สรีรวทิ ยาระบบทางเดนิ อาหาร (Gastrointestinal Physiology) อ.ดร.พชั รวภิ า มณีไสย ภาควิชาสรีรวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่ [email protected]
Learning objective เพอื่ ใหน้ ักศึกษาสามารถ 1 อธิบายการควบคมุ การทางานของระบบทางเดนิ อาหารได้ 2 อธิบายการเคล่อื นไหวในทางเดนิ อาหารและการควบคมุ การเคล่อื นไหวของระบบทางเดนิ อาหารได้ 3 อธิบายการสรา้ งและการควบคมุ การหล่งั นา้ ยอ่ ยในระบบทางเดนิ อาหารได้ 4 อธิบายหนา้ ท่ีของตบั การสรา้ งนา้ ดี บทบาทของนา้ ดี และการควบคมุ การหล่งั นา้ ดีได้ 5 อธิบายการยอ่ ยและการดดู ซมึ สารอาหารได้
Overview of Gastrointestinal Tract • Digestive Tract • Digestive Glands - Mouth - Salivary Glands - Esophagus - Pancreas - Stomach - Liver - Small intestine - Large intestine - Gall Bladder - Rectum - Anus
Function of GI tract ระบบทางเดินอาหารมีหนา้ ท่ีหลกั ในการยอ่ ยและดดู ซมึ สารอาหาร โดยอาศยั กลไกหลกั ๆ ดงั นี้ 1. การเคล่อื นไหว (Motility) 3. การยอ่ ย (Digestion) 2. การหล่งั (secretion) 4. การดดู ซมึ (absorption)
Structure of the GI Tract Wall มี 4 ชนั้ คอื 1. mucosaประกอบดว้ ย epithelium cell, villi, thin smooth muscle cell 2. submucosa connective tissue, vessel, nerve, lymp 3.muscularis externaมีกลา้ มเนือ้ 2 ชน้ั circular muscle อยชู่ น้ั ในและ longitudinal muscle อย่ชู น้ั นอก และมี myenteric plexus แทรกอยู่ 4. serosaเป็นชน้ั เนือ้ เย่ือเก่ียวพนั และ visceral peritoneum 1 2 3 4
Gastrointestinal Blood Flow—“Splanchnic Circulation” อตั ราการไหลของเลือดในระบบทางเดนิ อาหารปกติ ~1300 ml/min
การควบคุมการทางานของระบบทางเดนิ อาหาร 1. ระบบประสาท : somatic nerve, ANS , enteric nervous system, gastrointestinal reflex 2. ฮอรโ์ มน (Hormone) 3. คุณสมบตั เิ ฉพาะของทางเดนิ อาหาร (intrinsic properties)สว่ นใหญ่เป็นกลา้ มเนือ้ เรยี บ
Neural control of GI Tract การควบคมุ โดยระบบประสาท แบง่ ออกเป็น 3 รูปแบบคือ 1. Intrinsic neural control: คมุ โดยระบบประสาททางเดินอาหาร (enteric nervous system) **ตวั หลกั ในการควบคมุ 2. Extrinsic neural control:คมุ โดยระบบประสาทนอกทางเดินอาหาร ผา่ นทางระบบประสาทอตั โนมตั ิ ** ตวั รองคอยสนบั สนนุ หรอื ยบั ยงั้ 3. Gastrointestinal reflex:เป็นreflexท่เี กิดขนึ้ โดยมตี วั รบั ความรูส้ กึ และตวั ตอบสนองอย่ใู นระบบทางเดินอาหาร -+ ANS: Sym & Parasym. Enteric Nervous System (mini brain) myenteric plexus: คมุ การเคล่ือนไหวและการหล่งั ในทางเดนิ อาหาร เรียกได้ วา่ เป็น pacemaker of GI tract Submucosal plexus: คุมการรับ ความรู้สกึ จาก sensory receptor คุม ปริมาณเลอื ดทมี่ าเลีย้ งทางเดนิ อาหารและการ หล่ังนา้ หล่ัง
Ganglia of the ENS The Myenteric Plexus: ส่วนใหญ่เป็ นmotor neuron : located between the inner and outer layers of the muscularis externa + : substance P, Ach increases the tone of the gut as well as the velocity and intensity of its contractions - : VIP, NO relax the sphincters —the muscular rings The submucosal plexus : located in the submucosa : involved with local conditions and controls local secretion and absorption, as well as local muscle movements + : VIP, NO secretion
