Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU1
GASTROINTESTINÁLNÍ TRAKT
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU2
slizniční epitel
podslizniční svalovina
longitudinální
svalovina
cirkulární svalovina
plexus
submucosus
(Meissner)
plexus
myentericus
(Auerbach)
ENSsvalovávrstva
podslizniční
vazivo
koordinace motility
sekrece a resorpce
seróza (adventicie)
+ žlázy
+ lymfatická tkáň
Upraveno dle: J. Švíglerová: Fyziologie gastrointestinálního traktu, LF UK Plzeň, 2012
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU3
Motilita GIT – převažuje nervové řízení
Sekrece GIT – převažuje humorální řízení
+
PARASYMPATIKUS
pregangliová cholinergní vlákna
n.VII, n.IX, n.X, nn.pelvici (S2-S4)
-
SYMPATIKUS
postgangliová adrenergní vlákna
Th5-L2
(tonus a motilita –)
(vasokonstrikce)
(musc.mucosae, sfinktery +)Cirkulární svalovina: inhibiční vlákna, kontrakce – střevo je delší a užší
Longitudinální svalovina: žádná inhibiční vlákna, kontrakce – střevo je kratší a širší
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU4
INERVACE GIT
ENTERICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM
SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS
Krátký reflex
Dlouhý reflex
CNS
+-
mechanoreceptory
chemoreceptory
termoreceptory
osmoreceptory
Vagovagální reflex
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU5
ENTERICKÝ NERVOVÝ SYSTÉM
(pleteně + zakončení sympatiku a parasympatiku + další neurony GIT)
Chemoreceptory, mechanoreceptory, termoreceptory…
(mucosa, musc. externa)
Mediátory a modulátory: Ach, peptidy, aminy
Ach, VIP, NOR, DOPA, serotonin, histamin, AT II, PG
somatostatin, enkefalin, GABA, TRH, neuropeptid Y, substance P
sekretin, GIP, glukagon, gastrin, CCK, G-releasing peptid
(Sekretinová skupina)
(Gastrinová skupina)
Lokální (místní, krátké) reflexy
Centrální (dlouhé) reflexy
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU6
Stálý tonus
S, PS
SIGNÁLY DOPŘEDU:
SPĚCHAT, UVOLNIT CESTU
SIGNÁLY DOZADU:
ZPOMALIT, UZAVŘÍT CESTU
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU7
KONTRAKCE tonické (žaludek, tračník)
rytmické
POHYBY propulzivní (peristaltika, myenterický reflex)
mísící
Receptivní relaxace.
Tyto stahy a pohyby jsou zodpovědné za míchání, peristaltický posun tráveniny a skladování v GIT.
MOTILITA GIT
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU8
ELEKTROFYZIOLOGIE HLADKÉHO SVALU v GIT
Klidové napětí: od - 40 do - 80mV ( gNa : gK )
Nižší aktivita Na+/K+-ATPázy
Pomalé vlny (oscilace klid.MN) 3 (žaludek) – 12 (duodenum)/min – bazální elektrický
rytmus
Hrotitý potenciál nízká voltáž, depolarizace – Na+ a Ca2+,1-10/sec
Pacemakerové buňky automacie
Variabilita neurohumorální regulace
Inervace: nexy, inervace cirkulární svaloviny >> longitudinální svaloviny
Bez nervosvalové ploténky Ach, ENS, výjimky
0
-40
ICa přímá aktivace kontrakce (vazba na calmodulin)
0
-40
5s
Bazální tonus svalu, bazální rytmus (časová sumace)
Spike (10 - 20ms)
F
E
5s
Kontrakce i při pomalých vlnách (bez AP!!!)
F
E
Žaludek
Modulace pomalých vln – především amplituda, méně frekvence
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU9
• Orální fáze (volní)
• Faryngeální fáze (reflexní)<1s
• Ezofageální fáze (peristaltická)
Žvýkání - volní i reflexní
Frekvence polykání: asi 600x / den
Sliny (1.5 litrů / den)
POLYKACÍ CENTRUM
(oblongata, pons)
X., ….
REC
(dotyk)
Plexus myentericus
Parasymptatikus (VIP)
Sympatikus
V.X.
Proximální sfinkter
(somat.motoneurony – X.
příčně žíhané svaly)
Peristaltika o rychlosti 3 – 5 cm/s
(primární - polykací centrum,
sekundární - ENS)
Ústa
Farynx
Centrální
reflexy
Junction
Distální sfinkter (kardie)
(hladký sval) – otevře ho peristaltika
Lokální
reflexy
Reflexní relaxace kardie (PS)
Achalázie (kardiospasmus)
Gastroezofageální reflux
IX.
