Πεπτικό Σύστημα ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 46η-48η / 29-5-2016 Εισαγωγή Ε. Δ. Βαλάκος Πεπτικό Σύστημα Εισαγωγή Θρεπτικές ανάγκες Στρατηγικές πρόσληψης της τροφής Πεπτικοί σωλήνες Πεπτικό σύστημα θηλαστικών Νεύρωση του Π.Σ. Στόμα –Φάρυγγας-Οισοφάγος Στομάχι Πάγκρεας Χολή Λεπτό έντερο Παχύ έντερο Πέψη και απορρόφηση. Βιβλιογραφία Πατήστε ESC για να σταματήστε την προβολή

Τα ζώα χρειάζονται τροφή για: Εξασφάλιση της ενέργειας που είναι απαραίτητη για όλες τις βιολογικές τους διεργασίες Την ανανέωση βασικών συστατικών. Διατροφή: Η συλλογή και η πρόσληψη τροφής Όλες οι τροφές είτε ζωικής είτε φυτικής προέλευσης περιέχουν σύνθετες θρεπτικές ουσίες που για να γίνουν ΄΄χρήσιμες΄΄ για τα ζώα πρέπει να διασπασθούν σε απλούστερες ενώσεις Η πρόσληψη της τροφής γίνεται μέσω των τροφικών δικτύων Όλα τα οργανικά μόρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν ΄΄καύσιμα΄΄ αλλά υπάρχουν και εξαιρέσεις.(Ο εγκέφαλος του ανθρώπου και οι πτητικοί μύες της Δροσόφιλα χρειάζονται αποκλειστικά γλυκόζη)

Εκατανάλωσης =Ελήψης αν όμως Τα ζώα πρέπει να βρίσκονται σε θρεπτική ισορροπία Σταθερή κατάσταση Εκατανάλωσης =Ελήψης αν όμως Εκατανάλωσης >Ελήψης⇒ καύση αποθηκευμένου λίπους, Εκατανάλωσης <Ελήψης⇒ αποθήκευση λίπους Οι ενεργειακές ανάγκες καθορίζουν τη λήψη της τροφής. Ο υποθάλαμος είναι υπεύθυνος γι’ αυτόν το ρυθμιστικό μηχανισμό Παράγοντες όπως το ποσό των σακχάρων στο αίμα , η πληρότητα του στομάχου, τα θρεπτικά συστατικά, το βάρος του σώματος αλλά και η θερμοκρασία μπορούν να επηρεάσουν τη λήψη τροφής

5

Μακροθρεπτικές ουσίες Θρεπτικές ανάγκες Μακροθρεπτικές ουσίες: Χρειάζονται σε μεγάλες ποσότητες και περιλαμβάνουν πολυσακχαρίτες, λίπη, πρωτείνες Μικροθρεπτικές ουσίες: Χρειάζονται σε μικρές ποσότητες για ειδικές ανάγκες. Μακροθρεπτικές ουσίες Υδατάνθρακές: Πηγή ενέργειας και άνθρακα Λίπη: Υψηλής ενέργειας θρεπτικά αλλά συμμετέχουν και σε άλλες ζωτικές διεργασίες (Θερμομόνωση, στεροειδείς ορμόνες κλπ ) Πρωτεΐνες: Πηγή αμινοξέων (απαραίτητα ή μη)

Μικροθρεπτικές ουσίες Βιταμίνες Απαραίτητες σε μικρές ποσότητες για τον μεταβολισμό. Βρίσκονται σε ελάχιστες ποσότητες στις τροφές ενώ η δυνατότητα σύνθεσης ή η απαίτηση τους μεταβάλλεται ανάλογα με τους οργανισμούς. Οι υδατοδιαλυτές είναι συνήθως συνένζυμα ενώ οι λιποδιαλυτές συμμετέχουν σε διάφορες λειτουργίες {Σύνθεση φωτοχρωστικών (Α), Μεταβολισμός Ρ, Ca, (D)}. Ανόργανα άλατα, ιχνοστοιχεία Μερικά χρειάζονται σε μεγάλες ποσότητες ενώ άλλα σε ελάχιστες (ιχνοστοιχεία).

