DIGESTIVNI SISTEM OVEKA

Doc. dr Sneana MarkoviInstitut za biologiju i ekologijuPrirodno-matematiki fakultet

Univerzitet u Kragujevcu

DIGESTIVNI SISTEM. NAPAJANJE TELA ENERGIJOM. Hrana energija (kreatin fosfat i ATP) procesi u organizmu Voda, proteini, ugljeni hidrati, masti, vitamini, minerali Ukupna potronja energije: bazalni metabolizam + energija za miinu aktivnost + hranom

izazvana termogeneza + energija za termoregulaciju Digestivni sistem unoenje, razlaganje, varenje hrane, resorpcija hranljivih produkata,

izbacivanje tetnih produkata hrane Nervna kontrola digestivnog trakta automatska i voljna Raznovrsna ishrana: ugljeni hidrati, masti, proteini, minerali, vitamini, voda Digestivni trakt je dugaak oko 7 m usta, jednjak, eludac, duodenum, tanko crevo, debelo

crevo, anus

Akcesorne lezde digestivnog trakta pljuvane lezde, jetra, pankreas Usna duplja zubi sitne hranu, sokovi pljuvanih lezda zapoinju varenje Jednjak transportuje kaastu hranu do eluca eludac stvara himus meanje hrane sa eludanim sokovima, varenje proteina pepsin;

HCl Tanko crevo hrana se razlae do osnovnih supstanci koje se resorbuju preko crevnih resica

do krvotoka; peristaltika Debelo crevo apsorpcija vode i soli, stvaranje fecesa Imuna odbrana crevnog trakta mucin, IgA, lizozimi u pljuvaci, eludani sok

(baktericid), Pajerove ploe, makrofage, intraepitelni limfociti, Kupferove elije jetre, intestinalna flora u debelom crevu

USNA DUPLJA Zubi usitnjavanje hrane Zubi sekutii, onjaci, pretkutnjaci i kutnjaci (32) Razvoj zuba mleni i stalni Jezik pomae sitnjenje hrane i usmeravanje ka jednjaku

USNA DUPLJA Pljuvane lezde parne podjezine (sublingvalne), podviline (submandibularne) i

zaune (parotidne) Pljuvaka (0.5-1.5 L/dan) voda, NaCl, HCO3- (pH=7), sluz, amilaza, antitela, mucin,

lizozimi Gutanje voljno potiskivanje zalogaja ka zadnjem delu usne duplje; automatski

epiglotis zatvara grkljan, meko nepce se podie i stvara pregradu izmeu drela i nosne duplje, disanje se prekida, miii zida drela se kontrahuju, hrana u jednjak, peristaltikom jednjaka hrana u eludac

Povraanje zatitni refleks, praen gaenjem, poveanim luenjem pljuvake i pokuajem da se hrana povrati; centar za povraanje u retikularnoj formaciji produene modine, a kontrolisan od (a) hemosenzora iz areje postreme na podu IV modane komore (hemosenzorna okidaka zona aktivirana od strane nikotina, toksini i agonisti dopamina, apomorfin), (b) stimulacija centra za ravnoteu, (c) trudnoa.

ELUDAC Stvaranje himusa meanje i varenje hrane Sfinkter jednjaka, kardija, fundus, korpus, antrum, pilorus (sfinkter) Snani miini sloj, vezivno tkivo (elastino), sluzokoa Tubularne lezde: glavne (pepsin i lipaza), parijetalne (HCl i unutranji faktor),

mucinozne (mucini i HCO3-) i endokrine elije (gastrin); pH = 1,5-2; 3-4 L el. soka / dan

Hrana ostaje oko 4 asa u elucu; masna hrana i due Pejsmejkerske elije eluca peristaltika eluca meanje hrane, stvaranje himusa i

distribucija do duodenuma; motilin Svesno i automatsko luenje eludanih sokova; nervni, lokalni eludani i intestinalni faktori Nervus vagus Ach parijetalne elije Gastrin oslobaajui faktor gastrin Zatita eludane sluzokoe zavisi od (a) sloja mukusa i (b) luenja bikarbonata (prostaglandini stimuliu ovo luenje, a antinflamatorni lekovi/aspirin inhibiraju prostagl.) Helicobacter pylori