Jícen
POLYKÁNÍ
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU10
MOTILITA ŽALUDKU
Reflexní relaxace kardie
Receptivní relaxace fundu a těla
(X. – VIP) (Laplace: P = T . R)
Pacemakerová zóna (3/min)
Motorický gradient
(F <<< A)
Vrstvení tráveniny
1,5 l
A
T
F
D
P
K
E
Migrující myoelektrický komplex
(hladové stahy)
Rezervoár
Mixér (3/min)
1-2 hod: klid
10-20 min: aktivita, v hladu zesiluje
prominentní cirkulární svalovina
N. vagus +
Plexus cealicus PYLORUS
= sfinkter ???
společný ENS s bulbus duodeni
hladký sval
sympatikus +++, n.X. --- (VIP)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU11
VYPRAZDŇOVÁNÍ ŽALUDKU
CNS
PACEMAKER
KONTRAKCE ANTRA
KONTRAKCE PYLORU
DUODENUM:
pH < 3,5
Lipidy
Peptidy
sekretin
CCK, GIP
gastrin
Oddi
gastrin
chemoreceptory
osmoreceptory
zpomalené vyprazdňování
(entorogastrický reflex)
Symp. Paras.
MK, H+, osmoticky
aktivní částice,
tryptofan
Modulace:
•Peristaltika
•Stálý tonus (sumace
stahů antra – relaxace)
TK, distenze, pH, bolest
VIP
Ach
SYMP.
x.
Koordinace stahů antra a relaxace bulbu
Duodenogastrický reflux
A/D reciproční
aktivita
-
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU12
ZVRACENÍ (OBRANA)
VYŠŠÍ CENTRA
CENTRUM PRO ZVRACENÍ
V PRODLOUŽENÉ MÍŠE
Afferentace: X., symp.
Chuť
Vůně
Zrak
Labyrinty
Centrální
Mechanoreceptory
faryngu
Periferní
Mechano- a chemoreceptory
žaludku a duodena
Periferní
Trigger zone – dno 4. komory
Area postrema – circ.
ventrik. organizace
• Antiperistaltika jejuna a duodena
• Relaxace pyloru a antra
• Kontrakce bránice (zvýšený nitrobřišní tlak)
• Obrácený „Valsalva“ (snížený nitrohrudní tlak)
• Kontrakce pyloru a antra
• Relaxace kardie
• Relaxace horního faryngeálního svěrače
Emetika:centrální
periferní
Antiemetika
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU13
MOTILITA TENKÉHO STŘEVA
• Pomalé vlny – zhruba 11-13/min v duodenu, 8-9 v ileu
• Minutový rytmus (jejunum) – salvy zhruba po 1 min
• Hodinový rytmus (migrující motorický komplex, MOTILIN)
hodiny
100%
1 2 3
nalačno jídlo
5
10
12/min
duodenum jejunum ileum
Vzdálenost od pyloru
in vitro 7/min
in situ
Segmentární motilita >>> peristaltika (do 10 cm)
ZÁKON STŘEVA
INTESTINO-INTESTINÁLNÍ REFLEX
GASTRO-ILEÁLNÍ R.
GASTRO-KOLICKÝ R.
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU14
MOTILITA TLUSTÉHO STŘEVA
• Pomalé vlny s frekvencí 4-6/min
• Segmentace = haustra; 5-10 cm/hod – kývavé pohyby
• Masová peristaltika; 1-3/den – „úklid“
• Reverzní peristaltika – prox. colon („zdržení“ – resorpce vody a solutů)
• Kontrola análního sfinkteru: interní – reflexní, externí – volní (+reflexní)
• Defekace: abdominální svaly +++, svaly pánevního dna –
• Reflex: kolono-kolonický, gastro-kolický
4-8 hod
12-72 hod
VIC
PS.
Sakrální
sympatikusInt.
Ext. sfinkter
• Parasympatikus + (X. po FL)
• Sympatikus – (L2 – L4)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU15
GI REFLEXY
SYMP.
Volní kontrola
farynx
esofagus
žaludek
tenké střevo
tlusté střevo
rektum
A
a1
10´´
2-3 hod
2-4 hod
10-20 hod
PARASYMP.
VIP Achpolykací
dolního esofagu
lokální
pylorický
gastroilický
enterogastrický
vnitřního análního sfinkteru
gastrokolický
receptivní relaxace fundu
kolonoilický
kolonokolonický
Motilitu zvyšuje:
• CCK
• Substance P
• Gastrin
Superponovány na stálý bazální tonus
PS a S (sfinktery S PS)
Signalizace:
Uvolnit, přidat!