Gastrointestinal hormones : มีบทบาทเก่ียวขอ้ งกบั การควบคมุ การเคล่ือนไหว การหล่งั และการดดู ซมึ สารตา่ ง ๆในทางเดินอาหาร รวมถงึ การเตบิ โตของเนือ้ เยอ่ื ทางเดนิ อาหาร
Gut Hormone Gut hormones and the regulation of energy homeostasis Kevin G. Murphy and Stephen R. Bloom Nature 444, 854-859(14 December 2006) doi:10.1038/nature0548
Gastrointestinal muscle: Basic electrical rhythm (BER) of gastrointestinal smooth muscle • กลา้ มเนือ้ เรยี บของทางเดนิ อาหารสามารถหดตวั ไดเ้ องตอบสนองต่อการยืดขยาย เน่ืองจาก มี resting membrane potential ไมค่ งท่ี เกิดเป็นคล่ืนลกู เลก็ ๆ เกิดขนึ้ ชา้ ๆเป็นจงั หวะติดตอ่ กนั ท่ีเรยี กวา่ slow wave/ basic electrical rhythm **slow wave เกิดจากการ เปล่ียนแปลงศกั ยไ์ ฟฟา้ ของเย่ือหมุ้ เซลลข์ อง intestinal cell of Cajal (ICC) + - • ระบบประสาทมีผลตอ่ การหดตวั Parasym. Sym. คือ เม่อื กระตนุ้ ระบบประสาทพารา ซมิ พาเทติก มผี ลเพ่มิ ความถ่ีของ spike wave ผลเพ่มิ การหดตวั • แต่หากกระตนุ้ ระบบประสาทซมิ พา เทตกิ มีผลลดความถ่ีของ spike wave ผลลดการหดตวั ของ กลา้ มเนือ้ เรยี บ
Motility Function of GI Tract • การเคล่อื นไหวของทางเดนิ อาหารมีบทบาทสาคญั คือ ทาใหอ้ าหารเกิดการเคล่อื นท่ี ช่วยผสม คลกุ เคลา้ อาหารกบั นา้ ยอ่ ย สง่ เสรมิ การยอ่ ยและการดดู ซมึ อาหาร • ปัจจยั ท่ีกระตนุ้ การเคล่อื นไหวในทางเดินอาหาร ไดแ้ ก่ การกระตนุ้ ระบบประสาทพาราซิมพาเทตกิ การยืดขยายของทางเดนิ อาหาร และการระคายเคอื งตอ่ ระบบทางเดนิ อาหาร Mastication or Chewing Swallowing or Deglutition Gastric Motility Movement of small Intestine Movement of large Intestine https://www.ceresproject.org/NutritionArticles/Digestion.html
Functional Types of Movements in the Gastrointestinal Tract 1. การบบี เคล่ือน (peristalsis): บบี ไลอ่ าหารใหเ้ คล่ือนไปดา้ นหนา้ (ไดร้ ะยะทาง) คมุ โดยระบบประสาท myenteric เป็น หลกั ถกู กระตนุ้ โดยการยืดของผนงั ทางเดนิ อาหารและระบบประสาทพาราซมิ พาเทติก พบท่ีหลอดอาหาร กระเพาะอาหารส่วน ปลาย สาไสเ้ ลก็ ลาไสใ้ หญ่ 2. การบบี ตวั เป็นปลอ้ ง (segmentation contraction): บีบสลบั กบั คลายตวั เพ่ือคลกุ เคลา้ อาหารกบั นา้ ย่อย และทาให้ อาหารมีขนาดเลก็ ลง (ไมไ่ ดร้ ะยะทาง) พบท่ีสาไสเ้ ลก็ ลาไสใ้ หญ่ 3. การบบี ตวั แบบโทนิก (tonic contraction): พบเฉพาะท่ีกระเพาะอาหารสว่ นตน้ และกลา้ มเนือ้ หรู ูดท่ีเป็นกลา้ มเนือ้ เรยี บ ถกู ควบคมุ โดยระบบประสาทและฮอรโ์ มน
Extrinsic and intrinsic control of gastrointestinal motility การเคล่ือนไหวทางเดนิ อาหารถกู ควบคมุ โดย 2 กลไกหลกั 1. คุณสมบัตขิ องกล้ามเนือ้ เรยี บ เป็นการควบคมุ ผา่ นทางการเกิด slow wave และ spike wave รวมทงั้ จานวนของ nexus ในกลา้ มเนือ้ 2. การควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนมัติ Kellow JE, Delvaux M, Azpiroz F, Camilleri M, Quigley EM, Thompson DG. Principles of applied neurogastroenterology: physiology/motility–sensation. Gut. 1999 Sep 1;45(suppl 2):II17-24.