Στρατηγικές πρόσληψης τροφής   Στρατηγικές πρόσληψης τροφής Μικροφάγοι Πεπτικά κενοτόπια, Βλεφαρίδες, Βλέννες παγίδευσης, Πλοκάμια, κεραίες, Φιλτράρισμα Πρωτόζωα Χειλόποδα, Γαστερόποδα, Ασκίδια, φάλαινες , Φλαμίνγκος Μακροφάγοι Απόξυση, Μάσηση, διάτρηση, σύλληψη κατάποση Η πλειοψηφία των ζώων Χυμοί, νέκταρ, αίμα, γάλα, εξωτερική πέψη Υγρά, μαλακοί ιστοί Αφίδες, ακάρεα, εντομα , νυχτερίδες νεεογνα Συμβιωτική απορρόφηση Συμβιωτικά φύκη Σπόγγοι, κοράλια, μύδια

Εξωκυτταρική – Ενδοκυτταρική πέψη Πέψη Η διάσπαση σε μικρά κομμάτια των τροφών, είτε χημικά είτε μηχανικά, έτσι ώστε να μπορούν να απορροφηθούν είτε από τα κύτταρα είτε από τα ζώα Εξωκυτταρική – Ενδοκυτταρική πέψη Το κύριο πλεονέκτημα της ενδοκυτταρική ς πέψης είναι η ευκολία με την οποία πραγματοποιεί ται Τα κύρια μειονεκτήματα είναι: α. Μικρή λεία β. Μικρή δυνατότητα εξειδίκευσης γ. Αδυναμία διαχωρισμού των διαφόρων φάσεων της πέψης

Πεπτικοί σωλήνες Όλα τα ανώτερα φύλα έχουν εξωκυτταρική πέψη, έχοντας αναπτύξει διαμερισματοποιημένους και ανομοιομερείς πεπτικούς σωλήνες Η γενική μορφολογία δεν διαφοροποιείται ανάμεσα στα taxa

Πεπτικό σύστημα Θηλαστικών Ενιαία ανατομία σε όλο το μήκος, με τρεις(3) μυϊκές στοιβάδες και δύο(2) χιτώνες Εντερικό νευρικό σύστημα ( Ημιαυτόνομο)

Νεύρωση Διέγερση κινητικής – εκκριτικής δραστηριότητας Διέγερση κινητικής – εκκριτικής δραστηριότητας Αναστολή κινητικής & εκκριτικής δραστηριότητας

Νεύρωση Μυεντερικό πλέγμα (Anerbach): Κινητικοί νευρώνες με διεγερτική ή ανασταλτική δράση (πλειοψηφία των νευρώνων). Οι πρώτοι απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη πάνω σε μουσκαρινικούς υποδοχείς των λείων μυών. Οι δεύτεροι απελευθερώνουν VIP (αγγειοκινητικό εντερικό πεπτίδιο) και ΝΟ. Το υπόλοιπο 1/3 είναι αισθητικοί νευρώνες Υποβλεννογόνιο πλέγμα(Meissner): Οι περισσότεροι νευρώνες του υποβλεννογονίου πλέγματος ρυθμίζουν τις εκκρίσεις της γ-ε με απελευθέρωση ακετυλοχολίνης και VIP σε εκκριτικά ή επιθηλιακά κύτταρα Ρύθμιση αντανακλαστικοί μηχανισμοί μέσω ΚΝΣ & τοπικών αντανακλαστικών Συσσώρευση γαγγλίων ή δεύτερος εγκέφαλος;

Ηλεκτροφυσιολογία Ηλεκτροφυσιολογία Βραδέα κύματα (βασικός ηλεκτρικός ρυθμός). Συχνότητα 3-12/min (ανάλογα με το τμήμα) Ύπαρξη διαμέσων κυττάρων ( βηματοδότες) Σύζευξη των κυττάρων των δύο μυικών στοιβάδων Δυναμικά ενεργείας (μεγάλης διαρκειας-Ca++σημαντικό ρόλο ) Νευρικός/ορμονικός έλεγχος

