I. Az emésztőrendszer felépítése és működése

Az előadások a következő témára: "I. Az emésztőrendszer felépítése és működése"— Előadás másolata:

1 I. Az emésztőrendszer felépítése és működése
A táplálkozás I. Az emésztőrendszer felépítése és működése

2 Táplálék előkészítése: mechanikai őrlés + kémiai lebontás → szerves tápanyagok + víz-ionok felszívása Tápcsatorna (= gastrointestinalis / gastroen-teralis rendszer): szájnyílás → szájüreg → garat → nyelőcső → gyomor → vékonybél → vastagbél → végbél → végbélnyílás + mirigyek: nyálmirigyek, máj, hasnyálmirigy 2 izomtípus végzi a mozgatóműködéseket: - tápcsatorna kezdete (szájüreg, garat, nyelőcső eleje) + vége (végbél külső záróizma): harántcsíkolt - közötte: simaizmok

3

4

5 Szájüreg – cavum oris Határai: - felülről: kemény és lágyszájpad
- oldalról és elölről: fogsorok + íny + kívül: pofa/orca - alulról: nyelv + szájfenék Ajkak állományának nagy része: m. orbi-cularis oris Nyelv – lingua: - izmos szerv, felszínén papillák (szemöl-csök): mechanikai papillák és ízérző papillák (– falukban ízlelőbimbók)

6 - táplálék keverése, továbbítása
- ízérzés - beszédképzés Nyálmirigyek (glandulae salivares): 3 pár nagy nyálmirigy + sok kis nyálmirigy a nyálkahártya falában 3 pár nagy mirigy: fültőmirigy (glandula paro-tis), állkapocs alatti mirigy (gl. submandibularis); nyelv alatti mirigy (gl. sublingualis)

7 Nyál: szájüreg nedvesen tartása lizozim- (bakteriális sejtfal szintézisét gátló enzim) + IgA-tartalom = > antibakteriális hatás mucin (fehérje): csúszóssá teszi a falatot α-amiláz (enzim): keményítőbontás kis nyálmirigyek: kis mennyiségű lipáz (lipidbontó enzim) szekréciója kalciumkötő fehérjék: a fogakon védőbe-vonatot képeznek

8 Nyálat termelő mirigysejtek – 2 fajta:
serosus mirigysejtek: nagy menny. izoz-motikus oldatot választanak el mucinosus sejtek: mucinelválasztás, kevesebb szekrétum napi nyálszekréció ~ 1liter (étkezésekkor 90%-a; alvás alatt alig választódik el) paraszimpatikus idegek => értágítás => nyálelválasztás ↑ általános szimpatikus izgalom => kevés, sűrű, viszkózus nyál (pl. pszichés izgalom)

9 Fogak – dentes: Mandibula és maxillák fogmedri nyúlvá-nyaiban íny (gingiva) részei: gyökér – nyak – korona Felépítés: - dentin alapállomány - zománc (felül a koronán; az emberi test legkeményebb szövete) - gyökéren: cement - belül a pulpaüregben: fogbél/pulpa: kötőszövet; benne: erek, idegek

10

11

12 Fogképlet: tejfogak: 212;
maradó fogak: egy negyedben (= egy fél fogívben): 2123 - 2 metszőfog (dens incisivus) - 1 szemfog (d. caninus) - 2 kisőrlő (d. premolaris) - 3 nagyőrlő (d. molaris) A szájüreg kivezető kapuja a torokszoros: - lágyszájpad (palatum molle) a nyelvcsap-pal - oldalt a garatívek (köztük levő mélyedésben: szájpadmandula; + körben nyiroktüszőgyűrű)

13 Garat – pharynx Felső részében: garatmandula (tonsilla pharyngea)
kereszteződik a levegő és a táplálék útja „kijáratok” a garatból: - orrüreg felé - szájüreg felé - nyelőcső felé - légcső felé - Eustach-kürt / fülkürt: középfülbe haladó csatorna

14 - lágyszájpad felfelé mozdul → elzárja az utat az orrüreg felé
Nyelés: - lágyszájpad felfelé mozdul → elzárja az utat az orrüreg felé - a hátrahúzódó nyelvgyök lenyomja a gégefedőt (epiglottis) + a gége felemelke-dik => a gégefedő a légcső felé zárja el az utat => a falat a nyelőcsőbe jut a garatba jutott falat / korty a nyelőcső felső sphincteré-nek reflexes ellazulását váltja ki

