Notes on Digestion

PREBAVILA

Želodec Človeka

  • Definicija: Enodelen želodec opravlja mehansko in kemično razgradnjo hrane ter služi kot začasna zaloga.
  • Lega: Leva stran trebušne votline, pod trebušno prepono, med požiralnikom in dvanajstnikom.
  • Oblika: Polmesečasta vreča z malo in veliko krivino.
  • Ustje: Prehod iz požiralnika v želodec.
  • Vratar: Prehod iz želodca v tanko črevo.
  • Funkcija ustja in vratarja: Krožni gladki mišici odpirata in zapirata prehod v/iz želodca.
  • Prostornina: Prazen želodec 50-100ml, poln do 1-2l (ali več).
  • Sosednji organi: Desno jetra, levo vranica, spodaj črevo, zadaj trebušna slinavka.
Histološka zgradba stene želodca
  • Plasti:
    • Seroza (vezivna ovojnica); zunanja plast je potrebušnica.
    • Močna gladka mišična plast (prečna, krožna, vzdolžna).
    • Podsluznica (rahlo vezivno tkivo).
    • Nagubana želodčna sluznica s cevasto oblikovanimi želodčnimi žlezami.
  • Želodčne žleze: Ugreznjene v globoke vdolbinice (želodčne jamice).
  • Žlezne celice:
    • Sluzne celice: Izločajo sluz.
    • Parietalne celice: Izločajo HClHCl (klorovodikova kislina).
    • Glavne celice: Izločajo pepsinogen (predstopnja pepsina).
Sestava in pomen želodčnega soka
  • Sestava:
    • Voda (99%).
    • Soli.
    • Sluz.
    • Klorovodikova kislina (HClHCl).
    • Encimi (pepsin, želodčna lipaza, mlečno sirilo).
  • Količina: 2-3 litre na dan.
  • pH: 1,5-4.
  • Opomba: Ne vsebuje encimov za razgradnjo ogljikovih hidratov; ptialin (amilaza) iz ustne votline je denaturiran s strani HClHCl in razgrajen s pepsinom.
  • Funkcije:
    • Sluz: Ščiti sluznico pred HClHCl in pepsinom.
    • HClHCl:
      • Baktericidno delovanje.
      • Mehča hrano.
      • Denaturira beljakovine.
      • Aktivira pepsinogen v pepsin.
      • Pospešuje peristaltiko.
      • Vpliva na odpiranje vratarja.
    • Pepsin: Razgrajuje beljakovine v krajše polipeptide v kislem okolju (optimalno pri pH 2).
    • Mlečno sirilo: Koagulira mlečno beljakovino (pomembno pri mladih živalih).
    • Želodčna lipaza: Hidrolizira emulgirane maščobe (npr. v mleku).
  • Ulkusi (razjede): Nastanejo zaradi prevelike količine izločenega HClHCl, pospešijo pa jih alkohol, nikotin, vrsta hrane, Helicobacter pylori, stres.
Uravnavanje izločanja želodčnega soka
  • Mehanizmi: Živčni in hormonalni sistem.
  • Živčni sistem: Brezpogojni in pogojni refleksni lok.
  • Hormonalna regulacija:
    • Gastrin (tkivni hormon, izloča se v kri).
    • Vzburjenje preko živcev do endokrinih žlez sluznice želodca.
    • Sproščanje gastrina v kri.
    • Gastrin stimulira eksokrine žleze želodčne sluznice za izločanje HClHCl.
    • Ko je dovolj kisline, se izločanje gastrina ustavi.
  • Dokončna prebava: V tankem črevesu (žolč, encimi trebušne slinavke, črevesni sok).