Στόμα- φάρυγγας- οισοφάγος Μάσηση (Τεμαχισμός- σχηματισμός βλωμού) Σιελογόνοι αδένες Ορογόνοι, βλεννώδεις, μικτοί Υπογνάθιοι ,υπογλώσσιοι (Μ), παρωτίδες (Ο) Ρόλος Υγραίνει και λιπαίνει τις τροφές Διάλυση κάποιων τροφών /διέγερση των χημειοϋποδοχέων Άμυνα Διατήρηση υψηλού ρΗ

Σιελογόνοι αδένες Παραγωγή 1ml/min/g Υποτονική προς το πλάσμα Ο ουσιώδης έλεγχος γίνεται μέσω του παρασυμπαθητικού συστήματος

Στόμα- φάρυγγας- οισοφάγος Κατάποση Πολύπλοκη αντανακλαστική λειτουργία με την οποία ο βλωμός οδηγείται στον οισοφάγο Οισοφάγος Μυώδης σωλήνας (25-30cm) διαμέσου του οποίου η τροφή φτάνει στο στομάχι

Στομάχι Ανεύρυσμα της γαστρεντερικής οδού που βρίσκεται μεταξύ του οισοφάγου και της αρχής του λεπτού εντέρου Ρόλος Αποθήκευση της τροφής Περαιτέρω διάσπαση των τροφών και ανάμιξη αυτών Ελεγχόμενη δίοδος του χυλού στο δωδεκαδάκτυλο ΠΥΛΩΡΙΚΟΙ ΑΔΕΝΕΣΣ ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ G ΠΟΥ ΕΚΚΡΙΝΟΥΝ ΤΗΝ ΓΑΣΤΡΙΝΗ Ανατομία Διαμερισματοποιηση, ανομοιομέρεια

Στομάχι Καρδιακή μοίρα (βλέννα) Οξεο-εκκριτική μοίρα ( πεψινη-οξύ) Ο βλενογόνος μπορεί να χωριστεί σε τρεις περιοχές ανάλογα με δομή των αδένων Καρδιακή μοίρα (βλέννα) Οξεο-εκκριτική μοίρα ( πεψινη-οξύ) Πυλωρική μοίρα ( Πεψ.+Οξύ) , κύτταρα G (γαστρίνη)

Ηλεκτρική δραστηριότητα & Γαστρικές συσπάσεις Νεύρωση του στομάχου Η νεύρωση του γίνεται από το πνευμονογαστρικό νεύρο(παρασυμπαθητική – διεγερτική-) και το κοιλιακό πλέγμα (συμπαθητική- ανασταλτική-). Επίσης στη νεύρωση του στομάχου συμμετέχει και το εντερικό νευρικό σύστημα. Ηλεκτρική δραστηριότητα & Γαστρικές συσπάσεις Βραδέα κύματα που δημιουργούνται από τη ζωνη του βηματοδότη (3/min ανθρωπος) Ακετυλοχολίνη και η γαστρίνη διεγείρουν την γαστρική συσταλτότητα, νορεπινεφρίνη την μειώνει

Έλεγχος της εκκένωσης Η σύνθεση της τροφής επηρεάζει την εκκένωσή της Η ετερομέρεια των μερών του στομαχιού έχει σαν αποτέλεσμα τη διαφορετική κινητικότητα Η σύνθεση της τροφής επηρεάζει την εκκένωσή της Ρόλος του γαστροδωδεκαδακτυλικού κόμβου (πυλωρός) Επηρεάζει την κινητικότητα στομαχιού / αρχής δωδεκαδακτύλου Εκκένωση ανάλογη της επεξεργασίας Εμποδίζει την οπισθοδρόμηση Χολοκυστ οκίνη GIP Εκκριματ ίνη Συμπαθητ ικό Παρασυμπαθ ητικό

Νευρικός/ ορμονικός έλεγχος Ρύθμιση της εκκένωσης Νευρικός/ ορμονικός έλεγχος Γαστρίνη Πεπτίδια