15 Szabályozás: központi nyelési mintázat-generátor – agytörzsben
a nyelés a légzéssel összehangolódik: - belégzésért felelő agytörzsi neuronok reflexes gátlás alá kerülnek - hangszalagok izmai összehúzódnak => hangrésbe nem jut étel - gége felemelkedik

16 Nyelőcső – oesophagus ~25-30 cm, légcső mögött
perisztaltika => fejjel lefelé lógva is lehet-séges enni-inni a falat több mint 10 sec. alatt jut le a gyomorba izomzat: felső rész (6-8 cm): harántcsíkolt, alsó (10-12 cm): simaizom. Közötte kevert. alsó sphincter: elégtelen működésekor a savas gyomortartalom => gyomorégés, köhögési inger

17 Hányás: védekezési folyamat: a szervezet meg-szabadul a gyomorba/vékonybélbe jutott nem megfelelő tápláléktól, fertőző mikro-organizmusoktól, mérgező anyagoktól jellemző autonóm idegrendszeri tünetek kísérik: verejtékezés, sápadtság, szapora szívműködés, növekedett nyálelválasztás 1. fázis: öklendezés: vékonybélben kontrakciós gyűrű → antiperisztaltikus hullám a gyomor felé → gyomortartalom → nyelőcsőbe → vissza a gyomorba

18 2. fázis: → kilégzőizmok aktiválódása, (hasizmoké is) → felső nyelőcső-sphincter megnyílik → szájon (orron) át kiürül (expulzió) → maradékot a perisztaltika visszajuttatja a gyomorba Koordináció: nyúltvelői 3 központ: - hányásközpont (ingerlés → csak hányás) - másik: csak öklendezést hoz létre - harmadik: kemoreceptorok: vér, CSF kémiai összetételét érzékelik → másik 2 sejtcsoport ingerlése szükség esetén

19 Kiváltás: - hátsó garatfal mechanikai ingerlése - hashártyából, méhből, vesemedencéből, húgyvezetékekből, húgyhólyagból kiinduló erős ingerületek - herék fájdalma - kellemetlen szag, látvány - egyensúlyérző rendszer túlingerlése (pl.: szokatlan mintázatú ingerek: tengeribeteg-ség) - erős emocionális izgalom

20 Gyomor – gaster / ventriculus
Részei: - gyomorszáj - fundus: felső, vak rész, ált. levegővel telt - corpus (test): középső rész: emésztés főként itt történik - antrum: szabályozás - pylorus: distalis, kimeneti rész

21

22 záróizmok: nyelőcső beérkezésénél + a vékonybél kezdeténél
felaprózza, pasztává alakítja a táplálékot, kis adagokban továbbítja a patkóbél felé felső rész (~felső harmad): befogadja, tárolja a táplálékot – nyugalomban összehúzódott állapotban van alsó rész: őrlés, keverés, továbbítás pyloruscsatorna ált. nyitott: szűk nyílása → csak a d<1mm részecskéket engedi át CCK (kolecisztokinin) csökkenti a gyomorperisztaltikát és az ürülést

23 Szekréciós működés: Nyálkahártyában (főleg a corpusban helyezkednek el) mirigyek: - fedősejtek: HCl-termelés + a B12-vitamin (vvt-képzés!) felszívásában szerepet ját-szó molekula (az ún. intrinsic faktor) termelése - fősejtek: pepszinogéntermelés - melléksejtek: mucintermelés → önemésztéstől való védelem - parakrin és endokrin sejtek: hormonterm. kis mennyiségű lipáz is termelődik a pepszinogénből pepszin (enzim) akiváló-dik: fehérjebontás

24 HCl: savas pH: - megöli a mikroorganizmusok nagy részét - aktiválja a pepszinogéneket pepszinné - fehérjék denaturálása A HCl-t termelő fedősejtek transzportrend-szere ~ milliószoros H+-koncentráció-gradienst hoz létre: ez a legnagyobb ismert iongradiens, amit sejt a környeze-tével szemben létrehoz Helicobacter pylori baktérium rezisztens a savra => fekélyokozásban nagy szerep:

