Kapitel 10

Kapitel 10

Kort översikt över matsmältningssystemets funktion

Maten vi konsumerar kan inte smältas i denna form. Till att börja med måste maten bearbetas mekaniskt, överföras till en vattenlösning och brytas kemiskt ned. Oanvända rester måste avlägsnas från kroppen. Eftersom vår mag-tarmkanal består av samma komponenter som mat måste dess inre yta skyddas från effekterna av matsmältningsenzymer. Eftersom vi äter oftare än det smälts och nedbrytningsprodukterna absorberas, och dessutom sker elimineringen av gifter en gång om dagen, måste mag-tarmkanalen kunna lagra mat under en viss tid. Alla dessa processer koordineras primärt av: (1) det autonoma eller gastroenteriska (inre) nervsystemet (gastrointestinala plexus); (2) inkommande autonoma nerver och viscerala afferenter och (3) många gastrointestinala hormoner.

Slutligen är det tunna epitelet i matsmältningsröret en gigantisk port genom vilken patogener kan komma in i kroppen. Det finns ett antal specifika och ospecifika mekanismer för att skydda denna gräns mellan den yttre miljön och organismens inre värld.

I mag-tarmkanalen är den flytande inre miljön i kroppen och den yttre miljön separerade från varandra endast av ett mycket tunt (20-40 mikron), men enormt till ytskikt av epitelet (ca 10 m 2), genom vilket ämnen som är nödvändiga för kroppen kan tas upp.

Mag-tarmkanalen består av följande sektioner: mun, svalg, matstrupe, mage, tunntarm, tjocktarm, ändtarm och anus. Många exokrina körtlar är fästa vid dem: spottkörtlar

munhålan, Ebners körtlar, magkörtlar, bukspottkörteln, leverns gallsystem och krypterna i tunn- och tjocktarmen.

motorisk aktivitet inkluderar tuggning i munnen, sväljning (svalg och matstrupe), krossning och blandning av mat med magsaft i den distala magsäcken, blandning (mun, mage, tunntarm) med matsmältningssaft, rörelse i alla delar av mag-tarmkanalen och tillfällig lagring ( proximal mage blindtarm, ascendens kolon, rektum). Tiden för passage av mat genom var och en av sektionerna av mag-tarmkanalen visas i fig. 10-1. Utsöndring förekommer längs hela matsmältningskanalens längd. Å ena sidan fungerar hemligheterna som smörjande och skyddande filmer, och å andra sidan innehåller de enzymer och andra ämnen som säkerställer matsmältningen. Sekretion involverar transport av salter och vatten från interstitium in i lumen i mag-tarmkanalen, såväl som syntes av proteiner i epitelets sekretoriska celler och deras transport genom det apikala (luminala) plasmamembranet in i matsmältningskanalens lumen. rör. Även om utsöndring kan ske spontant, är det mesta av körtelvävnaden under kontroll av nervsystemet och hormonerna.

matsmältning(enzymatisk hydrolys av proteiner, fetter och kolhydrater) som sker i munnen, magen och tunntarmen är en av huvudfunktionerna i matsmältningskanalen. Den är baserad på enzymers arbete.

Återabsorption(eller i den ryska versionen sugning) involverar transport av salter, vatten och organiska ämnen (t.ex. glukos och aminosyror från mag-tarmkanalens lumen till blodet). Till skillnad från utsöndring bestäms reabsorptionshastigheten snarare av tillförseln av reabsorberade ämnen. Återabsorption är begränsad till vissa områden i matsmältningskanalen: tunntarmen (näringsämnen, joner och vatten) och tjocktarmen (joner och vatten).

Ris. 10-1. Mag-tarmkanalen: allmän struktur och tid för passage av mat.

Mat bearbetas mekaniskt, blandas med matsmältningsjuicer och bryts ned kemiskt. Nedbrytningsprodukter, såväl som vatten, elektrolyter, vitaminer och spårämnen återabsorberas. Körtlarna utsöndrar slem, enzymer, H + och HCO 3 - joner. Levern levererar galla, som är nödvändig för matsmältningen av fetter, och innehåller även produkter som ska utsöndras från kroppen. I alla delar av mag-tarmkanalen rör sig innehållet i en proximal-distal riktning, medan mellanliggande lagringsplatser möjliggör diskret matintag och tömning av tarmkanalen. Tömningstiden har individuella egenskaper och beror i första hand på livsmedlets sammansättning.

Funktioner och sammansättning av saliv

Saliv produceras i tre stora parade spottkörtlar: parotis (Glandula parotis), submandibulär (Glandula submandibularis) och sublingual (Glandula sublingualis). Dessutom finns det många körtlar som producerar slem i slemhinnorna i kinderna, gommen och svalget. Serös vätska utsöndras också Abners körtlar ligger vid basen av tungan.

I första hand behövs saliv för smakstimuli, för att suga (hos nyfödda), för munhygien och för att blöta hårda bitar av mat (som förberedelse för att svälja). Matsmältningsenzymer i saliv behövs också för att ta bort matrester från munhålan.

Funktioner mänsklig saliv är följande: (1) lösningsmedel för näringsämnen som endast kan tas upp av smaklökar i löst form. Dessutom innehåller saliv muciner - smörjmedel,- som underlättar tuggning och sväljning av fasta matpartiklar. (2) Återfuktar munhålan och förhindrar spridning av smittämnen på grund av innehållet lysozym, peroxidas och immunglobulin A (IgA), de där. ämnen som har ospecifika eller, när det gäller IgA, specifika antibakteriella och antivirala egenskaper. (3) Innehåller matsmältnings enzymer.(4) Innehåller olika tillväxtfaktorer, såsom NGF (nervtillväxtfaktor) och EGF (epidermal tillväxtfaktor).(5) Bebisar behöver saliv för att hålla läpparna stadigt fästa vid bröstvårtan.

Det har en lätt alkalisk reaktion. Salivens osmolalitet beror på hastigheten för salivflödet genom kanalerna i spottkörtlarna (Fig. 10-2 A).

Saliv bildas i två steg (fig. 10-2 B). Inledningsvis producerar spottkörtellobuli isoton primär saliv, som sekundärt modifieras under passage genom körtelns utsöndringskanaler. Na + och Cl - reabsorberas och K + och bikarbonat utsöndras. Vanligtvis återabsorberas fler joner än som utsöndras, så saliven blir hypoton.

primär saliv uppstår som ett resultat av sekretion. I de flesta spottkörtlar bärarprotein som säkerställer överföringen av Na + -K + -2Cl - (samtransport) in i cellen, inbyggd i det basolaterala membranet

acinuscellskada. Med hjälp av detta bärarprotein säkerställs sekundär aktiv ackumulering av Cl - joner i cellen, som sedan passivt kommer ut i körtelkanalernas lumen.

På andra fasen i utsöndringskanaler från saliv Na+ och Cl- reabsorberas. Eftersom kanalens epitel är relativt ogenomträngligt för vatten, blir saliven i den hypotonisk. Samtidigt (små mängder) K+ och HCO 3 - sticker ut kanalepitel in i dess lumen. Jämfört med blodplasma är saliv fattig på Na + och Cl - joner, men rik på K + och HCO 3 - joner. Vid en hög flödeshastighet av saliv kan utsöndringskanalernas transportmekanismer inte klara av belastningen, så koncentrationen av K + sjunker och NaCl - ökar (Fig. 10-2). Koncentrationen av HCO 3 - beror praktiskt taget inte på hastigheten på salivflödet genom körtlarnas kanaler.

Salivenzymer - (1)α -amylas(även kallad ptyalin). Detta enzym utsöndras nästan uteslutande av öronspottkörteln. (2) Ospecifika lipaser, som utsöndras av Abner-körtlarna som ligger vid basen av tungan, är särskilt viktiga för spädbarnet, eftersom de kan smälta fettet från mjölken redan i magen tack vare salivenzymet som sväljs samtidigt som mjölken.

Utsöndringen av saliv regleras uteslutande av det centrala nervsystemet. Det stimuleras reflexmässigt påverkas lukt och smak av mat. Alla större mänskliga spottkörtlar innerveras av sympatisk, så parasympatisk nervsystem. Beroende på mängden mediatorer, acetylkolin (M 1 -kolinerga receptorer) och noradrenalin (β 2 -adrenerga receptorer), förändras salivens sammansättning nära acinuscellerna. Hos människor orsakar sympatiska fibrer utsöndring av mer trögflytande saliv, fattig på vatten, än när de stimuleras av det parasympatiska systemet. Den fysiologiska innebörden av en sådan dubbel innervation, såväl som skillnader i salivens sammansättning, är ännu inte känd. Acetylkolin orsakar också (genom M 3 kolinerga receptorer) kontraktion myoepitelceller kring acinus (fig. 10-2 C), varigenom innehållet i acinus pressas ut i körtelkanalen. Acetylkolin främjar också bildningen av kallikreiner, som frigör bradykinin från plasmakininogen. Bradykinin har en vasodilaterande effekt. Vasodilatation ökar utsöndringen av saliv.

Ris. 10-2. Saliv och dess bildning.

A- salivens osmolalitet och sammansättning beror på salivens flödeshastighet. B- två stadier av salivbildning. I- myoepitelceller i spottkörteln. Man kan anta att myoepitelceller skyddar lobulerna från expansion och bristning, vilket kan orsakas av högt tryck i dem till följd av utsöndring. I kanalsystemet kan de utföra en funktion som syftar till att minska eller expandera kanalens lumen.

Mage

magvägg, visas på dess sektion (Fig. 10-3 B) bildas av fyra membran: slemhinnor, submukosala, muskulära, serösa. slemhinna bildar längsgående veck och består av tre skikt: epitelskikt, lamina propria, muskulär lamina. Tänk på alla skal och lager.

epitelskikt av slemhinnan representeras av ett enda lager av cylindriskt körtelepitel. Det bildas av körtelepitelceller - mucocyter, utsöndrar slem. Slem bildar ett kontinuerligt lager upp till 0,5 mikron tjockt, vilket är en viktig faktor för att skydda magslemhinnan.

lamina propria i slemhinnan består av lös fibrös bindväv. Den innehåller små blod- och lymfkärl, nervstammar, lymfkörtlar. Huvudstrukturerna i lamina propria är körtlar.

muscularis mucosa består av tre lager av glatt muskelvävnad: intern och extern cirkulär; mitten längsgående.

submucosa bildad av lös fibrös oregelbunden bindväv, innehåller arteriella och venösa plexus, ganglier i den submukosala nervplexus Meissner. I vissa fall kan stora lymfoida folliklar finnas här.

Muskelmembran Den bildas av tre lager av glatt muskelvävnad: inre sned, mittcirkulär, extern longitudinell. I den pyloriska delen av magen når det cirkulära lagret sin maximala utveckling och bildar den pyloriska sphinctern.

Seröst membran bildas av två lager: ett lager av lös fibrös oformad bindväv och mesotelet som ligger på det.

Alla körtlar i magen som är de grundläggande strukturerna för lamina propria - enkla rörformiga körtlar. De öppnar sig i maggropar och består av tre delar: botten, kropp Och halsar (Fig. 10-3 B). Beroende på lokalisering körtlar delar sig på hjärt, major(eller grundläggande) Och pylorus. Strukturen och cellulära sammansättningen av dessa körtlar är inte densamma. Kvantitativt dominerade stora körtlar. De är de sämst grenade av alla körtlar i magen. På fig. 10-3B visar en enkel rörformig körtel av magkroppen. Den cellulära sammansättningen av dessa körtlar inkluderar (1) ytliga epitelceller, (2) slemhinneceller i körtelhalsen (eller tillbehör), (3) regenerativa celler,

(4) parietalceller (eller parietalceller),

(5) huvudceller och (6) endokrina celler. Således är huvudytan av magen täckt med ett enda lager av högprismatiskt epitel, som avbryts av många gropar - kanalernas utgångspunkter. magkörtlar(Fig. 10-3 B).

artärer, passera genom de serösa och muskulära membranen, vilket ger dem små grenar som bryter upp till kapillärer. Huvudstammarna bildar plexus. Den mest kraftfulla plexusen är den submukosala. Små artärer avgår från den till sin egen platta, där de bildar en slemhinneplexus. Kapillärer avgår från den senare, flätar körtlarna och matar integumentära epitelet. Kapillärer smälter samman i stora stjärnvener. Venerna bildar en mucosal plexus och sedan en submucosal venös plexus

(Fig. 10-3 B).

lymfsystemet magsäcken kommer från lymfokapillärerna i slemhinnan som börjar blint precis under epitelet och runt körtlarna. Kapillärerna övergår i den submucosala lymfatiska plexusen. Lymfkärlen som avgår från den passerar genom muskelmembranet och tar in kärlen från plexusarna som ligger mellan muskelskikten.

Ris. 10-3. Anatomiska och funktionella delar av magen.

A- Funktionellt är magsäcken uppdelad i den proximala sektionen (tonisk kontraktion: funktionen av matlagring) och den distala sektionen (funktionen att blanda och bearbeta). Peristaltiska vågor i den distala magen börjar i den region av magen som innehåller glatta muskelceller, vars membranpotential fluktuerar med störst frekvens. Cellerna i detta område är pacemakers i magen. Diagrammet över magsäckens anatomiska struktur, till vilken matstrupen passar, visas i fig. 10-3 A. Magsäcken innehåller flera sektioner - hjärtsektionen av magen, fundus i magen, magkroppen med pacemakerzonen, antrum av magen, pylorus. Därefter kommer duodenum. Magen kan också delas in i proximal mage och distal mage.B- sektion av väggen i magen. I- tubulär körtel i magkroppen

Celler i den tubulära körteln i magen

På fig. 10-4 B visar den rörformiga körteln i magkroppen, och insatsen (fig. 10-4 A) visar dess lager, indikerade på panelen. Ris. 10-4B visar cellerna som utgör den enkla rörformiga körteln i magkroppen. Bland dessa celler uppmärksammar vi de viktigaste, som spelar en uttalad roll i magens fysiologi. Detta är för det första parietalceller eller parietalceller(Fig. 10-4 B). Huvudrollen för dessa celler är utsöndringen av saltsyra.

Aktiverade parietalceller avger stora mängder isotonisk vätska, som innehåller saltsyra i en koncentration på upp till 150 mmol; aktivering åtföljs av uttalade morfologiska förändringar i parietalceller (Fig. 10-4 C). En svagt aktiverad cell har ett nätverk av smala, grenade tubuli(lumendiameter - cirka 1 mikron), som mynnar in i körtelns lumen. Dessutom, i skiktet av cytoplasma som gränsar till lumen av tubuli, ett stort antal tubulovesikel. Tubulovesiklar är inbäddade i membranet K+/H+ -ATFas och joniska K+- Och Cl - - kanaler. Med stark cellaktivering är tubulovesiklar inbäddade i det rörformiga membranet. Således ökar ytan på det rörformiga membranet avsevärt och de transportproteiner som är nödvändiga för HCl-utsöndring (K + /H + -ATPas) och jonkanaler för K + och Cl - är inbyggda i den (Fig. 10-4 D). Med en minskning av cellaktiveringsnivån delar sig det tubulovesikulära membranet av från det tubulära membranet och stannar kvar i vesiklarna.

Mekanismen för HCl-utsöndring i sig är ovanlig (fig. 10-4 D), eftersom den utförs av det H + - (och K +)-transporterande ATPaset i det luminala (tubulära) membranet, och inte för att det ofta påträffas i hela kroppen - med användning av Na + /K + -ATPas av det basolaterala membranet. Na + /K + -ATPas av parietalcellerna säkerställer konstantheten av den inre miljön i cellen: i synnerhet bidrar det till cellulär ackumulering av K +.

Saltsyra neutraliseras av så kallade antacida. Dessutom kan utsöndringen av HCl hämmas på grund av blockaden av H2-receptorer av ranitidin. (Histamin 2-receptorer) parietalceller eller hämning av H+/K+-ATPas-aktivitet omeprazol.

chefsceller utsöndrar endopeptidaser. Pepsin är ett proteolytiskt enzym som utsöndras av huvudcellerna i körtlarna i den mänskliga magen i en inaktiv form. (pepsinogen). Pepsinogenaktivering utförs autokatalytiskt: först från en pepsinogenmolekyl i närvaro av saltsyra (pH)<3) отщепляется пептидная цепочка длиной около 45 аминокислот и образуется активный пепсин, который способствует активации других молекул. Активация пепсиногена поддерживает стимуляцию обкладочных клеток, выделяющих HCl. Встречающийся в желудочном соке маленького ребенка gastrixin (= pepsin C) motsvarar labensym(chymosin, rennin) kalv. Det klyver en specifik molekylär bindning mellan fenylalanin och metioninon (Phe-Met bindning) till kaseinogen(lösligt mjölkprotein), på grund av vilket detta protein omvandlas till olösligt, men bättre smält kasein ("koagulering" av mjölk).

Ris. 10-4. Den cellulära strukturen av en enkel rörformig körtel i magkroppen och funktionerna hos huvudcellerna som bestämmer dess struktur.

A- tubulär körtel i magkroppen. Vanligtvis flyter 5-7 av dessa körtlar in i ett hål på ytan av magslemhinnan.B- celler som ingår i en enkel rörformig körtel i magkroppen. I- parietalceller i vila (1) och under aktivering (2). G- HCl-utsöndring av parietalceller. Två komponenter kan detekteras i HCl-utsöndring: den första komponenten (ej föremål för stimulering) är associerad med aktiviteten av Na + /K + -ATPas lokaliserat i det basolaterala membranet; den andra komponenten (med förbehåll för stimulering) tillhandahålls av H + /K + -ATPas. 1. Na + /K + -ATPas upprätthåller en hög koncentration av K +-joner i cellen, som kan lämna cellen genom kanaler in i maghålan. Samtidigt främjar Na + /K + -ATPas avlägsnandet av Na + från cellen, som ackumuleras i cellen som ett resultat av arbetet med bärarproteinet, vilket ger utbyte av Na + / H + (antiport) ) genom mekanismen för sekundär aktiv transport. För varje H+-jon som tas bort finns en OH-jon kvar i cellen, som interagerar med CO 2 för att bilda HCO 3 - . Katalysatorn för denna reaktion är kolsyraanhydras. HCO 3 - lämnar cellen genom det basolaterala membranet i utbyte mot Cl - som sedan utsöndras i maghålan (genom Cl - kanaler i apikala membranet). 2. På det luminala membranet säkerställer H + / K + -ATPas utbytet av K + joner mot H + joner, som kommer in i maghålan, som är berikad med HCl. För varje H+-jon som frigörs, och i detta fall från motsatt sida (genom det basolaterala membranet), lämnar en HCO 3 - anjon cellen. K+-joner ackumuleras i cellen, går ut i maghålan genom K+-kanalerna i det apikala membranet och kommer sedan in i cellen igen som ett resultat av arbetet med H+/K+-ATPas (K+-cirkulation genom det apikala membranet)

Skydd mot självsmältning av magväggen

Magepitelets integritet hotas främst av den proteolytiska effekten av pepsin i närvaro av saltsyra. Magen skyddar mot sådan självsmältning. tjockt lager av klibbigt slem som utsöndras av epitelet i magväggen, ytterligare celler i funduskörtlarna och magkroppen samt hjärt- och pyloruskörtlarna (fig. 10-5 A). Även om pepsin kan bryta ner slemslem i närvaro av saltsyra, är detta mestadels begränsat till det översta lagret av slem, eftersom de djupare lagren innehåller bikarbonat, katt-

ry utsöndras av epitelceller och bidrar till neutraliseringen av saltsyra. Det finns alltså en H+-gradient genom slemskiktet: från surare i maghålan till alkalisk på ytan av epitelet (fig. 10-5 B).

Skador på epitelet i magen leder inte nödvändigtvis till allvarliga konsekvenser, förutsatt att defekten snabbt repareras. Faktum är att sådan skada på epitelet är ganska vanlig; men de elimineras snabbt på grund av att närliggande celler sprider sig, migrerar i sidled och stänger defekten. Efter detta byggs nya celler in, som bildas som ett resultat av mitotisk delning.

Ris. 10-5. Självskydd av magväggen från matsmältning på grund av utsöndring av slem och bikarbonat

Struktur av väggen i tunntarmen

Tunntarm består av tre avdelningar - tolvfingertarmen, jejunum och ileum.

Tunntarmens vägg består av olika lager (fig. 10-6). I allmänhet utanför serosa passerar yttre muskelskiktet som består av yttre längsgående muskelskiktet Och inre ringformade muskelskikt, och det innersta är muscularis mucosa, som skiljer submukösa lager från slemhinna. buntar gap junctions)

Musklerna i det yttre lagret av de längsgående musklerna ger sammandragning av tarmväggen. Som ett resultat av detta förskjuts tarmväggen i förhållande till chymen (matvälling), vilket bidrar till bättre blandning av chymen med matsmältningsjuicer. De ringformiga musklerna smalnar av tarmens lumen och slemhinnans muskelplatta (Lamina muscularis mucosae) säkerställer rörelsen av villi. Nervsystemet i mag-tarmkanalen (gastroenteriskt nervsystem) bildas av två nervplexus: den intermuskulära plexusen och den submukosala plexusen. Det centrala nervsystemet kan påverka funktionen hos nervsystemet i mag-tarmkanalen genom de sympatiska och parasympatiska nerverna, som närmar sig matrörets nervplexus. I nervplexusarna börjar afferenta viscerala fibrer, vilket

överföra nervimpulser till CNS. (Liknande väggarrangemang ses också i matstrupen, magen, tjocktarmen och ändtarmen.) För att påskynda reabsorptionen förstoras ytan av tunntarmens slemhinna på grund av veck, villi och borstkant.

