań fizjologicznych zalicza się wydzielanie kwasu solnego oraz wpływ na prawidłowy stan błony śluzowej żołądka.

Funkcje:
- wpływa na wydzielanie kwasu solnego w żołądku, pobudza wydzielania soku żołądkowego
- wzmaga perystaltykę przewodu pokarmowego
- kurczy dolny zwieracz przełyku (sygnalizuje, że żołądek jest pełen i nie może przyjąć więcej pokarmu)
- wywiera wpływ troficzny na śluzówkę żołądka, zapewniając jej prawidłowy stan
- wzmaga przepływ krwi przez trzewia

Histamina
Histamina występuje naturalnie w organizmie ludzkim, pełni funkcję mediatora procesów zapalnych, neuroprzekaźnika oraz pobudza wydzielanie kwasu żołądkowego.
Uwalnianie histaminy stymuluje komórki okładzinowe poprzez pobudzenie receptorów H2 do produkcji kwasu oraz reguluje przepływ krwi przez ścianę żołądka. Powoduje także skurcz mięśni przewodu pokarmowego

8. Sok trzustkowy - skład, funkcje

Skład:
- trypsynogen i chymotrypsynogen - nieaktywne enzymy proteolityczne
- rybonukleazę i deoksyrybonukleazę - enzymy trawiące kwasy rybonukleinowy i deoksyrybonukleinowy

- alpha-amylazę - enzym rozkładający wielocukry do dwucukrów

- lipazę - enzym hydrolizujący tłuszcze roślinne i zwierzęce do kwasów tłuszczowych i trypsynogenu

- oraz: sód, potas, wapń, magnez, chlor, siarka, fosfor, wodorowęglany, azot, mocznik

Funkcje:
- zobojętnia kwaśną treść żołądka dostającą się do dwunastnicy
- ze względu na enzymy odpowiada za wstępny rozkład cukrów i tłuszczów

9. Sok jelitowy i jego znaczenie

Sok jelitowy produkowany jest przez gruczoły jelitowe znajdujące się w błonie śluzowej jelita cienkiego, zawiera enzymy trawienne rozkładające związki znajdujące się w treści jelitowej do składników prostych, wchłanianych. Ma odczyn słabo zasadowy. Doprowadza ciśnienie treści jelitowej do ciśnienia izotonicznego.

Skład:
- aminopeptydazy - rozkładające peptydy do aminokwasów

- enzymy rozkładające kwasy nukleinowe

- enzymy rozkładające wielocukry i dwucukry do jednocukrów

- lipaza - hydrolizuje tłuszcze do kwasów tłuszczowych i glicerolu

10. Funkcje gastryny

- wpływa na wydzielanie kwasu solnego w żołądku, pobudza wydzielania soku żołądkowego
- wzmaga perystaltykę przewodu pokarmowego
- kurczy dolny zwieracz przełyku (sygnalizuje, że żołądek jest pełen i nie może przyjąć więcej pokarmu)
- wywiera wpływ troficzny na śluzówkę żołądka, zapewniając jej prawidłowy stan
- wzmaga przepływ krwi przez trzewia

11. Funkcje sekretyny

- pobudza trzustkę do wydzielania dużych ilości soku trzustkowego ubogiego w enzymy ale o znacznej zawartości wodorowęglanów

- zwiększa wydzielanie żółci, hamuje skurcze błony mięśniowej żołądka i zatrzymuje wydzielanie kwasu solnego przez błonę śluzową żołądka

- zabezpiecza dwunastnicę przed działaniem silnie kwaśnej treści żołądkowej

12. Funkcje cholecystokininy
- pobudzanie wydzielania enzymów trzustkowych
- skurcz pęcherzyka żółciowego
- skurcz odźwiernika
- potęgowanie wydzielania wodorowęglanów przez trzustkę
- wzmaga perystaltykę jelit i hamuje perystaltykę żołądka

13. Trawienie i wchłanianie białek

Trawienie białek jest procesem bardzo skomplikowanym ze względu na olbrzymie rozmiary i złożona strukturę ich cząsteczek.
- trawienie białka rozpoczyna się w żołądku, gdzie jest wydzielany enzym pepsyna, który rozbija białka na krótsze łańcuchy polipeptydowe.
- dalszy etap trawienia białek odbywa się w jelicie cienkim, gdzie działają enzymy trypsyna i chymotrypsyna, które rozkładają cząsteczki polipeptydów do trójpeptydów i dwupeptydów. Oba wymienione enzymy wydzielane są przez trzustkę i do dwunastnicy dostają się w postaci nieczynnej (trypsynogenu i chymotrypsynogenu) i dopiero w świetle jelita przekształcone zostają w enzymy czynne.
Enzymy uczestniczące w trawieniu białek występują w komórkach gruczołowych w postaci nieaktywnej dlatego, by zabezpieczyć te komórki przed samouszkodzeniem. Cytoplazma tych komórek, jak z resztą wszystkich innych komórek, zbudowana jest głównie z białek i gdyby enzym miał postać aktywną w obrębie komórki, to trawiłby on komórkę go produkującą.
- gruczoły jelita cienkiego wytwarzają enzymy o nazwie peptydazy. Rozkładają one trójpeptydy i dwupeptydy do aminokwasów

Wchłanianie
- wchłanianie końcowych produktów trawienia białek - aminokwasów, dwu- i trójpeptydów - odbywa się w jelicie cienkim
- jest procesem czynnym tzn. zachodzi przeciwko gradientowi stężeń, czyli wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości energii, w przenoszeniu aminokwasów przez błony kom. biorą udział jony sodowe i potasowe, dawcą energii jest ATP
- z komórek jelita cienkiego aminokwasy na zasadzie procesu dyfuzji biernej przedostają się do krwi żyły wrotnej i stamtąd do wątroby
- aminokwasy są roznoszone przez krew do wszystkich tkanek i służą do syntezy białka ustrojowego, która zachodzi w każdej komórce.
- niestrawione do końca białka i nie wchłonięte wydalane są z kałem.

