Matspjälkningen Anatomi och fysiologi, SJSE11 Anna Hammarberg, Lunds universitet Matspjälkningen föreläsningsöversikt Syfte/ funktion Matspjälkningen, översikt: Kolydrater Proteiner Fett Matspjälkningsapparaten, översikt: Matpjälkningskanalen Körtlar i magtarmkanalen Buken, översikt Bukhinnan Magtarmkanalens blodförsörjning Stora kärl Portasystemet Tarmsystemets muskulatur och tarmrörelser Tarmens innervering Matspjälkningssystemets anatomi och fysiologi Matspjälkningsapparaten, anatomi Sekretion i matspjälkningsapparaten Munhåla Matstrupen, Esofagus/Oesophagus Magsäcken, ventriculus, gaster Bukspottskörteln, pancreas Levern, hepar Tunntarmen, duodenum, jejunum, ileum Tjocktarm, colon Bukhinnan, peritoneum Tarmhistologi 1
Instuderingsfrågor Anatomi: 1. Organens namn på svenska och med språk 2. Valda strukturer på sv och i vissa fall med språk 3. De stora kärlen i buken på svenska och medicinskt språk 4. Med hjälp av kunskap om organens medicinska benämningar kunna förstå medicinska benämningarna på kärlen till bukens organ. Fysiologi: 1. Exokrina körtlar: vad innehåller deras sekret? Vilken funktion har sekretet/enzymet? 2. Endokrin sekretion: vilka hormoner/produkter insöndras? Vilken funktion har ämnet? 3. Hur regleras den exokrina sekretionen från respektive organ? (via hormoner, nerver och andra stumuli) 4. Hur regleras den endokrina sekretionen från respektive organ? (via hormoner, nerver och andra stumuli) Anatomi och fysiologi: 1. Hur är organen i matspjälkningskanalen uppbyggda för att klara sina funktioner? 2. Hur är portakrestloppet uppbyggt och vilka funktioner är det byggt för att klara? Syfte/ funktion Finfördela Mekaniskt Tugga Magsäckens och tarmens rörelser Enzymatiskt Absorbera Bryta ned och ta upp mat Kolhydrater Proteiner Fetter Skydda Immunförsvar en stor mängd lymfoid vävnad, (lymfknutor) 2
Finfördela, absorbera, skydda Kolhydrater, proteiner och fett används i ämnesomsättningen, metabolismen Kolhydrater bryts ned till enkla sockerarter, framför allt glukos (druvsocker) Proteiner bryts ned till fria aminosyror Fett bryts ned till glycerol, fria fettsyror och kolesterol Absorptionsfas Näringsämnen absorberas från tarmen Glukos, aminosyror och fettsyror används direkt eller lagras I cellerna sker en nettoproduktion av proteiner anabolism Postabsorbtionsfas Förbränning av fettsyror Ketoner bildas i levern Blodglukoskoncentrationen hålls uppe, i huvudsak av levern Glykogen bryts ned, glykogenolys Glukos nybildas, glukoneogenes Vävnadsproteiner bryts ned katabolism Ex: Enteral nutrition Patienter som är nedsövda under längre tid får enteral nutrition. stimulerar blodflödet undvika atrofi, vävnadsförtvining, vilket kan leda till bakterieinvasion från tarmen till blodbanan med blodförgiftning, sepsis, som följd Undersökning av magsäcken: Gastroskopi 3
Matspjälkningsapparaten, översikt Maten tas in i munhålan Fortsätter ner genom svalget, pharynx Esophagus, matstrupe peristaltik, kan svälja ner och upp Magsäck, ventrikel ~ 2 h Tunntarm (duodenum, jejunum, ileum) ~ 3-5 h största näringsupptaget Tjocktarm colon ~ 8-15 h vätskeupptag ca 1,5 kg bakterier Colon sigmoideum Faeces (bajs) lagras Rectum Viljestyrd muskulatur i ändtarmens yttre ringmuskel, sfinkter Bild 13.2 Översikt över matspjälkningsorganen (Människokroppen, Sand 2006) (Petrén) Körtlar i matspjälkningsapparaten, översikt Munhålan Spottkörtlar Magsäcken, ventriculus, gaster (Tubulära) körtlar i magsäcksslemhinnan och i området nära pylorus, nedre magmunnen Bukspottskörtel, pancreas Lever, hepar Galla lagras i gallblåsan, vesica fellea Tunn- och tjocktarmslemhinnan (Tubulära) körtlar i tarmslemhinnan Figur 10.1 Matsjpälkningssystemet: mag-tamkanalen och accessoriska organ (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) 4
