FARMAKOLOGI, SJUKDOMSLÄRA OCH LÄKEMEDELSKEMI Apotekarprogrammet (MAPTY/F2APO) Farmakologi, sjukdomslära och läkemedelskemi; FSL 561 Delkurs 4: Endokrinologi och gastrointestinal farmakologi Digestionsfysiologi - repetition Dick Delbro Vt-10 Mag-tarmkanalens (=digestionskanalens) uppgifter n Digestion. n Barriärfunktion. 1
Vad är digestion? n Nedbrytning av födan: - Mekanisk nedbrytning (tänder; motilitet) förvandlar stora stycken till små stycken. - Kemisk nedbrytning (digestionsenzymer samt HCl) förvandlar stora molekyler till mindre molekyler. n Absorption av monosackarider, aminosyror, fria fettsyror + lite till, samt vatten. 2
Vilka komponenter ingår i digestionskanalen? 3
Digestionskanalens struktur n Mucosa n Submucosa n Muscularis n Nervplexa n Samma grundstruktur från esophagus t.o.m. rektum men olika mucosa. 4
5
Den klassiska beskrivningen av digestionskanalens fysiologi n Motilitet. n Sekretion. n Absorption. n Reglering av lokalt blodflöde. Motilitet åstadkoms av den glatta muskulaturen 6
Glatt muskulatur n Den typ av muskelvävnad som finns i de inre organen, i blodkärl, i urinröret, i ögat, och vid hårsäckar. Glatt muskulatur (forts.) n Den dominerande formen: Single unit (= visceral) glatt muskulatur. - Många små celler, tätt packade, kopplade med gap junctions för elektrisk-mekanisk samordnad aktivitet. - Spontant aktiv. - Kontrolleras av distension; autonoma nervsystemet, och av hormoner. 7
Digestionskanalen innerveras av autonoma nervsystemet n 1. Parasympaticus (n. vagus och n. pelvicus). n 2. Sympaticus. n 3. Enteriska nervsystemet (ENS). 8
9
Plexus submucosus n Kontrollerar framförallt sekretion, blodflöde och immunapparaten. Plexus myentericus n Kontrollerar framförallt den glatta muskulaturen (= motiliteten). 10
Signalmolekyler i digestionskanalens nerver (excitatoriska eller inhibitoriska) n Acetylkolin. n Noradrenalin. n Peptider (SP, opioider med flera). n ATP. n 5-HT. n NO. n CO? Motilitet mag-tarmkanalens mekaniska funktioner och rörelsemönster n n n Åstadkoms av den glatta muskulaturen som ä r ordnad i ett cirkulärt och ett longitudinellt skikt. Muskelaktiviteten samordnas i olika rörelsemönster ( motilitetsprogram ), som fyller olika funktioner. Dessa mönster krä ver nervös aktivitet. Ett sådant grundläggande program är den peristaltiska reflexen: När en bolus (= tugga ) distenderar röret uppstå r en kontraktion ovan bolus och en relaxation nedom bolus. Därmed förs bolus framå t! 11
Motilitetens olika uppgifter n 1. Transport av föda. n 2. Reservoirfunktion (magsäckens fundus-corpusdel; rektum). n 3. Mekanisk sönderdelning av födan (magsäckens antrumdel; tunntarmen). n 4. Barriärfunktion. Munhålan, svalget, esofagus. n Tvärstrimmig muskulatur t.o.m. övre hälften av esofagus. n Innerverad av somatiska motornerver. n Reflexstyrd av centra i hjärnstammen. 12
Viktiga strukturer i munhålan n Hårda gommen n Mjuka gommen n Tungan n Tänderna n Tonsillerna Munhålans salivkörtlar n Ca. 1,5 l/dygn. Innehåller muciner (glykoproteiner). n Fuktar munslemhinnan. n Fuktar tuggan. n Löser upp kemiska substanser i födan som stimulerar smaklökarna. n Innehåller amylas som startar nedbrytning av kolhydrater i födan. 13
Reglering av salivsekretionen n Den viktigaste styrningen är via parasympatiska nerver. n Transmittor: Acetylkolin (ACh). n Alla läkemedel som innehåller atropin eller en atropinliknande komponent (t.ex. allergimedicin, psykofarmaka) riskerar att ge upphov till muntorrhet!!! 14
Esofagus är en transportsträcka mellan munhåla och magsäck n Första halvan är tvärstrimmig, andra är glatt muskulatur. n Två slutmuskler (sfinktrar) som hålls stängda mellan sväljningar: Övre och nedre esofagussfinktern (engelska UES och LES). LES kallas också Cardia. n Sväljning: 4 avsnitt. 15
Magsäcken n Magsäcken (ventrikeln) är en reservoir för föda (receptiv relaxation av fundus-corpus; NO). Samtidigt startar mekanisk och kemisk nedbrytning av födan, och utportionering till tolvfingertarmen via nedre magmunnen ( antrumpumpen ; ACh). 16
Parietalcellen n Producerar intrinsic factor som är nödvändigt för upptag av vit. B12 i distala tunntarmen. n Producerar 1,5 l koncentrerad saltsyra per dygn. Syrans uppgifter: - Döda mikroorganismer. - Aktivera proteinnedbrytande pepsinogen från pepsin (från Chief celler). 17
