d:animalna fiziologijaza tiskati21 probava (manji...
TRANSCRIPT
Sveučilište u ZagrebuPrirodoslovno-matematički fakultet
143963 Animalna fiziologija
Probava
Zoran Tadić
Zavod za animalnu fiziologijuRooseveltov trg 6
Zagreb
[email protected]://zaf.biol.pmf.unizg.hr/Tadic/
Zadaće probavnog sustava
! Usitnjavanje hrane
! Razgradnja hrane
! Apsorpcija dobivenih molekula
! Uklanjanje neprobavljene hrane
Design by Zoran Tadić
Usni nabor
Citostoma
Analna pora
Endocitoza
Hranidbenavakuola
Probava u papučice
Design by Zoran Tadić
Amebocit
Porocit
Spongocel
Hoanocit
Fagocitozačestica hrane
Hoanocit Amebocit
Čestice hranezalijepljene nasluzi
Bič
Probava u spužvi
Design by Zoran Tadić
Eubalena glacialis
Phoenicopterus sp.
Hranjenje filtracijom u viših kralježnjaka
Design by Zoran Tadić
Usta
Ticalo
Hrana
Gastrovaskularnašupljina
Žlijezdanastanica
Gastroderm
Mezoglea
Epiderm
Nutritivnastanica
Gastrovaskularnašupljina
Farinks
Usta
Probava u gastrovaskularnim šupljinama
Design by Zoran Tadić
Usta
Ždrijelo (farinks)Parotidna
žlijezdaslinovnica
Žlijezde slinovnice
Jednjak
JetraŽeludac
Gušterača (pankreas)Žučni mjehur
Duodenum
Jejunum
IleumCekum
Apendiks
Debelo crijevo
Sigmoidni diodebelog crijevaRektum
Anus
Probavnikanal usisavaca
Design by Zoran Tadić
Mezenterij
Mijenterički pleksus
Longitudinalnimišić
Kružni mišić
Žlijezda usubmukozi
Žlijezda umukozi
Vili
Limfničvor
Muscularismucosa
EpitelSubmukoznipleksus
Lamina propria
Egzokrina žlijezda
Presjek kroz probavni kanal
Design by Zoran Tadić
Očnjaci
SjekutićiPredkutnjaciKutnjaci
Model placentalnog sisavca
Lav
Dabar
Kutnjaci
Očnjaci
Sjekutići
Sjekutići
Kutnjaci
Kutnjaci
Sjekutići
Vjeverica
Govedo
Zubi u sisavaca
Design by Zoran Tadić
Kruna
Vrat
Korijen
Caklina
Dentin
Pulpa
Kost
Zubnomeso
Sjekutići Predkutnjaci KutnjaciOčnjak
Sjekutići Predkutnjaci KutnjaciOčnjak
Građa zubi
Design by Zoran Tadić
Pikanterije iz fiziologije: Zubni karijes
! Streptococcus mutans! Streptococcus sobrinus! Lactobacillus sp.
Zubni karijes (”pokvareni zubi”) je bakterijska zaraza zubiju koja dovodi dodemineralizacije i razaranja tvrdih dijelova zuba zbog bakterijske fermentacije iproizvodnje kiseline.
Odgovorne bakterije:! Kvaliteta zuba! Bakterije! Fermentabilni ugljikohidrati! Vrijeme
4 čimbenika potrebna za nastanak:
Mehanizam nastanka:
Zubno tkivo
Kiselina
Karijes
Slina,fluor
Ako pH u ustimapadne ispod 5,5demineralizacija
ide brže odremineralizacije
! Različite su osobe različito podložne karijesuþ proces deminralizacije ne završava uvijekrupom u zubu
! Podložnost karijesu ovisi o građi zuba,svojstvima sline i higijenskim navikama þnetko pere zube malo i nema karijesa, netkopere stalno i ima “groblje zuba” u ustima.
! Pranje navečer i ujutro, korištenje zubne svilei posebnog tuša za zube.
! Iako danas postoje odlične metode zasanaciju karijesa, ne postoji način sanacijevelikih, uništenih dijelova zuba þ umjetnekrune ili kliješta þ (novo!) umjetni implantati!