Buken, översikt Bukhinnan, peritoneum klär bukens vägg och håller bukens organ på plats Innehåller kärl och nerver, lagrar fett Intraperitoneala organ omges av bukhinnan Magsäck Lever Tunntarm Tjocktarm Mjälte Retroperitoneala organ, bakom bukhinnan Tolvfingertarmen (½) Delar av tjocktarmen Bukspottskörteln Njurarna tarmkäx, mesenterium Figur 10.3 Peritoneum i förhållande till bukhålans organ (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Infraperitoneala organ, under bukhinnan Urinblåsan Ändtarmen Livmodern Bild 13.7 Sagittalsnitt genom kroppen visar förhållandet mellan peritonealhålan, bukhinnan och vissa av bukorganen. (Människokroppen, Sand 2006) Magtarmkanalens blodförsörjning Aorta abdominalis, bukaorta Tre stora grenar till MT-kanalens organ Truncus coeliacus (bukinälvsartärstam) Matstrupe Magsäck Lever Mjälte Bukspottkörtel Proximala ½ av tolvfingertarman A mesenterica superior (tarmkäxartär) Tunntarmen Tjocktarmen: proximala delen Tjocktarmen A mesenterica inferior (tarmkäxartär) Tjocktarmen: distala delen Ändtarmen Bild 13.6 Bakre bukväggen och några av de retroperitoneala organen (Människokroppen, Sand 2006) Det syrefattiga blodet förs via portakretsloppet V portae, portådern, via levern till v. cava inferior, nedre hålvenen 5
Embryologisk bakgrund U R T A R M Framtarm Mittarm Esofagus Ventrikel Proximala ½ av duodenum Hepar, pancreas Distala ½ av duodenum Jejunum, ileum Caecum, colon ascendens Prox 2/3 av colon transversum Truncus coeliacus Arteria mesenterica superior Baktarm Distala 1/3 av colon transversum Colon descendens Colon sigmoideum Rectum Arteria mesenterica inferior Portakretsloppet Två seriekopplade kapillärsystem ett i tarmarna ett i levern förbinds via v. portae, portådern V. hepatica V. portae för blod till levern från Magsäck Bukspottkörtel Mjälte Tarmar Lever V. cava inf. Via levervenerna (vv hepaticae) förs blodet till nedre hålvenen, v cava inferior Matstrupe, esofagus V. portae Mjälte I levern: Omvandling och lagring av näringsämnen Omvandling av ämnen som ska brytas ned och utsöndras, t ex bilirubin, läkemedel Immunförsvar Ändtarmen, rectum Bild 8.31 Portakretsloppet och vena cava-systemet har förbindelse med vrandra genom anastomoser i 1. matstrupens nedre del (esofagusvener), 2. navelregionen, 3. retroperitoneala rummet i buken, 4 ändtarmen (hemorrojdalvener).(anatomi och fysiologi, Sonesson 2006) 6
Bukhinnan, peritoneum Två blad (Peritoneum parietale, peritoneum viscerale) tarmkäx, Mesenterium Veck av bukhinnan som fäster tunntarmen mot bakre väggen, innehåller kärl och nerver Tjocktarmens tarmkäx, mescolon (ascendens, transverum, descendens, sigmoideum) tarmkäx, mesenterium Större bukhinnevecket, omentum majus Utgår från magsäcken, hänger framför colon transversum och tunntarmsslyngorna, innehåller depåfett Lilla bukhinnevecket, omentum minus mellan magsäcken och levern Bild 13.7 Sagittalsnitt genom kroppen visar förhållandet mellan peritonealhålan, bukhinnan och vissa av bukorganen. (Människokroppen, Sand 2006) Figur 10.3 Peritoneum i förhållande till bukhålans organ (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Embryologisk bakgrund: bukhåla, bukhinna Och så här gick det till: Vissa organ hamnade inuti bukhålan; intraperitoneala organ: Magsäcken, levern och gallblåsan, jejunum, ileum, blindtarmen, colon transversum och colon sigmoideum Andra organ hamnade bakom bukhålan; retroperitoneala organ: Bukspottskörteln, delar av duodenum, colon ascendens och colon descendens 7
