Som det fremgår af figuren består fordøjelsessystemet af et rørsystem indeholdende: mundhule (cavum oris), svælg (pharynx), spiserør (oesophagus),

Transkript

1 1

2 2

3 Som det fremgår af figuren består fordøjelsessystemet af et rørsystem indeholdende: mundhule (cavum oris), svælg (pharynx), spiserør (oesophagus), mavesæk (ventriculum) og tyndtarm (intestinum tenue). Tyndtarmen underopdeles i tolvfingertarmen (duodenum), jejunum og ileum. Tyktarm (intestinum crassus eller colon), bestående af colon coecum med appendix vermiformis, colon ascendens, colon transversum, colon descendens og colon sigmoideum og endelig analkanalen (rectum/intestnium rectum) med endetarmsåbning (anus). Udover rørsystemet medregnet de to store kirtler, leveren (hepar) og bugspytkirtlen (pancreas) til fordøjelsessystemet. 3

4 I mundhulen findeles føde ved tygning. Spyt indeholdende enzymet amylase afgives fra spytkirtler og den første spaltning af kulhydrat begynder. Efter synkning transporteres føden gennem oesophagus. Oesophagus indeholder cirkulære muskler, der dels virker som lukkeanordninger og dels, stimuleret af synkerefleksen, sørger for de peristaltiske bevægelser, der fører føden gennem oesophagus til ventriklen. Den nederste lukkemuskel ligger normalt under diagfragma, og hindrer tilbageløb af sur mavesaft. 4

5 Ventriklen ligger under diagfragma (mellemgulvet). I mavesækken starter fordøjelsen af protein. Tilstedeværelsen af føde i ventriklen stimulerer dels parietalceller i ventriklen til produktion af saltsyre, og dels hovedceller til produktion af enzymforstadiet pepsinogen. Pepsinogen omdannes ved den lave ph-værdi til pepsin, som spalter proteiner til peptider. Disse første fordøjelsesproduker, i form af peptider, stimulerer til yderligere produktion af såvel saltsyre som pepsinogen. Overfladeepitelet beskyttes mod den sure mavesaft ved dels at producere mucin og dels hydrogencarbonat, der binder sig til mucinet. Dette slimlag ligger sig som et tykt tæppe henover epiteloverfladen. 5

6 Leveren producerer galdesalte ud fra kolesterol. Galdesaltene opbevares og opkoncentreres i galdeblæren. Når chymus (den halvt fordøjede føde fra ventriklen) kommer over i duodenum stimuleres galdeblæren til sammentrækning og galde udtømmes i duodenum. Galdesaltene virker som emulgator på fedtet, hvorved dette omdannes til små miceller (små fedtdråber). Miceldannelsen er nødvendig for at give en stor overflade som enzymet lipase kan virke på. Tilstedeværelsen af chymus i duodenum stimulerer også pancreas til udtømning af enzymer og hydrogencarbonat. I pancreassaften (bugspyttet) er der enzymer, der spalter eller fortsætter spaltningen af alle tre næringsstoffer, protein, kulhydrat og lipid. Hydrogencarbonat er basisk og neutraliserer den syre, der er dannet i ventriklen. En neutral ph-værdi er en forudsætning for at enzymerne fra pancreas fungerer optimalt.

7 I intestinum tenue (tyndtarmen) sker den endelige omdannelse af næringsstofferne til aminosyrer (fra protein), monosaccharider (fra kulhydrat) og henholdsvis monoglycerider og fedtsyrer (fra fedt). Det er også i tyndtarmen, at absorptionen af de spaltede næringsstoffer finder sted. Den endelige spaltning af laktose (glukose og galaktose) sker ved hjælp af enzymet laktase, som findes på tyndtarmepitelcellernes glykokalyx. I den sidste del af tyndtarmen, det vil sige i ileum, sker der en reabsorption af galdesalte, det såkaldte enterohepatiske kredsløb.

8 Tyktarmens funktion i forbindelse med fordøjelsen er primært at reabsorbere vand og salte og at være depot for fæces. Epitelceller i tyktarmen producere mucin, der får indholdet til at glide lettere. Der er mange bakterier i tyktarmen. Bakterierne lever af de ufordøjede føderester, eksempelvis fibre. En god normalflora er forebyggende for invasion af fremmede og sygdomsfremkaldende bakterier, da der jo skal konkurreres om næringen. Nogle af bakterierne i tyktarmen producerer K-vitamin (ca. halvdelen af vores behov). Dette K-vitamin absorberes derfor også i tyktarmen.

