Föreläsning digestion

Question 1

Översikt av digestionskanalen hos karnivorer och omnivorer

Answer 1

Karnivorer ex. katt och hund
Kort, simpel digestionskanal (pga äter mest animaliskt)
Expanderbar magsäck (äta mycket på samma gång)

Omnivorer ex. människa och gris
Större variation beroende på huvudföda (mer anpassade för att äta växtmaterial)
Längre digestionskanal än karnivorer
Välutvecklad tjocktarm

Question 2

Fyra digestionsprocesser?

Answer 2

Nervös och hormonell reglering:

• Mekanisk bearbetning och transport (ser till att födan omvandlas och förs framåt)
• Sekretion - enzymer, buffrande eller surgörande sekret, slem mm. (saliv, magsaft, bukspott)
• Enzymatisk spjälkning - stegvis process ger molekyler av rätt storlek
• Absorption - upptag av näringsämnen

Question 3

Hur styrs digestionsprocesserna?

Answer 3

Reglering

Question 4

Negativ feedback (koppen känner av obalans? (2 olika)

Answer 4

Sensoriska nervceller (finns i hela digestionskanalen - känner av)
- Koncentration av näringsämnen
- Osmolitet
- pH
- Uttänjning
- Irritation av slemhinnan

(pil nedåt)

Motoriska nervceller (agerar på stimuli)
- Glatt muskulatur
- Sekretoriska körtlar
- Endokrina celler

Question 5

Nervös reglering (autonoma nervsystemet)?

Answer 5

Autonoma nervsystemet (ingen kontroll över - självstyrt)
- Parasympatiska ns. - Rest and digest
- Sympatiska ns. - Fight or flight (rädd eller stressas, inhiberande effekt på digestionskanalen)
- Enteriska ns. - Second brain (alla delar inom digestionskanalen och kan agera utan CNS)

Vagusnerven innerverar hela digestionskanalen förutom tungan och sista delen av tjocktarmen

Question 6

Nervös reglering och korta reflexbågar?

Answer 6

Korta reflexbågar - enteriska ns. (skickas inom enteriska ns.)
- Ganglienervknutar inom digestionskanalen (sensoriska och motoriska nerver, interneuron) = enteriska nervsystemet
- Reglering av lokala förändringar → sekretion eller motilitet
- Egenkontroll
- Negativ feedback går snabbt

Question 7

Nervös reglering och långa reflexbågar?

Answer 7

Långa reflexbågar - parasympatiska och sympatiska ns.
- Går genom CNS (upp till CNS och ner igen)
- Stimulerar eller inhiberar digestionskanalen
- Lokala sensoriska celler och utomstående stimuli
- Koordinerar aktiviteten i enteriska nervs. = entero-enteriska reflexer (skickas ner och förbereder digestionskanalen på att ta emot mat)

Question 8

Nervös reglering översiktsbild?

Answer 8

Djuret ser föda (inlärda eller medfödda reflexer aktiveras) - CNS - antingen till spottkörtlarna, levern, bukspottkörteln eller enteriska ns - muskler aktiveras

Stimuli i lumen - korta eller långa reflexbågar - upp till CNS

Beror på stimuli (variation) om långa eller korta reflexbågar utlöses

Question 9

Vad aktiveras i de olika systemen i nervös reglering?

Answer 9

Enteriska nervsystemet med korta reflexbågar - från en sensorisk cell till en motorisk cell (korta reflexbågar)

Parasympatisk - acetylkolin aktiveras och har en stimulerande effekt (långa reflexbågar)

Sympatiska - noradrenalin aktiveras och har en inhiberande effekt (långa reflexbågar)

Question 10

Hormonell reglering? (3 st endokrina hormoner)

Answer 10

Hormoner utsöndras från epitelceller både vid nervös stimulering och stimulering från uttänjning och koncentration av olika näringsämnen

• Gastrin - HCL & mucosa ↑
• Kolecystokinin (CCK) - Bukspottsenzymer ↑ & kontraherar gallblåsan
• Sekretion - HCO3 ↑

Endokrina hormoner - förs med blodet

Question 11

Hormonell reglering? ( 1 st neurohormoner)

Answer 11

Hormoner utsöndras från epitelceller både vid nervös stimulering och stimulering från uttänjning och koncentration av olika näringsämnen

Vasoactive intestinal peptide (VIP) - Receptiv relaxering, salivering ↑

Neurohormoner - utsöndras från nervceller

Question 12

Mekanisk bearbetning och transport?

