LES 6a - Medica

LES 1a
Dia 5
Gastro-intestinale functies zoals:
- gladde spiercontracties
- secretie
- absorptieprocessen van de mucosa
- vergroting van de bloeddoorstroming doorheen de darmwand
staan onder controle van neurale, humorale en myogene mechanismen.
Dia 6
De neurale controle van de gastro-intestinale tractus verloopt langs drie onderdelen van het
autonoom zenuwstelsel:
- het parasympatische zenuwstelsel
- het sympathische zenuwstelsel
- het enterisch zenuwstelsel
Deze indeling van het autonoom zenuwstelsel berust op de lokalisatie van de zenuwganglia en
op de verbindingen met het centraal zenuwstelsel.
- De parasympatische en sympatische zenuwen vormen de extrinsieke bezenuwing van de
darm.
- Het enterisch zenuwstelsel vertegenwoordigt de intrinsieke bezenuwing van de darm.
Dia 34
DARM ALS ENDOCRIEN ORGAAN
Gespecialiseerde endocriene cellen staan in voor de synthese en secretie van peptide
hormonen. Ze zijn diffuus verspreid aanwezig in het slijmvlies over het ganse verloop van het
maag-darmkanaal.
Deze cellen werden vroeger gele cellen of chromaffine cellen genoemd. Ze bevatten
inderdaad kleine korrels in het onderste deel van het cytoplasma (basale granulen) die geel
verkleuren (chromaffien) wanneer het weefsel gefixeerd wordt in K2CRO4. Aangezien dit
type cellen talrijk is in de darm spreekt men ook van enterochromaffine cellen. Aanvullende
studies toonden aan dat er vergelijkbare cellen bestaan met basale granulen die niet verkleuren
na dezelfde fixatie. Dit zijn de enterochromaffin-like cells (ECL-cellen).
Dia 35
Examples of cell-to-cell communication by chemical
transmitters in the gastrointestinal tract. Hormones are secreted from
endocrine cells into the blood, where they are carried to distant
targets. Paracrine cells secrete transmitters into the paracellular
space and act locally. Neurons secrete chemical transmitters or peptides
into synapses or onto other cell types. Autocrine transmitters
bind to receptors on the cell from which they originate.
Dia 36
DE DARM ALS ENDOCRIEN ORGAAN
De endocriene cellen kunnen in de weefsels ook aangetoond worden met bijzondere
kleurtechnieken waarbij zilverzouten gebruikt worden.
Men onderscheidt twee groepen:
- argyrofiele cellen: zwarte verkleuring van de korrels na reductie van de zilver ionen door
een bijkomend product (kleuring volgens Grimelius of Sevier Munger).
- argentaffiene cellen: verkleuring zonder bijkomend product (kleuring volgens FontanaMasson).
Door middel van immuno-histochemische technieken kan men nu ook de inhoud van de
blaasjes aantonen en de hormonen identificeren. Identificatie van de hormonen laat toe de
verschillende celtypes te rangschikken. Daarnaast zijn er in de blaasjes nog stoffen zoals de
chromogranines (carrier eiwitten) en neuron specifiek enolase (een glycolytisch enzyme) die
gemeenschappelijk zijn aan vrijwel alle endocriene cellen.
gastrinecellen. Histologisch beeld van het maagantrum. Preparaat gekleurd met antistoffen
gericht tegen gastrine. De positief-aankleurende cellen zijn duidelijk zichtbaar door de
donkerbruine kleur van het cytoplasma.
Dia 37
HORMONEN VAN DE DARM: OORSPRONG PEPTIDE-HORMONEN
Gastro-intestinale peptide-hormonen bevinden zich ofwel in gastro-intestinale endocriene
cellen, ofwel in neuronen.
1. Gastro-intestinale endocriene cellen en hun producten
Sommige endocriene cellen komen meer specifiek in één bepaald gedeelte van de gastrointestinale tractus voor (bv. gastrine in de maag); andere komen over de hele tractus voor (bv.
somatostatine).
2. Neuropeptiden van het gastro-intestinaal stelsel
De meeste neuropeptiden komen voor in de neuronen van de intrinsieke zenuwplexussen van
de tractus, zowel in:
- de sensoriële neuronen
- de interneuronen
- de effector-neuronen
Zo weet men bv. dat sensorische neuronen (die selectief kunnen vernietigd worden door
capsaïcin) voornamelijk CGRP (calcitonin gene related peptide) en SubP (Substance P)
bevatten.
Neuropeptiden kunnen eveneens voorkomen in de extrinsieke zenuwbanen.
Vele gastro-intestinale neuropeptiden komen ook voor in het centraal zenuwstelsel (vandaar
de benaming gut-brain axis).
Meer dan één neuropeptide kunnen samen voorkomen in een neuron (co-lokalisatie); colokalisatie van een neuropeptide met acetylcholine of met nor-adrenaline komt eveneens voor
Dia 38
The expression of peptides is regulated at the level of the gene that resides on defined regions
of specific chromosomes.
The genes for most of the known gastrointestinal peptides have now been identified. Specific
gene regulatory elements determine if and when a protein is produced
and the particular cell in which it will be expressed.
Gut hormone gene expression is generally linked to peptide production and regulated
according to the physiologic needs of the organism. All gastrointestinal peptides are
synthesized via gene transcription of DNA into messenger RNA (mRNA) and subsequent
translation of mRNA into precursor proteins known as preprohormones. Peptides that are to
be secreted
contain a signal sequence that directs the newly translated protein to the endoplasmic
reticulum, where the signal sequence is cleaved and the prepropeptide product is prepared for
structural modifications. These precursors undergo intracellular processing and are
transported to the Golgi apparatus and packaged in secretory granules.
For many hormones, such as gastrin and CCK, multiple molecular forms exist in blood and
tissues. Although there is only a single gene for these peptides, the different molecular
forms result from differences in pretranslational or posttranslational processing. A common
mechanism of pretranslational processing includes alternative
splicing of mRNA, which generates unique peptides from the same gene. Post-translational
changes include cleavage of precursor molecules.
Dia 39
HORMOONRECEPTOREN
Men kan grosso modo 3 types van receptoren onderscheiden:
1. Een ligand-gemedieerde activatie van een G-proteïne.
Dit zijn G-proteïne gekoppelde receptoren, die 7 membraan doorkruisende gedeelten hebben
(7 membrane-spanning domaines)
bv. de meeste gastrointestinale peptiden werken langs dit type receptor.
Structuur van de G-proteïne-gebonden receptoren.
Deze receptoren hebben 7 membraan-doorkruisende gedeeltes (I-VII), die zorgen voor de
binding met het ligand. De binding met het G-proteïne gebeurt door dat deel van het
polypeptide dat in het cytosal gelegen is tussen VI en VII.
2. Een ligand-gemedieerde activatie van een ionenkanaal (een dergelijke receptor heeft
meestal vier membraan doorkruisende delen)
bv. de 5HT3-receptor; een dergelijke receptor kan geactiveerd worden in grootte-orde van
milliseconden.
3. Een ligand-gemedieerde activatie van een proteïne-kinase (een dergelijke receptor heeft
veelal slechts één membraan doorkruisend deel)
bv. de insulinereceptor.
Dia 40
Hormones (ligands) bind to specific G protein-coupled receptors at a unique location within
the receptor-binding pocket.
On binding, the receptor conformation is altered such that a specific G protein a subunit is
activated. G protein activation leads to
dissociation of the a subunit from the bg subunit and activation of effector pathways. These
effectors include adenylate cyclase, guanylate
cyclase, ion channels, and an array of other systems.
Dia 41
Each step in the process from receptor activation to receptor desensitization, internalization,
and resensitization
represents a potential regulatory checkpoint and possible target for therapeutic intervention.
Receptor Desensitization
To ensure the rapidity of hormone signaling, shortly after receptor stimulation a series of
events is initiated that ultimately acts to turn off signaling. The principal events
in this process involve receptor desensitization and internalization, which re-establish cell
responsiveness.
Phosphorylation of the receptor is one of the initial events involved in turning off the signal.
The receptor is uncoupled from the G protein. This uncoupling and subsequent receptor
internalization (sequestration) continue the process of signal termination and eventually lead
to the reestablishment of cell responsiveness.
Receptor Resensitization
Internalization or sequestration of the receptor occurs within minutes of receptor occupancy.
Agonist-activated receptors are phosphorylated by G protein-coupled receptor
kinases at specific intracellular sites which causes G protein uncoupling and initiates receptor
endocytosis. GPCR endocytosis is followed by receptor dephosphorylation,
recycling, and down-regulation.
Chronic exposure of cells to high concentrations of hormones frequently leads to a decrease in
cell surfacebinding sites. This reduction in surface receptor expression
is termed down-regulation and is the result of receptor internalization.
Dia 43
Gastrointestinal hormones play an important role in the regulation of insulin secretion and
glucose homeostasis.
In particular, gut peptides control postprandial glucose levels through three different
mechanisms: (1) stimulation of insulin secretion from pancreatic beta cells, (2) inhibition
of hepatic gluconeogenesis by suppression of glucagon secretion, and (3) delaying the
delivery of carbohydrates to the small intestine by inhibiting gastric emptying.