25 Gyulladást okoz => gasztrinszekréció ↑ => sósavelválasztás is ↑ => kimarja a gyomor / patkóbél falát

26

27 Szabályozó hormonok: táplálék mechanikai és kémiai ingere a gyomorban (antrum) => gasztrinfelszabadu-lás => HCl-szekréció (! gasztrintermelést sör, bor, kóla, kávé, tea is kivált) hisztamin: gyomormirigyek termelte parakrin molekula → savelválasztást ez is növeli szomatosztatin gátolja a gasztrinelválasztást, s így a HCl-ét is

28 Vékonybél – intestinum tenue
5,5 – 6,5 m hosszú Részei: - patkóbél – duodenum (szinonimák: nyom-bél, epésbél, 12 ujjnyi bél) - éhbél – jejunum (éhbél– csípőbél határ nem éles) - csípőbél – ileum (leghosszabb szakasz) patkóbélbe nyílik a közös epevezeték és a hasnyálmirigy kivezető csöve csípőbéltől a vastagbélbe való átmenet: ileocecalis billentyű határolja

29 Csatlakozó mirigyek: a) Máj – hepar
~1,5 kg; hasüreg jobb felső részében Sokféle anyagcserefunkciója van: - zsírok, aminosavak felépítése-átalakítása - detoxikálás (mérgező anyagok közömbösítése) - glikogénraktár - fehérjeszintézis - hemoglobinlebontás – bilirubinképzés - A-vitamin előállítása provitaminjából - epetermelés

30 Epetermelés: - epesavas sók: lipidek bontását és felszí-vását segítik elő: emulgeálás (lipidcseppek szétoszlatása) => emésztőenzimek nagyobb felületen tudnak hozzájuk férni - anyagcserevégtermékek, testidegen anyagok eltávolítása: bilirubin, koleszterin, hormonok, mérgező anyagok, gyógysze-rek, nehézfémek (réz) Hepatocyták: vérplazmával a sinusoidok-ban érintkeznek → koleszterinből szinte-tizálják az epesavakat (koleszterinlebom-lás legjelentősebb útja)

31 Az epe nem valódi oldat: micellák alkotják (micella: amfipatikus molekula-aggregátu-mok; ld. sejttan: foszfolipidek spontán összeállása gömbökké): bennük: epesavak, koleszterin, foszfolipidek molekulaarányok megváltozása miatt a koleszterin kiválhat → epekőképződés (vagy másképpen is: bilirubin Ca2+-sójából) epesavak 95-98%-a a vékonybélből visszaszívódik → körforgás: 1 molekula többször vesz részt a tápláléklebontásban

32 Epeelvezetés: Közös epevezetéken (ductus choledochus) hagyja el a májat táplálékfelvételek közötti (interdigestiv) fázisokban egy oldalsó leágazásba: az epehólyagba vezetődik – ilyenkor a patkó-bél felé záró izom (Oddi-sphincter) zárva van zsíros táplálék => Oddi sphincter ellazul, epehólyag összehúzódik → epeürülés a patkóbélbe - az ürülés fő kiváltója a kolecisztokinin (CCK)

33

34

35 Bilirubinkiválasztás:
elöregedett, tönkrement vörösvértestek hemoglobinjából keletkezik fontos antioxidáns (káros szabadgyököket = reaktív molekulacsoportokat megkötő anyag) a C-vitamin (aszkorbinsav), a húgysav és az E-vitamin mellett bélbaktériumok hatására sokféle szárma-zéka jön létre → pl. szterkobilin: ez adja a széklet barna színét

36 Újszülöttekben: vvt-szétesést követő biliru-binszint-növekedés => a bőr besárgul
ha túl magas a koncentráció: a még ki nem alakult vér-agy-gáton át az agyban lerakódhat => idegrendszeri károsodás

37 b) Hasnyálmirigy – pancreas
15-20 cm Exokrin (90%) és endokrin funkció – itt az exokrin szereppel foglalkozunk: hasnyál (succus pancreaticus) termelése → ductus pancreaticuson keresztül → patkóbélbe emésztőnedvkeverék: lipázok, nukleázok, amilázok, peptidázok + lúgos oldat => savas gyomortartalom közömbösítése emberek felében az epét elvezető csator-nával egyesül a ductus pancreaticus szekréció szabályozása: CCK (és mások)

