A működés szabályozása

1. A működés szabályozása A tápcsatorna működésének szabályozási mechanizmusai KIR reflexes szabályozás az enterális idegrendszer – a motoros és szekréciós funkció szabályozása a gasztrointesztinális jelzőmolekulák A szövetek tápanyagellátásának hormonális szabályozása a hasnyálmirigy belső szekréciós funkciója az inzulin a glukagon és a szomatosztatin a tápanyag-raktározás és mobilizálás szabályozása A táplálékfelvétel és a test energiaraktárainak szabályozása

2. A tápcsatorna működésének szabályozási mechanizmusai • Az optimális működéshez a táplálékfelvételt követő motoros, szekréciós és felszívó folyamatokat össze kell hangolni, valamint az elfogyasztott táplálék mennyiségéhez és minőségéhez kell igazítani. • A gasztrointesztinális rendszer működésének szabályozását hormonális és idegi mechanizmusok biztosítják: • központi idegrendszeri • enterális idegrendszer • gasztrointesztinális hormonok, parakrin szekrétumok • A szabályozó mechanizmusok a tápcsatorna adott szakaszai szerint változnak. • A rágást, nyelést, nyálszekréciót és székletürítést a központi idegrendszerszabályozza, míg a • gyomornedv elválasztását, a gyomor mozgását, a hasnyálmirigynedv elválasztását, az • epe ürítését, a vékony- és vastagbél mozgását és a felszívódást az enterális • idegrendszerszabályozza, amit a paraszimpatikus beidegzésnagyobb mértékben,a szimpatikus beidegzéskisebb mértékben módosít.

3. Központi idegrendszeri reflexes szabályozás Egyes mirigyek elválasztását, továbbá a nyelőcső és a gyomor motoros működését a központi idegrendszer közvetlenül irányíthatja Pavlov: feltételes (kondícionált) reflex kialakítása – a nyálelválasztást vizsgálta

4. Pavlov kísérletei Pavlov az emésztés élettanát kutatta, munkásságáért Nobel díját is kapott. E kutatások részeként sajátos módszert dolgozott ki a kutyák evés közbeni nyálelválasztásának mérésére. A kutyát kantárokkal egy állványhoz kötötték, hogy ne tudjon mozogni, meghatározott mennyiségű ételt adtak neki, a képződött nyálat pedig, a pofájára varrt sipolyon keresztül elvezették. Gondosan ellenőrzött szituációt alakított ki, amelyben röviddel azelőtt, mielőtt a kutya ételt kapott volna, egy csengő szólalt meg, a csengő hangját és az ételt többször párosítva a csengő hangja önmagában is nyáladzást váltott ki. Pavlov az ételt feltétlen ingernek nevezte, a nyálelválasztást pedig feltétlen válasznak, minthogy ez a reakció minden körülmények között megvalósul.

5. Pavlov kísérletei Az új inger (a csengőhang) a feltételes inger nevet kapta, mivel ez korábban semleges inger volt, és nem váltott ki nyálelválasztási reakciót. A csengőhangra adott válasznak Pavlov a feltételes válasznevet adta. A lejátszódó események sorrendje így ábrázolható: Pavlov szerint a feltételes inger és a feltétlen inger között képződött kapcsolat annak a következménye, hogy a csengőszó elhangzása után röviddelkapott étel megerősítettea nyálelválasztási reakciót. Ha az étel rendszeresen elmarad, a feltételes reakció is kezd elmaradozni, illetve kioltódik.Pavlov kimutatta, hogy az a kutya, amelyik megtanult csengő szóra nyáladzani, más - hasonló - ingerekre, így például berregésre, sípszóra is nyálelválasztással válaszol.

6. Központi idegrendszeri reflexes szabályozás A táplálékfelvétel alatt, továbbá a táplálékfelvételt követően az emésztőcsatorna különböző részein (szájüreg, gyomor, vékonybél) elhelyezkedő receptorok ingerületbe kerülnek és a központi idegrendszerben (KIR) átkapcsolódva (elsősorban nyúltvelőben) kiváltják a mirigyek szekretomotoros idegeinek ingerületét. >>> a KIR ebben az esetben közvetlenül hat a mirigyek acinussejtjeire. A látószerv és a hallószerv ingerülete is szekréciót okoz.

