TP3MO1 Digestionsfysiologi instuderingsfrågor

**INSTUDERINGSFRÅGOR – BLOCK D – DIGESTIONSFYSIOLOGI - CARINA**

**Gör en skiss över digestionskanalen och dess accessoriska organ.**

**Vilka är skillnaderna i uppbyggnaden av digestionskanalens olika delar, dvs**

 Enteroendokrina celler sekrerar sekretin och CCK.

Framåtdrivande motorik, mass movements, förflyttar föda mot rektum. 1-3 ggr/dag. || Stora kryptor med gobletceller (slemproduktion)

Lagring av tarminnehåll i haustras || Inga villi (inget näringsupptag)

Ingen enzymproduktion (ingen nedbrytning)

**Var sker nedbrytningen och absorption av kolhydrater, fett och protein?**

**(Tack till Jack Hilon för tabellen)**

'***Kolhydrater – '***ex stärkelse

* **Nedbrytning:** munhålan – enz. alfa-amylas i salivet.

 **o Tunntarmen**
**\* § Alfa-amylas från pankreas. Stärkelse à maltos.**
**\* § Brush border enzymer bryter ner di-sackarider till monosackarider. Maltas bryter ned maltos à 2\*glukos.**

* **Absorption:** sker i tunntarmen till kapillärer i villi.

>
>
'***Protein'***

* **Nedbrytning:** enzymer i magsäcken: pepsin. Protein à proteaser.

 **o Enzymer i tunntarmen: trypsin, chymotrypsin och carboxypeptidas från pankreas. Proteaser à peptider och dipeptider.**
**\* Brush border enzymer – peptidaser. Peptider och dipeptider à aminosyror.**

* **Absorption:** sker i tunntarmen till kapillärer i villi.

>
>
'***Fett'***

* **Nedbrytning:** galla från gallblåsan – ger små aggregat av triglycerider – miceller.

 **o Enz. Lipas och co-lipas från pankreas – ger fria monoglycerider och fettsyror.**

* **Absorption:** sker i tunntarmen till **lymfkärl** i villi.

>

**Vilka funktioner har det autonoma (ANS) och det enteriska nervsystemen (ENS) i digestionskanalen?**

ANS och ENS kan reglera mag-tarmkanalen.
'***ANS'*** agerar genom en sympatisk och parasympatisk gren.

1. '***1.'*** '***Sympatiska nervsystemet ''''***(fight or flight) **kommer minska motorik och sekretion i magtarmkanalen (till skillnad från i hjärtat!). Det påverkar salivkörtlar via nerver T1-T3 och esofagus, magsäck, tunntarm och colon via T1-L2.**
2. '***2.'*** '***Parasympatiska nervsystemet'*** **(rest and digest)** kommer öka motorik och sekretion i magtarmkanalen. Genom CN VII (facialis) och IX (glossopharyngeus) påverkar den salivkörtlarna. CN X – Vagus – har allra störst påverkan, då den agerar på esofagus, magsäck och tunntarmen.

>

'***ENS'*** är ett lokalt nervsystem i magtarmkanalen som består av ett nätverk av flätliknande nervvävnad i matstrupen, magsäckens och tarmrörets vägg. Magtarmkanalens motorik är till stor del påverkad av ENS, och därför behövs inte ANS eller CNS i någon stor utsträckning. Det finns däremot ENS-kopplingar till CNS via långa autonoma reflexer, ex kan rädsla påverka magtarmkanalen (CNS à ENS) och om vi äter något giftigt kan signalen förmedlas vidare (ENS à CNS). På så sätt kan ENS agera lokalt, eller skicka vidare signalerna upp till CNS.
Exempel på en kort sensorisk ENS-reflex är om en substans kommer i kontakt med ett sensoriskt neuron på villi. Då skickas en signal vidare till ett interneuron, kopplas om, och vidare ut till ett sekretoriskt motorneuron. Exempelvis kan det leda till att mucus, slem, frisätts.
Det finns två olika plexus – flätor – i ENS:

1. '***1.'*** '***Plexus myentericus'***, som befinner sig vid muskler. Löper hela vägen från matstrupe till rectum. Kontrollerar motorik.
2. '***2.'*** '***Plexus submucosus '***som befinner sig vid körtlar. Börjar nedanför magsäcken och löper längs hela tarmen. Kontrollerar utsöndring av enzymer och saltsyra.

