Anatomie und Physiologie der exokrinen Sekretion
Werbung
Gastrointestinale Anatomie und Physiologie der exokrinen Sekretionen Anatomie “A TUBE”: 10 Meter lang Mund/Speicheldrüsen Oesophagus Magen Duodenum/Pankreas Dünndarm: Jejunum/Ileum Dickdarm (Kolon) Rektum Anus Christoph Beglinger Departement für Gastroenterologie Universität Basel Histologie: Magendarm Innervation Epithelium: Lamina propria, Muscularis mucosa, Plexus, Zirkuläre Muskelschicht, Plexus myentericus , Longitudinale Muskelschicht, Serosa Extrinsisch: Intrinsisch: Blutzufluss • Arteriell – Abdominale Aorta: Arteria coaliaca, Arteriae Mesentericae sup und inf • Venös – Zentral: Portalvene (Nahrungsreiches Blut) Parasympathisch Excitatorisch VAGUS Pelvische Nerven Sympathisch Inhibitorisch Parasympathetische Ganglien Enterisch Submucos. Plexus Sekretion und Blutfluss Myenter. Plexus GI Motilität Mund/Speicheldrüsen • Die Verdauung beginnt hier! – Kauen – Speichel SEKRETIONEN • Amylase (Stärke) • Speichel Lipase (Triglyceride) • Bikarbonat (HCO3) 1 Oesophagus • Muskuläre Röhre • Koordinierte Muskelkontraktion – VAGUS – Unterer Oesophagussphinkter Magen Histologie Magen • Epithel: Falten, Drüsen • Muskulatur: “washing machine”; Nahrung wird zerkleinert auf Partikel < 1.5 mm 5 Anatomische Teile: Cardia Fundus Corpus Antrum Pylorus MAGENSÄURESEKRETION: SÄURE (HCl), Pepsinogen (Pepsin) HORMON: Gastrin Magensäure FUNDUS/CORPUS Parietal-Zelle: Hauptzelle ANTRUM G Zelle Säure (HCl) Intrinsic Faktor (Vitamin B12) Pepsinogen (Pepsin) Historischer Rückblick Heidenhain 1879 Nahrung im Magen stimuliert Säure Edkins 1905 Chemische Stimulation der Säuresekretion Dale 1920 Histamin im Magen Grossman 1948 Nachweis der hormonalen Stimulation der Säuresekretion Gregory 1959 Identifizierung von Gastrin Black 1972 H2-Rezeptornachweis Sachs 1976 Protonenpumpe identifiziert Gastrin 2 Patient mit Magenfistel (Dr. W. Beaumont) Bayliss und Starling: Hormone als Regulationsprinzip (1902) I.P. Pavlov mit seinen Schülern J.S. Edkins: Entdecker von Gastrin (1905) Rod Gregory and Hilda Tracy: Struktur von Gastrin Regulation der Säuresekretion 3 Regulation der Säuresekretion Nahrung Parietalzelle ZNS Acetylcholin Som Ganglienzelle D L N M1 C ECL Zelle Gastrin Acetylcholin Elektronenmikroskopische Aufnahme (16‘000-fach) M M1 CCK-B B Basolaterale Membran C Canaliculäres System Histamin Lumen der Fundusdrüse M Mitochondrien B M3 W1.1 H2 CCK-B L C Kromer 2001 (Aufnahme: Prof. G. Reznik, Byk Gulden ) HCl Aktivierung der Protonenpumpe Rezeptoren der Parietalzelle HCl Stimulation Canalicus Hemmung Cl K H Aktive Pumpen Tubulovesikeln PG-E2 H K Cl cAMP Gastrin Ca Somatostatin Ca ACh Muscarin M3 Histamin EGF Histamin H2 9 24-Stunden pH-Profile in Abhängigkeit von der PPI-Dosis 1 x täglich 20 mg Pantoprazol (n = 17) 8 7 6 pH-Wert Hemmung der Säuresekretion durch PPI HCl Pantoprazol 5 4 3 2 1 Canalicus Basal 0 16 18 20 22 0 2 V. Savarino, Alim. Pharm. Ther. 12 (1998) 1241-47 9 8 Aktive Pumpen Gehemmte Pumpen ACh Ca Histamin 6 8 10 12 14 16 18 2 x täglich 40 mg Pantoprazol (n = 20) 8 7 Pantoprazol 5 4 3 2 Pantoprazol 6 pH-Wert pH-Wert cAMP PPI aus dem Blut 9 1 x täglich 40 mg Pantoprazol (n = 18) 7 6 Ruhende Pumpen 4 Zeit (h) 5 4 3 2 1 Basal 1 Basal 0 0 16 18 20 22 0 2 4 6 Zeit (h) 8 10 12 14 16 18 16 18 20 22 0 2 4 6 8 Zeit (h) 4 10 12 14 16 18 Säureproduktion • 1 - 2 L Säure pro 24 Stunden • Die Säure spielt für die Verdauung nur eine untergeordnete