Den inre ytan av tunntarmen har en karakteristisk lättnad på grund av närvaron av ett antal formationer - cirkulära veck av Kerckring, villi Och krypta(tarmkörtlar hos Lieberkühn). Dessa strukturer ökar den totala ytan av tunntarmen, vilket bidrar till dess grundläggande matsmältningsfunktioner. Tarmvilli och kryptor är de huvudsakliga strukturella och funktionella enheterna i tunntarmens slemhinna.

Slem(eller slemhinna) består av tre lager - epitelial, egen platta och muskelplatta av slemhinnan (Fig. 10-6 A). Epitelskiktet representeras av ett enda skikt av cylindriskt gränsepitel. I villi och krypter representeras det av olika typer av celler. Villis epitel består av fyra typer av celler - huvudceller, bägareceller, endokrina celler Och Paneth-celler.Epitel av kryptan- fem typer

(Fig. 10-6 C, D).

I limbiska enterocyter

bägare enterocyter

Ris. 10-6. Strukturen av tunntarmens vägg.

A- strukturen i tolvfingertarmen. B- strukturen av den stora duodenala papillen:

1. Stor duodenal papill. 2. Ampull av kanalen. 3. Sphincters av kanalerna. 4. Pankreaskanal. 5. Gemensam gallgång. I- strukturen i tunntarmens olika delar: 6. Duodenalkörtlar (Brunners körtlar). 7. Seröst membran. 8. Yttre längsgående och inre cirkulära lager av muskelmembranet. 9. Submucosa. 10. Slemhinna.

11. lamina propria med glatta muskelceller. 12. Gruppera lymfoida knölar (lymfoida plack, Peyers plåster). 13. Villi. 14. Vik. G - strukturen på tunntarmens vägg: 15. Villi. 16. Cirkulär veck.D- villi och kryptor i tunntarmens slemhinna: 17. Slemhinna. 18. Egen platta av slemhinnan med glatta muskelceller. 19. Submucosa. 20. Yttre längsgående och inre cirkulära lager av muskelmembranet. 21. Seröst membran. 22. Villi. 23. Central mjölkaktig sinus. 24. Enkel lymfoid knöl. 25. Tarmkörtel (Lieberkunova körtel). 26. Lymfkärl. 27. Submukosal nervplexus. 28. Det inre cirkulära lagret av muskelmembranet. 29. Muskulär nervplexus. 30. Yttre längsgående skikt av muskelhinnan. 31. Artär (röd) och ven (blå) i det submukosala lagret

Funktionell morfologi av tunntarmens slemhinna

De tre sektionerna av tunntarmen har följande skillnader: tolvfingertarmen har stora papiller - duodenalkörtlar, höjden på villi, som växer från tolvfingertarmen till ileum, är annorlunda, deras bredd är annorlunda (bredare - i tolvfingertarmen) , och antalet (det största antalet i tolvfingertarmen). Dessa skillnader visas i fig. 10-7 B. Vidare finns i ileum grupp lymfoida folliklar (Peyers plåster). Men de kan ibland hittas i tolvfingertarmen.

Villi- fingerliknande utsprång av slemhinnan in i tarmens lumen. De innehåller blod och lymfkapillärer. Villi kan aktivt dra ihop sig på grund av komponenterna i muskelplattan. Detta bidrar till absorptionen av chyme (villiernas pumpfunktion).

Kerkrings veck(Fig. 10-7 D) bildas på grund av att slemhinnorna och subslemhinnorna skjuter ut i tarmens lumen.

krypter- dessa är fördjupningar av epitelet i lamina propria i slemhinnan. De betraktas ofta som körtlar (Lieberkühns körtlar) (bild 10-7 B).

Tunntarmen är huvudplatsen för matsmältning och reabsorption. De flesta enzymer som finns i tarmens lumen syntetiseras i bukspottkörteln. Själva tunntarmen utsöndrar cirka 3 liter mucinrik vätska.

Tarmslemhinnan kännetecknas av närvaron av tarmvilli (Villi intestinalis), som ökar slemhinnans yta med 7-14 gånger. Villis epitel passerar in i Lieberküns sekretoriska krypter. Krypterna ligger vid basen av villi och öppnar sig mot tarmens lumen. Slutligen bär varje epitelcell på det apikala membranet en borstkant (microillus), som

Rai ökar ytan på tarmslemhinnan med 15-40 gånger.

Mitotisk delning sker i krypternas djup; dotterceller migrerar till toppen av villus. Alla celler, med undantag för Paneth-celler (som ger antibakteriellt skydd), deltar i denna migration. Hela epitelet är helt förnyat inom 5-6 dagar.

Tunntarmens epitel är täckt lager av gelatinöst slem som bildas av bägareceller av krypter och villi. När den pyloriska sphinctern öppnar sig, utlöser frisättningen av chyme i tolvfingertarmen ökad utsöndring av slem. Brunners körtlar. Passagen av chyme in i tolvfingertarmen orsakar frisättning av hormoner i blodet sekretin och kolecystokinin. Sekretin utlöser utsöndringen av alkalisk juice i epitelet i pankreaskanalen, vilket också är nödvändigt för att skydda duodenalslemhinnan från aggressiv magsaft.

Cirka 95% av epitelet i villi är upptaget av kolumnära huvudceller. Även om deras huvudsakliga funktion är reabsorption, är de de viktigaste källorna till matsmältningsenzymer som är lokaliserade antingen i cytoplasman (amino- och dipeptidaser) eller i borstens gränsmembran: laktas, sukras-isomaltas, amino- och endopeptidaser. Dessa borsta gränsenzymerär integrerade membranproteiner, och en del av deras polypeptidkedja, tillsammans med det katalytiska centret, är riktad till tarmens lumen, så enzymer kan hydrolysera ämnen i håligheten i matsmältningsröret. Deras utsöndring i lumen i detta fall är inte nödvändig (parietal matsmältning). Cytosoliska enzymer epitelceller deltar i matsmältningsprocesser när de bryter ner proteiner som återabsorberas av cellen (intracellulär matsmältning), eller när epitelcellerna som innehåller dem dör, stöts ut i lumen och förstörs där, vilket frisätter enzymer (kavitär matsmältning).

Ris. 10-7. Histologi av olika delar av tunntarmen - tolvfingertarmen, jejunum och ileum.

A- villi och kryptor i tunntarmens slemhinna: 1. Slemhinna. 2. Egen platta av slemhinnan med glatta muskelceller. 3. Submucosa. 4. Yttre längsgående och inre cirkulära lager av muskelmembranet. 5. Seröst membran. 6. Villi. 7. Central mjölkaktig sinus. 8. Enkel lymfoid knöl. 9. Tarmkörtel (Lieberkunova körtel). 10. Lymfkärl. 11. Submukosal nervplexus. 12. Det inre cirkulära lagret av muskelmembranet. 13. Muskulär nervplexus. 14. Yttre längsgående skikt av muskelhinnan.

15. Artär (röd) och ven (blå) i det submukosala lagret.FÖRE KRISTUS - villus struktur:

16. Bägarecell (encellig körtel). 17. Celler av prismatiskt epitel. 18. Nervfiber. 19. Central mjölkaktig sinus. 20. Mikrocirkulationsbädd av villi, ett nätverk av blodkapillärer. 21. Egen platta av slemhinnan. 22. Lymfkärl. 23. Venule. 24. Arteriol

Tunntarm

Slem(eller slemhinna) består av tre lager - epitel, egen platta och muskelplatta av slemhinnan (Fig. 10-8). Epitelskiktet representeras av ett enda skikt av cylindriskt gränsepitel. Epitelet innehåller fem huvudcellpopulationer: kolumnära epiteliocyter, bägareexokrinocyter, Paneth-celler eller exokrinocyter med acidofila granuler, endokrinocyter eller K-celler (Kulchitsky-celler) och M-celler (med mikroveck), som är en modifiering av kolumnära epiteliocyter.

täckt med epitel villi och deras grannar krypter. Den består mestadels av reabsorberande celler som bär en borstkant på det luminala membranet. Mellan dem finns utspridda bägareceller som bildar slem, samt Paneth-celler och olika endokrina celler. Epitelceller bildas som ett resultat av uppdelningen av epitelet i krypterna,

varifrån de vandrar 1-2 dagar i riktning mot villi-spetsen och avvisas där.

I villi och krypter representeras det av olika typer av celler. Villis epitel består av fyra typer av celler - huvudceller, bägareceller, endokrina celler och Paneth-celler. Epitel av kryptan- fem typer.

Den huvudsakliga typen av celler i epitelet av villi - gränsade enterocyter. I limbiska enterocyter

I villis epitel bildar membranet mikrovilli täckt med glykokalyx, och det adsorberar enzymer involverade i parietal matsmältning. På grund av mikrovilli ökar sugytan med 40 gånger.

M-celler(celler med mikroveck) är en typ av enterocyter.

bägare enterocyter epitel av villi - encelliga slemkörtlar. De producerar kolhydrat-proteinkomplex - muciner, som utför en skyddande funktion och främjar främjandet av matkomponenter i tarmen.

Ris. 10-8. Morfohistologisk struktur av villi och krypta i tunntarmen

Kolon

Kolon består av slemhinnor, submukosala, muskel- och serösa hinnor.

Slemhinnan bildar lindring av tjocktarmen - veck och kryptor. Det finns inga villi i tjocktarmen. Slemhinnans epitel är en cylindrisk kant i ett lager och innehåller samma celler som epitelet i tunntarmens krypter - kant, bägare endokrina, kantlösa, Paneth-celler (fig. 10-9).

Submukosan bildas av lös fibrös bindväv.

Muscularis har två lager. Inre cirkulärt lager och yttre längsgående lager. Det längsgående lagret är inte kontinuerligt, utan bildar

tre längsgående remsor. De är kortare än tarmen och därför samlas tarmen i ett "dragspel".

Det serösa membranet består av lös fibrös bindväv och mesotel och har utsprång som innehåller fettvävnad.

Huvudskillnaderna mellan tjocktarmens vägg (fig. 10-9) och tunntarmen (fig. 10-8) är: 1) frånvaron av villi i reliefen av slemhinnan. Dessutom har krypterna ett större djup än i tunntarmen; 2) närvaron i epitelet av ett stort antal bägareceller och lymfocyter; 3) närvaron av ett stort antal enstaka lymfoida knölar och frånvaron av Peyers plåster i lamina propria; 4) det längsgående lagret är inte kontinuerligt utan bildar tre band; 5) närvaron av utsprång; 6) närvaron av fettiga bihang i det serösa membranet.

Ris. 10-9. Morfologisk struktur av tjocktarmen

Elektrisk aktivitet av muskelceller i mage och tarmar

Den glatta muskulaturen i tarmen är uppbyggd av små spindelformade celler som bildas buntar och bildande av tvärbindningar med intilliggande buntar. Inom ett knippe är cellerna kopplade till varandra både mekaniskt och elektriskt. Tack vare sådana elektriska kontakter fortplantar sig aktionspotentialer (genom intercellulära gap junctions: gap junctions) på hela bunten (och inte bara på enskilda muskelceller).

Muskelceller i antrum av mage och tarmar kännetecknas vanligtvis av rytmiska fluktuationer i membranpotentialen (långsamma vågor) amplitud 10-20 mV och frekvens 3-15/min (Fig. 10-10). Vid tidpunkten för uppkomsten av långsamma vågor reduceras muskelknippena delvis, så väggen i dessa sektioner av mag-tarmkanalen är i god form; detta sker i frånvaro av aktionspotentialer. När membranpotentialen når tröskelvärdet och överskrider det genereras aktionspotentialer som följer varandra med korta intervall. (sekvens av spikar). Genereringen av aktionspotentialer beror på Ca 2+-strömmen (Ca 2+-kanaler av L-typ). En ökning av Ca 2+ koncentrationen i cytosolen utlöser fasiska sammandragningar, som är särskilt uttalade i den distala delen av magen. Om värdet på den vilande membranpotentialen närmar sig värdet för tröskelpotentialen (den når den dock inte; den vilande membranpotentialen skiftar mot depolarisering), så börjar potentialen för långsamma svängningar

regelbundet överskrida tröskelpotentialen. I det här fallet finns det en periodicitet i förekomsten av spiksekvenser. Släta muskler drar ihop sig varje gång en spiksekvens genereras. Frekvensen av rytmiska sammandragningar motsvarar frekvensen av långsamma svängningar av membranpotentialen. Om vilomembranpotentialen hos glatta muskelceller närmar sig tröskelpotentialen ännu mer, ökar varaktigheten av spiksekvenserna. Utvecklande spasm glatta muskler. Om vilomembranpotentialen skiftar mot mer negativa värden (mot hyperpolarisering), stoppar spikaktiviteten och rytmiska sammandragningar slutar med den. Om membranet hyperpolariseras ännu mer, minskar amplituden av långsamma vågor och muskeltonus, vilket i slutändan leder till förlamning av glatta muskler (atoni). På grund av vilka jonströmmar membranpotentialfluktuationerna uppstår är ännu inte klart; en sak är klar, att nervsystemet inte påverkar fluktuationerna i membranpotentialen. Cellerna i varje muskelknippe har en frekvens av långsamma vågor som bara är speciell för dem. Eftersom intilliggande strålar är anslutna till varandra genom elektriska intercellulära kontakter, har strålen en högre vågfrekvens (pacemaker) kommer att lägga denna frekvens på en intilliggande lägre frekvensstråle. Tonisk sammandragning av glatt muskulatur i den proximala magen, till exempel, beror på öppnandet av en annan typ av Ca 2+ kanaler som är kemoberoende snarare än spänningsberoende.

Ris. 10-10. Membranpotential hos glatta muskelceller i mag-tarmkanalen.

1. Så länge den oscillerande membranpotentialen hos glatta muskelceller (oscillationsfrekvens: 10 min -1) förblir under tröskelvärdet för potentialvärdet (40 mV), finns det inga aktionspotentialer (spikar). 2. När depolarisering orsakas (till exempel genom sträckning eller acetylkolin) genereras en sekvens av spikar varje gång toppen av membranpotentialvågen överskrider tröskelvärdet för potentialen. Dessa spiksekvenser följs av rytmiska sammandragningar av glatt muskulatur. 3. Spikar genereras kontinuerligt om minimivärdena för membranpotentialfluktuationer ligger över tröskelvärdet. En långvarig sammandragning utvecklas. 4. Aktionspotentialer genereras inte med starka förskjutningar i membranpotentialen mot depolarisering. 5. Hyperpolarisering av membranpotentialen orsakar dämpning av långsamma potentiella svängningar, och de glatta musklerna slappnar helt av: atoni

Reflexer från det gastroenteriska nervsystemet

En del av reflexerna i mag-tarmkanalen är egna gastroenteriska (lokala) reflexer, där en sensoriskt känslig afferent neuron aktiverar en nervplexuscell som innerverar närliggande glatta muskelceller. Effekten på glatta muskelceller kan vara excitatorisk eller hämmande, beroende på vilken typ av plexusneuron som är aktiverad (Fig. 10-11 2, 3). Implementeringen av andra reflexer involverar motorneuroner lokaliserade proximalt eller distalt till platsen för stimulering. På peristaltisk reflex(till exempel som ett resultat av sträckning av väggen i matsmältningsröret) exciteras en sensorisk neuron

(fig. 10-11 1), som genom det hämmande interneuronet har en hämmande effekt på de längsgående musklerna i de delar av matsmältningsröret som ligger mer proximalt, och en hämmande effekt på de ringformiga musklerna (fig. 10-11) 4). Samtidigt aktiveras de längsgående musklerna distalt genom det excitatoriska interneuronet (matröret förkortas), och de cirkulära musklerna slappnar av (fig. 10-11 5). Den peristaltiska reflexen utlöser en komplex serie av motoriska händelser orsakade av sträckning av den muskulära väggen i matsmältningsröret (t.ex. matstrupen; Figur 10-11).

Rörelsen av matbolusen förskjuter platsen för aktivering av reflexen mer distalt, vilket återigen flyttar matbolusen, vilket resulterar i nästan kontinuerlig transport i den distala riktningen.

Ris. 10-11. Reflexbågar av reflexer i det gastroenteriska nervsystemet.

Excitation av en afferent neuron (ljusgrön) på grund av en kemikalie eller, som visas på bilden (1), mekanisk stimulans (sträckning av matrörets vägg på grund av matbolus) aktiverar i det enklaste fallet endast en excitatorisk ( 2) eller endast en hämmande motorisk eller sekretorisk neuron (3). Reflexer i det gastroenteriska nervsystemet fortsätter vanligtvis enligt mer komplexa växlingsmönster. I den peristaltiska reflexen, till exempel, exciterar en neuron som exciteras av stretch (ljusgrön) i stigande riktning (4) en hämmande interneuron (lila), som i sin tur hämmar en excitatorisk motorneuron (mörkgrön) som innerverar den longitudinella muskler, och tar bort hämning från hämmande motorneuron (röd) av cirkulär muskulatur (kontraktion). Samtidigt aktiveras en excitatorisk interneuron (blå) i riktning nedåt (5), som genom excitatoriska respektive hämmande motoneuroner i tarmens distala del orsakar sammandragning av de längsgående musklerna och avslappning av ringformiga muskler

Parasympatisk innervation av mag-tarmkanalen

Innervation av mag-tarmkanalen utförs med hjälp av det autonoma nervsystemet (parasympatisk(Fig. 10-12) och sympatisk innervation - efferenta nerver), samt viscerala afferenter(afferent innervation). Parasympatiska preganglionfibrer, som innerverar större delen av matsmältningskanalen, kommer som en del av vagusnerverna. (N.vagus) från medulla oblongata och som en del av bäckennerverna (Nn. pelvici) från den sakrala ryggmärgen. Det parasympatiska systemet skickar fibrer till excitatoriska (kolinerga) och hämmande (peptiderga) celler i det intermuskulära nervplexus. Preganglioniska sympatiska fibrer härstammar från celler belägna i de laterala hornen av sternolumbar ryggmärg. Deras axoner innerverar blodkärlen i tarmen eller närmar sig cellerna i nervplexusarna och utövar en hämmande effekt på deras excitatoriska neuroner. Viscerala afferenter med ursprung i väggen i mag-tarmkanalen passerar genom vagusnerverna (N.vagus), inom de splanchniska nerverna (Nn. splanchnici) och bäckennerver (Nn. pelvici) till medulla oblongata, sympatiska ganglier och till ryggmärgen. Med deltagande av de sympatiska och parasympatiska nervsystemen uppstår många reflexer i mag-tarmkanalen, inklusive expansionsreflexen under fyllning och tarmpares.

Även om de reflexhandlingar som utförs av nervplexusarna i mag-tarmkanalen kan fortgå oberoende av påverkan av det centrala nervsystemet (CNS), är de dock under kontroll av CNS, vilket ger vissa fördelar: (1) delar av matsmältningsorganen som ligger långt från varandra kan snabbt utbyta information genom CNS och därigenom samordna sina egna funktioner, (2) matsmältningskanalens funktioner kan underordnas kroppens viktigare intressen, (3) information från mag-tarmkanalen. tarmkanalen kan integreras på olika nivåer i hjärnan; som, till exempel vid buksmärtor, till och med kan orsaka medvetna förnimmelser.

Innerveringen av mag-tarmkanalen tillhandahålls av autonoma nerver: parasympatiska och sympatiska fibrer och dessutom afferenta fibrer, de så kallade viscerala afferenterna.

Parasympatiska nerver av mag-tarmkanalen kommer ut från två oberoende sektioner av det centrala nervsystemet (Fig. 10-12). Nerver som betjänar matstrupen, magen, tunntarmen och tjocktarmen (liksom bukspottkörteln, gallblåsan och levern) kommer från nervceller i medulla oblongata (Förlängda märgen), vars axoner bildar vagusnerven (N.vagus), medan innerveringen av resten av mag-tarmkanalen startar från neuroner sakral ryggmärg, vars axoner bildar bäckennerverna (Nn. pelvici).

Ris. 10-12. Parasympatisk innervation av mag-tarmkanalen

Påverkan av det parasympatiska nervsystemet på nervcellerna i muskelplexus

I hela matsmältningskanalen aktiverar parasympatiska fibrer målceller via nikotiniska kolinerga receptorer: en typ av fiber bildar synapser på kolinerga excitatoriska, och den andra typen är peptidergisk (NCNA) hämmande celler i nervplexusarna (fig. 10-13).

Axonerna i de preganglioniska fibrerna i det parasympatiska nervsystemet byter i det intermuskulära plexuset till excitatoriska kolinerga eller hämmande icke-kolinerga-icke-adrenerga (NCNA-ergiska) neuroner. Postganglioniska adrenerga neuroner i det sympatiska systemet verkar i de flesta fall hämmande på plexusneuroner, vilket stimulerar motorisk och sekretorisk aktivitet.

Ris. 10-13. Innervering av mag-tarmkanalen av det autonoma nervsystemet

Sympatisk innervation av mag-tarmkanalen

Preganglioniska kolinerga neuroner sympatiska nervsystemet ligga i de intermediolaterala kolumnerna bröst- och ländryggmärg(Fig. 10-14). Axonerna av neuroner i det sympatiska nervsystemet lämnar bröstryggmärgen genom den främre

rötter och passerar som en del av de splanchniska nerverna (Nn. splanchnici) Till superior cervikal ganglion och till prevertebrala ganglier. Där sker ett byte till postganglioniska noradrenerga neuroner, vars axoner bildar synapser på de kolinerga excitatoriska cellerna i det intermuskulära plexus och genom α-receptorer utövar bromsning påverkan på dessa celler (se fig. 10-13).