TANKO CREVO I APSORPCIJA HRANLJIVIH MATERIJA Razlaganje i apsorpcija hrane Duodenum, jejinum i ileum Tunica serosa, longitudinalni miii, mienteriki (Auerbahov) pleksus, cirkulatorni

miii, submukozni (Majsnerov) pleksus, sluzokoa Enterocite, peharaste elije (sluz), intestinalne lezde (Liberkinove kripte) od mitotskih, mukoznih, endokrinih, parakrinih i

imunih elija, tubuloacinusne duodenalne (Brunerove) lezde sekretuju bikarbonatni sekret sa

urogastronom (humani epidermalni faktor rasta) Svaka 3-6 dana se obnovi crevni epitel Pankreasni sok, u, crevna sekrecija Crevne resice Peristaltika creva; pejsmejkerske elije

RESORPCIJA Svarene supstance

Belanevine aminokiseline Polisaharidi monosaharidi

(glukoza, fruktoza, galaktoza) Masti monogliceridi i

slobodne masne kiseline. Resorpcija u crevu: hranljive

supstance u krvne kapilare (vena porta) i limfne kapilare (ductus thoracicus).

STRUKTURA CREVNIH RESICA (vili intestinales)

Prstolika izduenja sluzokoe tankog creva (duina 1 mm, 20-40 resica na 1 mm2sluzokoe, 5 miliona kod oveka, 30 puta poveana resorpciona povrina)

Jednoslojni valjkasti epitel, bazalna membrana, vezivno tkivo, centralna arterija i vena, arteriovenska anastomoza, centr. limfni sud, nervna mrea (eferentna i aferentna vlakna iz plexux submucosus Meissneri), uzduni glatki miii.

FUNKCIJA CREVNIH RESICA Crevne resice u mirovanju sueni krvni sudovi (AV anastomoza) Stimulus crevnog sadraja aktivacija crevnih resica (krv tee preko

kapilara, kontrakcije, nervni stimulus vagusom)

RESORPCIJA JONA I VODE Monovalentni joni

Na+ - pasivno i aktivno; Na+-K+ pumpa Hloridi pasivno sa aktivnim preuzimanjem Na+

Dvovalentni joni (teko se resorbuju) Gvoe efikasnije preuzimanje fero-jona;

helatni agensi pomau res. gvoa mukozna resorpcija i prenoenje do plazme u epitelnoj eliji je pool slobodnog gvoa, i vezanog za apoferitin (feritin)

odakle se prenosi u krv. Ca2+-joni aktivni transport (vitamin D i PTH) Fosfatni joni aktivna resorpcija Mg2+-joni pasivna difuzija Resorpcija vode zavisi od osmotskog gradijenta (hipo- i hipertoninost)

RESORPCIJA AMINOKISELINA I BELANEVINA

Varenje proteina zapoinje u elucu (pepsini), nastavlja se u crevu (pankreasne proteinaze, kao i di- i aminopeptidaze iz epitela creva)

Aktivan transport aminokiselina vezan sa transportom Na+.

Energija iz Na-K-ATPaznog enzima na bazolateralnim povrinama elija

Niska konc. Na+ u eliji - Na+ sa AK putem nosaa pasivno iz lumena u eliju

4 nosaa za AK i Na+, specijalizovane za posebne tipove AK (neutralne, kisele, bazne, glicin, prolin i hidroksiprolin)

Nosai transportuju i di- i tripeptide u eliju (vare se do AK)

Polipeptidi i proteini se unose u eliju pinocitozom, vare se ili intaktni odlaze u limfu pa u cirkulaciju; (preivari i glodari)

AK elije (metabolizam glutamata i aspartata) cirkulacija

RESORPCIJA UGLJENIH HIDRATA Ugljeni hidrati: skrob, saharoza i

laktoza -amilaza iz pljuvake, proksimalni

eludac i pankreasna amilaza razlau polisaharide do oligosaharida

Maltaza, izomaltaza, saharaza, laktaza, trehalaza (epitel creva) razlau di i oligosaharide do glukoze, galaktoze i fruktoze

(I) Aktivan transport glukoze i galaktoze vezan sa transportom Na+, pomou nosaa.