Zubna proteza, gebis ili dentijeraDesign by Zoran Tadić
Drobljenjesjemenki
Sakupljanjekukaca
Rezanje
Traženje ublatu ili zemlji
Sijanje
Kljunovi u ptica
Design by Zoran Tadić
Sastav se mijenjas vremenom
Povremeniulaz hrane
Povremeniizlaz hrane Miješanje
sadržaja
Usta
Gastrovaskularnašupljina
Šaržni reaktorProtočni reaktor s
miješanjem Bolusno protočni reaktor
U stanju dinamičke ravnotežesastav se ne mijenja
Stalniulaz
hrane
Stalniizlaz
hrane
Prviodjeljak
Drugiodjeljak
Stražnjiželudac
Trećiodjeljak
Stalniulaz
hrane
Stalniizlaz
hrane
U proprečnom prerezu, ustanju dinamičke ravnotežesastav je isti, na bilo kojemdijelu kanala
Uzdužnigradijentsastava
Načini probave u probavnom kanalu
Gubitak energijezbog traženja i
lova hrane
Visokokvalitetna hrana
Niskokvalitetna hranaMaksimalnabrzina probave
Vrijeme potrebno za probavu
Duljina probave visoko- i niskokvalitetne hrane
Design by Zoran Tadić
Ljama
Govedo
Pustinjski skočimiš
0 100 200 300 400
20
30
40
50
60
70
Masa tijela (kg)
Odnos mase tijela i duljine probave
Design by Zoran Tadić
2
4
6
8
10
12
14
16
10 15 20 25 30 35 40
Diadophis punctatus
Tjelesna temperatura (oC)
Djelovanje temeprature na probavu ektoterma
Design by Zoran Tadić
Python sebae
Design by Zoran Tadić
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Vrste zmija kojese često hrane
Vrste zmija kojese rijetko hrane
Gladovanje
24 sata nakon hranjenja
Design by Zoran Tadić
Probava u probavnom kanalu
Unos
Provođenje (čovjek)Skladištenje (životinje)Probava (životinje)
Probava (kiseli okoliš)
Apsorpcija (bazični okoliš)
Skladištenjeotpadnihproizvoda
Defekacija
Design by Zoran Tadić
Područje IzlučevinaDnevnakoličina
(litra)pH Sastav*
Usna šupljina
SlinovniceJednjak
Želudac
Gušterača
Žučnimjehur
DuodenumJejunum
Ileum
Cekum
Debelocrijevo
Slina
Želučani sok
Gušteračin sok
Succus entericus
1+
1- 3
1
Žuč 1
1
6,5
1,5
7 - 8
7 - 8
7 - 8
Amilaza, bikarbonat
Pepsinogen, HCl, renin (u maledjece), intrinzični faktor
Tripsinogen, kimotripsinogen,karboksi- i aminopeptidasa, lipaza,amilaza, maltaza, nukleaza, HCO3
-
Žučne soli i pigmenti, masti i masnekiseline, kolesterol
Enterokinaza, karboksi- iaminopeptidaze, maltaza, laktaza,saharaza, lipaza, nukleaze
* Navedeni sastav je bez sluzi i vode koji čine oko 95% svake od navedenih izlučevina.
Izlučevine probavnog sustava
Design by Zoran Tadić
Uzdužnimišić
Kružnimišić
Muscularismucosae Sluznica
Leđnamoždina
Predganglijski(kolinergični)
Postganglijski(adrenergični ikolinergični)
Produženamoždina
Leđnamoždina
Vagus
Mijenteričnipleksus
Submukoznipleksus
Zdjelični isplanhičniživci(kolinergični)
Postganglijski (kolinergični i adrenergični)
Endokrine st. Egzokrine st.
Živčana kontrolaprobavnog sustava
Design by Zoran Tadić
Akcijski potencijaliokidaju kad potencijalisporih valova dosegnuprag podražaja
Snaga i trajanje mišićnekontrakcije izravno supovezani sa amplitudomsporih valova ifrekvencijom akcijskihpotencijala
Sporival
Akcijskipotencijal
Pragpodražaja
Akcijski potencijali i kontrakcije glatkih mišića
Design by Zoran Tadić
Mehanizam gutanja (orofaringalni refleks)
Jezik
Zalogaj
Ždrijelo
Epiglotisgore
Glotis
U pluća U želudac
Grkljan (larinks)
Jednjačkisfinkterzatvoren
JednjakTrahea
kad osoba ne guta,jednjački sfinkter jestegnut, epiglotis jegore, a glotis jeotvoren þ zrakslobodno ulazi upluća
refleks gutanjaaktivira se kadzalogaj dođe uždrijelo
grkljan se krećeprema gore, aepiglotis poklopiglotis i takospriječava ulazhrane u dišnisustav
opušta sejednjačkisfinkter izalogaj ulazi ujednjak
Epiglotisdolje
Glotisgore
Jednjačkisfinkter seotvara
Epiglotisgore
Glotisdolje
Jednjačkisfinkterzatvoren
Opuštenimišići
Stegnutimišići
Sfinkteropušten
Želudac
nakon štohrana uđe u
jednjak,grkljan se
spušta iotvara dišni
sustav
valovi mišićnihstezanja
(peristaltika)guraju zalogaj
kroz jednjakprema želucu
Design by Zoran Tadić
Fundus
Duodenum
Piloričnisfinkter
Piloričniantrum
Jednjak Kardialnisfinkter
Nabori
Vrčastestanice
Parietalnestanice
Glavnestanice
Želučani zid
Želučanajamica
Želučanažlijezda
Monogastrički želudac
Design by Zoran Tadić
Pepsinogen
Pepsin
HCl
Protein Peptidi
Intrinzičnifaktor
Glavna stanica
Parietalna stanica
Želučani zid
Želučanažlijezda
Lumen želuca
Probava u želucu
Design by Zoran Tadić
K+
K+
H+Glukoza
H+ + HCO3- CO2 + H2O
Na+
Cl- Cl-
Bazalna strana Apikalna strana
Mehanizam lučenja HCl u želucu
Design by Zoran Tadić
Zašto želudac sam sebe ne razori kiselinom?
