INSTUDERINGSFRÅGOR – BLOCK D – DIGESTIONSFYSIOLOGI CARINA
Gör en skiss över digestionskanalen och dess accessoriska organ.
Vilka är skillnaderna i uppbyggnaden av digestionskanalens olika delar, dvs
Plats
Slemhinna
Muskler
Motorik
Anatomi
Matstrupe esofagus
Oförhornat skivepitel –
ingen slemproduktion.
Känslig för magsaft från
magsäck
Peristaltik
Övre (UES) och nedre
(LES) esofagussfinkter
Magsäck
Dubbellager av slem
skyddar mot magsaft
Två – runtgående muskler
pressar ned bolus,
längsgående muskler
förkortar transportsträckan
för bolus
Tre – längsgående,
runtgående och tvärgående
”Peristaltik och
segmentation”
Nedre magmun –
pylorussfinkter.
Fundus (övre del) och
antrum (nedre del)
Tunntarm –
duodenum +
jejunum +
ileum
Uppluckrat slemlager,
så födoämnen kan
plockas upp
???
Peristaltik och
segmentation
Absorptiva celler,
enterocyter, närmast
födan.
Nedbrytning och
absorption
Transportsträcka – ingen
nedbrytning eller
absorption
Nedbrytning både
mekaniskt (motorik) och
kemiskt (saltsyra,
enzymer, hormoner)
Stor nedbrytning och
absorption
Enteroendokrina celler
sekrerar sekretin och CCK.
Ytan utgörs av villi, som
utgörs av ännu mindre
microvilli ökad
absorptionsyta
Tjocktarm –
colon
Dubbellager av slem
skyddar mot bakterier
???
Främst segmentation.
Framåtdrivande
motorik, mass
movements, förflyttar
föda mot rektum. 1-3
ggr/dag.
Stora kryptor med
gobletceller
(slemproduktion)
Lagring av tarminnehåll
i haustras
Inga villi (inget
näringsupptag)
Ingen enzymproduktion
(ingen nedbrytning)
Absorption av vatten och
elektrolyter
Var sker nedbrytningen och absorption av kolhydrater, fett och protein?
(Tack till Jack Hilon för tabellen)
Kolhydrater – ex stärkelse
Nedbrytning: munhålan – enz. alfa-amylas i salivet.
o Tunntarmen
Alfa-amylas från pankreas. Stärkelse maltos.
Brush border enzymer bryter ner di-sackarider till monosackarider. Maltas
bryter ned maltos 2*glukos.
Absorption: sker i tunntarmen till kapillärer i villi.
Protein
Nedbrytning: enzymer i magsäcken: pepsin. Protein proteaser.
o Enzymer i tunntarmen: trypsin, chymotrypsin och carboxypeptidas från pankreas.
Proteaser peptider och dipeptider.
Brush border enzymer – peptidaser. Peptider och dipeptider
aminosyror.
Absorption: sker i tunntarmen till kapillärer i villi.
Fett
Nedbrytning: galla från gallblåsan – ger små aggregat av triglycerider – miceller.
o Enz. Lipas och co-lipas från pankreas – ger fria monoglycerider och fettsyror.
Absorption: sker i tunntarmen till lymfkärl i villi.
Vilka funktioner har det autonoma (ANS) och det enteriska nervsystemen (ENS) i
digestionskanalen?
ANS och ENS kan reglera mag-tarmkanalen.
ANS agerar genom en sympatisk och parasympatisk gren.
1. Sympatiska nervsystemet (fight or flight) kommer minska motorik och sekretion i
magtarmkanalen (till skillnad från i hjärtat!). Det påverkar salivkörtlar via nerver T1-T3
och esofagus, magsäck, tunntarm och colon via T1-L2.
2. Parasympatiska nervsystemet (rest and digest) kommer öka motorik och sekretion i
magtarmkanalen. Genom CN VII (facialis) och IX (glossopharyngeus) påverkar den
salivkörtlarna. CN X – Vagus – har allra störst påverkan, då den agerar på esofagus,
magsäck och tunntarmen.
ENS är ett lokalt nervsystem i magtarmkanalen som består av ett nätverk av flätliknande
nervvävnad i matstrupen, magsäckens och tarmrörets vägg. Magtarmkanalens motorik är till
stor del påverkad av ENS, och därför behövs inte ANS eller CNS i någon stor utsträckning. Det
finns däremot ENS-kopplingar till CNS via långa autonoma reflexer, ex kan rädsla påverka
magtarmkanalen (CNS ENS) och om vi äter något giftigt kan signalen förmedlas vidare
(ENS CNS). På så sätt kan ENS agera lokalt, eller skicka vidare signalerna upp till CNS.