Energija iz Na-K-ATPaznog enzima na bazolateralnim povrinama elija

(II) Olakana difuzija fruktoze specifinim nosaima

(III) hidrolazno-vezani transport transport glukoze i drugih eera kroz apikalnu membranu elije

Aktivan transport zavisan od Na+ Membranski nosa je enzim

disaharidaza.

RESORPCIJA MASTI Emulzifikacija masti (u elucu) male lipidne

kapljice obloene molekulima (delimino hidrofofobni i hidrofilni) i rastvorljive u vodi (1-2 m)

Lipaze iz jezinih lezda, eluca i pankreasa (sa kolipazom)

Lipaza (vezana za masnu kapljicu) hidrolizuje trigliceride na 2 monogliclicerida, glicerol i masne kiseline

Monogliceridi + une soli = micele (20-50 nm)

Micele sadre i holesterol, lizolecitine, vitamine

Micele odlaze do povrine ep. elija i njihov sadraj se rastvara kroz elijsku membranu

une soli nazad u lumen creva Trigliceridi se resintetizuju unutar epitelnih

elija iz masnih kiselina i monoglicerida pomou acil-transferaze (uz energiju)

Lizolecitini do lecitina Holesterol se esterifikuje Resintetizovani sloeni lipidi se stabiliu

pomou fosfolipida i lipoproteina i grade hilomikrone

Hilomikroni odlaze u limfotok pa u cirkulaciju

DEBELO CREVO (cekum, kolon i rektum)

Formiranje fecesa, apsorpcija vode, minerala i vitamina

Intestinalne bakterije fizioloko zapaljenje, sintetiu vitamin K, razlau celulozu, laktozu

JETRA Preko 500 razliitih funkcija koje odravaju hemijsku ravnoteu u telu; preraivanje

hranljivih materija Sposobnost regeneracije Jetrini lobulusi osnovne strukturne i funkcionalne jedinice hepatocite, sinusoidi,

arterije/vene/uni kanalii, centralna vena (usmerava krv ka srcu) Uloge: (i) biohemijska obrada hranljivih materija (depo ili izvor energije za elije), (ii)

stvaranje i luenje ui, (iii) preiavanje krvi od stranih mikroorganizama i tetnih materija

Krv do jetre stie iz srca i digestivnog trakta (v. portae); krv otie preko hepatine vene do donje uplje vene

Bilijarni sistem skladitenje ui produkovane u jetri i sprovoenje do tankog creva una kesa kanal une kese ductus holedohus + pankreasni kanal Vaterova ampula dudenum u - elektroliti, une soli, holesterol, lecitin, bilirubin, steroidni hormoni, lekovi; koristi se u procesu varenja masti Ciroza jetre

PANKREAS - egzokrini i endokrini Egzokrini pankreocite lue pankreasni sok (1-2 L/dan) bogat enzimima i

bikarbonatima u duodenum Proenzimi pankreasa: tripsinogen 1-3, himotripsinogen A i B, proelastaze 1 i 2,

prokarboksipeptidaze A1, A2, B1 i B2 (aktivacija pod uticajem crevne enterokinaze); -amilaza; pankreasna lipaza, kolipaza; fosfolipaza, RNaze, DNaze i karboksiesteraze

Sekreciju pankreasnog soka reguliu holinergiki (n. vagus) i endokrini mehanizmi (holecistokinin, pankreozimin, sekretinin)

Endokrini elije Langerhansovih ostravaca lue insulin i glukagon

ENDOKRINA FUNKCIJA PANKREASA Langerhansova ostravca (, i elije) Sintetiu hormone insulin ( 60%), glukagon ( - 25%) i somatostatin ( 10%) Insulin inhibira sekreciju glukagona; somatostatin inhibira sekreciju insulina i

glukagona eerna bolest; Banting i Best (1912) prvi ekstrakt pankreasa INSULIN je polipeptid, mm 6000, jedan lanac od 30 a drugi od 21 AK, povezana

disulfidnim mostovima. Kod svih kimenjaka Insulin u cirkulaciji delom se transportuje slobodan (aktivan), a delom vezan za

-globulin (neaktivan) venom portom do jetre. Delovanje insulina:

1. Metabolizam ugljenih hidrata: pojaano iskoriavanje glukoze u tkivima (miino, nervno, jetra); pojaano glikolitiko razlaganje glukoze i njena oksidacija; smanjuje nivo eera u krvi (pojaano periferno iskoriavanje glukoze i

poveanje glikogenskih zaliha) 2. Pojaava taloenje masti u masnim depoima 3. Stimulie mobilizaciju AK u elije.