>

**Hur förflyttas respektive blandas föda i digestionskanalens olika delar?**

Genom segmentation och peristaltik.

'***Segmentation'***, blandningsmotorik, är lokala sammandragningar i tarmväggen vilka aktiveras av distension. Den sönderdelar födan så enzymer kan komma åt den. Kan liknas vid att man trycker på en tandkrämstub. Förmedlas via runtgående muskler.

'***Peristaltik'*** är kontraktionsvågor som förflyttar tarminnehållet genom magtarmkanalen. Det här leder till att födan kan fortsätta i digestionskanalen och vidare från ex esofagus till tunntarm. Förmedlas både via runtgående och längsgående muskler.

'***Matstrupe'***– här sker förflyttning av födan genom peristaltik. En övre esofagussfinkter, mot munhålan, och en nedre, mot magsäcken, kommer att reglera hur långt födan ska förflyttas.

**Magsäck –** nu kommer födan att börja blandas. I magsäckens övre del, fundus, kan föda lagras. I dess nedre del, antrum, kommer födan att blandas. Genom kontraktionsringar kommer födan att förflyttas från fundus ned mot pylorussfinktern (nedre magsäcksmunnen). Pylorussfinktern är stängd och det sker en malning – födan slås mot pylorussfinktern. Därefter förflyttas den stora delen föda tillbaka mot fundus, och små mängder föda pumpas ut i duodenum genom att pylorus öppnar en aning. Processen börjar sedan om på nytt.

**Tunntarm –** här kommer födan förflyttas genom omfattande peristaltik och blandas ytterligare genom segmentation.

**Tjocktarm –** här sker ffa bara en form av segmentation, blandningsmotorik – haustration. Mass movements sker 1-3 gånger/dag och är en tonisk kontraktion av långa tarmavsnitt. Tarminnehållet förflyttas då långsamt. När tarminnehållet når rektum kommer distension av denna innebära att den interna sfinktern relaxerar och defäkation.
När tarmen är tom sker också en kraftig peristaltisk kontraktionsvåg – '***migrating motor complex (MMC)'*** - från magsäcken genom hela tarmen. Detta sker oftast på natten och fungerar som en skyddsmekanism. Då kan bakterier och icke-nedbruten föda, så som olösliga fibrer, avlägsnas. Kan liknas vid en storstädning i magtarmkanalen.

**Vad stimulerar parietalcellerna till syrasekretion? Hur regleras denna sekretion så att pH i magsäcken normalt ligger omkring 2-3?**

Parietalcellerna finns i magsäckens fundus och sekrerar saltsyra. Produktionen av saltsyra går till genom att CO2 tas upp med vatten in i parietalcellen à bildar kolsyra (H2CO3) à ett av vätet åker ut i lumen via en protonpump à det andra vätet finns kvar i vätekarbonat (HCO3-) à transporteras till blodet à Cl- kommer in i parietalcellen vid utbyte à Cl- åker ut i lumen och bildar HCl tillsammans med vätejonen som redan är där.

På den inaktiva parietalcellen finns det en protonpump apikalt. Basalt finns det tre receptorer – en muskarin- (kolinerg), histamin- och gastrinreceptor. På den aktiva parietalcellen har acetylkolin (ACh) från vagusnerven, histamin från ECL-celler (enterokromaffinlika celler) och gastrin från G-celler (magsäckens antrum) bundit in till sina respektive receptorer, vilket har inlett saltsyresekretion. Ju fler receptorer som bundit sina ligander, ju större sekretion.