Each of these actions reduces blood glucose excursions that normally occur after eating.
Approximately 50% of the insulin released after a meal is due to gastrointestinal hormones
that potentiate insulin secretion. This interaction is known as the entero-insular axis, and the
gut peptides that stimulate insulin release are known as incretins.
Dia 44
DE DARM ALS IMMUNOLOGISCH ORGAAN: GALT
Het darmslijmvlies staat voortdurend in contact met microörganismen en lichaamsvreemde
stoffen- antigenen- via de voeding. Het is de grootste contactoppervlakte met de buitenwereld
(naast de long).
Antigenen worden via het darmslijmvlies opgenomen in het organisme langs:
- transcellulaire weg (door de enterocyten),
- langs inter- of paracellulaire weg,
- door gespecialiseerde epitheelcellen - de M-cellen.
Het darmslijmvlies mag hiervan geen hinder ondervinden. Het beschikt daarom over een
uitgebreid immunologisch apparaat - het Gut Associated Lymphoid Tissue of GALT.
B-lymfocyten ontwikkelen zich na stimulatie tot plasmacellen - grotere ovale cellen
verantwoordelijk voor de aanmaak en secretie van antilichamen (immunoglobulines). De
mucosa van het maagdarmkanaal bevat overwegend IgA positieve plasmacellen.
Immuunglobuline A wordt door de plasmacellen afgescheiden in de lamina propria. Dit IgA
wordt dan door de epitheelcellen opgenomen via een secretory component (SC). Het complex
van IgA en SC (= secretory IgA) wordt dan door de epitheelcellen afgescheiden naar het
lumen.
Dia 45
B-lymfocyten ontwikkelen zich na stimulatie tot plasmacellen - grotere ovale cellen
verantwoordelijk voor de aanmaak en secretie van antilichamen (immunoglobulines). De
mucosa van het maagdarmkanaal bevat overwegend IgA positieve plasmacellen.
Immuunglobuline A wordt door de plasmacellen afgescheiden in de lamina propria. Dit IgA
wordt dan door de epitheelcellen opgenomen via een secretory component (SC). Het complex
van IgA en SC (= secretory IgA) wordt dan door de epitheelcellen afgescheiden naar het
lumen.
LES 1 b
Dia 4
The esophageal phase begins with relaxation of the Upper Esphageal Sphincter (UES =
primarily the cricopharyngeus muscle). The UES is tonically contracted, at rest, under the
influence of central impulses mediated via the vagus, releasing ACh acting on nicotinic
receptors on the striated muscle fibres. Relaxation of the UES results from transient central
inhibition of the tonically active somatic neurons, and is followed by a short
hypercontraction.
Dia 11
The initial stages of eating and swallowing are under voluntary control. This means that it is
governed by the brain.
We do not have to put food in our mouths just because we see it on a plate (although this is
sometimes hard to resist!). Neither do we have to chew food once it is in our mouths. We can
spit it out if we wish to. The latter stages of pharyngeal and oesophageal swallowing are
primarily involuntary and are controlled by basic biomechanical mechanisms and the
autonomic nervous system
Once food enters the mouth the teeth break it down into smaller and smaller pieces. This has
the dual function of making the food easier to swallow and increasing the surface area of food
on which the saliva can act.
The tongue, lips and cheeks assist the teeth in the process by allowing the food to be "rolled"
around the oral cavity.
The mechanical action described above produces a softened bolus of food which is now ready
to be swallowed. The correct biological term for swallowing is deglutition.
The picture on the left shows the voluntary stage of deglutition. Here the bolus is pushed into
the upper part of the pharynx (known as the oropharynx) by the action of the tongue.
The pharyngeal stage of deglutiton is stimulated when the bolus enters the oropharynx. This
stage of swallowing is mainly due to a reflex response. Various nerve receptors send
messages to the deglutition centre of the brain stem. (see medulla and pons in your notes on
the central nervous system).
This sets off muscular contractions in the pharynx. The soft palate closes off the nasopharynx.
The vocal cords in the larynx are moved up and towards the front of the throat thus closing it
off to the passage of food. This is extremely important in preventing food from entering the
airway.I am sure we have all experienced the unpleasant feeling of food or drink going the
"wrong way"!!
Another effect of the process is to widen the opening of the oesophagus thus making the
passage of the bolus along the alimentary canal easier.
As the bolus pushes it's way into the oesophagus it automatically pushes the epiglottis
downwards further closing off the airway.
LES 2 a
Dia 2
SLOKDARMFUNCTIE:
De voornaamste functie van de slokdarm is een motorische functie; met name
1. Het transport van de ingeslikte bolus vanuit de farynx naar de maag.
2. Het voorkomen en bestrijden van gastro-oesofageale reflux.
1. Het transport van de ingeslikte bolus gebeurt hoofdzakelijk door de slokdarmperistaltiek
die ontstaat in aansluiting met de deglutitie (= primaire peristaltiek).
Als een bolus tijdelijk achterblijft in de slokdarm kan hierdoor een slokdarmperistaltiek
worden uitgelokt zonder dat een deglutitie plaatsvond (= secundaire peristaltiek).
2. De preventie van gastro-oesofageale reflux berust hoofdzakelijk op een competente functie
van de gastro-oesofageale sfincter.
Deze competentie steunt op intrinsieke eigenschappen van de sfincter en wordt in de hand
gewerkt door een reeks extrasfincteriële mechanismen.
Transiënte relaxaties van de gastro-oesofageale sfincter (niet uitgelokt door slikken) vormen
het basismechanisme van fysiologische reflux.
Dia 10
De primaire peristaltische contractie
In het slokdarmlichaam induceert de deglutitie meestal een contractie die bovenaan start en de
gastro-oesofageale sfincter 5-6 seconden na de deglutitie bereikt.
De amplitudo van de drukgolf door de deglutitieve contractie veroorzaakt bedraagt:
- ± 55 mm Hg in het bovenste één derde,
- ± 35 mm Hg in het middelste één derde,
- ± 70 mm Hg in het distale één derde.
De duur van de contractie is 2-4 sec (en in ieder geval < 6,5 sec in de distale slokdarm).
De primaire peristaltiek schrijdt aboraalwaarts met een progressiesnelheid van
- ± 3cm/sec bovenaan,
- ± 5cm/sec in het distale deel,
- juist boven de onderste slokdarmsfincter: vertraging tot 2-3 cm/sec.
Deglutitie veroorzaakt in het slokdarmlichaam een peristaltische contractie en in de onderste
sfincter een drukval tot het niveau van de druk in de maagfundus (sfincterrelaxatie).
Dia 14
REGELING VAN DE PRIMAIRE PERISTALTISCHE CONTRACTIE
Het bovenste 1/3 van de slokdarm bestaat uit gestreepte spieren, het onderste 1/3 tot 1/2
bestaat uit gladde spieren met een geleidelijke overgang tussen beide spiertypen.
De regeling van peristaltiek is verschillend voor de gestreepte- en voor de
gladdespierslokdarm.
1. In de gestreepte spierslokdarm
gebeurt de regeling integraal in het slikcentrum met motorneuronen die contact maken langs
een echte motorische eindplaat met de gestreepte spier.
De peristaltiek is hier gebaseerd op een sequentiële activering van de verschillende
motorneuronen.
2. In de distale gladdespierslokdarm
is de regulatie veel complexer met een interactie tussen:
- het centraal zenuwstelsel in het slikcentrum,
- de myenterische zenuwplexus van Auerbach,
- de gladde spiercel.
Dia 15
Figure 1. Schematic representation of primary peristalsis as recorded by intraluminal
manometry. Swallowing is marked by a rapid pharyngeal contraction coincident with abrupt
relaxation of the UES. This is followed by postrelaxation contraction of the UES and
sequential contraction of the esophageal body, which produces a pressure wave that migrates
toward the stomach. A swallowed food bolus is pushed in front of this migrating contraction
wave. The LES relaxes within 1 to 2 seconds of the onset of swallowing and remains relaxed
until the esophageal pressure wave has reached the distal esophagus. LES pressure then
recovers and is followed by a postrelaxation contraction, which occurs in continuity with the
distal esophageal contraction.
SOURCE: Goyal RK, Paterson WG. Esophageal motility. In: Wood JD (ed.), Handbook of
physiology: motility and circulation, vol. 4. Washington DC: American Physiological Society,
1989. Used with permission.
Dia 17
De deglutitie activeert eerst een inhibitorische zenuwbaan (non-adrenergisch, noncholinergisch (NANC) systeem) met NO en VIP als neurotransmittors naar de gladde spiercel.
Deze inhibitie start quasi simultaan over de ganse gladde slokdarm maar duurt progressief
langer in progressief meer distaal gelegen segmenten
Deze inhibitie vormt de basis van de peristaltische progressie van de contractie.
Na deze inhibitie treedt de contractiegolf op, gedeeltelijk als een reboundcontractie, maar bij
de mens met een belangrijke neurale excitatorische component die cholinergisch gemedieerd
is.
LES 2b
Dia 5
MOTORISCHE FUNCTIE VAN DE MAAG: CONTROLEMECHANISMEN
Deze verschillende motiliteitspatronen komen tot stand onder invloed van:
1. myogene factoren
2. neurale factoren
3. humorale factoren
De myogene factoren zijn inherent aan de eigenschappen van de gladde spiercellen van de
maag.