9 Hepar er organismens største kirtel. I forhold til fordøjelsen er det specielt leverens produktion af galdesalte, der er interessant. Galdesaltene dannes ud fra kolesterol, men er forsynet med flere hydrofile grupper. Det er galdesaltenes egenskaber med både en hydrofil ende og en hydrofob ende, der dem velegende som emulgator i forbindelse med miceldannelse. Leveren producerer også galdefarvestof. Som I vil lære i patofysiologi, er galdefarvestof det samme som konjugeret bilirubin. I leveren foregår der konjugation af mange andre fedtopløselige stoffer, herunder lægemidler. Stofferne bliver koblet sammen med hydrofile grupper, hvorved de bliver vandopløselige. Vandopløselige stoffer transporters frit i plasma, og kan udskilles gennem nyrerne. Denne konjugation kaldes ofte afgiftning. Fra biokemi er leverens evne til at oplagre glycogen kendt. Oplagring sker i absorptionsfasen. I postabsorptionsfasen, hvor koncentrationen af glucose i blodet falder, sker der blandt andet en nedbrydning af det oplagrede glycogen, for at stabilisere koncentrationen af glucose. En anden meget vigtig leverfunktion, er organets produktion af plasmaproteiner og koagulationsfaktorer. Det vigtigste plasmaprotein er albumin, og dettes hovedfunktion er at opretholde det kolloidosmotiske tryk og dermed sikre et passende blodvolumen. Leverens produktion af koagulationsfaktorer er selvfølgelig vigtig i forhold til at stoppe blødning, såvel ydre som indre blødninger.

10 Pancreas kender I fra histologi. Den er dels opbygget af mange eksokrine kirtler, med acinære endestykker, der har en fælles udførselsgang i duodenum. Og dels findes der spredt i det exokrine væv øer af endorkrine kirtler, de Langerhanske øer. De Langerhanske øer secernerer deres produkter insulin og glucagon til blodet. Som det vil fremgå er pancreas et meget vigtigt organ i forbindelse med fordøjelsen.

11 Protein i føden, som primært findes som muskelprotein og bindevævsfibre i kød spaltes i ventriklen af pepsin til oligopeptider. Den halvt fordøjede føde, der forlader ventriklen og kommer over i duodenum kaldes chymus. I duodenum vil peptidaser, som er en del af enzymerne fra pancreas, spalte oligopeptiderne til henholdsvis di- og tripeptider og aminosyrer, som absorberes i tarmepitelcellerne. I tarmcellerne sker den endelige spaltning af di- og tripeptider til aminosyrer. Aminosyrerne diffunderer fra tarmcellerne over i blodbanen. Veneblodet fra tarmen kommer bekendt ud i portåren og dermed til leveren, inden de kommer ud i det store kredsløb. 11

12 Spaltning af kulhydrat starter allerede i mundhulen, idet både synet af mad og tilstedeværelse af mad i mundhulen stimulerer spytkirtlerne til sekretion af spyt. I spyttet findes blandt andet spytamylase, som spalter større kulhydrater, som eksempelvis stivelse til oligosaccharider. Spytamylase har ikke nogen væsentlig betydning for fordøjelsen, da føden opholder sig meget kort tid i mundhulen. Når føden kommer ned i ventriklen inaktiveres spytamylasen af den lave ph-værdi, der findes her. Først når føden som chymus ankommer i duodenum sker der igen en spaltning af kulhydrat ved hjælp af pancreaslipase i bugspyttet. Neutral ph-værdi i duodenum opnås ved, at den syre, der følger med chymus fra ventriklen neutraliseres af hydrogencarbonat, som også er en del af bugspyttet. I forbindelse med tyndtarmepitelets glycocalyx findes også enzymer. Særligt kan her nævnes, at enzymet lactase spalter disaccharidet laktose (mælkesukker) som består af glucose og galactose. Tarmepitelcellerne optager monosaccharider, der afgives til blodbanen ved difussion. Veneblodet kommer som nævnt til leveren via portåren, og leveren får derved mulighed for at oplagre glucose i form af glycogen, som er vigtigt i forbindelse med opretholdelse af et stabilt blodsukker. Hvis man ser bort fra os Nordeuropæere vil de fleste mennesker nedregulere mængden af latase i duodenum, hvorved muligheden for at spalte laktose nedsættes drastisk. Nedregulering af laktase kaldes laktoseintolerans, og indtag af mælk og mælkeprodukter vil give gener i form af diare. Laktoseintolerans er ikke det samme som mælkeallergi; ved mælkeallergi er der tale om en immunologisk reaktion, hvor der dannes antistoffer mod dele af mælkeproteiner. 12