Sekretionen kan inhiberas av somatostatin, som återfinns i G-celler i magsäckens antrum. Det kommer inhibera frisättningen av gastrin från G-celler och histamin från ECL-celler. Det kan även direkt inhibera saltsyreproduktionen. Alltså kommer sekretionen att minska. Cholestocystokinin, CCK, från tunntarmen inhiberar också sekretionen.
Magsäcksprocesserna kan ske genom aktivering av receptorer i CNS och munnen (kefalisk fas), i magsäckens slemhinna (gastrisk fas) eller i tunntarmen (intestinal fas).

Platser lokaliserade över magsäcken, kefalisk och gastrisk fas, är stimulerande. Nedanför magsäcken, intestinal fas, är inhiberande.

' ***Kefal fas'*** inträffar när syn, lukt och smak utlöser stimulering av magsäcken genom vagus (ACh). ACh kan stimulera parietalcellerna direkt för saltsyresekretion men kan även aktivera G-cellerna i antrum och stimulera gastrinsekretion, som i sin tur stimulerar saltsyraproduktion från parietalcellerna.

' ***Gastrisk fas'*** inträffar när:

1. **1.** Föda i magsäcken utlöser stimulering genom distension - aktiverar mekanoreceptorer och stimulerar kolinerga nerver, vilka i sin tur aktiverar parietalceller att utsöndra saltsyra
2. **2.** ACh och nedbrutna proteiner stimulerar gastrinsekretion från G-cellerna i antrum à stimulerar i sin tur saltsyraproduktion från parietalcellerna

' ***Intestinal fas'*** är inhibitorisk och '***\_\_viktig för att hålla pH kring 2-3.\_\_'*** Det förmedlas genom kemiska stimuli: fett, surt pH (<4-5) och hyperosmolaritet i duodenum (för mycket partiklar i tunntarmen). Om pH i tunntarmen är för surt innebär det att saltsyrasekretionen kommer hämmas i magsäcken.

**Hur skyddar sig magsäcken för den höga koncentrationen av vätejoner?**

Magsäcken har ett dubbellager av slemhinna för att skydda sig mot magsaften, och därmed den höga koncentrationen av vätejoner.

Epitelceller i magsäcken producerar ett tjockt slemlager som skyddar mot lågt pH och digestiva enzymer. Detta slemlager kommer sprida sig över slemhinnan. Bikarbonat utsöndras i det och kommer att verka som en buffert mot saltsyran.

Dessutom finns det tight junctions mellan epitelcellerna, vilka förhindrar att magsaften tränger ner mellan cellerna.

Slutligen kommer skadade epitelceller i magsäcken att bytas ut var 3-6 dag från stamceller. På så sätt kan epitelcellerna alltid hållas intakta och verka som barriärer mot vätejonerna.

**Hur regleras pankreas´ sekretion av enzymer, respektive av bikarbonat?**

Pankreas (bukspottskörteln) består av exokrina (98 %) och endokrina celler.

'***De exokrina cellerna'*** producerar hormoner (ex insulin) och sekrerar direkt ut i blodet.

'***De endokrina cellerna'*** producerar digestiva enzymer och bikarbonat, som slutligen frisätts i pancreatic duct till tunntarmen. Dessa enzymer är aktiva vid neutralt pH, och därför behövs bikarbonat för att neutralisera den höga koncentrationen av vätejoner i magsäcken.
Regleringen sker nervöst, via vagus, och hormonellt, via sekretin och CCK.

'***Vagus'*** stimulerar frisättning av de digestiva enzymerna.

Syror från magen kommer orsaka frisättning av '***sekretin'*** från duodenum. Sekretin absorberas sedan i blodbanan och ökar sekretionen av bikarbonat à motverka det sura pH:t,

Fetter och aminosyror kommer leda till frisättning av '***CCK'***. CCK absorberas sedan i blodbanan och ökar sekretionen av de digestiva enzymerna.

**Vilken funktion har galla? Hur regleras dess utsöndring till tunntarmen?**

Galla produceras i levern och frisätts från gallblåsan. Galla är viktigt då kroppen vill bryta ned fetter, genom att agera som ett emulgeringsmedel för fettdropparna i tunntarmen. Likt ett tvättmedel kommer gallsalter från gallan att lägga sig runt fettdroppar och bilda miceller, med den hydrofila delen vänd ut mot vatten och den hydrofoba delen vänd in mot fettdroppen.