Answer 12

Glatta muskulaturens motilitet - cirkulära (tvärgående) och längsgående glatt muskulatur

Transportera fodret genom digestionskanalen mot anus i “lagom” hastighet - peristaltik (muskelkontraktion)

Säkerställa att fodret blandas med sekret - segmentering (muskelkontraktion)

Säkerställa att nedbrytningsprodukter kommer i kontakt med den apikala ytan på epitelcellerna i mag-tarmkanalen - segmentering (muskelkontraktion)

Question 13

Vad är pacemakerceller?

Answer 13

(kontraktioner sker mha pacemaker celler)

Specialiserade glatta muskelceller i mag-tarmkanalen = interstitiella Cajal-celler (ICC)

“Slow waves” genom oscillerande cellmembran (svag aktionspotential)

Cajal-celler har gap junctions till närliggande muskelceller → synkroniserar glatta muskulaturen

Kombinerat med nervös eller hormonell stimulering bildas en aktionspotential och muskelcellerna kontraherar

Tonus - muskulaturen aldrig helt avslappnad (i kroppen - ej hos ett dött djur)

Question 14

Segmentering och peristaltik?

Answer 14

Peristaltik
- Transportera fodret genom digestionskanalen mot anus i “lagom” hastighet
- Cirkulära muskler - kontraherar
- Längsgående muskler - relaxerar

Segmentering
- Säkerställa att fodret blandas med sekret
- Säkerställa att nedbrytningsprodukter kommer i kontakt med den apikala ytan på epitelcellerna i mag-tarmkanalen

Segmentering - sker tills dess att födan är tillräckligt bearbetad (därefter peristaltik)

Båda dessa genomför mekanisk bearbetning och transport

Question 15

Vad är Migrating motility complex (MMC)?

Answer 15

(startar när djuret inte har ätit på ett tag - allt är spjälkat)

Magsäcken är tom och absorptionen i tunntarmen har avstannat → segmenteringen avslutas och ersätts med MMC (nedre magmunnen relaxerar - släpper igenom mer)
- Kraftig kontraktion startas i magsäcken
- Pylorussfinktern slappnar av
- Magsäcken töms på osmältbart innehåll och avstötta epitelceller
- Kontraktionerna fortsätter genom hela tunntarmen

En cykel = 1-2 h, upprepas tills nästa måltid

Question 16

Salivering och sväljning
(Tuggning och saliv)?

Answer 16

Tuggning
Karnivorer, lite eller ingen alls (sväljer stora bitar)
Primärt vertikala rörelser
Ju med växtmaterial desto mer tuggning
Funktion: blanda in saliv och sönderfördela födan

Saliv
Underlättar sväljning och sköljer rent munhålan
Motverkar karies och infektioner mha. HCO3-, immunglobuliner och lysozym (avdödar)
Enzymatisk nedbrytning av stärkelse - omnivorer ex. gris (mha amylas påbörjas spjälkningen redan i munhålan)

Temperaturregleringen
Förmågan att känna smak

Question 17

Hur regleras salivering?

Answer 17

• Nervös reglering - medfödda och inlärda reflexer (av samtliga spottkörtlar)
• Parasympatikus (acetylkolin & VIP) stimulerar till ökad mängd saliv
• Sympatisk stimulering (noradrenalin) ökar koncentrationen av enzymer och slem
  (Kraftigt sympatiskt påslag inhiberar salivering)

Question 18

Vilka 7 steg inkluderas i sväljning?

Answer 18

Initialt viljestyrd men övergår till reflex:
1. En tugga (bolus) frånskiljs och förs med hjälp av tungan bak mot svalget

2. I svalget stimuleras känselreceptorer → impulser till sväljcentrat i förlängda märgen, utlöser sväljreflex
3. Stimulering av svalgmuskulaturen
4. Passage till näshålan stängs
5. Epiglottis stänger passagen till luftstrupen och övre esophagealsfinktern öppnas
6. Svalgmuskulaturer kontraherar
7. Esophagealsfinktern stängs och andningen återupptas

Sväljcentrat initierar peristaltik i matstrupen (ser till att födan förs nedåt)

Nedre esophagealsfinktern öppnas och fodret når magsäcken

Question 19

Magsäckens funktion?