Nepropusnoza HCl
Slojsluzi
Čvrstispoj
Parietalnastanica
Glavnastanica
pH 7
pH 2
Spriječavanje prolaza
Stanice epitela želučane sluznice
! H+ ion ne može proći kroz apikalnu membranu epitelnih stanica (kanali!)
! H+ ion ne može proći između epitelnih stanica (čvrsti spojevi!)
! H+ ion ne može proći kroz sloj sluzi, jer ga puferira bikarbonatni ion u njoj
Design by Zoran Tadić
Barry J. Marshall(1951 - )
J. Robin Warren(1937 - )
Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu2005. godine:
“Za otkriće bakterije Helicobacer pylori i njeneuloge u nastanku gastritisa i želučanog vrijeda(”čira na želucu”).”
Helicobacter pylori
Helicobacterpylori
Stanice medijatoriupalnih reakcija
H. pylori izaziva gastritis u donjemdijelu želuca. Prva faza je običnoasimptomatska
Produljenodjelovanje H.
pylori dovodi dovrijeda u
duodenumu. Upala
Pojačano lučenjekiseline
Upala
Vrijed uželucu
Krvarenje vrijeda
Design by Zoran Tadić
Faze lučenja želučanog soka (gastričke sekrecije)
! Cefalička faza (grč. XN"8@H, kephalos - glava)- započinje prije nego hrana dođe u želudac þvidni, mirisni i okusni podražaji
! Gastrička faza (grč. ("FJZD, gaster - trbuh) -započinje kad hrana dođe u želudac
! Intestinalna faza (lat. intestinus - unutrašnji,domaći; lat. intestina - probavilo, crijevo) -započinje kad hrana dođe u crijevo
Design by Zoran Tadić
Gastrička i cefalička faza Hrana!
VidVagus
Lumenželuca Želučana
sluznica
Enteričkipleksusi
Hrana
Aminokis.ili peptidi
Enteričkiosjetilnineuron
Gstanica
Dstanica
Parietalnast.
Glavnast.
Gastrin
Somatosta-tin
Histamin
H+
Enteričkiosjetilnineuron
ECLstanica
Pepsin Pepsinogen
Hrana ili cefaličkirefleksi potiču lučenježelučanog soka
Gastrin potiče lučenjeHCl, izravnostimulirajući parietalnestanice ili histaminom,preko ECL stanica
Povećana konc. H+
potiče D stanice nalučenje somatostatina,što regulira lučenjepepsina i H+
Negativna povratnasprega
Kiselina potičelučenjepepsinogenakratkimrefleksnim lukom
Medulla oblongata
Design by Zoran Tadić
Gastrin
SekretinKolecistokinin GIP
VIP
HCl
PepsinŽučni mjehur
Iz jetre
Duodenum
Gušterača
HCO3-
H2Osoli
Jednjak
Histamin
Gastrointestinalni (GI) hormoni
GI hormoni su još i:! Tvar P! Peptid YY! Grelin! Amilin! Pankreatski polipeptid! Oksintomodulin! GP-1! GP-2
GP - Glucagon-like peptide. . .a bit će toga sigurno još!
