3 - Fizyoloji Gastrointestinal Kanalda Sindirim GASTROİNTESTİNAL KANALDA SİNDİRİM Prof.Dr.Meral AŞÇIOĞLU Sindirim için öncelikli olarak gerekli olan işlevler hareketlilik ve sulandırma-salgılamadır. Hareketlilik ve salgılama kanal boyunca bazı farklılıklar göstermekle birlikte genelde aynı işlergelerle düzenlenip kontrol edilir. Gastrointestinal Kanalda Hareketlilik ve Salgılamanın Düzenlenmesi: İki işlerge ile gerçekleştirilir: 1-Sinirsel işlergeler (refleksler). 2-Hormonal işlergeler. G.I. Kanalda Sinirsel Etkinlik İki sistem tarafından sağlanır I. Intrensek (intramural) Sinir Sistemi a. Miyenterik pleksus: (Auerbach pleksusu.) GI kanalda hareketliliğin düzenlenmesinde etkilidir. b. Meisner pleksusu: (Submukozal pleksus.) Salgılama ve kan akımının düzenlenmesinde etkilidir. II. Otonom Sinir Sistemi a. Parasempatik sinir sistemi b. Sempatik sinir sistemi G.I. Kanalda Parasempatik Etkinlik Özofagus, mide, pankreas ve duodenumda çok yoğun, kalın barsağın inen kolonunun başlangıç kısmına kadarki bölümünde nisbeten zayıf ve kalın barsağın distal bölümünde tekrar güçlüdür. GI kanalın parasempatik etkinliği üst bölgelerde N. vagus, alt bölgelerde ise; sakral 2., 3., 4. segmentlerden pelvik sinirle gelen parasempatiklerle sağlanır. Duodenum dışındaki incebarsak bölgelerinde parasempatik etkinlik oldukça zayıftır. G.I. Kanalda Sempatik Etkinlik : Sempatik etkinliğin G.I. kanaldaki dağılımı homojendir. * Sindirim sisteminde otonomik sinirlerin bazıları ve enterik sinirlerin çoğu peptiderjik, purinerjik ve niterjik sinirlerdir. G.I. Kanal İşlevlerine Aracılık Eden Temel Nörotransmitterler: Asetilkolin, noradrenalin, GABA, serotonin, ATP, dopamin,NO. Motor Nöronlardan Salgılananlar Sekretuar Nöronlardan Salgılananlar VIP (= vazoaktif intestinal polipeptid) VIP (= vazoaktif intestinal polipeptid) P maddesi P maddesi CCK GRP (gastrin salgılatıcı polipeptit Somatostatin CGRP (Kalsitonin geni ile ilişkili polipeptit Nörotensin Somatostatin Enkefalinler Galanin Enterik s.s.deki Nöronlardan Salgılanan Peptid Yapılı Nörotransmitterler: Duysal Nöronlardan Salgılanan Peptit Yapılı Nörotransmitterler CGRP P Maddesi G.I. Kanal İşlevlerinin Düzenlenmesine Aracılık Eden Refleksler: 1. Bütünüyle intramural sistem içinde oluşan kısa refleksler(Yerel refleksler=Lokal refleksler.) 2. Merkezi prevertebral sempatik gangliyonlarda bulunan genelde inhibitör etkili uzun refleksler.(örn:enterogastrik ref.) 3. Merkezi medulla spinalis veya beyin sapında bulunan parasempatik uzun refleksler. (örn:gastroileal ref.) Sindirim Sistemindeki Refleksleri Başlatan Uyaranlar: I. Sefalik uyaranlar (Sefalik dönemde etkilidirler), II. Gastrik uyaranlar (Gastrik dönemde etkilidirler), III. Intestinal uyaranlar (Intestinal dönemde etkilidirler), I. Sefalik Uyaranlar: Besinin düşünülmesi, görülmesi, koku ve tadının algılanması sefalik uyaranlardır.. ? Özellikle salgılama ile ilgili refleksleri başlatırlar. Ancak etki baskın değildir. ? Sefalik dönemdeki sinirsel uyarılar;serebral korteks ve amigdaladaki koku ve tad alanlarından veya hipotalamustaki iştah merkezlerinden kaynaklanır. II. Gastrik Uyaranlar: a. Midedeki besinin hacmi (temas, gerilme) b. Midedeki besinin türü (örneğin; et proteinlerinin gastrin salgısını artırması) c. Midede asidite değişikliği III. Intestinal (Duodenal) Uyaranlar: a. Duodenuma boşaltılan kimusun hacmi ( temas, gerilme) b. Kimusun fiziksel ve kimyasal yapısı (İritasyon) ? Asidite değişikliği ? Ozmolarite değişikliği ? Protein ve yağ sindirim ürünlerinin artması MİDEDE SİNDİRİM Sindirim için öncelikle gerekli olan işlevler: 1. Salgılama 2. Hareketlilik Midede Salgılama: Yüzeydeki müköz hücreler ve bu hücreler arasında yer alan 3 grup tübüler bez tarafından gerçekleştirilir. 