Answer 19

1. Lagring av foder - receptiv relaxtion (VIP)
2. Mekanisk bearbetning och inblandning av magsaft (peristaltik)
3. Viss stärkelsespjälkning - amylas
4. Viss proteinspjälkning - pepsin (utsöndras tillsammans med magsaften)
5. Avdödning av bakterier - HCL (säker pH)
6. Portionera ut till tunntarmen (lagom mängd och hastighet)

Question 20

Magsäckens kapacitet i & av hela digestionskanalens kapacitet?

Answer 20

Hund 62% - expandera magsäcken mycket
Katt 70&
Gris 30%
Häst 8% - liten kapacitet att lagra mat pga herbivor

Question 21

Fundus och corpus innehåller 3 olika celler, vad producerar dessa?

Answer 21

Huvudceller
- Pepsinogen/pepsin (pepsin utsöndras som pepsinogen (dess inaktiva form) för att pepsinet inte ska förstöra huvudceller (epitelceller))

Parietalceller
- Saltsyra (säker pH, avdödar mo och bakterier)
- Intrinsisk faktor (viktig för vitamin B upptaget)

Mucin-producerande celler (slemproducerande celler som ser till att magsaften inte förstör epitelcellerna)
- Skyddande slem/mucin

Question 22

Vad är “The gastric mucusal layer”?

Answer 22

Ogenomträngligt cellmembran för H+

Tight junctions mellan celler

Lifespan 2-3 dagar (cellerna byts ut snabbt)

Fungerar inte detta → magsår

Question 23

Reglering av magsaftsekretion (allmänt)?

Answer 23

Inlärda reflexer: syn, ljud och minnen

Långa reflexbågar skickas ner och stimulerar direkt och indirekt produktionen av gastrin

Parasympatiska nervs. stimulerar, acetylkolin och stimulerar G-celler att producera gastrin (kommer ut i blodet och stimulerar ECL-celler) och stimulerar sedan produktioen av gastrin

Sympatiska nervs. inhiberar, noradrenalin

Question 24

Reglering av magsaftsekretion (stimuli och inhibering)?

Answer 24

Stimuli
- Uttänjning (när maten kommit ner i magsäcken)
- Peptider (protein)

Inhibering (dels i sympatiska ns.)
- pH faller mot 2 → somatostin från D-celler blockerar gastrin (HCl slutar produceras)
- Sympatiska nervs.
- Signaler från duodenum - CCK, sekretin och GIP

Question 25

Tömning av magsäcken (stimulering i magsäcken)?

Answer 25

Stimulering i magsäcken:

Uttänjning ger upphov till nervösa reflexer (Cajal-celler) → kontraktioner

Gastrin stimuleras av peptider och aminosyror → kontraktioner och relaxtion av pylorussfinktern (nedre magmunnen)

Question 26

Tömning av magsäcken (inhibering i duodenum)?

Answer 26

Inhibering i duodenum:

• Högt fettinnehåll - CCK (och GIP) (komplext att bryta ner fett, därför utsöndras CCK)
• Lågt pH - sekretin
• Uttänjning av duodenum - långa och korta reflexbågar (Sympaticus)

Ovan nämnda - inhiberingen sker genom att minska kontraktionerna och kontraherar pylorussfinktern

Question 27

Muskelkontraktioner i magsäcken - Peristaltik? (3 st)

Answer 27

1. Kontraktionerna startar i fundus och rör sig neråt (kraftig peristaltisk våg)
2. Kontraktioner i pylorus → chyme pressas ut i duodenum
3. Kontraktionerna når pylorussfinktern → återflöde förhindras och kraftig omblandning sker

Question 28

Sammanfattning av digestionsprocessen ner till efter magsäcken? (hunden ser föda) (6 st)

Answer 28

1. Hunden ser/luktar föda → långa reflexbågar ökar salivering (munhålan är redo att blanda in saliv)
2. Tuggar föda → långa reflexbågar ökar salivering och entero-enteriska reflexbågar kommunicerar till magsäcken att mat är påväg! Magsaft ↑
3. Sväljer födan - initial viljestyrt men sedan sväljreflex som ej går att stoppa, peristaltik genom foderstrupen (peristaltisk våg)
4. Födan når magsäcken vilket utlöser både korta och långa reflexbågar → ökad magsaftproduktion
5. Peptider i födan stimulerar G-celler att producera gastrin → ökad HCL produktion
6. Kraftigt peristaltisk våg som pressar ut maten till tunntarmen (samt omblandning i magsäcken)

Question 29

Vad sker i tunntarmen?