Mastication or chewing • การเคีย้ วเป็นกระบวนการย่อยเชงิ กลอนั ดบั แรกของการย่อยอาหาร • เกิดขนึ้ ภายใตอ้ านาจของจติ ใจผ่าน motor cortex (กลา้ มเนือ้ เก่ียวขอ้ งกบั การเคีย้ วเลยี้ งโดย CN 5) และเกิดจาก chewing reflex เม่อื อาหารกระตนุ้ ตวั touch receptor ในช่องปาก โดยศนู ย์ reflex คือ chewing nuclei ในกา้ นสมอง Chewing reducing particle size chewing movements serve to mix food with saliva in preparation for swallowing bolus Chemical digestion Food is mixed with saliva. Starch is broken down into maltose by salivary amylase
Physiology of Swallowing การกลืน: เป็นกระบวนการทางานท่ีมีการประสานงานอย่างซบั ซอ้ นของกลา้ มเนือ้ บดเคีย้ ว กลา้ มเนือ้ คอหอย ตลอดจนกลา้ มเนือ้ ของหลอด อาหาร ทงั้ หมดอยใู่ นความควบคมุ ของระบบประสาท มีทง้ั ส่วนท่ีอยภู่ ายใตก้ ารควบคมุ ของจติ ใจและสมอง (voluntary) และสว่ นท่ีเป็น ปฏิกิรยิ าตอบสนองกลบั (reflexive response) • การกลืนเริ่มต้นดว้ ยการส่ังภายใต้อานาจจติ ใจ ตามด้วย reflex มี 3 stages 1. Oral stage (mouth to oropharynx) 2. Pharyngeal stage (oropharynx to esophagus) 3. Esophageal stage (esophagus to stomach) ** เน่ืองจากระยะช่องปาก (oral phase) และคอหอย (pharyngeal phase) จะต่อเน่ืองกนั และ อาหารท่ีผา่ น 2 ระยะนีจ้ ะ ใชเ้ วลาสน้ั มากดงั นน้ั ในทางคลินกิ จงึ รวมทง้ั สองระยะนีเ้ ขา้ ดว้ ยกนั เป็น oropharyngeal phase หรอื buccopharyngeal phase
Physiology of Swallowing 1 2 1. Oral stage (mouth to oropharynx) 3 Bolus กระตนุ้ ปลายประสาทท่ีลิน้ และคอหอยลิน้ ยกขนึ้ ไล่ อาหารลงไปท่ีโคนลิน้ Bolusลงสู่ pharynx โดยลนิ้ ไก่จะ กระดกขนึ้ ปิดหลอดลม 2. Pharyngeal stage (oropharynx to esophagus) เม่ือ Bolusลงสู่ pharynx กระตนุ้ ศนุ ยก์ ารกลืนท่ี medullaกลา้ มเนือ้ รอบ pharynx หดตวั แบบ peristalsis ผลกั อาหารลงไปยงั larynx เพดานอ่อน ยกตวั ขนึ้ ปิดช่องระหว่างโพรงจมกู epiglottis เคล่ือน ไปดา้ นหลงั และกล่องเสียงถกู ยกขนึ้ เพ่อื ปิดหลอดลมหยดุ หายใจช่วั ครู่ UES คลายตวั อาหารลงไปยงั larynx ได้ หายใจปกติ 3. Esophageal stage (esophagus to stomach) UES หดตวั ปอ้ งกนั อาหารยอ้ นกลบั มีการผลกั อาหารลงไปยงั กระเพาะอาหาร โดยการเคล่ือนไหวแบบ peristalsis โดยการ ควบคมุ คอ่ นขา้ งซบั ซอ้ น ผา่ นทาง glossopharyngeal nerve & vagus nerve , myenteric nerve plexus (reflex)
Physiology of Swallowing: สมองกบั การควบคุมการกลืน ตาแหนง่ ของสมอง 2 ตาแหนง่ ท่ีทาหนา้ ท่ีควบคมุ การกลืน ใหร้ าบรน่ื ไดแ้ ก่ 1. เมดัลลา ออบลองกาตา (medulla oblongata) (รูปท่ี 1) มีศนู ยก์ ากบั การทางานของกลา้ มเนือ้ คอหอยท่ีใชใ้ นการกลืน ท่ีสาคญั คือ \"central pattern generator\" (CPG) 1.1 Dorsal swallowing center ไดแ้ ก่ nucleus tractus solitaries (NTS) 1.2 Ventral swallowing center ไดแ้ ก่ nucleus ambiguus และ reticular formation ทอ่ี ยโู่ ดยรอบ 2. สมองใหญ่ (cerebrum)