De gladde spiercellen van de proximale maag hebben een eerder lage membraanpotentiaal
van ongeveer -50mV, die vrij stabiel is (geen trage golven vertoont).
Contracties van deze cellen gaan niet gepaard met spike potentialen (of actiepotentialen)
(beeld 1).
Beeld 1: de trage golven van de maag ontstaan in een pacemaker hoog op de grote curvatuur
en schrijden vandaar naar de pyloor. Doordat de trage golven de contracties faciliteren
bepalen zij waar en wanneer contracties kunnen ontstaan en waarheen zij zich richten.
De membraanpotentiaal van de gladde spiercellen in de distale maag is hoger en fluctueert
voortdurend onder vorm van trage golven.
Deze trage golven van de maag ontstaan in een pacemaker-zone gelegen aan grote maagbocht
ter hoogte van de overgang van proximale naar distale maag.
Van daaruit schrijden ze als een ringvormige depolarisatiegolf distaalwaarts naar de pyloor.
Deze trage golven ontstaan in de menselijke maag aan een regelmatig ritme van ongeveer 3
per minuut.
Deze trage golven bepalen:
- het tijdstip waarop contracties kunnen voorkomen,
- de propagatie karakteristieken van deze contracties (beeld 2).
De factoren die bepalen of een trage golf al dan niet zal gepaard gaan met een contractie zijn
niet goed bekend.
Beeld 2: intra- en extracellulaire registratie van de elektrische activiteit van de maag (twee
bovenste tracés). Trage golven veroorzaken op zichzelf geen duidelijke contracties.
Contracties die drukgolven produceren (onderste tracés) ontstaan wanneer de plateaufase van
de trage golf verhoogt (proximaal antrum) of wanneer er spike-potentialen gesuperposeerd
zijn op de plateaufase. (distaal antrum).
Neurale en humorale factoren
spelen een belangrijke rol in het tot stand komen van de motiliteitspatronen van de maag.
Motiline pieken in het bloed zijn geassocieerd met het ontstaan van het MMC in de maag.
De distale migratie van het MMC wordt in belangrijke mate bepaald door het enterisch
zenuwstelsel.
Gastro-intestinale hormonen (o.a. gastrine) spelen een rol in de omzetting van het
interdigestief naar het digestief motiliteitspatroon.
Zie ook:
- Motorische functie van de maag: overzicht
- Enterisch zenuwstelsel: overzicht en inleiding
Dia 6
De myogene factoren zijn inherent aan de eigenschappen van de gladde spiercellen van de
maag.
De gladde spiercellen van de proximale maag hebben een eerder lage membraanpotentiaal
van ongeveer -50mV, die vrij stabiel is (geen trage golven vertoont).
De trage golven van de maag ontstaan in een pacemaker hoog op de grote curvatuur en
schrijden vandaar naar de pyloor. Doordat de trage golven de contracties faciliteren bepalen
zij waar en wanneer contracties kunnen ontstaan en waarheen zij zich richten.
De membraanpotentiaal van de gladde spiercellen in de distale maag is hoger en fluctueert
voortdurend onder vorm van trage golven. Deze trage golven van de maag ontstaan in een
pacemaker-zone gelegen aan grote maagbocht ter hoogte van de overgang van proximale naar
distale maag. Van daaruit schrijden ze als een ringvormige depolarisatiegolf distaalwaarts
naar de pyloor. Deze trage golven ontstaan in de menselijke maag aan een regelmatig ritme
van ongeveer 3 per minuut.
Dia 8
Neurale en humorale factorenspelen een belangrijke rol in het tot stand komen van de
motiliteitspatronen van de maag. Motiline pieken in het bloed zijn geassocieerd met het
ontstaan van het MMC in de maag. De distale migratie van het MMC wordt in belangrijke
mate bepaald door het enterisch zenuwstelsel.
Gastro-intestinale hormonen (o.a. gastrine) spelen een rol in de omzetting van het
interdigestief naar het digestief motiliteitspatroon.
Dia 18
The relaxation of the gastric reservoir is mainly regulated by reflexes. Three kinds of
relaxation can be differentiated: the receptive, adaptive and feedback-relaxation
Dia 35
Emptying of liquids is exponential, emptying of large solid particles only begins after
sufficient grinding (lag phase). Afterwards the viscous chyme is mainly emptied in a linear
fashion
Dia 36
MOTORISCHE FUNCTIE VAN DE MAAG: MAAGLEDIGING
Vloeistoffen verdwijnen uit de maag grosso modo volgens een exponentiële curve.
De trage tonische contracties van de maagfundus spelen een belangrijke rol in de
vloeistofevacuatie uit de maag, hoewel de peristaltiek eveneens de vloeistofevacuatie
moduleert.
De lediging van vaste stoffen verloopt trager dan deze van vloeistoffen.
Gedurende de eerste fase (lag-fase of vertragingstijd) is er geen lediging van vaste stoffen uit
de maag. Er is wel een herdistributie van het voedsel in het maaglumen.
Tijdens deze fase worden grote voedselbrokken tot partikels van minder dan 1 mm
vermorzeld.
Nadien verlaat er per eenheid van tijd een vaste hoeveelheid voedsel de maag (beeld 1).
Indien er om een bepaalde reden grotere voedselbrokken achterblijven, worden deze door de
eerstkomende fase 3 van het MMC uit de maag verwijderd.
Beeld 1: maagledigingscurves voor vast voedsel en drank. De lediging van vaste stoffen is
voorafgegaan door een lag-fase. Vloeistoffen verlaten de maag sneller en zonder lag-fase.
De snelheid van lediging wordt bepaald door:
1. de samenstelling van de maaltijd:
- vast of vloeibaar,
- grootte van de partikels,
- volume,
- calorische inhoud,
- osmotische waarde,
- hoeveelheid vetten en suikers
2. de motorische activiteit van maag, pyloor en duodenum:
gecoördineerde contractiele activiteit tussen antrum, pyloor en duodenum is belangrijk voor
een efficiënte lediging (gastropyloroduodenale coördinatie)
Een dysfunctie van de maaglediging leidt meestal tot een vertraagde maaglediging of
gastroparesis.
De maagevacuatie is zelden versneld, tenzij in het kader van een dumping-syndroom, na
partiële gastrectomie.
Zie ook:
- Syndromen na maagoperaties: vroegtijdige dumping
- Syndromen na maagoperaties: laattijdige dumping
- Maag: motiliteitsstoornissen: vertraagde maaglediging: overzicht
- Motorische functie van de maag: overzicht
- Maagledigingstesten: overzicht en inleiding
Dia 38
The gastric accommodation response to the ingestion of a meal. In the top tracing, gastric
volume response is measured with an
intragastric balloon, in which the air has been clamped at constant pressure by means of a
barostat. At the lower left, the gastric transaxial
images acquired by single photon emission computed tomography are reconstructed in the
fasting and postprandial (PP) periods. At the lower
right, the average fasting and postprandial volumes of the entire, proximal, and distal stomach
in a group of 73 healthy volunteers are plotted.
Adapted and reprinted with permission. (B) Time course of gastric emptying of solids and
volume response to feeding in healthy humans. Note
that the volume response is demonstrable almost immediately after the meal and that there is a
gradual reduction in volume such that by 3 hours
after meal ingestion, it is estimated that the calculated volume of meal in the stomach
approximates the measured gastric volume.
LES 3a
Dia 5
MOTILITEITSPATRONEN
De motiliteit van de dunne darm hangt in grote mate af van de spijsverteringsfase.
1. In nuchtere toestand, gedurende de interdigestieve fase, is de motiliteit gekenmerkt door het
Migrerend Motorisch Complex.
het migrerend motorisch complex, cyclisch beginnend in de maag en traag voortschrijdend
naar het ileum.
2. Na de maaltijd ontstaat er een totaal verschillend, digestief motorisch patroon, dat tot taak
heeft:
- het voedsel te mengen met de digestieve secreties,
- het contact van het verteerde voedsel met de absorptieve cellen te bevorderen.
Dia 10
Migrerend Motorisch Complex
Het Migrerend Motorisch Complex ontstaat in de maag en schrijdt van daar traag in aborale
richting voort over een groot deel van de dunne darm.
Deze complexen bestaan uit drie fasen.
- Fase 1 is gekenmerkt door een nagenoeg volledige inactiviteit.
- Gedurende fase 2 ontstaan er geleidelijk meer en meer segmentaire en peristaltische
contracties.
- Fase 3, ook genoemd het activiteitsfront, is een enkele minuten durende periode van
krachtige propulsieve contracties, voorkomend aan het maximale contractieritme waartoe de
maag en de dunne darm in staat zijn, d.w.z. aan het ritme van de trage elektrische golven (3
per minuut in de maag en 12 per minuut in het proximale jejunum)
Fase 3 van het migrerend motorisch complex van de maag bestaat uit een reeks peristaltische
contracties aan een ritme van +/- 3 per minuut (ritme van de trage elektrische golven in de
maag).
