PBL Fall 11: Mag-tarm kanalen

Gastrointestinal fysiologi, digestion och absorption

Fallet

Person åker till akutmottagningen sedan kräkts upp blod och under några dagar inte kunnat behålla maten.

Har gått ner en del senaste året, avföringen flyter på vattnet. Känner sig frisk, oroad för cancer.

Puls

100 slag/min

Blodtryck

135/90 mmHg

B-Hb

156 g/L

Normalt: 117-153 g/L

B-SR

1 mm

Normalt kvinnor >50 år: <20 mm

Laboratorievärden

Prov	Värde	Referens
P-Natrium	140 mmol/L	137-145
P-Kalium	3.4 mmol/L	3.5-4.4
P-Klorid	95 mmol/L	100-110
B-Basöverskott	+5 mmol/L	-3 till +3

Kliniska fynd

Mjälte och lever palperbara
Hudturget något reducerat
Slemhinneerosioner
Leverförstoring med inslag av cirros
Kronisk pankreatit

Diagnos: Kronisk alkoholism

Behandling: Creon (Pankreassubstitutionspreparat) samt alkoholstopp för leverregenerering

Studiemål

•Mag-tarm kanalens anatomi och funktion
•Alla organ: lever, kolon, tunntarm, exokrina pankreas, magsäck, esofagus, munnen, gallblåsa, mjälte
•Blodförsörjning och innervering (enteriska systemet)
•
Matens väg från mun till blodabsorption
- - Vad finns kvar i avföringen
- - Transportmekanismer
- - Elektrolytbalans och vattenupptag

Grundläggande digestion

Upptag av föda sker i flera väldefinierade steg:

1. Förtäring (Ingestion)

Få maten in i munnen

2. Mekanisk nedbrytning

Tugga eller magens arbete

3. Svälja (Propulsion)

Få ner maten från mun till mage

4. Digestion

Nedbrytning genom enzymer och mekaniska rörelser

5. Absorption

Upptag från mag/tarm till blod/lymfa

6. Utsöndring

Avföring (feces) ut via analen

Kefal fas: Redan vid doften av mat börjar kroppen förbereda sig och utsöndra saliv. Samma resultat ses om man tänker på en citron och dess smak.

Digestionsfaser

Fas	Nyckelord
Kefal och oral	Lukt, smak, tugga, svälja, saliv
Esofageal	Motorik: Transport, reflux
Gastrik	Motorik: Reservoir, mixa, sönderdela Sekretion: HCl (saltsyra), enzymer
Tunntarm	Nedbrytning, upptag Motorik, sekretion bukspott, galla
Tjocktarm	Nedbrytning, upptag, bakterier, fermentering Motorik, sekretion, defekation

Blodförsörjning

Blodet till mag-tarm kommer direkt från artärer kopplade till aorta vid buken och förgrenar sedan sig.

Blodflöde ökar när vi får i oss föda, som svar på ökade kravet på energi
Stark stress kan stänga av blodet kraftigt till tarmarna (sympatikus) och även skada dem

Saliv och spottkörtlar

Spottkörtlar

• Glandula parotis
• Glandula submandibularis
• Glandula sublingualis

Spottkörtelsekret

• Mucin, amylas, lipas
• Tillväxtfaktorer
• Bakteriostatiska peptider
• Vatten och elektrolyter

Funktioner

Rengöra munnen
Fukta maten
Skydda mot mikroorganismer (lysosomer, IgA, defensiner)

Celltyper

Serösa celler

Vattnigt sekret med enzymer, joner och lite mucin

Mukosa celler

Mucosa, slem

Hormonell reglering: Gångarna i salivkörtlarna påverkas av aldosteron där Na⁺/K⁺ reabsorption sker. Na⁺ reabsorberas och K⁺ sekreteras vid vätskebrist.

Generell uppbyggnad av mag-tarm kanalen

Mukosa (Slemhinnan)

Lining Epitel

Goblet celler med slemskydd mot enzymer

Lamina Propria

Löcker bindväv med lymfatiska ansamlingar. Absorberar nedbrutna ämnen via kapillärer

Muscularis Mucosae

Tunt skikt av glatt muskulatur för kontraktion

Submukosa

• Lymfatiska delar
• Körtlar och nervceller
• Stora artärer till mag-tarm
• Elastiska fibrer för följsamhet

Muscularis Externa

Ansvarar för tarmrörelser

Inre: Cirkulärt muskellager, bildar sfinkter
Yttre: Longitudinellt muskellager

Viktigt: Villi finns bara i tunntarmen, inte tjocktarmen. Körtlar är olika i olika regioner.