Gastric Motility: Function of Gastric Motility • การเคล่ือนไหวของกระเพาะอาหารมคี วามสาคญั กบั ความสามารถในการเก็บสะสมอาหาร การบบี ตวั เพ่ือบด อาหาร การคลกุ เคลา้ ผสมอาหารกบั นา้ ยอ่ ย และการเคล่ือนท่ีของอาหารผา่ นเขา้ สลู่ าไสเ้ ลก็ Control of Gastric motility กระเพาะอาหารแบ่งออกเป็ น 2 ส่วน • Neural control Orad portion: cardia, fundus, proximal body Caudad portion: distal body, antrum + Parasympathetic - Sympathetic ** กระเพาะอาหารมีคณุ สมบตั ิ receptive relaxation ทา • Hormonal control ใหส้ ามารถจอุ าหารไดถ้ งึ 1.5 ลิตร โดยท่ีความดนั ในกระเพาะอาหาร + Gastrin, Motilin ไมเ่ พม่ิ ขนึ้ !!! - CCK, Secretin
Type of gastric motility 1. การคลือ่ นไหวขณะกระเพาะอาหารวา่ ง: โดยท่วั ไปแลว้ มีการเคล่อื นไหวนอ้ ยมาก มี Hunger contraction คือ การหดตวั ของกระเพาะอาหารรว่ มกบั ความรูส้ กึ หิว ในระยะแรกการหดตวั จะไมร่ ุนแรงนกั แต่หากอดอาหารนานขนึ้ จะมกี าร หดตวั เกรง็ นาน 2-3 นาที อาจรว่ มกบั เกิดการปวดแบบหิวเรยี กว่า huger pang ปกติจะเกิดหลงั ทานอาหารมอื้ สดุ ทา้ ย มานาน 12-24 ชม. ทงั้ นีค้ วามรูส้ กึ เจ็บจะรุนแรงใน 3-4 วนั แรก จากนนั้ จะลดลง Hunger Contractions
Mixing and Propulsion of Food in the Stomach 2. การเคลอ่ื นไหวของกระเพาะขณะมีอาหารอยู่: เม่ือมีอาหารถึง 1600 ml จะเกิดการบีบแบบ peristalsis wave/ mixing wave เกิดไล่กนั ทกุ 20 วนิ าที เกิดมากท่ี antrum และจะแรงขนึ้ เม่ือใกล้ duodenum จนเกิดการหดตวั ของ pyloric sphincter ทาให้ อาหารไหลกลบั สกู่ ระเพาะอาหาร (retropulsion) ทาใหอ้ าหารชนิ้ ใหญ่ถกู กลา้ มเนือ้ บรเิ วณ antrum บดจนละเอียดจงึ จะสามารถผา่ น pyloric sphincter ออกไปได้ Chyme
Gastric Emptying • กระบวนการผ่านอาหารจากกระเพาะอาหารเขา้ สลู่ าไสเ้ ลก็ เรยี กวา่ gastric emptying ซง่ึ จะถกู ควบคมุ ใหเ้ หมาะกบั กระบวนการย่อยและ การดดู ซมึ • ปัจจยั หลกั ท่ีควบคมุ อตั ราการผา่ นของของเหลวจากกระเพาะอาหารเขา้ สลู่ าไสเ้ ล็กสว่ นตน้ คือ ตวามแตกตา่ งของความดนั ในกระเพาะอาหารและ ความดนั ในลาไสเ้ ลก็ ส่วนตน้ • ปัจจยั หลกั ท่ีควบคมุ อตั ราการผ่านของของแข็งคือความแรงในการเคล่ือนแบบ peristalsis ในกระเพาะอาหารสว่ นปลายและแรงตา้ นของหรู ูด ** อาหารจะผา่ นสู่ ชว่ งเวลาตงั้ แตอ่ าหารเขา้ สู่ ลาไสเ้ ล็กไดต้ อ้ งมีนาด กระเพาะอาหาร จนถกู สง่ ออกไป นอ้ ยกว่า 3 ลบซม. ยงั ลาไสเ้ ลก็ จนหมด เรยี กว่า gastric emptying time ใชเ้ วลาต่างกนั ขนึ้ อย่กู บั ปรมิ าตร ชนิด สว่ นประกอบ และความเขม้ ขน้ ของอาหาร อาหารไขมนั ใชเ้ วลานานกว่า โปรตีนและแปง้ เป็นตน้