Histologi tvärsnitt av tunntarmen Mukosa Starkt veckad ytförstoring tarmludd villi för att öka näringsupptaget Kapillärnät och lymfkärl i varje villus Tunica mucosa Tunica submucosa Tunica muscularis externa Tunica serosa, adventitia Epitelceller med microvilli ytan på varje cell är veckad Bägarceller producerar slem Lymfknutor i mukosan Figur 10.2 Matspjälkningskanalens vägg, uppbydd av olika lager (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Bild 13.3 Snitt av tunntarmsväggen. Största delen av övriga matspjälkningskanalen är uppbyggd på samma sätt. (Människokroppen, Sand 2006) Histologi tvärsnitt av tunntarmen Submukosa Kärl, nervceller Muskularis Glatt muskulatur Figur 10.7 Strukturell bild av tunntarmen (Anatomi och Cirkulärt muskelskikt fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Längsgående muskelskikt Bildar 3 band i colon: tenia coli Haustra colons utbuktningar Nervceller Serosa bindväv en del av bukhinnan, peritoneum Bild 13.3 Snitt av tunntarmsväggen. Största delen av övriga matspjälkningskanalen är uppbyggd på samma sätt. (Människokroppen, Sand 2006) 8
Matspjälkningskanalens muskulatur Muskulatur i matsjälkningskanalen: Mellan svalg och anus (esofagus rektum): I början och slutet: viljestyrd muskulatur tvärstrimmig muskulatur i svalg och anus Glatt muskulatur Icke viljestyrd Autonoma nervsystemet Parasypmaticus aktiverar Sympaticus dämpar Enteriska nervsystemet, ENS Tarmens eget nervsystem Tarmsystemets rörelser Transport Peristaltik Transporterar tarminnehållet, kymus, framåt i magtarmkanalen Bidrar till att finfördela maten Segmenteringsrörelser Knådar kymus fram och tillbaka Blandar kymus med matspjälkningsvätskorna Fördelar om s a ny kymus kommer i kontakt med tarmepitelet 9
Tarmens innervering: ENS ENS enteriska nervsystemet bukhjärnan Nervcellsplexus i matstrupe, magsäck och tarm Tarmrörelser tack vare ENS enteriska nervsystemet Förmedlar även information om tarmlumens innehåll Sensoriska neuron (afferenta) samlar information om ph, vattenhalt, matsmältningshormoner Fler neuron i ENS än i ryggmärgen fördelade i två plexa, nervflätor: Plexus submucosus (Meissners plexus i submukosan) Plexus myentericus (Auerbachs plexus mellan glatta muskellagren) ENS fungerar även utan styrning från hjärnan via autonoma nervsystemet och räknas därför ibland som ett eget nervsystem utöver CNS och PNS Tarmens innervering: autonoma nervsyst ENS står under inflytande av PNS Motoriska, efferenta neuron styr glatt muskulatur: tarmrörelser, sammandragning av arterioler och körtelceller Parasympaticus n vagus (X) Sympaticus ger motsatt effekt: Sekretion Tarmrörelser Genomblödning Sekretion Tarmrörelser Genomblödning 10
Exempel: Tarmens innervering Ex: Avsaknad av ENS distalt i tarmen (Morbus Hirschsprung) Ex: Spastisk colit colon irritabile Symptom: förstoppning Megacolon abnorm utvidgning av tarmen eftersom födan ej kan föras framåt Måste ta bort den del som saknar innervering vanlig, svårbehandlad sjukdom Många olika transmittorsubstanser överför signaler mellan olika typer av nervceller i ENS Rubbningar i omsättningen av transmittorsubstansen serotonin (5-HT) har en trolig koppling till spastisk colit Länktips: www.nervsystemet.se copyright: C-H. Berthold, professor emeritus, neuroanatomi, Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet Översikt Matspjälkningssystemets anatomi och fysiologi Matspjälkningsapparatens anatomi Sekretion i matspjälkningsapparaten Munhåla Matstrupen, Esofagus (Oesophagus) Magsäcken, ventriculus, gaster Bukspottskörteln, pancreas Levern, hepar Tunntarm, duodenum, jejunum, ileum Tjocktarm, colon 11
Matspjälkningsapparatens anatomi 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Munhåla Matstrupe, esofagus Övre magmun, cardia Gallblåsa, vesica fellea/ biliaris Levern, hepar Nedre magmun, pylorus Tolvfingertarm, duodenum Höger colonkrök (flexura coli dextra) Colon ascendens (uppåtstigande tjocktarm) Ileum (krumtarm) Blindtarm, caecum Blindtarmsbihanget, appendix vermiformis Svalget, pharynx Magsäck, ventriculus, gaster Bukspottskörtel, pancreas Vänster colonkrök (flexura coli sinistra) Colon transversum (tvärgående tjocktarm) Jejunum (tomtarm) Colon descendens (nedåtstigande tjocktarm) Colon sigmoideum (S-formade tjocktarmsdelen) Ändtarm, rectum (Petrén) Sekretion i matspjälkningsapparaten Exokrin sekretion körtlar som utsöndrar sekret till utanför kroppen har utförsgång t ex svettkörtlar samt körtlar i magtarmkanalen: Jämför: Endokrin sekretion körtlar som insöndrar sin produkt till blodet saknar utförsgång t ex hypofysen, binjurarna, tyroidea Spottkörtlar Körtlar i ventrikeln Bukspottskörtelns exokrina del (OBS! Har även endokrin funktion!) Levern galla Körtlar i tarmmukosan 12
