Föreläsning digestion Flashcards
Översikt av digestionskanalen hos karnivorer och omnivorer
Karnivorer ex. katt och hund
Kort, simpel digestionskanal (pga äter mest animaliskt)
Expanderbar magsäck (äta mycket på samma gång)
Omnivorer ex. människa och gris
Större variation beroende på huvudföda (mer anpassade för att äta växtmaterial)
Längre digestionskanal än karnivorer
Välutvecklad tjocktarm
Fyra digestionsprocesser?
Nervös och hormonell reglering:
- Mekanisk bearbetning och transport (ser till att födan omvandlas och förs framåt)
- Sekretion - enzymer, buffrande eller surgörande sekret, slem mm. (saliv, magsaft, bukspott)
- Enzymatisk spjälkning - stegvis process ger molekyler av rätt storlek
- Absorption - upptag av näringsämnen
Hur styrs digestionsprocesserna?
Reglering
Negativ feedback (koppen känner av obalans? (2 olika)
Sensoriska nervceller (finns i hela digestionskanalen - känner av)
- Koncentration av näringsämnen
- Osmolitet
- pH
- Uttänjning
- Irritation av slemhinnan
(pil nedåt)
Motoriska nervceller (agerar på stimuli)
- Glatt muskulatur
- Sekretoriska körtlar
- Endokrina celler
Nervös reglering (autonoma nervsystemet)?
Autonoma nervsystemet (ingen kontroll över - självstyrt)
- Parasympatiska ns. - Rest and digest
- Sympatiska ns. - Fight or flight (rädd eller stressas, inhiberande effekt på digestionskanalen)
- Enteriska ns. - Second brain (alla delar inom digestionskanalen och kan agera utan CNS)
Vagusnerven innerverar hela digestionskanalen förutom tungan och sista delen av tjocktarmen
Nervös reglering och korta reflexbågar?
Korta reflexbågar - enteriska ns. (skickas inom enteriska ns.)
- Ganglienervknutar inom digestionskanalen (sensoriska och motoriska nerver, interneuron) = enteriska nervsystemet
- Reglering av lokala förändringar → sekretion eller motilitet
- Egenkontroll
- Negativ feedback går snabbt
Nervös reglering och långa reflexbågar?
Långa reflexbågar - parasympatiska och sympatiska ns.
- Går genom CNS (upp till CNS och ner igen)
- Stimulerar eller inhiberar digestionskanalen
- Lokala sensoriska celler och utomstående stimuli
- Koordinerar aktiviteten i enteriska nervs. = entero-enteriska reflexer (skickas ner och förbereder digestionskanalen på att ta emot mat)
Nervös reglering översiktsbild?
Djuret ser föda (inlärda eller medfödda reflexer aktiveras) - CNS - antingen till spottkörtlarna, levern, bukspottkörteln eller enteriska ns - muskler aktiveras
Stimuli i lumen - korta eller långa reflexbågar - upp till CNS
Beror på stimuli (variation) om långa eller korta reflexbågar utlöses
Vad aktiveras i de olika systemen i nervös reglering?
Enteriska nervsystemet med korta reflexbågar - från en sensorisk cell till en motorisk cell (korta reflexbågar)
Parasympatisk - acetylkolin aktiveras och har en stimulerande effekt (långa reflexbågar)
Sympatiska - noradrenalin aktiveras och har en inhiberande effekt (långa reflexbågar)
Hormonell reglering? (3 st endokrina hormoner)
Hormoner utsöndras från epitelceller både vid nervös stimulering och stimulering från uttänjning och koncentration av olika näringsämnen
- Gastrin - HCL & mucosa ↑
- Kolecystokinin (CCK) - Bukspottsenzymer ↑ & kontraherar gallblåsan
- Sekretion - HCO3 ↑
Endokrina hormoner - förs med blodet
Hormonell reglering? ( 1 st neurohormoner)
Hormoner utsöndras från epitelceller både vid nervös stimulering och stimulering från uttänjning och koncentration av olika näringsämnen
Vasoactive intestinal peptide (VIP) - Receptiv relaxering, salivering ↑
Neurohormoner - utsöndras från nervceller
Mekanisk bearbetning och transport?