Movements of the Small Intestine • ลาไสเ้ ลก็ มีหนา้ ท่ีหลกั เก่ียวขอ้ งกบั การย่อยและการดดู ซมึ อาหาร นา้ และอเิ ลก็ โทรไลต์ สาหรบั การเคล่ือนไหวของลาไสเ้ ลก็ มีสว่ น ช่วยในการคลกุ เคลา้ อาหารกบั นา้ ย่อยและผลกั ดนั ใหอ้ าหารๆไปสตู่ าแหน่งท่ีมกี ารดดู ซมึ Segmentation contraction: 12 ครง้ั /นาที ท่ีสว่ นตน้ และ9 ครงั้ /นาที ท่ีส่วนปลายคมุ โดย myenteric plexus Propulsive contraction: เกิดจากกลไก reflex บีบรูดอาหารแบบ peristalsis อตั รา 0.5-2 ซม ตอ่ นาทีคมุ โดย myenteric plexus และ CCK, gastrin, insulin, serotonin มีผลลดการเคล่ือนไหวของลาไสเ้ ลก็ แตห่ ากเกิดการ ระคายเคืองหรอื ติดเชือ้ แบคทีเรยี จะเกิด peristalsis rush ลาไสส้ บ้ ีบตวั รุนแรง อาหารผ่านไปอย่างรวดเรว็ (ทอ้ งเสีย) Ileocecal valve function: ปอ้ งกนั กากอาหารจากลาไสห้ ญ่ยอ้ นกลบั Migration motor complex (MMC): เป็นการเคล่ือนไหวลาไสร้ ะหวา่ งวนั เพ่อื บีบไลอ่ าหารตกคา้ ง เกิดทกุ ๆ 1.5-2ชม. เรม่ิ จาก body ของกระเพาะอาหาร ถึงปลาย ilium **ปกติอาหารจะเคล่ือนท่ีจากลาไสเ้ ล็กไป ลาไสใ้ หญ่ส่วนตน้ ใชเ้ วลาประมาณ 2-4ชม. Control of Movement of Small Intestine • Extrinsic Nervous Control - Vagus nerve เพม่ิ การบีบตวั ของลาไส้ - Splanchnic nerve ยบั ยง้ั การบีบตวั ของลาไส้ • Reflex Control: Gastroenteric reflex = ยืดผนงั กระเพาะกระตนุ้ การบีบตวั ของลาไสเ้ ล็ก Anointestinal reflex = ยืดขยายท่ีทวารหนกั ยบั ยงั้ การบีบตวั ของลาไสเ้ ลก็ • Hormonal control-Gastrin กระตนุ้ การบีบตวั ของลาไส-้ Secretin, epinephrine จะลดการบีบตวั ของลาไส้
Movements of the Colon • ลาไสใ้ หญ่ มบี ทบาทสาคญั ในการดดู ซมึ นา้ และอเิ ลก็ โทรไลตใ์ นลาไสใ้ หญ่สว่ นตน้ และเก็บกกั กากอาหารในลาไสใ้ หญ่สว่ นปลาย Mixing movement (Haustration): เม่ือ chyme ลงมาถึงสว่ นตน้ ของลาไสใ้ หญ่จะกระตนุ้ ใหก้ ลา้ มเนือ้ tenia coli หดตวั แบบ segmentation Propulsive movement (mass movement): บีบไลก่ ากอาหารแบบ peristalsis ลงไปยงั descending colonและ เก็บในสาไสใ้ หญ่คมุ โดยระบบประสาททง้ั sym. & parasymp. , reflex, อารมณแ์ ละความเครยี ดก็สง่ ผลต่อการเคล่ือนไหวของ ลาไสใ้ หญ่ Mass movement • No digestive enzymes are produced **gastrocolic reflex & duodenocolic reflex • Water and vitamins K and B are absorbed • Mass movements : Slow, powerful movements occur three to four times/day
Defecation • การถ่ายอจุ าระ เป็นการเคล่ือนไหวของลาไสใ้ หญ่เพ่ือไลก่ ากอาหารจากลาไสต้ รง ออกส่ทู วารหนกั • Feces contains : Undigested food residues; Mucus ;Bacteria ; Water กากอาหารมาถงึ ลาไสต้ รง Rectum ถกู ยืดขยาย กระตนุ้ defecation reflex (+ pelvic nerve) Internal anal sphincter คลายตวั (Involuntary) กากอาหารเคล่ือนตวั ออกสู่ anal canal External anal sphincter คลายตวั (Voluntary) เบง่ เกิดการขบั ถ่ายอจุ าระ
Constipation Constipation is when a person is not passing stools (poo) regularly or cannot completely empty their bowels. Cause • Not drinking much • Pregnancy • Some medicines • Low fiber diets
Diarrhea Diarrhea is medically defined as the increase in the frequency of bowel movements. Cause of Diarrhea
Vomiting Vomiting mechanism Roberts SM, Bezinover DS, Janicki PK - Cancer Manag Res (2012)