Dit activiteitsfront daalt langzaam af in de dunne darm waar de peristaltische contracties zich
eveneens aan het ritme van de trage elektrische golven voordoen (12 per minuut in het
jejunum, 8-9 per minuut in het ileum).
Dia 11
Dit is een cyclisch terugkerende motorische activiteit die er op gericht is voedselresten,
afgeschilferde cellen en secreties voort te stuwen teneinde de steriliteit van de dunne darm te
verzekeren.
Dit fenomeen is cyclisch:
aangekomen in het ileum na anderhalf tot twee uur, ontstaat er een nieuw migrerend
motorisch complex in de maag.
Dia 13
2. Het Digestief Patroon
Na de maaltijd wordt deze cyclische activiteit vervangen door minder krachtige contracties,
met een onregelmatig maar toch actief verschijningspatroon.
Deze contracties zijn meestal segmentair (menging): sommige schrijden ook aboraalwaarts
over een kleine afstand voort (trage propulsie)
Dia 15
1. Myogene controlemechanismen
Het voornaamste myogeen controlemechanisme bestaat uit de zogenaamde trage golven.
Dit zijn oscillaties van de membraanpotentiaal van de gladde spiercellen, veroorzaakt door
ionenfluxen doorheen de membraan
Ze bepalen dus:
- de maximale contractiefrequentie
- de richting waarin de contracties zullen voortschrijden.
Deze trage golven ontstaan in een duodenale pacemaker, van waaruit ze over een afstand van
+/- 40 cm voortschrijden.
Daar neemt een jejunale pacemaker de functie over en zendt trage golven uit aan een ietwat
trager ritme.
Er bestaan zo een ganse reeks functionele pace-makers over het verloop van de dunne darm.
Het ritme van deze trage golven bedraagt 12 per minuut in het duodenum en verlaagt
trapsgewijs tot 7 à 8 per minuut in het distale ileum.
De pacemaker met de hoogste intrinsieke frequentie ligt in het duodenum.
De trage elektrische golven propageren zich vandaar aboraalwaarts over een afstand van +/40 cm.
Daar neemt een nieuwe (functionele) pacemaker de activiteit over aan een lagere frequentie.
Zo zijn er een reeks pacemakers op het verloop van de dunne darm.
Zo ontstaat er stapsgewijze frequentiegradiënt van 12 per minuut in het jejunum tot 8-9 per
minuut in het ileum.
2. Neurale controlemechanismen
De neurale controlemechanismen bepalen of een trage golf al dan niet tot een contractie
aanleiding zal geven.
Zij zijn bovendien verantwoordelijk voor de organisatie van contracties tot
contractiepatronen.
Zo, bijvoorbeeld, wordt het Migrerend Motorisch Complex van de dunne darm hoofdzakelijk
gecontroleerd door het intrinsiek, enterisch zenuwstelsel.
De parasympatische en sympatische signalen die het ontvangt vanuit het centraal zenuwstelsel
kunnen de motiliteitspatronen die door het ENS gegenereerd worden moduleren.
3. Humorale controlemechanismen
Endocriene (humorale) factoren en lokaal gesecreteerde paracriene factoren spelen eveneens
een rol in de controle van de dunne darm motiliteit.
Zo staat bijvoorbeeld de omschakeling van interdigestieve naar digestieve motiliteit onder
endocriene invloed (o.a. gastrine) en wordt de maagcomponente van het migrerend motorisch
complex gecontroleerd door motiline. (ook dia 16)
LES 3b
Dia 6
COLONMOTILITEIT
De transit doorheen het colon is zeer traag, tenzij tijdens het optreden van de mass
movements.
Deze trage progressie van de coloninhoud met intermitterende snelle verplaatsing van de
inhoud naar distaal, laat het colon toe zijn functies optimaal te vervullen:
1. effectieve absorptie van water en elektrolieten met indikken van de inhoud wordt
mogelijk dankzij een lange contacttijd tussen inhoud en epitheelcellen
2. gunstige omstandigheden voor fermentatie van koolhydraten door bacteriële inwerking
wordt gecreëerd door stase en menging van de inhoud
3. gecontroleerde evacuatie van feces met redelijke tussentijden op een sociaal
aanvaardbare wijze wordt mogelijk gemaakt door:
- de reservoirfunctie van het colon
- het indikken van de inhoud van proximaal naar distaal
- het intermitterend optreden van peristaltische bewegingen
Dia 7
De flowpatronen in het colon verschillen van segment tot segment.
Zij worden bepaald door de contractiepatronen en de viscositeit van de inhoud.
De segmentaire transittijden doorheen het colon bij gezonde personen zijn niet goed bekend,
evenmin als de belangrijkste zones van stapeling.
Er bestaat een belangrijke interindividuele variatie.
Het voorkomen in het colon van belangrijke retrograde flow wordt niet algemeen
aangenomen.
1. rechtercolon
De inhoud is er vrij vloeibaar.
hoewel de motorische activiteit eerder retrograad gericht is, van het colon ascendens naar het
caecum toe, is het rechtercolon niet zeker een belangrijke stapelplaats, rekening houdend met
de vrij korte transittijd.
Het rechtercolon zou zich reeds binnen enkele uren kunnen ledigen.
Dia 9
Het colon transversum is mogelijk de belangrijkste stapelplaats binnen het colon.
Dit segment ledigt zich normaal enkele malen per dag tijdens het optreden van de mass
movements.
3. linkercolon
De inhoud van het colon descendens en sigmoïd heeft een eerder vaste consistentie.
De flow is zeer traag, tenzij tijdens het optreden van de mass movements.
Belangrijke retrograde bewegingen van inhoud zouden niet voorkomen.
4. rectosigmoïd overgang
De motoriek van dit segment voorkomt een al te gemakkelijke overgang van coloninhoud van
het sigmoïd naar het rectum.
Dia 10
Simultane radiologische en manometrische registratie van een Mass Movement in het
rechtercolon van de mens. De drukken werden gemeten op 4 verschillende plaatsen in de
buurt van de leverhoek van het colon en tonen duidelijk het propulsief effect van deze
peristaltisch voortschrijdende contractie (Giant Migrating Contraction) (vlgs. Torsali et al,
Dig Dis Sci 1971).
Massapropulsie is een patroon gekenmerkt door snelle flow en berust op een peristaltische
golf, of mass movement.
Mass movements zijn contractiepatronen van het colon die zeer efficiënt de inhoud
distaalwaarts voortbewegen, over aanzienlijke afstanden (tot de helft van het colon), en dit in
een tijdspanne van seconden.
Zij treden typisch op na de maaltijden, normaal enkele malen per dag, maar vooral ‘s
morgens. Zij kenmerken zich door een zone van relaxatie, gevolgd door een zich
voortplantende occlusieve contractie die ontstaat in het proximale colon transversum.
Dia 19
In this study, 24 female patients with constipation-predominant IBS were treated with
tegaserod 2 mg bid. The oro-cecal transit time was found to be increased in the tegaserodtreated group versus the pre-treatment group. Colonic transit also tended to be accelerated.
On the left hand side of this slide there are two 6-hour scintiscans in the same patient. A
greater proportion of the marker (99mTc) appeared in the ascending colon 6 hours after
tegaserod, compared to pre-treatment. This suggested increased small bowel transit when the
patient was given tegaserod. On the scintiscan at 48 hrs, acceleration of colonic transit was
evident in the tegaserod- treated patient compared to pre-treatment.
Dia 37
DEFECATIE
Volwassen personen en kinderen, na de periode van toilettraining, vertonen willekeurige
defecatie.
De normale defecatie wordt ingezet door een mass movement met rectumvulling tot gevolg.
Rectumvulling bij toiletgetrainde personen gaat gepaard met een aantal reacties:
1. optreden van defecatienood.
De receptoren zijn gelegen in de m. puborectalis en in mindere mate in de rectale mucosa.
De prikkel uitgelokt door verhoging van de intrarectale druk wordt voortgeleid via nietgemyeliniseerde zenuwvezels in de plexus pelvinus naar het ruggemerg en via de
spinocorticale baan naar de hersenen.
2. transiënte relaxatie van de interne anale sfincter via de intrinsieke multisynaptische
inhibitorische baan.
Het recto-anaal inhibitorisch reflex verloopt onbewust en is volumedependent.
3. transiënte contractie van de externe anale sfincter en m. puborectalis, gesuperponeerd op de
interne sfincterrelaxatie, ter voorkoming van fecale incontinentie.
Het betreft een aangeleerd contractiel antwoord.
4. receptieve relaxatie van het rectum met dalen van de intrarectale druk, wegebben van de
defecatiedrang en herwinnen van de anale rustdruk.
Deze relaxatie vergt normale visco-elastische eigenschappen van het rectum.
Willekeurige defecatie op een sociaal aanvaard moment wordt ingezet door het aannemen van
een gehurkte houding, resulterend in het vergroten van de rectoanale hoek, en activatie van de
buikpers met als gevolg:
- toename van de intra-abdominale en intrarectale druk
- contractie van het rectum
- relaxatie van de interne anale sfincter
- uiteindelijke relaxatie van de gestreepte bekkenbodemspieren, de externe anale sfincter en
het middelste deel van de m. levator ani spieren.
