Spijsvertering - Fysiologie

1 Speekselsecretie

  • 1 - 1.5l / dag
    • reabsorptie later
  • glandula
    • gl. sublingualis
      • muceus vocht → mucus (suiker)
        • beschermlaag
        • smeren
        • antibacterieel / antischimmel
          • mechanisch: barrière
          • lysozymes
          • IgA
    • gl. submandibularis
      • seromuceus
        • sereus >> muceus
    • gl. parotis
      • waterig sereus
        • alpha-amylase (pH optimum: 6.9 → werkt niet in maag)
          • tandreiniging
          • smaaksensatie verandert beetje door zetmeel → suiker
          • vertering
      • fasen
        • tijdens eten: prandiaal = digestief
          • 4-5 ml/min
        • nuchter: interprandiaal = interdigestief
          • 0.25 ml/min
  • speeksel
    • productie: acini
      • o.b.v. vocht bloedbaan
      • actieve secretie
      • pomp Cl⁻ door apicaal membraan
        • Na⁺ en H₂O volgen passief door selectieve celjuncties
        • aquaporine 5 (AQP5)
    • modificatie in afvoerwegen
      • toevoeging: K⁺
      • reabsorptie: Na⁺
      • Na⁺ / K⁺ exchange
      • Cl⁻ / HCO₃⁻ exchange
  • pathologie
    • hyposalivatie
    • hypersalivatie
      • niet te veel speeksel
      • wel te weinig slikken
        • o.a. Parkinson

2 Oesophagus - slikbeweging

  • bezenuwing
    • parasympathisch
      • zenuwen
        • n. vagus (X)
        • S2-S4
      • excitatie NT
        • ACh
        • Tachykinines
      • inhibitie NT
        • VIP
        • NO (stikstof oxide)
    • orthosympathisch
      • spieren / klieren
        • rechtstreeks: (nor)adrenaline
        • onrechtstreeks: VIP, NO
      • bloedvaten (vasoconstrictie)
        • noradrenaline, NPY
    • enterisch (intrinsiek)
      • excitatie NT
        • ACh
        • Tachykinines
          • neurokinine A
          • Substance P
      • inhibitie NT
        • VIP & ATP
        • NO
        • PACAP
          • receptoren
            • PAC-1 receptor (hoge affiniteit)
            • PACAP/ VIP receptor (VPAC) @ D cel
  • slokdarm
    • upper oesophageal sphincter (UOS)
    • lower oesophageal sphincter (LOS)
      • anatomisch onduidelijk
      • aanhechting via diaphragmapijlers
      • zowel boven als onder diaphragma
      • flutter-valve mechanisme
        • gaat reflux tegen bij stijging buikdruk
        • (1) buikdruk drukt slokdarm ook toe
          • veel reflux: operatief slokdarm meer naar onder trekken
        • (2) reflex in diaphgramapijlers sneller dan maag
      • zwangere vrouwen
        • slokdarm hoger -> flutter valve werkt minder goed
        • progesteron -> ontspant gladde spieren
  • slikbeweging
    • orale stadium
      • baro- en chemoreceptors in pharynx
        • naar slikcentrum in hersenstam
    • pharyngale stadium
      • deglutitieve apneu: luchtpijp dicht
    • oesophagale stadium
      • centrale + perifere factoren
      • primaire peristaltische contractie
  • andere slokdarmbewegingen
    • 2nd peristaltische contractie
      • lokale dilatatie -> golf vanaf dat punt
      • lokale controle
    • deglutatieve inhibitie
      • vloeistof: kanaal open
      • enkel rechtstaand
    • spontane relaxatie
    • ructus (boeren)
      • na aerofagie
      • distentie in fundus maag -> relaxatie LOS + contractie buikspieren
      • slokdarm passief
    • ziekte: achalasie
      • aantasting myenterische plexus = plexus Auerbach
      • gevolgen
        • geen peristalsis
        • beperkte relaxatie LOS / soms zelfs hogere druk
        • dus voedsel blijft in slokdarm
      • symptomen
        • retrosternale niet-cardiale pijn
        • reflux voedsel
          • ook in liggende houding
    • pyrosis
      • vaak bij zwangerschap
      • "het zuur"
      • != pylorus