Ris. 10-14. Sympatisk innervation av mag-tarmkanalen

Afferent innervation av mag-tarmkanalen

I nerverna som ger innervation av mag-tarmkanalen, procentuellt sett, finns det fler afferenta fibrer än efferenta. Sensoriska nervändarär icke-specialiserade receptorer. En grupp nervändar är lokaliserad i bindväven i slemhinnan bredvid dess muskelskikt. Man antar att de utför kemoreceptorernas funktion, men det är ännu inte klart vilka av de ämnen som återabsorberas i tarmen som aktiverar dessa receptorer. Det är möjligt att ett peptidhormon (parakrin verkan) deltar i deras aktivering. En annan grupp av nervändar ligger inuti muskellagret och har egenskaper som mekanoreceptorer. De svarar på mekaniska förändringar som är förknippade med sammandragning och sträckning av matsmältningsrörets vägg. Afferenta nervfibrer kommer från mag-tarmkanalen eller som en del av nerverna i det sympatiska eller parasympatiska nervsystemet. Några afferenta fibrer som ingår i det sympatiska

nerver bildar synapser i de prevertebrala ganglierna. De flesta afferenterna passerar genom de pre- och paravertebrala ganglierna utan att byta (Fig. 10-15). Afferenta fiberneuroner ligger i sensoriska

ryggmärgsganglier i ryggmärgens bakre rötter, och deras fibrer kommer in i ryggmärgen genom de bakre rötterna. Afferenta fibrer som passerar genom vagusnerven bildar den afferenta länken reflexer i mag-tarmkanalen, som uppstår med deltagande av den parasympatiska nerven vagus. Dessa reflexer är särskilt viktiga för att koordinera den motoriska funktionen i matstrupen och den proximala magsäcken. Sensoriska neuroner, vars axoner är en del av vagusnerven, är lokaliserade i Ganglion nodosum. De bildar förbindelser med neuroner i kärnan i den ensamma vägen. (Tractus solitarius). Informationen de överför når de preganglioniska parasympatiska cellerna lokaliserade i vagusnervens dorsala kärna. (Nucleus dorsalis n. vagi). Afferenta fibrer, som också passerar genom bäckennerverna (Nn. pelvici), ta del av avföringsreflexen.

Ris. 10-15. Korta och långa viscerala afferenter.

Långa afferenta fibrer (gröna), vars cellkroppar ligger i de bakre rötterna av ryggmärgsgangliet, passerar genom de pre- och paravertebrala ganglierna utan att byta och går in i ryggmärgen, där de antingen byter till neuroner i de stigande eller nedåtgående vägarna, eller i samma segment av ryggmärgen byta till preganglioniska autonoma neuroner, som i den laterala grå substansen mellanliggande (Substantia intermediolateralis) bröstryggmärgen. I korta afferenter stängs reflexbågen på grund av att byte till efferenta sympatiska neuroner utförs redan i de sympatiska ganglierna

Grundläggande mekanismer för transepitel sekretion

Bärarproteiner inbäddade i de luminala och basolaterala membranen, såväl som lipidsammansättningen av dessa membran, bestämmer epitelets polaritet. Den kanske viktigaste faktorn som bestämmer epitelets polaritet är närvaron av utsöndrande epitelceller i det basolaterala membranet. Na + /K + -ATPas (Na + /K + - "pump"), känslig för oubain. Na + /K + -ATPas omvandlar den kemiska energin av ATP till elektrokemiska Na +- och K +-gradienter riktade in i respektive ut ur cellen (primär aktiv transport). Energin från dessa gradienter kan återanvändas för att transportera andra molekyler och joner aktivt över cellmembranet mot deras elektrokemiska gradient. (sekundär aktiv transport). Detta kräver specialiserade transportproteiner, sk transportörer, som antingen säkerställer samtidig överföring av Na + in i cellen tillsammans med andra molekyler eller joner (samtransport), eller byter ut Na + mot

andra molekyler eller joner (antiport). Utsöndringen av joner i lumen i matsmältningsröret genererar osmotiska gradienter, så vatten följer jonerna.

Aktiv utsöndring av kalium

I epitelceller ackumuleras K + aktivt med hjälp av Na + -K + -pumpen som finns i basolaterala membranet och Na + pumpas ut ur cellen (Fig. 10-16). I epitel som inte utsöndrar K+ finns K+-kanaler på samma plats där pumpen är placerad (sekundär användning av K+ på basolaterala membranet, se Fig. 10-17 och Fig. 10-19). En enkel mekanism för K+-utsöndring kan tillhandahållas genom att införliva ett flertal K+-kanaler i det luminala membranet (istället för det basolaterala), dvs. in i epitelcellens membran från sidan av lumen i matsmältningsröret. I detta fall kommer K+ som ackumulerats i cellen in i lumen i matsmältningsröret (passivt; Fig. 10-16), och anjonerna följer K+, vilket resulterar i en osmotisk gradient, så att vatten släpps ut i lumen av matsmältningsröret.

Ris. 10-16. Transepitelutsöndring av KCl.

Na+/K + -ATPas, lokaliserat i det basolaterala cellmembranet, när man använder 1 mol ATP, "pumpar" ut 3 mol Na + joner från cellen och "pumpar" 2 mol K + in i cellen. Medan Na + går in i cellen genomNa+-kanaler belägna i det basolaterala membranet, K + -joner lämnar cellen genom K + kanaler belägna i det luminala membranet. Som ett resultat av rörelsen av K+ genom epitelet etableras en positiv transepitelial potential i lumen av matsmältningsröret, vilket resulterar i att Cl-joner - intercellulärt (genom täta kontakter mellan epitelceller) också rusar in i lumen av matsmältningsröret. Som de stökiometriska värdena i figuren visar frigörs 2 mol K+ per 1 mol ATP

Transepitelutsöndring av NaHCO 3

De flesta utsöndrande epitelceller utsöndrar först en anjon (t.ex. HCO 3 -). Drivkraften för denna transport är den elektrokemiska Na+-gradienten riktad från det extracellulära utrymmet in i cellen, vilket etableras på grund av mekanismen för primär aktiv transport som utförs av Na+-K+-pumpen. Den potentiella energin för Na+-gradienten används av bärarproteiner, där Na+ överförs över cellmembranet in i cellen tillsammans med en annan jon eller molekyl (samtransport) eller byts ut mot en annan jon eller molekyl (antiport).

För utsöndring av HCO 3 -(till exempel i pankreasgångarna, i Brunnerkörtlarna eller i gallgångarna) krävs en Na + /H +-växlare i det basolaterala cellmembranet (Fig. 10-17). H+-joner avlägsnas från cellen med hjälp av sekundär aktiv transport, som ett resultat blir OH-joner kvar i den, som interagerar med CO 2 för att bilda HCO 3-. Kolsyraanhydras fungerar som en katalysator i denna process. Den resulterande HCO 3 - lämnar cellen i riktning mot lumen i mag-tarmkanalen antingen genom kanalen (fig. 10-17), eller med hjälp av ett bärarprotein som utbyter C1 - / HCO 3 -. Med all sannolikhet är båda mekanismerna aktiva i pankreaskanalen.

Ris. 10-17. Transepitelutsöndring av NaHCO 3 blir möjlig när H+ -joner aktivt utsöndras från cellen genom det basolaterala membranet. Bärarproteinet är ansvarigt för detta, vilket genom mekanismen för sekundär aktiv transport säkerställer överföringen av H+-joner. Drivkraften bakom denna process är den kemiska gradienten Na + som upprätthålls av Na + /K + -ATPas. (Till skillnad från Fig. 10-16 lämnar K+-joner cellen genom det basolaterala membranet genom K+-kanaler, som kommer in i cellen som ett resultat av arbetet med Na + /K + -ATPas). För varje H+-jon som lämnar cellen återstår en OH-jon, som binder till CO 2 för att bilda HCO 3-. Denna reaktion katalyseras av kolsyraanhydras. HCO 3 - diffunderar genom anjonkanalerna in i kanalens lumen, vilket leder till uppkomsten av en transepitelial potential, vid vilken innehållet i kanalens lumen är negativt laddat med avseende på interstitium. Under verkan av en sådan transepitelial potential rusar Na+-joner in i kanalens lumen genom täta kontakter mellan celler. Den kvantitativa balansen visar att 1 mol ATP spenderas på utsöndringen av 3 mol NaHCO 3

Transepitelutsöndring av NaCl

De flesta utsöndrande epitelceller utsöndrar först en anjon (t.ex. Cl-). Drivkraften för denna transport är den elektrokemiska Na+-gradienten riktad från det extracellulära utrymmet in i cellen, vilket etableras på grund av mekanismen för primär aktiv transport som utförs av Na+-K+-pumpen. Den potentiella energin för Na+-gradienten används av bärarproteiner, där Na+ överförs över cellmembranet in i cellen tillsammans med en annan jon eller molekyl (samtransport) eller byts ut mot en annan jon eller molekyl (antiport).

En liknande mekanism är ansvarig för den primära utsöndringen av Cl-, som tillhandahåller drivkrafterna för processen för vätskeutsöndring vid terminalen

avdelningar av spottkörtlarna i munnen, i acini i bukspottkörteln, såväl som i tårkörtlarna. Istället för Na + /H +-växlaren in basolateralt membran epitelceller från dessa organ är en bärare lokaliserad, vilket ger den konjugerade överföringen av Na + -K + -2Cl - (samtransport; ris. 10-18). Denna transportör använder Na+-gradienten för (sekundärt aktiv) ackumulering av Cl - i cellen. Från cellen kan Cl - passivt gå ut genom jonkanalerna i det luminala membranet in i lumen i körtelkanalen. I det här fallet uppstår en negativ transepitelial potential i kanalens lumen och Na + rusar in i kanalens lumen: i detta fall genom täta kontakter mellan celler (intercellulär transport). En hög koncentration av NaCl i kanalens lumen stimulerar flödet av vatten längs den osmotiska gradienten.

Ris. 10-18. En variant av transepitelutsöndring av NaCl som kräver aktiv ackumulering av Cl - i cellen. I mag-tarmkanalen är minst två mekanismer ansvariga för detta (se även fig. 10-19), varav en kräver en bärare lokaliserad i det basolaterala membranet, vilket säkerställer samtidig överföring av Na + -2Cl - -K + genom membranet (samtransport). Det fungerar under inverkan av den kemiska Na+-gradienten, som i sin tur upprätthålls av Na+/K+-ATPas. K+-joner kommer in i cellen både genom samtransportmekanismen och genom Na +/K + -ATPas och lämnar cellen genom det basolaterala membranet, medan Cl - lämnar cellen genom kanaler belägna i det luminala membranet. Sannolikheten för deras öppning ökar på grund av cAMP (tunntarm) eller cytosoliskt Ca 2+ (terminala delar av körtlarna, acini). Det finns en negativ transepitelial potential i kanalens lumen, vilket ger intercellulär utsöndring av Na+. Den kvantitativa balansen visar att 6 mol NaCl frisätts per 1 mol ATP.

Transepitelutsöndring av NaCl (alternativ 2)

Denna, olika utsöndringsmekanism observeras i cellerna i pankreas acinus, som

har två bärare lokaliserade i det basolaterala membranet och ger jonbyten Na + / H + och C1 - / HCO 3 - (antiport; Fig. 10-19).

Ris. 10-19. En variant av transepitelutsöndring av NaCl (se även Fig. 10-18), som börjar med att med hjälp av en basolateral Na + / H +-växlare (som i Fig. 10-17) ackumuleras HCO 3 - joner i cellen. Men senare lämnar denna HCO 3 - (till skillnad från fig. 10-17) cellen med hjälp av Cl - -HCO 3 - transportören (antiport) placerad på det basolaterala membranet. Som ett resultat kommer Cl - som ett resultat av ("tertiär") aktiv transport in i cellen. Genom Cl - kanaler placerade i det luminala membranet, lämnar Cl - cellen in i kanalens lumen. Som ett resultat etableras en transepitelial potential i kanalens lumen, vid vilken innehållet i kanalens lumen bär en negativ laddning. Na + under påverkan av transepitelial potential rusar in i kanalens lumen. Energibalans: här frigörs 3 mol NaCl per 1 mol ATP som används, d.v.s. 2 gånger mindre än i fallet med mekanismen som beskrivs i fig. 10-18 (DPC = difenylaminkarboxylat; SITS = 4-acetamino-4'-isotiocyan-2,2'-disulfonstilben)

Syntes av utsöndrade proteiner i mag-tarmkanalen

Vissa celler syntetiserar proteiner inte bara för sina egna behov, utan också för utsöndring. Messenger-RNA (mRNA) för syntes av exportproteiner bär inte bara information om proteinets aminosyrasekvens, utan också om aminosyrasignalsekvensen som ingår i början. Signalsekvensen säkerställer att proteinet som syntetiseras på ribosomen kommer in i håligheten i det grova endoplasmatiska reticulum (RER). Efter klyvning av aminosyrasignalsekvensen går proteinet in i Golgi-komplexet och slutligen i kondenserande vakuoler och mogna lagringsgranuler. Vid behov kastas det ut från cellen som ett resultat av exocytos.

Det första steget i någon proteinsyntes är inträdet av aminosyror i den basolaterala delen av cellen. Med hjälp av aminoacyl-tRNA-syntetas fästs aminosyror till lämpligt transfer-RNA (tRNA), som levererar dem till platsen för proteinsyntesen. Proteinsyntes utförs

är på ribosomer, som "läser" information om sekvensen av aminosyror i ett protein från budbärar-RNA (utsända). mRNA för ett protein avsett för export (eller för införande i cellmembranet) bär inte bara information om aminosyrasekvensen i peptidkedjan, utan också information om aminosyrasignalsekvens (signalpeptid). Längden på signalpeptiden är cirka 20 aminosyrarester. Efter att signalpeptiden är klar binder den omedelbart till den cytosoliska molekylen som känner igen signalsekvenserna - SRP(signaligenkänningspartikel). SRP blockerar proteinsyntesen tills hela ribosomkomplexet är fäst vid SRP-receptor(förtöjningsprotein) i det grova cytoplasmatiska retikulumet (RER). Därefter startar syntesen igen, medan proteinet inte frisätts i cytosolen och kommer in i RER-hålrummen genom poren (fig. 10-20). Efter slutet av translationen klyvs signalpeptiden av ett peptidas som finns i RER-membranet och en ny proteinkedja är klar.

Ris. 10-20. Syntes av ett protein avsett för export i en proteinproducerande cell.

1. Ribosomen binder till mRNA-kedjan och änden av den syntetiserade peptidkedjan börjar lämna ribosomen. Aminosyrasignalsekvensen (signalpeptiden) för proteinet som ska exporteras binder till en molekyl som känner igen signalsekvenserna (SRP, igenkänningssignalpartikel). SRP blockerar positionen i ribosomen (plats A) till vilken tRNA:t med den bifogade aminosyran närmar sig under proteinsyntesen. 2. Som ett resultat avbryts translation och (3) SRP, tillsammans med ribosomen, binder till SRP-receptorn som finns på det grova endoplasmatiska retikulum (RER) membranet, så att änden av peptidkedjan är i (hypotetisk ) poren i RER-membranet. 4. SRP klyvs av 5. Translation kan fortsätta och peptidkedjan växer i RER-kaviteten: translokation

Utsöndring av proteiner i mag-tarmkanalen

koncentrat. Dessa vakuoler blir mogna sekretoriska granulat, som samlas i den luminala (apikala) delen av cellen (fig. 10-21 A). Från dessa granuler släpps proteinet ut i det extracellulära utrymmet (till exempel in i lumen av acinus) på grund av det faktum att granulmembranet smälter samman med cellmembranet och går sönder: exocytos(Fig. 10-21 B). Exocytos är en kontinuerlig process, men påverkan av nervsystemet eller humoral stimulering kan avsevärt påskynda den.

Ris. 10-21. Utsöndring av ett protein avsett för export i en proteinutsöndrande cell.

A- typisk exokrin proteinutsöndrande cellinnehåller tätt packade lager av grovt endoplasmatiskt retikulum (RER) i den basala delen av cellen, på vars ribosomer exporterade proteiner syntetiseras (se fig. 10-20). Vid de släta ändarna av RER frigörs vesiklar som innehåller proteiner, som kommer in i cis- områden av Golgi-apparaten (posttranslationell modifiering), från vars trans-areor kondenserande vakuoler separeras. Slutligen, på den apikala sidan av cellen finns många mogna sekretoriska granuler som är redo för exocytos (panel B). B- figuren visar exocytos. De tre nedre, membranbundna vesiklarna (sekretorisk granula; panel A) är fortfarande fria i cytosolen, medan den övre vänstra vesikeln ligger intill plasmamembranets insida. Vesikelmembranet uppe till höger har redan smält ihop med plasmamembranet, och innehållet i vesikeln rinner in i kanalens lumen

Proteinet som syntetiseras i RER-kaviteten packas i små vesiklar som lossnar från RER. Vesiklar innehållande protein tillvägagångssätt Golgi komplex och smälter ihop med dess membran. I Golgi-komplexet modifieras peptiden (post-translationell modifiering), till exempel glykolyseras den och lämnar sedan Golgi-komplexet inuti kondenserande vakuoler. I dem modifieras proteinet igen och

Reglering av utsöndringsprocessen i mag-tarmkanalen

De exokrina körtlarna i matsmältningskanalen, som ligger utanför väggarna i matstrupen, magen och tarmarna, innerveras av efferenter från både det sympatiska och det parasympatiska nervsystemet. Körtlarna i matsmältningsrörets vägg innerveras av nerverna i submucosal plexus. Slemhinneepitelet och dess inbäddade körtlar innehåller endokrina celler som frisätter gastrin, kolecystokinin, sekretin, GIP (glukosberoende insulinfrisättande peptid) och histamin. När de väl släpps ut i blodet reglerar och koordinerar dessa ämnen rörlighet, sekretion och matsmältning i mag-tarmkanalen.

Många, kanske alla, sekretoriska celler utsöndrar små mängder vätskor, salter och proteiner i vila. I motsats till det reabsorberande epitelet, där transporten av ämnen beror på Na +-gradienten som tillhandahålls av aktiviteten av Na + /K + -ATPas i det basolaterala membranet, kan utsöndringsnivån ökas avsevärt vid behov. Sekretstimulering kan göras som nervsystem, så humoristisk.

I hela mag-tarmkanalen är celler som syntetiserar hormoner utspridda mellan epitelceller. De frigör en rad signalsubstanser, av vilka några transporteras genom blodomloppet till deras målceller. (endokrin verkan) andra - parahormoner - verkar på närliggande celler (parakrin handling). Hormoner påverkar inte bara de celler som är involverade i utsöndringen av olika ämnen, utan också de glatta musklerna i mag-tarmkanalen (stimulerar eller hämmar dess aktivitet). Dessutom kan hormoner ha en trofisk eller antitrofisk effekt på cellerna i mag-tarmkanalen.

endokrina celler av mag-tarmkanalen är flaskformade, medan den smala delen är försedd med mikrovilli och riktad mot tarmens lumen (fig. 10-22 A). Till skillnad från epitelceller, som tillhandahåller transport av ämnen, kan granuler med proteiner hittas i det basolaterala membranet av endokrina celler, som är involverade i processerna för transport in i cellen och dekarboxylering av aminprekursorämnen. Endokrina celler syntetiseras, inklusive biologiskt aktiva 5-hydroxitryptamin. Sådan

endokrina celler kallas APUD (aminprekursorupptag och dekarboxylering) celler, eftersom de alla innehåller de transportörer som är nödvändiga för infångningen av tryptofan (och histidin), och enzymerna som säkerställer dekarboxyleringen av tryptofan (och histidin) till tryptamin (och histamin). Totalt finns det minst 20 signalämnen som produceras i de endokrina cellerna i magen och tunntarmen.

gastrin, tas som exempel, syntetiseras och släpps MED(astrin)-celler. Två tredjedelar av G-cellerna finns i epitelet som täcker antrum av magsäcken och en tredjedel i slemhinnan i tolvfingertarmen. Gastrin finns i två aktiva former G34 Och G17(siffrorna i namnet anger antalet aminosyrarester som utgör molekylen). Båda formerna skiljer sig från varandra på platsen för syntes i matsmältningskanalen och i den biologiska halveringstiden. Den biologiska aktiviteten hos båda formerna av gastrin beror på C-terminalen av peptiden,-Try-Met-Asp-Phe(NH2). Denna sekvens av aminosyrarester finns också i det syntetiska pentagastrinet, BOC-β-Ala-TryMet-Asp-Phe(NH 2), som införs i kroppen för att diagnostisera magsekretion.

Ett incitament för släpp gastrin i blodet är främst närvaron av proteinnedbrytningsprodukter i magen eller i tolvfingertarmens lumen. Efferenta fibrer i vagusnerven stimulerar också frisättningen av gastrin. Fibrer i det parasympatiska nervsystemet aktiverar inte G-celler direkt, utan genom mellanliggande neuroner som frigör GPR(Gastrin-frisättande peptid). Frisättningen av gastrin i antrum av magen hämmas när pH-värdet i magsaften faller under 3; sålunda skapas en negativ återkopplingsslinga, med hjälp av vilken för stark eller för lång utsöndring av magsaft stoppar. Å ena sidan hämmar ett lågt pH direkt G-celler antrum av magen, och å andra sidan, stimulerar den intilliggande D-celler som frisätter somatostatin (SIH). Somatostatin har därefter en hämmande effekt på G-celler (parakrin verkan). En annan möjlighet för hämning av gastrinutsöndring är att vagusnervfibrer kan stimulera utsöndringen av somatostatin från D-celler genom CGRP(kalcitoningenrelaterad peptid)- ergiska interneuroner (Fig. 10-22 B).