13 Spaltning af triglycerider starter først i duodenum. Fedt i føden vil findes som forholdsvis store partikler, da fedt jo ikke er blandbart med vandet i chymus. Lipase er det enzym, der spalter fedtsyrer fra glycerol i triglyceriderne. Lipase er en del af bugspyttet. Da enzymet er hydrofilt vil det fungere på overfladen af fedtpartiklerne. For at få en effektiv udnyttelse af lipase, er det derfor nødvendigt, at fedtpartiklerne emulgeres og dermed gøres mindre, så de har en større samlet overflade. Galdesaltene fra leveren, der frigøres fra galdeblæren, når der er fedt i duodenum, har både en hydrofil ende og en hydrofob ende, og fungerer derfor som emulgator. Galdesalte binder sig til overfladen af fedtpartiklerne. Kontraktion af muskelvævet i tarmen sørger for, at fedtpartiklerne splittes op i mindre partikler, og galdesaltenes hydrofile del gør, at de mindre fedtpartikler ikke smelter sammen igen. Herved har man fået dannet meget mindre fedtpartikler, som holdes opløselige ved at være omgivet af galdesalte. Lipasen spalter triglyceriderne til monoglycerider og fedtsyrer. De meget små fedtpartikler, som kaldes miceller indeholder efterhånden kun monoglycerider og fedtsyrer, og disse kan ved tæt kontakt med tarmepitelcellernes cellemembran diffundere over i epitelcellerne. Inde i epitelcellerne omdannes monoglycerider og fedtsyrer igen til triglycerider, der sammen med kolesterol og en en proteindel pakkes sammen i chylomicroner, der er et lipoprotein. Chylomikronerne sendes ud af epitelcellerne ved exocytose, og opfanges af lymfe. De transporteres med lymfen, hvorefter de udtømmes i en vene på overgangen mellem halsen og brysthulen. 13

14 Den generelle ombygning af fordøjelessystemets rørsystem fremgår også af fig side 479 i Histologi på molekylærbiologisk grundlag Geneser. Navnene på de forskellige lag, er henholdsvis Tunica mucosa, tela submucosa, tunica muscularis og tunica serosa. Ind mod lumen er et slimhindelag, tunica mucosa, som dels indeholder et overfladeepitel (lamina epitelialis) og dels mere eller mindre løst bindevæv (lamina propria), indeholdende små blod- og lymfekar, herunder kapillærer og nerveender og endelig kan der være lidt muskelvæv (lamina muscularis) som regel i form af glatte muskelceller. Efter slimhinden kommer et lag af bindevæv (tela submucosa), der indeholder større kar og større nerver. I submucosa ses også diffust lymfoidt væv. 14

15 Efter submucosa indeholder rørsystemet to til tre lag af glatte muskelceller. Disse muskler har ansvaret for æltning, segmentering og peristaltik af føden. Endelig er rørsystemet fra ventriklen og nedefter beklædt med bughinde og afsluttet derfor med en serosa i form af mesotel. I subserosa kan der være bindevæv og fedtvæv. 15

16 I cavum oris, pharynx og eosophagus er lamina epitelialis opbygget er et tykt lag af flerlaget uforhornet pladeepitel. Det flerlagede epitel tåler både stræk og mekanisk påvirkning. Lamina muscularis er et særligt tykt lag af lændegående glatte muskelceller. 16

17 Eosophagus indeholder i submucosa slimproducerende kirter, der altså afgiver slim og derved letter transporten af føde. Tunica muscularis adskiller sig fra andre dele af fordøjelsessystemet ved at indeholde tværstribet muskulatur i den første 1/3. 17

