digestivni sistem i 2010

DIGESTIVNI SISTEM

PREDAVANJA IZ FIZIOLOGIJE BOSILJKA PLE ĆAŠ 2010.

263

D I G E S T I V N I S I S T E M

Osnovna funkcija digestivnog sistema je da vrši degradaciju unete hrane i snabdeva organizam vodom, hranljivim materijama i elektrolitima neophodnim za održavanje života. Slika 1. Organi digestivnog sistema

Digestivni sistem se sastoji iz duge mišićne cevi, gastro-intestinalnog trakta (GIT) ili alimentarnog kanala, i akcesornih organa (Sl. 1). GIT počinje usnom dupljom (kavum oris), na koju se sukcesivno nastavljaju: ždrelo (farings), jednjak (ezofagus), želudac (ventrikulus), tanko crevo (intestinum tenue) i debelo crevo (intestinum krasum) koje se završava rektumom i analnim otvorom. U većini slučajeva, svaki organ je od sledećeg odvojen sfinkterom, a na granici tankog i debelog creva nalazi se ileocekalni zalistak. Akcesorni organi GIT su jezik, zubi, pljuvačne žlezde, pankreas, jetra i žučna kesa. Da bi hrana mogla da se koristi u organizmu, ona mora da se unese (ingestija) i svari (digestija), a svareni produkti transportuju u krv (apsorpcija ili resorpcija) (Sl.2). Ova tri procesa zahtevaju koordinaciju pokreta GIT i sekreciju u odreñenim njegovim delovima.

Slika 2. Glavni procesi u digestivnom

traktu

Ingestija obuhvata unošenje hrane u usnu duplju, žvakanje i usitnjavanje, natapanje hrane pljuvačkom i gutanje. Tokom digestije hrana se i dalje usitnjava, a makromolekularna jedinjenja se uz pomoć enzima degradiraju do jedinjenja manje molekulske mase koja mogu da se transportuju u cirkulaciju. Ugljeni hidrati se razlažu do monosaharida, proteini do aminokiselina i oligopeptida, masti unete u obliku triglecirida, do monoglicerida i slobodnih masnih kiselina. Proces apsorpcije podrazumeva transport produkata varenja, kao i vode i elektrolita iz GIT u krv.

1. ANATOMIJA, OSNOVNE FUNKCIJE I REGULACIJA GIT

DIGESTIVNI SISTEM


264

ZID GIT

Struktura zida GIT značajno varira zavisno od regiona, ali je osnovna organizacija od donjeg dela faringsa do anusa ista (Sl. 1.1). Zid čine četiri sloja: sluzokoža (tunika mukoza), podsluzokoža (t. submukoza), mišićni sloj (t. muskularis) i serozni sloj (t. seroza). Slika 1.1. Osnovna graña zida GIT

Sluzokoža je unutrašnji sloj. Sastoji se od epitela, krzna (lamina proprija) i sloja glatke muskulature (muskularis mukoze). Tip epitela varira u zavisnosti od dela GIT. Ispod epitela se nalazi krzno; čini rastresito vezivno tkivo sa kolagenim i elastičnim vlaknima. U krznu se nalaze krvni i limfni kapilari, limfno tkivo sa nekoliko tipova ćelija (limfociti, plazma ćelije, makrofage). Muskularis mukoze je tanak sloj glatkih mišićnih ćelija koji odvaja sluzokožu od podsluzokože. Kontrakcije muskularis mukoze nabiraju sluzokožu u veće i manje nabore.

Podsluzokoža se uglavnom sastoji od rastresitog vezivnog tkiva sa elastičnim i kolagenim vlaknima. U pojedinim regionima su prisutne submukozne žlezde. Kroz podsluzokožu prolaze veliki krvni sudovi creva, a prisutni su i limfni sudovi i nervni pleksusi. Mišićni sloj tipično sadrži glatke mišićne ćelije orijentisane na dva načina: unutrašnji podsloj ima cirkularno (prstenasto) rasporeñena vlakna, a spoljašnji longitudinalno (uzdužno). Cirkularni sloj je 3-5 puta deblji od longitudinalnog i on je uglavnom odgovoran za mešanje i potiskivanje sadražja kroz GIT. Serozni sloj predstavlja visceralni list peritoneuma, osim kod jednjaka koji sadrži tuniku adventiciju. Na tuniku muskularis naleže rastresito vezivno tkivo pokriveno jednoslojnim mezotelom. ENTERIČNI NERVNI SISTEM (ENS)

Slika 1.2. Enterični nervni sistem

Zid GIT sadrži mnogobrojne neurone koji su višestrukim vezama meñusobno povezani i formiraju gustu mrežu nervnih ćelija, pleksuse. Dva glavna pleksusa su: submukozni (Majsnerov) pleksus koji je smešten u podsluzokoži i mijenterični (Aerbahov) pleksus, koji se nalazi izmeñu cirkularnog i longitudinalnog podsloja mišićnog sloja zida. Glavni pleksusi, manji pleksusi i neuroni konstituišu enterični nervni

DIGESTIVNI SISTEM


265

sistem (ENS). Procenjeno je da ENS kod čoveka sadrži oko 100 miliona senzornih, motornih i interneurona, koliko i cela kičmena moždina SPLANHNIKUSNA CIRKULACIJA Krvni sudovi želuca, tankog i debelog creva, pankreasa, jetre i slezine obrazuju splanhnikusnu cirkulaciju (Sl. 1.3). Ovi organi krv dobijaju iz ogranaka abdominalne aorte: celijačna arterije i gornje i donje mezenterične arterije. Krv koja napušta želudac, creva, pankreas i slezinu preko vene porte (Sl. 1.3) se transportuje u jetru obrazujući portalnu cirkulaciju jetre . Značaj portalne cirkuacije je u tome što ona produkte varenja transportuje u jetru, u kojoj će, pre nego što budu distribuirani do ćelija organizma, biti podvrgnuti metaboličkim procesima. Ovim putem jetra prima i hormone pankreasa u visokoj koncentraciji, koji imaju izuzetno značajnu ulogu u regulaciji metaboličkih procesa u jetri. Slika 1.3. Splanhnikusna cirkulacija

Splanhnikusna cirkulacija u mirovanju prima 25 - 30% minutnog volumena srca. U jetri se nalazi čak 15% ukupnog volumena krvi. Zbog toga splanhnikusna cirkulacija predstavlja značajan rezervoar krvi iz koga, ako je to potrebno, velika količina krvi može da se prebaci u sistemsku cirkulaciju i stavi na raspolaganje vitalnim organima. To se, na primer, dešava kod hemoragije. Dominantan tip kontrole u protoka krvi u splanhnikusnoj cirkulaciji je nervna kontrola. Krvni sudovi imaju uglavnom simpatikusnu vazokonstriktornu inervaciju . Efekti se ostvaruju preko noradrenalina i α1 adrenalinskih receptora u arteriolama i venama. Meñutim, u splanhnikusnoj cirkulaciji su prisutni i β adrenalinski receptori, preko kojih adrenalin iz cirkulacije izaziva vazodilataciju. Protok krvi u splanhnikusnoj cirkulaciji se značajno povećava za vreme i posle obroka. Ta pojava se naziva funkcionlna hiperemija i u slučaju crevne cirkulacije nju izazivaju odreñeni gastro-intestinalni hormoni koji se oslobañaju tokom varenja, kao i sami produkti varenja hrane i ENS.

GLAVNE FUNKCIJE DIGESTIVNOG SISTEMA Ostvarivanje uloga digestivnog sistema omogućeno je dvema važnim funkcijama: motornom i sekretnom. Za motornu funkciju (motilitet, pokretljivost) GIT odgovorni su glatki i poprečno-prugasti mišići. Glatki mišići su prisutni od druge trećine jednjaka pa sve do i najvećim delom dužine debelog creva. Aktivnost skeletnih mišića je izražena u usnoj duplji, faringsu i prvoj trećini jednjaka, kao u spoljašnjem analnom sfinkteru.

DIGESTIVNI SISTEM


266

Dva tipa motorne aktivnosti su uključena u digestivne i apsorptivne procese u GIT. To su pokreti mešanja sadržaja i pokreti propulzije (potiskivanje) sadržaja. Pokreti mešanja u želucu i tankom crevu pomažu varenje na taj način što mešaju hranu sa digestivnim sokovima i enzimima. Oni olakšavaju i apsorpciju iz tankog creva i proksimalnog dela debelog creva dovodeći sadržaj lumena u kontatkt sa apsorptivnom površinom. Intenzitet pokreta potiskivanja, odnosno brzina propulzije sadržaja kroz digestivni trakt zavisi od funkcije odreñenog njegovog dela; prolazak hrane kroz usnu duplju, farings i jednjak je vrlo brz, jer je uloga ovih organa uglavnom sprovodna. S druge strane, pokreti propulzije u želucu i crevima su spori da bi se obezbedilo dovoljno vremena za digestiju i apsorpciju, koje se u ovim regionima odigravaju. Sekretnu ulogu digestivnog trakta egzokrinu (digestivni sokovi) i endokrinu (hormoni) sekreciju. GIT sadrži različite tipove egzokrinih i endokrinih ćelija i svaki tip produkuje karakterističan sekret, odnosno hormon.

Slika 1.4. Sekrecija digestivnog soka

U nekim delovima digestivnog sistema (pljuvačne žlezde, pankreas i jetra) proces egzokrine sekrecije (Sl. 1.4) se odvija u dve faze. Zajednička karakteristika tih organa je da imaju relativno dugačak sistem kanala koji spaja sekretne ćelije i lumen GIT. Primarni sekret nastaje kao produkt sekrecije egzokrinih epitelnih ćelija. Prilikom prolaska kroz kanale žlezde, sastav primarnog sekreta može da se modifikuje; epitelne ćelije zidova kanala mogu da reapsorbuju ili sekretiraju odreñene supstance iz primarnog sekreta i na taj način se formira sekundarni sekret. REGULACIJA GASTRO-INTESTINALNE FUNKCIJE Procesi varenja i apsorpcije u najužem smislu su relativno slabo regulisani; što se više hrane unese, više će se svariti i apsorbovati. Meñutim, motilitet i sekrecija digestivnog trakta su vrlo precizno regulisani nervnim i hormonskim refleksnim mehanizmima. Stimulusi koji aktiviraju regulatorne mehanizme potiču prvenstveno iz samog digestivnog trakta i dele se na hemijske i mehaničke. Hemijski stimulus je, na primer, HCl iz želuca ili odreñen produkt varenja hrane, a mehanički stimulus je količina sadržaja u lumenu GIT. Senzorni receptori su, prema tome, hemoreceptori i mehanoreceptori. Nervna kontrola gastro-intestinalnog trakta Zid GIT ima dvostruku inervaciju: spoljašnju, preko autonomnog nervnog sistema i unutrašnju, preko enteričnog nervnog sistema (ENS) (Sl. 1.5). Autonomna inervacija obuhvata i simpatikusnu i parasimpatikusnu inervaciju. Spoljašnja inervacija se u najvećoj meri projektuje na neurone submukoznog i mijenteričnog pleksusa i tako indirektno utiče na motilitet i sekretnu aktivnost GIT.

