D:Animalna fiziologijaZa tiskati21 Probava (manji …zaf.biol.pmf.unizg.hr/anphys/pdf/13_Probava.pdfPikanterije iz fiziologije: Zubni karijes! Streptococcus mutans! Streptococcus sobrinus!

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


Amebocit

Porocit

Spongocel

Hoanocit

Fagocitozačestica hrane

Hoanocit Amebocit

Čestice hranezalijepljene nasluzi

Bič

Probava u spužvi


Eubalena glacialis

Phoenicopterus sp.

Hranjenje filtracijom u viših kralježnjaka


Usta

Ticalo

Hrana

Gastrovaskularnašupljina

Žlijezdanastanica

Gastroderm

Mezoglea

Epiderm

Nutritivnastanica


Farinks

Usta

Probava u gastrovaskularnim šupljinama


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


Mezenterij

Mijenterički pleksus

Longitudinalnimišić

Kružni mišić

Žlijezda usubmukozi

Žlijezda umukozi

Vili

Limfničvor

Muscularismucosa

EpitelSubmukoznipleksus

Lamina propria

Egzokrina žlijezda

Presjek kroz probavni kanal


Očnjaci

SjekutićiPredkutnjaciKutnjaci

Model placentalnog sisavca

Lav

Dabar

Kutnjaci

Očnjaci

Sjekutići

Sjekutići

Kutnjaci

Kutnjaci

Sjekutići

Vjeverica

Govedo

Zubi u sisavaca


Kruna

Vrat

Korijen

Caklina

Dentin

Pulpa

Kost

Zubnomeso

Sjekutići Predkutnjaci KutnjaciOčnjak

Sjekutići Predkutnjaci KutnjaciOčnjak

Građa zubi


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


Sastav se mijenjas vremenom

Povremeniulaz hrane

Povremeniizlaz hrane Miješanje

sadržaja

Usta


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


Ljama

Govedo

Pustinjski skočimiš

0 100 200 300 400

20

30

40

50

60

70

Masa tijela (kg)

Odnos mase tijela i duljine probave


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


Python sebae


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


Probava u probavnom kanalu

Unos

Provođenje (čovjek)Skladištenje (životinje)Probava (životinje)

Probava (kiseli okoliš)

Apsorpcija (bazični okoliš)

Skladištenjeotpadnihproizvoda

Defekacija


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


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


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


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


Fundus

Duodenum

Piloričnisfinkter

Piloričniantrum

Jednjak Kardialnisfinkter

Nabori

Vrčastestanice

Parietalnestanice

Glavnestanice

Želučani zid

Želučanajamica

Želučanažlijezda

Monogastrički želudac


Pepsinogen

Pepsin

HCl

Protein Peptidi

Intrinzičnifaktor

Glavna stanica

Parietalna stanica

Želučani zid

Želučanažlijezda

Lumen želuca

Probava u želucu


K+

K+

H+Glukoza

H+ + HCO3- CO2 + H2O

Na+

Cl- Cl-

Bazalna strana Apikalna strana

Mehanizam lučenja HCl u želucu


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


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


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


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


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


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


! 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


Jednjak

Nabor

Knjižavci

Pilorus

SirišteKapura

Burag

Digastrički želudac


1

2

3

4

5

6

Crijevo

Jednjak

Burag

Sirište

Knjižavci

Kapura


CH4CO2

Hrana

Protein CelulozaCH4CO2

NH3Deaminirane

organskekiseline

Organskekiseline

Sintezamikrobnihproteina

Organske kiselinekratkih lanacaBakterijski protein

Ureaiz

jetre

Izbacivanjepodrigivanjem

Probava u buragu


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?


Karboksipeptidaza

Kimotripsin

Prokarboksipeptidaza

Kimotripsinogen

Tripsinogen Tripsin

Membranskaenterokinaza

Lumenduodenuma

Izvodnikanal

Gušterača

Aktivacija probavnih enzima u duodenumu


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


VenaArterija

SluznicaKružni naborKružni mišić

Uzdužni mišić

Seroza

Vilusi

Podsluznica

Građa tankog crijeva


Design by dr. Zoran Tadić

Vilusi

Podsluznica

Kapilare

Lakteal

Lieberkühn-ovekripte

Građa tankog crijeva


ArteriolaVenula

Kapilare

Lakteal

Vrčastastanica

Mikrovilusina stanicama

Apsorpcijskastanica

Čvrstispoj

Dezmosom

Mitohondrij

HrapaviER

Međustanični

prostor

Membrane susjednih stanica

Crijevna resica i apsorpcijska stanica tankog crijeva


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


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


Uzlazni dio Silazni dio

Transverzalni dio

Tenia coli

Ileum

Cekum

Apendiks

Hepatičkafleksura

Spleničkafleksura

Haustra

Sigmoidni diodebelog crijevaRektum

Vanjski analni sfinkter

Građa debelog crijeva


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?


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


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!


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


Documents

D:Animalna fiziologijaZa tiskati21 Probava (manji …zaf.biol.pmf.unizg.hr/anphys/pdf/13_Probava.pdfPikanterije iz fiziologije: Zubni karijes! Streptococcus mutans! Streptococcus sobrinus!