Exempel på en kort sensorisk ENS-reflex är om en substans kommer i kontakt med ett
sensoriskt neuron på villi. Då skickas en signal vidare till ett interneuron, kopplas om, och
vidare ut till ett sekretoriskt motorneuron. Exempelvis kan det leda till att mucus, slem,
frisätts.
Det finns två olika plexus – flätor – i ENS:
1. Plexus myentericus, som befinner sig vid muskler. Löper hela vägen från matstrupe till
rectum. Kontrollerar motorik.
2. Plexus submucosus som befinner sig vid körtlar. Börjar nedanför magsäcken och löper
längs hela tarmen. Kontrollerar utsöndring av enzymer och saltsyra.
Hur förflyttas respektive blandas föda i digestionskanalens olika delar?
Genom segmentation och peristaltik.
Segmentation, blandningsmotorik, är lokala sammandragningar i tarmväggen vilka aktiveras
av distension. Den sönderdelar födan så enzymer kan komma åt den. Kan liknas vid att man
trycker på en tandkrämstub. Förmedlas via runtgående muskler.
Peristaltik är kontraktionsvågor som förflyttar tarminnehållet genom magtarmkanalen. Det
här leder till att födan kan fortsätta i digestionskanalen och vidare från ex esofagus till
tunntarm. Förmedlas både via runtgående och längsgående muskler.
Matstrupe – här sker förflyttning av födan genom peristaltik. En övre esofagussfinkter, mot
munhålan, och en nedre, mot magsäcken, kommer att reglera hur långt födan ska förflyttas.
Magsäck – nu kommer födan att börja blandas. I magsäckens övre del, fundus, kan föda
lagras. I dess nedre del, antrum, kommer födan att blandas. Genom kontraktionsringar
kommer födan att förflyttas från fundus ned mot pylorussfinktern (nedre magsäcksmunnen).
Pylorussfinktern är stängd och det sker en malning – födan slås mot pylorussfinktern.
Därefter förflyttas den stora delen föda tillbaka mot fundus, och små mängder föda pumpas
ut i duodenum genom att pylorus öppnar en aning. Processen börjar sedan om på nytt.
Tunntarm – här kommer födan förflyttas genom omfattande peristaltik och blandas
ytterligare genom segmentation.
Tjocktarm – här sker ffa bara en form av segmentation, blandningsmotorik – haustration.
Mass movements sker 1-3 gånger/dag och är en tonisk kontraktion av långa tarmavsnitt.
Tarminnehållet förflyttas då långsamt. När tarminnehållet når rektum kommer distension av
denna innebära att den interna sfinktern relaxerar och defäkation.
När tarmen är tom sker också en kraftig peristaltisk kontraktionsvåg – migrating motor
complex (MMC) - från magsäcken genom hela tarmen. Detta sker oftast på natten och
fungerar som en skyddsmekanism. Då kan bakterier och icke-nedbruten föda, så som
olösliga fibrer, avlägsnas. Kan liknas vid en storstädning i magtarmkanalen.
Vad stimulerar parietalcellerna till syrasekretion? Hur regleras denna sekretion så att pH i
magsäcken normalt ligger omkring 2-3?
Parietalcellerna finns i magsäckens fundus och sekrerar saltsyra. Produktionen av saltsyra
går till genom att CO2 tas upp med vatten in i parietalcellen bildar kolsyra (H2CO3) ett
av vätet åker ut i lumen via en protonpump det andra vätet finns kvar i vätekarbonat
(HCO3-) transporteras till blodet Cl- kommer in i parietalcellen vid utbyte Cl- åker ut
i lumen och bildar HCl tillsammans med vätejonen som redan är där.
På den inaktiva parietalcellen finns det en protonpump apikalt. Basalt finns det tre
receptorer – en muskarin- (kolinerg), histamin- och gastrinreceptor. På den aktiva
parietalcellen har acetylkolin (ACh) från vagusnerven, histamin från ECL-celler
(enterokromaffinlika celler) och gastrin från G-celler (magsäckens antrum) bundit in till sina
respektive receptorer, vilket har inlett saltsyresekretion. Ju fler receptorer som bundit sina
ligander, ju större sekretion.