1. Kardiya Bölgesindeki Bezler: (= Pilor bezlerine benzerler) Müsin salgılarlar. 2. Korpus ve Fundus Bölgesindeki Bezler: Gastrik Bezler= Oksintik bezler. 3. Antrum Bölgesindeki Bezler: Pilor bezleri esas olarak müsin, bir miktar da pepsinojen ve gastrin salgılarlar. Oksintik bezler 3 tip temel salgı hücresi bulundururlar: a. Paryetal Hücreler= Oksintik hücreler. HCL, Intrensek faktör salgılar, b. Zimojen Hücreleri= Esas Hücreler= Peptik Hücreler: Pepsinojenleri salgılar. c. Boyun Hücreleri= Müsin, biraz da pepnisojen salgılar. d. Ayrıca; histamin salgılayan ECL hücrelerini,somatostatin salgılayan D hücrelerini ve ghrelin salgılayan özel hücreleri de bulundururlar. Gastrik Bezler Gastrik Bezler Günlük mide salgısı yaklaşık 2500 ml olup, pH’sı 1,5-3’tür. Midedeki Salgılamanın Dönemleri: 1. Sefalik dönem (toplam salgının 1/10’i) 2. Gastrik dönem (toplam salgının 2 /3’si) 3. Intestinal dönem Midedeki salgı hücreleri üzerinde sonlanan ve salgılamaya neden olan sinirler, G hücrelerinde sonlanan ara nöronlar hariç uçlarından asetilkolin salgılarlar. GASTRİN: Farklı sayıda aminoasit içeren G17, G14, G34 gibi türevleri vardır. Mide asit salgısı için en etkin olan G17’dir. Antrumdaki tübüler bezlerin yan duvarla- rındaki G hücrelerinden, çok az da tüm GI kanaldaki G hücrelerinden salgılanır. Gastrin salgılanması: I:Sefalik Dönemde Gastrin Salgılanması: ?Vagus liflerinin GRP salgılayan post gangliyonik lifleri uyarması ve ?Vagusun somotostatin salgısını baskılaması ile gerçekleşir. II:Gastrik Dönemde Gastrin Salgılanması: Midedeki besinin oluşturduğu gerim, pH’nın yükselmesi ve mide içeriğinde peptidlerin artışı; ? Intramural refleksler (= yerel refleksler) ? Ekstrensek vago-vagal refleksler(GRP salgılayan ara nöronlar üzerinden.) ? Peptidlerin G hücrelerini doğrudan uyarması ile gastrin salgılanmasını gerçekleştirir. Gastrik dönemde pH ne zaman ve niçin yükselir ? Midede; Artan Gerim ? Yerel ve ekstrensek refleksler aracılığı ile gastrin salgılatır. Azalan Asidite ? Yerel refleksler aracılığı ile gastrin salgılatır. İçerikteki peptitler ? G hücrelerini doğrudan uyararak gastrin salgılatırlar Midedeki asidite ile gastrin salgılanması arasında negatif feedback kontrol vardır. ? Asiditedeki azalma gastrin salgılanmasını aktive eder. ? Asiditenin artması durumunda pH < 2 olunca, azalan pH; hem direkt etki ile, hem de somatostatin salgılatarak indirekt etki ile gastrin dolayısıyla H + sekresyonunu inhibe eder. Intestinal Dönemde Gastrin Salgılanması: Bu dönemdeki uyaranlar gastrin salgılanması üzerinde önce artırıcı sonra azaltıcı etki yaparlar ancak;duodenumda gerim, asidite, ozmolarite ve sindirim ürünlerinin artmasının enterogastrik refleksler ve hormonal işlergeler üzerinden gastrin salgısında oluşturduğu net etki azalma şeklindedir. Niçin ? Gastrik salgılamayı azaltan intestinal hormonlar: Sekretin, CCK, VİP, GİP, Somatostatin Gastrinin Etkileri: 1. Asit salgısını 8 kat, pepsinojen salgısını 2-4 kat arttırır, 2. GI kanal mukozasının gelişmesinde rol alır. 3. Midede hareketliliği artırır, 4. Gastroözofagal sfinkterin kasılmasını sağlar, 5. Pankreas asinilerinden enzim salgılanmasını artırır. 