Een normaal rectaal gevoel speelt waarschijnlijk een faciliterende rol.
- uitdrijving van de rectale inhoud; de anale distensie door feces is op zichzelf een prikkel tot
verdere inhibitie van de sfincters.
De rectale uitdrijving en lediging van het anaal kanaal wordt gevolgd door een
reflexcontractie van de gestreepte bekkenbodemspieren (closing reflex) en een herwinnen van
de rusttonus van de interne anale sfincter.
LES 4a
(niets)
LES 4b
Dia 23
MAAGZUURSECRETIE
Cellulaire mechanismen
H+ wordt gesecreteerd door de pariëtale cel, die gelegen is in de fundus en het corpus van de
maag.
Er zijn 4 endogene stimulatoren van de zuursecretie bekend:
1. Ca2+
2. histamine
3. gastrine
4. acetylcholine
De basolaterale membraan van de pariëtale cel bevat een reeks receptoren o.a.:
- muscarine-3-receptoren voor acetylcholine uit de vagale vezels (nerveuze stimulus)
- histamine-2-receptoren voor histamine uit de mestcel (paracriene stimulus)
- gastrine-receptoren (hormonale stimulus)
Histamine activeert de protonpomp via een verhoging van het intracellulair cyclisch AMP.
Acetylcholine en gastrine werken via een verhoging van het intracellulair calciumgehalte.
Stimulus-receptorbinding leidt tot activatie van een ingewikkeld intracellulair signaaltransductie systeem, waarbij Ca+2, calmoduline, C-AMP en proteïne-kinasen te pas komen,
die alle de eindstap van de zuursecretie stimuleren, met name de protonpomp.
De protonpomp is een H+/K ATPase dat H+ secreteert door uitwisseling met K+.
De meeste zuursecretieremmers die in de therapie gebruikt worden werken
- door binding met de membraanreceptoren (anticholinergica, H2-receptor-antagonisten),
- door inactivatie van het H+/K ATPase (protonpompinhibitoren).
Dia 28
The body of the stomach contains the acid secreting parietal cells and in close proximity to
them, the histamine releasing enterochromafin-like (ECL) cells. The distal one third of the
stomach does not contain any acid secreting cells but contains G cells, which release the
hormone Gastrin. In close proximity to the antral G cells are somatostatin-producing D cells.
The thought, sight, smeel or taste of food all stimulate acid secretion. This stimulation is
referred to as cephalic phase of acid secretion and is activated by the vagus nerve. When food
enters the stomach, the protein component stimulates the antral G cellsto release gastrin,
which circulates and stimulates the proximal body region to secret acid. The gastrin stimulates
the body mucosa to secrete acid by activating receptors on the ECL cells, which then release
histamine, which in turn stimulates the acid producing parietal cells by their H2 receptors.
Gastrin also exerts trophic effect s on the acid secreting mucosa, and this effect is more
marked on ECL cells The amount of gastrin released by the antral G cells is regulated by
intragastric pH, and this serves as a negative feed-back control to prevent hypersecretion of
acid. When the pH of gastric juice falls, this inhibits fyrther release of gastrin. This inhibitory
influence of intragastric acid is mediated through it stimulating the release of somatostatin
from the D cells situated close to the antral G cells.
When a meal is consumend, the protein component of the meal increases acid secretion in 2
ways. First, the protein stimulates the G cells directly to release gastrin. Second, the
buffereing effect of the pprotein raises intragastric pH and removes the somatostatin-mediated
inhibition of gastrin release. The increase in gastrin stimulates increased acid secretion. The
increased acid secretion eventually overcomes the buffering effect of the food, resulting in
lowering of intragastric pH again. Once this lowering occurs, the release of gastrin is inhibited
and acid secretion falls. This inhibition of gastrin release prevents prolonged and excessive
secretion of acid, which could be injurious to the mucosa.
Dia 29
Gastrin stimulates acid secretion primarily through activation of CCK2 receptors on ECL
cells through release of histamine. CCK
counterbalances gastrin action through release of somatostatin (SST) from antral or fundic D
cells, which inhibit histamine release from ECL cells as well as gastrin release from G cells.
Despite its nanomolar affinity for CCK2 receptors on cells representing the positive effector
pathway, the net effect of CCK on acid secretion is inhibitory.
Control of acid secretion.
Gastric acid secretion is also regulated by the central nervous system, the enteric nervous
system, and a complex
network of neuroendocrine cells acting in an autocrine or paracrine manner. These converge
on the G cells (source of gastrin) in the antrum and the parietal cells of the fundic and body
mucosa, which are the source of hydrochloric acid. Knockout models have provided
significant insights on the control of acid secretion. Gastrin is responsible for at least 50% of
the postprandial acid release. Gastrin also stimulates mucosal growth in the stomach that
results in hyperplasia of the enterochromaffin- like (ECL) and parietal cells. Gastrin
stimulation of acid secretion in response to a meal is mediated through direct activation of
CCK2 receptors on parietal cells and through release of histamine from ECL cells
The structural relationship of CCK to gastrin and the high affinity of the 2 peptides for CCK2
receptors suggest that CCK may peripherally modulate gastric acid secretion. However, the
literature provides conflicting evidence. In CCK2 receptor–null (gene
knockout) mice, there is markedly impaired gastric acid secretion, atrophy of the oxyntic
mucosa, and hypergastrinemia. Simultaneous infusion of CCK and the selective CCK1
receptor antagonist loxiglumide converted CCK into a powerful acid secretagogue and
resulted in a near-maximal acid response. On the other hand, the overall effect of CCK may
be to down-regulate stimulated acid secretion; CCK induces release of somatostatin, which in
turn tonically inhibits parietal cells, ECL cells, and gastrin-producing G cells; infusion of in
vivo CCK acts as a negative regulator of gastric acid secretion and postprandial release of
gastrin; and targeted disruption of the CCK gene restores impaired acid secretion caused by
functional inactivation of the gastrin gene.
Role of gastric acid in digestion and absorption of
food.
Gastric acid may affect the efficiency and kinetics of the digestion and absorption of nutrients
either directly (eg, by an alteration of digestive enzyme activity) or indirectly (eg, by the
prevention of bacterial overgrowth). Gastric acid secretion protects the upper gastrointestinal
tract from bacterial colonization; below pH 4, many bacteria do not survive longer than 10
minutes, although some (eg, Listeria species60) have developed defense mechanisms that
enable survival below pH 4.
The digestion and absorption of macronutrients, minerals, and vitamins are dependent on
intraluminal pH at several steps in the process. Intragastric pH in healthy subjects is in the 2.0
–2.5 range before meals and in the 4.5–5.8 range during and immediately after meals.
Within 1 hour after eating, the pH of the stomach decreases to less than 3.1. On the other
hand, the duodenal bulb pH is acidic with some alkaline swings as a result of bicarbonate-rich
pancreatic secretion into the descending duodenum. Beyond the descending duodenum, the
pH is rarely less than 5.2.
Dia 33
1. De cefalische fase verwijst naar de zuursecretiemodulatie bij het zien, ruiken of proeven
van voedsel.
De Nervus Vagus speelt hierbij een belangrijke stimulatorische rol en wordt o.a. vanuit de
hypothalamus beïnvloed.
De zuursecretie kan ook geïnhibeerd worden langs centraal nerveuze weg.
Beeld : cefalische fase van de maagzuursecretie. De maagzuursecretie wordt gestimuleerd
door shamfeeding (SF) maar ook door het zien en ruiken van een aantrekkelijke maaltijd.
Dia 35
Cephalic phase
Accounts for 30% of total acid secretion
Activated by thought, smell, sight, taste and swallowing of food
Occurs before food reaches stomach
Primarily mediated by vagus, dorsal motor nucleus
Activation of parasympathetic efferent nerves
Release of acetylcholine:
Stimulates parietal cell H+ secretion directly
Stimulates release of histamine from EC cells
Release of Gastrin Releasing Peptide:
G cells stimulated to release gastrin
Inhibition of D cells
Dia 37
Gastric phase – stimulatory component
Gastric distention activates two neural pathways:
A vagovagal reflex arc releases acetylcholine; this has similar effects as cephalic phase
A local ENS pathway that releases acetylcholine to stimulate parietal cell acid secretion
The presence of partially digested peptides (peptones) directly stimulates gastrin release from
G cells
Positive feedback loop:
At low pH, pepsinogen converts to pepsin
Pepsin digests proteins to peptones
Peptones promote gastrin release
Gastrin promotes acid secretion
Dia 39
Intestinal phase – stimulatory component
Presence of amino acids and partially digested peptides in the small intestinal
Stimulates duodenal gastrin release
Stimulates unidentified neural and humoral (entero-oxyntin) pathways
Intestinal phase – inhibitory component
Distention, acidity, increased osmolarity and presence of lipids in the small intestine
Stimulate release of secretin, GIP and CCK that inhibit gastric acid secretion
Stimulate neural pathways that inhibit gastric acid secretion
Dia 47
De maagmucosa is bedekt met een unstirred water layer, van mucusgel waarin continu mucus
en HCO3 gesecreteerd wordt. Mede hierdoor wordt de pH aan de oppervlakte van de cel op
pH 7 gehouden.