Γαστρική έκκριση HCI Αποδιατάσσει τις πρωτεΐνες Θανάτωση βακτηρίων Ο ρυθμός διαφέρει ανάμεσα στα άτομα HCI Αποδιατάσσει τις πρωτεΐνες Θανάτωση βακτηρίων Ενεργοποίηση ενζύμων Έκκριση από τα εμβόλιμα κύτταρα

Γαστρική έκκριση Πεψίνες Εκκρίνονται σαν πεψινογόνα από τα θεμέλια κύτταρα Δραστικότητα σε pH<3 Ενδογενής παράγοντας Γλυκοπρωτεϊνη που εκκρίνεται από τα εμβόλιμα κύτταρα σε απόκριση των ίδιων παραγόντων που προκαλούν την έκκριση HCI B12 SHMANTIKOS GIA TH ZOH Βλέννα Εκκρίνεται από τα βλεννογόνα αυχενικά κύτταρα

Γαστρική έκκριση Η έκκριση του γαστρικού υγρού αυξάνεται από 0,5 ml/min σε 3ml/min μετά τη λήψη τροφής Διακρίνονται 3 φάσεις

Γαστρική έκκριση

Δωδεκαδάκτυλο Πάγκρεας Αδένας 100gr που η εξωκρινή του μοίρα εκκρίνει 1 λίτρο παγκρεατικού υγρού.(Υδατικά διαλύματα και ενζυμικά διαλύματα). Η δράση του παγκρεατικού υγρού εντοπίζεται στο δωδεκαδάκτυλο Το παγκρεατικό υγρό μέσω των συστατικών εξουδετερώνει το όξινο ρΗ του δωδεκαδακτύλου και συντελεί στην πέψη Η έκκριση του παγκρεατικού υγρού διεγείρεται από την παρασυμπαθητική δραστηριότητα

Υδατικό συστατικό του παγκρεατικού υγρού Πάγκρεας Υδατικό συστατικό του παγκρεατικού υγρού Ενζυμικό συστατικό του παγκρεατικού υγρού

Πάγκρεας Εντερική φάση: Διεγείρεται από την εκκριματίνη καιτη CCK. Κεφαλική φάση: Η παρουσία φαγητού προκαλεί την έκκριση παγκρεατικού υγρού μέσω της διέγερσης του πνευμονογαστρικού νεύρου (Ένζυμα και λίγα ανθρακικά) Γαστρική φάση : Μέσω της γαστρίνης και το υγρό περιέχει πολλά ανθρακικά Εντερική φάση: Διεγείρεται από την εκκριματίνη καιτη CCK. Εκκριματίνη προκαλεί την έκκριση υγρού πλούσιου σε ανθρακικά ενώ η CCK σε ένζυμα

Έκκριση χολής Απαραίτητη για την πέψη των λιπών στο έντερο Απαραίτητη για την πέψη των λιπών στο έντερο Σύσταση της χολής Χολικά άλατα Χοληστερόλη Λεκιθίνη Χολοχρωστικές Χολικά οξέα Χολικό & Χηνοδεσοχ ολικό οξύ Αποκαρβοξυλίωση Δεσοξυχ ολικό & λιθοχολ ικό βακτήρια

Διαφορετικά ρυθμιστικά συστήματα Ρύθμιση Έκκριση χολής 250-1000 ml/ημέρα Διαφορετικά ρυθμιστικά συστήματα Χολικά άλατα από την συγκέντρωσή τους στο αίμα Η έκκριση υγρού από ορμόνες

Λεπτό έντερο Ανάμειξη προώθηση του χυλού Κινήσεις του εντέρου Μήκος 5 μέτρα: 5% Δωδεκαδάκτυλο,40% νήστις, ειλεός Ανάμειξη προώθηση του χυλού Κινήσεις του εντέρου Ο ρυθμός είναι ανάλογος αυτού της γ-ε οδού. ΑΝΣ

Εντερικά αντανακλαστικά

Λεπτό έντερο Ο βλεννογόνος χαρακτηρίζεται από έντονη πτύχωση και λάχνες Οι αδένες του βλενογγόνου εκκρίνουν περίπου1500- 2000 ml βλέννας την ημέρα. Επίσης εκκρίνονται στο δωδεκαδάκτυλο διάφορες ορμόνες