3 Maag

Motiliteit

  • chyme = gemengd voedsel + maagsap
  • volume: 50ml → 1.5l na eten
    • zet uit om druk constant te houden (Laplace)
      • receptieve relaxatie: proactief
      • adaptieve relaxatie: reactief
        • centrale effecten + NO/VIP
  • proximale maag
    • opslag
    • trage contracties
      • om de 1-3 min
      • meer exciteerbaar door uitrekking
      • drukt deel maaginhoud naar distaal
  • distale maag
    • vertering
    • contracties
      • propulsie richting pylorus
      • retropulsie
    • gladde spieren
      • pacemakercellen
      • P: excitatie
      • O: inhibitie
      • slow waves (potentiaal)
        • amplitude ~ zenuwen + hormonen
          • boven treshold → contractie
        • grote curvatuur maag: 3/min
        • duodenum: 12/min
        • ileum: 9/min
      • spikes
        • bepalen sterkte contractie
    • Terminale Antrale Contractie
      • maagwand trekt volledig samen t.h.v. distaal antrum
      • variabel → regeling
        • uitrekkingsgraad spieren
        • chemische samenstelling voedsel
          • calorierijk
            • minder antrale contracties
            • lag
        • neurale / hormonale / paracriene beïnvloeding
    • maaglediging
      • 0.5 - 2 ml / contractie
      • pylorus lichtjes open
        • kleine deeltjes kunnen ontsnappen
        • calorierijk: pylorus opent minder ver
      • sluit opnieuw na start propulsie en retropulsie

Maagzuurvorming

  • functies
    • sterilisatie
    • denaturatie proteïnen
    • prikkelt maagmotiliteit
    • vrijzetting alkalisch sap in dunne darm
  • cellen
    • parietaal cel
      • basolaterale wand
      • apicale wand
        • vorming HCl = H⁺ + Cl⁻
      • stap 1: K⁺/H⁺ pomp
      • regeling
          • vooral histamine @ H2
        • ook + gastrine @ CCK2
        • ook + ACh @ M3 via n. vagus
          • somatostatine @ SST2
    • D cel
      • maakt somatostatine (SST)
      • in corpus
        • geen pH
        • ↓ ACh
      • in antrum
        • ↑ pH (apicaal, reageert op zure pH)
        • ↑ gastrine @ CCK2
        • ↑ ACh
      • beide
        • ↑ PACAP / VIP
        • gastrine @ CCK2
  • fases
    • basale / spontane / interdigestieve fase
      • 's avonds maximaal
    • cefalische / neurale fase (30%)
      • ruiken, zien, kauwen
      • geconditioneerd
    • gastrische / humorale fase (60%)
      • maagdistentie → n. vagus
    • intestinale fase (10%)
      • pH chyme < 3 → inhibitie

Feedback darm op maag

  • chemoreceptoren in duodenum (en verderop)
    • doel: constante energiestroom
      • tonus pylorus
      • slow wave amplitude
      • spike frequentie
    • entero-endocriene cellen
      • zie hormonen tabel
    • cf. smaakpapillen tong
      • functie: voedzaam vs toxisch
      • GPCRs (G-protein coupled receptor family → G alpha gustducin)
Smaak Type Receptor Opmerkingen
zout ionen kanaal
zuur ionen kanaal
zoet GPCR TAS1R2, TAS1R3 "taste 1"
detectie in L cel
→ GLP-1 hormoon
→ meer opname in enterocyten
bitter GPCR TAS2R "taste 2"
typisch toxisch
anorexinogene darmpeptiden
verminderde maagontleding
umami GPCR TAS1R1, TAS1R3 20 L aminozuren
vet - kort GPCR FFAR2, FFAR3
vet - medium/lang GPCR FFAR1, FFAR4
basische AZ + Ca2+ GPRC6A
Ca2+ CaSR
galzouten GBAR-1 BA = bile acid