DIGESTIVNI SISTEM


267

Slika 1.5. Nervna kontrola funkcija digestivnog trakta

Simpatikusna inervacija se ostvaruje preko postganglijskih vlakana neurona čija tela leže u prevertebralnim ganglionima: celijačnom, gornjem i donjem mezenteričnom i hipogastričnom. Većina simaptikusnih vlakana se završava u submukozi i na mijenteričnom pleksusu. Ona uglavnom inervišu krvne sudove i žlezdane strukture, dok relativno malo vlakana završava direktno na glatkoj muskulaturi zida GIT. Efekat na glatke mišiće se ostvaruje indirektno, preko neurona ENS, čija vlakna inervišu glatke mišićne ćelije zida. Mnoga simpatikusna postganglijska vlakna se završavaju na postganglijskim acetilholinskim završecima, gde preko α2 presinaptičkih receptora noradrenalin inhibira oslobañanje acetilholina. To je primer lokalne regulacije antagonističkih delovanja simpatikusa i parasimpatikusa,

Stimulacija simpatikusa inhibira motornu aktivnost tunike muskularis. Meñutim, simpatikus stimuliše muskularis mukoze i odreñene sfinktere. Simpatikus izaziva vazokonstrikciju u GIT, a generalno inhibira i sekretnu aktivnost.

Parasimpatikusnu inervaciju GIT sve do transverzalnog kolona prima preko ogranaka nervusa vagusa (Sl. 1.5). Ostatak kolona, rektum i anus su inervisani vlaknima sakralnog parasimpatikusa, tj. pelvičnim nervima iz hipogastričnog pleksusa. Vlakna vagusa se završavaju uglavnom na ganglijskim ćelijama mijenteričnog i submukoznog pleksusa, a vlakna ganglijskih ćelija inervišu glatke mišiće i sekretne ćelije zida GIT. Efekat parasimpatikusa je obično stimulativan i na sekreciju i na motilitet. Enterični sistem je, kako je već naglašeno, poluautonomni nervni sistem koji može da kontroliše motornu i sekretnu aktivnost digestivnog trakta i u odsustvu spoljašnje, autonomne inervacije.

Ganglije submukoznog i mijenteričnog pleksusa sadrže više tipova neurona: 1. Senzorni ili aferentne neuroni čiji se završeci nalaze u zidu GIT i predstavljaju hemoreceptore,

mehanoreceptore ili termoreceptore 2. Eferentni neuroni koji šalju aksone u i nervišu glatke mišićne ćelije zida GIT i krvnih sudova i

žlezdane ćelije 3. Interneuroni.

Iz različitih tipova neurona ENS oslobaña se veći broj neurotransmitera ili

neuromodulatora. Klasični neurotransmiteri su acetilholin i noradrenalin; acetilholin najčešće ima ekscitatorno delovanje, dok noradrenalin, po pravilu, ima inhibitorno delovanje. Isto delovanje ima i cirkulišući adrenalin. Drugi transmiteri ili neuromodulatori mogu da budu eksciratorni ili inhibitorni. Submukozni pleksus inerviše žlezdani epitel, intestinalne endokrine ćelije i krvne sudove u submukozi, pa je prvenstveno uključen u regulaciju sekrecije. Mijenteri čni pleksus inerviše cirkularne i longitidinalne glatke mišiće tunike muskularis i primarno je odgovoran za kontrolu motiliteta GIT-a. Izgleda da krvni sudovi GIT-a imaju dvojnu inervaciju: spoljašnju simpatikusnu i unutrašnju preko vlakana ENS. Neki od medijatora unutrašnje inervacije su vazoaktivni intestinalni peptid (VIP) i azotmonoksid (NO) za koje se smatra da doprinose funkcionalnoj hiperemiji tokom varenja.

DIGESTIVNI SISTEM


268

Regulacija motorne i sekretne aktivnosti vrši se kratkim (lokalnim) refleksima i dugim refleksima (Sl. 1.5). Lokalna regulacija se obavlja isključivo posredstvom ENS u zidu GIT-a i sve komponente refleksnog luka su smeštene u zidu. To su: senzorni neuroni koji se ekscitiraju mehaničkim ili hemijskim stimulusima, interneuroni koji prenose impulse sa senzornih na eferentne neurone i eferentni neuroni inervišu glatke mišićne ćelije i sekretne žlezdane i epitelne ćelije, kao efektorne ćelije. Lokalni refleksi mogu da budu ekscitatorni ili inhibitorni, što zavisi od transmitera koji se oslobaña na završecima eferentnog neurona. Ipak, transmiter je najčešće ACh i rezultat je stimulacija sekrecije i motiliteta. Lokalna refleksna regulacija može da funkcioniše i u odsustvu simpatikusne i parasimpatikusne inervacije. Glavna uloga dugih refleksa je da vrše koordinaciju aktivnosti, ne samo različitih delova GIT, već i GIT i drugih delova tela. Kod dugih refleksa receptori se nalaze u GIT, ali i u organima izvan GIT, a senzorna vlakna završavaju u CNS. Najbrojnija su aferentna vlakna vagusa, čija se tela nalaze u ganglionu nodozumu. Eferentni put dugih refleksa čine vlakna simpatikusa ili parasimpatikusa. Pošto ona u najvećem broju završavaju na unutrašnjim pleksusima ENS, efekat dugih refleksa je verovatno modulacija lokalne refleksne aktivnosti. Hormonska kontrola gastro-intestinalnih procesa Slika 1.6. Hormoni GIT

Hormone koji učestvuju u kontroli aktivnosti GIT sintetišu endokrine ćelije pojedinačno razmeštene izmeñu epitelnih ćelija sluzokože želuca i creva. Više od 15 tipova endokrinih ćelija identifikovano je imunohistohemijski u sluzokoži želuca i creva. Te ćelije ne formiraju izdvojene endokrine organe. Na površini endokrine ćelije izloženoj lumenu GIT nalaze se receptori preko kojih odreñeni sastojci hrane stimulišu ćeliju da oslobaña hormon preko suprotne, bazolateralne membrane u meñućelijsku tečnost i krv. Hormoni se putem krvi vraćaju digestivni trakt i kontrolišu njegovu aktivnost.

Za veliki broj supstanci se pretpostavlja da deluju kao gastro-intestinalni hormoni, ali njihova fiziološka delovanja su prilično

diskretna. Samo četiri supstance, za sada, zadovoljavaju sve kriterijume da bi se smatrali hormonima. To su: gastrin, holecistokinin (CCK), sekretin i gastrični inhibitorni peptid (GIP). Karakteristično je da su sve ove supstance peptidne grañe i da su prisutne i u CNS i u neuronima ENS, gde imaju ulogu neurotransmitera ili neuromodulatora. Pojedini, uglavnom relativno skoro otkriveni, hormoni GIT imaju i druge uloge pored onih u digestivnom traktu: u regulaciji apetita ili odreñenih metaboličkih procesa.

2. PROCESI U USNOJ DUPLJI, ŽDRELU I JEDNJAKU

DIGESTIVNI SISTEM


269

ŽVAKANJE Pošto se hrana unese u usnu duplju, ona se procesom žvakanja sitni i melje u manje komadiće. Proces žvakanja (mastikacija) se sastoji u kombinovanom delovanju skeletnih mišića vilica, obraza usana i jezika. Mada ti mišići mogu da se kontrahuju i voljno, akt žvakanja je najvećim delom refleksna radnja koordinisana signalima iz centara u produženoj moždini. Refleksni pokreti žvakanja traju sve dok se ne formira kompaktan zalogaj (bolus) natopljen pljuvačkom, koji može da se proguta. Uloge žvakanja

1. Usitnjavanje hrane, čime se olakšava gutanje, cepaju se celulozni omotači biljne hrane, koji ne mogu da se vare, i povećava se površinu čestica hrane, čime se olakšava delovanje enzima

2. Mešanje hrane sa pljuvačkom i time započinjanje varenja skroba ptijalinom pljuvačke. Pored toga, pljuvačka omekšava zalogaj i deluje lubrikantno, podmazuje bolus u cilju lakšeg gutanja.

3. Dovoñenje hrane u kontakt sa receptorima za ukus. Senzacije generisane ekscitacijom ovih receptora, daju osećaj zadovoljstva tokom obroka i iniciraju sekreciju digestivnih sokova.

PLJUVAČKA (SALIVA) Slika 2.1. Glavne pljuvačne žlezde (levo) i šematska graña žlezda (desno)

Pljuvačka je produkt lučenja tri para velikih pljuvačnih žlezda (Sl. 2.1 levo): glandula parotis (zaušna), gl. submandibularis (podvilična) i gl. sublingvalis (podjezična). U stvaranju pljuvačke učestvuje i veći broj malih pljuvačnih žlezda rasutih po usnoj duplji. Glavne pljuvačne žlezde su egzokrine žlezde acinusnog tipa (Sl. 2.1 desno). Acinuse izgrañuje dva tipa ćelija: serozne i mukozne ćelije. Najveću količinu pljuvačke, oko 70%, produkuju podvilične žlezde koje su mešovite žlezde, tj. sadrže oba tipa acinusnih ćelija. Serozne ćelije sadrže zimogene granule sa enzimom α amilazom i drugim proteinima, a produkt njihove sekrecije je vodenasta pljuvačka bogata ovim enzimom. Mukozne ćelije

DIGESTIVNI SISTEM


270

sadrže granule sa mucinom. Glavni sastojci mucina su mukoproteini i mukopolisaharidi. Mucin je jako hidrofilan i kad, posle oslobañanja, veže vodu prelazi u viskozni gel mukus. Mukozne ćelije, zato, produkuju gustu, viskoznu pljavačku. Primarni sekret žlezdanih epitelnih ćelija se modifikuje tokom prolaska kroz kanale pljuvačnih žlezda (Sl. 2.1 desno) čije epitelne ćelije menjaju sastav elektrolita procesima sekrecije (K+ i HCO3

-) i reapsorpcije (Na+ i Cl-) (Sl. 1.4, str. 266).

Pljuvačne žlezde dnevno izluče oko 0.5 do 1 l pljuvačke. Sastav zavisi od intenziteta sekrecije, odnosno vrste stimulusa koji je izazvao sekreciju. Na primer, ako je lučenje pljuvačke izazvano gorkim ili kiselim supstancama, stvara se veća količina pljuvačke sa manje α amilaze. Na taj način se razblažuje iritirajuća supstanca. Slika 2.2. Neorganski sastav pljuvačke i krvne plazme

Generalno za sastav pljuvačke važi sledeće (Sl. 2.2):

• Ona je uvek hipotonična u odnosu na krvnu plazmu

• Sadrži manje Na+ i Cl-, a više K+ i HCO3

-. Pri normalnom intenzitetu sekrecije, pH je slabo kiseo, blizu 7, ali kod pojačane sekrecije postaje bazan (oko 8) zbog porasta koncentracije bikarbonata.

Tablica 2.1. Glavne organske komponente salive

Od organskih sastojaka (Tab.

2.1), pljuvačka sadrži enzime, mukus, antitela IgA klase, protein bogat prolinom, koji štiti zubnu gleñ i vezuje tanine iz hrane koji mogu da oštete epitelne ćelije, i laktoferin koji deluje bakteriostatski. Najvažniji enzimi su α amilaza i lizozim. Lizozimi deluju baktericidno. Antitela takoñe uništavaju bakterije, uključujući i one koji izazivaju karijes. Pljuvačka sadrži i lingvalnu lipazu, ali ona ima manji značaj u varenju masti.