Ris. 10-22. sekretsreglering.

A- endokrina celler i mag-tarmkanalen. B- reglering av gastrinsekretion i magens antrum

Natriumreabsorption i tunntarmen

Huvudavdelningarna där processerna äger rum återabsorption(eller i rysk terminologi sugning) i mag-tarmkanalen, är jejunum, ileum och övre kolon. Specificiteten för jejunum och ileum är att ytan på deras luminala membran ökas med mer än 100 gånger på grund av tarmvilli och en hög borstkant.

Mekanismerna genom vilka salter, vatten och näringsämnen återabsorberas liknar njurarnas. Transporten av ämnen genom epitelcellerna i mag-tarmkanalen beror på aktiviteten av Na + /K + -ATPas eller H + /K + -ATPas. Olika inkorporering av transportörer och jonkanaler i det luminala och/eller basolaterala cellmembranet avgör vilken substans som kommer att återabsorberas från lumen i matsmältningsröret eller utsöndras i den.

Flera absorptionsmekanismer är kända för tunn- och tjocktarmen.

För tunntarmen är absorptionsmekanismerna som visas i fig. 10-23 A och

ris. 10-23 V.

Rörelse 1(Fig. 10-23 A) är primärt lokaliserad i tunntarmen. Na+ -joner passerar här penselgränsen med hjälp av olika bärarproteiner, som använder energin från den (elektrokemiska) gradienten av Na+ riktad in i cellen för reabsorption glukos, galaktos, aminosyror, fosfat, vitaminer och andra ämnen, så dessa ämnen kommer in i cellen som ett resultat av (sekundär) aktiv transport (samtransport).

Rörelse 2(Fig. 10-23 B) är inneboende i jejunum och gallblåsan. Den är baserad på samtidig lokalisering av två transportörer i det luminala membranet, vilket ger utbyte av joner Na+/H+ Och Cl-/HCO3- (antiport), vilket gör att NaCl kan återabsorberas.

Ris. 10-23. Reabsorption (absorption) av Na + i tunntarmen.

A- kopplad reabsorption av Na +, Cl - och glukos i tunntarmen (främst i jejunum). Cellriktad Na+ elektrokemisk gradient upprätthållen av Na+/ K+ -ATPas, fungerar som en drivkraft för den luminala transportören (SGLT1), med hjälp av vilken, genom mekanismen för sekundär aktiv transport, Na + och glukos kommer in i cellen (samtransport). Eftersom Na + har en laddning, och glukos är neutralt, depolariseras det luminala membranet (elektrogen transport). Innehållet i matsmältningsröret får en negativ laddning, vilket främjar återabsorptionen av Cl - genom täta intercellulära kontakter. Glukos lämnar cellen genom det basolaterala membranet genom en underlättad diffusionsmekanism (glukostransportör GLUT2). Som ett resultat, för en mol förbrukad ATP, återabsorberas 3 mol NaCl och 3 mol glukos. Mekanismerna för återabsorption av neutrala aminosyror och ett antal organiska ämnen liknar de som beskrivs för glukos.B- återabsorption av NaCl på grund av den parallella aktiviteten hos två bärare av det luminala membranet (jejunum, gallblåsan). Om en bärare som byter Na + /H + (antiport) och en bärare som byter ut Cl - /HCO 3 - (antiport) byggs in i cellmembranet, kommer Na + och Cl - joner som ett resultat av deras arbete att ackumuleras i cellen. Till skillnad från NaCl-utsöndring, när båda transportörerna är placerade på det basolaterala membranet, är i detta fall båda transportörerna lokaliserade i det luminala membranet (NaCl-reabsorption). Den kemiska Na+-gradienten är drivkraften bakom H+-sekretion. H+-joner går in i lumen i matsmältningsröret och OH-joner finns kvar i cellen, som reagerar med CO 2 (reaktionen katalyseras av kolsyraanhydras). Anjoner HCO 3 - ackumuleras i cellen, vars kemiska gradient ger drivkraften för bäraren som transporterar Cl - in i cellen. Cl - lämnar cellen genom basolaterala Cl - kanaler. (i matsmältningsrörets lumen reagerar H + och HCO 3 - med varandra för att bilda H 2 O och CO 2). I detta fall återabsorberas 3 mol NaCl per 1 mol ATP

Natriumreabsorption i tjocktarmen

De mekanismer genom vilka absorption sker i tjocktarmen skiljer sig något från dem i tunntarmen. Här kan man också betrakta två mekanismer som råder i denna avdelning, vilket illustreras i fig. 10-23 som mekanism 1 (fig. 10-24 A) och mekanism 2 (fig. 10-24 B).

Rörelse 1(Fig. 10-24 A) råder i proximal tjocktarm. Dess väsen ligger i det faktum att Na + kommer in i cellen genom luminala Na+-kanaler.

Rörelse 2(Fig. 10-24 B) presenteras i tjocktarmen på grund av K+/H+-ATPas beläget på det luminala membranet, K+-joner reabsorberas primärt.

Ris. 10-24. Reabsorption (absorption) av Na + i tjocktarmen.

A- reabsorption av Na + genom luminalen Na+kanaler (främst i den proximala tjocktarmen). Längs den cellriktade jongradienten Na+kan återabsorberas genom att delta i mekanismerna för sekundär aktiv transport med hjälp av bärare (samtransport eller antiport), och gå in i cellen passivt genomNa+-kanaler (ENaC = Epitelial Na+Kanal), lokaliserad i det luminala cellmembranet. Precis som i fig. 10-23 A, denna mekanism för Na +-inträde i cellen är elektrogen, därför är innehållet i matrörets lumen negativt laddat i detta fall, vilket bidrar till återabsorptionen av Cl - genom intercellulära täta förbindelser. Energibalansen är, som i fig. 10-23 A, 3 mol NaCl per 1 mol ATP.B- arbetet med H + /K + -ATPas främjar utsöndringen av H + joner och återabsorptionjoner K+ genom mekanismen för primär aktiv transport (mage, tjocktarm). På grund av denna "pump" av membranet av parietalcellerna i magen, som kräver energin av ATP, ackumuleras H + -joner i lumen i matsmältningsröret i mycket höga koncentrationer (denna process hämmas av omeprazol). H + /K + -ATPas i tjocktarmen främjar återabsorptionen av KHCO 3 (hämmas av oubain). För varje utsöndrad H+-jon finns en OH-jon kvar i cellen, som reagerar med CO 2 (reaktionen katalyseras av kolsyraanhydras) för att bilda HCO 3 - . HCO 3 - lämnar parietalcellen genom det basolaterala membranet med hjälp av en bärare som tillhandahåller utbyte av Cl - /HCO 3 - (antiport; visas inte här), utloppet av HCO 3 - från tjocktarmsepitelcellen utförs genom HCO ^-kanalen. För 1 mol reabsorberad KHCO 3 förbrukas 1 mol ATP, d.v.s. Detta är en ganska "dyr" process. I detta fallNa+/K + -ATPas spelar ingen betydande roll i denna mekanism; därför är det omöjligt att avslöja ett stökiometriskt samband mellan mängden ATP som konsumeras och mängden överförda ämnen

Bukspottkörtelns exokrina funktion

Bukspottkörteln har exokrina apparater(tillsammans med endokrina delen) som består av klusterformade ändsektioner - acini(skiva). De är belägna i ändarna av ett grenat system av kanaler, vars epitel ser relativt enhetligt ut (fig. 10-25). I jämförelse med andra exokrina körtlar är den fullständiga frånvaron av myoepitelceller särskilt märkbar i bukspottkörteln. De senare i andra körtlar stödjer ändsektionerna under sekretion, då trycket i utsöndringskanalerna ökar. Frånvaron av myoepitelceller i bukspottkörteln gör att acinarcellerna spricker lätt under utsöndringen, så att vissa enzymer avsedda för export till tarmen kommer in i bukspottkörtelns interstitium.

Exokrina bukspottkörteln

utsöndrar matsmältningsenzymer från cellerna i lobulierna, som löses i en vätska med neutralt pH och berikas med Cl - joner, och från

celler i utsöndringskanalerna - en alkalisk vätska fri från proteiner. Matsmältningsenzymer inkluderar amylaser, lipaser och proteaser. Bikarbonat i utsöndringen av cellerna i utsöndringskanalerna är nödvändigt för att neutralisera saltsyra, som kommer med chym från magen till tolvfingertarmen. Acetylkolin från vagusnervändarna aktiverar sekretionen i lobernas celler, medan sekretionen av celler i utsöndringskanalerna stimuleras främst av sekretin som syntetiseras i S-cellerna i tunntarmsslemhinnan. På grund av den modulerande effekten på kolinerg stimulering verkar kolecystokinin (CCK) på acinära celler, vilket resulterar i en ökning av deras sekretoriska aktivitet. Kolecystokinin har också en stimulerande effekt på nivån av utsöndring av epitelcellerna i pankreaskanalen.

Om utflödet av sekret är svårt, som vid cystisk fibros (cystisk fibros); om bukspottkörteljuice är särskilt trögflytande; eller när utsöndringskanalen är förträngd till följd av inflammation eller avlagringar kan det leda till inflammation i bukspottkörteln (pankreatit).

Ris. 10-25. Struktur av den exokrina bukspottkörteln.

Den nedre delen av figuren visar schematiskt idén som funnits fram till nu av ett förgrenat system av kanaler, i vars ändar acini (terminalsektioner) är belägna. Den förstorade bilden visar att acinus i verkligheten är ett nätverk av sekretoriska tubuli kopplade till varandra. Den extralobulära kanalen är ansluten genom en tunn intralobulär ledning med sådana sekretoriska tubuli

Mekanism för bikarbonatsekretion av pankreasceller

Bukspottkörteln utsöndrar cirka 2 liter vätska per dag. Under matsmältningen ökar sekretionsnivån många gånger jämfört med vilotillståndet. I vila, på fastande mage, är sekretionsnivån 0,2-0,3 ml / min. Efter att ha ätit stiger sekretionsnivån till 4-4,5 ml / min. Denna ökning av sekretionshastigheten hos människor uppnås främst av epitelcellerna i utsöndringskanalerna. Medan acini utsöndrar en neutral kloridrik juice med matsmältningsenzymer lösta i den, tillför epitelet i utsöndringskanalerna en alkalisk vätska med en hög koncentration av bikarbonat (fig. 10-26), som hos människor är mer än 100 mmol. Som ett resultat av att blanda denna hemlighet med HC1-innehållande chyme, stiger pH till värden vid vilka matsmältningsenzymer är maximalt aktiverade.

Ju högre utsöndringshastighet av bukspottkörteln, desto högre bikarbonatkoncentration V

bukspott. Vart i kloridkoncentration beter sig som en spegelbild av bikarbonatkoncentrationen, så summan av koncentrationerna av båda anjonerna på alla sekretionsnivåer förblir densamma; den är lika med summan av K+- och Na+-joner, vars koncentrationer ändras så lite som isotoniciteten hos pankreasjuice. Sådana förhållanden av koncentrationerna av ämnen i bukspottkörteln kan förklaras av det faktum att två isotoniska vätskor utsöndras i bukspottkörteln: en rik på NaCl (acini) och den andra rik på NaHCO 3 (utsöndringskanaler) (Fig. 10- 26). I vila utsöndrar både acini- och pankreaskanalerna en liten mängd sekret. Men i vila dominerar utsöndringen av acini, vilket resulterar i en slutlig hemlighet rik på C1-. Vid stimulering av körteln sekretin nivån av utsöndring av epitelet i kanalen ökar. I detta avseende minskar koncentrationen av klorid samtidigt, eftersom summan av anjonerna inte kan överstiga den (konstanta) summan av katjonerna.

Ris. 10-26. Mekanismen för NaHCO 3-utsöndring i cellerna i pankreaskanalen liknar NaHC0 3-utsöndringen i tarmen, eftersom den också beror på Na + /K + -ATPas lokaliserad på det basolaterala membranet och bärarproteinet som utbyter Na + / H+-joner (antiport) genom basolateralt membran. Men i detta fall kommer HCO 3 in i körtelkanalen inte genom en jonkanal, utan med hjälp av ett bärarprotein som ger ett anjonbyte. För att bibehålla sin funktion måste den parallellkopplade Cl - kanalen säkerställa återcirkulationen av Cl - joner. Denna Cl - kanal (CFTR = Cystisk fibros transmembrankonduktansregulator) defekt hos patienter med cystisk fibros (=cystisk fibros) vilket gör bukspottkörtelns hemlighet mer trögflytande och fattig på HCO 3 - . Vätskan i körtelkanalen blir negativt laddad i förhållande till interstitialvätskan som ett resultat av frisättningen av Cl - från cellen in i kanalens lumen (och penetrationen av K+ in i cellen genom det basolaterala membranet), vilket bidrar till passiv diffusion av Na + in i körtelkanalen genom intercellulära täta förbindelser. En hög nivå av utsöndring av HCO 3 - är möjlig, tydligen, eftersom HCO 3 - sekundärt aktivt transporteras in i cellen med hjälp av ett bärarprotein som utför konjugerad transport av Na + -HCO 3 - (symport; NBC-bärarprotein , visas inte i bilden på bilden; SITS transportörprotein)

Sammansättning och egenskaper hos pankreasenzymer

Till skillnad från kanalceller utsöndrar acinära celler matsmältnings enzymer(Tabell 10-1). Dessutom acini leverans icke-enzymatiska proteiner såsom immunglobuliner och glykoproteiner. Matsmältningsenzymer (amylaser, lipaser, proteaser, DNaser) är nödvändiga för normal matsmältning av matbeståndsdelar. Det finns data

att mängden enzymer varierar beroende på sammansättningen av den föda som tas. Bukspottkörteln, för att skydda sig från självnedbrytning av sina egna proteolytiska enzymer, frisätter dem i form av inaktiva prekursorer. Så trypsin, till exempel, utsöndras som trypsinogen. Som ett extra skydd innehåller pankreasjuice en trypsinhämmare som förhindrar dess aktivering inuti sekretoriska celler.

Ris. 10-27. Egenskaper hos de viktigaste matsmältningsenzymer i bukspottkörteln som utsöndras av acinära celler och acinära icke-enzymatiska proteiner (tabell 10-1)

Tabell 10-1. pankreasenzymer

*Många pankreatiska matsmältningsenzymer finns i två eller flera former som skiljer sig från varandra i relativa molekylvikter, optimala pH-värden och isoelektriska punkter

** Klassificeringssystem Enzyme Commission, International Union of Biochemistry

bukspottkörtelns endokrina funktion

Ö apparatär endokrina bukspottkörteln och utgör endast 1-2% av vävnaden i dess övervägande exokrina del. Av dessa, cirka 20% - α -celler, där glukagon bildas är 60-70 % β -celler, som producerar insulin och amylin, 10-15% - δ -celler, som syntetiserar somatostatin, som hämmar utsöndringen av insulin och glukagon. En annan celltyp är F-celler producerar en pankreaspolypeptid (ett annat namn är PP-celler), som möjligen är en kolecystokininantagonist. Slutligen finns det G-celler som producerar gastrin. Den snabba moduleringen av hormonfrisättningen i blodet tillhandahålls genom lokaliseringen av dessa endokrina aktiva celler i allians med de Langerhanska öarna (som heter

så för att hedra upptäckaren - en tysk läkarstudent), vilket tillåter att utföra parakrin kontroll och ytterligare direkt intracellulär transport av substanser-sändare och substrat genom många Gap Junctions(täta intercellulära kontakter). Eftersom den V. pancreatica rinner in i portvenen är koncentrationen av alla pankreashormoner i levern, det viktigaste organet för ämnesomsättningen, 2-3 gånger högre än i resten av kärlsystemet. Med stimulering ökar detta förhållande med 5-10 gånger.

I allmänhet utsöndrar endokrina celler två nyckel för reglering av kolvätemetabolismen hormon: insulin Och glukagon. Utsöndringen av dessa hormoner beror främst på blodsockerkoncentration och modulerade somatostatin, det tredje viktigaste öhormonet, tillsammans med gastrointestinala hormoner och det autonoma nervsystemet.

Ris. 10-28. ön Langerhans

Glukagon och pankreas insulinhormoner

Glukagon syntetiseras till α -celler. Glukagon består av en enda kedja av 29 aminosyror och har en molekylvikt på 3500 Da (Fig. 10-29 A, B). Dess aminosyrasekvens är homolog med flera gastrointestinala hormoner såsom sekretin, vasoaktiv intestinal peptid (VIP) och GIP. Ur en evolutionär synvinkel är detta en mycket gammal peptid som har behållit inte bara sin form, utan också några viktiga funktioner. Glukagon syntetiseras via preprohormonet i α-cellerna i pankreasöarna. Glukagonliknande peptider hos människor produceras också i olika tarmceller. (enteroglukagon eller GLP 1). Posttranslationell klyvning av proglukagon i olika celler i tarmen och bukspottkörteln sker på olika sätt, så att det bildas ett antal peptider vars funktioner ännu inte är klarlagda. Glukagon som cirkulerar i blodet är till cirka 50 % bundet till plasmaproteiner; detta sk stort plasmaglukagon, biologiskt inaktiv.

Insulin syntetiseras till β -celler. Insulin består av två peptidkedjor, en A-kedja på 21 och en B-kedja på 30 aminosyror; dess molekylvikt är cirka 6000 Da. Båda kedjorna är sammankopplade av disulfidbryggor (fig. 10-29 C) och bildas av en prekursor, proinsulin som ett resultat av proteolytisk klyvning av C-kedjan (bindande peptid). Genen för syntesen av insulin finns på den 11:e humana kromosomen (fig. 10-29 D). Med hjälp av motsvarande mRNA i det endoplasmatiska retikulum (ER) syntetiseras preproinsulin med en molekylvikt av 11 500 Da. Som ett resultat av separationen av signalsekvensen och bildandet av disulfidbryggor mellan kedjorna A, B och C uppstår proinsulin, som i mikrovesiklar

kulan transporteras till Golgi-apparaten. Där klyvs C-kedjan från proinsulin och bildandet av zink-insulin-hexamerer, en lagringsform i "mogna" sekretoriska granulat, sker. Låt oss klargöra att insulinet hos olika djur och människor skiljer sig inte bara i aminosyrasammansättningen utan också i α-helixen, som bestämmer hormonets sekundära struktur. Mer komplex är den tertiära strukturen, som bildar de platser (centra) som ansvarar för hormonets biologiska aktivitet och antigena egenskaper. Den tertiära strukturen av monomert insulin inkluderar en hydrofob kärna, som bildar styloidprocesser på sin yta, vilka har hydrofila egenskaper, med undantag för två opolära områden som tillhandahåller insulinmolekylens aggregationsegenskaper. Den inre strukturen hos insulinmolekylen är viktig för interaktion med dess receptor och manifestationen av biologisk verkan. I studien med röntgendiffraktionsanalys fann man att en hexamerisk enhet av kristallint zink-insulin består av tre dimerer vikta runt en axel på vilken två zinkatomer finns. Proinsulin bildar liksom insulin dimerer och zinkhaltiga hexamerer.

Under exocytos frisätts insulin (A- och B-kedjor) och C-peptid i ekvimolära mängder, med cirka 15 % av insulinet kvar som proinsulin. Proinsulin i sig har endast en mycket begränsad biologisk effekt, det finns fortfarande ingen tillförlitlig information om den biologiska effekten av C-peptiden. Insulin har en mycket kort halveringstid, cirka 5-8 minuter, medan C-peptid är 4 gånger längre. På kliniken används mätningen av C-peptid i plasma som en parameter för det funktionella tillståndet för β-celler, och även under insulinbehandling gör det möjligt att uppskatta den kvarvarande sekretoriska kapaciteten hos den endokrina bukspottkörteln.

Ris. 10-29. Struktur av glukagon, proinsulin och insulin.

A- glukagon syntetiserasα -celler och dess struktur visas i panelen. B- insulin syntetiseras iβ -celler. I- i bukspottkörtelnβ celler som producerar insulin är jämnt fördelade, medanα-celler som producerar glukagon är koncentrerade i bukspottkörtelns svans. Som ett resultat av klyvningen av C-peptiden uppträder insulin i dessa områden, bestående av två kedjor:AOch V.G- system för insulinsyntes

Cellulär mekanism för insulinutsöndring

Bukspottkörtelns β-celler ökar intracellulära glukosnivåer genom att gå in genom GLUT2-transportören och metabolisera glukos såväl som galaktos och mannos, som var och en kan orsaka utsöndring av insulin. Andra hexoser (t.ex. 3-O-metylglukos eller 2-deoxiglukos), som transporteras till β-celler men inte kan metaboliseras där, stimulerar inte insulinutsöndringen. Vissa aminosyror (särskilt arginin och leucin) och små ketosyror (α-ketoisokaproat) samt ketohexoser(fruktos), kan svagt stimulera insulinutsöndringen. Aminosyror och ketosyror delar inte någon metabolisk väg med hexoser annat än oxidation genom citronsyracykeln. Dessa data har lett till förslaget att ATP som syntetiseras från metabolismen av dessa olika substanser kan vara involverad i insulinutsöndringen. Baserat på detta föreslogs 6 steg av insulinutsöndring av β-celler, som beskrivs i bildtexten till fig. 10-30.