Mehanizam delovanja insulina Insulin membranski receptori (tirozin kinaze) aktivirana protein kinaza

fosforilizacija i aktivacija enzima Insulin stimulie prolazak glukoze kroz membranu, pomae razgradnju glukoze,

aktivira glikogen-UDP-glikozil transferazu; deluje na sintezu iRNK. Regulacija luenja insulina

Hiperglikemina krv u L. ostrvcima i mozgu (hipotalamusu) Stimulacija n. vagusa, gastrin, sekretin, GIP Inhibiciju luenja insulina vre adrenalin, noradrenalin, somatostatin

Nedostatak insulina i posledice Smanjena sinteza insulina usled: dugotrajnog i pojaanog luenja STH, davanja

streoida, aloksana, oboljenja pankreasa, dugotrajne hiperglikemije eerna bolest (diabetes melitus)

Loe iskoriavanje glukoze, mobilizacija masti, stvaranje ketonskih tela, acidoza, pojaana glukoneogeneza.

GLUKAGON Polipeptid od 29 AK, mm 3485. Poveava nivo eera u krvi; deluje kao adrenalin preko cAMPa

REGULACIJA GLIKEMIJE Glikemija 80-110 mg% (4.44-6.66 mmol/l) Jetra, skeletna muskulatura, bubrezi

Jetra: hipoglikemija poveanje glikogenolize i luenje glukoze (stimulisano adrenalinom)

hiperglikemija smanjeno odavanje glukoze (stimulisano insulinom) Hormoni 1. hipoglikemijski insulin 2. hiperglikemijskiGlukagonAdrenalin STH (smanjuje sagorevanje glukoze u tkivima, poveava sadraj glikogena u jetri i

miiima)Glikokortikoidi (inhibicija periferifernog sagorevanja glukoze i stimulacija

glukoneogeneze)Tiroksin (pojaana potronja glukoze u tkivima, ali i pojaana razgradnja glikogena) CNS (receptori u hipotalamusu n. vagus LH. ostrvca simpatikus

nadbubrene lezde (adrenalin)

CIRKULACIJA GASTROINTESTINALNOG TRAKTA (GIT) Protok krvi kroz GIT 30% MVS; tri grane abdominalne aorte GIT, jetra,

pankreas, slezina vene v. portae jetra hepatina v. Regulacija cirkulacije: lokalni refleksi, ANS i hormoni; autoregulatorni protok -

(i) vazodilatacija posle obroka (Ach, VIP), (ii) vazokonstrikcija pri fizikom radu (noradrenalin)

NERVNA I HORMONSKA REGULACIJA GITa Motilitet, sekreciju, perfuziju i rast GITa reguliu endokrini i parakrini hormoni

i neurotransmiteri Refleksi nastaju unutar mienterikog i submukoznog pleksusa enteriki nervni

sistem (ENS) Lokalni refleksi: senzori na istezanje kontrakcija ili relaksacija susednih

glatkih miia Peristaltiki refleksi Spoljanja inervacija parasimpatikus i simpatikus; utie na ENS Neurotransmiteri: noradrenalin, Ach, VIP (vazoaktivni intestinalni peptid), Met-

i Leu-enkefalini, GRP (gastrin oslobaajui peptid), CGRP (za kalcitonin vezani peptid) stimulie oslobaanje somatostatina

TKIVNI HORMONI Supstance koje lue razliiti neendokrini organi U digestivnom sistemu endokrine elije mukoze Gastrin I i II. Peptidi 2000 D, stvaraju se u sluzokoi pilorusa. Stimuliu sekreciju

pepsina i HCl u elucu, luenje ui i produkciju enzima pankreasa. Pankreozimin. Polipeptid od 33 AK. U sluzokoi tankog creva nadraaj crevnog

sadraja (belanevine) luenje enzima pankreasa. Zajedno sa sekretinom. Sekretin. Polipeptid 5000 D. U sluzokoi duodenuma nadraaj hrane pojaano

luenje pankreasnog soka sa bikarbonatima. Enterogastron (GIP glukozo zavisni insulinotropni peptid). U sluzokoi tankog

creva kiseo i mastan eludani sadraj u duodenum smanjuje sekretorni i motorni uinak eluca, stimulie sintezu insulina.