Munhålan Figur 10.4 Munhålans anatomi (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Palatum durum, Hårda gommen Palatum molle, Mjuka gommen Uvula palatina, Gomspenen Gomseglet (velum palatinum) (Gingiva) tandkött Tonsilla palatina, gomtonsill/ halsmandel Pharynx, svalg Under tungan: Mynningen av underkäksspottkörteln, glandula submandibularis Mynningar av undertungspottkörteln, glandula sublingualis Figure 24-4 (Principle of anatomy and physiology, Tortora 2000) Saliv Producerar 1,5 liter saliv/dygn Vatten 99% lättare att tugga löser smakämnen Mucin binder vatten och smörjer födan Enzymer Amylas, enzym som bryter ner stärkelse Lysosym, bakteriedödande enzym Antikroppar Immunförsvar mot virus och bakterier Karbonatjoner, HCO 3 - motverkar lågt ph motverkar syra på tandemalj Fosfat skydd för tandemalj Kalcium skydd mot avkalkning vid högt ph fäller svårlösliga kalciumsalter ut i form av tandsten 13
Spottkörtlar Tre stora spottkörtlar Salivutsöndringen ökar vid parasympaticus b a Salivutsöndringen minskar vid sympaticus Parasympaticus: Tung-svalgnerven glossopharyngeus (n.ix): öronspottkörteln. Ansiktsnerven, n.facialis (n.vii): spottkörtlarna under tungan och underkäken Fig 12.9 (Nienstedt) (Bilden har firat sitt 100- årsjubileum makroanatomin har varit välkänd länge.) De stora spottkörtlarna a. Öronspottkörteln, glandula parotis (parotidea) (parig) b. Underkäksspottkörteln, glandula submandibularis (parig) c. Undertungspottkörteln, glandula sublingualis c Figur 10.14 Sväljning (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Esofagus matstrupen Matstrupen, esofagus, ca 25 cm lång passerar bakom luftstrupen, trakea platt rör (se på filmen!) övre 1/3 av matstrupen har viljestyrd, tvärstrimmig muskulatur nedre 2/3 har glatt muskulatur 3 trånga passager vid struphuvudet vid passagen av arcus aortae vid passagen genom diafragma (hiatus esophageus, här passerar även n. vagus) Matstrupen och dess relation till omgivande organ. (Sonesson) 14
Exempel: Hiatus esofageus Ex: (Hiatus esofageus), förträngningen där esofagus passerar genom diafragma, mellangärdet hindrar reflux, sura uppstötningar Reflux kan ge upphov till esofagit och i förlängningen även öka risken för strupcancer Ändelsen -it = inflammation Översikt Matspjälkningssystemets anatomi och fysiologi Matspjälkningsapparatens anatomi Sekretion i matspjälkningsapparaten Munhåla Matstrupen, Esofagus (Oesophagus) Magsäcken, ventriculus, gaster Bukspottskörteln, pancreas Levern, hepar Tunntarm, duodenum, jejunum, ileum Tjocktarm, colon 15
Magsäcken, ventriculus eller gaster J-formad till vänster i bukhålans övre del, medialt om mjälten på vänstra sidan Cardia, övre magmunnen Hindrar sur magsaft från att tränga upp i esofagus Fundus luft överst i den del av magsäcken som inte är fylld Corpus Curvatura major Curvatura minor Pars pylorica, Antrum pylori Pylorus, nedre magmunnen Reglerar när magsäcksinnehållet ska vidare till duodenum Duodenum Figur 10.5 (a) Frontalsnitt (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Magsäckens funktion Ta emot (cardia) och lagra mat (fundus, corpus) Övre magmunnen hindrar mat och magsaft från att åka upp Maten stannar i magsäcken i ca 2 h Dela upp maten i små bitar och blanda den med magsaft (corpus, antrum) Blanda magsaft och finfördelade matpartiklar kymus Tömma över magsäckens innehåll i tunntarmen med reglerad hastighet (pylorus) signaler från nästa station, duodenum, verkar hämmande för tömningen av magsäcken via pylorus Figur 10.15 Peristaltiska rörelser sker framför allt i den nedre delen av magsäcken för mixning och transport av kymus genom pylorus till tunntarmen. (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Lunds Christensen universitet/ 2012) 16