Låt oss överväga hela processen mer i detalj. Utsöndringen av insulin styrs huvudsakligen av blodsockerkoncentration, det betyder att födointag stimulerar sekretionen och när koncentrationen av glukos minskar, till exempel under fasta (fasta, diet), hämmas frisättningen. Insulin utsöndras vanligtvis med 15-20 minuters intervall. Sådan pulserande sekret, tycks spela en roll för insulinets effektivitet och säkerställer adekvat funktion hos insulinreceptorerna. Efter stimulering av insulinutsöndring genom intravenös administrering av glukos, bifasiskt sekretoriskt svar. I den första fasen, inom några minuter, sker en maximal frisättning av insulin, som försvagas igen efter några minuter. Ungefär 10 minuter senare börjar den andra fasen med ihållande ökad utsöndring av insulin. Man tror att olika faser är ansvariga för båda faserna.

lagringsformer av insulin. Det är också möjligt att olika parakrina och autoregulatoriska mekanismer hos cellöar är ansvariga för sådan bifasisk utsöndring.

Stimuleringsmekanism utsöndring av insulin genom glukos eller hormoner har till stor del klarlagts (fig. 10-30). Nyckeln är att öka koncentrationen ATP som ett resultat av oxidation av glukos, som med en ökning av koncentrationen av glukos i plasma, med hjälp av transportörmedierad transport, kommer in i β-celler i ökad mängd. Som ett resultat inhiberas den ATP- (eller ATP/ADP-förhållandet) beroende K+-kanalen och membranet depolariseras. Som ett resultat öppnas spänningsberoende Ca 2+-kanaler, extracellulär Ca 2+ rusar in och aktiverar exocytosprocessen. Den pulserande frisättningen av insulin är en följd av ett typiskt β-cellurladdningsmönster i "skurar".

Cellulära verkningsmekanismer för insulin mycket olika och ännu inte helt klarlagda. Insulinreceptorn är en tetradimer och består av två extracellulära α-subenheter med specifika bindningsställen för insulin och två β-subenheter som har transmembrana och intracellulära delar. Receptorn tillhör familjen tyrosinkinasreceptorer och är mycket lik i strukturen somatomedin-C-(IGF-1-)-receptorn. Insulinreceptorns β-subenheter på insidan av cellen innehåller ett stort antal tyrosinkinasdomäner, som aktiveras i det första steget av autofosforylering. Dessa reaktioner är väsentliga för aktiveringen av följande kinaser (t.ex. fosfatidylinositol 3-kinaser), som sedan inducerar olika fosforyleringsprocesser genom vilka de flesta av de metaboliska enzymerna aktiveras i effektorceller. Förutom, internalisering insulin tillsammans med dess receptor in i cellen kan också vara viktigt för uttrycket av specifika proteiner.

Ris. 10-30. Mekanism för insulinutsöndringβ -celler.

En ökning av extracellulära glukosnivåer är en utlösande faktor för utsöndringβ-cellsinsulin, som sker i sju steg. (1) Glukos kommer in i cellen via GLUT2-transportören, vilket förmedlas genom underlättad diffusion av glukos in i cellen. (2) En ökning av glukostillförsel stimulerar metabolismen av glukos i cellen och leder till en ökning av [ATP] i eller [ATP] i / [ADP] i. (3) En ökning av [ATP] i eller [ATP] i / [ADP] i hämmar ATP-känsliga K+-kanaler. (4) Hämning av ATP-känsliga K+-kanaler orsakar depolarisering, dvs. V m antar mer positiva värden. (5) Depolarisering aktiverar spänningsstyrda Ca 2+-kanaler i cellmembranet. (6) Aktivering av dessa spänningsstyrda Ca 2+-kanaler ökar inträdet av Ca 2+-joner och ökar således i, vilket också orsakar en Ca 2+-inducerad Ca 2+-frisättning från det endoplasmatiska retikulumet (ER). (7) Ackumulering av i leder till exocytos och frisättning av insulin som finns i sekretoriska granulat till blodet

Ultrastruktur av levern

Ultrastrukturen av levern och gallvägarna visas i fig. 10-31. Galla utsöndras av levercellerna i gallgångarna. Galltubuli, som smälter samman med varandra i periferin av leverlobuli, bildar större gallgångar - perilobulära gallgångar, fodrade med epitel och hepatocyter. De perilobulära gallgångarna dräneras in i interlobulära gallgångar som är kantade med kuboidalt epitel. Anastomosering mellan

själva och ökar i storlek, bildar de stora septala kanaler, omgivna av fibrös vävnad i portalkanalerna och övergår i vänster och höger leverkanaler. På den nedre ytan av levern, i regionen av den tvärgående sulcus, går de vänstra och högra leverkanalerna samman för att bilda den gemensamma leverkanalen. Den senare, som smälter samman med den cystiska kanalen, rinner in i den gemensamma gallgången, som mynnar in i tolvfingertarmens lumen i regionen av den stora duodenala papillen eller Vaters papill.

Ris. 10-31. Ultrastruktur av levern.

Levern består avkryddnejlika (diameter 1-1,5 mm), som i periferin förses med grenar av portvenen(V. portae) och leverartär(A.hepatica). Blodet från dem rinner genom sinusoiderna, som levererar blod till hepatocyterna, och kommer sedan in i den centrala venen. Mellan hepatocyterna ligger rörformiga, stängda i sidled med hjälp av täta kontakter och utan egna väggspalter, gallkapillärer eller tubuli, Canaliculi biliferi. De utsöndrar galla (se fig. 10-32), som lämnar levern genom gallgångssystemet. Epitelet som innehåller hepatocyter motsvarar ändsektionerna av de vanliga exokrina körtlarna (till exempel spottkörtlar), gallcanaliculi till lumen i ändsektionen, gallgångarna till körtelns utsöndringskanaler och sinusoiderna till blodet kapillärer. Ovanligtvis får sinusoiderna en blandning av arteriellt blod (rikt på O 2 ) och venöst blod från portalvenen (fattig på O 2 men rik på näringsämnen och andra ämnen från tarmarna). Kupffer-celler är makrofager

Sammansättning och utsöndring av galla

Gallaär en vattenlösning av olika föreningar som har egenskaperna hos en kolloidal lösning. Huvudkomponenterna i gallan är gallsyror (cholic och en liten mängd deoxycholic), fosfolipider, gallpigment, kolesterol. Gallans sammansättning inkluderar även fettsyror, protein, bikarbonater, natrium, kalium, kalcium, klor, magnesium, jod, en liten mängd mangan, samt vitaminer, hormoner, urea, urinsyra, ett antal enzymer, etc. I gallblåsan är koncentrationen av många komponenter 5-10 gånger högre än i levern. Koncentrationen av ett antal komponenter, såsom natrium, klor, bikarbonater, är dock mycket lägre på grund av deras absorption i gallblåsan. Albumin, som finns i levergalla, detekteras inte alls i cystisk galla.

Galla produceras i hepatocyter. Två poler urskiljs i hepatocyten: den vaskulära, som fångar upp ämnen utifrån med hjälp av mikrovilli och för in dem i cellen, och den galla, där ämnen frigörs från cellen. Mikrovilli i hepatocytens gallpol bildar ursprunget till gallgångarna (kapillärerna), vars väggar bildas av membran.

två eller flera intilliggande hepatocyter. Bildandet av galla börjar med utsöndring av vatten, bilirubin, gallsyror, kolesterol, fosfolipider, elektrolyter och andra komponenter av hepatocyter. Hepatocytens utsöndringsapparat representeras av lysosomer, lamellärt komplex, mikrovilli och gallgångar. Sekretion utförs i området för mikrovilli. Bilirubin, gallsyror, kolesterol och fosfolipider, främst lecitin, utsöndras som ett specifikt makromolekylärt komplex - gallmicellen. Förhållandet mellan dessa fyra huvudkomponenter, ganska konstant i normen, säkerställer komplexets löslighet. Dessutom ökar den låga lösligheten av kolesterol signifikant i närvaro av gallsalter och lecitin.

Gallans fysiologiska roll är främst förknippad med matsmältningsprocessen. De viktigaste för matsmältningen är gallsyror, som stimulerar utsöndringen av bukspottkörteln och har en emulgerande effekt på fetter, vilket är nödvändigt för deras matsmältning av bukspottkörtellipas. Galla neutraliserar det sura innehållet i magen som kommer in i tolvfingertarmen. Gallproteiner kan binda pepsin. Främmande ämnen utsöndras också i gallan.

Ris. 10-32. Utsöndring av galla.

Hepatocyter utsöndrar elektrolyter och vatten i gallgångarna. Dessutom utsöndrar hepatocyter primära gallsalter, som de syntetiserar från kolesterol, såväl som sekundära gallsalter och primära gallsalter, som de fångar upp från sinusoider (enterohepatisk recirkulation). Utsöndringen av gallsyror åtföljs av en ytterligare utsöndring av vatten. Bilirubin, steroidhormoner, främmande ämnen och andra ämnen binder till glutation eller glukuronsyra för att öka deras vattenlöslighet och utsöndras i gallan i denna konjugerade form.

Syntes av gallsalter i levern

Levergalla innehåller gallsalter, kolesterol, fosfolipider (främst fosfatidylkolin = lecitin), steroider, samt metabola produkter som bilirubin och många främmande ämnen. Galla är isotoniskt med blodplasma, och dess elektrolytsammansättning liknar den i blodplasma. Gallans pH-värde är neutralt eller svagt alkaliskt.

gallsalterär kolesterolmetaboliter. Gallsalter tas upp av hepatocyter från blodet i portvenen eller syntetiseras intracellulärt efter konjugering med glycin eller taurin genom det apikala membranet in i gallgångarna. Gallsalter bildar miceller: i galla - med kolesterol och lecitin, och i tarmens lumen - främst med dåligt lösliga lipolysprodukter, för vilka bildningen av miceller är en nödvändig förutsättning för reabsorption. När lipider återabsorberas frigörs gallsalter igen, reabsorberas i den terminala ileum, och kommer således in i levern igen: den gastrohepatiska cirkulationen. I tjocktarmens epitel ökar gallsalter epitelets permeabilitet för vatten. Utsöndringen av både gallsalter och andra ämnen åtföljs av rörelse av vatten längs osmotiska gradienter. Utsöndringen av vatten, på grund av utsöndringen av gallsalter och andra ämnen, är i varje fall 40 % av mängden primär galla. Återstående 20%

vatten faller på vätskan som utsöndras av cellerna i gallgångens epitel.

Mest vanliga gallsalter- salt cholic, chenode(h)oxycholic, de(h)oxycholic och lithocholic Gallsyror. De tas upp av leverceller från sinusformigt blod via NTCP-transportören (samtransport med Na+) och OATP-transportören (Na+ oberoende transport; OATP= O organisk A nion -T ransporting P olypeptid) och i hepatocyter bildar ett konjugat med en aminosyra, glycin eller taurin(Fig. 10-33). konjugation polariserar molekylen från aminosyrasidan, vilket underlättar dess löslighet i vatten, medan steroidskelettet är lipofilt, vilket underlättar interaktion med andra lipider. Således kan konjugerade gallsalter utföra funktionen tvättmedel(ämnen som ger löslighet) för normalt svårlösliga lipider: när koncentrationen av gallsalter i gallan eller i tunntarmens lumen överstiger ett visst (så kallat kritiskt micellärt) värde, bildar de spontant små aggregat med lipider, miceller.

Utvecklingen av olika gallsyror är förknippad med behovet av att hålla lipider i lösning inom ett brett spektrum av pH-värden: vid pH = 7 - i galla, vid pH = 1-2 - i chymen som kommer från magen och vid pH = 4-5 - efter att chymian har blandats med bukspottkörteljuice. Detta är möjligt på grund av olika pKa " -värden av individuella gallsyror (Fig. 10-33).

Ris. 10-33. Syntes av gallsalter i levern.

Hepatocyter, som använder kolesterol som utgångsmaterial, bildar gallsalter, främst chenodeoxicholat och kolat. Vart och ett av dessa (primära) gallsalter kan konjugera med en aminosyra, främst taurin eller glycin, vilket minskar saltets pKa"-värde från 5 till 1,5 respektive 3,7. Dessutom den del av molekylen som avbildas i figuren till höger blir hydrofila (mittpanelen) Av de sex olika konjugerade gallsalterna visas båda kolatkonjugaten med sina fullständiga formler till höger. De konjugerade gallsalterna dekonjugeras delvis av bakterier i nedre tunntarmen och dehydroxyleras sedan vid C -atom, alltså från de primära gallsalterna chenodeoxycholat och cholat, bildas de sekundära gallsalterna litokolat (ej visat) respektive deoxycholat, som återförs till levern som ett resultat av enterohepatisk recirkulation och bildar återigen konjugat, så att efter utsöndring med galla deltar de återigen i fettåterabsorptionen

Enterohepatisk cirkulation av gallsalter

För matsmältning och återupptag av 100 g fett behövs ca 20 g. gallsalter. Den totala mängden gallsalter i kroppen överstiger dock sällan 5 g, och endast 0,5 g nysyntetiseras dagligen (cholat och chenodoxycholat = primära gallsalter). Framgångsrik absorption av fetter med en liten mängd gallsalter är möjlig på grund av det faktum att i ileum 98% av gallsalterna som utsöndras med gallan återabsorberas av mekanismen för sekundär aktiv transport tillsammans med Na + (samtransport), kommer in i blodet av portvenen och återgår till levern: enterohepatisk recirkulation(Fig. 10-34). I genomsnitt upprepas denna cykel för en gallsaltmolekyl upp till 18 gånger innan den försvinner i avföringen. I detta fall dekonjugeras de konjugerade gallsalterna

i nedre tolvfingertarmen med hjälp av bakterier och dekarboxyleras, när det gäller primära gallsalter (bildning sekundära gallsalter; se fig. 10-33). Hos patienter vars ileum har avlägsnats kirurgiskt eller som lider av kronisk tarminflammation (Morbus Crohn) de flesta gallsalterna går förlorade i avföringen, så matsmältningen och upptaget av fetter försämras. Steatorré(fet avföring) och malabsorptionär konsekvenserna av sådana kränkningar.

Intressant nog spelar en liten andel gallsalter som kommer in i tjocktarmen en viktig fysiologisk roll: gallsalter interagerar med lipiderna i det luminala cellmembranet och ökar dess permeabilitet för vatten. Om koncentrationen av gallsalter i tjocktarmen minskar, minskar återabsorptionen av vatten i tjocktarmen och som ett resultat utvecklas diarre.

Ris. 10-34. Enterohepatisk recirkulation av gallsalter.

Hur många gånger om dagen en pool av gallsalter cirkulerar mellan tarmarna och levern beror på fetthalten i maten. När man smälter normal mat cirkulerar en pool av gallsalter mellan levern och tarmarna 2 gånger om dagen, med fettrik mat sker cirkulationen 5 gånger eller oftare. Därför är siffrorna i figuren endast en approximation.

gallpigment

Bilirubin Det bildas huvudsakligen under nedbrytningen av hemoglobin. Efter förstörelsen av åldrade erytrocyter av makrofager i det retikuloendoteliala systemet delas hemringen av hemoglobinet, och efter förstörelsen av ringen omvandlas hemoglobin först till biliverdin och sedan till bilirubin. Bilirubin, på grund av sin hydrofobicitet, transporteras av blodplasma i ett tillstånd bundet till albumin. Från blodplasman tas bilirubin upp av leverceller och binder till intracellulära proteiner. Sedan bildar bilirubin konjugat med deltagande av enzymet glukuronyltransferas, som blir vattenlösligt mono- och diglukuronider. Mono- och diglukuronider med hjälp av en bärare (MRP2 = cMOAT), vars drift kräver utgifter för ATP-energi, släpps ut i gallgången.

Om gallan innehåller en ökning av svårlösligt, okonjugerat bilirubin (vanligtvis 1-2 % micellär "lösning"), oavsett om detta beror på glukuronyltransferasöverbelastning (hemolys, se nedan), eller som ett resultat av leverskada eller bakteriell dekonjugering i gallan , då sk pigmentstenar(kalciumbilirubinat, etc.).

Bra plasma bilirubinkoncentration mindre än 0,2 mmol. Om det ökar till ett värde som överstiger 0,3-0,5 mmol, så ser blodplasman gul ut och bindväven (först sclera, och sedan huden) blir gul, d.v.s. en sådan ökning av bilirubinkoncentrationen leder till gulsot (icterus).

En hög koncentration av bilirubin i blodet kan ha flera orsaker: (1) Den massiva döden av röda blodkroppar av någon anledning, även med normal leverfunktion, ökar blodtrycket.

plasmakoncentration av okonjugerat ("indirekt") bilirubin: hemolytisk gulsot.(2) En defekt i glukuronyltransferasenzymet leder också till en ökning av mängden okonjugerat bilirubin i blodplasman: hepatocellulär (lever) gulsot.(3) Gulsot efter hepatit uppstår när det finns en blockering i gallgångarna. Det kan hända både i levern (holostas), och vidare (som ett resultat av en tumör eller sten i Ductus choleodochus):mekanisk gulsot. Gallan ackumuleras ovanför blockeringen; det pressas ut, tillsammans med konjugerat bilirubin, från gallcanaliculi genom desmosomerna in i det extracellulära utrymmet, som är kopplat till leversinus och därmed till levervenerna.

Bilirubin och dess metaboliter återabsorberas i tarmen (cirka 15 % av den utsöndrade mängden), men först efter att glukuronsyra har klyvts från dem (av anaeroba tarmbakterier) (Fig. 10-35). Fritt bilirubin omvandlas av bakterier till urobilinogen och stercobilinogen (båda färglösa). De oxiderar till (färgade, gul-orange) slutprodukter urobilin Och stercobilin, respektive. En liten del av dessa ämnen kommer in i blodomloppet i cirkulationssystemet (främst urobilinogen) och hamnar efter glomerulär filtration i njuren i urinen, vilket ger den en karakteristisk gulaktig färg. Samtidigt färgar slutprodukterna som finns kvar i avföringen, urobilin och stercobilin, det brunt. Med en snabb passage genom tarmarna färgar oförändrat bilirubin avföringen i en gulaktig färg. När varken bilirubin eller dess sönderfallsprodukter finns i avföringen, som vid holostasi eller blockering av gallgången, blir följden av detta den grå färgen på avföringen.

Ris. 10-35. Avlägsnande av bilirubin.

Upp till 230 mg bilirubin utsöndras per dag, vilket bildas som ett resultat av nedbrytningen av hemoglobin. I plasma är bilirubin bundet till albumin. I leverceller, med deltagande av glukurontransferas, bildar bilirubin ett konjugat med glukuronsyra. Sådant konjugerat, mycket bättre vattenlösligt bilirubin utsöndras i gallan och kommer in i tjocktarmen med det. Där bryter bakterier ner konjugatet och omvandlar fritt bilirubin till urobilinogen och stercobilinogen, av vilka urobilin och stercobilin bildas till följd av oxidation, vilket ger avföringen en brun färg. Cirka 85 % av bilirubin och dess metaboliter utsöndras i avföringen, cirka 15 % reabsorberas (enterohepatisk cirkulation), 2 % passerar genom cirkulationssystemet till njurarna och utsöndras i urinen

Tunntarm

Tunntarmen ger den slutliga matsmältningen av maten, absorptionen av alla näringsämnen, samt den mekaniska rörelsen av maten mot tjocktarmen och viss evakueringsfunktion. Tunntarmen är uppdelad i flera sektioner. Planen för strukturen för dessa avdelningar är densamma, men det finns vissa skillnader. Lättnaden av slemhinnan bildar cirkulära veck, tarmvilli och tarmkryptor. Veck bildas av slemhinnan och submucosa. Villi är fingerliknande utväxter av lamina propria, täckta med epitel på toppen. Krypter är fördjupningar av epitelet i lamina propria i slemhinnan.Epitelet som täcker tunntarmen är prismatiskt i ett lager. Detta epitel är uppdelat i:

• Kolumnära enterocyter
• bägare celler
• M-celler
• Paneth-celler (med acidofob granularitet)
• endokrina celler
• odifferentierade celler

Villi är mestadels täckta med kolumnärt epitel. Dessa är huvudcellerna som tillhandahåller matsmältningsprocessen. På deras apikala yta finns mikrovilli, som kraftigt ökar ytan och innehåller enzymer på sina membran. Det är kolumnära enterocyter som ger parietal matsmältning och absorberar delade näringsämnen. Bägareceller är utspridda mellan kolumnära celler. Dessa celler är bägareformade. Deras cytoplasma är fylld med slemsekret. I en liten mängd på villi finns M-celler- en typ av kolumnära enterocyter. Det finns få mikrovilli på dess apikala yta, och plasmolemma bildar djupa veck. Dessa celler producerar antigener och för dem till lymfocyter. Under villis epitel finns lös bindväv med enstaka glatta muskelceller och välutvecklade plexus. Kapillärerna i villi är fenestrerade för lättare absorption. Krypter är i huvudsak tarmens egna körtlar. Längst ner i krypterna finns dåligt differentierade celler. Deras uppdelning säkerställer regenereringen av epitelet i krypterna och villi. Ju högre upp till ytan, desto mer differentierade kommer kryptcellerna att vara. Bägareceller, M-celler och Paneth-celler är involverade i bildningen av tarmsaft, eftersom de innehåller granulat som utsöndras i tarmens lumen. Granulerna innehåller dipeptidaser och lysozym. Krypterna innehåller endokrina celler:

1. EC-celler, producerar serotonin
2. ECL-celler, producerar histamin
3. P-celler, producerar bambasin
4. Celler som syntetiserar enteroglukagon
5. K-celler som producerar pankreosinin

Krypternas längd begränsas av slemhinnans muskelplatta. Det bildas av två lager av glatta muskelceller (inre cirkulära, externa längsgående). De är en del av villi, tillhandahåller deras rörelse. Submukosan är välutvecklad. Innehåller neuromuskulär plexus och områden av muskelvävnad. Ju närmare tjocktarmen, desto mer lymfoid vävnad, smälter den samman till plack (Plers plack). Det muskulära lagret bildas:

1. Inre cirkulärt lager
2. Yttre längsgående skikt

Mellan dem finns nerv- och vaskulära plexus. Utanför är tunntarmen täckt med ett seröst membran. Bukspottkörtelns och gallblåsan öppnar sig i tolvfingertarmen. Detta inkluderar även det sura innehållet i magen. Här neutraliseras den och chymian blandas med matsmältningssaften. Duodenums villi är kortare och bredare, och duodenalkörtlarna är belägna i submucosa. Dessa är alveolära grenade körtlar som utsöndrar slem och enzymer. Huvudenzymet är enterokinas. När du närmar dig tjocktarmen blir krypterna större, antalet bägareceller och lymfoida plack ökar. För att inte missa nya intressanta artiklar - prenumerera på

Många som har problem med bukspottkörteln undrar om Maalox kan tas med pankreatit. Detta verktyg används för att behandla olika sjukdomar i mag-tarmkanalen, så det kan användas för att behandla bukspottkörteln.