Gastric secretions Salivary secretion Gastric secretion Pancreatic exocrine secretion Small intestinal secretion Colonic secretion Bile secretion
Secretions in the GI tract • นา้ หล่งั ในทางเดินอาหาร หมายถึง ของเหลวท่ีหล่งั ออกมาจากเซลลห์ รอื ตอ่ มในทางเดินอาหาร แลว้ มีทอ่ พาออกสทู่ างเดินอาหาร • การหล่งั สารเมือก เป็นนา้ หล่งั ท่ีมีลกั ษณะเหนียวคน้ ประกอบดว้ ยนา้ ไกลโคโปรตีน และอิเล็กโทรไลต์ ปรมิ าณการหล่ังนา้ หล่ังในทางเดนิ อาหารต่อวัน Daily Volume (mL) pH Saliva 1000 6.0 - 7.0 Stomach 1500 1.0 - 3.0 Brunners Glands (duodenum) 200 8.0 - 9.0 Pancreas 1000-1500 8.0 - 8.3 Bile 1000 7.8 Small Intestine 1800 7.5 - 8.0 Large Intestine 200 7.5 - 8.0 Total 6700-7200
Saliva and Salivary glands **ตอ่ มนา้ ลายเลีย้ งโดย ระบบประสาทอตั โนมตั ิ • Serous saliva: นา้ ลายใส ->มี protein, Salivary glands: enzyme มาก Parotid gland ~25% Submandibular gland ~70% • Mucus saliva: นา้ ลายเหนียว->มี mucin มาก Sublingual gland ~5% Functions of Saliva Moisten of mouth and solid food Dissolving of Antibacterial substances properties Neutralized the stomach juice Cover food To help of swallowing Primary hydrolyzing of carbohydrate s
Regulation of Salivary Secretions 2 Step Symp.
Gastric Gland and Secretion กระเพาะอาหารมีความสามารถในการหล่งั นา้ หล่งั จากต่อมท่ีฝัง • Goblet cells – secrete mucus to form a ตวั อย่ใู นผนงั กระเพาะอาหาร และมีเซลลต์ ่อมไรท้ อ่ อีกหลายชนิด protective layer around the stomach lining • Parietal cells – secrete hydrochloric acid which is responsible for creating a low pH environment in the stomach • G cells – secrete gastrin (stimulates release of stomach acids to increase stomach acidity) • D cells – secrete somatostatin (inhibits release of stomach acids to reduce stomach acidity) • Chief cells – secrete pepsinogen (inactive protease precursor which is activated by acidity to form active pepsin)
Gastric Gland and Secretion
Gastric Secretion สารหล่งั จากกระเพาะอาหาร มีอตั รการหล่งั ประมาน 2 ลิตร ต่อวนั pH 0.9-1.5, isotonic & hyperosmotic ประกอบไปดว้ ย กรด เกลือ (HCl), enzyme pepsin & lipase, intrinsic factor (IF), glycoprotein, mucus, electrolyte, water Control of Gastric • Neural and hormonal mechanisms regulate the release of gastric juice Acid Secretion • Gastric secretion occurs in three phases 3 Phase of Gastric secretion 1. Cephalic Phase 2. Gastric Phase 3. Intestinal phase
Control of acid secretion - Atropine cimetidine - - - omeprazole • Secretory influences and hormones involved in the synthesis and secretion of hydrochloric acid by parietal cells. CCK, cholecystokinin; CNS, central nervous system.