Přibrzdit!
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU16
SEKRECE V GIT
Žlázy v GIT:
• Slinné žlázy
• Žaludeční žlázky
• Drobné žlázky jícnu a střev
• Exokrinní pankreas
• Játra
Stimulace sekreční aktivity GIT:
1. Neurokrinní
2. Endokrinní
3. Parakrinní
Funkce sekretů v GIT:
• Zvlhčení potravy/chymu
• Usnadnění polykání
• Mechanická ochrana GIT
• Chemická ochrana GIT
• Trávení – enzymy
• Imunitní funkce
• Řeč
Společný základ sekretů v GIT:
voda, ionty, HCO3-, hlen
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU17
TVORBA SLIN
• Mucinózní vs. serózní sekrece
• Gl. parotis, gl. submandibularis, gl. sublingualis, malé žlázky dutiny ústní
• 1 - 2 l / den ( 1ml/min/g )
• Q krve – 10 x pracující sval, velký metabolický obrat
• pH: 7 – 8 (v klidu spíše acidická, zvýšení HCO3- - alkalizace)
• Parasympatikus – Ach, VII. a IX.n., VIP; vasodilatace
ACINY
Serózní sekrece (H2O, ionty; izotonická)(gl.parotis)
Slinná amyláza (zymogenní granula – exocytóza) pH
nad 4!!!
PRIMÁRNÍ SLINA
Mucinózní sekrece (glykoproteiny)
(gl.submandibularis a sublingualis)
Připomíná exokrinní pankreas
VÝVOD
Na+
Cl-
HCO3-
K+
SEKUNDÁRNÍ SLINA
(hypotonická, zvýšení sekrece – zvýšení tonu)
pH ~ 8
XerostomieTrofický vliv PS
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU18
ŘÍZENÍ TVORBY SLIN
Transmiter
2. posel Výsledný sekret
SYMPATIKUS
přechodný efekt!!!
amyláza
vasokonstrikce
sekrece K+, HCO3-
Na+
ClH2O
objem + amyláza
PARASYMPATIKUS
(dominantní) - n.fac., glossoph.
amyláza, mucin
vazodilatace
VIP cAMP
NOR
b
a
IP3Ach
Subst.P
K+
Na+
Na+
(antiport)
Ca2+
Ca2+
amyláza
=
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU19
SEKRECE ŽALUDEČNÍ ŠŤÁVY
Mucin (pH 7-8)
Žaludeční jamky (žlázy)
pH 2, vysoká koncentrace K+ (zvracení) a ClPovrchový
epitel
Lamina propria
Mucinózní buňky krčku
Parietální buňky (HCl, vnitřní faktor)
Hlavní buňky- zymogenní granula (pepsinogen)
G buňky (gastrin)
Oblast:
• Subkardiální (mucin)
• Fundu (HCl)
• Pylorická (mucin, G)
Žaludeční šťáva: voda, soli, HCl, pepsin, vnitřní faktor, mucin
Produkce se významně zvyšuje po jídle
Vyšší sekrece – nižší pH, nižší sekrece – více Na+, ovšem vždy více K+ než v plazmě
pepsinogen pepsin
HCl
Gastrická mucinózní bariéra
Žaludeční vředy
Stimulace a-receptorů – pokles sekrece HCO3
NSA
- pokles sekrece HCO3
- i mucinu
Ach, G, CCK, sekretin
+
(individuální počet!!!)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU20
TVORBA HCl V PARIETÁLNÍ BUŇCE
AP
SP
SP
H2O+CO2=HCO3-+H+ (CA)
Cl-
Cl-
Na+
Na+
K+
K+
H+
K+
Cl-
HCl
Tubulovezikulární systém (klid, 10% – sekrece)
Protonová pumpa
Basolaterální
membrána
Apikální
membrána
venózní krev
„alkaline tide“
(1 000 000 : 1 )
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU21
ŘÍZENÍ TVORBY HCl V PARIETÁLNÍ BUŇCE
H+K+
(cholinergní vlákna ) Ach H G (antrum, duodenum)
(žírné buňky)
PK
IP3 cAMP ?