Inflammation i detta organ innebär ett brott mot den normala matsmältningsprocessen. För tidig aktivering av enzymer som utsöndras av körteln bidrar till förstörelsen av själva organets celler och kanaler. Ofta är aktivatorn för detta den aggressiva magsaften som kommer in i tunntarmen. För att neutralisera magens hemlighet ordineras patienter med inflammation i bukspottkörteln antacida. Maalox tillhör denna grupp av läkemedel.

Hur fungerar antacida?

Termen "antacida" i översättning från engelska betyder "anti-syra", det vill säga neutralisera magsaftens sura miljö.

Maalox är ett läkemedel från gruppen antacida, som inkluderar:

• magnesiumhydroxid;
• aluminiumhydroxid.

Dessa ämnen, som interagerar med varandra, ger maximal effektivitet med minimala biverkningar.

Magnesiumaluminiumhydroxid är en icke-absorberbar antacida. Det absorberas inte av tarmarna och kommer inte in i blodomloppet. Genom att neutralisera magsekretionen producerar antacida inte överskott av koldioxid som orsakar uppblåsthet. Var inte rädd för att efter slutet av Maalox verkan kommer det att finnas en ökad frisättning av syra.

Vid behandling av pankreatit är det mycket viktigt att reparera skadorna på magslemhinnan till följd av inflammation. Den omslutande effekten av Maalox hjälper till att lugna det irriterade membranet, skydda det från aggressiva enzymer.

Normalisering av miljön i magen leder till att surheten i saften från detta organ återgår till det normala. Väl i tunntarmen irriterar det inte längre bukspottkörteln, inflammationen går över och enzymerna som utsöndras av körteln kan fungera som vanligt.

Applikationsområde

Maalox, genom att neutralisera aggressiv magsyra, har en positiv effekt på hela matsmältningskanalen. Det tar bort gifter från kroppen, skyddar tarmslemhinnan från irritation, främjar normal utsöndring av matsmältningsjuicer.

Alla dessa effekter gör att Maalox kan användas för:

• magsår i magen och tolvfingertarmen;
• kronisk eller akut gastroduodenit;
• hiatal bråck;
• dyspepsi orsakad av vissa mediciner;
• akut pankreatit och andra sjukdomar i matsmältningssystemet.

Tar drogen

Maalox vid akut inflammation i bukspottkörteln används vid svåra symtom. Det ordineras huvudsakligen vid poliklinisk behandling. Vanligtvis varar kursen från 2 till 3 månader.

Hur tar man drogen? Vid sjukdomar i bukspottkörteln tas läkemedlet en timme efter måltider och även vid sänggåendet. Du kan ta Maalox både i form av en suspension och i tablettform.

Vid kronisk pankreatit med gastrisk hypersekretion är det nödvändigt att konsultera en läkare för att ordinera den optimala dosen.

Kontraindikationer och biverkningar

Det finns ett antal fall då Maalox inte ska tas. Läkemedlet är kontraindicerat hos patienter med svår njurfunktion, reducerade fosfatnivåer, laktosbrist och fruktosintolerans, malabsorption av monosackarider.

Att ta läkemedlet kan orsaka ett antal biverkningar som:

Dessa komplikationer uppstår oftast när läkemedlet tas felaktigt eller intolerans mot dess komponenter. För att undvika biverkningar bör du ta läkemedlet, tydligt följa läkarens instruktioner och rekommendationer.

Duodenogastrisk reflux är en patologi som kan vara både en oberoende sjukdom och ett symptom på en annan sjukdom i mag-tarmkanalen. Med DGR kastas innehållet i tolvfingertarmen in i maghålan, medan nivån av surhet i den senare förändras, vilket komplicerar matsmältningsprocessen och negativt påverkar magslemhinnan.

Vi kommer att ta reda på hur man känner igen patologi, vilka moderna diagnostiska metoder som används inom medicin, om det är möjligt att helt bli av med sjukdomen med hjälp av läkemedelsterapi, diet och alternativa behandlingsmetoder.

Beskrivning och klassificering

Enligt statistik kan gastroduodenal reflux hittas hos mer än 15% av alla invånare på planeten. Och om sjukdomen inte gör sig gällande eller dess tecken är extremt sällsynta, är det felaktigt att tala om fenomenet som en patologi.

Det huvudsakliga diagnostiska tecknet som skiljer patologin från det fysiologiska fenomenet kan kallas nivån av magsyra, mätt i ph. Om denna indikator stiger över 5 ph kan reflux diagnostiseras. Men att bestämma surhetsgraden i magen är endast möjligt med hjälp av instrumentell diagnostik.

Klassificeringen av sjukdomen baseras på graden av förändring i surheten i magsaften som ett resultat av återflödet av innehållet i tunntarmen in i den.

• Ungefär hälften av patienterna som konsulterade en läkare med symtom på GHD diagnostiserades med den första graden av sjukdomen, där slemhinnan är lätt skadad och det inte finns några symtom.
• Hos 40% av patienterna diagnostiseras det andra stadiet av patologi.
• De återstående 10% har det tredje stadiet, kännetecknat av svåra symtom.

Även reflux kan klassificeras beroende på graden och arten av skada på slemhinnan:

• ytlig, när lesionen endast påverkade cellerna i slemhinnan;
• catarrhal, när slemhinnan i magen är inflammerad och svullen;
• erosiv, när foci av atrofi finns på slemhinnan;
• gallan, när patologin innebar en kränkning av utflödet av galla.

Utan korrekt behandling fortskrider sjukdomen vanligtvis, så samma person kan diagnostiseras med olika typer och stadier av reflux vid olika tidpunkter.

Orsaker till sjukdomen

Orsaker till duodenogastrisk reflux kan delas in i yttre och inre. Extern betyder faktorer som är direkt beroende av mänskligt beteende och livsvillkoren. Till exempel, statistiskt sett är GHD vanligare hos personer med:

• fysisk inaktivitet;
• undernäring;
• rökning;
• alkoholism;
• ta mediciner under graviditeten;
• andra faktorer som bidrar till vävnadsskada, trots att magslemhinnan skyddar dem.

Symtomet förekommer också i den kliniska bilden av följande patologier:

• minskad muskeltonus i öppningarna i magen;
• diafragmans bråck;
• ökat tryck i tolvfingertarmen;
• kolecystit;
• pankreatit;
• Botkins sjukdom.

Ibland sker frisättningen av innehållet i tunntarmen tillbaka in i maghålan efter kirurgiska operationer på organen i mag-tarmkanalen.

Symtom

Den främsta anledningen till att GHD är svårt att diagnostisera är det faktum att symtomen på patologi i de flesta fall är helt frånvarande. Om tecken på en kränkning av matsmältningsprocessen är närvarande, kan de se ut så här:

• gul beläggning på tungan;
• halsbränna;
• rapningar;
• uppblåsthet och skär i buken efter att ha ätit;
• bitter smak i munnen;
• illamående och kräkningar med galla.

Uppenbarligen liknar symtomen på duodenogastrisk reflux den kliniska bilden av många sjukdomar i matsmältningssystemet. Därför diagnostiseras denna patologi ofta av en slump.

Diagnostik

Gastrisk reflux detekteras med hjälp av instrumentella diagnostiska metoder.

1. FGDS eller fibrogastroskopi är en undersökningsmetod där en endoskopisk sond förs in genom matstrupen in i maghålan. Denna diagnostiska metod är mycket informativ, eftersom du under den inte bara visuellt kan undersöka slemhinnans tillstånd, utan också bestämma surhetsgraden i mediet och ta vävnader för biopsi. Men metoden har en betydande nackdel: den i sig är kapabel att provocera utvecklingen av reflux.
2. Daglig ph-metri är den mest effektiva diagnostiska metoden, eftersom den låter dig spåra förändringar i nivån av magsyra på natten. Studien kräver att en tunn sond förs in i magen genom näsan i upp till 24 timmar, under vilken enheten tar avläsningar av ph-nivån i magen. Transnasal administrering tillåter patienten att prata och äta mat utan minsta störning.
3. Ultraljud av bukorganen är nödvändigt för att bestämma källorna till den patologiska processen: sjukdomar i gallblåsan, tolvfingertarmen och bukspottkörteln.
4. Esophagogastroduodenoskopi är en studie genom att föra in en flexibel sond i magen med visualisering av bilden på enhetens monitor, samt efterföljande vävnadsprovtagning för histologisk analys. Detta gör det möjligt att bedöma graden av skada på magslemhinnan och utesluta förekomsten av maligna neoplasmer.

Diagnos kräver en omfattande studie, historieskrivning, samt en serie blod- och urintester i laboratoriet.

Behandling

Behandling av duodenogastrisk reflux är en uppsättning åtgärder som syftar till att förbättra matsmältningssystemets motilitet, skydda slemhinnan från de negativa effekterna av syra och underlätta matsmältningsprocessen.

Medicinsk terapi

Alla läkemedel kan endast ordineras av den behandlande läkaren i önskad kombination. Självbehandling är farligt genom att förvränga den symtomatiska bilden och göra det svårt att diagnostisera, liksom utvecklingen av patologin.

Folkmetoder

Traditionella medicinmetoder kan användas i samband med läkemedelsbehandling. Behandling med avkok och infusioner har samma mål som läkemedelsbehandling: att minska surheten i magsaften, påskynda matsmältningen och förbättra tarmens motilitet.

1. Linolja har egenskaper som omsluter slemhinnan i magen, som bör drickas en tesked före måltid. Ett botemedel med liknande effekt kan framställas oberoende genom att hälla en matsked linfrö med kokande vatten: när fröna utsöndrar slem ska infusionen drickas på fastande mage.
2. Antiinflammatoriska effekter på slemhinnan i det övre matsmältningssystemet har:

• Johannesört;
• salvia;
• kamomillblommor.

Det är nödvändigt att ta 1 matsked torrt gräs, häll 200-250 ml kokande vatten, låt det brygga och drick det sedan tre gånger om dagen.

1. En positiv effekt på tarmens motilitet utövas av:

• groblad;
• brakved.

Örterna bryggs på liknande sätt och konsumeras istället för te före måltiderna.

Det är absolut inte tillåtet att använda traditionella medicinmetoder innan du har rådfrågat din läkare. Läkaren bör rekommendera vissa avkok, baserat på svårighetsgraden av patologin och de droger som tas.

Diet

Dieten för gastrisk reflux skiljer sig lite från den vanliga hälsosamma kosten, som måste observeras av varje person som inte är likgiltig för sitt välbefinnande och hälsa.

1. Fraktionerad näring är intaget av små portioner var 3-4 timme. Samtidigt ska alla portioner vara balanserade när det gäller näringsämnen (proteiner, fetter och kolhydrater). Denna inställning till näring minskar belastningen på matsmältningssystemet.
2. Patienten behöver avstå från grov mat till förmån för lättsmält mat, främst i form av potatismos.
3. För att minska surheten i magen är det viktigt att helt överge sura livsmedel och rätter: citrusfrukter, kål, tomater, äpplen.
4. Patienter rekommenderas att konsumera mer kli.
5. Det är viktigt att helt överge rökt, stekt, saltat och konserverad mat.

Patientens kost bör innehålla spannmål, mjölk och keso, kött med låg fetthalt och fisk. Du kan äta söta frukter - bananer och päron. Bland metoderna för värmebehandling är det bättre att välja matlagning och ångning, varefter det rekommenderas att mala maten med en mixer till en puré.

Möjliga komplikationer

De vanligaste komplikationerna av DHD inkluderar:

• gastrit av typ C - slemhinneskada som ett resultat av exponering för kemikalier;
• magsår - skada på organets vävnader;
• adenokarcinom - en malign tumör i matstrupen;
• gastroesofageal reflux - reflux av maginnehåll i matstrupen.

Sjukdomsprevention

För att förhindra patologi i mag-tarmkanalens arbete är det viktigt att observera minst tre tillstånd:

• rätt balanserad näring;
• avvisande av dåliga vanor;
• bibehålla optimal kroppsvikt.

Om en person redan har en historia av patologier i matsmältningssystemet (kolecystit, pankreatit, etc.), är det viktigt att hålla dem i remission och undvika exacerbationer. Även en frisk person bör regelbundet besöka en läkare för att upptäcka patologier i kroppen i ett tidigt skede.

Prognos

Med en snabb diagnos av sjukdomen är prognosen vanligtvis gynnsam. Men det är mycket viktigt att följa rätt diet även i remission, samt att ge upp dåliga vanor för alltid:

• rökning;
• användningen av alkoholhaltiga drycker;
• fysisk inaktivitet.

Annars finns det en hög risk för att utveckla komplikationer som listades ovan: gastrit, sår, neoplasmer i matstrupen.