Glatta muskulaturens motilitet - cirkulära (tvärgående) och längsgående glatt muskulatur
Transportera fodret genom digestionskanalen mot anus i “lagom” hastighet - peristaltik (muskelkontraktion)
Säkerställa att fodret blandas med sekret - segmentering (muskelkontraktion)
Säkerställa att nedbrytningsprodukter kommer i kontakt med den apikala ytan på epitelcellerna i mag-tarmkanalen - segmentering (muskelkontraktion)
Vad är pacemakerceller?
(kontraktioner sker mha pacemaker celler)
Specialiserade glatta muskelceller i mag-tarmkanalen = interstitiella Cajal-celler (ICC)
“Slow waves” genom oscillerande cellmembran (svag aktionspotential)
Cajal-celler har gap junctions till närliggande muskelceller → synkroniserar glatta muskulaturen
Kombinerat med nervös eller hormonell stimulering bildas en aktionspotential och muskelcellerna kontraherar
Tonus - muskulaturen aldrig helt avslappnad (i kroppen - ej hos ett dött djur)
Segmentering och peristaltik?
Peristaltik
- Transportera fodret genom digestionskanalen mot anus i “lagom” hastighet
- Cirkulära muskler - kontraherar
- Längsgående muskler - relaxerar
Segmentering
- Säkerställa att fodret blandas med sekret
- Säkerställa att nedbrytningsprodukter kommer i kontakt med den apikala ytan på epitelcellerna i mag-tarmkanalen
Segmentering - sker tills dess att födan är tillräckligt bearbetad (därefter peristaltik)
Båda dessa genomför mekanisk bearbetning och transport
Vad är Migrating motility complex (MMC)?
(startar när djuret inte har ätit på ett tag - allt är spjälkat)
Magsäcken är tom och absorptionen i tunntarmen har avstannat → segmenteringen avslutas och ersätts med MMC (nedre magmunnen relaxerar - släpper igenom mer)
- Kraftig kontraktion startas i magsäcken
- Pylorussfinktern slappnar av
- Magsäcken töms på osmältbart innehåll och avstötta epitelceller
- Kontraktionerna fortsätter genom hela tunntarmen
En cykel = 1-2 h, upprepas tills nästa måltid
Salivering och sväljning
(Tuggning och saliv)?
Tuggning
Karnivorer, lite eller ingen alls (sväljer stora bitar)
Primärt vertikala rörelser
Ju med växtmaterial desto mer tuggning
Funktion: blanda in saliv och sönderfördela födan
Saliv
Underlättar sväljning och sköljer rent munhålan
Motverkar karies och infektioner mha. HCO3-, immunglobuliner och lysozym (avdödar)
Enzymatisk nedbrytning av stärkelse - omnivorer ex. gris (mha amylas påbörjas spjälkningen redan i munhålan)
Temperaturregleringen
Förmågan att känna smak
Hur regleras salivering?
- Nervös reglering - medfödda och inlärda reflexer (av samtliga spottkörtlar)
- Parasympatikus (acetylkolin & VIP) stimulerar till ökad mängd saliv
- Sympatisk stimulering (noradrenalin) ökar koncentrationen av enzymer och slem
(Kraftigt sympatiskt påslag inhiberar salivering)
Vilka 7 steg inkluderas i sväljning?
Initialt viljestyrd men övergår till reflex:
1. En tugga (bolus) frånskiljs och förs med hjälp av tungan bak mot svalget
- I svalget stimuleras känselreceptorer → impulser till sväljcentrat i förlängda märgen, utlöser sväljreflex
- Stimulering av svalgmuskulaturen
- Passage till näshålan stängs
- Epiglottis stänger passagen till luftstrupen och övre esophagealsfinktern öppnas
- Svalgmuskulaturer kontraherar
- Esophagealsfinktern stängs och andningen återupptas
Sväljcentrat initierar peristaltik i matstrupen (ser till att födan förs nedåt)
Nedre esophagealsfinktern öppnas och fodret når magsäcken
Magsäckens funktion?