Παχύ έντερο Μήκος ½ λεπτού. Αποθήκευση και συμπύκνωση. Δεν εκκρίνει ένζυμα Χωρίζεται σε τμήματα μεταμερισμός Παρασυ/τικό *από πνευ/κο Πυελικά νεύρα * προώθηση Συμπαθητικό* Αναστολή Νευρώνεται από το ΑΝΣ * Εντερικά πλέγματα

Παχύ έντερο Οι οριζόντιοι λείοι μύς είναι ατελείς και σχηματίζουν τις κυψέλες Κινήσεις περίσφυξης αλλά όχι προωθητικές ( Παραμονή υλικών 18-24 ώρες) Ρυθμός συνεχής ή ασυνεχής

Πέψη:Στόμα- δωδεκαδάκτυλο Πέψη και απορρόφηση Υδατάνθρακες Αμυλο( αμυλόζη-αμυλοπικτίνη),γλυκογόνο, δισακχαρίτες, γλυκόζη φρουκτόζη Πέψη:Στόμα- δωδεκαδάκτυλο Απορρόφηση: Δωδεκαδάκτυλο-άνω νηστίδα

Ενδοπεπτιδάσες- εξωπεπτιδάσες Πέψη και απορρόφηση Ενδοπεπτιδάσες- εξωπεπτιδάσες Πρωτεΐνες

Πέψη και απορρόφηση Λίπη Αδιάλυτα στο νερό Επίδραση Στοματική -γαστρική λιπάση- παγκρεατικές λιπάσες Αύξηση της επιφάνειας με την γαλακτωματοποίηση των λιπών ( λίπος+χολικά με συμβολή λεκιθίνης) Επίδραση Πακρεατική λιπάση δίνει 2 ΛΟ + 1ΜΓ Κολιπάση απαραίτητη για τη δράση της ΠΛ Εστεράση της χοληστερόλης Φωσφολιπάση Α2 δίνει 1ΛΟ+λυσολεκιθίνη

Πέψη και απορρόφηση Μικκύλια Τα χολικά οξέα οξέα συμβάλουν στον σχηματισμό μικκυλίων Τα μικκύλια αντιδρούν με την επιφάνεια των μικρολαχνών ενώ τα μονογλυκερίδια και τα λιπαρά οξέα εισέρχονται παθητικά όπου ανακτασκευάζονται και σχηματίζουν τα χυλομικρά Μικκύλια Τα χολικά οξέα απορροφώνται στο τέλος του ειλεού

Πέψη και απορρόφηση

Νερό – Ιόντα- Βιαταμίνες Απόδοση του πεπτικού συστήματος Πέψη και απορρόφηση Νερό – Ιόντα- Βιαταμίνες Απόδοση του πεπτικού συστήματος   Α= 100Χ Βάρος της τροφής που αποβάλλεται /βάρος της τροφής που καταναλώνεται

Βιβλιογραφία Scmidt-Nielsen(1990). Animal Physiology, Cambridge Miller, S & Harley J. (1994). Zoology,WCB Eckert & Randall (1988). Animal Physiology. Μετ. Θ. Βαλκανά Randall et al. (1997&2008): Eckert Animal Physiology, Freeman Willmer P. et al. (2000) Enviromental Physiology of animals, Blackwell. Berne, R & Levy, M.(2000): Αρχές Φυσιολογίας ,Π.Ε.Κ. Moyes, C.& Schulte P. (2008) Animal Physiology, Pearson. Hill-Wyse . (1989) Animal Physiology , 2nd Edition,Harper Hill-Wyse-Aderson . (2008) Animal Physiology , 2nd Edition,Sinauer Μπέης Ι. (1998) Μαθήματα Φυσιολογίας Βαλάκος Ε. (1997). Τα θηλαστικά της Ελλάδας , CD-ROM, Magenta Campbell, N & Reece J.(2003) Biology,Benjamin www.columbia.edu/cu/ 21stC/issue-1.4/mguts.jpg