Utsöndringen regleras genom att fett (ffa fria fettsyror) i tunntarmen stimulerar CCK- och sekretionsekretion från enterokrina celler. CCK kommer i sin tur stimulera kontraktion av gallblåsan samt en relaxation av Oddi-sfinktern (se nedan), med frisättning av galla som resultat. Sekretin stimulerar gångepitelet till att utsöndra bikarbonatrikt sekret.
Relaxationen av Oddi-sfinktern, som förmedlas genom CCK, kommer leda till att galla kan träda ut i tunntarmen från gallblåsan.

 (Gallsalter kommer återanvändas mellan tunntarmen och levern – upp till 98% av gallsalterna återanvänds. Detta sker i det sk enterohepatiska kretsloppet. Galla produceras i levern och träder sedan ut till gallblåsan. När CCK sekreras kommer gallblåsan kontrahera och Oddi-sfinktern att relaxera, vilket gör att galla kan träda ut i tunntarmen vid duodenum. När gallsalterna sedan har gjort sitt, ex när allt fett har absorberats, kommer de träda in igen vid ileum och slutligen tillbaka till levern.)

 **Hur absorberas kolhydrater, proteiner och fetter? På vad sätt skiljer sig absorptionen av de olika ämnena åt?**

Kolhydrater absorberas genom att monosackarider (glukos, fruktos och galaktos) plockas upp i tunntarmen. **Glukos** absorberas genom sekundär aktiv transport. En ATP-driven Na/K-pump bildar då en Na-gradient utanför tarmcellen då den pumpar ut Na+ och in K+. Glukos (och galaktos) kan sedan träda in tillsammans med detta Na+ in i cellen. Därefter hjälper GLUT2 till med diffusion till kapillärer.

 **Fruktos** absorberas genom faciliterad diffussion, då det tas in i cellen mha transportören GLUT5. Även här hjälper sedna GLUT2 till med diffusion till kapillärer.

'***Proteiner'*** absorberas på ett liknande sätt som kolhydrater.

1. '***1.'*** '***Natrium-medierat upptag:'*** en ATP-driven Na/K-pump skapar en Na-gradient och aminosyror träder sedan in med Na+.
2. '***2.'*** '***Väte-medierat upptag:'*** en ATP-driven Na/K-pump skapar en Na-gradient, som sedan används för ett utbyte med vätejoner (H+) ut ur cellen. Därefter kan vätejoner träda in tillsammans med peptider i cellen.

Aminosyrorna och peptiderna diffunderar sedan till kapillärer.

'***Fetter'*** absorberas genom att galla bildar miceller, som sedan kan spjälkas med lipas från pankreas. Detta ger fria monoglycerider och fettsyror som sedan tas upp i tarmen genom diffusion. Inne i tarmen syntiseras triglycerider och formar kylomikroner, som sedan träder ut till lymfkärl genom exocytos.

Skillnader är alltså att kolhydrater och proteiner absorberas genom diffusion till blodkärl, medan fetter diffunderar till lymfkärl.

**Vilken funktion har tjocktarmen? Hur fungerar avföringsreflexen?**

Tjocktarmen absorberar vatten och elektrolyter. Det sker en bakteriell nedbrytning av restprodukter. Slutligen lagrar den även restprodukter, i haustras, tills de elimineras via defekation.

Defekation är en spinal reflex som kan påverkas av CNS (viljestyrda signaler). När tarminnehållet når rektum sker en distension av denna. Då kommer mekanoreceptorer i tarmväggen att förmedla att födan är på väg genom sensoriska nerver (ENS, ANS). Det kommer att stimulera kontraktion av tarmvägg samt att den interna sfinktern relaxerar. Resultatet blir defekation. Denna reflex är inte viljestyrd.

Man har även viljestyrda signaler (genom CNS) som kan stimulera relaxation av den externa anala sfinktern, vilket innebär att man kan ”hålla sig” om man måste. Den externa anala sfinktern kan då hållas kontraherad. När de viljestyrda signalerna sedan stimulerar relaxation kommer man att defekera.