- Lagring av foder - receptiv relaxtion (VIP)
- Mekanisk bearbetning och inblandning av magsaft (peristaltik)
- Viss stärkelsespjälkning - amylas
- Viss proteinspjälkning - pepsin (utsöndras tillsammans med magsaften)
- Avdödning av bakterier - HCL (säker pH)
- Portionera ut till tunntarmen (lagom mängd och hastighet)
Magsäckens kapacitet i & av hela digestionskanalens kapacitet?
Hund 62% - expandera magsäcken mycket
Katt 70&
Gris 30%
Häst 8% - liten kapacitet att lagra mat pga herbivor
Fundus och corpus innehåller 3 olika celler, vad producerar dessa?
Huvudceller
- Pepsinogen/pepsin (pepsin utsöndras som pepsinogen (dess inaktiva form) för att pepsinet inte ska förstöra huvudceller (epitelceller))
Parietalceller
- Saltsyra (säker pH, avdödar mo och bakterier)
- Intrinsisk faktor (viktig för vitamin B upptaget)
Mucin-producerande celler (slemproducerande celler som ser till att magsaften inte förstör epitelcellerna)
- Skyddande slem/mucin
Vad är “The gastric mucusal layer”?
Ogenomträngligt cellmembran för H+
Tight junctions mellan celler
Lifespan 2-3 dagar (cellerna byts ut snabbt)
Fungerar inte detta → magsår
Reglering av magsaftsekretion (allmänt)?
Inlärda reflexer: syn, ljud och minnen
Långa reflexbågar skickas ner och stimulerar direkt och indirekt produktionen av gastrin
Parasympatiska nervs. stimulerar, acetylkolin och stimulerar G-celler att producera gastrin (kommer ut i blodet och stimulerar ECL-celler) och stimulerar sedan produktioen av gastrin
Sympatiska nervs. inhiberar, noradrenalin
Reglering av magsaftsekretion (stimuli och inhibering)?
Stimuli
- Uttänjning (när maten kommit ner i magsäcken)
- Peptider (protein)
Inhibering (dels i sympatiska ns.)
- pH faller mot 2 → somatostin från D-celler blockerar gastrin (HCl slutar produceras)
- Sympatiska nervs.
- Signaler från duodenum - CCK, sekretin och GIP
Tömning av magsäcken (stimulering i magsäcken)?
Stimulering i magsäcken:
Uttänjning ger upphov till nervösa reflexer (Cajal-celler) → kontraktioner
Gastrin stimuleras av peptider och aminosyror → kontraktioner och relaxtion av pylorussfinktern (nedre magmunnen)
Tömning av magsäcken (inhibering i duodenum)?
Inhibering i duodenum:
- Högt fettinnehåll - CCK (och GIP) (komplext att bryta ner fett, därför utsöndras CCK)
- Lågt pH - sekretin
- Uttänjning av duodenum - långa och korta reflexbågar (Sympaticus)
Ovan nämnda - inhiberingen sker genom att minska kontraktionerna och kontraherar pylorussfinktern
Muskelkontraktioner i magsäcken - Peristaltik? (3 st)
- Kontraktionerna startar i fundus och rör sig neråt (kraftig peristaltisk våg)
- Kontraktioner i pylorus → chyme pressas ut i duodenum
- Kontraktionerna når pylorussfinktern → återflöde förhindras och kraftig omblandning sker
Sammanfattning av digestionsprocessen ner till efter magsäcken? (hunden ser föda) (6 st)
- Hunden ser/luktar föda → långa reflexbågar ökar salivering (munhålan är redo att blanda in saliv)
- Tuggar föda → långa reflexbågar ökar salivering och entero-enteriska reflexbågar kommunicerar till magsäcken att mat är påväg! Magsaft ↑
- Sväljer födan - initial viljestyrt men sedan sväljreflex som ej går att stoppa, peristaltik genom foderstrupen (peristaltisk våg)
- Födan når magsäcken vilket utlöser både korta och långa reflexbågar → ökad magsaftproduktion
- Peptider i födan stimulerar G-celler att producera gastrin → ökad HCL produktion
- Kraftigt peristaltisk våg som pressar ut maten till tunntarmen (samt omblandning i magsäcken)
Vad sker i tunntarmen?