Mucussecretie: Mucus is een viskeuze gel die een laag van 0,2 tot 0,6 mm dikte vormt die de
ganse maagmucosa bedekt. Mucus bestaat uit:- glycoproteïnen- vetten- elektrolieten- water
Het mucus vormt een beschermende laag tegen de zuuragressie, temeer daar het door de maag
gesecreteerde bicarbonaat grotendeels gevat zit in deze unstirred water layer. Mede hierdoor
wordt de pH-gradiënt tussen maaglumen en mucosale celoppervlakte in stand gehouden.
Dia 48
mucus layer on gastric surface forms a mucosal barrier to damage
a gel 0.2mm thick; 80% CHO; 20% protein
mucin monomers are joined to tetramers via disulfide bonds
tetramers constitue a viscous gel which captures HCO3- and H+
secreted by neck cells, surface epithelium
degraded by pepsin, so continuous production is required
release is stimulated by acetylcholine from nerve endings, through Ca++ rise; VIP, PG and
secretin stimulate via cAMP
also rich in bicarbonate
dia 54
HCO3- ionen zitten in de geleilaag gevangen.
- Convectief vermengen van HCO3- rijke secreties met maaginhoud wordt door mucus
verhinderd.
- HCO3- buffert de H+-ionen die diffunderen vanuit het maaglumen naar het
maagslijmvlies toe.
De unstirred laag is ongeveer 1mm dik.
De geringe turbulenties laten echter toe om gradiënten op te bouwen van gesecreteerd HCO3en vanuit migrerend H+. De diffusietijd voor H+ en HCO³- bedraagt ongeveer 10 min.
Dia 56
A number of studies have demonstrated that trefoil peptides play an important role in mucosal
integrity, repair of lesions, and in limiting epithelial cell proliferation. They have been shown
to protect the epithelium from a broad range of toxic chemicals and drugs. Trefoil proteins
also appear to be a central player in the restitution phase of epithelial damage repair, where
epithelial cells flatten and migrate from the wound edge to cover denuded areas. Mice with
targeted deletions in trefoil genes showed exaggerated responses to mild chemical injury and
delayed mucosal healing.
LES 5a
Dia 5
FUNCTIES VAN HET PANCREAS
Het pancreas heeft een belangrijke exocriene en endocriene werking. Op de endocriene
werking (vooral productie van insuline en glucagon) wordt niet verder
ingegaan.
Door productie van enzymen speelt het pancreas een belangrijke rol in de vertering van:
- vetten
- eiwitten
- zetmeel.
De secretie van bicarbonaat is belangrijk voor de neutralisatie van de zure maaginhoud.
Dia 6
HET EXOCRIENE PANCREAS
microscopie van acinair parenchym (exocrien) gerangschikt in acini, met centraal een
intralobulaire lozingsgang (linksboven) en eilandje van Langerhans (rechtsonder).
Dia 12
PANCREASENZYMEN
a. De voornaamste enzymen geproduceerd door het pancreas zijn:
* voor vetvertering:
- lipase (en co-lipase)
- fosfolipase A2 (als pro-enzyme geproduceerd)
- carboxylesterase
* voor proteïnevertering:
- trypsinogeen
- chymotrypsinogeen
- pro-elastase
- pro-carboxypeptidase (A en B)
Ter preventie van auto-digestie, worden de proteolytische enzymen als inactieve precursoren
(pro-enzymen) door het pancreas gesecreteerd. Ze worden in het duodenum geactiveerd door
afsplitsing van een korte peptidegroep. Enterokinase activeert het trypsine, en trypsine
activeert op zijn beurt de andere enzymen. (beeld 1)
* voor zetmeelvertering:
- alfa-amylase
b. Aanmaak en secretie van enzymen
De pancreasenzymen worden aangemaakt in de acinaire cellen van de pancreas. De
verhouding tussen de verschillende enzymen wordt mede bepaald door de samenstelling van
de voeding. Voeding rijk aan koolhydraten zal bijvoorbeeld leiden tot een relatief toegenomen
secretie van alfa-amylase.
De aangemaakte enzymen worden in de acinaire cellen opgestapeld in granules, die achteraf
kunnen vrijgezet worden.
Zowel hormonale stimuli (vooral cholecystokinine (CCK)), als vagale stimulatie
(acetylcholine) leiden tot vrijzetting van enzymen.
De hormonaal en vagaal gemedieerde enzymsecretie is afhankelijk van de aanwezigheid van
bepaalde voedingsstoffen in het duodenum:
- vetzuren,
- aminozuren,
- peptiden.
Dia 30
Galzuren
Bij de mens zijn er 4 belangrijke galzuren, 2 primaire en 2 secundaire:
1. het primaire cholzuur (3 alfa, 7 alfa, 12 alfa trihydroxy) wordt door bacteriën
omgevormd tot het secundaire deoxycholzuur (3 alfa, 12 alfa dihydroxy);
2. het primaire chenodeoxycholzuur (3 alfa, 7 alfa dihydroxy) wordt door bacteriën
omgevormd tot lithocholzuur (3 alfa, monohydroxy).
Dia 33
De voedselinname veroorzaakt een galblaascontractie met uitstorting van galbestanddelen,
o.a. galzuren in het duodenum.
Galzuren, vooral geconjugeerde galzuren, zijn detergentia en hebben een polair of
wateroplosbaar en een niet-polair of vetoplosbaar gedeelte (= amphipatische eigenschappen).
Wanneer dergelijke detergentia in een bepaalde concentratie (de kritische micellaire
concentratie: + 1,5 mmol geconjugeerde galzuren per liter) aanwezig zijn vormen ze
macromoleculaire complexen, bekend als micellen.
De functie van de galzuren in de vetabsorptie bestaat vooral in het vormen van gemengde
micellen.
De amphipatische vetzuren en ß-monoglyceriden zullen zich inderdaad incorporeren in de
micelstructuur; zo worden ze, door micellaire solubilisatie, wateroplosbaar.
Onder deze vorm kunnen ze dan de celmembraan bereiken.
Daar gaan de vetzuren en de ß-monoglyceriden door passieve diffusie in de cel
binnendringen.
Galzuren en enterohepatische cyclus
Bij de mens zijn er 4 belangrijke galzuren, 2 primaire en 2 secundaire: (beeld 1)
1. het primaire cholzuur (3 alfa, 7 alfa, 12 alfa trihydroxy) wordt door bacteriën
omgevormd tot het secundaire deoxycholzuur (3 alfa, 12 alfa dihydroxy);
2. het primaire chenodeoxycholzuur (3 alfa, 7 alfa dihydroxy) wordt door bacteriën
omgevormd tot lithocholzuur (3 alfa, monohydroxy).
Galzuren moeten in voldoende concentratie aanwezig zijn in het darmlumen om een
voldoende micellaire solubilisatie van vetzuren en betamonoglyceriden te kunnen bekomen.
Om dit te bereiken worden de galzuren gereabsorbeerd, gedeeltelijk passief in het jejunum,
gedeeltelijk actief en passief in het ileum.
Deze galzuren gaan direct naar het portaal bloed en worden onmiddellijk weer gesecreteerd in
de gal: de enterohepatische cyclus.
De actieve absorptie van galzuren in het ileum is van zeer groot belang voor de integriteit van
de enterohepatische circulatie en dus voor het verzekeren van een goede micellaire
solubilisatie en vetabsorptie.
Dia 34
Normaal wordt 96% van de galzuurpool gereabsorbeerd gedurende iedere cyclus en iedere
dag wordt deze cyclus 6- tot 10-maal herhaald.
Er gaat dus per dag slechts + 600 mg galzuren verloren in de feces.
Dit verlies wordt gecompenseerd door de dagelijkse synthese van een even grote hoeveelheid
galzuur in de lever, uitgaande van cholesterol.
LES 6a
Dia 3
Cell types in the small intestine
Cell types in the small intestine. Several histologically distinct cell types exist in the small
intestine. There are major classifications.
A, Goblet cells demonstrate an apical pole distended by clear mucin granules, suggesting the
shape of a wine goblet. Mucus secretion most likely serves a protective role against noxious
stimuli. Goblet cells are denser in the proximal compared to distal intestine, and sparser on the
villus tip, with poorly developed terminal web and microvilli.
B, Absorptive cells with well-developed microvilli, a prominent terminal web, a clear area
immediately below the microvilli, enriched in cytoskeletal elements.
C, Crypt cells are smaller, with fewer, less-developed microvilli and narrow apices.
D, Paneth cells are found in the base of the crypt. They characteristically demonstrated
basophilic cytoplasm and eosinophilic secretory granules. Paneth cells are more common in
the ileum than in the jejunum. The function of Paneth cells is obscure, but it probably is
involved in the intestinal barrier function. Other distinct types of cells are found in the
intestine. M cells are characteristically found over Peyer's patches. They rapidly transport
luminal macromolecules and some microorganisms by transcytosis. M cells represent a leak
in the barrier function, but probably are also important for processing and presenting antigen
to mucosal immune system. Other cell types include endocrine, caveolated, and cup cells.