7. Az enterális idegrendszer A vegetatív idegrendszer harmadik része a szimpatikus és paraszimpatikus mellett az enterális idegrendszer. A nyelőcső alsó kétharmadától egészen a rectum végéig húzódik, magában foglalja a hasnyálmirigy idegelemeit is. Két egymástól elkülönült, de egymással szoros kapcsolatban álló idegfonatból áll, ezek a hosszanti és körkörös simaizom-rétegek közt elhelyezkedő plexux myentericus Auerbachi és a nyálkahártya alatt húzódó plexux submucosus Meissneri. Az enterális idegrendszert felépítő neuronok - a központi idegrendszerhez hasonlóan - reflexíveket alkotnak. Az érző (szenzoros) neuronok végződései részben mechanoreceptorok, amelyek a gyomor- bélrendszer falának feszülését érzékelik, részben pedig a gyomor- béltartalom összetételét detektáló kemoreceptorok.

9. Az enterális idegrendszer A szenzoros neuronok transzmittere mai ismereteink szerint a P-anyag (substance-P, SP). A szenzoros és effektorneuronok között a kapcsolatot igen sok interneuron biztosítja, amelyek között egyaránt vannak serkentők és gátlók. A serkentő interneuronok kolinergek, a gátló interneuronok többféle transzmiterrel működnek, ezek közül különösen fontosak az opoid peptidek (endorphinok, encephalinok). Az effektorneuronok simaizmokat, mirigyeket, endokrin, és parakrin sejteket valamint ereket idegeznek be. A submucosus plexus effektorneuronjai - többek között - kolinerg úton irányítják az emésztőmirigyek enzimszekrécióját, a myentericus effektorok pedig szerotoninerg transzmisszióval a motilitást. Az enterális idegrendszer helyi reflexeit a vegetatív idegrendszer másik két ága, a szimpatikus és a paraszimpatikus modulálja.

10. A vegetatív idegrendszer két - egymástól anatómiailag és funkcionálisan elkülönülő részből áll. A két rendszer közös vonása, hogy az efferens szár két neuronos: a központi idegrendszerben kezdődő preganglionáris, és valamelyik vegetatív ganglionban elhelyezkedő posztganglionáris neuronból áll. A ganglionokban az ingerület áttevődés folyamata is azonos: a neurotranszmitteraz acetilkolin. Különbözik viszont a preganglionáris sejt és a ganglion elhelyezkedése. A szimpatikus idegrendszer preganglionáris rostjai a gerincvelő thoracolumális szakaszából, a szürkeállomány mediolaterális részéről indulnak ki. A ganglionok paravertebrálisan (dúclánc) vagy prevertebrálisan (ggl. stellatum, ggl.coeliaca, ggl. mesenterica sup. et inf.) helyezkednek el. A preganglionáris rostok tehát viszonylag rövidek, és a posztganglionáris rostok hosszabbak. A neurotranszmitter a ganglionokban az acetilkolin, a posztganglionáris rostok túlnyomó részében (90%) pedig a noradrenalin.

11. A paraszimpatikus idegrendszer preganglionáris rostjai craniosacralis kiindulásúak. A craniális részt az agyidegek (III, VII, LX, X) vegetatív magvai képezik, ezek közül legfontosabb a vagus, ami a mellkasi és a felső hasi szervek paraszimpatikus beidegzését adja. A gerincvelő sacralis szegmentumából induló rostok csak a has alsó harmadában elhelyezkedő szervek vegetatív beidegzésében játszanak szerepet. A ganglionok a szervek falában foglalnak helyet, tehát a preganglionáris rostok hosszúak, míg a posztganglionárisak igen rövidek. Mind a pre- mind a posztganglionáris rost neurotranszmittere az acetilkolin.

12. Az emésztőrendszer károsodásai Lonovics János id. Dubecz Sándor Erdős László Juhász Ferenc Misz Irén Írisz

13. Az emésztőrendszer károsodásai Lonovics János id. Dubecz Sándor Erdős László Juhász Ferenc Misz Irén Írisz

16. Paraszimpatikus posztganglionáris hatások simaizom: gastrointestinális rendszer kontrakció mirigyek: nyálmirigyek szekréció gyomor fedősejtek HCl szekréció gyomor fősejtek pepszinogén szekréció pancreas acinussejtek enzim szekréció Szimpatikus hatások és receptorok

17. A vagovagalis reflex Az emésztőcsatorna működését szabályozó feltétlen reflexek afferens neuronjainak nagy része az agyidegeken keresztül éri el a nyúltvelőt. Legfontosabb. N. vagus (X. agyideg) A nyelőcsőből, a gyomorból és a vékonybélből származó információt szállítja. (a szenzoros receptorok mechano, ozmo- és kemoreceptorok). Az efferens rostok szintén a n. vagusban futnak. = vagovagalis reflex

19. Gasztrointesztinális jelzőmolekulák A táplálékfelvételt követő mechanikai vagy kémiai változás a tápcsatornának valamely szakaszában egy specifikusan differenciált sejtcsoportból hormonszekréciót vált ki, amely a a véráramba kerülve távoli sejtek működését szabályozza.