18 Ved overgangen fra eosophagus til ventrikel skifter overfladeepitelet brat karakter. Fra flerlaget uforhornet pladeepitel, som det ses i eosophagus til enlaget cylinderepitel i ventriklen. Overfladeepitelcellerne i ventriklen producerer dels slim og dels hydrogencarbonat, der opløses i slimen, hvorved cellerne beskyttes mod den stærke syre, der udgør mavesaften. Ved tilbagevendende reflux, altså tilbageløb af mavesaft til eosophagus, må man formode at pladeepitelets regenerationsfrekvens forøges, hvorved risikoen for udvikling af cancer opstår. Overfladeepitelet i ventriklen danner krypter, indeholdende forskellige typer af kirtelceller, der dels producerer saltsyre (parietalceller), pepsionogen (hovedceller) og gastrin (endokrine celler). Parietalcellerne producerer også intrinsic factor, som er et glycoprotein, som binder sig til B-12-vitamin, og som er nødvendigt for at B-12-vitamin kan optages i tyndtarmen. 18

19 Tela submucosa i ventriklen indeholder ret løst bindevæv med kar og nerver. Tunica muscularis adskiller sig i ventriklen fra den generelle opbygning, idet der her også er et skråt forløbende muskellag. Man må formode, at det øger mavesækkens æltningsmuligheder. En god æltning er en forudsætning for at pepsin kan komme i forbindelse med fødens indhold af protein. 19

20 Da stort set al absorption foregår i tyndtarmen, er det vigtigt med en stor overflade. Dette opnås dels ved at submucosa danner tarmfolder (plicae circularis), der er særligt udtalt i jejunum, dels ved at der i mucosa dannes villi og endelig ved, at der på de absorptive celler er mikrovilli. Overfladeepitelet er enlaget cylinderepitel. I overfladeepitelet ses mange absorptive celler, og derudover mucinproducerende bægerceller og henholdsvis sekretin- og cholecystokininproducerende celler. De sekretinproducerende celler stimuleres af henholdsvis surt chymus og peptider i duodenum. Sekretin stimulerer de acinære kirtelceller i pancreas til sekretion af specielt hydrogencarbonat. De cholecystokinin (CKK) producerende celler stimuleres af forekomsten af henholdsvis peptider, aminosyrer og fedtsyrer i duodenum. Cholecystokinin stimulerer de acinære kirtelceller i pancreas til sekretion af specielt fordøjelsesenzymer, altså forstadier til lipase, peptidaser og amylase. 20

21 Lamina propria er et meget cellerigt bindevæv, der indeholder små kar, herunder blod- og lymfekapillærer. Lamina propria udgør bindevævskernen i villi, og udfylder rummet mellem de Lieberkünske krypter. På overgangen mellem tunica mucosa og tela submucosa finder der diffust lymfoidt væv. Mængden af lymfoidt væv tiltager ned gennem instetinum tenue, sådan, at der er mest i ileum. I de Lieberkünske krypter findes stamceller, der ved deling sørger for tyndtarmens hyppige udskiftning af overfladeepitel. Stamcellerne findes i bunden af de Lieberkünske krypter og vandrer efter deling op i epitelet. Der findes populationer af stamceller, der kan differentiere til alle de øvrige celletyper. 21

22 Tela submucosa i tyndtarmen består af forholdsvis løst bindevæv med større blod- og lymfekar. I den første del af duodenum ses Brunnerske kirtler i tela submucosa. Disse kirtler producerer basisk slim, og er således med til at danne et slimhindelag, der beskytter tarmcellerne mod det sure chymus fra mavesækken. Plicae cirkularis, altså folder af tela submucosa er mest udbredt i jejunum. Tunica muscularis består af dels af et indre cirkulært og et ydre longitudinelt lag af glatte muskelceller, der dels sørger for opblanding af tarmindholdet og for en videre transport i retning mod endetarmen. Mellem muskellagene er der nervefibre. Peristaltikken fremmes af parasympaticus og hæmmes af sympaticus. Tunica serosa afsluttes ud mod tarmkrøset af et mesotel, altså et enlaget pladeepitel. I subserosa, mellem mesotelet og tunica muscularis er der bindevæv, ofte med et vist indhold af fedt. Tarmkrøset er en dobbeltfold af bughinden. Krøset indeholder karforsyningen til tarmenes forskellige afsnit. Der forekommer også en del fedt i tarmkrøset. 22