Holecistokinin. U sluzokoi duodenuma hrana koja sadri masti i umance stimulacija motorike une kese pranjenje ui. Stimulie i rad pankreasa.

Hepatokrinin. Peptid. U sluzokoi duodenuma hrana sa mastima i umancetom pojaano luenje ui.

Vilikinin. Peptid. U sluzokoi duodenuma. Ubrzava i pojaava kontrakcije glatkih miinih elemenata crevnih resica.

Motilin oslobaaju ga neuroni tankog creva, regulie interdigestivni motilitet

Angiotenzin II. Angiotenzinogen (pod uticajem renina) angiotenzin I angiotenzin II. Dekapeptid, snano suava krvne sudove, poveava sistemski krvni pritisak, poveava

luenje aldosterona. Bradikinin. Oktapeptid odvojen od -globulina delovanjem tripsina.

Snano dilatira krvne sudove, lokalna regulacija cirkulacije, poveava njihovu permeabilnost, lokalni edem, migracija leukocita, kontrakcija muskulature uterusa i creva.

Kalidini. Peptidi odvojeni od -globulina delovanjem kalikreina. Deluje kao bradikinin. Histamin. Stvara se tokom dekarboksilacije histidina.

U visokim koncentracijama u mastocitima i bazofilima. Oslobaa se prilikom povrede tkiva i u reakcijama antigen-antitelo. Snaan vazodilatator, poveava permeabilnost kapilara, faktor zapaljenja i cirkulatornog oka.

Serotonin (5-hidroksitriptamin). Dekarboksilacijom triptofana, u svim elijama. Najvie u trombocitima i nekim delovima

modanog stabla. Izaziva kontrakciju glatke muskulature krvnih sudova, uterusa, bronhija i creva; oslobaa se iz trombocita nakon povrede k.s. i izaziva skupljanje i retrakciju k.s.

Heparin. Stvara se u jetri; u adipocitima. Inaktivira trombin (antikoagulans). Eritropoetin. Glikoproteid, stvara se u bubregu (eritropoetski faktor) i u jetri (globulin).

Anemija i hipoksija pojaano stvaranje eritrocita i sinteza hemoglobina. Prostaglandini. U svim elijama i telesnim tenostima. Derivati nezasienih masnih kiselina

sa 20 C atoma koji se vezuju za petolani prsten. Smanjuju aktivnost adenil-ciklaze; antagonizuju delovanje adrenalina i noradrenalina; smanjuju krvni pritisak.

INTERMEDIJERNI METABOLIZAM Skup promena tokom kojih resorbovane supstance iz creva

prilikom razlaganja otputaju energiju potrebnu za organizam (anaerobna glikoliza, oksidacija)

pretvaraju se jedne u druge (ugljeni hidrati u masti, belanevine u ugljene hidrate)

deponuju se (jetrin glikogen, rezerve masti) ulaskom u elije uestvuju u izgradnji njenih gradivnih elemenata.

INTERMEDIJERNI METABOLIZAM UGLJENIH HIDRATA I ULOGA JETRE Ugljeni hidrati monosaharidi u crevu resorpcija u krv vene porte u jetru Monosaharidi glukoza glikogen (100 gr) Glikogenoliza kao odgovor na hipoglikemiju ( adrenalin) Glikogeneza kao odgovor na hiperglikemiju ( insulin) Glikemija 80-120 mg % Depo glikogena u skeletnim miiima

Deponuje se oko 250 gr glikogenaGlukoza u glikogenAnaerobna glikoliza (nema glukozo-6-fosfataze) rezultuje stvaranjem mlene kiseline (delom sagoreva u miiu a delom odlazi do jetre i sintetie se u glikogen)

CNS nema glikogensku rezervu

Pretvaranje glukoze u masti u jetri Glukoneogeneza u jetri i kori

nadbubrega Gladovanje, naporan miini rad i

stres izazivaju poveane potrebe za glukozom

Pretvaranje belanevina u glukozu Glukoplastine AK:

Glutaminska kiselina, histidin, arginin i prolin -ketoglutarna kiselina ilibarna kiselina, jabuna kiselina, oksalsiretna kiselina pirogroana kiselina glukoza

Valin, izoleucin i treonin ilibarna kiselina ....