Answer 29

I tunntarmen sker den huvudsakliga spjälkningen och absorptionen!

Miljön i duodenum reglerar magsäckens tömning

Segmentering (en del peristaltik för att föra födan framåt, men ffa segmentering för att blanda om födan så att näringsämnena kommer i kontakt med tarmväggen så att näringsämnena kan tas upp)

Utförsgång för galla och bukspott

Veckad yta med villi och borstbräm/mikrovilli
- Absorption av näringsämnen till blod och lymfkärlen

Question 30

Beståndsdelar i bukspott?

Answer 30

HCO3- (vätekarbonat)
- Buffrande, neutraliserar magsaften i duodenum (sänker pH)
→ Skyddar epitelcellerna och möjliggör enzymspjälkning

Enzymer - verkar i lumen (i bukspottet):
- Proteinnedbrytande:
Trypsin (trypsinogen)
Chymotrypsin

• Fettnedbrytande:
  Lipas (spjälkning av fett)
  Phospholipas
• Kolhydratnedbrytande:
  Amylas (bryter ner stärkelse)
• Nukleotidnedbrytande:
  Ribonucleas
  Deoxyribonuclease

Question 31

Aktivering av bukspottsenzymer?

Answer 31

Proteaser (proteinnedbrytande enzymer) utsöndras som proenzymer (dess inaktiva form) och måste aktiveras i tunntarmen innan spjälkning kan ske

Question 32

Beståndsdelar i galla?

Answer 32

• Galla produceras av hepatocyterna i levern
• Alkalisk, innehåller HCO3-
• Kolesterol → gallsyror → gallsalt
• Gallsalter krävs för fettnedbrytningen
• Gallsalterna är vattenlösliga, kan ej diffusera genom epitelcellerna → verkar genom hela tunntarmen
• 95% av gallsalterna absorberas mha aktiv transport i ileum - enterohepatiska kretsloppet
  (Ileum → v.porta → lever → galla → duodenum)

Question 33

Enterohepatiska kretsloppet?

Answer 33

Effektivt kretslopp där inte så många nya gallsalter behöver produceras (gamla återanvänds mha levern)

Question 34

Reglering av bukspott?

Answer 34

Sekretin ökar produktionen av HCO3- vid lågt pH i duodenum (eftersom HCO3- är buffrande - bra ex. på negativ feedback)

Question 35

Reglering av bukspott och galla (CCK)?

Answer 35

Enzymproduktionen i bukspottskörteln ökar och gallblåsan kontraheras av CCK (hormon) vid fett och protein i duodenum

CCK tömmer gallblåsan där galla (gallsalterna) lagras, samt ökar produktionen av de olika enzymerna i bukspottkörteln (eftersom CCK reagerar på fett och protein)

Question 36

Enzymatisk spjälkning - Hydrolys? (2 st enzymer)

Answer 36

Två typer av enzymer i tunntarmen

1. Enzymer som agerar i lumen (enzymer som kommer från bukspottkörteln)
2. Enzymer som agerar på den apikala ytan på epitelcellerna

Nästan total absorption av näringsämnen oavsett djurets behov! (kan leda till problem med övervikt hos djuren eftersom att nästa allt absorberas)

Question 37

Spjälkning och absorption av protein?

Answer 37

Proteinet spjälkat och absorberats ungefär halvvägs genom jejunum

• Pepsin i magsäcken spjälkar proteiner till mindre peptider
• Pepsin inaktiveras i tunntarmens högre pH (behöver lägre pH)
• Bl.a. trypsin spjälkar vidare proteinet i tunntarmens lumen
• Peptidaser spjälkar di- och tripeptider till aminosyror på apikala ytan och i cellen

Protein (+peptider) → (trypsin mfl) → Di & tripeptider → sekundär aktiv transport → peptidaser → passiv diffusion

Question 38

Upptag av antikroppar från råmjölken (när hela proteinmolekyler tas upp)?

Answer 38

Under de första 24-36 timmarna efter födelse:
- Tarmepitelet permeabelt för intakta proteiner (antikroppar)

• Låg produktion av HCl i magsäck → pepsin låg effekt (lägre nedbrytning)
• Låg sekretion av enzym från bukspottkörteln
• Råmjölk blockerar trypsin (genom vissa ämnen)
• Hela proteinmolekyler tas upp och stärker immunförsvaret

Question 39

Spjälkning och absorption av kolhydrater?