38 Vékonybél: béltartalom (chymus) keveré-sét, bélhámsejtekkel (enterocyták) való váltakozó ritmusú érintkezését az ún. „szegmentáló mozgások” biztosítják

39 analis irányban a perisztaltika továbbít; ingere: béltartalom feszítő hatása, nyálkahártyát érő mechanikai, kémiai, ozmotikus ingerek interdigestiv mozgások: gyomor + vékony-bélben chymus nélküli állapotban is (nappal és alvás alatt is): percen-ként körkörös izomzat összehúzódási (és szekréciós!) fázisai => valószínűleg tisztoga-tószerep: lenyelt tárgyak, baktrériumok, emészthetetlen tárgyak eltávolítása

40 A vékonybélben bélbolyhok – villi intestinales – végzik a felszívást: felületna-gyobbítás. A bélboholysejteket is nyúlvá-nyok borítják: mikrobolyhok (microvilli; „kefeszegély”) Bolyhok sejtjei 4-7 nap alatt megújulnak: - felső része: enterocyták – folyamatosan lekopnak, lemorzsolódnak, helyükre a lentről felfelé vándorló sejtek kerülnek: - őssejtek: pótolják az enterocytákat - legalul: szekréciós sejtek (ezek is vándorolnak felfelé): bélnedv elválasztása: nem tart. emésztőenzimeket; lényegében a chymust hígító folyadék

41

42

43 Az összes tápanyag felszívását a vékony-bél végzi

44 Kefeszegély membránjában levő enzimek fejezik be az emésztést a szénhidrátok és a fehérjék esetében (lipidek + nukleotidok már megemésztődnek ekkorra): - di-, és oligoszacharidokat bontanak egyszerű cukrokká (glükóz, fruktóz, galaktóz) - di-, oligopeptideket aminosavakká Bolyhok tengelyében: vakon végződő centrális nyirokér + kapillárisok: artériás és vénás kiserek a vérerekbe szívódnak: vízoldékony vitaminok, egyszerű cukrok, aminosavak, rövid szénláncú zsírsavak

45 Nyirokerekbe: zsíroldékony vitaminok (D,E,K,A) + hosszú szénláncú zsírsavak (epehiányban sérül a zsírfelszívás => K-vitamin felszívása is => véralvadási zava-rok) enterocytákba szívódik fel a Ca2+ is: kalcitriol szabályozza (ld.: csontszövet élettana) → boholymozgások (felszívási fázisban): simaizomsejtek beterjednek a bolyhokba => boholy megrövidülését váltják ki összehúzódásukkal: centralis nyirokér és a kapillárisok tartalmát kipréselik

46 Vasfelszívás: hemoglobinban, mioglobinban, egyéb enzimekben: „működő vas” + a májban: tárolt vas hiányában: vérszegénység – anaemia gyomor-bélrendszeren át folyamatos vasvesztés; nőkben reproduktív korban fokozott megnövekedett vasigény: terhesség, magaslati levegő (vvt. ↑), vérvesztés enterocytákon keresztül szívódik fel

47 Vastagbél – intestinum crassum
Részei: - vakbél – cecum/coecum - remese – colon - végbél – rectum Vakbél: 8-10 cm hosszúságú kezdeti szakasz jobb oldalon; alsó, vak végéről egy csökevényes függelék lóg le: féreg-nyúlvány (appendix; a mandulákkal azo-nos szövetből áll)

48 Remese: ~1,5 m; részei: felszálló vastag-bél, haránt vastagbél, leszálló vastagbél, szigmabél

49 Szerep: napi 1 liter víz és ionok felszívása Na+-felszívás ← aldoszteron szabályozza K+-szekréció ← aldoszteron szabályozza (utóbbi 2 funkció hasonlósága a vese gyűj-tőcsatornáival! – ld: kiválasztás témakör) mucinelválasztás baktériumflóra itt él: számunkra emészthe-tetlen anyagok (pl. cellulóz) lebontása; + vitamintermelés salakanyagok székletté sűrítése, kiürítése