Tunntarmen innehåller tolvfingertarmen, jejunum och ileum. Tolvfingertarmen är inte bara involverad i utsöndringen av tarmsaft med hög halt av bikarbonatjoner, utan är också den dominerande zonen för matsmältningsreglering. Det är tolvfingertarmen som sätter en viss rytm till de distala delarna av matsmältningskanalen genom nervösa, humorala och intrakavitära mekanismer.
Tillsammans med magens antrum utgör tolvfingertarmen, jejunum och ileum ett viktigt endokrint organ. Duodenum är en del av det kontraktila (motoriska) komplexet, vanligtvis bestående av antrum, pyloruskanalen, tolvfingertarmen och sfinktern hos Oddi. Det tar in det sura innehållet i magen, utsöndrar dess hemligheter, ändrar chymans pH till den alkaliska sidan. Innehållet i magen påverkar de endokrina cellerna och nervändarna i slemhinnan i tolvfingertarmen, vilket säkerställer den samordnande rollen för magens antrum och tolvfingertarmen, liksom förhållandet mellan magen, bukspottkörteln, levern, tunntarmen.
Utanför matsmältningen, på fastande mage, har innehållet i tolvfingertarmen en lätt alkalisk reaktion (pH 7,2-8,0). När delar av surt innehåll från magen passerar in i den, blir reaktionen av innehållet i tolvfingertarmen också sur, men sedan förändras den snabbt, eftersom saltsyran i magsaften neutraliseras här av galla, bukspottkörteljuice, såväl som tolvfingertarmen ( Brunner) körtlar och tarmkryptor (Lieberkün körtlar ). I det här fallet upphör effekten av magpepsin. Ju högre surhet duodenalinnehållet har, desto mer bukspottkörtelsaft och galla frigörs, och desto mer saktar evakueringen av innehållet i magsäcken in i tolvfingertarmen. Vid hydrolysen av näringsämnen i tolvfingertarmen är enzymernas roll i bukspottkörteljuice och galla särskilt stor.
Matsmältning i tunntarmen är det viktigaste steget i den övergripande matsmältningsprocessen. Det säkerställer depolymerisering av näringsämnen till scenen av monomerer, som absorberas från tarmarna in i blodet och lymfan. Matsmältning i tunntarmen sker först i dess hålighet (abdominal matsmältning) och sedan i området för borstkanten av tarmepitelet med hjälp av enzymer inbäddade i membranet av mikrovilli av tarmceller, såväl som fixerade i glykokalyxen. (membrannedbrytning). Kavitär- och membrannedbrytning utförs av enzymer som tillförs bukspottkörteljuice, såväl som själva tarmenzymer (membran eller transmembran) (se tabell 2.1). Galla spelar en viktig roll i nedbrytningen av lipider.
För människor är kombinationen av kavitär och membransmältning mest karakteristisk. De inledande stadierna av hydrolysen utförs genom kavitär nedbrytning. De flesta supramolekylära komplex och stora molekyler (proteiner och produkter av deras ofullständiga hydrolys, kolhydrater, fetter) klyvs i tunntarmens hålighet i neutrala och lätt alkaliska miljöer, huvudsakligen under verkan av endohydrolaser som utsöndras av pankreasceller. Vissa av dessa enzymer kan adsorberas på slemstrukturer eller slemhinnor. Peptider som bildas i den proximala tarmen och som består av 2-6 aminosyrarester ger 60-70% av α-aminokväve, och upp till 50% i den distala delen av tarmen.
Kolhydrater (polysackarider, stärkelse, glykogen) bryts ned av a-amylas av bukspottkörteljuice till dextriner, tri- och disackarider utan betydande ackumulering av glukos. Fetter hydrolyseras i tunntarmens hålighet av bukspottkörtellipas, som gradvis klyver bort fettsyror, vilket leder till bildning av di- och monoglycerider, fria fettsyror och glycerol. Galla spelar en viktig roll i hydrolysen av fetter.
Produkterna av partiell hydrolys som bildas i tunntarmens hålighet, på grund av tarmens motilitet, kommer från tunntarmens hålighet till området för borstgränsen, vilket underlättas av deras överföring i flödena av lösningsmedlet (vatten) till följd av absorptionen av natrium- och vattenjoner. Det är på strukturerna av borstkanten som membrannedbrytning sker. Samtidigt realiseras de mellanliggande stadierna av biopolymerhydrolys av pankreasenzymer adsorberade på strukturerna av den apikala ytan av enterocyter (glycocalix), och de sista stegen utförs av själva tarmmembranenzymer (maltas, sukras, a-amylas). , isomaltas, trehalas, aminopeptidas, tri- och dipeptidaser, alkaliskt fosfatas, monoglyceridlipas, etc.)> inbyggt i enterocytmembranet som täcker mikrovilli på borstkanten. Vissa enzymer (a-amylas och aminopeptidas) hydrolyserar också högpolymeriserade produkter.
Peptider som kommer in i området för borstkanten av tarmceller klyvs till oligopeptider, dipeptider och aminosyror som kan absorberas. Peptider som består av mer än tre aminosyrarester hydrolyseras huvudsakligen av borstgränsenzymer, medan tri- och dipeptider hydrolyseras både av borstgränsenzymer och intracellulärt av cytoplasmatiska enzymer. Glycylglycin och vissa dipeptider som innehåller prolin- och hydroxiprolinrester och som inte har ett betydande näringsvärde absorberas delvis eller fullständigt i odelad form. Disackarider från mat (till exempel sackaros), såväl som de som bildas under nedbrytningen av stärkelse och glykogen, hydrolyseras av intestinala glykosidaser som tillhör monosackarider, som transporteras genom tarmbarriären in i kroppens inre miljö. Triglycerider klyvs inte bara under inverkan av bukspottkörtellipas, utan också under inverkan av tarmmonoglyceridlipas.
Utsöndring
I tunntarmens slemhinna finns körtelceller på villi, som producerar matsmältningshemligheter som utsöndras i tarmen. Dessa är Brunners körtlar i tolvfingertarmen, Lieberküns krypter i jejunum och bägareceller. Endokrina celler producerar hormoner som kommer in i det intercellulära utrymmet, och därifrån transporteras till lymfan och blodet. Celler som utsöndrar proteinutsöndring med acidofila granuler i cytoplasman (Paneth-celler) är också lokaliserade här. Volymen av tarmsaft (normalt upp till 2,5 liter) kan öka vid lokal exponering för vissa livsmedel eller giftiga ämnen på tarmslemhinnan. Progressiv dystrofi och atrofi av tunntarmens slemhinna åtföljs av en minskning av utsöndringen av tarmsaft.
Körtelceller bildar och ackumulerar en hemlighet och, i ett visst skede av sin aktivitet, kasseras de in i tarmens lumen, där de, sönderfallande, släpper denna hemlighet till den omgivande vätskan. Juice kan delas in i flytande och fasta delar, förhållandet mellan vilka varierar beroende på styrkan och arten av irritationen i tarmcellerna. Den flytande delen av juicen innehåller cirka 20 g/l torrsubstans, som delvis består av innehållet i desquamerade celler som kommer från blodet av organiska (slem, proteiner, urea, etc.) och oorganiska ämnen - cirka 10 g/l (såsom bikarbonater, klorider, fosfater). Den täta delen av tarmsaften ser ut som slemklumpar och består av oförstörda desquamerade epitelceller, deras fragment och slem (bägarecellsekretion).
Hos friska personer kännetecknas periodisk sekretion av relativ kvalitativ och kvantitativ stabilitet, vilket bidrar till att upprätthålla homeostasen i den enteriska miljön, som i första hand är chyme.
Enligt vissa beräkningar, hos en vuxen med matsmältningsjuicer, kommer upp till 140 g protein per dag in i maten, ytterligare 25 g proteinsubstrat bildas som ett resultat av desquamation av tarmepitelet. Det är inte svårt att föreställa sig betydelsen av proteinförluster som kan uppstå vid långvarig och svår diarré, med någon form av matsmältningsbesvär, patologiska tillstånd förknippade med enteral insufficiens - ökad intestinal sekretion och försämrad reabsorption (reabsorption).
Slemmet som produceras av bägarecellerna i tunntarmen är en viktig komponent i sekretorisk aktivitet. Antalet bägareceller i villi är större än i krypterna (upp till cirka 70%) och ökar i den distala tunntarmen. Tydligen speglar detta vikten av slemets icke-matsmältningsfunktioner. Det har fastställts att det cellulära epitelet i tunntarmen är täckt med ett kontinuerligt heterogent lager upp till 50 gånger enterocytens höjd. Detta epitellager av slemhinnor innehåller en betydande mängd adsorberat pankreas och en liten mängd tarminnzymer som implementerar matsmältningsfunktionen hos slem. Slemsekretet är rikt på sura och neutrala mukopolysackarider, men fattigt på proteiner. Detta ger den cytoprotektiva konsistensen av slemhinnan, mekaniskt, kemiskt skydd av slemhinnan, förhindrande av penetrering i de djupa vävnadsstrukturerna av stora molekylära föreningar och antigena aggressorer.
Sugning
Absorption förstås som en uppsättning processer, som ett resultat av vilka livsmedelskomponenter som finns i matsmältningshålorna överförs genom cellskikten och intercellulära vägar in i kroppens inre cirkulationsmiljöer - blod och lymfa. Det huvudsakliga absorptionsorganet är tunntarmen, även om vissa livsmedelskomponenter kan absorberas i tjocktarmen, magen och till och med munhålan. Näringsämnen som kommer från tunntarmen transporteras genom hela kroppen med blod- och lymfflödet och deltar sedan i den mellanliggande (mellanliggande) ämnesomsättningen. Upp till 8-9 liter vätska absorberas per dag i mag-tarmkanalen. Av dessa kommer cirka 2,5 liter från mat och dryck, resten är vätskan av matsmältningsapparatens hemligheter.
Absorptionen av de flesta näringsämnen sker efter deras enzymatiska bearbetning och depolymerisation, som sker både i tunntarmens hålighet och på dess yta på grund av membrannedbrytning. Redan 3-7 timmar efter att ha ätit försvinner alla dess huvudkomponenter från tunntarmens hålighet. Sugintensitet
näringsämnen i olika delar av tunntarmen är inte detsamma och beror på topografin för motsvarande enzym- och transportaktiviteter längs tarmröret (fig. 2.4).
Det finns två typer av transport genom tarmbarriären in i kroppens inre miljö. Dessa är transmembrana (transcellulära, genom cellen) och paracellulära (shunt, går genom de intercellulära utrymmena).
Den huvudsakliga typen av transport är transmembran. Konventionellt kan två typer av transmembrantransport av ämnen genom biologiska membran särskiljas - dessa är makromolekylära och mikromolekylära. Makromolekylär transport avser överföring av stora molekyler och molekylära aggregat genom cellskikt. Denna transport är diskontinuerlig och sker främst genom pinocytos och fagocytos, gemensamt kallad endocytos. På grund av denna mekanism kan proteiner, inklusive antikroppar, allergener och vissa andra föreningar som är viktiga för kroppen, komma in i kroppen.
Mikromolekylär transport är huvudtypen, som ett resultat av vilket produkterna från hydrolys av näringsämnen, främst monomerer, olika joner, läkemedel och andra föreningar med liten molekylvikt, överförs från tarmmiljön till kroppens inre miljö. Transporten av kolhydrater genom tarmcellernas plasmamembran sker i form av monosackarider (glukos, galaktos, fruktos, etc.), proteiner - främst i form av aminosyror, fetter - i form av glycerol och fettsyror.
Under transmembranrörelsen passerar ämnet mikrovilli-membranet i tarmcellernas borstgräns, går in i cytoplasman, sedan genom det basolaterala membranet - in i lymfkärlen och blodkärlen i tarmvilli och sedan in i det allmänna cirkulationssystemet. Cytoplasman hos tarmceller fungerar som ett fack som bildar en gradient mellan borstkanten och det basolaterala membranet.
Ris. 2.4. Fördelning av resorptiva funktioner längs tunntarmen (enl.: S. B. VooSh, 1967, med förändringar).
Vid mikromolekylär transport är det i sin tur brukligt att skilja på passiv och aktiv transport. Passiv transport kan uppstå på grund av diffusion av ämnen
genom ett membran eller vattenporer längs en koncentrationsgradient, osmotiskt eller hydrostatiskt tryck. Det accelereras på grund av vattenflöden som rör sig genom porerna, förändringar i pH-gradienten, såväl som transportörer i membranet (vid underlättad diffusion utförs deras arbete utan energiförbrukning). Utbytesdiffusion ger mikrocirkulation av joner mellan cellens periferi och dess omgivande mikromiljö. Underlättad diffusion realiseras med hjälp av speciella transportörer - speciella proteinmolekyler (specifika transportproteiner), som bidrar till penetrering av ämnen genom cellmembranet utan energiförbrukning på grund av koncentrationsgradienten.
Den aktivt transporterade substansen rör sig genom tarmcellens apikala membran mot dess elektromekaniska gradient med deltagande av speciella transportsystem som fungerar som mobila eller konformationella transportörer (bärare) med energiförbrukning. Det är här som aktiv transport skiljer sig kraftigt från underlättad diffusion.
Transporten av de flesta organiska monomerer över borstens gränsmembran i tarmceller beror på natriumjoner. Detta gäller för glukos, galaktos, laktat, de flesta aminosyror, vissa konjugerade gallsyror och ett antal andra föreningar. Drivkraften för sådan transport är Na+-koncentrationsgradienten. Men i cellerna i tunntarmen finns inte bara ett Ma+-beroende transportsystem, utan även ett Ma+-oberoende, vilket är karakteristiskt för vissa aminosyror.
Vatten absorberas från tarmarna in i blodet och rinner tillbaka enligt osmos lagar, men det mesta är från isotoniska lösningar av tarmkymus, eftersom hyper- och hypotona lösningar snabbt späds ut eller koncentreras i tarmarna.
Absorptionen av natriumjoner i tarmen sker både genom det basolaterala membranet in i det intercellulära utrymmet och vidare in i blodet, och transcellulärt. Under dagen kommer 5-8 g natrium in i den mänskliga matsmältningskanalen med mat, 20-30 g av denna jon utsöndras med matsmältningsjuicer (dvs endast 25-35 g). En del av natriumjonerna absorberas tillsammans med kloridjoner, och även under den motsatt riktade transporten av kaliumjoner på grund av Na+, K+-ATPas.
Absorptionen av tvåvärda joner (Ca2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+) sker längs hela längden av mag-tarmkanalen, och Cu2+ sker främst i magsäcken. Tvåvärda joner absorberas mycket långsamt. Ca2+-absorption sker mest aktivt i tolvfingertarmen och jejunum med deltagande av enkla och underlättade diffusionsmekanismer, den aktiveras av vitamin D, bukspottkörteljuice, galla och ett antal andra föreningar.
Kolhydrater absorberas i tunntarmen i form av monosackarider (glukos, fruktos, galaktos). Glukosabsorption sker aktivt med energiförbrukning. För närvarande är molekylstrukturen för den Na+-beroende glukostransportören redan känd. Det är en högmolekylär proteinoligomer med extracellulära slingor som har bindningsställen för glukos och natrium.
Proteiner absorberas genom det apikala membranet hos tarmceller främst i form av aminosyror och i mycket mindre utsträckning i form av dipeptider och tripeptider. Som med monosackarider tillhandahålls energin för aminosyratransport av natrium-samtransportören.
I penselgränsen för enterocyter finns det minst sex Ka+-beroende transportsystem för olika aminosyror och tre oberoende av natrium. Peptidtransportören (eller aminosyratransportören), liksom glukostransportören, är ett oligomert glykosylerat protein med en extracellulär loop.
När det gäller absorptionen av peptider, eller den så kallade peptidtransporten, sker absorptionen av intakta proteiner i tunntarmen i de tidiga stadierna av postnatal utveckling. Det är nu accepterat att absorptionen av intakta proteiner i allmänhet är en fysiologisk process som är nödvändig för valet av antigener genom subepiteliala strukturer. Men mot bakgrund av det allmänna intaget av matproteiner huvudsakligen i form av aminosyror, har denna process ett mycket litet näringsvärde. Ett antal dipeptider kan komma in i cytoplasman via en transmembranväg, som vissa tripeptider, och klyvas intracellulärt.
Transporten av lipider sker på ett annat sätt. De långkedjiga fettsyrorna och glycerolen som bildas under hydrolysen av dietfetter överförs praktiskt taget passivt genom det apikala membranet till enterocyten, där de syntetiseras om till triglycerider och innesluts i ett lipoproteinskal, vars proteinkomponent syntetiseras i enterocyten. . Sålunda bildas ett chylomikron, som transporteras till det centrala lymfkärlet i tarmvillus och sedan kommer in i blodet genom bröstlymfkanalsystemet. Medelkedjiga och kortkedjiga fettsyror kommer in i blodomloppet omedelbart, utan återsyntes av triglycerider.
Absorptionshastigheten i tunntarmen beror på nivån av dess blodtillförsel (påverkar processerna för aktiv transport), nivån av intra-tarmtryck (påverkar processerna för filtrering från tarmens lumen) och absorptionstopografin. Information om denna topografi gör att vi kan föreställa oss egenskaperna hos absorptionsbrist i enteral patologi, post-resektionssyndrom och andra störningar i mag-tarmkanalen. På fig. 2.5 visar ett schema för övervakning av de processer som sker i mag-tarmkanalen. E [hörnkontroll.
NNUTRIS SANT,
nnssistemky GRUPPER!!!
enterocyt funktionell
stat
PST(.‘ROTSNTOO Kropo-
I AND NMF () (5TTON Motor
mage
MPggorika
tarmar
Utsöndring
Ris. 2.5. Faktorer som påverkar processerna för sekretion och absorption i tunntarmen (enligt: ​​K. Teylin, 1982, med förändringar).
Motorik
Väsentligt för matsmältningsprocesserna i tunntarmen är den motoriska evakueringsaktiviteten, som säkerställer blandning av matinnehåll med matsmältningssekret, främjande av chym genom tarmen och förändring av chymskiktet till
ytan av slemhinnan, en ökning av intra-tarmtrycket, vilket bidrar till filtreringen av vissa komponenter i chymen från tarmhålan in i blodet och lymfan.Tunntarmens motoriska aktivitet består av icke-framdrivande blandningsrörelser och propulsiv peristaltik. Det beror på den egna aktiviteten hos glatta muskelceller och på inverkan av det autonoma nervsystemet och många hormoner, huvudsakligen av gastrointestinalt ursprung.
Så sammandragningar av tunntarmen uppstår som ett resultat av samordnade rörelser av de längsgående (yttre) och tvärgående (cirkulations) lagren av fibrer. Dessa förkortningar kan vara av flera typer. Enligt funktionsprincipen är alla förkortningar uppdelade i två grupper:
lokal, som ger blandning och gnidning av innehållet i tunntarmen (icke-framdrivande);
syftar till att flytta innehållet i tarmen (framdrivande). Fördela
flera typer av sammandragningar: rytmisk segmentering, pendel,
peristaltisk (mycket långsam, långsam, snabb, snabb), anti-peristaltisk och tonic.
Rytmisk segmentering tillhandahålls huvudsakligen genom kontraktion
cirkulationsskikt av muskler. I detta fall är innehållet i tarmen uppdelat i delar. Nästa sammandragning bildar ett nytt segment av tarmen, vars innehåll består av delar av det tidigare segmentet. Detta uppnår blandning av chymen och en ökning av trycket i vart och ett av de bildade segmenten av tarmen. Pendelsammandragningar tillhandahålls av sammandragningar av det längsgående lagret av muskler med deltagande av den cirkulatoriska. Med dessa sammandragningar rör sig chymen fram och tillbaka och en lätt framåtrörelse i aboral riktning uppstår. I de proximala delarna av tunntarmen är frekvensen av rytmiska sammandragningar, eller cykler, 9-12, i den distala - 6-8 per 1 min.
Peristaltiken består av det faktum att ovanför chymen, på grund av sammandragningen av cirkulationsskiktet av muskler, bildas en interception, och under, som ett resultat av sammandragning av de längsgående musklerna, bildas en expansion av tarmhålan. Denna avlyssning och expansion rör sig längs tarmen och flyttar en del av chymen framför avlyssningen. Flera peristaltiska vågor rör sig samtidigt längs tarmens längd. Under anti-peristaltiska sammandragningar rör sig vågen i motsatt (oral) riktning. Normalt drar inte tunntarmen ihop antiperistaltiskt. Toniska sammandragningar kan ha en låg hastighet, och ibland inte sprida sig alls, vilket avsevärt minskar tarmens lumen över en stor utsträckning.
En viss roll av motilitet i utsöndringen av matsmältningshemligheter har avslöjats - peristaltik av kanalerna, förändringar i deras tonus, stängning och öppning av deras sfinktrar, sammandragning och avslappning av gallblåsan. Till detta ska läggas förändringar i slemhinnans veckning, mikromotilitet i tarmvilli och mikrovilli i tunntarmen - mycket viktiga fenomen som optimerar membransmältningen, upptaget av näringsämnen och andra ämnen från tarmen till blodet och lymfan.
Tunntarmens motilitet regleras av nervösa och humorala mekanismer. Det koordinerande inflytandet utövas av intramurala (i tarmväggen) nervformationer, liksom det centrala nervsystemet. Intramurala neuroner ger koordinerade tarmsammandragningar. Deras roll i peristaltiska sammandragningar är särskilt stor. Intramurala mekanismer påverkas av extramurala, parasympatiska och sympatiska nervmekanismer, såväl som humorala faktorer.
Tarmens motoriska aktivitet beror bland annat på chymans fysikaliska och kemiska egenskaper. Ökar dess aktivitet grov mat (svart bröd, grönsaker, grova fiberprodukter) och fetter. Med en genomsnittlig rörelsehastighet på 1-4 cm / min når maten blindtarmen på 2-4 timmar.Dess sammansättning påverkar varaktigheten av matrörelsen, beroende på den minskar rörelsehastigheten i serien: kolhydrater, proteiner, fetter.
Humorala ämnen förändrar tarmens motilitet och verkar direkt på muskelfibrer och genom receptorer på nervceller i det intramurala nervsystemet. Vasopressin, oxytocin, bradykinin, serotonin, histamin, gastrin, motilin, kolecystokinin-pankreozymin, substans P och ett antal andra ämnen (syror, alkalier, salter, produkter från matsmältningen av näringsämnen, särskilt fetter) förbättrar tunntarmens motilitet.
Skyddssystem
Införandet av mat i GI CT bör inte bara betraktas som ett sätt att fylla på energi och plastmaterial, utan också som en allergisk och giftig aggression. Näring är förknippat med faran för penetrering i kroppens inre miljö av olika typer av antigener och giftiga ämnen. Främmande proteiner är särskilt farliga. Endast tack vare ett komplext skyddssystem neutraliseras de negativa aspekterna av näring effektivt. I dessa processer spelar tunntarmen en särskilt viktig roll, som utför flera vitala funktioner - matsmältning, transport och barriär. Det är i tunntarmen som maten genomgår en enzymatisk bearbetning i flera steg, vilket är nödvändigt för efterföljande absorption och assimilering av de bildade produkterna av hydrolys av näringsämnen som inte har artspecificitet. På så sätt skyddar kroppen sig i viss mån från effekterna av främmande ämnen.
Tunntarmens barriär, eller skyddande, funktion beror på dess makro- och mikrostruktur, enzymspektrum, immunegenskaper, slem, permeabilitet, etc. Tunntarmens slemhinna är inblandad i mekanisk, eller passiv, såväl som aktiv skydd av kroppen från skadliga ämnen. Icke-immuna och immunförsvarsmekanismer i tunntarmen skyddar kroppens inre miljö från främmande ämnen, antigener och toxiner. Sur magsaft, matsmältningsenzymer, inklusive proteaser i mag-tarmkanalen, rörlighet i tunntarmen, dess mikroflora, slem, borstkant och glykokalyx i den apikala delen av tarmcellerna är ospecifika skyddande barriärer.
På grund av ultrastrukturen av ytan av tunntarmen, det vill säga borstkanten och glykokalyxen, såväl som lipoproteinmembranet, fungerar tarmceller som en mekanisk barriär som förhindrar inträde av antigener, giftiga ämnen och andra makromolekylära föreningar från enterisk miljö in i den inre. Ett undantag är molekyler som genomgår hydrolys av enzymer adsorberade på glykokalyxstrukturer. Stora molekyler och supramolekylära komplex kan inte tränga in i borstens gränszon, eftersom dess porer, eller intermikrovillösa utrymmen, är extremt små. Således är det minsta avståndet mellan mikrovilli i genomsnitt 1–2 μm, och dimensionerna på cellerna i glykokalyxnätverket är hundratals gånger mindre. Således fungerar glykokalyxen som en barriär som bestämmer näringsämnenas permeabilitet, och det apikala membranet i tarmcellerna på grund av glykokalyxen är praktiskt taget otillgängligt (eller lite tillgängligt) för makromolekyler.
Ett annat mekaniskt eller passivt försvarssystem inkluderar den begränsade permeabiliteten hos tunntarmens slemhinna för vattenlösliga molekyler med relativt låg molekylvikt och ogenomträngligheten för polymerer, som inkluderar proteiner, mukopolysackarider och andra substanser med antigena egenskaper. Emellertid kännetecknas cellerna i matsmältningsapparaten under tidig postnatal utveckling av endocytos, vilket bidrar till att makromolekyler och främmande antigener kommer in i kroppens inre miljö. Tarmceller från vuxna organismer är också kapabla, i vissa fall, att absorbera stora molekyler, inklusive odelade. När maten passerar genom tunntarmen bildas dessutom en betydande mängd flyktiga fettsyror, av vilka några, när de absorberas, orsakar en toxisk effekt, medan andra orsakar en lokal irritationseffekt. När det gäller xenobiotika varierar deras bildning och absorption i tunntarmen beroende på sammansättning, egenskaper och livsmedelsförorening.
En extremt viktig försvarsmekanism är själva tunntarmens immunsystem, som spelar en stor roll i värdorganismens interaktioner med tarmbakterier, virus, parasiter, läkemedel, kemikalier, samt i kontakt med olika antigena ämnen. Dessa inkluderar exogena livsmedelsantigener, livsmedelsproteiner och peptider, autogener från desquamerade tarmceller, antigener från mikroorganismer och virus, toxiner, etc. Förutom den normala skyddsrollen kan tarmens immunförsvar ha betydelse för patogenesen av vissa tarmsjukdomar.
Den immunkompetenta lymfvävnaden i tunntarmen utgör cirka 25 % av hela dess slemhinna. I anatomiska och funktionella termer är denna vävnad i tunntarmen uppdelad i tre sektioner:
Peyers plåster - ansamlingar av lymfatiska folliklar där antigener samlas in och antikroppar mot dem produceras;
lymfocyter och plasmaceller som producerar sekretoriskt 1gA;
intraepiteliala lymfocyter, främst T-lymfocyter.
Peyers plåster (cirka 200-300 hos en vuxen) består av organiserade samlingar av lymfatiska folliklar som innehåller prekursorerna till en population av lymfocyter. Dessa lymfocyter befolkar andra områden av tarmslemhinnan och deltar i dess lokala immunaktivitet. I detta avseende kan Peyers plåster betraktas som ett område som initierar immunaktiviteten i tunntarmen. Peyers plåster innehåller B- och T-celler, och ett litet antal M-celler, eller membranceller, är lokaliserade i epitelet ovanför placken. Det antas att dessa celler är involverade i att skapa gynnsamma förhållanden för tillgången av luminala antigener till subepiteliala lymfocyter.
Interepitelialceller i tunntarmen är belägna mellan tarmcellerna i den basala delen av epitelet, närmare basalmembranet. Deras förhållande till andra tarmceller är ungefär 1: 6. Cirka 25 % av interepiteliala lymfocyter har T-cellsmarkörer.
I slemhinnan i den mänskliga tunntarmen finns mer än 400 000 plasmaceller per 1 mm2, samt cirka 1 miljon lymfocyter per 1 cm2. Normalt innehåller jejunum från 6 till 40 lymfocyter per 100 epitelceller. Det betyder att i tunntarmen, förutom epitelskiktet som separerar de enteriska och inre miljöerna i kroppen, finns det också ett kraftfullt leukocytskikt.
Som nämnts ovan möter tarmens immunförsvar ett stort antal exogena matantigener. Cellerna i tunn- och tjocktarmen producerar ett antal immunglobuliner (1§ A, 1§ E, 1§ O, 1§ M), men främst 1§ A (tabell 2.2). Immunglobuliner A och E som utsöndras i tarmhålan verkar adsorberas på strukturerna i tarmslemhinnan, vilket skapar ett ytterligare skyddande lager i glykokalyxområdet.
Tabell 2.2 Antalet celler i tunn- och tjocktarmen som producerar immunglobuliner Avdelningen för tunntarmen Antal celler (%). skreshruyuschikh: 1vaA 1a M 1ge Gona 69,7 19,9 10,5 Kolon 91,1 4,5 4,1 Rektum 89,1 6,3 4,3
Funktionen hos en specifik skyddsbarriär utförs också av slem, som täcker större delen av tunntarmens epitelyta. Det är en komplex blandning av olika makromolekyler, inklusive glykoproteiner, vatten, elektrolyter, mikroorganismer, desquamerade tarmceller, etc. Mucin, en komponent av slem som ger det gelning, bidrar till det mekaniska skyddet av tarmcellernas apikala yta.
Det finns en annan viktig barriär som förhindrar inträde av giftiga ämnen och antigener från tarmkanalen in i kroppens inre miljö. Denna barriär kan kallas transformationell eller enzymatisk, eftersom den orsakas av enzymsystemen i tunntarmen, som utför sekventiell depolymerisation (transformation) av livsmedelspoly- och oligomerer till monomerer som kan användas. Den enzymatiska barriären består av ett antal separata rumsligt separerade barriärer, men bildar som helhet ett enda sammankopplat system.
Patofysiologi
I medicinsk praxis är kränkningar av tunntarmens funktioner ganska vanliga. De åtföljs inte alltid av tydliga kliniska symtom och är ibland maskerade av extraintestinala störningar.
I analogi med de accepterade termerna ("hjärtsvikt", "njursvikt", "leversvikt", etc.), enligt många författare, är det tillrådligt att bryta mot tunntarmens funktioner, dess otillräcklighet, för att beteckna termen "enteral insufficiens" ("insufficiens i tunntarmen"). Enteral insufficiens förstås vanligen som ett kliniskt syndrom som orsakas av dysfunktioner i tunntarmen med alla deras intestinala och extraintestinala manifestationer. Enteral insufficiens förekommer i patologin i själva tunntarmen, såväl som i olika sjukdomar i andra organ och system. Vid medfödda primära former av tunntarmsinsufficiens ärftas oftast en isolerad selektiv matsmältnings- eller transportdefekt. I förvärvade former dominerar flera defekter i matsmältning och absorption.
Stora delar av maginnehållet som kommer in i tolvfingertarmen är sämre mättade med tolvfingertarmsjuice och neutraliseras långsammare. Duodenal matsmältning lider också eftersom syntesen av sekretin och kolecystokinin, som reglerar den sekretoriska aktiviteten i bukspottkörteln, i frånvaro av fri saltsyra eller dess brist, är signifikant hämmad. En minskning av bildandet av bukspottkörteljuice leder i sin tur till störningar i tarmmatsmältningen. Detta är anledningen till att chymen i en form som inte är förberedd för absorption kommer in i de underliggande sektionerna av tunntarmen och irriterar receptorerna i tarmväggen. Det finns en ökning av peristaltiken och utsöndring av vatten i lumen i tarmröret, diarré och enteral insufficiens utvecklas som en manifestation av allvarliga matsmältningsstörningar.
Under förhållanden med hypoklorhydri och ännu mer achilia försämras tarmens absorptionsfunktion kraftigt. Proteinmetabolismstörningar förekommer, vilket leder till dystrofiska processer i många inre organ, särskilt i hjärtat, njurarna, levern och muskelvävnaden. Immunsystemets störningar kan utvecklas. Gastrogen enteral insufficiens leder tidigt till hypovitaminos, brist på mineralsalter i kroppen, störningar av homeostas och blodkoagulation.
Vid bildandet av enteral insufficiens är kränkningar av tarmens sekretoriska funktion av viss betydelse. Mekanisk irritation av tunntarmens slemhinna ökar dramatiskt frisättningen av den flytande delen av juicen. Inte bara vatten och lågmolekylära ämnen utan även proteiner, glykoproteiner och lipider utsöndras intensivt i tunntarmen. De beskrivna fenomenen utvecklas som regel med kraftigt hämmad syrabildning i magen och i samband med detta är den intragastriska matsmältningen defekt: osmälta komponenter i matbolusen orsakar en kraftig irritation av receptorerna i tunntarmens slemhinna, vilket initierar en ökad sekretion. Liknande processer äger rum hos patienter som genomgick resektion av magen, inklusive den pyloriska sphinctern. Framfall av reservoarfunktionen i magen, hämning av magsekretion och vissa andra postoperativa störningar bidrar till utvecklingen av det så kallade dumpningssyndromet (dumpningssyndrom). En av manifestationerna av denna postoperativa störning är en ökning av den sekretoriska aktiviteten i tunntarmen, dess hypermotilitet, manifesterad av diarré av tunntarmen. Hämning av produktionen av tarmsaft, som utvecklas under ett antal patologiska tillstånd (dystrofi, inflammation, atrofi av slemhinnan i tunntarmen, ischemisk sjukdom i matsmältningssystemet, protein-energibrist i kroppen, etc.), en minskning av enzymer i det, bildar den patofysiologiska grunden för kränkningar av tarmens sekretoriska funktion. Med en minskning av effektiviteten i tarmmatsmältningen förändras hydrolysen av fetter och proteiner i tunntarmens hålighet lite, eftersom utsöndringen av lipas och proteaser med bukspottkörteljuice ökar kompenserande.
Defekter i matsmältnings- och transportprocesser är av största vikt hos personer med medfödd eller förvärvad fermentopati på grund av brist på vissa enzymer. Så, som ett resultat av laktasbrist i cellerna i tarmslemhinnan, störs membranhydrolys och assimilering av mjölksocker (mjölkintolerans, laktasbrist). Otillräcklig produktion av sukras, a-amylas, maltas och isomaltas av cellerna i tunntarmens slemhinna leder till utveckling av intolerans mot sackaros respektive stärkelse. I alla fall av intestinal enzymbrist, med ofullständig hydrolys av matsubstrat, bildas toxiska metaboliter som provocerar utvecklingen av allvarliga kliniska symtom, inte bara kännetecknande för en ökning av manifestationerna av enteral insufficiens, utan också extraintestinala störningar.
I olika sjukdomar i mag-tarmkanalen observeras kränkningar av hålighet och membransmältning, såväl som absorption. Störningarna kan vara av infektiös eller icke-infektiös etiologi, förvärvad eller ärftlig. Defekter i membransmältning och absorption uppstår när distributionen av enzym- och transportaktiviteter längs tunntarmen störs efter till exempel kirurgiska ingrepp, särskilt efter resektion av tunntarmen. Patologi av membransmältning kan orsakas av atrofi av villi och mikrovilli, störningar av strukturen och ultrastrukturen hos tarmceller, förändringar i enzymskiktets spektrum och sorptionsegenskaper hos strukturerna i tarmslemhinnan, tarmens motilitetsstörningar, där överföring av näringsämnen från tarmhålan till dess yta störs, med dysbakterios, etc. . d.
Membransmältningsstörningar förekommer i ett ganska brett spektrum av sjukdomar, såväl som efter intensiv antibiotikabehandling, olika kirurgiska ingrepp på mag-tarmkanalen. Vid många virussjukdomar (poliomyelit, påssjuka, adenovirusinfluensa, hepatit, mässling) uppstår allvarliga matsmältnings- och absorptionsstörningar med diarré och steatorré. Med dessa sjukdomar finns det en uttalad atrofi av villi, kränkningar av ultrastrukturen av borstgränsen, otillräcklighet av enzymskiktet i tarmslemhinnan, vilket leder till störningar i membransmältningen.
Ofta kombineras brott mot borstgränsens ultrastruktur med en kraftig minskning av enterocyternas enzymatiska aktivitet. Många fall är kända där borstkantens ultrastruktur förblir praktiskt taget normal, men trots det upptäcks en brist på ett eller flera matsmältningsenzymer. Många matintoleranser beror på dessa specifika störningar i enzymskiktet i tarmcellerna. För närvarande är partiella enzymbrister i tunntarmen allmänt kända.
Disackaridasbrister (inklusive sukrasbrist) kan vara primära, det vill säga på grund av lämpliga genetiska defekter, och sekundära, utvecklas mot bakgrund av olika sjukdomar (sprue, enterit, efter kirurgiska ingrepp, med infektiös diarré, etc.). Isolerad sukrasbrist är sällsynt och kombineras i de flesta fall med förändringar i aktiviteten hos andra disackarider, oftast isomaltas. Laktasbrist är särskilt utbredd, vilket gör att mjölksocker (laktos) inte absorberas och intolerans mot mjölk uppstår. Laktasbrist bestäms på ett genetiskt recessivt sätt. Det antas att graden av repression av laktasgenen är associerad med historien om denna etniska grupp.
Enzymbrister i tarmslemhinnan kan associeras både med en kränkning av syntesen av enzymer i tarmceller och med en kränkning av deras inkorporering i det apikala membranet, där de utför sina matsmältningsfunktioner. Dessutom kan de bero på accelerationen av nedbrytningen av motsvarande intestinala enzymer. Således, för korrekt tolkning av ett antal sjukdomar, är det nödvändigt att ta hänsyn till kränkningar av membransmältning. Defekter i denna mekanism leder till förändringar i tillförseln av väsentliga näringsämnen till kroppen med långtgående konsekvenser.
Förändringar i den gastriska fasen av deras hydrolys kan vara orsaken till proteinassimileringsstörningar, men defekter i tarmfasen på grund av otillräcklighet av pankreas- och tarmmembranenzymer är allvarligare. Sällsynta genetiska störningar inkluderar enteropeptidas och trypsinbrist. En minskning av peptidasaktiviteter i tunntarmen observeras vid ett antal sjukdomar, till exempel en obotlig form av celiaki, Crohns sjukdom, duodenalsår, med radio och kemoterapi (till exempel 5-fluorouracil), etc. Aminopeptiduri, som är associerat med en minskning av dipeptidasaktivitet, bör också nämnas, som bryter ner prolinpeptider inuti tarmceller.
Många tarmdysfunktioner i olika former av patologi kan bero på tillståndet hos glykokalyxen och de matsmältningsenzymer den innehåller. Brott mot processerna för adsorption av pankreasenzymer på strukturerna i slemhinnan i tunntarmen kan vara orsaken till undernäring (undernäring), och atrofi av glykokalyxen kan bidra till den skadliga effekten av giftiga ämnen på enterocytmembranet.
Brott mot absorptionsprocesser manifesteras i deras avmattning eller patologiska ökning. Långsam absorption av tarmslemhinnan kan bero på följande orsaker:
otillräcklig delning av matmassor i håligheterna i magen och tunntarmen (kränkningar av buksmältningen);
membranmatsmältningsstörningar;
kongestiv hyperemi i tarmväggen (vaskulär pares, chock);
ischemi i tarmväggen (ateroskleros i kärlen i mesenteriet, cikatricial postoperativ ocklusion av kärlen i tarmväggen, etc.);
inflammation i vävnadsstrukturerna i tunntarmens vägg (enterit);
resektion av större delen av tunntarmen (korttarmssyndrom);
obstruktion i övre tarmarna, när matmassor inte kommer in i dess distala sektioner.
Patologisk förbättring av absorptionen är förknippad med en ökning av tarmväggens permeabilitet, vilket ofta kan observeras hos patienter med en störning av termoreglering (termisk skada på kroppen), infektiösa och toxiska processer i ett antal sjukdomar, matallergier, etc. Under påverkan av vissa faktorer, permeabilitetströskeln i tunntarmens slemhinna för makromolekylära föreningar, inklusive produkter av ofullständig nedbrytning av näringsämnen, proteiner och peptider, allergener, metaboliter. Utseendet i blodet, i kroppens inre miljö av främmande ämnen bidrar till utvecklingen av allmänna fenomen av förgiftning, sensibilisering av kroppen, förekomsten av allergiska reaktioner.
I ett antal sjukdomar som åtföljs av inflammation i tunntarmens vävnader, födoämnesallergier och vissa psykiska sjukdomar, kan absorptionen av intakta proteiner och peptider vara en betydande faktor för deras patogenes. Vissa sjukdomar i mag-tarmkanalen åtföljs av en ökning av permeabiliteten hos tarmbarriären för proteiner och peptider, såväl som en minskning av nivån av peptidasaktiviteter i tunntarmens slemhinna. Dessa inkluderar Crohns sjukdom, celiaki, protein-energi undernäring, invasion av parasitiska former, viral och bakteriell gastroenterit och kirurgiskt intestinalt trauma.
Det är omöjligt att inte nämna sådana sjukdomar där absorptionen av neutrala aminosyror i tunntarmen är försämrad, liksom cystinuri. Vid cystinuri finns det kombinerade kränkningar av transporten av diaminomonokarboxylsyror och cystin i tunntarmen. Utöver dessa sjukdomar finns det sådana som isolerade
malabsorption av metionin, tryptofan och ett antal andra aminosyror.
Utvecklingen av enteral insufficiens och dess kroniska förlopp bidrar (på grund av störningar av processerna för membransmältning och absorption) till förekomsten av störningar av protein, energi, vitamin, elektrolyt och andra typer av metabolism med motsvarande kliniska symtom. De noterade mekanismerna för utveckling av matsmältningsbrist realiseras slutligen i en multi-organ, multi-syndromisk bild av sjukdomen.
Vid bildandet av patogenetiska mekanismer för enteral patologi är accelerationen av peristaltiken en av de typiska störningarna som åtföljer de flesta organiska sjukdomar. De vanligaste orsakerna till accelererad peristaltik är inflammatoriska förändringar i mag-tarmslemhinnan. I det här fallet rör sig chymen snabbare genom tarmarna och diarré utvecklas. Diarré uppstår också när ovanliga irriterande ämnen verkar på tarmväggen: osmält mat (till exempel med achilia), fermenterings- och sönderfallsprodukter, giftiga ämnen. En ökning av excitabiliteten i mitten av vagusnerven leder till en acceleration av peristaltiken, eftersom det aktiverar tarmens motilitet. Diarré, som bidrar till frigörandet av kroppen från svårsmälta eller giftiga ämnen, är skyddande. Men med långvarig diarré uppstår djupa matsmältningsstörningar, förknippade med en kränkning av utsöndringen av tarmsaft, matsmältning och absorption av näringsämnen i tarmen. Avmattningen av peristaltiken i tunntarmen är en av de sällsynta patofysiologiska mekanismerna för bildandet av sjukdomar. Samtidigt hämmas rörelsen av matvälling genom tarmarna och förstoppning utvecklas. Detta kliniska syndrom är som regel en konsekvens av tjocktarmens patologi.