Esofagus och skyddsmekanismer

Sfinkrar

Övre esofagus sfinkter: Funktionell (ej anatomisk), förhindrar luft i magen
Nedre esofagus sfinkter: Anatomisk, hindrar reflux

Försvar

• Bortsköljning
• Peristaltik
• Mukosa barriär
• Sfinkter funktion

Angrepp (som skyddas från)

• Syra
• Pepsin
• Galla
• Pankreas enzymer

Magsäckens regioner och funktion

Region	Luminal Sekretion	Rörlighet
Övergång matstrupe-mage	Mucus HCO₃⁻	Förhindra reflux Föra mat till mage
Fundus och Corpus	H⁺ Intrinsic Factor (IF) Mucosa Pepsinogen Lipase	Reservoar Tömma mage
Antrum och Pylorus	Mucus HCO₃⁻	Blanda, fördela mat Släppa ut till tarmen

Intrinsic Factor (IF): Binder B12 och möjliggör upptag i ileum

H⁺ sprutar ut som en fontän medan HCO₃⁻ görs av ytepitel. Dessa möts inte utan skyddas från varandra - HCO₃⁻ ger skydd mot saltsyran.

Kolhydrater och stärkelse

Kolhydrater, proteiner och fetter tas upp så snabbt det går. Kalcium, järn och folat är också snabbt men kalcium reabsorberas även i hela kanalen under reglering.

Nedbrytningsprocessen

Munnen: Amylas i saliv bryter upp stärkelse till mindre delar
Magen: Amylas slutar fungera vid lågt pH
Duodenum: Ny amylas och pankreasenzymer bryter ner stärkelse till absorberbara kolhydrater

Slutprodukter

• Glukos
• Galaktos
• Fruktos

Transport

In i cell: GLUT5, SGLT1

Ut till blod: GLUT2

Energikrav: Kräver ATP för att ta upp energi. Na⁺ måste pumpas ut från cellen så den kan ta upp Na⁺ och glukos/galaktos. Fruktos behöver inte Na⁺.

Resistant starch: All stärkelse kan inte brytas ner i tunntarmen och tar sig vidare till colon. Där genomgår den fermentering och kan bli korta fettsyror som kan tas upp.

Proteiner

Proteiner bryts ner både i magen och tunntarmen genom flera steg.

Nedbrytningsställen

Magen

Pepsin från chief-celler

Tunntarmen

Pankreasenzymer:
Trypsin, Chymotrypsin, Carboxypeptidas

Tarmens Epitel

Dipeptidas och Aminopeptidas

I Enterocyterna

Peptidas vid behov

Aktiveringskaskad

Enterokinase aktiverar Trypsin → Trypsin aktiverar sin egen föregångare (Trypsinogen) + Chymotrypsinogen + ProCarboxypeptidas

Transport

• Aminosyror och korta peptider transporteras in via co-transport med H⁺
• Fria aminosyror kommer in med co-transport av Na⁺
• Na⁺ pumpas aktivt ut → skapar drivkraft för Na⁺ att ta sig in med aminosyror

Fetter - Lipider

Pankreatiska lipaser bryter ner fetter medan gallsalter möjliggör större yta att jobba mot och därför kortare tid för nedbrytning.

Emulsifikation

Gallan innehåller amfifila gallsalter som kan binda mot fett på ena sidan och vatten mot andra. Detta blandar fett-globules och bildar mindre fett-emulsionsdroppar.

Nedbrytningsprocessen

Emulsifikation: Gallsalter skapar större yta för lipaser
Lipolys: Colipase hjälper vattenlöslig lipas att binda till fettyta
Produkter: Triglycerider → Glycerol + fettsyror
Micellbildning: Fria fettsyror bindas in i miceller med fosfolipider och gallsalter
Absorption: Miceller är så små att de kan passera enterocyternas membran

Transport via lymfsystemet

Inne i enterocyten reformeras fettet till chylomicron - en droppe med fett i centrum och hydrofil yta. Apo-proteiner byggs in och gör den transportbar till lymfan.

1. Lacteals

Fett tas via lacteals (lymfans början)

2. Ductus Thoracicus

Transport till venösa blodet vid nacken

3. Lipoproteinlipas

Hydrolyserar triglycerider till fria fettsyror och glycerol

4. Levermetabolism

Remnant chylomicron + proteiner → VLDL för kolesteroltransport

Korta fettsyror behöver inte gallsalter eller miceller och tas därför upp mycket snabbare.