- enterogastrische reflex - hormonen in darmen kunnen neuronen prikkelen (uitzonderlijk) - enterisch + extrinsiek - terugkoppeling op zuursecretie: zie diagram boven

Overige maagsecreties

  • pepsines
    • zymogeencel = hoofdcel = chief cell
      • produceert pepsinogeen (en lipase)
    • maagzuur: pepsinogeen → pepsine
    • functie: proteolyse
      • eiwit → peptidefragmenten
      • cf. pancreas
    • alkalisch (duodenum): inactivatie pepsine (irreversibel)
  • intrinsieke factor van Castle (IF)
    • bindt aan vit B12
      • zit in dierlijke eiwitten
      • opname in distaal ileum: Cubam (cubuline + amnionless) receptor van enterocyt
        • bacteriën in colon maken ook vit B12 aan, maar hier enkel passieve (trage) opname
      • belangrijk voor vorming RBC
        • anders pernicieuze anemie
          • ook bij tekort foliumzuur
  • dezelfde stimuli als maagzuur

Bescherming maagzuur

  • mucus
  • bicarbonaat
    • exchange met Cl⁻
    • neutraliseert HCl
    • koolzuuranhydrase
    • afvalproduct: H⁺ in bloedbaan
      • overgecompenseerd door proces HCl vorming
      • dus bloedbaan is nog altijd licht alkalisch na maag
  • productie
    • oppervlakkige epitheelcellen
    • nekcellen
    • continu nodig
  • andere hulpmiddelen
    • tight junctions
    • mucosale bloedstroom
      • diffusie
      • reactieve hyperemie (vasodilatatie)
  • stoorzenders (en dus meer kans op maagulceraties)
    • aspirine en andere NSAID
    • nicotine → minder prostaglandine → meer maagzuur
    • stress (orthosympatisch → adrenerg → minder bicarbonaat)
      • (nor)adrenaline?
    • helicobacter pylori
      • overleeft onder mucuslaag
  • medicatie: antacida
    • doel: reductie zuurtegraad
      • van 1.3 naar 2-3
      • niet naar 7
    • bevatten vaak Mg(OH)₂ en Al(OH)₃
      • cf. maalox
      • Mg: laxatief
      • Al: constiperend
    • proton pump inhibitie
    • H2 (histamine) blokkers
    • algemeen gevolg: verhoging gastrine (hypergastrinemie)

Verzadiging

  • hypothalamus
    • anorexigene
      • alpha MSH
      • CCK
      • CRH
    • orexigene
      • NPY
      • AgRP
      • regulatie vooral hier
  • hongerhormonen
    • ghreline
      • t.h.v. maagfundus
        • P/D1 cel
      • stijgt tussen maaltijden
      • daalt na inname koolhydraten
      • werkt insuline tegen
        • verbranding eiwitten ipv vetten bij honger (dieet)
      • dumping syndroom
        • glucose in dunne darm → osmose → bloeddrukval
    • motiline (zie later)
  • verzadigingshormonen
    • incretines
      • L: GLP-1
      • K: GIP
      • werking
        • …
    • CCK
      • I: CCK (dunne darm)
      • ook in hersenen
    • peptide YY (PYY)
      • overgewicht ~ weinig PYY
    • pancreatic peptide (PP)
    • leptine en insuline
  • ook: emoties
  • meer details: zie cursus metabolisme