Uloge pljuvačke

1. Zaštitno delovanje: pljuvačka prvenstveno štiti oralnu mukozu od dehidratacije (isušivanja),

NepoznataEpitel kanalaFaktori rasta

Ant imikrobnaAnt imikrobna

AcinusneEpitel kanala

RaznoLaktofer insIgA

Varenje skrobaVarenje mastiDegradacija RNKAnt imikrobnaAnt imikrobna

AcinusneAcinusneEpitel kanalaAcinusneEpitel kanala

Enzimia -AmilazaLingvalna lipazaRibonukleazePeroksidazeLizozimi

Lubr ikantnaAnt imikrobnaZaštitaod proteaza

AcinusneMucin

Formiranje zubne glediVezivanje taninaVezivanjeCa+ +

Ant imikrobnaLubr ikantna

AcinusneProteini bogati prolinom

MOGUCA ULOGATIP CELIJAKOMPONENTA

DIGESTIVNI SISTEM


271

zatim rashlañuje toplu hranu, razblažuje HCl ako doñe do refluksa sadržaja želuca, ispira usnu duplju i čisti zube i deluje baktericidno.

2. Varenje skroba: α amilaza je enzim koji hidrolizuje unutrašnje 1- 4 α glikozidne veze i razlaže skrob do dekstrina ili pri dužem delovanju do disaharida maltoze. Enzim zahteva prisustvo Cl- da bi bio aktivan, a optimalan pH je 6.9. Delovanje mu se nastavlja u želucu oko 30 minuta, dok pH zalogaja ne padne ispod 4, jer se ptijalin inaktivira u kiseloj sredini želuca. Ako se hrana dobro sažvaće, u usnoj duplji i u želucu može da se svari i do 1/2 unetog skroba, pre nego što se ptijalin inaktivira.

3. Lubrikantno delovanje: pljuvačka zahvaljujući mukusu podmazuje zalogaj hrane i olakšava gutanje. Vlaženje usne duplje olakšava funkciju govora.

Kontrola sekrecije pljuvačke Aktivnost pljuvačnih žlezda kontrolisana je autonomnim nervnim sistemom. Karakteristično je da i simpatikus i parasimpatikus stimulišu sekreciju salive, ali se razlikuje kvalitet i kvantitet. Parasimpatikusna inervacija je ipak dominantna, jer je njen efekat dugotrajniji i jači, a eksperimentalno izvršen prekid parasimpatikusne inervacije za pljuvačne žlezde životinja dovodi do atrofije žlezda. Slika 2.3. Uloga parasimpatikusne (levo) i simpatikusne (desno) inervacije u kontroli sekrecije salive

Postganglijska simpatikusna vlakna za pljuvačne žlezde, izuzev za parotidnu koja nema simpatikusnu inervaciju, polaze iz gornje cervikalne ganglije trunkusa simpatikusa.

Preganglijska parasimpatikusna vlakna za pljuvačne žlezde ulaze u sastav nervusa facijalisa (VII) i nervusa glosofaringeusa (IX). Postganglijska vlakna polaze iz ganglija terminalnog tipa. Parasimpatikus stimuliše sintezu i sekreciju ptijalina i mucina, protok krvi kroz žlezdu, kao i metabolizam i rast žlezde. Posle parasimpatikusne stimulacije stvaraju se veće količine serozne pljuvačke (Sl. 2.3 levo). Volumen pljuvačke je povećan zato što je u tim uslovima smanjena reapsorpcija NaCl, a time i vode, u kanalima. Izrazita vazodilatacija je posledica oslobañanja VIP kao kotransmitera ACh. Simpatikusna stimulacija, kao i cirkulišući kateholamini, stimuliše sekreciju pljuvačke bogate mukusom. Efekat se ostvaruje preko β adrenergičnih receptora (Sl. 2.3 desno). Količina pljuvačke se ne povećava značajno, a kako je jako viskozna, u uslovima

DIGESTIVNI SISTEM


272

stimulacije simpatikusa osoba ima utisak nedovoljnog lučenja pljuvačke i suvoće usne duplje. Noradrenalin deluje vazokonstriktorno na krvne sudove žlezda preko α adrenalinskih receptora i smanjuje protok krvi.

Lučenje pljuvačke je regulisano refleksnim putem i to preko bezuslovnih i uslovnih refleksa. Stimulus za bezuslovni refleks je prisustvo hrane u usnoj duplji i ekscitacija receptora za ukus i dodir (taktilni receptori) u sluzokoži usne duplje, jezika i ždrela. Kod uslovnog refleksa, stimulus je pogled na hranu, miris hrane, ili sama pomisao na neku hranu.

Aferentna vlakna koja polaze sa receptora za ukus ulaze u sastav n. facialisa (VII) i n. glosofaringeusa (IX). Eferentni put koji reguliše lučenje pljuvačke u potpunosti pripada parasimpatikusu. Centar za lučenje pljuvačke nalazi se u nikleusu salivatorijusu na prelazu produžene moždine u pons. Iz njega polaze eferentna vlakna za pljuvačne žlezde u sastavu VII i IX glavenog živca.

Simpatikusni put nije deo refleksa za lučenje pljuvačke, već se aktivira pri opštoj aktivaciji simpatikusa, a ne stimulusima u vezi ishrane. GUTANJE Gutanje je refleksni čin kojim se zalogaj sažvakan i izmešan sa pljuvačkom transportuje od usne duplje do želuca. Ono se ostvaruje koordinisanom aktivnošću odreñenih skeletnih i glatkih mišića. Slika 2.4. Faze gutanja

Gutanje može da se izazove voljno, meñutim, kada se hrana nañe u blizini ždrela, nastaje refleksni odgovor koji ne može da se kontroliše (Sl. 2.4). Za vreme gutanja, nakratko (1-2 sekunde) je inhibirano disanje da bi se sprečio ulazak hrane u dušnik. Podizanjem mekog nepca zatvaraju se vazdušni putevi iz nosne duplje. Podizanjem grkljana i traheje i sužavanjem glasnih žica zatvara se glotis, otvor u kome su smeštene glasne žice, zatvaraju se vazdušni putevi, a hrana usmerava u jednjak. Dodatni sigurnosni mehanizam koji sprečava ulazak hrane u vazdušne puteve je savijanje epiglotisa preko glotisa. Tada, zahvaljujući vezama koje postoje izmeñu centara u retikularnoj formaciji, centar za gutanje specifično inhibira aktivnost centra za disanje i disanje se prekida u bilo kojoj fazi. Kada se disajni putevi zatvore, kontrahuju se mišići faringsa i potiskuju zalogaj u jednjak. Hrana se kroz jednjak do želuca transportuje zahvaljujući peristaltičkim kontrakcijama . Prvi peristaltički talas, koji započinje u ždrelu, naziva se primarni peristaltički talas i on je kontrolisan impulsima iz centra za gutanje u produženoj moždini i donjem delu ponsa. Ako se ovim talasom ne potisne celokupan sadržaj kroz jednjak, zaostala hrana izaziva istezanje (distenziju) jednjaka, što predstavlja stimulus za drugi, sekundarni

DIGESTIVNI SISTEM


273

peristaltički talas. On započinje iznad mesta distenzije i kreće se u pravcu želuca. Snaga peristaltičkih kontrakcija je srazmerna veličini zalogaja u jednjaku. Peristaltički talas u jednjaku otvara oba sfinktera (gorni i donji ezofagusni sfinkter) i hrana proñe kroz jednjak do želuca za oko 10 sekundi. Tečnost se kreće brže, zbog efekta gravitacije. Slika 2.5. Peristaltičke kontrakcije

Peristaltika je uroñena osobina cevastih organa koji imaju glatku muskulaturu u svom zidu, a u GIT se javlja u svim delovima od jednjaka do rektuma. To je motorna aktivnost koja se javlja kao refleksni odgovor na istezanje zida izazvano povećanom zapreminom sadržaja u lumenu. Istezanje jednog segmenta dovodi do kontrakcije kružne muskulature iza stimulusa i relaksacije ispred, pa se sadržaj pomeri unapred (Sl. 2.5). Talas peristaltičkih kontrakcija se širi

ortogradno, tj. u oralno-kaudalnom pravcu ka anusu. Pojavljivanje peristaltičkih kontrakcija je nezavisno od spoljašnje inervacije, ali

inervacija može da modifikuje ovaj tip pokreta. Mehanizam nastanka peristaltičkih kontrakcija . Smatra se da lokalno istezanje

zida organa dovodi do oslobañanja serotonina koji aktivira senzorne neurone mijenteričnog pleksusa. Složenim neuronskim vezama aktiviraju se neuroni istog pleksusa iza mesta stimulacije. Ovi neuroni oslobañaju ACh i supstancu P, kao ekscitatorne neurotransmitere koji izazivaju kontrakciju cirkularne muskulature. Istovremeno, aktiviraju se neuroni koji će u području ispred istegnutog segmenta osloboditi NO, VIP i ATP i izazvati relaksaciju glatke muskulature. Refleks gutanja je složeni refleks koji započinje stimulacijom mehanoreceptora faringsa prisutnim zalogajem hrane. Aferentni put polazi od receptora za dodir, prvenstveno onih u blizu otvora ždrela. Senzorni impulsi se prenose aferentnim vlaknima odreñenih kranijalnih živaca (n. trigeminusa, glosofaringeusa i vagusa) do centra za gutanje koji je smešten u produženoj moždini i donjem delu ponsa. Centar tačno odreñenim redosledom šalje signale za mišiće uključene u proces gutanja. Za skeletne mišiće ždrela i gornje trećine jednjaka, preko somatskih vlakana odreñenih glavenih živaca, a za glatke mišiće ostalih delova jednjaka ćelije preko motornih vlakana nervusa vagusa. Eferentna vlakna vagusa za gornji ezofagusni sfinkter i gornju trećinu jednjaka su somatska, a za ostatak jednjaka i donji ezofagusni sfinkter su autonomna. Preganglijska vlakna vagusa daju sinapse sa holinergičnim nervima lokalnih nervnih pleksusa.

3. ŽELUDAC Slika 3.1. Osnovni delovi želuca

Želudac se sastoji iz nekoliko delova koji se prvenstveno

razlikuju po sekretnoj i motornoj aktivnosti, a manje po grañ (Sl. 3.1). Deo želuca odmah ispod spoja sa ezofagusom je kardija. Fundus je najviši deo želuca, koji leži odmah ispod dijafragme. Kad čovek stoji u fundusu se obično nalazi progutan vazduh ili gasovi nastali tokom varenja. Korpus je najveći deo želuca i čini 4/5 njegove zapremine. Donji deo želuca čine antrum i pilorus. Oni su u kontinuitetu i ponašaju se kao funkcionalna jedinica. Pilorus sadrži sfinkter na granici sa dvanaestopalačnim crevom (pilorusni sfinkter).

DIGESTIVNI SISTEM


274

MOTILITET ŽELUCA Muskulaturu želuca čine isključivo glatke mišićne ćelije. Za razliku od drugih delova GIT, tunika muskularis je izgrañena od tri podsloja: srednji, cirkularni podsloj je najbolje razvijen i pruža se kroz ceo zid želuca, dok su spoljašnji i unutrašnji sloj diskontinuirani. Mišićni sloj fundusa i korpusa je relativno tanak, pa su kontrakcije ovih delova želuca slabe. Mišićni sloj je znatno deblji u antrumu i pilorusu pa se ovi delovi najjače kontrahuju. Želudac je veoma bogato inervisan spoljašnjim simpatikusnim i parasimpatikusnim nervima i neuronima submukoznog i mijenteričnog pleksusa. Parasimpatikusna ACh vlakna preko muskarinskih receptora na neuronima unutrašnjih pleksusa izazivaju kontrakcije glatke muskulature želuca. Meñutim, izvesna vlakna neurona unutrašnjih pleksusa ne oslobañaju ACh, već VIP, i ta vlakna dovode do relaksacije mišićnog sloja.