Ca2+
Vzájemná potenciace stimulace!!!
muskarin rec H2
Fáze sekrece žaludeční šťávy:
• Cefalická (zrak, čich, chuť)(X.)(přímo, G, H)
• Gastrická (distenze žaludku; peptidy, AMK)(mechanorec.-lokální i centrální reflexy; tryptofan, fenylalanin, kofein, alkohol – G)
• Intestinální (distenze duodena, peptidy, AMK)(G z duodena a jejuna)
Inhibice sekrece žaludeční šťávy:
Nízké pH, MK, hypertonie v duodenu a jejunu; sekretin, bulbogastron, GIP, CCK
PGE, somatostatin – inhibice sekrece HCl
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU22
ŘÍZENÍ TVORBY PANKREATICKÉ ŠŤÁVY
PANKREAS:
malá žláza - 100 gramů
exo-endokrinní část
n. X.
Acinus
Ductus
(epitel)
Proteiny
Proenzymy
Produkty trávení
(lipidy, peptidy)
Na+
K+
HCO3-
Cl-
H2O
CCK
Ach
G
Subst.P
ISOTONICKÁ
HCO3
-
Cl-
HCO3
-
Na+
K+
Cl-
H2O
Pokles pH
Sekrece VIP
1. Trypsinogen (trypsin aktivuje 1, 2, 3)
2. Chymotrypsinogen
3. Prokarboxypeptidáza
4. Trypsin-inhibitor
5. a-amyláza
6. Pankreatické lipázy
• Enterokináza – aktivuje trypsinogen
Pankreatická šťáva: 1 l/den
1. Vodní fáze (HCO3
-) – sekretin; bb. ductu
2. Enzymová fáze - CCK
Oddiho svěrač (X. – relaxace,
sekretin - kontrakce)
Regulace sekrece pankreatické šťávy
1. Fáze cefalická (n.X. – gastrin z žaludečního antra)
2. Fáze gastrická (distenze žaludku, AMK a peptidy – gastrin)
3. Fáze intestinální (kyselina v duodenu a jejunu – sekretin;
peptidy, AMK=trypt., fenylalanin, MK – CCK)
Pancreatitis acuta
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU23
FUNKCE JATER
• Regulace metabolismu (cukry – glykogenolýza, glukoneogeneze; tuky –
chylomikrony, lipoproteinová lipáza,VLDL, cholesterol a triglyceridy; b-oxidace ketolátky;
bílkoviny - deaminace AMK, syntéza urey)
• Proteosyntéza (non-esenciální AM, lipoproteiny, albuminy, globuliny, fibrinogen
a ostatní proteiny kaskády srážení krve)
• Uskladnění (glykogen, vitamíny – A, D, B12, železo)
• Degradace (hormony – epinephrin, norepinephrin, steroidy, polypeptidické
hormony)
• Inaktivace a exkrece (léky, toxiny) – detoxikace konjugací s kys.glukuronovou,
glycinem a glutathionem.
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU24
TVORBA ŽLUČI
LOBULUS
hepatocyty (1-2 vrstvy), fenestrace
v. portae
žlučový kanálek
sinusoidy
a. hepatica
Žluč
•250-1500ml/den, izotonická, primární sekrece – připomíná plazmu, CCK; modifikace – v ductu
•žlučové kyseliny (soli – Na+) – konjugované (glycin, taurin) – rozpustné v H2O, 50% sušiny, micely
•cholesterol (krystaly, lithiáza)
•lecitiny
•žlučová barviva (bilirubin – glukuronid) – žlutá barva žluči (lithiáza)
•Na+, K+, Cl•H2O,
HCO3
- (sekretin)
Sekrece připomíná exokrinní pankreas
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU25
ENTEROHEPATICKÝ OBĚH
ŽLUČOVÝCH KYSELIN
CCK
X.
(G)
D IJ
15-35%
konjugované žluč. kyseliny (difuze)
sekrece
HCO3
-
H2O
35ml
portální oběh
G, CCK, S
G, CCK
X. Intestinální fáze
žlučové kyseliny (pool)
Na+
Cl-
HCO3
-
H2O
Mezi jídly –
zahuštění až 5-20x
Aktivní transport –
ostatní ionty
zachovávají
elektroneutralitu
Oddi
Cefalická f.
Gastrická f.
Intestinální f.
dekonjugované žlučové kyseliny
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU26
REGULACE SEKREČNÍCH FUNKCÍ V GIT
HCl G
Ach H
peptidy
H2 receptory (žírné bb.)