14. Trawienie i wchłanianie lipidów
Trawienie tłuszczów rozpoczyna się w żołądku, chociaż w śladowych ilościach, ponieważ lipazy słabo działają w środowisku kwaśnym, jakie istnieje w żołądku. W żołądku trawiony jest tylko tłuszcz w postaci zemulgowanej, występujący np. w mleku, śmietanie, jajku.
Właściwe trawienie tłuszczy rozpoczyna się dopiero w jelicie w początkowym odcinku do którego doprowadzane są enzymy produkowane przez trzustkę oraz żółć, wytworzona w pęcherzyku żółciowym. Wśród tych enzymów występuje lipaza, która w obecności żółci powoduje stopniowe odłączanie cząsteczek kwasów tłuszczowych od cząsteczek glicerolu.

Wchłanianie lipidów
Spożywane tłuszcze są hydrolizowane do monoacylogliceroli i wolnych kwasów tłuszczowych. Wnikają one do enterocytów. W przypadku dużych cząsteczek przechodzą one w enterocytach proces estryfikacji do triacylogliceroli. Triacyloglicerole są wydzielane do naczyń chłonnych.
Wolne kwasy tłuszczowe o krótkich łańcuchach dyfundują przez enterocyty i w postaci niezmienionej dostają się do krwi, a z krwią przez żyłę wrotną do wątroby.
Cholesterol zostaje w obecności soli kwasów żółciowych zemulgowany i zestryfikowany z wolnymi kwasami tłuszczowymi. Następnie dostaje się do naczyń chłonnych.
Triacyloglicerole, cholesterol i fosfolipidy są transportowane za pośrednictwem chłonki do krwi w postaci kompleksów z białkami. Lipaza lipoproteinowa hydrolizuje triacyloglicerole do wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu, po czym związki te wnikają do komórek tłuszczowych.

15. Trawienie i wchłanianie węglowodanów

Trawienie
Jama ustna:
- trawienie węglowodanów, zwłaszcza skrobi, rozpoczyna się w jamie ustnej pod wpływem zawartego w ślinie enzymu α-amylazy
- optimum działania amylazy ślinowej występuje przy pH 6,0-7,0,
- polisacharydowy łańcuch skrobi hydrolizuje do cząstek maltozy, maltotriozy, dekstryn,
- trawienie w jamie ustnej trwa bardzo krótko
- środowisko kwaśne unieczynnia amylazę ślinową

Żołądek:
- w żołądku ze względu na duże stężenie jonów wodorowych zachodzi tylko częściowa hydroliza dwucukrów - sacharozy i maltozy
- dalsze trawienie węglowodanów odbywa się w jelicie cienkim

Jelito cienkie:
- w dwunastnicy trawienie węglowodanów zachodzi przy udziale α-amylazy wytwarzanej przez trzustkę - jej działanie polega na hydrolizie węglowodanów do dekstryn i dwucukrów
- dwucukry rozkładane są na cukry proste w procesie trawienia kontaktowego przez disacharydazy - enzymy wytwarzane przez błony enterocytów (komórki jelita cienkiego, budujące nabłonek błony śluzowej jelita)
- do disacharydaz zalicza się:
laktazę - rozkładającą cukier mleczny na glukozę i galaktozę,
sacharazę - hydrolizującą cukier buraczany do glukozy i fruktozy,
maltazę - rozszczepiającą maltozę na dwie cząsteczki glukozy,

Wchłanianie
Węglowodany wchłaniają się w postaci monosacharydów, heksoz i pentoz w dwunastnicy i jelicie czczym. Większość jest wchłaniana na zasadzie transportu aktywnego.
Aktywny transport glukozy przyspiesza się w obecności jonów sodu.
Wchłanianie disacharydów powoduje hydrolizę do monosacharydów w enterocytach. Większość dyfunduje do krwi, część wraca do światła jelita.

16. Funkcje wątroby

Wątroba pełni funkcje:

- filtru dla związków wchłoniętych z przewodu pokarmowego do krwi jak i dla związków uwolnionych do krwi w innych układach i narządach
- zewnątrzwydzielniczą - związaną z powstawaniem żółci i jej wydzielaniem do dwunastnicy
- wewnątrzwydzielniczą - polegającą na wydzielaniu do krwi i chłonki ich składników
- magazynu związków niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu
- ogrzewa krew

17. Żółć i jej znaczenie

Płynna wydzielina wątroby, jedna z substancji wspomagających soki trawienne.
Jest to zielonkawo-brunatny, lepki i kleisty płyn, o odczynie obojętnym. Zawiera barwniki żółciowe, kwasy żółciowe i ich sole, cholesterol, sole mineralne. Żółć jest niezbędna w procesie emulgowania tłuszczów, czyli rozbijania ich na drobną zawiesinę umożliwiającą trawienie.

Znaczenie:
- zmniejsza napięcie powierzchniowe

- łączy się z produktami lipolizy - kwasami tłuszczowymi o długich łańcuchach i monoglicerydami

- aktywuje lipazę - enzym hydrolizujący tłuszcze

18. Funkcje jelita grubego

Funkcje:

- zwrotne wchłanianie wody zawartej w treści jelita grubego

- wchłanianie elektrolitów, witamin

- czasowe magazynowanie niestrawionych produktów i formowanie kału

- namnażanie się drobnoustrojów wytwarzających dla organizmu związki niezbędne jak i toksyczne (np. amoniak)

- wydzielanie śluzu

---