Matsmältningssystemet - III. TARMAR

Tarmen består av tunn- och tjocktarmen. Det fortsätter processen för matsmältning av mat, som började i de överliggande delarna av matsmältningsröret.

Tunntarmen når 5 m lång och består av tre sektioner: tolvfingertarmen (30 cm), jejunum (2 m) och ileumtarmen (3 m).

Strukturera. Tunntarmens vägg bildas tre skal: slemhinna, muskulös och serös. Slemhinnan är uppbyggd av epitel, lamina propria, muskulär lamina och submucosa, som ofta beskrivs som ett fristående skal. funktion lättnad slemhinnan i tunntarmen är närvaron cirkulära veck, villi och krypter, som ökar den totala ytan av tunntarmen för matsmältning och absorption.

Cirkulära veckär utsprång av slemhinnan (alla dess lager) in i tarmhålan.

tarmvilliär utsprång i tarmens lumen av den egna plattan av slemhinnan, täckt med epitel. I bindvävsbasen av villi som ligger under epitelets basalmembran finns ett tätt nätverk blod kapillärer, och i mitten av villi - lymfatisk kapillär. I villis stroma finns enstaka släta myocyter, som tillhandahåller rörelsen av villi, bidrar till processen att främja produkterna från matsmältningen som absorberas i blodet och lymfan. Ytan på villi är täckt enkelskiktat prismatiskt gränsepitel . Den består av tre typer av celler: prismatiska epitelceller, bägareceller och endokrina.

Prismatiska epiteliocyter (kolumnformiga, kantformade). de mest talrika, skiljer sig i strukturens uttalade polaritet. Den apikala ytan innehåller mikrovilli - fingerliknande utsprång av cytoplasman med ett cytoskelett, cirka 1 µm högt och 0,1 µm i diameter. Deras antal i cellen når 3 tusen och tillsammans bildar de en strimmig (pensel) kant, vilket ökar absorptionsytan av slemhinnan med 30-40 gånger. På ytan av mikrovilli finns en glykokalyx, representerad av lipoproteiner och glykoproteiner. Membranet och glykokalyxen hos mikrovilli innehåller ett stort antal enzymer involverade i parietal- och membransmältningen, såväl som enzymer involverade i funktionen av absorption av de resulterande monomererna (monosackarider, aminosyror, såväl som glycerol och fettsyror).

I cytoplasman utvecklas cytoplasmatiskt retikulum, Golgi-komplex, mitokondrier, lysosomer. I den apikala delen bildas intilliggande epiteliocyter intercellulära förbindelser kopplingstyp (limbälte) Och låstyp (täta anslutningar) som förhindrar penetrering av osmälta ämnen och bakterier från tarmhålan in i kroppens inre miljö.

bägare exokrinocyter i villi ligger enskilt mellan gränsepitelcellerna och producerar en slemsekretion. De har formen av ett glas, i vars ben kärnan och organellerna är belägna, och i den expanderade apikala delen finns sekretoriska granuler med sleminnehåll. Den senare, som står ut på ytan av slemhinnan, återfuktar den, vilket bidrar till rörelsen av chyme längs tarmen.

endokrinocyter – hormonproducerande celler som tillhör den diffusa delen av det endokrina systemet. Liksom bägareceller är de utspridda var för sig mellan kantade epitelceller. Deras apikala del når ytan av epitelet och kommer i kontakt med innehållet i tarmen, tar emot information, och basaldelen ackumulerar hormoner i form av granulat som släpps ut i den intercellulära miljön (verkar lokalt, parokrint) eller in i blodet (reglerande matsmältning och ämnesomsättning i kroppen).

Tarmkryptor (körtlar)- dessa är tubulära inväxter av epitelet i lamina propria i slemhinnan. Deras lumen öppnar sig mellan baserna på angränsande villi. I tunntarmen är deras antal cirka 150 miljoner. Bland epitelcellerna i krypterna, förutom ovanstående, som en del av epitelet i villi ( prismatisk, bägare, endokrin) det finns odifferentierade epiteliocyter och celler med acidofila granuler (Paneth-celler).

Prismatiska epiteliocyter, till skillnad från villi, har en lägre höjd, en tunnare strimmig kant och en mer basofil cytoplasma. odifferentierade epiteliocyter (celler utan kant), representerar en population av celler som är källan till regenerering av epitelet i krypterna och villi. När de förökar sig och differentierar sig, rör sig dessa celler längs basalmembranet från basen av krypterna till toppen av villi, och ersätter åldrande och döende prismatiska, bägare och endokrina celler. Fullständig ersättning av epitelceller i villi tar 3-5 dagar.

Celler med acidofila granulat (Paneth-celler) belägna i grupper i krypternas botten. Dessa är prismatiska celler, i den apikala delen av vilka det finns stora acidofila (färgade med sura färgämnen) granuler som innehåller lysozym (förstör bakteriecellsmembran) och dipeptidaser (enzymer som bryter ned dipeptider till aminosyror). Cellkärnor och cytoplasmatiskt retikulum förskjuts till basalpolen.

endokrinocyter: EC-celler producera ett hormon serotonin, som stimulerar den sekretoriska och motoriska aktiviteten i magen och tarmarna.

S-celler utveckla sekretin stimulerar utsöndringen av bukspottkörteljuice och galla.

I celler form kolecystokinin/pankreozymin stimulerar utsöndringen av bukspottkörteln och sammandragning av gallblåsan.

A-liknande celler utveckla enteroglukagon, vilket ökar blodsockernivåerna och stimulerar slembildning av magsäckens integumentära epitel.

D-celler form somatostatin och Dl-celler vasointestinal polypeptid (VIP). Somatostatin undertrycker matsmältningssystemets funktioner, VIP - slappnar av glatta muskler, vidgar blodkärlen, sänker blodtrycket.

lamina propria i slemhinnan Tunntarmen bildas av lös, oregelbunden bindväv som bildar villi-stroma och omger krypterna. Den innehåller ett stort antal retikulära och elastiska fibrer, plexus av blod och lymfatiska kapillärer. Det möter också lymfoida folliklar, vars antal ökar i ileums riktning. Lymfoida folliklar är singel och grupperad, aggregerad (Peyers plåster). De senare är kluster av upp till 200 lymfoida folliklar. Det finns ett 30-tal av dem och de finns främst i ileum. Slemhinnan som täcker folliklarna har inte villi och krypter, och i epitelet finns speciella M-celler(mikrovikt). Deras basala del bildar veck där lymfocyter ackumuleras, till vilka M-celler presenterar antigener som de får som ett resultat av fagocytos av bakterier från tarmens lumen. Därefter går lymfocyterna till de perifera lymfoida organen, där de klonas och återförs i stort antal tillbaka till tarmen, där de blir till effektorceller, till exempel plasmaceller som utsöndrar immunglobuliner (antikroppar), som kommer in i tarmens lumen och utför en skyddande funktion.

muscularis lamina Slemhinnan är dåligt utvecklad och representeras av två lager av glatta muskelceller.

Submucosa Det bildas av lös oformad bindväv, i vilken plexus av blod och lymfkärl och nervplexus (submukosal) är belägen. I tolvfingertarmen finns det ändsektioner av körtlar . Till sin struktur är dessa komplexa grenade rörformiga körtlar. De utsöndrar en slem, alkalisk hemlighet som neutraliserar syran som kommer från magen med mat. Detta är viktigt eftersom matsmältningsenzymerna i tarmen och bukspottkörteln är aktiva i en alkalisk miljö.

Muskelmembran består av två lager av glatt muskelvävnad: inre cirkulär och utomhus längsgående. Båda skikten har emellertid en spiralformad orientering. Mellan skikten i skiktet av bindväv ligger intermuskulära vaskulära och nervösa plexus reglering av motorisk aktivitet, tarmmotilitet.

Seröst membran bildas av ett lager av lös bindväv täckt med mesothelium.