GRP
Substance P
(axon. reflex)
(motilita)
ENS VIP
GIP
glukóza
lipidy
INZULIN
(b-bb., endokrinní pankreas)
enzymy
HCO3
-
CCK,GIP
peptidy
AM, MK
HCl
SS (d-bb.)
motilita
elektrolyty
H2O
exokrinní pankreas
* CEFALICKÁ FÁZE
(chuť, vůně…)
* GASTRICKÁ FÁZE
(Ach, H, S, G, CCK stimulace
tvorby)
INTESTINÁLNÍ FÁZE SEKRECE
* zprostředkováno gastrinem
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU27
VYBRANÉ KAPITOLY Z GIT – RESORPCE, HOSPODAŘENÍ S VODOU A IONTY
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU28
• Mezi resorpčními mechanismy v GIT se uplatňují aktivní i pasivní děje
• Pohyb přes stěnu střeva se děje paracelulárně i transcelulárně
• Resorpční plochu zvětšují klky (více v tenkém střevě)
• Resorpce vody a elektrolytů probíhá v tenkém i tlustém střevě, resorpce živin pouze
ve střevě tenkém
• Tenké střevo resorbuje vodu a ionty a vylučuje HCO3
-, tlusté střevo resorbuje vodu a
ionty a vylučuje draslík a HCO3
•
Voda „následuje“ ionty, případně je „tažena“ osmoticky aktivním prostředím
• Řada resorpčních mechanismů závisí na gradientu sodíku
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU29
Difúze
Facilitovaná difúze
Kotransport
Aktivní transport
PŘEHLED TRANSPORTNÍCH MECHANISMŮ V GIT
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU30
PŘÍJEM
VÝDEJ
sliny
žaludek
pankreas
žluč
tenké střevo
tlusté střevo
~2 - 3
~1,5
~1 - 2
~1,5
~0,5
~1,5
~0,4
~0,2
(~7,5)
(~1,3)
(~0,2)
DENNÍ BILANCE VODY V TĚLE
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU31
RESORPCE VODY (tenké střevo, žlučník, žaludek, tlusté střevo)
(duodenum - osmotické stažení H2O)
Stálý osmotický gradient
kartáčový lem H2O
H2O
FILTRACE
Na+
Na+, K+, Cl-
+10mV
Na+
K+
Cl-
TRANSPORT
•Transcelulární
•Paracelulární
Kartáčový lem
Těsná spojení
Bazální membrána
Laterální membrána
F
STIMULACE: produkty trávení (cukry, AMK)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU32
TRANSPORT ELEKTROLYTŮ
K+
Na+
K+
K+
Na+
Na+
IL
IL
glukóza, galaktóza,
AMK
Cl-
H2O+CO2
H+ HCO3
-
H2CO3
H2O + CO2
ClLieberkühnovy
krypty: maturované
bb. – resorpce, immatur. bb. - sekrece
Na+, Cl- a H2O
JEJUNUM
ILEUM
kartáčový lem
basolaterální membrána
J
glukóza, galaktóza,
AMK
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU33
K+
Na+ (120mM/l)
K+
Na+
Na+(25mM/l)+H2O
Cl-
H2O+CO2
H+ HCO3
-
H2CO3
H2O + CO2
COLON
K+
ClALDOSTERON
ALDOSTERON
ALDOSTERON – syntéza transportních
systémů (viz. proximální tubulus ledviny)
basolaterální membrána
kartáčový lem
K+
TRANSPORT ELEKTROLYTŮ
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU34
REGULACE TRANSPORTU VODY A ELEKTROLYTŮ
1. Autonomní nervový systém: SYMP (noradrenalin, enkefalin) + somatostatin –
zvýšení absorpce vody, sodíku a chloru
2. Mineralokortikoidy (aldosteron): kolon – stimulace sekrece draslíku a resorpce sodíku
a vody (zmnožení Na/K-ATP-ázy, Na-kanál)
3. Glukokortikoidy: tenké střevo i kolon - resorpce sodíku, chloru a vody (zmnožení
Na/K-ATPázy)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU35
RESORPCE Ca2+
PŘÍJEM: 1000mg/den
RESORPCE: 350mg/den
Resorpce proti
koncentračnímu gradientu
(1:10) v celém GIT (D, J), 50x
pomalejší než resorpce Na+
Ca2+
Ca BP
Ca2+-ATPáza Na+/Ca2+-antiport
VIT.D
ER
Mch
1,25-dihydrocholekalciferol
Calbindin (Ca BP) –
prevence tvoření
nerozpustných solí
(fosfáty, oxaláty)
[Ca2+]pl.
basolaterální membrána
kartáčový lem
TRPV6Ca2+
K+
Na+
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU36
RACHITIS
(křivice)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU37
RESORPCE Fe2+
endocytóza
2 Fe2+
TRANSFERIN
PŘÍJEM: 15-20mg/den
RESORPCE:
Muži: 0,5 - 1mg/den
Ženy: 1 – 1,5mg/den
D, J
pH: Fe3+ Fe2+
70% - Hb
25% - F
Nerozpustné soli a komplexy (20:1) – omezení resorpce
Pokles pH
Fe - upregulace
Fe2+ stimuluje
syntézu TF – regulace!