Sekretionen kan inhiberas av somatostatin, som återfinns i G-celler i magsäckens antrum.
Det kommer inhibera frisättningen av gastrin från G-celler och histamin från ECL-celler. Det
kan även direkt inhibera saltsyreproduktionen. Alltså kommer sekretionen att minska.
Cholestocystokinin, CCK, från tunntarmen inhiberar också sekretionen.
Magsäcksprocesserna kan ske genom aktivering av receptorer i CNS och munnen (kefalisk
fas), i magsäckens slemhinna (gastrisk fas) eller i tunntarmen (intestinal fas).
Platser lokaliserade över magsäcken, kefalisk och gastrisk fas, är stimulerande. Nedanför
magsäcken, intestinal fas, är inhiberande.
Kefal fas inträffar när syn, lukt och smak utlöser stimulering av magsäcken genom vagus
(ACh). ACh kan stimulera parietalcellerna direkt för saltsyresekretion men kan även aktivera
G-cellerna i antrum och stimulera gastrinsekretion, som i sin tur stimulerar
saltsyraproduktion från parietalcellerna.
Gastrisk fas inträffar när:
1. Föda i magsäcken utlöser stimulering genom distension - aktiverar mekanoreceptorer
och stimulerar kolinerga nerver, vilka i sin tur aktiverar parietalceller att utsöndra
saltsyra
2. ACh och nedbrutna proteiner stimulerar gastrinsekretion från G-cellerna i antrum
stimulerar i sin tur saltsyraproduktion från parietalcellerna
Intestinal fas är inhibitorisk och viktig för att hålla pH kring 2-3. Det förmedlas genom
kemiska stimuli: fett, surt pH (<4-5) och hyperosmolaritet i duodenum (för mycket partiklar i
tunntarmen). Om pH i tunntarmen är för surt innebär det att saltsyrasekretionen kommer
hämmas i magsäcken.
Hur skyddar sig magsäcken för den höga koncentrationen av vätejoner?
Magsäcken har ett dubbellager av slemhinna för att skydda sig mot magsaften, och därmed
den höga koncentrationen av vätejoner.
Epitelceller i magsäcken producerar ett tjockt slemlager som skyddar mot lågt pH och
digestiva enzymer. Detta slemlager kommer sprida sig över slemhinnan. Bikarbonat
utsöndras i det och kommer att verka som en buffert mot saltsyran.
Dessutom finns det tight junctions mellan epitelcellerna, vilka förhindrar att magsaften
tränger ner mellan cellerna.
Slutligen kommer skadade epitelceller i magsäcken att bytas ut var 3-6 dag från stamceller.
På så sätt kan epitelcellerna alltid hållas intakta och verka som barriärer mot vätejonerna.
Hur regleras pankreas´ sekretion av enzymer, respektive av bikarbonat?
Pankreas (bukspottskörteln) består av exokrina (98 %) och endokrina celler.
De exokrina cellerna producerar hormoner (ex insulin) och sekrerar direkt ut i blodet.
De endokrina cellerna producerar digestiva enzymer och bikarbonat, som slutligen frisätts i
pancreatic duct till tunntarmen. Dessa enzymer är aktiva vid neutralt pH, och därför behövs
bikarbonat för att neutralisera den höga koncentrationen av vätejoner i magsäcken.
Regleringen sker nervöst, via vagus, och hormonellt, via sekretin och CCK.
Vagus stimulerar frisättning av de digestiva enzymerna.
Syror från magen kommer orsaka frisättning av sekretin från duodenum. Sekretin
absorberas sedan i blodbanan och ökar sekretionen av bikarbonat motverka det sura
pH:t,
Fetter och aminosyror kommer leda till frisättning av CCK. CCK absorberas sedan i blodbanan
och ökar sekretionen av de digestiva enzymerna.
Vilken funktion har galla? Hur regleras dess utsöndring till tunntarmen?
Galla produceras i levern och frisätts från gallblåsan. Galla är viktigt då kroppen vill bryta ned
fetter, genom att agera som ett emulgeringsmedel för fettdropparna i tunntarmen. Likt ett
tvättmedel kommer gallsalter från gallan att lägga sig runt fettdroppar och bilda miceller,
med den hydrofila delen vänd ut mot vatten och den hydrofoba delen vänd in mot
fettdroppen.