I tunntarmen sker den huvudsakliga spjälkningen och absorptionen!
Miljön i duodenum reglerar magsäckens tömning
Segmentering (en del peristaltik för att föra födan framåt, men ffa segmentering för att blanda om födan så att näringsämnena kommer i kontakt med tarmväggen så att näringsämnena kan tas upp)
Utförsgång för galla och bukspott
Veckad yta med villi och borstbräm/mikrovilli
- Absorption av näringsämnen till blod och lymfkärlen
Beståndsdelar i bukspott?
HCO3- (vätekarbonat)
- Buffrande, neutraliserar magsaften i duodenum (sänker pH)
→ Skyddar epitelcellerna och möjliggör enzymspjälkning
Enzymer - verkar i lumen (i bukspottet):
- Proteinnedbrytande:
Trypsin (trypsinogen)
Chymotrypsin
- Fettnedbrytande:
Lipas (spjälkning av fett)
Phospholipas - Kolhydratnedbrytande:
Amylas (bryter ner stärkelse) - Nukleotidnedbrytande:
Ribonucleas
Deoxyribonuclease
Aktivering av bukspottsenzymer?
Proteaser (proteinnedbrytande enzymer) utsöndras som proenzymer (dess inaktiva form) och måste aktiveras i tunntarmen innan spjälkning kan ske
Beståndsdelar i galla?
- Galla produceras av hepatocyterna i levern
- Alkalisk, innehåller HCO3-
- Kolesterol → gallsyror → gallsalt
- Gallsalter krävs för fettnedbrytningen
- Gallsalterna är vattenlösliga, kan ej diffusera genom epitelcellerna → verkar genom hela tunntarmen
- 95% av gallsalterna absorberas mha aktiv transport i ileum - enterohepatiska kretsloppet
(Ileum → v.porta → lever → galla → duodenum)
Enterohepatiska kretsloppet?
Effektivt kretslopp där inte så många nya gallsalter behöver produceras (gamla återanvänds mha levern)
Reglering av bukspott?
Sekretin ökar produktionen av HCO3- vid lågt pH i duodenum (eftersom HCO3- är buffrande - bra ex. på negativ feedback)
Reglering av bukspott och galla (CCK)?
Enzymproduktionen i bukspottskörteln ökar och gallblåsan kontraheras av CCK (hormon) vid fett och protein i duodenum
CCK tömmer gallblåsan där galla (gallsalterna) lagras, samt ökar produktionen av de olika enzymerna i bukspottkörteln (eftersom CCK reagerar på fett och protein)
Enzymatisk spjälkning - Hydrolys? (2 st enzymer)
Två typer av enzymer i tunntarmen
- Enzymer som agerar i lumen (enzymer som kommer från bukspottkörteln)
- Enzymer som agerar på den apikala ytan på epitelcellerna
Nästan total absorption av näringsämnen oavsett djurets behov! (kan leda till problem med övervikt hos djuren eftersom att nästa allt absorberas)
Spjälkning och absorption av protein?
Proteinet spjälkat och absorberats ungefär halvvägs genom jejunum
- Pepsin i magsäcken spjälkar proteiner till mindre peptider
- Pepsin inaktiveras i tunntarmens högre pH (behöver lägre pH)
- Bl.a. trypsin spjälkar vidare proteinet i tunntarmens lumen
- Peptidaser spjälkar di- och tripeptider till aminosyror på apikala ytan och i cellen
Protein (+peptider) → (trypsin mfl) → Di & tripeptider → sekundär aktiv transport → peptidaser → passiv diffusion
Upptag av antikroppar från råmjölken (när hela proteinmolekyler tas upp)?
Under de första 24-36 timmarna efter födelse:
- Tarmepitelet permeabelt för intakta proteiner (antikroppar)
- Låg produktion av HCl i magsäck → pepsin låg effekt (lägre nedbrytning)
- Låg sekretion av enzym från bukspottkörteln
- Råmjölk blockerar trypsin (genom vissa ämnen)
- Hela proteinmolekyler tas upp och stärker immunförsvaret
Spjälkning och absorption av kolhydrater?