Hemosiderin – deposita Fe v desmosomech
PLAZMATICKÝ TRANSFERIN
(Apo)-Feritin Přebytek Fe2+ – ztráta s epitelem
Fe2+ stimuluje syntézu apoferitinu
(translaci) – regulace!
basolaterální membrána
kartáčový lem
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU38
VITAMÍN B12
• Denní potřeba je blízká resorpční kapacitě
• Syntetizován střevními bakteriemi v kolon – ALE zde není resorpční mechanismus
• Zásobárna v játrech (2-5mg)
• Ve žluči 0,5-5mg / den, reabsorbován
• Denní ztráta – 0,1% zásob zásoby tedy vydrží na 3-6 let
RESORPCE
1. Gastrická fáze: B12 je vázán na proteiny, nízké pH a pepsin ho uvolní; vazba na
glykoproteiny – R-proteiny (sliny, žaludeční šťáva), pH (téměř) nezávislé; vnitřní
faktor (IF) – parietální bb. žaludeční sliznice; většina B12 vázána na R-proteiny.
2. Intestinální fáze: pankreatické proteázy, rozštěpení R-B12, vazba na IF (rezistentní
vůči pankreatickým proteázám).
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU39
RESORPCE VITAMÍNU B12
IF B12
B12
B12
IF
IF
Intrinsic Factor
IF-B12
receptorový
komplex
?
B12
B12 B12
v.portae
ILEUM
B12
transcobalamin II
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU40
Perniciozní anémie
(megaloblastická)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU41
TRÁVENÍ A RESORPCE
SACHARIDŮ POLYSACHARIDY
(a-glykosylované c.)
OLIGOSACHARIDY
MONOSACHARIDY FRUKTÓZA GLUKÓZA GALAKTÓZA
AMYLOPEKTIN
GLYKOGENa-amyláza
DEXTRIN
TRICHACHARIDY
DISACHARIDY: SACHARÓZA MALTÓZA LAKTÓZA
Izomaltáza
Maltáza
Sacharáza
Laktáza
Sliny
Pankreatická šťáva
Na+
Epitel duodena a jejuna
• Laktózová intolerance
• Průjem
slinná amyláza
2 vazebná místa pro Na+
1 vazebné místo pro cukr
facilitovaný transport + difúze
Duodenum a horní jejunum
SGLT-1GLUT-5
GLUT-2
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU42
TRÁVENÍ A RESORPCE
BÍLKOVIN
ŽALUDEK
Pepsin
DUODENUM
Trypsin
Chymotrypsin
Carboxypeptidáza
JEJUNUM
Membránové peptidázy
(kartáčový lem)
CYTOPLAZMA epitel.bb.
di-, tri-peptidázy
PEPTIDY > 4 AMK
DI-, TRI-PEPTIDY
AMK
AMK
PROTEÁZY
15%
50%
PEPTIDÁZY (exo-, endo-)
NUKLEÁZY
Na-kotransport Difuze
Purin., pyrim.báze –
aktivní transport
Denní obrat bílkovin:
100g v potravě + 30g GIT šťávy + epitelie
enterokináza
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU
43
TRÁVENÍ A RESORPCE
LIPIDŮ
Triglyceridy (TAG)
Steroly (-estery)
Fosfolipidy (lecitin)
TUKOVÉ KAPÉNKY
EMULZIFIKACE (+lecitin, +monoglycidy)
Ø 1mm
SOLI ŽLUČOVÝCH KYSELIN
DEESTERIFIKACE
PANKREATICKÁ LIPÁZA (kolipáza)
CHOLESTEROL-ESTERÁZA
FOSFOLIPÁZA A2
STŘEVNÍ LIPÁZA
Glycerol MK MAG CH LFL
MICELY Ø 5nm, 20-30 molekul
polární stratifikace, hydrofilní
rozpad micel
TAG
nepromíchaná vodní vrstva
200-500mm
žlučové kys.
resorpce (difuze)
reesterifikace (MK>12c, v endopl.retikulu)
CHE FL
PROT.