50 a vékonybéltartalom haladása előre jósolható
a vékonybéltartalom haladása előre jósolható. A vastagbélben a továbbítás nagy egyéni változatosságot mutat. A mozgások 2 módon valósulnak meg: lassú analis irányú továbbító mozgások (1) + időszakonként „tömegperisztaltika” (2): tartalmának egy részét áttolja a következő szakaszba

51 Végbél: 15-18 cm → végbélnyílás (anus)
kettős zárás: külső és belső sphincter belső: végbél körkörös simaizmának megvastagodása: nyugalomban tónusos összehúzódásban → rectum telődése reflexesen ellazítja – ekkor a külső izom-tónusa fokozódik! külső: harántcsíkolt gyűrű: állandó tónusos kontrakció; kinyílása a sacralis gerincvelői motoneu-ronok ingerületeitől függ alváskor a külső sphincter tónusa csökken: ilyenkor főleg a belső biztosítja a zárást

52 II. Szabályozás

53 A mechanikai, szekréciós és felszívó mű-ködések összehangolását az
- enteralis idegrendszer - helyi endokrin/parakrin rendszer - központi idegrendszer végzi Kezdetén (rágás, nyelés) és végén (székletürítés): központi ir. végzi; közötte: a helyi szabályozás (magában is tud működni!) + kp-i ir. együtt

54 Az enteralis idegrendszer
Az autonóm (vegetatív) idegrendszer harmadik osztata a szimpatikus–paraszim-patikus mellett nagyjából annyi neuron építi fel, mint a gerincvelő szürkeállományát (~108) nyelőcső alsó harmadától → végbél végéig neuronok sejttestjei: hosszanti-körkörös simaizomréte-gek között + nyálkahártya alatt (submucosa)

55 Ez az idegrendszer külső irányítás nélkül is működőképes: reflexek útján: helyi mechanikai (pl. tápcsatornafal feszülése, nyálkahártya deformálódása, stb.) és kémiai változások (tápcsatorna tartalmá-nak összetétele) indítják meg a reakciókat: motoros, szekréciós, véráramlási, immunválaszok [természetesen a kp-i idegrendszer felé is küld információkat (és kap is onnan)]. speciális ritmusgeneráló sejtek irányítják a „lassú hullámokat” (ld. izomtan)

56 A gyomor-bélrendszerhez közvetlenül érkező (enteralis ir
A gyomor-bélrendszerhez közvetlenül érkező (enteralis ir.-t elkerülő) szimpatikus axonok => szimpatikus izgalom (stressz-helyzet) esetén gátolják a működését

57 Hormonok és parakrin szabályozómoleklulák
ezen molekulák nagyrészt peptidek Endokrin sejtek a gyomor-bélrendszerben: nyálkahártyában elszórva: mikorbolyhaik-kal a lumenbe nyúlnak: érzékelik a kémiai összetételt → szekréciós granulumokból szükség szerint ürítenek (exocytosis) ezek a hormonok a tápcsatornán kívül is termelődnek: - kp-i ir. - daganatos sejtek (tumor-ban szabályozás nélkül keletkeznek → kóros tünetek)

58 Hormonok: gasztrin, CCK, ghrelin… (a ghrelin éhgyomri állapotban termelődik, az agy táplálékfelvételt serkentő központját ingerli) Parakrin molekulák: szomatosztatin (peptid), hisztamin

59 Központi idegrendszeri hatások
egyik legfontosabb a bolygóideg (nervus vagus) szabályozó működése: mechano-, ozmo-, kemoreceptorok → nervus vagus → agytörzsbe (nucleus tractus solitarii) → interneuronok → vissza a n. vagusban a gyomor-bélrendszerhez: vagovagalis reflex - nyelőcső, gyomor továbbító mozgásait; gyomor, hasnyálmirigy szekrécióját szabályozzák vagovagalis reflexek

60 III. Az energiaforgalom

61 Az ember (kemo-hetero-organotróf élőlényként) a tápanyagok lebontásakor keletkező kémiai energiát, más élőlények által megtermelt szervesanyagot, és szerves szénforrást használ életműködéseihez legfontosabb, energiát szolgáltató tápa-nyagaink: fehérjék, szénhidrátok, lipidek a 3 fő tápanyag E-értéke arányában helyettesítheti egymást (izodinámia elve), ha teljesül 3 feltétel: - a folyamatos aminosavveszteséget kom-penzáló fehérjebevitel