Črevo (Intestinum)

  • Funkcija: Nadaljevanje kemične razgradnje hrane.
  • Zgradba pri vretenčarjih:
    • Manj razviti: Enotna oblika.
    • Bolj razviti: Tanko in debelo črevo.
  • Dolžina prebavne cevi: Rastlinojedci imajo daljšo prebavno cev kot mesojedci. Omogoča daljšo prebavo rastlinskih vlaken in absorpcijo hranil.
Tanko Črevo (Intestinum Tenue)
  • Dolžina: Približno 6m pri človeku.
  • Deli:
    • Dvanajstnik (duodenum) – 25cm.
    • Tešče črevo (jejunum).
    • Vito črevo (ileum).
  • Izlivanje sokov: V dvanajstnik se izlivajo sokovi jeter in trebušne slinavke, v celotno tanko črevo pa črevesni sok.
  • Funkcija: Dokončna razgradnja hrane in absorpcija hranil (v kri in limfo).
Histološka zgradba črevesne stene
  • Plasti:
    • Seroza (vezivna ovojnica); zunanja plast je potrebušnica.
    • Močna gladka mišična plast (notranja krožna in zunanja vzdolžna mišična plast).
    • Podsluznica (rahlo vezivno tkivo).
    • Močno nagubana sluznica tankega črevesa.
  • Črevesne gube: Povečajo površino za 3x.
  • Črevesne resice (vili): Prstasti izrastki, povečajo površino za 10x (okoli 2000 resic/cm2, 4-5 milijonov skupaj).
    • Arteriola (oksigenirana kri) vstopa v resico, se razveji v kapilare, izstopa venula (deoksigenirana kri, vsrkane hranilne snovi in strupi).
    • Venule se združujejo v dojetrno veno (portalno veno), ki zbira kri iz črevesa in vranice in se v jetrih ponovno razveji v kapilare.
    • Limfne kapilare vsrkajo produkte razgradnje maščob.
    • Gladka mišična vlakna omogočajo ritmično krčenje resic.
  • Epitelne celice:
    • Žlezne celice (izločanje črevesnega soka).
    • Absorpcijske celice (vsrkavanje produktov prebave).
    • Mikrovili: Še dodatno povečajo absorpcijsko površino.
  • Povečanje površine tankega črevesa:
    • Črevesne gube: 3x.
    • Črevesne resice: 10x.
    • Mikrovili: Dodatno povečanje.
    • Skupno: Približno 500x (300m2).
Sestava in pomen črevesnega soka
  • Izločanje: 1-3 litre/dan iz enoceličnih žlez v sluznici tankega črevesa.
  • Sestava: Bazična raztopina (voda, soli, encimi).
  • Encimi:
    • Erepsin (peptidaza/proteaza): Oligopeptide razgradi do aminokislin.
    • Maltaza: Maltozo razgradi v 2 glukozi.
    • Saharaza: Saharozo razgradi v glukozo in fruktozo.
    • Laktaza: Laktozo razgradi v glukozo in galaktozo.
    • Lipaza: Emulgirane maščobe razgradi v glicerol, maščobne kisline in monogliceride.
    • Nukleotidaza: Nukleotide razgradi v dušikovo organsko bazo, sladkor in ostanek fosforne kisline.
  • Nerazgradljive snovi: Celuloza in hitin (ni celulaz in hitinaz).
  • Absorpcija: Večina hranilnih snovi se vsrka v tankem črevesu (predvsem teščem in vitem) v kri in potuje po dojetrni veni v jetra (sladkorji, aminokisline, dušikove baze, vitamini, minerali, voda).
  • Mehanizmi vsrkavanja:
    • Aktivni transport (poraba ATP).
    • Pospešena difuzija.
    • Osmoza (voda).
  • Absorpcija maščob:
    • Monogliceridi, maščobne kisline in glicerol preidejo skozi membrane absorpcijskih celic z difuzijo.
    • V celicah se sestavijo v trigliceride.
    • Pridružijo se jim holesterol in proteini, ki preidejo iz absorpcijskih celic v limfne kapilare.
    • Maščobe se prenašajo v obliki lipoproteinskih kroglic (holesterol + trigliceridi v notranjosti, fosfolipidi + beljakovine v zunanjem delu).
  • Značilnosti hitrega vsrkavanja:
    • Močno povečana površina.
    • Dobra prekrvljenost.
    • Kratka difuzijska pot.
    • Tanek epitel.
    • Gladka mišična vlakna v resicah (gibanje).
Uravnavanje izločanja črevesnega soka
  • Mehanizmi: Živčni in hormonalni sistem.
  • Prevladujoča regulacija: Hormonalna s sekretinom (pospeši izločanje črevesnega soka).