Simpatikusna postganglijska vlakna iz celijačnog gangliona preko α adrenalinskih receptora inhibiraju aktivnost neurona pleksusa i dovode do relaksacije glatke muskulature. Od želuca polaze brojna aferentna vlakna za kratke i duge reflekse i ona prenose informacije o intragastričnom pritisku, distenziji želuca, pH želudačnog sadržaja i bolu. Uloge motiliteta želuca Pokreti želuca omogućavaju:

1. Da želudac služi kao rezervoar velike količine hrane unete jednim obrokom 2. Usitnjavanje hrane i njeno mešanje sa digestivnim sokom. Na taj način se

olakšava započinjanje varenja. 3. Pražnjenje sadržaja želuca u duodenum kontrolisanom brzinom.

Ulogu u deponovanju hrane imaju fundus i korpus, dok antrum i pilorus svojim kontrakcijama ostvaruju druge dve uloge. Slika 3.2. Receptivna relaksacija želuca

Prazan želudac ima zapreminu svega

oko 50 ml i mišićni sloj se tada nalazi u stanju slabe tonične kontrakcije. Tokom obroka, kada peristaltički talas izazvan gutanjem proñe kroz ezofagus i relaksira donji ezofagusni sfinkter, glatki mišići fundusa i korpusa se relaksiraju i pre ulaska hrane, dozvoljavajući da se zapremina želuca poveća i do 1.5 l bez promene intragastričnog pritiska. Ovaj fenomen se naziva receptivna relaksacija ili akomodacija želuca (Sl. 3.2). Regulisana je jednim vago-vagusnim

refleksom (i aferentni i eferentni put pripada n. vagusu), ali se smatra da glavnu ulogu u relaksaciji ima ENS, tj. njegovi neuroni koji oslobañaju VIP, na kojima se završavaju eferentna vlakna vagusa. Kontrakcije fundusa i korpusa su slabe i sadržaj se u ovim delovima želuca slaže na osnovu gustine i relativno dugo ostaje neizmešan. Masti formiraju sloj na vrhu i zato se one

DIGESTIVNI SISTEM


275

najduže zadržavaju u želucu. Tečnosti se slivaju oko mase sadržaja veće gustine i brzo se prazne u duodenum. Veliki ili nesvarljivi sastojci hrane najduže ostaju u želucu. Odmah posle receptivne relaksacije u donjem delu korpusa počinju peristaltičke kontrakcij e i one su glavni tip kontrakcija u želucu. Peristaltički pokreti prvenstveno imaju ulogu u mešanju hrane u želucu, ali doprinose i njenom potiskivanju ka pilorusu (Sl. 3.3). Slika 3.3. Peristaltičke kontrakcije želuca

Kada je hrana prisutna u želucu, ove kontrakcije nastaju kao rezultat periodičnih depolarizacija membrane glatkih mišićnih ćelija smeštenih u pejsmejker zoni mišićnog sloja, na velikoj krivini u blizini sredine korpusa želuca. Pošto se glatke mišićne ćelije ponašaju kao funkcionalni sincicijum, talas depolarizacije se širi ka antrumu i pilorusu. Ove spontane depolarizacije, koje nisu tipični akcioni potencijali, nazivaju se osnovni električni ritam želuca (Sl.3.4).

Slika 3.4. Električna aktivnost glatkih mišićnih ćelija GIT

Nervni i hormonski uticaji

ekscitatorne prirode povećavaju stepen depolarizaciju pejsmejker ćelija do nivoa praga i generšu se akcioni potencijali (Sl. 3.4 gore) koji se šire glatkom muskulaturom i povećavaju učestalost i snagu kontrakcija (Sl. 3.4 dole). Snaga kontrakcija uvek raste u pravcu antruma. Na peristaltičke pokrete ili motilitet želuca utiču:

1. Hormon gastrin, koga produkuju G ćelije sluzokože želuca u odgovor na odreñen

sastav sadržaja želuca. Gastrin povećava aktivnost pejsmejker ćelija želuca. 2. Distenzija želuca refeksnim putem preko mehanoreceptora i kratkih i dugih

refleksa takoñe stimuliše motilitet. 3. Signali iz duodenuma, nervnim i hormonskim putem, uglavnom deliju

inhibitorno na motilitet. Distenzija duodenuma i odreñen sastav himusa (masti, nizak pH, visoka osmolalnost) pokreću enterogastrične reflekse koji inhibiraju motilitet želuca. Isti hemijski stimulusi povećavaju sekreciju nekoliko hormona

Osnovni elektricni ritam

DIGESTIVNI SISTEM


276

duodenuma (CCK, GIP, sekretin, somatostatin) koji takoñe inhibiraju motilitet želuca.

Slika 3.6. Potiskivanje i mešanje

hrane u želucu Mešanju i sitnjenju hrane vrlo mnogo

doprinosi i retropulzija , vraćanje sadržaja iz pilorusa u antrum. Završetak antruma i pilorusa se kontrahuju gotovo istovremeno. Potisnut snažnom kontrakcijom antruma, sadržaj udari u praktično zatvoren pilorusni sfinkter i odbija se nazad u antrum (Sl. 3.6 C) . Hrana uobičajenog sastava ostaje u želucu 2-6 h. Za to vreme ona se mehaničkim usitnjavanjem i delovanjem enzima pretvara u masu koja ima konzistenciju paste i zove se himus. Nesvarljiive komponente (kosti, biljna vlakna, strana tela) ostaju u želucu i posle digestivnog perioda (period varenja). Njihova evakuacija se vrši tokom interdigestivnog perioda pomoću posebnog peristaltičkog talasa kontrakcija koji se u odreñenim vremenskim intervalima (na oko 2 h) širi kroz želudac i creva, a zove se migracioni motorni kompleks. Kada se himus dovoljno isitni, nastaje pražnjenje želuca. Pri svakom potiskivanju himusa kroz pilorusni sfinkter proñe svega 2-7 ml himusa. Pražnjenje zavisi od tonusa pilorusnog sfinktera; tonus je pod hormonskom i nervnom kontrolom, pa je i pražnjenje želuca regulisano u osnovi istim nervnim i hemijskim faktorima koji regulišu motilitet želuca. Faktori koji povećavaju peristaltiku antruma obično smanjuju tonus pilorusnog sfinktera i povećavaju prelazak himusa u duodenum. Obrnuto, faktori koji inhibiraju motilitet želuca i koji uglavnom potiču iz duodenuma, donekle povećavaju tonus sfinktera čime se usporava ili zaustavlja pražnjenje želuca. U svakom slučaju, brzina i količina pražnjenja želuca su odreñene mogućnošću duodenuma da primi himus. SEKRETNA AKTIVNOST ŽELUCA Slika 3.7. Produkti i uloge egzokrine i endokrine sekrecije želuca

DIGESTIVNI SISTEM


277

Sluzokoža želuca ima egzokrinu i endokrinu sekretnu aktivnost. Glavni produkti egzokrine sekrecije sluzokože želuca su želudačni sok (HCl, pepsinogeni, unutrašnji faktor) i komponente mukozne barijere želuca (mucin i rastvor bogat sa HCO3

-) (Sl. 3.7). Endokrine ćelije sluzokože sintetišu nekoliko hormona (gastrin, grelin). Egzokrine žlezde su uronjene u sluzokožu; to su žlezde tubularnog tipa koje se pružaju sve do mišićnog sloja sluzokože (Sl. 3.8). U sluzokoži želuca su zastupljena tri tipa žlezda. Podela je izvršena na osnovu lokalizacije i dominantnog tipa žlezdanih ćelija. 1. Kardijačne žlezde su locirane u predelu kardije i one uglavnom produkuju mukus. 2. Pilorusne žlezde se nalaze u regionu antruma i pilorusa, i one kao i kardijačne žlezde produkuju alkalni, viskozni mukus koji ima zaštitnu ulogu. U predelu antruma, ove žlezde sadrže endokrine ćelije koje produkuju gastrin. 3. Gastrične ili fundusne žlezde smeštene u fundusu i najvećem delu korpusa. One stvaraju sve komponente želudačnog soka i mukus. Slika 3.8. Gastrična (fundusna) žlezda sluzokože želuca (levo) i ultrastruktura parijetalnih ćelija (desno)

Gastrične žlezde su izgrañene

od tri osnovna tipa sekretnih ćelija (Sl. 3.8):

1. Mukozne ili mucinogene ćelije koje uglavnom produkuju sluz (mukus).

2. Peptične (glavne ili zimogene) ćelije koje koje

produkuju pepsinogene, prekursore glavnih proteolitičkih enzima želudačnog soka, pepsina.

3. Parijetalne (acidogene) ćelije koje luče HCl i unutrašnji faktor. Ove ćelije imaju karakterističnu ultrastrukturu (Sl.3.8. desno): sekretna površina je pokrivena mikrovilima i sadrži invaginacije duboko uvučene u citoplazmu koje form iraju kanalikule, a kanalikuli se prazne u lumen žlezde. Sistem kanalikula se upadljivopovećava kod stimulisanih ćelija. Parijetalne ćelije sadrže jako mnogo mitohondrija (čak do 40% zapremine), što je znak intenzivnog oksidativnog metabolizma, odnosno velikog utroška energije za proces sekrecije. One sadrže i enzim karboanhidrazu.

ŽELUDA ČNI SOK Želudačni sok je tečnost koja se luči u lumen želuca i čija zapremina, pri uobičajenoj ishrani, iznosi oko 2 do 2.5 l na dan. Želudačni sok predstavlja smešu sekreta epitelnih ćelija površine sluzokože i sekreta želudačnih žlezda. pH čistog soka, bez hrane, je 1 do 2. Glavne komponente su: voda, elektroliti, HCl, pepsini i unutrašnji faktor.

DIGESTIVNI SISTEM


278

Pored H- i Cl-, želudačni sok sadrži i znatnu količinu K+ koja zavisi od intenziteta sekrecije. K+ je uvek u višoj koncentraciji u želudačnom soku nego u plazmi, pa intenzivno i dugotrajno povraćanje može dovesti do hipokalemije (hipokalijemije). HCl želuca Slika 3.9. Mehanizam sekrecije HCl

Parijetalne ćelije luče velike količine HCl, tako da je pH čiste parijetalne sekrecije ispod 1 (0.5-0,9). Pošto je koncentracija H+ daleko veća (3-4 miliona puta) u lumenu želuca nego u citoplazmi parijetalne ćelije, H+ se aktivnim putem transportuju kroz membrane kanalikula u lumen kanalikula. Zbog toga, parijetalne ćelije tokom sekrecije HCl troše veliku količinu energije. H+ u parijetalnoj ćeliji potiče iz H2CO3 (Sl.3.9). Ugljena kiselina u parijetalnoj ćeliji nastaje hidratacijom CO2, koji potiče iz ćelijskog metabolizma ili plazme, pod uticajem karboanhidraze. Nastala ugljena kiselina disosuje na H+ i HCO3

- . U membrani kanalikula postoji H-K ATP-azna pumpa koja transportuje H+ u lumen

kanalikula, a K+ u ćeliju. K+ se u lumen ponovo vraća kroz kanale za kalijum. Delovanje jedne grupe lekova protiv prekomerne sekrecije želudačne HCl prvenstveno se zasniva na inhibiciji H-K ATP-aze. Cl- se u parijetalnu ćeliju ubacuje kroz bazolateralnu membranu sekundarnim aktivnim transportom (Sl. 3.9). Ulazak hlorida je udružen sa izlaskom bikarbonatnog jona, čijom se difuzijom iz ćelije u pravcu koncentracionog gradijenta obezbeñuje energija za aktivni transport hloridnog jona. Kroz lumunalnu membranu, tj. membranu kanalikula Cl- difunduje kroz posebne kanale za Cl-. Voda ulazi u lumen kanalikula na osnovu osmotskog gradijenta, prateći H+ i Cl-. Najveći deo HCl iz želudačnog soka se neutrališe ili reapsorbuje u tankom crevu. Meñutim, ako se sadržaj želuca povraćanjem izbacuje i ne stigne u tanko crevo, usled gubitka H+ može da se razvije alkaloza. Uloge HCl 1. HCl ima višestruku ulogu u varenju proteina:

• denaturiše proteine u acidproteine čije se peptidne veze znatno lakše cepaju pod uticajem pepsina

• pomaže konverziju pepsinogena u aktivne pepsine • obezbeñuje optimalan pH za delovanje pepsina i početak varenja proteina u

GIT. 2. Visoka koncentracija HCl deluje baktericidno. Kod pacijenata sa ahloridijom (nedostatak HCl u želudačnom soku) vrlo su česte infekcije želuca i creva. 3. HCl rastvara pojedine nerastvorne soli Ca++ i Fe+3 iz hrane i time olakšava apsorpciju ovih elemenata. Faktori koji uti ču na sekreciju HCl

DIGESTIVNI SISTEM


279

Tri glavna fiziološka stimulatora sekrecije HCl (Sl. 3.10) su: 1. Ach 2. Histamin 3. Gastrin Svi faktori deluju direktno na parijetalne ćelije, mada su delovanja Ach i gastrina

uglavnom indirektna, preko histamina .