Utsöndringen regleras genom att fett (ffa fria fettsyror) i tunntarmen stimulerar CCK- och
sekretionsekretion från enterokrina celler. CCK kommer i sin tur stimulera kontraktion av
gallblåsan samt en relaxation av Oddi-sfinktern (se nedan), med frisättning av galla som
resultat. Sekretin stimulerar gångepitelet till att utsöndra bikarbonatrikt sekret.
Relaxationen av Oddi-sfinktern, som förmedlas genom CCK, kommer leda till att galla kan
träda ut i tunntarmen från gallblåsan.
(Gallsalter kommer återanvändas mellan tunntarmen och levern – upp till 98% av
gallsalterna återanvänds. Detta sker i det sk enterohepatiska kretsloppet. Galla produceras i
levern och träder sedan ut till gallblåsan. När CCK sekreras kommer gallblåsan kontrahera
och Oddi-sfinktern att relaxera, vilket gör att galla kan träda ut i tunntarmen vid duodenum.
När gallsalterna sedan har gjort sitt, ex när allt fett har absorberats, kommer de träda in igen
vid ileum och slutligen tillbaka till levern.)
Hur absorberas kolhydrater, proteiner och fetter? På vad sätt skiljer sig absorptionen av de
olika ämnena åt?
Kolhydrater absorberas genom att monosackarider (glukos, fruktos och galaktos) plockas
upp i tunntarmen. Glukos absorberas genom sekundär aktiv transport. En ATP-driven Na/Kpump bildar då en Na-gradient utanför tarmcellen då den pumpar ut Na+ och in K+. Glukos
(och galaktos) kan sedan träda in tillsammans med detta Na+ in i cellen. Därefter hjälper
GLUT2 till med diffusion till kapillärer.
Fruktos absorberas genom faciliterad diffussion, då det tas in i cellen mha transportören
GLUT5. Även här hjälper sedna GLUT2 till med diffusion till kapillärer.
Proteiner absorberas på ett liknande sätt som kolhydrater.
1. Natrium-medierat upptag: en ATP-driven Na/K-pump skapar en Na-gradient och
aminosyror träder sedan in med Na+.
2. Väte-medierat upptag: en ATP-driven Na/K-pump skapar en Na-gradient, som sedan
används för ett utbyte med vätejoner (H+) ut ur cellen. Därefter kan vätejoner träda
in tillsammans med peptider i cellen.
Aminosyrorna och peptiderna diffunderar sedan till kapillärer.
Fetter absorberas genom att galla bildar miceller, som sedan kan spjälkas med lipas från
pankreas. Detta ger fria monoglycerider och fettsyror som sedan tas upp i tarmen genom
diffusion. Inne i tarmen syntiseras triglycerider och formar kylomikroner, som sedan träder
ut till lymfkärl genom exocytos.
Ämne
Glukos och galaktos
(kolhydrat)
Fruktos (kolhydrat)
Upptag
Sekundär aktiv transport
Aminosyror (protein)
Peptider (protein)
Fetter
Natrium-medierat upptag
Väte-medierat upptag
Diffusion
Faciliterad diffusion (GLUT5)
Absorption
Faciliterad diffusion (GLUT2)
till blodkärl
Faciliterad diffusion (GLUT2)
till blodkärl
Diffusion till blodkärl
Diffusion till blodkärl
Diffusion till lymfkärl
Skillnader är alltså att kolhydrater och proteiner absorberas genom diffusion till blodkärl,
medan fetter diffunderar till lymfkärl.
Vilken funktion har tjocktarmen? Hur fungerar avföringsreflexen?
Tjocktarmen absorberar vatten och elektrolyter. Det sker en bakteriell nedbrytning av
restprodukter. Slutligen lagrar den även restprodukter, i haustras, tills de elimineras via
defekation.
Defekation är en spinal reflex som kan påverkas av CNS (viljestyrda signaler). När
tarminnehållet når rektum sker en distension av denna. Då kommer mekanoreceptorer i
tarmväggen att förmedla att födan är på väg genom sensoriska nerver (ENS, ANS). Det
kommer att stimulera kontraktion av tarmvägg samt att den interna sfinktern relaxerar.
Resultatet blir defekation. Denna reflex är inte viljestyrd.
Man har även viljestyrda signaler (genom CNS) som kan stimulera relaxation av den externa
anala sfinktern, vilket innebär att man kan ”hålla sig” om man måste. Den externa anala
sfinktern kan då hållas kontraherad. När de viljestyrda signalerna sedan stimulerar relaxation
kommer man att defekera.