EXOCYTÓZA
CHYLOMIKRA Ø 10nm
LYMFATICKÝ OBĚH
NEMK (<12c)
GLYCEROL
kapiláry (fenestrace)
Na+
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU44
RESORPCE V TLUSTÉM STŘEVĚ
• Na+ (aktivně - aldosteron) H2O (90% vody v colon)
• ClZBYTEK
CHYMU
1. Celulóza, kolagen
2. Žlučové kyseliny a barviva, epitel, hlen, leukocyty
• Bakterie kvasné: vláknina (pektiny, celulóza) – laktát, alkohol, acetát, CO2, metan
• Bakterie hnilobné: zbytky aminokyselin – NH3, SH2, fenol, indol, solatol (karcinogenní)
Tvoří vitamin K a vitaminy skupiny B – ale nejsou tu pro ně resorpční mechanismy
VÝŽIVA
PASÁŽ EUMIKROBIE
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU45
REGULACE PŘÍJMU POTRAVY A NUTRIČNÍHO STAVU
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU46
PŘÍJEM VÝDEJ
CENTRUM SYTOSTI CENTRUM HLADU
(trvale aktivní)
ncl.
ventromedialis v hypothalamu laterální hypothalamus
(jádro pod fasciculus telencephalicus medialis)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU47
VZNIK POCITU SYTOSTI
PŘÍJEM POTRAVY
Žvýkací
pohyby
Receptory v nose,
ústech, hltanu,
trávicí trubici
Mechanoreceptory
žaludku
Chemoreceptory
GIT
SYTOST
PRERESORPTIVNÍ SYCENÍ
RESORPTIVNÍ SYCENÍ
Centrální
gluko-
termo-
lipo-
receptory
ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ V CNS
(CENTRUM SYTOSTI = ncl. ventromedialis v hypotalamu)
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU48
VZNIK POCITU HLADU
SNÍŽENÝ PŘÍJEM POTRAVY
Hladové
kontrakce
žaludku
Snížená
dostupnost
glukózy
Snížení
produkce tepla
Změny lipidového
metabolismu
Mechanoreceptory Glukoreceptory Vnitřní termoreceptory
(hypotalamus)
„Liporeceptory“
HLAD
KRÁTKODOBÁ REGULACE
DLOUHODOBÁ REGULACE
Kompenzace dietních chyb
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU49
HYPOTÉZA:
1. Lipostatická
2. H. střevních peptidů
3. Glukostatická
4. Termostatická
REGULACE PŘÍJMU POTRAVY
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU50
OREXIGENNÍ FAKTORY
• Neuropeptid Y
• Orexin A a B (hypocretin 1 a 2)
• ARP (agouti-related peptide)
• Ghrelin (lenomorelin) – tzv. hormon hladu (sekrece z „prázdného“ žaludku)
• Motilin
• Cukry (fruktóza)
ANOREXIGENNÍ FAKTORY
• Leptin – tzv. „hormon sytosti“
• POMC – derivát MC4-R
• CRH (kortikoliberin)
• CART (cocaine- and amphetamine-regulated transcript)
• Peptid YY (pankreatický peptid; L-buňky v ileum a kolon, tlumí žaludeční motilitu, zvyšuje resorpci)
• CCK (cholecystokinin)
• glukagon
LÉKY !!!
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU51
LEPTIN (ob-protein)
Secernován adipocyty do krve
Vazebné proteiny
Účinek na CNS (regulace tělesné hmotnosti a stálosti tukové hmoty těla)
• Sérové hladiny mají pulzativní a diurnální charakter
• Forma volná a vázaná (v séru)
• HUBENÍ LIDÉ MAJÍ 2x VÍCE VÁZANÉ FORMY NEŽ OBÉZNÍ
• LEPTINOVÁ REZISTENCE: často u obézních s inzulínovou rezistencí
RECEPTORY z rodiny cytokinů
• Periferní (gonády)
• Centrální (hypotalamus, hypofýza)
Moduluje expresi genů pro estrogeny.
Regulace obezity leptinem zprostředkována NPY a MSH.
Leptin řídí zásoby tělesného tuku koordinací příjmu potravy, metabolismu, autonomního nervstva
a energetické rovnováhy.