Slika 3.10. Fiziološki stimulatori sekrecije želudačne HCl

Slika 3.11. Inhibitornii uticaji somatostatina i prostaglandina na

sekreciju HCl Histamin sekretiraju ćelije sluzokože želuca

koje se nazivaju ćelijama sličnim enterohromafinim ćelijama (eng. akronim ECL ćelije). Danas se smatra da je glavni put preko koga gastrin, ali i Ach, deluju na sekreciju HCl preko ovih ćelija, odnosno histamina. Sekreciju histamina iz ovih ćelija inhibira somatostatin. Histamin osloboñen iz ECL ćelija difunduje do parijetalnih ćelija i deluje preko H2 receptora na bazolateralnoj membrani ovih ćelija i cAMP kao II glasnika. Ach preko muskarinskih recptora, a gastrin preko svojih receptora, povećavaju intracelularnu koncentraciju Ca jona i stimulišu sekreciju histamina (indirektno delovanje) ili direktno deluju na parijetalnu ćeliju. U svakom slučaju, povećanje nivoa cAMP i Ca++ u parijetalnoj ćeliji ima za posledicu povećanje broja molekula H,K-ATPaze u membrani kanalikula i stimulaciju aktivnih transporta H+ i Cl-.

Antagonisti H2 histaminskih receptora koriste se u terapiji hipersekrecije želudačne HCl.

DIGESTIVNI SISTEM


280

Endogeni inhibitori sekreciju HCl (Sl.3.11) su: 1. Sama HCl , odnosno visoka koncentracija H+ u sadržaju želuca 2. Somatostatin 3. Odreñeni prostaglandini, posebno E serije (PGE2) 4. Nekoliko gastrointestinalnih hormona, uključujući CCK, sekretin, VIP, GIP. Somatostatin stvaraju D ćelije sluzokože želuca i duodenuma, dok se po drugim

autorima on oslobaña iz završetaka ENS. Somatostatin deluje direktno na parijetalne ćelije, ali i indirektno inhibicijom sekrecije histamina i gastrina (Sl. 3.11). Slično deluje i PGE2.

Pepsini Pepsini su proteaze želudačnog soka koje se u glavnim (peptičnim) ćelijama sintetišu kao neaktivni prekursori pepsinogeni. Pepsinogeni se pakuju u zimogene granule i u njima deponuju do sekrecije. Pri stimulaciji, zajedno sa ostalim sastojcima zimogenih granula, pepsinogeni se oslobañaju egzocitozom u lumen kanala žlezda želuca. Slika 3.12. Aktivacija pepsinogena u pepsine

Aktivaciju pepsinogena vrši H+

iz želudačnog soka (Sl. 3.12). H+ cepa peptidne veze u molekulu pepsinogena koje su osetljive na kiselinu i vrši parcijalnu proteolizu. Odvaja se deo molekula koji se zove “inhibitor pepsina”, a ostatak je aktivni enzim pepsin. Nastali pepsin autokatalitički

stimuliše dalju konverziju pepsinogena u pepsin. Što je veća kiselost u želucu, intenzivnija je i aktivacija pepsinogena. Pepsin ima izuzetno nizak optimalni pH, ≤3. On započinje varenje proteina u digestivnom traktu i hidrolizuje ih do polipeptida različite dužine, peptona. Pepsini pripadaju endopeptidazama; oni cepaju unutrašnje peptidne veze u molekulu proteina koje se formiraju iz amino grupa tirozina i fenilalanina i karboksilnih grupa lizina i arginina. Pepsini mogu da svare do 25% proteina unetih uobičajenim obrokom. Neutralizacijom himusa u duodenumu, pepsini se ireverzibilno inaktiviraju.

Sekreciju pepsinogena stimulišu svi faktori koji stimulišu sekreciju HCl, ali i oni koji inhibiraju sekreciju HCl: H+, sekretin i CCK.

U želudačnom soku je prisutan i enzim gastrična lipaza. Ona odvaja masne kiseline od triglicerida, ostavljajući digliceride. Gastrična lipaza, kao i progutana lingvalna lipaza, imaju nizak optimalni pH za delovanje i vare znatan deo masti iz hrane, mada daleko veći značaj ima pankreasna lipaza u tankom crevu. Unutrašnji faktor Unutrašnji faktor stvaraju parijetalne ćelije koje luče i HCl. Unutrašnji faktor je glikoprotein neophodan za resorpciju vitamina B12. On sa ovim vitaminom gradi kompleks izuzetno otporan na digestiju u tankom crevu, gde se vrši resorpcija vitamina. Od svih produkata želudačne sekrecije, samo je unutrašnji faktor neophodan za život. Kod pacijenata kod kojih je izvršena totalna gasterektomija (odstranjivanje želuca), uz adekvatan režim

DIGESTIVNI SISTEM


281

ishrane, varenje je relativno normalno. Meñutim, zbog nemogućnosti resorpcije vitamina B12 i potencijalne opasnosti od anemije, mora da se vrši parenteralna supstitucija vitamina. Sekreciju unutrašnjeg faktora stimulišu isti faktori koji stimulišu sekreciju HCl i pepsinogena. Mukozna barijera želuca Sluz se produkuje praktično u svim delovima gastrointestinalnog trakta. To je gust viskozan sekret koji se sastoji od vode, elekrolita i kao glavnog sastojka mucina, mešavine nekoliko glikoproteina kod kojih 80% molekula čine ugljeni hidrati.

Mukozni gel debljine 50 do 200 µm pokriva luminalnu površinu sluzokože želuca i štiti je od mehaničkih oštećenja grubljom hranom ili hemijskog oštećenja sa HCl i proteolitičkim enzimima, tj. sprečava “autodigestiju” sluzokože. Mucin sintetišu mukozne ćelije u žlezdama želudačne sluzokože kao i epitelne ćelije sluzokože orijentisane prema lumenu. Mucin se deponuje u velikim granulama u apikalnim delovima oba tipa ćelija, a oslobaña se egzocitozom ili iz deskvamiranih ćelija. Epitelne ćelije pored mucina luče i vodenastu tečnost bogatu sa HCO3

-, koja daje alkalitet mukusu. Slika 3.13. Komponente mukozne barijere želuca i mehanizam sekrecije bikarbonata

Mukus i alkalna tečnost su glavne komponente mukozne barijere želuca (Sl. 3.13 desno). Sloj mukusa se nalazi na površini, a ispod njega je tečnost alkalne reakcije. Mukus, prema tome, sprečava mešanje alkalnog sekreta sa želudačnim sadržajem i eventualno smanjenje kiselosti. S druge strane, površina epitelnih ćelija sluzokože se kupa u sopstvenom sekretu bogatom bikarbonatom. Taj bikarbonat neutrališe H+ jone koji difunduju

iz lumena želuca kroz sloj mukusa. Efikasna zaštita epitela postiže se samo ako su obe komponente barijere prisutne. Budući da HCl mora da proñe kroz mukoznu barijeru na putu od kanala parijetalnih ćelija do lumena želuca, postavlja se pitanje kako se ona ne neutrališe, odnosno kako se mukus ne zakiseli. Sekret parijetalnih ćelija gastričnih žlezda bogat sa HCl prolazi kroz posebne kanale u mukusu, a ostatak gela ostaje intaktan (Sl. 3.13 levo). Sekreciju mukusa i HCO3

- stimulišu Ach i lokalni prostaglandini E serije (PgE2). Mnoge supstance, kao što su etanol, sirće i žučne kiseline, mogu da probiju mukoznu barijeru želuca i iritiraju želudačnu sluzokožu. Aspirin ne samo što prolazi kroz barijeru, već inhibira i sekreciju HCO3

- i mukusa. Kateholamini preko α adrenalinskih receptora umanjuju efikasnost barijere, jer smanjuju sekreciju HCO3

-. REGULACIJA ŽELUDA ČNE SEKRECIJE IN VIVO

DIGESTIVNI SISTEM


282

Kada je želudac prazan nekoliko sati, HCl se luči bazalnim intenzitetom koji iznosi 10% od maksimalne sekrecije. Bazalna sekrecija varira cirkadijalno, najveća je uveče, a najmanja ujutru. Mehanizam odgovoran za ove oscilacije nije poznat; zna se da nivo gastrina u krvi ne varira. Tokom obroka intenzitet sekrecije HCl naglo raste i odvija se u tri faze koje se meñusobno velikim delom preklapaju:

1. Cefalična faza započinje pre nego što hrana stigne u želudac 2. Gastrična faza, koja je izazvana prisustvom hrane u želucu 3. Intestinalna faza, koju izazivaju mehanizmi poreklom iz duodenuma i jejunuma.

Cefalična faza započinje prisustvom hrane u usnoj duplji, kao bezuslovnim refleksom, ali i uslovnim refleksima koji se aktiviraju signalima sa receptora za vid, sluh i miris, odnosno gledanjem hrane, njenim mirisom ili zvukom pribora za jelo. Sekrecija HCl u cefaličnoj fazi, a to važi i za sekreciju pepsinogena i gastrina, stimulisana je kompletno vlaknima vagusa koja predstavljaju eferentni put gorenavedenih refleksa. Nervni signali koji izazivaju ovu fazu mogu da potiču iz kore velikog mozga ili centra za apetit u hipotalamusu. Cefalična faza je odgovorna za oko 30% sekrecije HCl.

Gastrična faza započinje ulaskom hrane u želudac i stimulacijom mehanoreceptora i hemoreceptora, odnosno distenzijom želuca i prisustvom odreñenih sastojaka hrane, pre svega amino kiselina i peptona (ali ne i proteina), kao i smanjenom kiselošću u želucu.

Stimulacija sekrecije HCl u odgovor na te stimuluse vrši se preko kratkih i dugih refleksa, kao i hormonskim putem, preko gastrina.