4 Dunne darm

  • transit: 2-4u
  • dikke circulaire spier
  • motiliteit
    • peristaltis
      • voortglijdende contractie en relaxatie
      • distaalwaarts
      • (on)volledige contractie
        • onvolledig: ook mengen
      • mediatie: ACh, tachykinines
    • segmentatie
      • functie: mengen
  • pancreas -> duodenum: sphincter Oddi rond papil Vater
    • anti-reflux
      • schuin
      • plooien
      • spier / klep
    • triggers: CCK, n. vagus (NO / VIP)
  • dunne darm -> caecum: ileocaecale junctie
    • klep van Bauhin = valva ileocaecalis
    • meestal gesloten
    • 20 mmHg
      • distentie ileum -> drukdaling (open)
      • distentie colon -> drukstijging
    • ook zonder klep geen reflux
      • wel bacteriën
  • secretie
    • verteringsenzymes kunnen niet werken in zure omgeving
      • alkalisch vocht produceren
      • klieren Brunner (in duodenum)
    • klieren Lieberkühn (volledige dunne darm)

5 Pancreas secreties

  • endocrien
    • eilandjes Langerhans
  • exocrien
    • meest actieve klier (na melkklieren bij bevalling)
      • 1-2l
    • pancreassap
      • alkalisch water
        • isotoon NaHCO3: pH 8
        • trigger: secretine (+ VIP/NO -> vagaal via GRP)
        • inhibitie: SST
      • verteringsenzymen
        • proteasen -> proteinen
        • lipasen -> lipiden
        • amylasen -> koolhydraten
        • nucleasen
        • trigger: vagaal (M3), CCK, (gastrine, bombesine)
        • inhibitor: PP
        • werken niet bij pH < 4
        • grote reserve
    • fases
      • pandriaal
        • cephalisch: n. vagus
        • gastrisch: maagdistensie, gastrine
        • intestinaal

Figuur: cf. bescherming maagzuur

6 Lever en galblaas

Lever

Galblaas

  • galzouten
    • hoogenergetisch
      • worden gerecycleerd in terminale ileum?
  • galblaas
    • details: zie metabolisme
    • concentratie gal
      • risico: galstenen = cholelithiasis
    • wordt gevuld als Oddi toe is
    • evacuatie
      • cephalisch, gastrisch: n. vagus, gastrine
        • blaascontractie, relaxatie Oddi
      • intestinaal: CCK, ACh
        • sterke contracties
      • tragere ontlediging bij
        • zwangerschap door progesteron
        • galstenen
        • vagotomie
        • diabetes (aantasting zenuwen)
        • spruw = atrofie darmmucosa -> minder CCK

7 Colon

  • proximaal
    • water onttrekken
    • verlies bicarbonaat
  • distaal: defaecatie voorbereiden
  • motiliteit
    • trage motiliteit (dagen)
    • contracties
      • haustraal
        • haustrale shutteling
          • meest voorkomend (tijdens vasten)
          • beweging in beide richtingen
          • bevordering waterabsorptie
        • haustrale propulsie
          • na maaltijd
          • naburige segmenten tegelijk
      • peristalsis
        • lage amplitude propagerende contracties (LAPC)
          • geen details
        • hoge amplitude propagerende contracties (HAPC)
          • minder 's nachts
          • haustrale contracties verdwijnen
          • relatief grote afstand
          • constipatie: verminderd
    • gastrocolic reflex
      • maag wordt gevuld
      • colon zal zich willen leegmaken om plaats te maken
      • nog veel onduidelijk
  • mucosale barrière
    • darmflora
      • commensale relatie
      • vertering koolhydraten (o.a. cellulose)
      • geen plaats voor andere (exogene) bacteriën
      • proximaal
        • koolhydraten door aerobe flora
        • synthese + absorptie vit B12, vit K
        • eiwitvertering
      • distaal
        • anaerogeen?
        • rotting
        • verwerking AZs -> gas (flatulentie)
    • bescherming via barrière
      • epitheel: klieren Lieberkühn met tight junctions
      • slijmbekercellen
        • secretie mucus, HCO₃⁻ en K⁺
      • Paneth cellen
        • antimicrobiële peptiden
        • transport s-IgA
      • Toll-like receptoren (TLR)
        • falen -> IBD