Dia 6
Barrier function
The intestine is designed to provide a barrier separating the hostile, variable environment of
the intestinal lumen from the carefully controlled subepithelial space. There are several
components to the barrier. Secreted mucus, immunoglobulin A, and bicarbonate provide a
unique microenvironment that protects the enterocytes. Mucus forms a viscous hydrated gel
and binds bacteria. Secreted immunoglobulin A binds bacterial antigens. Bicarbonate
neutralizes luminal acid. The unstirred layer is a theoretical diffusion barrier separating the
bulk of the intestinal lumen from the area adjacent to the epithelium. The physiologic
significance of the unstirred layer at the villus tip is uncertain, but it probably creates a
functional diffusion barrier lower on the villus and into the crypt lumen. The apical membrane
of the epithelial cells is the most obvious barrier. The lipid bilayer of the plasma membrane is
a very high hurdle to the permeation of the hydrophilic solutes, but allows diffusion of
hydrophobic molecules (eg, lipids). Intrinsic membrane proteins are necessary for entry of
hydrophilic solutes into the cell. The paracellular pathway provides a low electrical resistance
shunt around cells and blocks the movement of macromolecules around cells.
Dia 7
Active and passive transport. Luminal contents face two possible pathways across the
epithelium, either around the enterocytes (paracellular) or through the cells (transcellular).
Paracellular transport is always passive; transcellular transport may be either passive or
active. Whether movement of a particular solute is active or passive depends on chemical and
electrical gradients. Chemical gradients describe the differences in concentration between two
compartments (ie, lumen and cell). Electrical gradients refer to the potential difference across
membranes. An ion such as sodium or chloride will respond to both electrical and chemical
gradients whereas for uncharged particles, only a chemical gradient is relevant. Because
electrical and chemical gradients for a particular ion may be either in similar or opposite
directions, the sum of these forces can be calculated as an electrochemical gradient. Passive
transport proceeds in the direction of the electrochemical gradient for a specific solute or ion
whereas active transport involves movement against a gradient and requires the expenditure
of energy. Water transport is always passive in response to osmotic forces due to the shift of
solute from lumen to subepithelial space, or vice versa.
Dia 8
Electrical and chemical gradients across the apical and basolateral membranes of enterocytes
determine how particular ions move into and out of cells. A favorable ("downhill")
electrochemical gradient allows an ion to move passively, as in sodium's entry into the cell.
An unfavorable ("uphill") electrochemical gradient necessitates the expenditure of energy (ie,
sodium's exit from the cell). Compared with sodium, the conditions for potassium are
reversed.
Dia 9
How solutes cross membranes: channels, carriers, pumps
Nonpolar molecules may diffuse across the lipid bilayer of cell membranes. Ions, electrolytes,
and charged or polar solutes, however, require specific transmembrane proteins for movement
into or out of cells. There are three major types of such proteins. Ion-specific channels are
protein pores that permit rapid passive diffusion of particular ions down an electrochemical
gradient. Specific examples include the sodium channel that mediates salt absorption in the
rectum and cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), a chloride channel
involved in secretion that is defective in cystic fibrosis. Carriers are integral membrane
proteins that carry either specific solutes or multiple ions across a membrane at a much slower
rate than channels; like channels, carriers transport down an electrochemical gradient. Carriers
often take advantage of the electrochemical gradient for a specific ion or solute, most
frequently sodium, to transport another solute "uphill" against its gradient; this has been
termed secondary active transport. Pumps are carriers that move a solute or ion against an
electrochemical gradient directly linked to the expenditure of energy. The omnipresent
ouabain-sensitive Na-K ATPase (Na pump) is the most familiar example.
Dia 12
Nutrient-coupled absorption of sodium
Figure 1-9. Nutrient-coupled absorption of sodium. Sugars and amino acids harness the
favorable electrochemical gradient for sodium entry across the apical membrane of
enterocytes to drive nutrient absorption. A specific carrier (SGLT-1) with binding sites for
both sodium and glucose transports both solutes into the enterocytes. Sodium is extruded
across the basolateral membrane by the sodium pump (Na-K ATPase), thereby maintaining
the driving force for sodium entry across the apical membrane. Glucose accumulates within
the enterocyte and exits through a sodium-independent transporter (GLUT-2) that facilitates
diffusion across the basolateral membrane. Similar systems for amino acid absorption are
operative in the small intestine. This mechanism is present throughout the small intestine.
Dia 13
Het elektrogene Na+ transport is het belangrijkste Na+ transporterend mechanisme bij de
mens. Na+ trekt volgens zijn electrochemische gradiënt doorheen specifieke apicale
amiloride-gevoelige Na+ kanalen de cel binnen. Dehydratatie en chronische Na+-depletie van
het organisme bevorderen de amiloride-gevoelige Na+ opname ter hoogte van het colon. Dit
fenomeen berust samen met de hiermee gepaard gaande K+-secretie op een verhoogde
vrijzetting van mineralocorticoïden. Aldosterone verhoogt het aantal Na+-kanalen en zou
eveneens de hoeveelheid Na+/K+ ATPase ter hoogte van de basolaterale membraan verhogen.
Toediening van glucocorticoïden lokt dezelfde effecten uit als deze beschreven voor de
mineralocorticoïden
Dia 16
De mineralocorticoïden stimuleren de K+- secretie ter hoogte van het colon.
Dia 24
Men onderscheidt 4 grote mechanismen van diarree :
1. aanwezigheid van te grote hoeveelheden osmotisch actieve stoffen (osmotische
diarree),
2. toegenomen secretie, of vermindering van de normale absorptie van ionen door de
darmwand (secretoire diarree),
3. veranderingen in de motiliteit, met onvoldoende contact tussen darminhoud en
mucosa,
4. exsudatie ten gevolge van inflammatie
Secretoire diarree
In normale omstandigheden worden door de intestinale cellen water en elektrolieten zowel
geabsorbeerd, als gesecreteerd.
Netto is er normalerwijze absorptie.
Indien de secretie toeneemt, of de absorptie afneemt, kan deze balans omslaan in
nettosecretie.
Gewoonlijk is het moeilijk of onmogelijk om aan te tonen of de secretoire diarree het gevolg
is van:
- verminderde absorptie,
- toegenomen secretie,
- of beide.
Het typische voorbeeld van secretoire diarree is de diarree veroorzaakt door enterotoxines
(cholera, maar ook E. coli en andere kiemen).
Andere vormen zijn:
- galzurendiarree,
- steatogene diarree,
- hormoonproducerende tumoren (VIP, secretine, calcitonine, GIP, enz),
- laxativa (bisacodyl, ricinus, fenolftaleïne, senna, dantron).
LES 6b
Dia 4
Macronutrient digestion and absorption proceed at rapid pace
Figure 2-9. Macronutrient digestion and absorption proceed at a rapid pace in the jejunum.
More than 95% of ingested macronutrients are digested and absorbed in the jejunum [12]. The
intestinal chyme in the ileum consists mainly of indigestible carbohydrates (fiber), bile acids,
vitamin B12IF, water, and electrolytes. Bile acids and B12IF are absorbed in the ileum by
specialized transport systems. In addition, nutrients that escaped absorption in the jejunum
can be absorbed in the ileum.
Dia 14
Carbohydrate is the major energy source in the diet
Figure 2-19. Carbohydrate is the major energy source in the diet, and accounts for more than
50% of calories consumed per day. The major dietary sources of carbohydrates are cereals,
bread, and vegetables. The average daily intake by adults by United States is about 400 g.
About 50% of the daily intake is in the form of polysaccharides (large glucose polymers;
MW, 105-106 kD), mainly starch and a variable amount of indigestible carbohydrate (fiber).
The other 50% is accounted for by two disaccharides, sucrose and lactose, in varying
proportions [27]. Starch is a mixture of amylose and amylopectin. Amylose is a straight chain
of glucose molecules linked together in A-1,4 linkages. Amylopectin is a branched molecule
with both A-1,4 and A-1,6 bonds where the A-1,6 bonds are the branch points. Starch
digestion starts in the mouth with salivary amylase and continues in the duodenum with
pancreatic amylase. The two amylases are very similar in chemical composition. They are
endoglucosidases and attack only A-1,4 bonds. They do not attack the bonds at the end of the
molecule; therefore, glucose is not generated, nor do they attack bonds next to an A-1,6
linkage. The products of starch digestion are maltose, maltotriose, A-limit dextrins, and
oligosaccharides [28].
Dia 18
Glucose, galactose, and fructose are not lipid soluble
Glucose, galactose, and fructose are not lipid soluble, and therefore require specific
transporters to cross the brush-border and basolateral membrane of the enterocytes. Glucose
and galactose transport across the brush-border membrane in a sodium-coupled process
(secondary active transport) where the energy is provided by the sodium gradient across the
membrane. The transporter, SGLT1, has a high affinity for glucose and galactose, which
accounts for rapid and efficient glucose and galactose absorption in the jejunum. Fructose is
transported across the brush-border membrane by another transporter, GLUT 5, by facilitated
diffusion (no sodium requirement). The three monosaccharides are transported across the
basolateral membrane by another facilitated glucose transporter, GLUT 2, and diffuse into the
capillaries of the villus.