20. A tápcsatorna falában speciális hormonokat elválasztó sejtek is találhatók • Az ilyen endokrin sejtek működését a béllumen felől érkező hatások, más hormonok és az enterális idegrendszer befolyásolja. • A hormonok parakrin módon, és a vérrel a célsejthez szállítódva befolyásolják a tápcsatorna szekretoros és motoros működését • A hormonok a tápcsatorna mozgását, a külső- és belső elválasztású mirigyek aktivitását és a mirigyszekrétumok ürülését befolyásolják • A gasztrointesztinális hormonok kivétel nélkül peptidek, szerkezetük alapján három csoportot különböztetünk meg: - gasztrin-család: gasztrin és kolecisztokinin (CCK) - szekretin-család: szekretin, glükagon, vazoaktív intesztinális peptid (VIP) - motilin-család: motilin

21. A gasztrointesztinális rendszer endokrin működése • • A endokrin sejteket az általuk termelt hormonról nevezték el: • G-sejt (gasztrin), CCK-sejt (CCK), S-sejt (szekretin), M-sejt (motilin), stb. • • A hormonszekréciót a vegetatív idegi hatások mellett a lumenben található speciális anyagok is elindíthatják: • - gasztrin: gyomorban fehérje-bomlástermékek, PSY hatás, gyomorfal feszülése • - szekretin: duodenum nyálkahártyáját ér savi hatás • - CCK: duodenumban lév zsírok és aminosavak

22. G-sejtek : gasztrin Parietalis sejt: HCl, intrinsic factor  Trofikus hatás (gyomor, vékony- és vastagbél) Gyomor motilitása  Exokrin hasnáylmirigy  Inzulin  Pajzsmirigy: Kalcitonin  Bél motilitása  • gyomor antrumának és a duodenum nyálkahártyájában elszórtan • - apicalis rész a lumen kémiai összetételét érzékeli: aminosavak, aminok • Helicobacter pylori ammóniát termel • - basalis rész: szekréció a kapilláris felé • G-sejten 2 idegi végződés konvergál: (növelik a gasztrinleadást) • bombezinerg neuron transzmittere: GRP (gastrin releasing peptid) • (vagus postgang. neuronjaként felfogható, és ezen végződnek az enterális IR rostjai is) • - sy postgang neuronok : NAβ2 –rec vér adrenalin szint emelkedése aktiválja stressz okozta hypergastrinaemiasósav túlprodukció

23. Gátló szabályozás: negatív visszacsatolás a gyomor lumene felől: gasztrin fedősejtek sósavat termelneklumenbe került H+-ok gátolják a gasztinszekréciót. (pH 2,5-3,0-nál) gyomornyh-ban levő D-sejtek: egy részük a G-sejt mellettszomatosztatint termelnek G-sejthez diffundálköt a G-sejthezgátolja a gasztrin szekréciót (parakrin) (D-sejt idegi szab. alatt is áll: psy postgang kolinerg aktivitás szomatosztatin szekréciója nő (atropin: szomatosztatinszekr-t gátol gasztrin szint nő) kolinerg ingerület : közvetlenül hatva a fedősejtensósav szekr. nő) gasztrin rövid és hosszútávú hatásai sósavszekréció biztosítása táplálékfelvételkor közvetett hatás: gyomor nyh-ban levő enterokromaffin sejtek gasztrinreceptorára hat hisztamin szabadul fel parakrin módon növeli a fedősejtek sósavszekrécióját  közvetlen hatás (kisebb jelentőség) fedősejtek, enterokromaffin sejtek növekedési faktora A gyomornyálkahártya sejtjeinek proliferációja