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU52
TUKOVÁ TKÁŇ
PŘÍRŮSTEK HMOTNOSTIÚBYTEK HMOTNOSTI
- LEPTIN
+ LEPTIN
HYPOTALAMUS
HYPOTALAMUS
NPY
ODPOVĚĎ NA HLADOVĚNÍ
deriváty POMC (MC4-R)
ODPOVĚĎ NA OBEZITU
NPY RECEPTOR (Y1, Y2, Y5)
MSH RECEPTOR
+ Příjem potravy
- Reprodukce
- Teplota
- Výdej energie
- Příjem potravy (CRH)
+ Výdej energie
PARASYMPATICKÁ
AKTIVITA SYMPATICKÁ
AKTIVITA
MSH
LEPTINOVÁ REZISTENCE
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU53
STAV VÝŽIVY - VYŠETŘOVACÍ METODY
METODY ANTROPOMETRICKÉ
Inspekce
Tělesná hmotnost (kg)
BMI
Obvod pasu, poměr pas-boky
Určení procenta tělesného tuku (kaliper, impedanční metoda, densitometrie,
CT)
Určení ATH (%, vážení pod vodou)
Měření objemu velkých svalových skupin
METODY BIOCHEMICKÉ
Celková dusíková bilance
Odpad dusíku močí
Stanovení plazmatických hladin bílkovin
Inkorporace AMK
Určení prealbuminů, transferinu
Vylučování vitamínů nebo jejich metabolitů
METODY IMUNOLOGICKÉ
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU54
VÝŽIVA
RACIONÁLNÍ
ZVLÁŠTNÍ VÝŽIVOVÉ SMĚRY
HLEDISKO: evoluční
náboženské
historické
POŽADAVKY RACIONÁLNÍ VÝŽIVY
• Kvantitativní
• Kvalitativní
• Nadstavbový
• Estetický
• Ekonomický
Esenciální složky potravy:
AMK, MK, stopové prvky
Aspekt výživových zvyklostí: kulturně-historický
sociálně-ekonomický
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU55
OBEZITA (OTYLOST)
Patologické zvýšení tělesné hmotnosti podmíněné nadměrným hromaděním tělesného tuku a doprovázené řadou
závažných komplikací.
INCIDENCE
2008 v ČR: 52% populace s vyšší hmotností těla (35% nadváha, 17% obezita), nad 45 let – jen 30% populace s normální
hmotností (muži – 72% vs. ženy – 60%)
Narůstá procento obézních dětí!!! (2014: 24% hoši, 23% dívky)
TYPY OBEZITY:
ALIMENTÁRNÍ (EXOGENNÍ)
SEKUNDÁRNÍ, SYMPTOMATICKÁ
DŮVODY PŘEJÍDÁNÍ
Rodinné zvyklosti vs. GENETIKA???
Jídlo zdarma
Psychické poruchy (deprese, poruchy příjmu potravy)
Náboženské důvody
Frekvence obezity přímo úměrná stupni vzdělání
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU56
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU57
PROBLÉMY SPOJENÉ S OBEZITOU
1. Nepřitažlivý vzhled (společenská izolace, problémy v partnerství, problémy
s vyhledáním zaměstnání)
2. Ekonomická zátěž (jedince - zvýšené výdaje za potraviny, společnosti –
výdaje zdravotních pojišťoven)
3. Předčasné opotřebení kloubů (kolena, kyčle, páteř)
4. Varixy, trombózy, embolizace
5. Diabetes mellitus
6. Poruchy lipidového metabolismu
7. Hypertenze
8. Srdeční infarkt
9. Mozková mrtvice
10. Zhoubné nádory !!!!!
11. Poruchy fertility (potence, cyklu)
Tlustí lidé umírají dříve, mají těžší život a trpí množstvím nepříjemných chorob
+ RIZIKOVÉ CHOVÁNÍ
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU58
ROZLOŽENÍ TUKU
• Difuzní (plíživý nástup obezity)
• Androidní (vysoká frekvence DM – typ „jablko“)
• Gynoidní (typ „hruška“), zvláštní typ - steatopygie
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU59
Madelungův límec
Strie
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU60
SEKUNDÁRNÍ OBEZITA
Nejčastější příčiny:
• Hyperkotizolismus
• Mužský hypogonadismus
• Prolaktinom
• Hypotalamická obezita
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU61
TERAPIE OBEZITY
1. Omezení příjmu energie potravou
U mužů pod 11 tis.kJ/den, u žen – pod 8 tis.kJ/den
Omezit sacharidy (INZ – antilipofilický hormon), omezit lipidy (občas tukový den).
Vynechat: sůl, koření, kávu, alkohol.
2. Zvýšení výdeje energie pohybem
Aktivita vyvolávající zvýšení TF na 140-150/min.
Cyklické, švihové pohyby (základní gymnastika).
Omezeně plavání.
3. Doplňkové metody
Anorektika
Hormony štítné žlázy
Lázně
Psychoterapie
Chirurgické zásahy – BARIATRICKÁ CHIRURGIE
Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU62
BANDÁŽ ŽALUDKU
INTRAGASTRICKÝ BALONEK
SLEEVE-RESEKCE ŽALUDKU