6. Proteinden zengin beslenmeden sonra salgılandığı düzeylerde insülin salgılanmasını artırır. Pepsinojenlerin Salgılanması I:Sefalik Dönemde Pepsinojen Salgılanması: ? Vagus uyarısına bağlı doğrudan kolinerjik etki ile ve ? Vagus uyarısında salgılanan gastrinin etkisi ile dolaylı olarak gerçekleştirilir. II:Gastrik Dönemde Pepsinojen Salgılanması: Besinin midede oluşturduğu gerim: ? Yerel refleksler aracılığı ile ve ? Vagal refleksler aracılığı ile a) Doğrudan kolinerjik etki ile veya b) Dolaylı olarak gastrin ile pepsinojen salgılanma- sını artırır Asiditedeki yükselme yerel reflekslerle ve peptidler peptik hücreleri doğrudan uyararak pepsinojen salgılatırlar. III:Intestinal Dönemde Pepsinojen Salgılanması: Bu dönemde pepsinojen salgılanması azalır. Pepsinojen midenin asit ortamında etkili şekli pepsine dönüşür.Oluşan pepsin bu dönüşümü hızlandırıcı(oto katalitik) etki yapar. Pepsin için optimum pH: 1,8-3,5’tur. pH = 5’te enzim etkinliğini kaybeder. Pepsinler hemen bütün proteinleri daha küçük moleküllü polipeptidlere ve peptonlara parçalar ,ayrıca diğer proteolitik enzimlerden çok az etkilenen kollajeni de sindirebilir. Ancak yemekle alınan proteinlerin sadece %20’sini parçalayabilir. HCl Salgılanması Uyarılmamış durumda salgı hızı 1-mEq/saat’tir. Maksimum uyarılmada ise 6-40 mEq/saat’tir. Midede gastrin salgılanmasını gerçekleştiren olaylar HCl salgılanmasında da etkilidir. Ancak vagusun asit salgılatan etkisine aracılık eden lifler kolinerjiktir. Gastrik dönemde Besinin oluşturduğu gerim, lokal ve ekstrensek reflekslerle direkt ya da gastrin ve histamin salgılatarak ve somatostatin salgısını baskılayarak İçerikteki aminoasitler (özellikle triptofan,fenilalanin), pepsinin etkisi ile oluşan peptidler gastrin salgılatarak paryetal hücrelerin uyarılmasına neden olup midede asit salgılanmasını artırırlar. Paryetal hücrelerde asit salgılanmasının gerçekleştirilmesinde; Vagus ? M3 almaçlarını uyarıp IP3 üzerinden hücre içi Ca ++ ’u artırarak, Gastrin ? G almaçlarını uyarıp IP3 üzerinden hücre içi Ca ++ ’u artırarak ayrıca ECL(enterokromafin benzeri) hücrelerinden histamin salgılatarak, Histamin ?H 2 almaçlarını uyarıp hücre içi cAMP’yi artırarak, HCl salgılanmasına neden olurlar. PGE’ler, EGF, TGF ve somatostatin salgılanmayı azaltır. İntestinal dönemde mide asit salgısı önce uyarılır. Bu etki; - içeriğin oluşturduğu gerime bağlı G hücrelerinin uyarılması ve gelişen vagovagal refleksler ile - içerikteki aminoasitler ve peptitlerin duodenum ve jejunumdaki G hücrelerinden gastrin salgılatması ve özel enteroendokrin hücrelerden entero-oksintin salgılatması ile oluşur. İntestinal dönemde mide asit salgısında gözlenen net etki baskılanma şeklindedir. - İçeriğin ozmolaritesindeki ve asiditesindeki artış enterik ve vagovagal reflekslerle mide asit salgısını baskılar, - Baskılanma özellikle sekretin, bulbogastron, GİP, CCK gibi enterogastronlar ile gerçekleştirilir. HCl oluşumu: CO 2 + H 2 O karbonik anhidraz etkisiyle H 2 CO 3 ‘ü oluşturur. H 2 CO 3 ise kısa sürede H + ve HCO 3 - ’a iyonlaşır. H + potasyumla değiştirilerek lümene HCO 3 - klorla değşitirilerek interstisiyel aralık üzerinden kana verilir. Paryetal hücreye alınan klor ise etkin taşıma ile (aktif olarak) lümene