Answer 39

Spjälkning påbörjas i munhålan och magsäcken hos omnivorer, speciellt gris (vardia) - EJ hos karnivorer

Men huvudsakliga spjälkningen sker i tunntarmen

Stärkelse och glykogen är huvudbeståndsdelarna i födan vi intar

Karnivorer (speciellt katt) har mindre amylas än omnivorer

Hunden producerar mer kolhydratstärkande enzymer än vargen (hunden kan således lättare bryta ner och ta upp kolhydrater än ex. katt)

Question 40

Absorption av näringsämnen (mha sekundär aktiv transport)?

Answer 40

Sekundär aktiv transport → Portvenen (vena portae) → Levern (användas där eller föras vidare till andra organ för användning)

Question 41

Fettspjälkning och absorption (lipider)? (6 steg)

Answer 41

(lite mer komplext för kroppen att ta upp)
- Tar längre tid att bryta ner än protein och kolhydrater
- Spjälkas endast i tunntarmen

1. Gallsalter emulgerar fett (spjälkar från stora fettmolekyler till små)
2. Lipas spjälkar triglycerider till monoglycerider och två fria fettsyror
3. Miceller tar upp nedbrytningsprodukterna (gallsalter producerar miceller)
4. När micellerna kommer i kontakt med mikrovilli - nedbrytningsprodukterna diffuserar från micellen till epitelcellen
5. Ombildas till triglycerider inuti cellen och bildar chylomicron (triglyceriderna klumpar ihop sid)
6. Omsluts av en vesikel → transporteras ut ur cellen genom exocytosis till lymfkärl (från lymfkärlen töms det ut till kroppen)

Question 42

Vitaminer?

Answer 42

• Fettlösliga vitaminerna A, D, E & K absorberas med fett
• Vattenlösliga vitaminer kan absorberas via diffusion (hög konc krävs) annars via transportproteiner
• Vitamin B12 kräver intrinsic factor (produceras av parietalcellerna) för upptag
  B12 finns främst i animalier
  B12 brist → blodbrist → för lite syre till cellerna

Question 43

Mineraler - Järn?

Answer 43

Behovsanpassat upptag (aktiv transport)
- Järnbrist → gott om omättat transferrin
- Högt järninnehåll → transferrin mättat

Järn + fosfat eller bikarbonat = olösliga salter, hämmar upptaget

Järn + Vitamin C ökar upptaget (järn gör det lättare att ta upp vitamin C av epitelcellerna)

Question 44

Mineraler - Kalcium?

Answer 44

Behovsanpassat upptag genom diffusion och aktiv transport

Kräver kalciumbindande protein, CaBP

Calcitriol (vitamin D) ökar upptaget

Question 45

Vatten upptag/absorption?

Answer 45

Inget aktivt upptag av vatten utan det absorberas via osmos
När joner och näringsämnen absorberas i tunntarmen bildas en osmotisk gradient som medför att vatten absorberas
Upptag av vatten samtligt som andra näringsämnen
Vatten och joner kan transporteras mellan epitelceller (paracellular transport) eller genom epitelceller (transcellular transport

Question 46

Vad sker i tjocktarmen?

Answer 46

• Gastroileal reflex - relaxerar sfinktern mellan tunntarm och tjocktarm
• Upptag av vatten och joner (litet upptag)
• Mikrobiell nedbrytning och absorption av kolhydrater och protein

Karnivorer väldigt lite

Question 47

Vad är diarré?

Answer 47

• Kan bero på ökad sekretion eller minskad absorption (laktosintolerans, bakterier ex. E. coli)
• Ökad mängd vätska tänjer ut tarmen vilket stimulerar tarmkontraktionerna
  → Passagehastigheten ökar vilket ytterligare minskar absorptionen osv.
• Stora mängder vätska (och K+) kan förloras på kort tid - uttorkning, minskad blodvolym, metabol acidos

Question 48

Sammanfattning digestionen i stora drag?

Answer 48

Nervös och hormonell reglering

Mekanisk bearbetning och transport
- Muskelkontraktioner
- Peristaltik som börjar med en kontraktion och för födan framåt

Salivering och sväljning (först viljestyrd därefter kommer sväljreflexen att ske - peristaltisk genom foderstrupen ner till magsäcken)

Magsäckens uppgifter

Spjälkning
- Trypsin och peptidaser - spjälkning av aminosyror
- Amylas och maltas - spjälkning av stärkelse
- Gallsalter och lipas - spjälkning av lipider

Absorption