Debelo Črevo (Intestinum Crassum, Colon)

  • Dolžina: Približno 1,5m pri človeku.
  • Funkcija: Nadaljevanje tankega črevesa, zadnji del prebavne cevi (konča se z danko).
  • Deli:
    • Slepo črevo (cekum) s slepičem (apendiks).
    • Kolon:
      • Navzgor potekajoči del (ascendentni kolon).
      • Prečni del (transverzalni kolon).
      • Navzdol potekajoči del (descendentni kolon).
      • Esasti del (sigmoidni kolon).
    • Danka z anusom (zadnjična odprtina).
  • Slepo črevo pri rastlinojedih: Daljše, vsebuje simbiontske mikroorganizme (celulaze za razgradnjo celuloze). Kunci in zajci pojedo iztrebke za boljši izkoristek hranil.
  • Zgradba stene: Podobna tankemu črevesu, vendar sluznica nima resic in je manj nagubana. Vsebuje žleze, ki izločajo sluz (z protitelesi) za zaščito pred bakterijskimi okužbami in lažji prehod iztrebkov.
  • Funkcije:
    • Reabsorpcija vode, mineralov in nekaterih vitaminov v kri.
    • Živi več milijard simbiontskih heterotrofnih bakterij (mikrobiota).
      • Dokončni razkroj hrane.
      • Nastajanje plinov (vodik, ogljikov dioksid, vodikov sulfid, metan).
      • Zaščita pred patogenimi mikroorganizmi.
      • Sinteza vitaminov (K, B12) in kratkoverižnih maščobnih kislin.
    • Oblikovanje iztrebkov.
    • Zadrževanje blata (fecesa) v danki.
    • Iztrebljanje (defekacija) - sprostitev notranje in zunanje mišice zapiralke.
  • Sestava iztrebkov: Nerazgrajene organske snovi, anorganske snovi (voda, soli), odmrle celice sluznice prebavil, sluz, plini, žolčne kisline, holesterol, žolčna barvila, mikroorganizmi.

Jetra (Hepar)

Lega in zgradba
  • Lega: Desno zgoraj v trebušni votlini, pod prepono.
  • Masa: Približno 1,4 kg pri odraslem človeku.
  • Funkcije: Več kot 500 presnovnih funkcij, pomembna za prebavo.
  • Jetra so pritrjena: Na spodnji strani jeter je jetrna lina, skozi katero vstopata jetrna arterija in dojetrna vena (portalna vena), izstopa pa jetrno izvodilo za žolč; pod jetrno lino je ob jetra priraščen žolčni mehur (žolčnik), ki se proti jetrni lini zoži v žolčnikov vod, ki se v bližini line združi z jetrnim vodom v žolčevod.
  • Režnji: Levi in desni jetrni reženj.
  • Osnovna enota: Jetrna kepica (jetrni lobulus), premer 1mm.
    • Osrednja zbiralna žila (vena centralis).
    • Radialno razvrščene jetrne celice (hepatocite).
    • Krvne in žolčne kapilare med celicami.
  • Prekrvavitev: Edini organ (razen pljuč) z oksigenirano krvjo (jetrna arterija) in deoksigenirano krvjo (dojetrna/portalna vena).
  • Pretok krvi: Približno 1,4 l/min.
  • Stik celic s kapilarami: Vsaka jetrna celica meji na žolčno kapilaro (oddaja žolč) in krvno kapilaro (kri iz jetrne arterije in portalne vene).
  • Jetra filtrirajo kri: Odvzamejo škodljive in nerabne snovi in iz njih sintetizirajo žolč, ki odteka po žolčnih kapilarah v žolčne vode; po največjem žolčevodu se žolč izliva ali takoj v tanko črevo (dvanajstnik) ali pa v žolčnik, kjer se začasno shranjuje in koncentrira; uskladiščene in predelane snovi jetrne celice oddajo po potrebi v kri ali pa jih izločajo z žolčem.
  • Odtok krvi: Prefiltrirana kri odteka po krvnih kapilarah v osrednje zbiralne vene, ki se nahajajo v sredini 1mm3 velikih jetrnih kepic -- kri iz vseh zbiralnih ven se zbira v jetrni veni, ki se zliva v spodnjo veliko telesno dovodnico (spodnjo telesno veno).
Funkcije jeter