Vitaminer

Tunntarm

Upptag av vitaminer via kosten

Tjocktarm

Upptag av vitaminer producerade i kroppen (B och K)

Fettlösliga vitaminer (A, D, E, K)

Absorberas med miceller - kräver fett för effektivt upptag

Vattenlösliga vitaminer (B, C)

Absorberas via diffusion eller specifika kanaler

Vitamin B12: Behöver IF (Intrinsic Factor) från magens parietalceller för att kunna tas upp i ileum

Elektrolyter

Mycket av upptaget sker direkt i början av duodenum - kroppen vill inte vänta med att ta upp det goda.

Natrium

Co-transport med glukos och aminosyror
Upptag sekundärt passivt genom Na⁺/K⁺-pump

Klorid

Transporteras aktivt i utbyte mot bikarbonat som ska ut i lumen

Kalium

Diffusion eller läckande tight junctions (paracellul ärt)
Via osmotisk gradient i samband med vattenabsorption

Diarré: Hindrar upptag av kalium och kan leda till hypokalemi

Pankreas och gallblåsa

Pankreassaft

• Alkalisk (HCO₃⁻) för att neutralisera magsyra
• Enzymer: Lipas, amylas, proteas
• Proenzym som aktiveras i tarmen

Galla

• Gallsalter för fett-emulsifikation
• Bilirubin (nedbrytningsprodukt från hemoglobin)
• Kolesterol
• Elektrolyter

Hormonell reglering

CCK (Cholecystokinin)

Stimuleras av fett och protein
Kontraktion av gallblåsa
Pankreasenzym-sekretion

Sekretin

Stimuleras av surt innehåll
HCO₃⁻-sekretion från pankreas

Enterohepatiska kretsloppet

Gallsyror återcirkuleras mellan lever och tarm för effektiv användning.

Leverproduktion

Gallsyror syntetiseras från kolesterol i hepatocyter

Gallblåsa

Lagring och koncentrering

Duodenum

Utsläpp vid måltid

Ileum

Aktiv reabsorption (95%)

Portal-circulation

Återgång till lever

Konjugering: Gallsyror konjugeras med glycin eller taurin för bättre vattenlöslighet och aktiv transport

Farmakologilista

Syrahämmare

• Antacida
• H2-receptorantagonister
• Protonpumpshämmare

Motilitet

• Motilitetsstimulerare
• Bulkmedel
• Loperamid (antidiarroikum)

Övrigt

• Slemhinneskyddande läkemedel
• Antiemetika
• Pankreassubstitutionspreparat (Creon)

Fallåterkoppling

Patofysiologiska mekanismer

Fettsteatre (flytande avföring)

Orsak: Kronisk pankreatit → Bristande lipas
Mekanism: Fett kan inte brytas ner → Osmotisk diarré
Behandling: Creon (pankreassubstitution)

Högt Hb och hög puls

Orsak: Dehydrering från kräkningar och diarré
Mekanism: Volymförlust → Hemokoncentration → Kompensatorisk takykardi

Lågt klorid och basöverskott

Orsak: Upprepade kräkningar
Mekanism: Förlust av HCl → Hypokloremisk metabol alkalos

Esofagusvaricer

Orsak: Portal hypertension från cirros
Mekanism: Leverförstoring → Ökat motstånd → Kollateral-cirkulation

pH-jämförelse

Magsäck

pH: 1-2

H⁺ koncentration: 10⁻¹ - 10⁻² M

Blod

pH: 7.4

H⁺ koncentration: 4×10⁻⁸ M

Skillnad:

1 miljon - 10 miljoner gånger högre H⁺ koncentration i magen

Kompensationsmekanismer

Njurar: Ökar H⁺-sekretion och HCO₃⁻-retention
Lungor: Minskar ventilation → Behåller CO₂ för att balansera pH

Tentafrågor - Sammanfattning

Vad orsakar fet avföring?

Kronisk pankreatit → Bristande lipas → Osmotisk diarré från osmättat fett

Lipidnedbrytning från mun till enterocyt

Minimal i munnen → Maglipas → Pankreasipas + gallsalter (emulsifikation) → Micellbildning → Absorption

Gallsyror produceras av?

Hepatocyter från kolesterol. Pankreasipas kräver colipase som koenzym

Triglycerider bryts ner till?

Monoglycerider och fria fettsyror som tas upp av enterocyten

Hormon som stimulerar cholangiocyter?

Sekretin stimulerar vatten och bikarbonat-utsöndring

Hormon som hämmar cholangiocyter?

Somatostatin inhiberar vatten och bikarbonat från gallgången

Enterohepatisk cirkulation - aktiv absorption?

Begränsat till terminala ileum för konjugerade gallsyror

Gallsyror konjugeras med?

Glycin eller Taurin för bättre vattenlöslighet