Što je veću sadržaj proteina u obroku, intenzivnija je sekrecija HCl. To se dešava iz dva razloga:

1. Iz veće količine proteina varenjem nastaje više peptida koji stimulišu sekreciju gastrina.

2. Kada u želucu nije prisutna hrana, koncentracija H+ je visoka zbog nedostatka pufera u želudačnom soku. Visoka koncentracija H+ negativnom povratnom spregom preko inhibicije sekrecije gastina, inhibira dalju sekreciju HCl. Meñutim, kada se hrana bogata proteinima nañe u želucu, proteini kao odlični puferi smanjuju kiselost sadržaja želuca, a time prestaje inhibitorno delovanje H+ na sekreciju gastrina i HCl. Alkohol i kafa su jaki stimulatori sekrecije HCl u gastričnoj fazi i oni deluju direktno na sluzokožu. Sekrecija HCl tokom gastrične faze je slabijeg intenziteta nego tokom cefalične faze, ali kako gastrična faza traje duže od cefalične, njen doprinos ukupnoj sekreciji HCl je 50-60%. Intestinalna faza. Prelaskom himusa iz želuca u duodenum aktiviraju se nervni i endokrini mehanizmi koji u početku stimulišu, a kasnije inhibiraju sekreciju HCl. Doprinos ove faze ukupnoj želudačnoj sekreciji je najmanji (5-10%). U ranoj fazi punjenja duodenuma, kada je pH himusa >3, distenzija duodenuma, aminokiseline i peptidi prvenstveno deluju preko endokrinog mehanizma, stimulacijom sekrecije duodenalnog gastrina. Meñutim, u kasnijoj intestinalnoj fazi nizak pH himusa, prisustvo masti i hipertoničnost himusa inhibiraju sekreciju HCl posredstvom nekoliko gastrointestinalnih hormona, koji se nazivaju enterogastričnim hormonima (sekretin, CCK, GIP, somatostatin) i nervnim putem preko dugih i kratkih refleksa.

4. TANKO CREVO

DIGESTIVNI SISTEM


283

Tanko crevo, a posebno njegovi proksimalni delovi duodenum i jejunum, je glavno mesto digestije hrane i apsorpcije hranljivih materija, elektrolita i vode. MOTILITET TANKOG CREVA Pokreti tankog creva mešaju himus sa digestivnim sokovima, dovode svež himus u kontakt sa apsorpcionom površinom sluzokože tankog creva i potiskuju sadržaj u pravcu kolona. U tankom crevu se odigrava više vrste pokreta, ali najveći značaj imaju: segmentacioni pokreti, peristaltičke kontrakcije i migracioni motorni kompleks. Segmentacioni pokreti su glavni pokreti mešanja u tankom crevu i oni se javljaju samo u digestivnom periodu, tokom varenja i apsorpcije. Sastoje se u ritmičkim kontrakcijama i relaksacijama cirkularnih mišića koje istovremeno zahvataju crevo u pravilnim razmacima i dele crevo u ovalne segmente, slično nanizanim kobasicama (Sl. 4.1 levo). Kada se prsten glatke muskulature kontrahuje, on deo himusa potisne unazad, a deo unapred. Posle relaksacije prethodno kontrahovanih prstenova creva, nastupa kontracija novih prstenova, podela creva u nove segmente i ponovno pomeranje himusa napred-nazad, čime se sadržaj creva vrlo efikasno meša.

Slika 4.1. Peristaltički (levo) i segmentacioni (desno) pokreti tankog creva

Segmentacioni pokreti su

kontrolisani sporim talasima ili osnovnim električnim ritmom. To su ritmičke depolarizacije (ali ne i akcioni potencijali) membrane modifikovanih glatkih mišićnih ćelija pejsmejker zone tankog creva. Depolarizacija se širi glatkom muskulaturom, ali ona izaziva vrlo slabe kontrakcije. Ako se na depolarizaciju nadoveže akcioni potencijal, nastaju daleko jače i precizno lokalizovane kontrakcije cirkularnih mišića koje dovode do segmentacija. Frekvencija akcionih potencijala je pod uticajem hormona i autonomnog i enteričnog nervnog sistema. Tako parasimpatikus stimuliše, a simpatikus inhibira segmentacione pokrete. Peristaltičke kontrakcije. Za razliku od jednjaka ili želuca, peristaltički talas nikad ne zahvata tanko crevo celom dužinom, već najviše oko 10 cm creva i onda se gasi. Zbog toga je potiskivanje sadržaja kroz tanko crevo peristaltičkim pokretima vrlo sporo; sadržaj od duodenuma do završetka ileuma putuje 3-5 sati. Stimulus za peristaltičke pokrete je istezanje zida tankog creva. Pošto su peristaltički pokreti kontrolisani kratkim refleksima, oni zahtevaju intaktan mijenterični pleksus. Peristaltiku tankog creva stimuliše parasimpatikus; iritacija epitela sluzokože toksičnim ili infektivnim agensima može intenzivno da stimuliše persistaltiku tankog creva i dovede do dijareje. Pokreti crevnih resica. I same crevne resice se pokreću napred-nazad, zahvaljujući prisustvu glatkih mišićnih ćelija u njima, a koje potiču iz muskularis mukoze. Ovi pokreti obezbeñuju bolji kontakt apsorptivne površine i himusa.

DIGESTIVNI SISTEM


284

Slika 4.2. Migracioni motorni kompleks

Migracioni m otorni kompleks (MMK). Pošto se većina obroka svari i apsorbuje, segmentacioni i drugi pokreti prestaju. U interdigestivnom periodu, na svakih 1.5 do 2 h, javlja se jedan poseban tip peristaltičkih pokreta, MMK, koji započinje u želucu i omogućava evakuaciju nesvarenih sastojaka obroka iz želuca, a zatim prelazi na tanko crevo i za oko 2 sata stigne do kraja tankog creva (Sl. 4.2).

Posle toga se započinje novi talas u želucu. MMK se naziva i domaćicom digestivnog trakta , jer periodično čisti zaostali sadržaj želuca tankog creva i sprečava migraciju bakterija iz kolona u distalni ileum. Čim novi obrok stigne u želudac, MMK se gasi. Danas se smatra gastrointestinalni hormon motilin ima gavnu ulogu u započinjaju i kontroli MMK. Pražnjenje ileuma. Ileocekalni sfinkter (zalistak) odvaja ileum od cekuma, početnog dela kolona. Ovaj sfinkter je normalno zatvoren. Distenzija završnog dela ileuma refleksno otvara sfinkter, dok distenzija cekuma refleksno zatvara sfinkter. SEKRETNA AKTIVNOST TANKOG CREVA

Za tanko crevo je karakteristično da pored egzokrine ima vrlo značajnu endokrinu ulogu Glavnu ulogu u sekretnoj aktivnosti ima sluzokoža, mada su izvesne žlezde smeštene i u podsluzokoži. Egzokrina sekrecija Crevni sok, kao produkt čiste egzokrine sekrecije tankog creva teško se izoluje jer se u duodenum izlivaju žuč i pankreasni sok. Najveći deo sekreta duodenuma produkuju Brinerove žlezde smeštene u podsluzokoži. One luč gust alkalni sekret bogat mucinom. Uloga mukusa u ovom delu tankog creva je da štiti sluzokožu od kiselog himusa koji stiže iz želuca. Deo duodenalnog sekreta luče epitelne ćelije sluzokože (enterociti). Vodena komponenta soka duodenuma je po sastavu jona slična plazmi. U ostalim delovima tankog creva vodenu komponentu crevnog soka produkuju enterociti, a izmeñu enterocita su prisutne peharaste ćelije koje luče sluz. Smatra se da većina ostalih organskih komponenata crevnog soka, naročito brojni enzimi, zapravo potiče iz deskvamiranih enterocita i verovatno nisu produkt sekrecije.

pH soka tankog creva je slabo bazan, blizu neutralnog, i to je važno iz nekoliko razloga:

1. Za inaktivaciju pepsina 2. Sprečava oštećenje sluzokože kiselim himusom

DIGESTIVNI SISTEM


285

3. Obezbeñuje optimalan pH za delovanje enzima pankreasnog soka i četkastog pokrova tankog creva

4. Povećava se rastvorljivost masnih kiselina i žučnih kiselina Endokrina sekrecija Slika 4.3. Primer dva peptidna hormona GIT, gastrina i holecistokinina

Hormoni tankog creva prvenstveno učestvuju u regulaciji motiliteta i sekrecije u digestivnom traktu. Hormone produkuju endokrine ćelije koje su umetnute izmeñu epitelnih ćelija. Svi hormoni tankog creva su peptidi.

Gastrin sekretiraju ga G ćelije antralne sluzokože želuca, kao i sluzokože duodenuma. Gastrin se javlja u dve forme: mali gastrin ima 17 amino kiselina, i veliki gastrin ima 34 aminokiseline. Kompletnu biološku aktivnost ima C-terminalni tetrapeptid, tako da je sintetski gastrin je pentapeptid, pentagastrin. Koncentracija gastrina u krvi dostiže maksimalnu vrednost 20 do 45 minuta posle početka obroka. Sekreciju gastrina, direktno preko G ćelija, stimulišu Ach, peptidi, kafa i alkohol, dok HCl negativnom povratnom spregom deluje inhibitorno. Kada pH želudačnog sadržaja padne ispod 2, sekrecija gastrina prestaje. Uloge gastrina: 1. Stimuliše sekreciju HCl 2. Povećava motilitet želuca i tankog creva 3. Stimuliše sekreciju pankreasnog soka 4. Neophodan je za rast gastro-intestinalne mukoze.

Holecistokinin (CCK). CCK stvaraju endokrine ćelije proksimalnog dela tankog creva i taj hormon postoji u nekoliko formi. On: 1. Stimuliše kontrakcije žučne kese i relaksira sfinkter Odii 2. Stimuliše sekreciju pankreasnog soka bogatog enzimima 3. Potencira delovanje sekretina na stvaranje alkalnog pankreasnog soka 4. Stimuliše sintezu enterokinaze 5. Stimuliše rast pankreasa

Sekretin zauzima posebno mesto u istoriji fiziologije jer je to prvi otkriveni hormon. Sekretin ima sledeća delovanja: 1. Stimuliše sekreciju HCO3

- u jetri i pankreasu 2. Stimuliše sekreciju vodenastog alkalnog soka kao kompnentu pankreasnog soka i žuči 3. Potencira delovanje CCK na sekreciju pankreasnog soka bogatog enzimima

Gastrični inhibitorni peptid (GIP) stvaraju ćelije mukoze duodenuma i jejunuma. 1. On je verovatno fiziološki stimulator sekrecije insulina iz β ćelija pankreasa, pa se još naziva i insulinotropni polipeptid zavistan od glukoze. 2. inhibira sekreciju i motilitet želuca

DIGESTIVNI SISTEM


286

Motilin stvara mukoza duodenuma. Porast koncentracije motilina u krvi koincidira sa pojavom motornog migracionog kompleksa i ovaj hormon se smatra glavnim regulatorom MMK i motiliteta GIT u interdigestivnom periodu.

Somatostatin stvaraju D ćelije pankreasa i slične D ćelije gastrointestinalne mukoze. Meñutim, on u GIT više deluje parakrino nego putem krvi, inhibirajući i sekreciju i motilitet u digestivnom traktu. Sekreciju gastrina inhibira parakrinim delovanjem, a time i sekreciju HCl. Somatostatin inhibira i sekreciju sekretina, VIP i GIP.

Somatostatin u brojnim organima (neuroni, pankreas) i sva njegova poznata delovanja su inhibitorna.