  • Proizvodnja žolča: Do 1l/dan, tudi kadar ne prebavljamo -- v dvanajsternik pa odteka žolč samo med prebavo (med prebavo se žolč stisne iz žolčnika v dvanajsternik); žolč je bazična, rumenozelenkasta tekočina, grenkega okusa -- vsebuje vodo, anorganske soli, žolčne kisline in njihove soli, žolčna barvila (npr. bilirubin, biliverdin), ki nastanejo iz krvnega barvila (hemoglobina), holesterol, maščobne kisline in sluz; v žolču ni prebavnih encimov. Hormona sekretin in holecistokinin povzročita stiskanje žolča iz žolčnika v dvanajstnik.

    • Funkcije žolča:
      • Izločanje odpadnih in odvečnih snovi.
      • Nevtralizacija kisle hrane iz želodca.
      • Razpršitev maščob v drobne kapljice (povečanje površine za lipaze).
      • Sodelovanje pri vsrkavanju maščobnih kislin (soli žolčnih kislin se spajajo z netopnimi maščobnimi kislinami v topno spojino, ki se lahko vsrkavajo).

  • Presnova: Jetra so najpomembnejši organ za presnovo ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin, telesne celicam zagotavljajo uravnovešeno -- trenutnim potrebam prilagojeno oskrbo z življenjsko važnimi snovmi.

    • Presnova glukoze:
      • Če je v krvi preveč glukoze -- jetrne celice prevzemajo molekule glukoze iz krvi in jih s pomočjo hormona trebušne slinavke inzulina predelajo v glikogen; glikogen se shranjuje v jetrnih celicah za poznejše potrebe (razen v jetrih se glikogen skladišči tudi v skeletnih mišicah).
      • Če so npr. mišice porabile pri telesnem naporu svojo zalogo ogljikovih hidratov -- se začne v jetrih polimer glikogen razgrajevati v molekule glukoze pod vplivom hormona adrenalina iz sredice nadledvične žleze in hormona glukagona iz trebušne slinavke; jetra torej s pomočjo inzulina, adrenalina in glukagona skrbijo za stalno koncentracijo ogljikovih hidratov (glukoze) v krvi. Jetra sintetizirajo glukozo tudi iz mlečne kisline, ki nastaja v mišicah ob pomanjkanju kisika pri napornem fizičnem delu.
      • Če telesu primanjkuje ogljikovih hidratov -- jih jetra proizvajajo iz maščob; če tudi maščob ni dovolj v organizmu -- potem jetra proizvajajo ogljikove hidrate iz beljakovin.
    • Presnova aminokislin (AK): Izgradnja in razgradnja (od 20 AK, se jih v jetrih sintetizira 12 (neesencialne AK) - vse ostale AK moramo dobiti s hrano (esencialne AK)).

  • Sinteza holesterola: Iz maščob sintetizirajo holesterol (