3 Phase of Gastric secretion + + + • ความอยากอาหาร • ผลผลติ ท่ีไดจ้ ากการยอ่ ยโปรตนี • ผลผลติ ท่ีไดจ้ ากการยอ่ ยโปรตีน เชน่ peptone • การเคยี้ ว • จานวนของโปรตีนท่ีรบั ประทาน • การยืดออกของลาไสเ้ ลก็ สว่ นตน้ • การกลืน • แอลกอฮอล์ คาเฟอีน • ภาวะนา้ ตาลในเลือดต่า <10% 50-60% 30-40%
GI enzyme & Intrinsic factor GI enzyme Intrinsic factor • Pepsinogen pepsin • หล่งั จาก parietal cell พรอ้ มกบั HCL • Gastric lipase • จาเป็นตอ่ กระบวนการดดู ซมึ วติ ามินบี 12 • Gastric amylase • ถา้ ขาดจะทาใหเ้ กิดโลหติ จางชนิด pernicious • Gelatinase anemia
Gastric mucus secretion สารเมือกทหี่ ล่ังในกระเพาะอาหาร แบ่งออกเป็ น • แอลกอฮอล์ เกลอื นา้ ดี 1.สารเมือกท่ีไม่ละลายนา้ (insoluble mucus):ลกั ษณะเมือกเหนียวขน้ มีความเป็นด่าง นา้ สม้ สายชู • การตดิ เชือ้ H. pyroli 2. สารเมือกท่ีละลายนา้ (soluble mucus):ลกั ษณะเมือกใส ทาหนา้ ท่ีคลกุ เคลา้ และหลอ่ ล่ืน chyme • Aspirin, NSAID • Adrenergic agonist ทาลายผนงั กนั้ เยื่อ + เมือกของกระเพาะ อาหาร + - • การกระตนุ้ เสน้ ประสาท vagus • ยาแกป้ วดและตา้ นอกั เสบชนดิ ไมใ่ ช่สเตยี รอยด์ (NSAID) • การสมั ผสั หรือระคายเคือง เชน่ aspirin, ibuprofen, naproxen, indomethacin • ฮอรโ์ มน เชน่ secretin, prostaglandin
Pancreas ตบั อ่อน เป็นอวยั วะท่ีทาหนา้ ท่ีเป็นทง้ั ตอ่ มมีทอ่ (exocrine gland; 80%) และตอ่ มไรท้ อ่ (endocrine gland) Functions of the pancreas: • production and secretion of digestive enzymes • neutralization of acidic chyme (pancreatic enzymes pH optimum near neutral pH) • endocrine pancreatic secretion (islets of Langerhans): hormones (insulin, glucagon, somatostatin) essential for regulation of metabolism • Exocrine pancreatic secretion: aqueous component, enzyme component • neutralization of acidic chyme --> protection from acid damage of intestinal mucosa Pancreatic juice Watery alkaline solution (pH 8) neutralizes chyme Electrolyte (mainly HCO3-) Enzyme
Pancreatic juice นา้ หล่ังจากตับอ่อน เป็ นสารละลาย isotonic มคี ่า pH 7-8 หล่ังประมาณ 1.5 ลติ รตอ่ วัน แบ่งออกเป็ น 2 ส่วน คือ 1. ส่วนสารอนิ ทรยี ์ เช่น enzyme polypeptide 2. ส่วนสารอนินทรีย์ เช่น อิเลก็ โทรไลตแ์ ละนา้ **enzyme จากตบั อ่อนมีบทบาท Control of pancreatic secretion สาคญั ต่อการยอ่ ยอาหารมาก + Pancreatic enzyme • Acetylcholine Trypsinogen • CCK • Secretin Pancreatic lipase Amylase Elastase Chymotrypsinogen Carboxypeptidase Pancreatic ducts carry enzymes to the small intestine