5. EGZOKRINI PANKREAS Pankreas je jedinstvena žlezda jer ima i egzokrinu i endokrinu ulogu. Kao produkti endokrine sekrecije poznato je nekoliko hormona: insulin, glukagon, somatostatin, pankreasni polipeptid, amilin. Insulin i glukagon imaju ključnu ulogu u metabolizmu i zato je pankreas organ bez koga je život nemoguć. Produkt egzokrine sekrecije pankreasa je pankreasni sok. On sadrži brojne enzime koji imaju glavnu ulogu u varenju ugljenih hidrata, proteina i masti. Kod potpunog nedostatka sekrecije pankreasnog soka, normalno varenje je onemogućeno. Slika 5.1. Graña pankreasa

Struktura egzokrinog pankreasa (Sl. 5.1) podseća na strukturu pljuvačnih žlezda. To je složena alveolarna žlezda kod koje najmanji izvodni kanali, interkalarni kanalići, završavaju acinusima, proširenjima izgrañenim od acinusnih ćelija. Glavni izvodni kanal pankreasa je duktus pankreatikus (Virsungov kanal) koji se zajedno sa duktusom holedokusom jetre izliva u dodenum kroz duodenalnu papilu oko čijeg otvora se nalazi Odijev sfinkter. PANKREASNI SOK Pankreasni sok je tečnost alkalne reakcije, pH je oko 8, zbog velike količine bikarbonata

koju sadrži. Dnevno se izluči 1 do 1.5 l pankreasnog soka. Sok ima dve komponente: vodeni ratsvor elektrolita i enzimsku komponentu.

DIGESTIVNI SISTEM


287

Slika 5.2. Sekrecija biarbonata u pankreasu

Vodenu komponentu sekretiraju epitelne ćelije koje oblažu luminalnu površinu kanala (Sl. 5.2). Koncentracije Na+ i K+ su slične onima u plazmi. Glavni anjoni su HCO3

- i Cl-, njihova koncentracije u pankreasnom soku variraju recipročno. Sekrecija HCO3

- zavisi od pH sadržaja u duodenumu i raste sa povećanjem kiselosti. Voda se kreće na osnovu osmotskog gradijenta. Enzimsku komponentu pankreasnog soka sintetišu acinusne ćelije. Ona sadrži enzime za digestiju svih važnih sastojaka hrane. Slika 5.3. Enzimi pankreasnog soka

Proteaze pankreasnog soka Proteaze su najzastupljeniji enzimi

pankreasnog soka (Sl. 5.3). Glavne proteaze pankreasa su: tripsin, himotripsin, karboksipeptidaze i elastaze. Ovi enzimi se izlučuju u neaktivnim oblicima kao tripsinogen, himotripsinogen, prokarboksipeptidaza i proelastaze. Enzimi se u acinusnim ćelijama nalaze u sastavu

zimogenih granula koje su smeštene u apikalnim delovima ćelija. Broj granula se povećava izmeñu obroka, a posle obroka njihov sadržaj se prazni egzocitozom.

Slika 5.4. Aktivacija tripsina

Tripsinogen se specifično aktivira u

duodenumu pod uticajem enzima enterokinaze (Sl. 5.4). Drugi naziv ovog enzima je enteropeptidaza. On potiče iz deskvamiranih enterocita duodenuma. Nastali tripsin dalje autokatalitički aktivira tripsinogen, ali i himotripsinogen, prokarboksipeptidazu, proelastazu i još neke enzime. U pankreasnom soku se nalazi i "inhibitor tripsina " koji se ireverzibilno vezuje za eventualno nastali tripsin u pankreasu i tako sprečava preranu aktivaciju proteolitičkih enzima u pankreasnim kanalima i destrukciju žlezde. Svi proteolitički enzimi pankreasa se aktiviraju tek u duodenumu.

DIGESTIVNI SISTEM


288

Slika 5.5. Specifičnost pankreasnih proteaza

Tripsin i himotripsin su endopeptidaze cepaju odreñene peptidne veze i skraćuju proteine i polipeptidne lance u manje peptide (Sl. 5.5). Karboksipeptidaze su egzopeptidaze koje specifično odvajaju aminokiseline sa C-terminalnog dela peptida. Elastaze hidrolizuju elastin i druge proteine.

Amilaza pankreasnog soka

Slika 5.6. α-Amilaza pankreasnog soka

Pankreasni sok sadrži α

amilazu koja se izlučuje u aktivnoj formi. Ona ima istu specifičnost prema supstratu kao i ptijalin pljuvačke, tj. cepa unutrašnje α 1-4 glikozidne veze skroba do maltoze, maltotrioze i različitih dekstrina (Sl. 5.6). Pored skroba, ova amilaza hidrolizuje glikogen i većinu drugih složenih ugljenih hidrata, izuzev celuloze. Lipaze pankreasnog soka

U pankreasnom soku su prisutne i lipaze, enzimi koji razgrañuju masti. Glavne lipaze pankreasa su triacilglicerol lipaza (pankreasna lipaza), holesterolestar hidrolaza i fosfolipaza A2. Pankreasna lipaza razgrañuje trigliceride do 2 slobodne masne kiseline i monoglicerida. Holesterolestar hidrolaza hidrolizuje estre holesterola do holesterola i slobodnih masnih kiselina. Fosfolipaza A2 razgrañuje fosfolipide (lecitin). Aktivira je tripsin.

Pored navedenih, u pankresnom soku se nalaze i brojni drugi enzimi, npr., ribonukleaze i deoksiribonukleaze koje cepaju RNK, odnosno DNK do slobodnih mononukleotida. Regulacija sekrecije pankreasnog soka Za pankreas je karakteristično da je sekrecija vodene i enzimske komponente nezavisno regulisana, pa sadržaj proteina u pankreasnom soku može da varira od 1% do 10%. Sekrecija je prvenstveno pod hormonskom kontrolom (Sl. 5.7). Ona se aktivira prisustvom odreñenih sastojaka u himusu. Počinje sporije od nervne kontrole, ali traje duže. Glavni hormoni koji učestvuju u regulaciji sekrecije su sekretin i CCK.

DIGESTIVNI SISTEM


289

Slika 5.7. Hormonska kontrola sekrecije pankreasnog soka

Sekretin stimuliše sekretnu aktivnost epitelnih ćelija kanala, preko cAMP kao drugog glasnika, i povećava lučenje velike zapremine vodene komponente soka bogate sa HCO3

-. CCK deluje prvenstveno na acinusne ćelije preko Ca++ kao drugog glasnika i stimuliše sekreciju enzimske

komponente, tj. malu zapreminu pankreasnog soka bogatu proteinima. CCK nema direktno delovanje na epitelne ćelije kanala, ali potencira delovanje sekretina na njih. Isto tako, sekretin ima slabo delovanje na acinusne ćelije, ali potencira delovanje CCK. Pankreasna sekrecija, kao i želudačna, može da se podeli u tri faze: cefaličnu, gastričnu i intestinalnu. Meñutim, za razliku od želudačnog soka, sekrecija pankreasnog soka je najintenzivnija u intestinalnoj fazi, a inicirana je sastavom himusa u duodenumu i početnom jejunumu. Tako povećana koncentracija H+ (pH<4.5) stimuliše sekreciju sekretina iz duodenalnih endokrinih ćelija u krv, dok peptidi i odreñene aminokiseline (triptofan i fenilalanin), kao i slobodne masne kiseline i monogliceridi stimulišu sekreciju CCK.

Slika 5.8. Parasimpatikusna kontrola sekrecije pankreasnog soka

Nervna kontrola egzokrine

sekrecije pankreasa (Sl. 5.8) je brza i kratkotrajna. ACh ima slično delovanje kao CCK. CCK, pored hormonskog delovanja, aktivira i parasimpatikusnu inervaciju za pankreas preko uticaja na aferentna vlakna vagusa. Aktivacija simpatikusa inhibira sekreciju pankreasa, ali najverovatnije indirektno, izazivajući vazokonstrikciju i redukujući protok krvi kroz žlezdu.

6. ŽUČ

Sekrecija žuči je jedna od funkcija jetre koja ima primarni značaj za proces varenja. Žuč je neophodna za digestiju i apsorpciju masti, kao i za ekskreciju sastojaka nerastvornih u vodi, kao što su holesterol i bilirubin.

DIGESTIVNI SISTEM


290

Slika 6.1. Sekrecija žuči

U stvaranju žuči učestvuju heaptociti i epitelne ćelije sluzokože žučnih kanala (Sl. 6.1). Dnevno se sekretira 250 do 1500 ml žuči. Mada se žuč iz jetre izlučuje kontinuirano, u duodenum se izliva samo za vreme obroka. U interdigestivnim periodima, kada je Odijevsfinkter zatvoren, žučna kesa se puni i žuč deponuje u njoj.

SASTAV ŽUČI

Žuč se sastoji iz dve komponente (Tab. 6.1): jednu komponentu produkuju i

sekretiraju hepatociti, a čine je žučne soli, holesterol, lecitin, žučne boje, proteini i izotoničan rastvor elektrolita (po sastavu sličan plazmi). Drugu komponentu, vodeni rastvor bogat HCO3

-, sekretiraju epitelne ćelije zidova žučnih kanala. Po tome, sekretna funkcija jetre podseća na egzokrinu funkciju pankreasa.

Tablica 6.1. Sastav žuči

Žučne kiseline čine oko 65% suvog

sadržaja žuči. Hepatociti ih sintetišu oksidacijom holesterola. Primarne žučne kiseline su one koje se u tom obliku izlučuju iz hepatocita i to su holna i henodeoksiholna kiselina (Sl. 6.2). Bakterije prisutne u završnom (terminalnom) ileumu i kolonu vrše dehidroksilaciju primarnih žučnih kielina i nastaju sekundarne žučne kiseline: deoksiholna iz holne, i litoholna iz henodeoksiholne kiseline. Meñutim ovoj konverziji podleže svega oko 5% žučnih kiselina osloboñenih u creva.

Slika 6.2. Sinteza žučnih kiselina

Normalno se žučne

kiseline iz jetre izlučuju u konjugovanom obliku sa glicinom i taurinom (Sl. 6.2). Konjugacija se sastoji u formiranju peptidnih veza izmeñu -COOH grupa žučnih kiselina i -NH2 grupa glicina i taurina. Pri približno neutralnom pH sadržaja creva, konjugovane žučne

PRODUKTI HEPATOCITA

ŽUCNE KISELINEHOLESTEROLŽUCNE BOJE

PROTEINIIZOTONICAN RASTVOR

ELEKTROLITA

PRODUKT EPITELNIH CELIJA KANALA

IZOTONICAN RASTVOR BOGAT

BIKARBONATOM

DIGESTIVNI SISTEM


291

kiseline su skoro potpuno jonizovane. Time je znatno povećana njihova rastvorljivost u vodi u odnosu na nekonjugovane kiseline. Zbog jonizovanog oblika, žučne kiseline u najvećoj meri egzistiraju kao soli Na+ i zato se zovu i žučne soli.