Želudac
Motilin
G staniceD stanice
ECL stanice
S staniceI stanice
Somatostatin
Design by Zoran Tadić
0 1 2 3 4
50
100
Vrijeme proteklo od obroka (sati)
Plastične kuglice promjera 7 mm
Jetrene kockice volumena 1cm3
1% - tnaotopinaglukoze
Brzina probave ovisi o tome što smo pojeli
Design by Zoran Tadić
! Masti - Probava masti traje dulje nego probava drugihmolekula (probavljaju se samo u tankom crijevu) þ potičulučenje holecistokinina (CKK) þ kontrakcija piloričnogsfinktera i žučnog mjehura þ lučenje žuči
! Kiselina - Potiče lučenje HCO3- (gušterača) radi
neutralizacije. Slobodna HCl þ lučenje sekretina þusporavanje pražnjenja želuca
! Hipertoničnost - Razgradnja molekula hrane þpovećanje toniciteta þ ulaz vode (iz krvi) u duodenum þrefleksna inhibicija pražnjenja želuca
! Širenje - Širenje inhibira ulaz želučanog sadržaja uduodenum dok se duodenum ne isprazni
Duodenalni čimbenici koji usporavajupražnjenje želuca
Design by Zoran Tadić
Jednjak
Nabor
Knjižavci
Pilorus
SirišteKapura
Burag
Digastrički želudac
Design by Zoran Tadić
1
2
3
4
5
6
Crijevo
Jednjak
Burag
Sirište
Knjižavci
Kapura
Design by Zoran Tadić
CH4CO2
Hrana
Protein CelulozaCH4CO2
NH3Deaminirane
organskekiseline
Organskekiseline
Sintezamikrobnihproteina
Organske kiselinekratkih lanacaBakterijski protein
Ureaiz
jetre
Izbacivanjepodrigivanjem
Probava u buragu
Design by Zoran Tadić
20 cm
Cekum
Desnoventralno
debelocrijevo
Lijevoventralno
debelocrijevo
Lijevodorzalno
debelocrijevo Rektum Rektum
10 cm
Distalnodebelocrijevo
Proksimalno d. c.
Cekum
Tankocrijevo
ŽeludacŽeludacJednjak Jednjak
Fermentacija udebelom crijevu
Fermentacija ucekumu
A što je s konjima i sličnim biljojedima bez buraga?
Design by Zoran Tadić
Karboksipeptidaza
Kimotripsin
Prokarboksipeptidaza
Kimotripsinogen
Tripsinogen Tripsin
Membranskaenterokinaza
Lumenduodenuma
Izvodnikanal
Gušterača
Aktivacija probavnih enzima u duodenumu
Design by Zoran Tadić
Žučnesoli
Žučnesoli
Žučnesoli
Žučnesoli
Žučnimjehur
Žučnesoli
Žučnesoli
K o l e s t e r o l
Želudac
DuodenumIleum
Debelocrijevo
Portalni krvotok
Aktivnitransport
Oddi-jevsfinkter
Enterohepatička cirkulacija žučnih soli
Design by Zoran Tadić
VenaArterija
SluznicaKružni naborKružni mišić
Uzdužni mišić
Seroza
Vilusi
Podsluznica
Građa tankog crijeva
Design by Zoran Tadić
Design by dr. Zoran Tadić
Vilusi
Podsluznica
Kapilare
Lakteal
Lieberkühn-ovekripte
Građa tankog crijeva
Design by Zoran Tadić
ArteriolaVenula
Kapilare
Lakteal
Vrčastastanica
Mikrovilusina stanicama
Apsorpcijskastanica
Čvrstispoj
Dezmosom
Mitohondrij
HrapaviER
Međustanični
prostor
Membrane susjednih stanica
Crijevna resica i apsorpcijska stanica tankog crijeva
Design by Zoran Tadić
Egzogeniprotein(hrana)
Endogeni protein(probavni enzimi,epitelne stanice, itd.)
Pepsin
Pankreatskeproteaze
Mali peptidi Aminokiseline
Aminopeptidaze
Unutarstaničnepeptidaze
Aminokiseline Aminokiseline
Apsorpcija ovisnao energiji i Na+
Kapilara
Epitelnastanica
vilusa
Na+
Apsorpcija proteina
Design by Zoran Tadić
Ugljikohidratiu hrani
Škrob, glikogen Polisaharidi
Salivarna amilaza
Pankreatskaamilaza
Laktoza Maltoza Saharoza Disaharidi
Laktaza Maltaza Saharaza
Gal Glc Glc Glc Glc Fru
Gal Glc Fru Monosaharidi
Sekun-darni aktivnitransport ovisan oNa+ i energiji
Olakšanadifuzija
Na+
Kapilara
Epitelnastanicavilusa
Lumen crijevaKotrans-port sa Na+
Apsorpcijaugljikohidrata
Design by Zoran Tadić
Uzlazni dio Silazni dio
Transverzalni dio
Tenia coli
Ileum
Cekum
Apendiks
Hepatičkafleksura
Spleničkafleksura
Haustra
Sigmoidni diodebelog crijevaRektum
Vanjski analni sfinkter
Građa debelog crijeva
Design by Zoran Tadić
Pikanterije iz fiziologije: Crohnova bolest
Burrill B. Crohn(1884 - 1983)Antoni Leśniowski
(1867 - 1940)
Crohnova bolest je imunobolest koja se najčešće manifestirakao transmuralna upala crijeva, ali može zahvatiti bilo kojiorgan. Prvi ju je 1904. godine opisao poljski liječnik AntoniLeśniowski, ali ime je dobila po američkom liječniku BurrilluCrohnu koji ju je opisao 1932. godine.