24. CCK • - epehólyag izomzat összehúzódása • - Oddi-sphincter ellazulása • - Hasnyálmirigy acinussejtek enzimszekréciójának fokozása • - Hasnyálmirigy kivezető csősejt: elektrolitszekréció (szekretin hatását fokozza) • - gyomorürülést gátolja • - inzulinszekréciót fokozza • - táplálékfelvételt gátolja (jóllakottság, vagus afferens) • trofikus hatás a hasnyálmirigyben • CCK-termelő sejtek: dudodenumban, jejunum felső szakaszán • Legfontosabb szabályozója a lumen tartalmának összetétele: aminosavak (főleg fenilalanin, zsírsavak C>10) • Vagovagalis választ is kivált • tápcsatorna adott szakaszán megfelelő mennyiségű táplálék találkozzon a megfelelő mennyiségű emésztőnedvvel lebontási, felszívási viszonyok optimalizálása, közben a vér glükóz koncentrációja csak keveset ingadozzonpleiotróp hatás

25. Szekretin • - Hasnyálmirigy ductus-sejtek: HCO3-szekréció  • - Epeutak sejtjei: HCO3--szekréció  • - Gyomor HCl-elválasztás gátlása  • - Gyomor pepszinszekréció  • - CCK-hatás potencírozása • Gyomorürülés gátlása • Ingere: a duodenumot érő savas vegyhatás • Gátlása: savi vegyhatás megszűnése GIP – glükóz dependens inzulinotrop peptid Szekrécióját abélbekerülő szénhidrát is kiváltja inzulin-szekréció serkentése (fő hatás) Gátló hatás a gyomorban: motilitás, HCl-elválasztás

26. Motilin Perisztaltikus aktivitás serkentése: Az étkezések közötti motilitás feltételezett regulátora. (Hormonjelöltek PPP (pancreas F sejt)gátolja az exocrin szekréciót, abszorpció. Ingere: peptidek, vagus GLP-1 Serkenti bélnedv szekrécióját, insulin szekrécióját Végig a GI traktusban. Inger: glc neurotensin (ileum) GI-motilitás gátlása ilealis véráramlás serkentése inger: zsírsavak guanylin (vékony és vastagbél, parakrin) cGMP intestinalis szekréció serkentése peptid YY (vékonybél) HCl szekréció gátlása, inger: zsír (villikinin)-nem izolált (vékonybél) bolyhok mozgása)

27. Parakrin anyagok Szomatosztatin D-sejtek termelik, olyan sejtek közelében helyzezkednek el, melyek működését gátolják - gátolja a G-sejt gasztrinszekrécióját és a parietális sejt HCl szekrécióját ill. a gyomor mozgásait - végig a belekben: gátolja : szekretin, GIP, VIP szekréciót, pankreas szekréciót, epeutak kontrakcióját, belek szekrécióját és motilitását, abszorpciót hisztamin: H2 receptoron hat, szekretoros hatás Neurocrinok - GRP: G-sejt gasztrinszekréció - P-anyag: motilitás serkentése - enkephalinópiátreceptorVIP neuronok gátlása tónusos simaizom kontrakciómotilitás gátlása - VIP: exocrin szekréció fokozása (erős inger nyál, pancreas, epe, bél), HCl szekréció gátlása, vasodilatatio, izomrelaxáció (sphincterek)

28. Összefoglalás A táplálék feldarabolása és nyállal történő keverése részben akaratlagos, részben reflexes folyamat. A nyálelválasztás idegi szabályozás alatt áll A paraszimpatikus idegrendszer ingerlése erőteljes nyálelválasztást okoz( híg és kevés szerves anyagot tartalmaz) A szimpatikus idegek ingerlése hatására a gl. submandibularisból kis mennyiségű, de szerves anyagokban gazdag nyál elválasztása indul meg A nyelésa tápláléknak a szájból a gyomorba történő juttatása. Kezdeti fázisa akaratlagos, ezt követően azonban reflexes szabályozás alatt áll. A faringeális fázisban, amikor a falat (bolus) a garatba jut, a gégefedő reflexes mechanizmus révén lezárja a tranchea bemenetét, s a légzés leáll.

29. Összefoglalás

30. Összefoglalás

31. Összefoglalás A sósav szekrécióját PSY beidegzés, gasztrinés a hisztamin fokozza, míg a szekretingátolja • A sósav szekréciója ízek és illatok (kefalikus fázis), a gyomorbennék (gasztrikus fázis) és a vékonybélbe került fehérjék (intesztinális fázis) is kiválthatják A hasnyálmirigynedv szekréciót a CCK, szekretin, VIP,PSY hatás fokozza • Kefalikus- (látás, szaglás, rágás), gasztrikus- (gyomrfal feszülése) és intesztinális (vékonybélbe került peptidek, aminosavak, zsírsavak) fázis Az epe termelését a szekretin, ürülését a CCKszabályozza, valamint mind a termelés, mind az ürítés fokozódik PSY hatásra.