Slika 6.3. Polarnost molekula žučne

kiseline

Molekul konjugovane žučne kiseline u rastvoru je izrazito polaran (Sl. 6.3). Na jednoj strani molekula su hidrofilne grupe (hidroksilne i karboksilne) taurina i glicina i peptidne veze. Na drugoj strani molekula je steroidno jezgro, kao hidrofobno. Zbog polarnosti, molekuli teže da formiraju agregate, pa žučne kiseline formiraju micele. Micele su osmotski neaktivni agregati žučnih kiselina sa holesterolom i fosfolipidom lecitinom. Po su obliku kapljice dijametra oko 10 nm, u kojima su hidrofilni delovi orijentisani periferno, a hidrofobni prema unutrašnjosti. Uloge žučnih kiselina u u varenju i apsorpciji masti Žučne kiseline (Sl. 6.4): 1. Kao površinski aktivne supstance emulguju masti unete hranom i tako povećavaju površinu za delovanje lipaza 2. Sa produktima varenja masti formiraju mešovite micele rastvorljive u vodi i time olakšavaju apsorpciju produkata varenja masti. To je hidrotropno delovanje žučnih kiselina. Slika 6.4. Emulgovanje masti hrane i stvaranje mešovitih micela

Kada se završi

varenje i apsorpcija masti, u završni deo ileuma stižu samo žučne kiseline. Iz terminalnog dela ileuma apsorbuje se 90 do 95% žučnih kiselina (Sl. 6.5). Apsorpcija se vrši sekundarnim aktivnim transportom sa Na+ i difuzijom. Apsorbovane žične soli se venom porte vraćaju u jetru, a onda se iz hepatocita ponovo sekretiraju u žuč. To kruženje žučnih soli izmeñu jetre i creva naziva se

enterohepatična cirkulacija . Ova cirkulacija kompenzuje očigledno nedovoljan kapacitet jetre za

DIGESTIVNI SISTEM


292

sintezu žučnih kiselina. Tokom obroka, i to naročito bogatog mastima, kruženje žučnih kiselina se ubrzava nekoliko puta.

Slika 6.5. Enterohepatična cirkulacija

žučnih kiselina Sekrecija žučnih kiselina u jetri regulisana je

prvenstveno koncentracijom žučnih kiselina u krvnoj plazmi; što je njihova koncentracija u plazmi vene porte veća, veća je i sekrecija iz jetre. To je tzv. holeretični efekat.

FOSFOLIPIDI I HOLESTEROL

Fosfolipidi, holesterol i masne kiseline su glavni lipidi žuči. Holesterol i fosfolipide sintetišu i oslobañaju hepatociti. Od fosfolipida je najzastupljeniji lecitin. Mada su lecitin i holesterol nerastvorljivi u vodi, ulaskom u sastav micela njihova hidrosolubilnost se povećava. Ako holesterola u žuči ima više nego što micele mogu da ga solubilizuju, on može da kristališe, a ti kristali su najčešće osnova za formiranje kamena (konkrement, kalkuloza).

ŽUČNE BOJE (PIGMENTI) Slika 6.6. Metabolizam bilirubina

Glavni žučni pigment od kojeg potiče tamno žuta boja žuči je bilirubin. Najveći deo bilirubina (80 do 90%) nastaje iz hemoglobina ostarelih eritrocita, a ostatak iz drugih hem proteina (mioglobina, citohroma) (Sl. 6.6). Kada se ostareli eritrociti degradiraju u ćelijama sistema tkivnih makrofaga (retikuloendotelni sistem), iz porfirinskog prstena hema nastaje prvo biliverdin (molekul zelene boje), a iz njega pod uticajem biliverdin reduktaze nastaje bilirubin. Bilirubin se oslobaña u plazmu, gde se vezuje za albimine. Kada kompleks bilirubina i albumina stigne u sinusoidne kapilare jetre, hepatociti izdvajaju i preuzimaju bilirubin i konjuguju ga sa glukuronskom kiselinom. Bilirubin-glukuronid, koji je rastvorljiv u vodi, sekretira se u žuč.

DIGESTIVNI SISTEM


293

Slika 6.7. Zaštitna uloga bilirubina?

Bilirubin je oduvek smatran metabolitom hema koji se

ekskretira iz organizma. Meñutim, najnovija istraživanja pokazuju da je bilirubin snažan antioksidans i čak se pretpostavlja da bi mogao da bude najvažniji antioksidans organizma u borbi protiv toksičnih slobodnih radikala (Sl. 6.7). ŽUČNA KESA

Žučna kesa je mali mišićni organ, kapaciteta 15 - 60

ml. Jetra izmeñu obroka izluči zapreminu žuči koja je nekoliko puta veća od zapremine žučne kese, pa kako je u interdigestivnom periodu Odijev sfinkter zatvoren, žuč se deponuje u žučnoj kesi. Žučna kesa, ne samo da deponije, već i koncentriše žuč; epitel aktivno apsorbuje Na+, Cl- i HCO3

- u kapilare, a voda ih prati na osnovu osmotskog gradijenta. Regulacija pražnjenja žučne kese

Pražnjenje sadržaja žučne kese u duodenum počinje nekoliko minuta posle obroka.

Žučna kesa se povremeno kontrahuje i žuč se potiskuje kroz delimično otvoren Odijev sfinkter.

Slika 6.8. Regulacija pražnjenja žučne

kese Pražnjenje žučne kese je regulisano

nervnim i hormonskim putem (Sl. 6.8). Za vreme cefalične i gastrične faze varenja, aktivacija parasimpatikusa, preko vlakana vagusa, i hormon gastrin stimulišu kontrakcije žučne kese i relaksacija Odijevog sfinktera. S druge strane, u uslovima stimulacija simpatikusa pražnjenje žučne kese je inhibirano.

Pražnjenje žučne kese je najintenzivnije za vreme intestinalne faze varenja. Tada je najjači stimulus za kontrakcije zida žučne kese hormon CCK . Istovremeno, on relaksira Odijev sfinkter (Sl. 6.8).

Supstance koje stimulišu pražnjenje žučne kese nazivaju se holecistagoge. a CCK je najjača holecistagoga.

DIGESTIVNI SISTEM


294

7. DEBELO CREVO

Slika 7.1. Debelo crevo

Debelo crevo je završni deo digestivnog trakta.

Njegovi osnovni delovi su (Sl. 7.1): slepo crevo (cekum) kome je pridodat crvuljak (apendiks), sito crevo (kolon) koji se sastoji iz ushodnog, poprečnog, nishodnog i sigmoidnog kolona, čmarno crevo (rektum) i anus. Graña zida kolona u dve tačke odstupa od šeme opšte grañe digestivnog sistema: 1. u sluzokoži ne postoje i 2. longitudinalni podsloj tunike muskularis čine samo tri trake, tenije koli, izmeñu kojih se nalazi vrlo tanak sloj longitudinalno postavljenih glatkih mišićnih ćelija.

Glavne uloge debelog creva su:

1. Apsorpcija vode i elektrolita iz himusa,

što se odigrava pretežno u proksimalnom delu debelog creva 2. Formiranje, deponovanje i transportovanje fekalne mase do mesta njene

evakuacije. Ovi procesi se odigravaju pretežno u distalnom delu debelog creva. MOTILITET DEBELOG CREVA Glavne uloge debelog creva ne zahtevaju intenzivne pokrete, pa su oni u ovom delu digestivnog trakta relativno slabi. Dve glavne vrste pokreta su haustracije, kao pokreti mešanja i “masovni pokret”, kao pokreti propulzije. Haustracije

Haustracije su velike prstenaste kontrakcije slične segmentacionim kontrakcijama u tankom crevu. Nastaju kontrakcijom sloja cirkularnih mišića, širine oko 2.5 cm i istovremenim kontrakcijama longitudinalnih kontrakcija tenija koli. To dovodi do toga da se neekscitirani delovi creva prošire u vrećice nazvane haustre. Haustracije traju oko 60 sekundi, pa se gase, a onda u susednim delovima creva nastaju nove. Masovni pokret

Masovni pokret je poseban tip peristaltičkih kontrakcija koje se javljaju 1 do 3 puta dnevno, a jedna serija traje oko 30 minuta. Tokom masovnog pokreta prestaju haustracije, a fekalna masa se potiskuje duž debelog creva. Kada se feces potisne u rektum i rektum napuni, javlja se nagon za defekacijom. Defekacija

Pražnjenje debelog creva je refleksna radnja koja je u znatnoj meri pod voljnom kontrolom (Sl. 7.2) . Stimulus za defekaciju je istezanje zida rektuma, koji je tokom najvećeg dela dana poluprazan ili prazan. Ekscitacija se sa receptora za istezanje prenosi aferentnim vlaknima pelvičnih nerava do centra u sakralnim segmentima kičmene moždine. Iz centra

DIGESTIVNI SISTEM


295

polazi eferentni put koga čine parasimpatikusna holinergična vlakna u sastavu pelvičnih nerava. Ako su okolnosti prikladne za defekaciju, nastaju peristaltičke kontrakcije sigmoidnog kolona i rektuma, dok se unutrašnji i spoljašnji analni sfinkter relaksiraju. Slika 7.2. Refleks defekacije

Voljna kontrola defekacije se vrši preko spoljašnjeg analnog sfinktera. Spoljašnji analni sfinkter je poprečno prugasti mišić inervisan somatskim motornim neuronima nerava pudendes. Centar za voljnu kontrolu defekacije nalazi se u višim delovima centralnog nervnog sistema, uključujući i koru velikog mozga. On preko aktivacije nerava pudendes omogućava voljno zatvaranje spoljašnjeg sfinktera i odlaganje defekacije. Voljna kontrola spoljašnjeg analnog sfinktera se uči u detinjstvu.

APSORPTIVNA I SEKRETNA AKTIVNOST DEBELOG CREVA

Kolon tokom 24 h primi do 2000 ml himusa iz terminalnog ileuma, a evakuiše oko

200 ml polučvrstog fecesa. Apsorpcija vode omogućava konsolidaciju himusa u fekalnu masu. Glavni apsorptivni proces je aktivni transport Na+ iz lumena u krv, a voda prati ovaj jon na osnovu osmoze. Što se feces duže zadržava u debelom crevu, više vode se apsorbuje, ostavljajući čvrst fekalni sadržaj.

Slika7.3. Sekrecija i apsorpcija elektrolita u debelom crevu

Sekret debelog creva je oskudniji i sadrži

manje enzima od sekreta tankog creva, ali sadrži više mukusa. Mukus luče brojne peharaste ćelije u sluzokoži kolona. Mukus povezuje fekalnu masu i ima lubrikantno delovanje. Vodena komponenta je bogata K+ i HCO3

-, jer u debelom crevu normalno postoji neto sekrecija ovih jona u lumen. Dugotrajni i intenzivni prolivi mogu zato da dovedu do hipokalemije i acidoze.

Sekreciju kolona stimuliše iritacija mukoze i aktivacija parasimpatikusnih nerava za kolon,

aktivacija simpatikusa ima suprotno, inhibitorno delovanje.

DIGESTIVNI SISTEM


296

SASTAV FECESA Feces normalno sadrži oko 75% vode i 25% čvrstih materija. Čvrste materije uključuju

celulozu i druge nesvarljive sastojke hrane, deskvamirane ćelije crevne sluzokože, mucine, nešto masti i neorganske materije.

Feces sadrži i ogromnu količinu živih i mrtvih bakterija. Odmah po roñenju feces je sterilan, ali se crevna bakterijska flora vrlo brzo uspostavlja. Crevne bakterije su saprofitne bakterije, ali ako neke od njih preñu u drugia tkiva mogu da budu veoma patogene.

Crevne bakterije učestvuju u sintezi vitamina K, B12 i folne kiseline. Meñutim, kako se, sa izuzetkom folne kiseline, ostali vitamini eliminišu fecesom, njihova sinteza u kolonu nema veći značaj za organizam. Crevne bakterije konvertuju malu količinu nereapsorbovanih primarnih žučnih kiselina u sekundarne žučne kiseline.

digestivni sistem i 2010

Documents