23 Lumen i tyktarmen er meget større end i tyndtarmen. I tyktarmen (colon) har cylinderepitelet ikke mikrovilli. Det danner lange Lieberkünske krypter med mange slimproducerende bægerceller. Submucosa består af bindevæv, der kan indeholde en betydelig mængde af fedtvæv. Karakterisk for colon er tunica muscularis, som består af et komplet indre cirkulært muskellag, men et ufuldstændigt longitudinelt lag, bestående af tre bånd. Disse bånd er kortere end tarmen, hvorved tarmen får en karakteristisk udbuling. 23

24 Fordøjelsen reguleres dels via nervesystemet, dels hormonelt. Det foregår i et samspil, på den måde, at det ofte er sanseceller i nervesystemet, der påvirkes og stimulerer de forskellige kirtelceller til sekretion. På slidet er nævnt de hormoner, vi støder på i forbindelse med regulering af fordøjelsen, hormonernes målceller og disses sekretionsprodukt. På de næste slides vil der være en gennemgang af hvad der stimulerer de hormonproducerende celler. 24

25 Som det fremgår af slidet, starter udskillelsen af hormoner allerede før vi putter mad i munden, idet synet af mad stimulerer spytkirtlerne til sekretion af spyt vi får vand i munden. I forbindelse med tygning af maden begynder de gastrinproducerende celler i antrum-delen (den nederste del) af ventriklen at secernere gastrin. Som det fremgår af det første slide, vil gastrin påvirke parietalcellerne i ventriklen til at afgive saltsyre. Når føden kommer ned i ventriklen vil dette stimulere hovedcellerne i ventriklen til afgivelse af pepsinogen og parietalcellerne til afgivelse af mere saltsyre, ligesom det vil stimulere de gastrinproducerende celler til at afgive gastrin. Pepsinogen vil i saltsyre blive spaltet til pepsin. Pepsin virker autokatalytisk, hvilket betyder, at pepsin vil katalyserer spaltningen af flere pepsinogenmolekyler til pepsin. Pepsin spalter protein i føden til peptider, og peptider stimulerer til yderligere produktion af både saltsyre og pepsinogen. Så længe, der er protein i mavesækken vil der altså afgives pepsin, som kan spalte det. Saltsyren sørger for at mavesyren har en ph-værdi svarende til pepsins optimum. Kontraktion af mavesækkens tre muskellag sørger for en god æltning, der gør det muligt for pepsin at komme ind til fødens indhold af proteiner. Mucosas indhold af basisk slim beskytter epitelcellerne i ventriklen mod henholdsvis pepsins og saltsyrens skadelige virkning. 25

26 Tømning af ventrikelindhold styres primært af forholdene i duodenum. Tilstedeværelsen af chymus med lav ph-værdi stimulerer epitelceller i duodenum til udskillelse af hormonet sekretin, hvis hovedfunktion er, at stimulerer acinære kirtelcelleri pancreas til udskillelse af hydrogencarbonat. Tilstedeværelse af fedtsyrer og peptider i duodenum stimulerer epitelceller i duodenum til udskillelse af hormonet cholecystokinin, hvis funktion dels er, at stimulere acinære kirtelceller i pancreas til udskillelse af enzymer og dels at stimulere galdeblæren til afgivelse af galde indeholdende galdesalte. Som det fremgår af slidet, vil en høj koncentration af de ovennævnte stimuli hindre ventrikeltømning. På den måde vil ventrikeltømning ske i et tempo, hvor fordøjelsen i tyndtarmen kan følge med. 26

27 Fordøjelsesenzymerne afgives som proenzymer, der først aktiveres i lumen, der hvor de skal virke. Dette er med til at sikre, at der ikke sker en selvfordøjelse. Pepsinogen aktiveres således til pepsin i lumen på ventriklen af saltsyre (det første) og senere af allerede dannet pepsin. Trypsinogen aktiveres i lumen på duodenum til trypsin af enzymet enterokinase, som findes i tyndtarmsepitelet. Trypsin tilhører enzymgruppen peptidase. Trypsin har en autokatalytisk funktion og aktiverer også andre peptidaser i tyndtarmen. Lipase formodes også at afgives som et proenzym, der først aktiveres i duodenum. 27