! Javlja se interakcijom čimbenika okoliša, genetičke podložnosti ibakterija. Danas se smatra oblikom imunodeficijencije.
! Trenutno ne postoji lijek. Liječenje se svodi na održavanje remisije ili(u akutnoj fazi) kontrole simptoma.
! Mogući uzrok: Neusklađeno lučenje citokina (makrofazi) þneusklađena urođena imunost þ stalni upalni odgovor na bakterije(najčešće u crijevu) - adaptivna imunost pokušava kompenziratipogrešan rad urođene imunosti = Crohnova bolest?
Najnoviji pogled na Crohnovu bolest:
! Genetička podložnost: Crohnova je bolestmožda kvantitativnogenetička bolest gdjesvaki gen malo pridonosti riziku nastankabolesti (cca. 1:200).
! h2 = 0,6 - 0,7 þ bolest jekvantitativnogenetičke naravi?
Design by Zoran Tadić
Višimoždani
centri
Leđna moždina(S1 - S4)
Zdjeličniživac
Zdjeličniživac
Pudendalniživac
Somatskimotorički
neuron
R e k t u m
Unutarnji sfinkter
Vanjski sfinkter
Dorzalni (spinalni) ganglij (DG)
DG
DG
IML
IML
IML = Intermediolateralna jezgra
Mehanizam defekacije
Design by Zoran Tadić
Pikanterije iz fiziologije: Puštanje plinova iz crijevaPlinovi u crijevima dolaze iz dva izvora:
! Progutani zrak (do 500 ml zraka uđe u probavni trakt hranom) þ najvećidio izbaci se podrigivanjem, vrlo mali dio ulazi u tanko crijevo
! Bakterijska fermentacija u debelom crijevu þ glavni proizvođač plinova ucrijevu
Neka hrana posebno potiče razvoj plinova, posebno biljke iz porodice Fabaceae (grah, grašak,slanutak, bob i sl.) þ koža sjemenke je neprobavljiva þ u debelom crijevu je napadaju bakterijeþ fermentacija þ obilje plinova! þ flatus (hrv. prdac) ³ potpuno normalna, hrvatska riječ koja je,s vremenom, postala prosta riječ !Sastav plinova:
! 99% volumena čine plinovi bez mirisa: metan, vodik, ugljični dioksid(oko 74%), dušik i kisik (ostatak volumena). Točni sastav ovisi ohrani. Vodik i metan su zapaljivi, ali se u samo oko 70% osobaizbačeni plinovi mogu zapaliti!
! 1% su plinovi koji daju miris: sumporovodik, metil merkaptan,dimetil sulfid, dimetil disulfid, dimetil trisulfid
Fiziologija izbacivanja plinova: Kontrakcija trbušnih mišića i vanjskoganalnog sfinktera u isto vrijeme þ tlak u crijevu naraste iznad atmosferskogþ plinovi izlete velikom brzinom þ od velike brzine vibriraju rubovi analnogotvora þ karakterističan, dobro poznati zvuk (prđenja).
Neobično važni podaci:! Plinove ispuštamo oko 14 puta dnevno i u zrak ispustimo između 450
i 1500 ml plinova. Najveći je flatus obično ujutro, nakon ustajanja.Ovo vrijedi ako ne jedemo grah i slične mu biljke.
! Koliko je ispuštanje plinova važna fiziološka i društvena aktivnost,govori nam engleska riječ fart (prditi) koja je jedna od najstarijih riječiu engleskom jeziku, otprilike stara kao i riječi yes i no.
CH4H2
Uh, nadamse da ovonitko ne vidi!
Design by Zoran Tadić
Knjige o neobično važnim fizioprocesima
Ralph A. Lewin: “Merde:Excursions into Scientific,Cultural and Socio-HistoricalCoprology”, Aurum Press,1999, ISBN: 1854106341
Jim Dawson: “Who Cut theCheese?: A Cultural History ofthe Fart”, Ten Speed Press,1999, ISBN: 1580080111
Design by Zoran Tadić