32. Összefoglalás

33. Összefoglalás

34. Összefoglalás A végbél nyílását egy belső simaizom és egy külső, akaratlagosan szabályozható harántcsíkolt izom szabályozza • Míg a rectum telődése a belső sphincter reflexes ellazulását okozza, a külső sphincter tónusa fokozódik. A székelési ingert a rectum falának feszülése váltja ki. • A székletürítés komplex folyamat, amit kortikális és szubkortikális struktúrák (hypothalamus, nyúltvelő), a gerincvelő, és az enterális idegrendszer összehangolt működése hoz létre.

35. A szövetek tápanyagellátásának hormonális szabályozása Szénhidrát anyagcsere Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

36. A glükóz homeosztázis szabályozása Hormonális hatások: gyorsan ható hormonok: inzulin, glukagon, adrenalin lassan ható hormonok: kortizol, növekedési hormon I Idegi hatások : paraszimpatikus hatás (Ach) szimpatikus hatás (noradrenalin) Szubsztrátok: glükóz, aminosavak, szabad zsírsav

37. Szénhidrát anyagcsere Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

38. Lipid anyagcsere Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

39. Fehérje anyagcsere Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

40. Intermedier anyagcsere Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

41. Hasnyálmirigy Langerhans-szigetek

42. Inzulin Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

43. Inzulin Az inzulin szekréció 98 %-a szabályozott, 2 %-a konstitutív • Felezési idő: 5-8 perc (C-peptid felezési ideje: 30 min) • Lebomlás: – vesében és májban: specifikus proteáz és glutation-dependens transzhidrogenáz – IR-hoz kötődve (internalizáció) • Kis mennyiségben a vizelettel ürül • Kezelt diabetesben: specifikus antitestek Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

44. Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdfForrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

45. Inzulin elválasztás Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

46. Ligand kötődés → dimerizáció - Aktiválódnak a tirozin-kinázok - Az aktivált receptor relé proteineket aktivál (inzulin Receptor Substrate IRS) - Egy tirozin-kináz dimer akár tíz intracelluláris proteint is aktiválhat Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

47. Glükóz felvétel Glükóz transzporterek • GLUT-1 – nagy glükóz affinitás – inzulin independens – a bazális glükóz transzportért felelős • GLUT-2 – kis glükóz affinitás – inzulin independens – mindkét irányú glükóz transzportot lehetővé tesz • GLUT-3 – nagy glükóz affinitás • GLUT-4 – kis glükóz affinitás – inzulin dependens – a fokozott metabolikus aktivitás facilitálja a membránba történő kihelyeződését • Zsírszövet – GLUT-1, GLUT-4 • Vázizom – GLUT-1, GLUT-4 (inzulin independens aktiváció !!!) • Máj – GLUT-2 • Agy – idegsejt: GLUT-1, GLUT-3, erek: GLUT-2 • Hasnyálmirigy β sejtek – GLUT-2 • Vese – GLUT-2 (SGLT1 és GLUT-1) • Bélhám – GLUT-2 Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

48. Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdfForrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

49. Inzulinszerű aktivitással rendelkező anyagok Inzulin Proinzulin Nem-szupprimálható inzulinszerű aktivitás Kis molekulatömegű frakció IGF-I (somatomedin C) IGF-II Somatomedin A Foetalis somatomedin Nagy molekulatömegü frakció (nem-szupprimálható inzulinszerű proteinek)  Ha az inzulinszerű aktivitást a zsírszövet glükózfelvételével és gázcsere meghatározásával mérik, akkor a teljes aktivitás 7%-a gátolható inzulin ellenes antitesttel. A fennmaradó 93%-ot nem-szupprimálható inzulinszerű aktivitásnak nevezzük. Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf

50. Glukagon • hasnyálmirigy α-sejtekben termelődik • Egyláncú peptid, MW: 3,500; aa:29 – preprohormon MW: 18,000 – prohormon (glycentin) MW: 12,000 • Szignalizáció: cAMP (Gs) A glucagon metabolizmusa • Felezési idő: 5-10 perc • Lebomlás: – minden szövetben, de elsősorban a májban Forrás:http://phys.dote.hu/files/oktatas/gyogyszeresz/human_elettan_ii/eloadasanyagok/Szenhidrat_anyagcsere.pdf