62 - minimális lipid bevitele: zsíroldékony vitaminok (D,E,K,A) + többszörösen telítetlen zsírsavak igényének fedezése - gyomor-bélrendszer teherbírása: kizárólagos fehérje-zsírétrendet kevesen viselik el: pl. eszkimók Fehérjék szerepe: A fehérjék lebomlanak aminosavakra → egyrészt visszaépülnek fehérjékbe (+ szüks. egyéb anyagok szintéziséhez is), másrészt lebomlanak → urea, kreatinin, húgysav, ammónia: a vizelettel kiürülnek => mivel nem raktározódnak: rendszeres utánpótlás szükséges

63 az aminosavak egy részét a szervezet is képes előállítani, más részüket nem: ezek az esszenciális aminosavak: táplálékkal kell felvenni őket. A tápláléknak az összes esszenciális as-t kell tartalmaznia: ha bármelyik hiányzik, a többi is lebomlik! megnövekedett fehérjeszükséglet: növe-kedésben lévő fiatal szervezet, terhesség, szoptatás, súlyos betegségeket követő lábadozás, edzés feleslegben bevitt: lebomlik: E-forrás; raktározódik szénhidrát/zsír formájában → de: a vesét megterheli!

64 Az alap-energiaforgalom (szervrendszerek alapműködéséhez szükséges energia) egyenesen arányos a testfelülettel és a zsír nélküli testtömeggel alapvetően meghatározzák a pajzsmirigy-hormonok; kisebb mértékben: nemi hormonok, glükokortikoidok (mellékvese-kéreg), katecholaminok (mellékvesevelő) – ld. még: köv. félév

65 A barna zsírszövet szerepe az E-háztartás-ban:
fehér zsírszövet: E-raktár; barna zssz.: hőtermelés => hideg elleni védekezés főemlősökben (ember): - újszülöttkorban a mellkasi nagyerek környékén összefüggő barna zssz. - felnőttkorban: a fehér zssz.-ben elszórt barna zssz-szigetek → aktivitásfokozódás: hidegnek sokáig kitett egyénekben, (BMI-vel ford. arányos; a sötét színe a sok mitokondriumtól van → ezek képesek nagyfokú hőtermelésre (szétkapcsolják a protonáramlást az ATP-szintézistől)

66 Szénhidrátmérleg: egy részük közvetlenül oxidálódik (→ CO2 + H2O + E) más részük: májban, izomban: glikogénné (tartalék tápanyag) alakul a többletbevitel eloxidálódik, csak néhány %-ából képződik zsír

67 Zsírmérleg: felnőttkori testtömegváltozás: főleg a zsírszövet gyarapodását tükrözi → oka: zsírbevitel-többlet: nem oxidálódik (mint a szénhidrátok), hanem raktározódik megnövekedett alkoholfogyasztás → elhízás - alkoholistákban a teljes E-bevitel 10%-át is kiteheti - lebontó folyamatokat gátolja => raktáro-zás felé tolja el az egyensúlyt

68 Negatív E-mérleg: Afrika nagy részén, D-Am., Ázsia egyes részein krónikus éhezés: bevitt E nem fedezi a szükségleteket + fehérjehiánnyal párosul zsírpárnák eltűnése, izomszövetsorvadás, fertőzésekkel szembeni védtelenség (hiá-nyos immunfunkciók), idegrendszeri működések (pl. kognitív műk.) romlása ha gyermekkorban hosszú ideig állt fenn => végleges visszamaradottság a testi és szellemi fejlődésben (ha életben marad!)

69 - „normál” BMI tartomány: férfiak és 35 éves kor alatti nők: 20–25
Pozitív E-mérleg: civilizáció → táplálékszerzés könnyebb + izomtevékenység visszaszorult => szegénységi szint felett élők: zsírgyarapo-dás: elhízás (obesitas) Testtömegindex (BMI: body mass index): testtömeg (kg) / testmagasság (m)2 - „normál” BMI tartomány: férfiak és 35 éves kor alatti nők: 20–25 - 25–30: túlsúly - 30 felett: elhízás elhízottság típusa: has- / csípőkörméret aránya mutatja

70

71 Ábrák forrásai