aktarılır. Intrensek Faktör: Paryetal hücrelerden asit salgılatan uyarılara yanıt olarak salgılanır. Glikoprotein yapısındadır. ? Vit B 12 ile kompleks yapıp Vit B 12 ’yi asit etkisinden korur. ? Vit B 12 ’nin terminal ileumdan emilimini kolaylaştırır. Midede pepsin dışında salgılanan diğer enzimler: ? Gastrik lipaz (=tributiraz), ? Gastrik amilaz, ? Jelatinaz’dır. Lingual lipaz midede aktif olup trigliseridlerin % 30’unu sindirebilir. Midede müsin ve bikarbonat salgılanması: • Müsin yüzey müköz hücrelerden ve gastrik tübüler bezlerin boyun hücrelerinden salgılanır. • • Yüzey müköz hücreler müsin ile birlikte bikarbonat iyonlarınıda salgılarlar. • Midede salgılanan müsin ve HCO 3 - midenin iç yüzeyinde 0,2-1 mm kalınlığında, visköz ve nötr pH da bir tabaka oluşturur • müsin ve HCO 3 - ’ ün oluşturduğu visköz ve nötr tabaka, mukozal hücrelerin asite dayanıklı trefoil peptidleri içeren yüzey membranları ve hücreler arası sıkı bağlantılar hepsi birlikte mukozal HCO 3 - bariyerini oluştururlar. Mukozal HCO 3 - bariyerini yıkıp mide mukozasında tahriş yapan maddeler: Alkol, aspirin, sirke, safra tuzları, nonsteroidal antiinflamatuar ilaçlar. Midede Hareketlilik Üç temel görevi yerine getirir 1. Bir yemekte yenilebilecek miktardaki yiyeceği depolamak, 2.Besinleri küçük parçalara bölmek, kimus oluşumu için mide salgısı ile karıştırıp homojenize etmek ve kimus oluşumuna kadar midede bekletilmesini sağlamak, 3. Oluşan kimusun uygun hızda barsaklara boşaltılmasını sağlamak. Besin mideye girdiğinde depolama görevine yönelik olarak midenin oluşturduğu ilk cevap, vagal etki ile gelişen reseptif gevşemedir.Bu gevşeme farinks ve özofagustaki hareketlerin devamı şeklinde fundus ve korpusta gelişir Gevşemeyi besini karıştıran ve belirli bir hızda duodenuma iten yavaş peristaltik dalgalar takip eder. Bu dalgalar; BER ile koordineli olarak meydana gelir. Mide içeriğinin duodenuma boşaltılması pilor pompasının etkinliği ile sağlanır. Pilor Pompası: 20 saniyede bir, birkaç mililitre kimusun duodenuma fışkırtılmasıdır. Pilor pompasının etkinliği antrumdaki kasılma ve gevşemeleri ardışık olarak pilor ve duodenumun kasılma ve gevşemelerinin izlemesi ile gerçekleşir. Miyoelektrik Motor Kompleksin Göçü: Midenin tamamen boş olduğu durumlarda, her iki saatte bir korpustan başlayıp terminal ileuma kadar ilerleyen peristaltik dalgalardır. Mide Boşalmasının Düzenlenmesi: 1. Gastrik etkenler, 2. Duodenal etkenler tarafından gerçekleştirilir. Gastrik Etkenler: Genelde boşalma hızını artırıcı yönde etkilidirler. Bu etkenler,besinin hacmi ve besinin türü gibi etkenlerdir. Boşalma besin hacminin karekökü ile paralel olarak hızlanır. Mide Boşalmasını Etkileyen Duodenal Etkenler: Etki gücü sırasına göre; 1. Kimus hacmine bağlı gerim artışı, 2. Asidite artışı (pH= 3,5-4), 3. Ozmolarite artışı, 4. Kimustaki protein ve yağ sindirim ürünlerinin artışıdır. Bu etkenler; Sinirsel işlergeler (entero gastrik refleksler) ve hormonal işlergeler aracılığı ile etkili olurlar ve genelde boşalmayı geciktirirler. Mide Boşalmasını Geciktiren Enterogastronlar ? Kimusun yağ içeriğinin fazla olması durumunda duodenum ve jejunumdaki I hücrelerinden salgılanan CCK , ? İnce barsaktaki kimusun asiditesinin yüksek olması durumunda salgılanan sekretin, ? yağ ve karbonhidrat içeriğinin fazla olması durumunda salgılanan GIP mide boşalmasını geciktiren enterogastronlardır.