Spjälkning påbörjas i munhålan och magsäcken hos omnivorer, speciellt gris (vardia) - EJ hos karnivorer
Men huvudsakliga spjälkningen sker i tunntarmen
Stärkelse och glykogen är huvudbeståndsdelarna i födan vi intar
Karnivorer (speciellt katt) har mindre amylas än omnivorer
Hunden producerar mer kolhydratstärkande enzymer än vargen (hunden kan således lättare bryta ner och ta upp kolhydrater än ex. katt)
Absorption av näringsämnen (mha sekundär aktiv transport)?
Sekundär aktiv transport → Portvenen (vena portae) → Levern (användas där eller föras vidare till andra organ för användning)
Fettspjälkning och absorption (lipider)? (6 steg)
(lite mer komplext för kroppen att ta upp)
- Tar längre tid att bryta ner än protein och kolhydrater
- Spjälkas endast i tunntarmen
- Gallsalter emulgerar fett (spjälkar från stora fettmolekyler till små)
- Lipas spjälkar triglycerider till monoglycerider och två fria fettsyror
- Miceller tar upp nedbrytningsprodukterna (gallsalter producerar miceller)
- När micellerna kommer i kontakt med mikrovilli - nedbrytningsprodukterna diffuserar från micellen till epitelcellen
- Ombildas till triglycerider inuti cellen och bildar chylomicron (triglyceriderna klumpar ihop sid)
- Omsluts av en vesikel → transporteras ut ur cellen genom exocytosis till lymfkärl (från lymfkärlen töms det ut till kroppen)
Vitaminer?
- Fettlösliga vitaminerna A, D, E & K absorberas med fett
- Vattenlösliga vitaminer kan absorberas via diffusion (hög konc krävs) annars via transportproteiner
- Vitamin B12 kräver intrinsic factor (produceras av parietalcellerna) för upptag
B12 finns främst i animalier
B12 brist → blodbrist → för lite syre till cellerna
Mineraler - Järn?
Behovsanpassat upptag (aktiv transport)
- Järnbrist → gott om omättat transferrin
- Högt järninnehåll → transferrin mättat
Järn + fosfat eller bikarbonat = olösliga salter, hämmar upptaget
Järn + Vitamin C ökar upptaget (järn gör det lättare att ta upp vitamin C av epitelcellerna)
Mineraler - Kalcium?
Behovsanpassat upptag genom diffusion och aktiv transport
Kräver kalciumbindande protein, CaBP
Calcitriol (vitamin D) ökar upptaget
Vatten upptag/absorption?
Inget aktivt upptag av vatten utan det absorberas via osmos
När joner och näringsämnen absorberas i tunntarmen bildas en osmotisk gradient som medför att vatten absorberas
Upptag av vatten samtligt som andra näringsämnen
Vatten och joner kan transporteras mellan epitelceller (paracellular transport) eller genom epitelceller (transcellular transport
Vad sker i tjocktarmen?
- Gastroileal reflex - relaxerar sfinktern mellan tunntarm och tjocktarm
- Upptag av vatten och joner (litet upptag)
- Mikrobiell nedbrytning och absorption av kolhydrater och protein
Karnivorer väldigt lite
Vad är diarré?
- Kan bero på ökad sekretion eller minskad absorption (laktosintolerans, bakterier ex. E. coli)
- Ökad mängd vätska tänjer ut tarmen vilket stimulerar tarmkontraktionerna
→ Passagehastigheten ökar vilket ytterligare minskar absorptionen osv. - Stora mängder vätska (och K+) kan förloras på kort tid - uttorkning, minskad blodvolym, metabol acidos
Sammanfattning digestionen i stora drag?
Nervös och hormonell reglering
Mekanisk bearbetning och transport
- Muskelkontraktioner
- Peristaltik som börjar med en kontraktion och för födan framåt
Salivering och sväljning (först viljestyrd därefter kommer sväljreflexen att ske - peristaltisk genom foderstrupen ner till magsäcken)
Magsäckens uppgifter
Spjälkning
- Trypsin och peptidaser - spjälkning av aminosyror
- Amylas och maltas - spjälkning av stärkelse
- Gallsalter och lipas - spjälkning av lipider
Absorption