Bedeutung • Produktion von Intrinsic Factor: wichtig für die Vit B12 Resorption (R-Protein aus Speichel bindet B12, im Dünndarm Spaltung durch Enzyme und Kopplung an Intrinsic Factor) DÜNNDARM: ABSORPTION (SURFACE AREA) Plicae circulares Villi Microvilli “Brush Border” enthält Enzyme Anatomie Dünndarm • etwa 5-7 Meter lang • Duodenum etwa 25 cm lang – empfängt angesäuerten Chymus vom Magen – Stimuliert PANKREAS SEKRETION um Säure zu neutralisieren und Enzyme für Verdauung freizusetzen • Jejunum und Ileum Hauptort für Nahrungsabsorption Duodenum • “C” Form, ums Panreas herum • Pankreassaft fliesst ins Duodenum via Ampulla Vateri (Kontrolle durch Sphincter of Oddi). • Empfängt sauren Chymus • Sensoren für Fett/Aminosäuen und Peptide • SECRETIN und CHOLECYSTOKININ (CCK) • PANKREAS SEKRETION Anatomie – ductales System • Retroperitoneales Organ (Höhe L1-2) • Anliegend an grosse Gefässe • Enge Beziehung zu Magen, Duodenum und Gallengang 5 ACINI • Mikroskopische Anatomie • Exocrines Gewebe • Acini • Ductuli • Gänge – Verdauungssäfte • Amylase • Lipase • Peptidases (trypsin & chymotrypsin) The Pancreas • Endocrines Gewebe Regulation der Pankreassekretion – Langerhans´sche Inseln • A: glucagon • B: insulin • D: somatostatin STIMULATION des Pankreassaftes 1. Nerven 2. CCK Gallenblasenkontraktion PANKREAS SEKRETION duodenale/jejunale Gallenblasenkontraktion I-Zellen Relaxation Sphincter Oddi PANKREAS ENZYM SEKRETION Hemmung der Magenentleerung Sekretin 3. Secretin duodenale S-Zellen PANKREAS BIK SEKRETION hemmt Magen H+ Sekretion 6 E. H. Starling mit Assistent. E. Starling (1866-1927) 1902 zeigten Bayliss and Starling das Prinzip des Hormones: Ein Extrakt aus der Duodenalmukosa stimulierte nach iv Applikation die Pankreasbikarbonatsekretion. W.Bayliss (left) and E.H. Starling, his brother in law, collaborated in the identification of a chemical messenger system. Freisetzung von Cholecystokinin Cholecystokinin • Stimulation durch freie Fettsäuren (> 12 C) • Weniger stark durch Aminosäuren • KH setzen praktisch kein CCK frei. 7 Metabolismus von Triglyceriden Intestinal lumen Mucosa TG FFA MG circulation lipase I-cells CCK TG Wirkungen von Cholecystokinin Pankreassekretion 1.5 - 3 L Pankreassaft pro Tag • Stimulation der Gallenblasenkontraktion • Stimulation der exokrinen Pankreassekretion – Interaktion mit dem VAGUS • Hemmung der Magenentleerung • Hemmung von Appetit Pankreas Enzyme 150 - 300 mmol Bikarbonat pro Tag (pH > 8) 20 verschiedene Enzyme (= 6 - 20 g Protein pro Tag) Pankreas Enzyme KH Digestion: Amylase Fett Digestion: Lipase, Co-Lipase Protein Digestion: Sezerniert in inaktiver Form (Autodigestion)! Trypsinogen Chymotrypsinogen Procarboxypeptidase Enterokinase: Enzym im Bürstensaum des Dünndarms, aktiviert Trypsinogen durch Spaltung zu Trypsin Trypsin aktiviert ander Enzyme Exokrine Pankreassekretion Sekretionseinheit: Acinus-acinäre Zellen, sezenieren Enzyme Nerven/CCK stimulieren Sekretion Ductus-ductale Zellen stimulieren Bikarbonat Secretin stimuliert Sekretion 8 Absorption Von Nahrungssubstraten KH: Amylase zu Oligosacchariden zu Monosacchariden Bürstensaumenzyme Maltase, Sucrase, Lactase, andere Proteine: Pepsin, Pancreasenzyme zu Aminosäuren, Dipeptiden, Tripeptiden Lipide: Lipase, Gallensalze zu freien Fettsäuren and Glycerol Na+Cotransport: Aminosäuren, Monosaccharide in die Zelle und von der Zelle ins Blut (Kapillaren) Lipide: FFS und Glycerol ins lymphatische System 9