Intestinal juice ~1500 ml/day. • นา้ หล่งั จากลาไสเ้ ลก็ ประกอบไปดว้ ย enzyme, mucus, electrolyte, water • การหล่งั นา้ หล่งั ในลาไสเ้ ล็กถกู ควบคมุ โดย reflex ผา่ นการสมั ผสั ยืด ระคายเคืองและการกระตนุ้ เสน้ ประสาท vagus Alkaline secretion • protect the duodenum from the acidic content of chyme • provide an alkaline condition for the intestinal enzymes to be active; lubricate the intestinal walls. Intestinal gland or Crypt of Liberkuhn -mucus ,CCK, Secretin, Enterokinase - + Vagus nerve, local reflex, chemical, distension Brunner's glands produce a mucus-rich alkaline secretion (containing HCO3-) + Vagus nerve, Gastrin, Secretin Enzyme ตา่ งๆ ทหี่ ล่ังจากลาไส้เลก็ Secreted digestive enzymes
Biliary System: Liver, Gallbladder and Bile Duct Liver: 2 Lobes Let lobe and right lobe Functions of the liver • Energy metabolism and substrate interconversion • Synthetic function • Transport and storage function • Protective and clearance function
Bile Function of bile Bile acid secretion • เกลือนา้ ดี (bile salts) จะรวมตวั กบั ไขมนั เกิดเป็นอนภุ าค • bile acids are actively absorbed and เรยี กว่า micelle ช่วยในการยอ่ ยและดดู ซมึ ไขมนั recirculated through enterohepatic circulation • เกลือนา้ ดี (bile salts) จะทาใหก้ อ้ นไขมนั แตกตวั (emulsification of fat) ชว่ ยใหก้ อ้ นไขมนั แตกตวั เป็น กอ้ นเล็กๆและละลายนา้ ได้ ทาใหเ้ อนไซมเ์ ขา้ มาย่อยไขมนั ได้ • เน่ืองจากนา้ ดีสรา้ งจากcholesterol การสรา้ งนา้ ดีจงึ มี ชว่ ยในการขบั ทงิ้ cholesterol • ชว่ ยกาจดั สารบางอยา่ งในเลือด เช่น โลหะหนกั ทองแดง สงั กะสี ปรอท รวมถึงสารพษิ และยาตา่ งๆ • ความเป็นด่างของนา้ ดี จะชว่ ยลดความเป็นกรดของ chyme ท่ีออกมาจากกระเพะอาหาร
Bile synthesis ~600-1000 ml/day • Bile, formed by the liver, enters via the bile duct
Gallbladder ถุงนา้ ดี ทาหน้าทเี่ กบ็ นา้ ดี และทาใหน้ า้ ดมี ีความเข้มข้นเพม่ิ ขึน้ 10-20 เทา่ มีความจุประมาณ 30-60 ml การขับนา้ ด-ี >ถงุ นา้ ดหี ดตวั หรู ูด oddi คลายตวั Bilirubin • เกิดจากการแตกของเม็ดเลือดแดง • CCK • Gastrin • Acetylcholine + • คล่ืน peristalsis
Digestion and Absorption
Digestion of food การยอ่ ยเป็นกระบวนการท่ีทาใหส้ ารอาหารต่างๆท่ีมี ปัจจัยทมี่ ผี ลตอ่ การย่อย ขนาดโมเลกลุ ใหญ่และซบั ซอ้ นแตกตวั มขี นาดเลก็ ลง ปรมิ าณเอนไซมท์ ่ีใชย้ อ่ ยอาหาร: เอนไซมเ์ ป็นตวั กาหนดอตั ราเรว็ เพ่ือใหร้ า่ งกายสามารถดดู ซมึ ได้ ของการยอ่ ย หากขาดเอนไซมจ์ ะทาใหก้ ารยอ่ ยไมส่ มบรู ณ์ • Mechanical digestion ความเป็นกรดด่างของทางเดนิ อาหาร: เชน่ amylase ทางาน • Enzymatic digestion ไดด้ ีท่ีคา่ pH 7-7.1 ทาใหย้ ่อยคารโบไฮเดรตในปากไดแ้ ตไ่ ม่ สามารถย่อยในกระเพาะได้ การเคล่ือนไหวของทางเดนิ อาหาร: หากมีการเคล่ือนไหวดี เอนไซมค์ ลกุ เคลา้ กบั อาหารไดด้ ี ปัจจยั อ่ืนๆ: เชน่ emptying time หากอาหารเคล่ือนไปไว จะยอ่ ยไดน้ อ้ ยลง
Search