Syrasekretionen n Reglering av syrasekretionen sker i tre faser, med hjälp av parasympatiska nerver (vagusnerven; acetylkolin) och hormonet gastrin (från magsäcksslemhinnan). n Histamin (via H 2 -receptorer) från ECL-celler. 18
Hur skyddas magtarmslemhinnan från syran? n Magsäcksslemhinnan är motståndskraftig (bl.a. beroende på prostaglandiner stimulerar till mucus-bikarbonatproduktion). n När syran kommer ner i tolvfingertarmen frisätts hormonet sekretin från slemhinnan till blodet. n Sekretin stimulerar pankreas att frisätta bikarbonat ut till tolvfingertarmen, som neutraliserar syran. 19
Tunntarmen n n n I tunntarmen bryts födan ner ytterligare, både mekaniskt och av enzymer som frisätts från tunntarmsslemhinnan och också från pankreas. Kolhydrater, proteiner och fett bryts ner till monosackarider, aminosyror, fria fettsyror, som absorberas av tunntarmsslemhinnan till tarmblodet. Tre delar: - Tolvfingertarmen (duodenum) - Jejunum - Ileum. Tunntarmsmotilitet n 1. Fastemönstret: Migrerande motorkomplexet (MMC). n 2. Födointags-mönstret: Segmentationsrörelser som sakta rör sig söderut. Upphör när tarmen är tom. 20
Vad händer när födan kommer ner i duodenum? n Födan (fr.a. fett) frisätter hormonet CCK från duodenumslemhinnan till blodet. n CCK går till pankreas och tillsammans med sekretin frisätter 1l bukspott (bikarbonat + enzymer) per dygn. 21
Kolhydratnedbrytningen n Salivamylas bryter ner stärkelse till mindre kolhydrater. n Pankreasamylas bryter ner stärkelse till mindre kolhydrater. n I tunntarmsvilli finns enzymer som bryter ner mindre kolhydrater till monosackarider. n Monosackarider tas upp (via diffusion) från tunntarmslumen till tarmblodet. 22
Proteinnedbrytningen n Startar i magsäcken med pepsin. n Pankreas frisätter proteolytiska enzymer (t.ex. trypsin) som bryter ner proteiner till peptider. n På tunntarmsvilli finns peptidaser som bryter ner peptider till aminosyror. n Aminosyror tas upp (via diffusion) till tarmblodet. Fettnedbrytningen n Gallsalter i gallan (från levern) kommer ut i duodenum via gallgången. n Gallsalterna slår sönder stora fettdroppar till mindre fettdroppar (miceller). n Pankreaslipas bryter ner triglycerider i micellerna till fria fettsyror. n Fria fettsyror tas upp (via diffusion) till villuscellerna. 23
24
Tjocktarmen (kolon) + ändtarmen (rektum) Uppgifter: n Förvandla avföringsgröt till fasta klumpar genom absorption av vatten och elektrolyter i proximala kolon. n Lagra avföring (i rektum), och sedan tömma ut avföring när detta är möjligtlämpligt. n Produktion (med hjälp av bakterier) av vitaminer, fr.a. K-vitamin. n Vad har appendix för funktion? 25
Kolonmotilitet n Segmentationsrörelser, ibland anti-peristaltik. n Några gånger per dygn: Mass movement. En kontraktionsvåg sveper över kolon och pressar ner avföring rektum. Detta utlöser behovet av tarmtömning. 26
Defekationsreflexen = avföringsreflexen n Distension av rektum gör oss medvetna om behovet att tömma tarmen. n Signaler till sakralmärgen leder till att inre analsfinktern (glatt muskel utanför viljan) öppnas (parasympatisk efferent; NO). n Kan inte avföring tillåtas, kniper yttre (= tvärstrimmig, viljestyrd muskel) analsfinktern till och stoppar reflexen. Levern kroppens största körtel (1,5 kg) n Producerar en rad olika plasmaproteiner. n Viktig roll i ämnesomsättningen. n Avgiftar blodet som kommer från tarmen (portakretsloppet). n Producerar galla (1l/dygn). 27
28
Gallblåsans uppgifter n Lagrar galla från levern. I avsaknad av gallblåsa rinner gallan direkt från levern till tarmen. n När man äter fett frisä tts CCK som gå r med blodet till gallblåsan och kontraherar denna så galla tömmer sig i duodenum. n Galla = bikarbonat + kolesterol + gallsalter + bilirubin + ev. andra utsöndringsprodukter (vissa läkemedel). 29
Vattenomsättningen i mag-tarmkanalen 30
Reglering av blodflödet i mag-tarmkanalen 31
Barriärfunktion n Hoten mot organismen. n Komponenter i barriären: - Slem, andra sekretionsprodukter. - Snälla bakterier. - Mekanisk barriä r: Tight junctions. - Motilitet. - Immunapparaten. - Blodflöde. - Cell-turnover. 32