Glikokortikoidi stimuliu, a insulin inhibira GN

Glikoliza (1 glukoza 2 pirogroane kiseline) Pirogroana kiselina

dekarboksilacijom sa oksalsiretnom kiselinom ulazi u citratni ciklus oksidacija do CO2 i H2O.

INTERMEDIJERNI METABOLIZAM BELANEVINA

Belanevine aminokiseline (AK) u cirkulaciju

U jetri i drugim organima AK slue za sintezu novih belanevina

Glukoneogeneza pri gladovanju Depo (pool) AK Regulacija metabolizma belanevina

Anaboliki hormoni (poveanje koliine belanevina u organizmu) somatotropni hormon, testosteron i insulin

Kataboliki hormoni (smanjenje koliine belanevina u organizmu) adrenokortikotropni hormon i tiroksin.

INTERMEDIJERNI METABOLIZAM MASTI Masti nakon hidrolize i resorpcije krv oksidacija u jetri ili miiima, a viak

masni depoi. Masti u plazmi 400-1240 mg%; prenose u obliku lipoproteina (trigliceridi,

holesterolski estri, okrueni fosfolipidima i holesterolom + apolipoproteini). Lipoproteini vrlo male gustine (VLDL), male gustine (LDL), srednje gustine (IDL),

velike gustine (HDL) prelaze iz jednih u druge pri emu se smanjuje koliina holesterola i triglicerida, a poveava udeo proteina.

Neesterifikovane (slobodne) masne kiseline se stvaraju mobilizacijom masnih rezervi iz masnih depoa i transportuju se do drugih organa. Adrenalin stimulie mobilizaciju masnih rezervi Insulin stimulie izgradnju masnih rezervi.

Masni depoi potkoni ili retroperitonealni jastuii masti; sastav se razlikuje od masti iz hrane i karakteristian je za vrstu. Masni depoi sadre i masti sintetizovane iz ugljenih hidrata Rezerva masti kao termoizolacija Intezivan metabolizam u masnim depoima (razmena masti sa cirkulacijom)

1. Belo masno tkivo velike elije pune masti sa perifernim jedrom; bogato vaskularizovano, malo nerava

2. Mrko masno tkivo dobro vaskularizovano i inervisano; elije okrugle sa granuliranom citoplazmom, mnogo masnih kapljica i bogate mitohondrijama; mrka boja od citohromnih pigmenata; Kod novoroenih ivotinja i ljudi, prezimara Intezivan metabolizam stimulisan simpatikusom.

Fosfolipidi strukturni elementi elija. Oksidacija masti iz masnih depoa masne kiseline oksidacija u jetri, miiima i

muskulaturi srca. Hipotalamus regulie telesnu masu:

Leptin iz masnih elija MSH (melanostimulirajui hormon) iz hipotalamusa simpatika aktivnost; CCK, CRH, CART (kokain i amfetamini), insulin i serotonin su anoreksogeni

Leptin inhibira luenje NPY (neuropeptid Y stimulie parasimpatikus) iz hipotalamusa;nedostatak NPY je praen smanjenim luenjem GnRH amenoreja

Hormonalna regulacija metabolizma masti Insulin - smanjuje SMK u krvi i stimulie taloenje masti u masnim depoima Adrenalin, hormon rasta, ACTH, TSH, glukagon mobiliu masti iz masnih depoa

Ketonska tela oksidacija masti acetilCoA+oksalsiretna kis. limunska kis. citratni ciklus poveana oksidacija masti ili smanjena koncentracija oksalsiretne kiseline 2 acetilCoA acetoacetilCoA (deacilaza) acetosiretna kis. (dekarboksilacija)

aceton, (redukcija) -hidroksibuterna kis.