8 Interdigestief migrerend complex (IMMC)

  • interdigestief
    • tussen maaltijden
    • maag nooit leeg: speeksel e.d.
  • migrerend
    • contracties verplaatsen zich
  • trigger: motiline na aantal uren nuchter
  • "housekeeper"
    • alles leegmaken
    • incl. bacterien weg uit dunne darm
Locatie Fase 1 (45-60m) Fase 2 (30-45min) Fase 3 (5-15min)
maag geen spikes toenemende spikes en contracties sterke contracties
geen contracties sterker dan gevulde maag
pyloor open
dunne darm geen contracties random activiteit trage peristalsis
met vertraging vooral segmentatie en snelle lokale peristalsis grote afstanden
lever / galblaas / pancreas geen secreties optimum tegen einde fase 2 weinig activiteit
want te hoge druk in darm in fase 3
colon N/A N/A N/A

9 Opnamefunctie voedsel

  • verlies K⁺, HCO₃⁻
  • absorptie Na⁺, Cl⁻
  • soorten diarree
    • osmotische
      • verminderde opname water
        • meer zout
        • minder oppervlak
    • secretoire
      • verhoogde secretie
      • extra doorlaatbaar
    • motorische
      • verhoogde spiercontracties
    • vaak combinatie

  • digestie koolhydraten
    • speeksel: alpha(1→4) amylase
      • 20-40% afbraak
    • dunne darm
      • alpha(1→4) amylase uit pancreas + alkalisch pancreassap
        • geen effect op
          • alpha(1→6)
          • beta(1→4) cellulose
    • terminale alpha(1→4)

Overzicht hormonen

Hormoon Orgaan Cel Receptor Trigger Effect Opm.
[NT] acetylcholine (ACh) P, excitatie
[NT] tachykinines: Substance P, neurokinine A P, excitatie
[NT] VIP P, inhibitie
[NT] nitrogen oxide (NO) P, inhibitie
[NT] (nor)adrenaline M3 vasoconstrictie orthosympathisch
ghreline maagfundus, darm X/D1/P cel, IR cellen stijgt tussen maaltijden meer NPY, AgRP -> honger signaal "growth hormone releaser", werkt insuline tegen, dumping syndroom
gastrine maag, darm G cel CCK2 Ach (indirect via GRP) lijkt op CCK
somatostatine (SST) darm, pancreas D cel, delta cel SST2 enterisch ZS, voedselopname minder maagzuur antrum vs corpus variant
cholecystokinine (CCK) darm I cel CCK2 eiwit, vet minder NPY, AgRP, anorexigeen, verzadigingsgevoel minder eetlust, minder maagzuur, maagmotiliteit, meer pancreasenzymen
GLP-1 ileum + colon L cel eiwit, vet, koolhydraten minder NPY, AgRP, meer insuline incretines, minder eetlust
PYY ileum + colon L cel eiwit, vet minder NPY, AgRP minder eetlust, weinig bij obesitas
GIP proximale darm K cel vooral koolhydraten minder NPY, AgRP, meer insuline incretines, minder eetlust
histamine maag ECL (enterochromaffien like) cel H2 Ach, gastrine activatie parietaal cel paracrien
HCl maag parietaalcel Ach, histamine
secretine darm S cel zuur activatie D cel, minder maagzuur, maagmotiliteit, meer HCO3- in darm en pancreas, lever: meer galsap
prostaglandines maag PG cel PGE2 / minder maagzuur laxatief
neuropeptide Y (NPY) vasoconstrictie O, orexigeen
Agouti-related protein (AgRP) orexigeen
CRH anorexigeen
alpha MSH anorexigeen
PACAP VPAC
motiline begin ileum IR cel honger signaal
pancreatic peptide (PP) pancreas PP cel eiwit, vet verhoogd bij diabetici
leptine vetweefsel voedselinname minder NPY, AgRP, meer alpha MSH, CCK, CRH minder eetlust
insuline pancreas beta cel minder NPY, AgRP, meer alpha MSH, CCK, CRH minder eetlust
glucagon pancreas alpha cel