Syra bas: ph ph baseras på koncentration av vätejoner (protoner) [H + ] Skala: 0 14 Neutralt : ph 7 10-7 mol vätejoner/ liter Lågt ph : surt Högt ph : basiskt, alkaliskt Logaritmisk skala ett steg på ph-skalan motsvarar 10 gångers förändring Magsaftssekretion Exokrina körtelceller i magslemhinnan (epitelet i ventrikeln) producerar magsaft Produktion av ca 3 l magsaft/ dygn ph 1,2 3 Slemhinnan en viktig barriär Mucinproducerande celler/ halsceller Parietalceller Huvudceller Hormonproducerande celler/ endokrina celler Ex: Acetylsalicylsyra kan förstöra barriären dock bättre än salisylsyra! Figur 10.5 (c, d) (Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor, Christensen 2012) Bild 13.20 b Magsäckens k (Människokroppen, Sand 2 17
Magsaftssekretion exokrin sekretion Mucinproducerande celler /halsceller: mukus/mucin tjockt sektret skyddar slemhinnan: ph 7 nära slemhinnan Parietalceller: HCl (saltsyra) sänker ph till ca 2 HCl-produktionen stimuleras av gastrin som produceras i pylorus Gastriskt lipas spjälkar fett: triglycerider fria fettsyror och monoglycerider Parietalceller i ff a pylorus-regionen Intrinsic factor, IF mycket viktig för upptag, resorption, av vitamin B12 Vitamin B12 krävs (bl a för) erytropoes, bildning av röda blodkroppar Huvudceller: pepsinogen som spjälkas till pepsin vid lågt ph Pepsin enzym för nedbrytning av protein till peptider (små proteiner) Hormoner i magsäcken (G-celler, ff a i pylorus-regionen) Gastrin hormon, stimulerar magsaftproduktion Gastrin stimulerar parietalceller Dessutom: gastrin stimulerar histaminfrisättning ökar magsaftproduktionen i corpus Ventrikelns kontraktioner ökar (ECL-celler) Histamin lokalt hormon som stimulerar parietalcellerna ökar magsaftproduktionen i corpus (HCl) Dessutom: Sekretin och CCK (kolecystokinin) hormoner från duodenum Hämmar magsäcken: minskar HCl, pepsiongen och magsäcksrörelser 18
Exempel: Intrinsic factor, IF Intrinsic factor binder till vitamin B12 B12 kan endast tas upp ur tarmen om det är bundet av IF B12 nödvändigt för DNA-syntes Om brist på IF brist på B12 som inte kan botas med B12-tillskott perniciös anemi, anemi = blodbrist Brist på röda blodkroppar, erytrocyter Kan orsakas av t ex inflammation i magslemmhinnan Behandling: B12-injektioner Ex: Magsaftsproduktion: Magsår (ulcus) Förr: Vagotomi, kapa n vagus för att minska produktionen av HCl, saltsyra Nu: Antibiotika mot magsårsbakterien (helcobacter pylori) +Losec (omeprazol) sänker HCl-produktionen (protonpumpshämmare) Vetenskapshistoria och utveckling av ny behandling 2005 fick Barry Marshall och Robin Warren nobelpriset i medicin/ fysiologi för att ha kartlagt sambandet mellan helicobacter pylori och peptisk ulcussjukdom (gastrit + ulcus i gaster och duodenum). Berömt experiment: för att bevisa sin tes att h.p. orsakar magsår infekterade Barry Marshall sig själv. Han utvecklade magsår och botade sig med antibiotika Robin Warren fann bakterier i antrum på 50% av sina patienter. Barry Marshall odlade bakterien och karaktäriserade h.p. 1982. Kronisk infektion i antrum leder till förhöjd HCl-produktion i corpus som i sin tur orsakar sår i känsliga delar, speciellt duodenum. Källa: http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2005/press.html 19
Magsaftsproduktion Magsaftsproduktionen stimuleras av 1. Sinnesintryck, cephalisk fas N. vagus Acetylkolin, kolinerga receptorer stimuleras Magsaft, gastrin histamin 2. Mat, gastrisk fas N. vagus Digestion Magsaft, gastrin histamin 20