Dia 19
Glucose, galactose and fructose are absorbed in the small intestine:
Na+/Glucose co-transporter in the apical membrane (SGLT1) carries glucose and galactose
Facilitated fructose transporter in the apical membrane (GLUT5)
Facilitated sugar transporter in the basolateral membrane (GLUT2) carries all 3 sugars
SGLT1 activity is secondary active transport
Is energized by the electrochemical Na+ gradient, which is maintained by basolateral Na+/K+
pump which extrudes Na+
Inhibition of the basolateral Na+/K+ pump decreases glucose absorption
Fructose is independent of Na+; occurs through facilitated diffusion apically and basolaterally
GLUT5 mediates apical fructose uptake
GLUT2 mediates basolateral transport of all three monosaccharides
Dia 20
Men onderscheidt 4 grote mechanismen van diarree :
1. aanwezigheid van te grote hoeveelheden osmotisch actieve stoffen (osmotische diarree),
2. toegenomen secretie, of vermindering van de normale absorptie van ionen door de
darmwand (secretoire diarree),
3. veranderingen in de motiliteit, met onvoldoende contact tussen darminhoud en mucosa,
4. exsudatie ten gevolge van inflammatie
1. Osmotische diarree
Elk osmotisch actief bestanddeel dat niet in de dunne darm wordt opgenomen, kan osmotische
diarree veroorzaken: (bv. sulfaten en fosfaten in bepaalde laxeermiddelen, PEG in de
voorbereiding van coloscopie, magnesiumzouten in antacida).
De voornaamste oorzaak van osmotische diarree is echter de aanwezigheid van onverteerbare
koolhydraten in de dunne darm.
- Het kan gaan om koolhydraten die van nature onverteerbaar zijn (bv. lactulose en lactitol,
sorbitol).
- Het kan eveneens gaan om een stoornis in de vertering van koolhydraten die normalerwijze
wel geabsorbeerd worden: lactose.
Lactasedeficiëntie is hiervan het best bekende voorbeeld, en kan secundair zijn aan andere
aandoeningen, of primair.
Primaire verworven lactasedeficiëntie komt bij ons voor bij ongeveer 5% (mogelijk 10%) van
de bevolking.
In sommige etnische groepen echter is lactasedeficiëntie niet de uitzondering, maar de regel.
De pathologische fysiologie van osmotische diarree berust op het aantrekken van vloeistof in
de dundarm ten gevolge van een osmotisch effect van een intralumineel agens.
Aangezien de proximale dundarm goed permeabel is voor water en NaCl, is er bovendien een
aantrekken van NaCl volgens de concentratiegradiënt (lagere NaCl concentraties
intralumineel).
Indien de osmotische stof inert is in het colon, is het effect groter dan als het niet verteerbare
suikers betreft.
In dit laatste geval worden de suikers in het colon gemetabolizeerd tot vrije vetzuren, die in
belangrijke mate worden geabsorbeerd in het colon, waardoor het osmotisch effect afneemt.
Diarree ontstaat alleen indien de absorptiecapaciteit van het colon voor vrije vetzuren wordt
overschreden.
LES 7a
Dia 7
Cholecystokinin and secretin are of major importance
Cholecystokinin (CCK) and secretin are of major importance in the regulation of digestive
function. Secretin released into the blood binds to secretin receptors on pancreatic ducts and
stimulates bicarbonate (HCO3) secretion. Secreted bicarbonate neutralizes gastric acid, and
intraluminal pH increases from 1 to 2 in the duodenal bulb to 6 to 7 in the distal duodenum.
Release of CCK causes gallbladder contraction directly and through activation of vagal
efferents, and stimulates pancreatic enzyme secretion by binding to CCK receptors on
pancreatic nerves and acini. The arriving gastric chyme is thus bathed in gallbladder bile
with a high bile-acid concentration, and pancreatic secretion with a high bicarbonate
concentration and more than 20 different lytic enzymes. Therefore, the actions of CCK
and secretin generate optimal conditions for continued macronutrient digestion in the
proximal small intestine. AAamino acids; BAbile acids; ENZenzymes; FAfatty acids.
Dia 9
Amino acids are the building blocks (monomers) of proteins. 20 different amino acids are
used to synthesize proteins. The shape and other properties of each protein is dictated by the
precise sequence of amino acids in it.
Each amino acid consists of an alpha carbon atom to which is attached a hydrogen atom
an amino group (hence "amino" acid) a carboxyl group (-COOH). This gives up a proton and
is thus an acid (hence amino "acid")
one of 20 different "R" groups. It is the structure of the R group that determines which of the
20 it is and its special properties.
Dia 12
Protein digestion begins in the stomach
Protein digestion begins in the stomach. The mediators of acid secretion acetylcholine,
histamine, and gastrin also stimulate chief cells and mucous neck cells in the fundus and
corpus of the stomach to secrete pepsinogen I and II. Pepsinogen I and II are converted to the
active enzymes, pepsin I and II, by the low pH in the stomach. They have maximal enzymatic
activity at pH 1 to 3, but are inactive at pH more than 4.5. They preferentially cleave peptide
bonds next to aliphatic or aromatic amino acids and generate oligopeptides and amino acids.
Gastric proteolysis is limited and accounts for only 10% to 15% of total protein digestion. The
generation of amino acids is important because amino acids are a potent stimuli of gastrin and
cholecystokinin release.
Luminal enzymes secreted by stomach and pancreas digest proteins to peptides
Brush border enzymes digest peptides to amino acids
Oligopeptides are taken up by enterocytes and digested to intracellular amno acids
Oligopeptides are taken up by enterocytes and moved directly into the blood
Dia 15
The proteolytic enzymes secreted by pancreatic acini
The proteolytic enzymes secreted by pancreatic acini upon cholecystokinin stimulation are
released as proenzymes and are activated in the duodenal lumen. Three of the enzymes are
endopeptidases (trypsinogen, chymotrypsinogen, proelastase) and two are exopeptidases
(procarboxypeptidase A and B). Trypsinogen is activated to trypsin by enteropeptidase, which
is a brush border peptidase. Trypsin, in turn, further activates trypsinogen conversion and also
activates all the other proteolytic proenzymes. The five proteolytic enzymes have different
peptide bond specificities.
Dia 24
Dipeptides, tripeptides, and amino acids
The dipeptides, tripeptides, and amino acids (AA) are transported across the brush-border
membrane into enterocytes by an array of transporters. Dipeptides and tripeptides are taken up
by a single peptide transporter. The transport process is active and sodium coupled. The
dipeptides and tripeptides are hydrolyzed by cytosolic peptidases to amino acids. Amino acid
transport across the brush border and basolateral membranes is facilitated by a number of
different transporters. Amino acids transported across the basolateral membrane diffuse into
villus capillaries to reach the portal circulation.
LES 7b
Dia 3
Lipids have highest energy content of 3 macronutrients
Lipids have the highest energy content (9 kcal/g) of the three macronutrients. The average
intake of fat by adults in the United States is about 100 to 150 g per day. The major chemical
constituents of dietary fat are triglycerides, which account for about 95% of ingested lipids.
Phospholipid intake is about 2 to 8 g per day. In addition, there is a daily flow of 20 to 30 g of
biliary phospholipids into the small intestine. The intake of cholesterol and cholesterol esters
is only 300 to 400 mg per day. The chemical structure of a triglyceride consists of a glycerol
backbone with three fatty acids (FA) attached by ester bonds. The fatty acids may be saturated
or unsaturated. Only two unsaturated fatty acids, linoleic and linolenic acid, are essential.
Dia 4
The initial event in lipid digestion in the stomach
The initial event in lipid digestion in the stomach is the formation of emulsion droplets
composed of triglycerides (TG) and cholesterol ester in the core of the droplet and
phospholipids (PL) on the surface. The only lipolytic enzyme in gastric secretion is gastric
lipase, which has a pH optimum of 4 to 5.5. Gastric lipase cleaves off a single fatty acid from
triglycerides to generate diglycerides (DG) and fatty acids (FA). Gastric lipolysis accounts for
about 20% to 30% of total triglyceride digestion. Gastric lipase may be substantially more
important in the newborn period, when milk is the major source of ingested lipid. Gastric
lipase is denatured at neutral pH, thus losing its activity in the duodenum. It may, however,
attain a larger role in triglyceride digestion in patients with chronic pancreatitis because
duodenal pH is lower because of decreased pancreatic bicarbonate secretion.
Dia 7
Lipid digestion proceeds at a rapid pace in duodenum
Lipid digestion proceeds at a rapid pace in the duodenum, where lipid emulsion droplets are
attacked by pancreatic lipolytic enzymes that are secreted at a maximum rate following
cholecystokinin stimulation. The four lipolytic enzymes are lipase, colipase, phospholipase
A2, and cholesterol esterase. Colipase is an obligate cofactor for lipase action. Colipase first
attaches to a triglyceride (TG) molecule on the surface of an emulsion droplet and serves as
an anchor for lipase, which then hydrolyzes ester bonds and releases fatty acids (FA) and
monoglyceride (MG). Phospholipase A2 acts on phospholipids, principally lecithin, to
produce lysolecithin and fatty acids. Cholesterol esterase (CE) hydrolyzes fatty acid from
cholesterol ester. The released lipolytic products are water insoluble and aggregate in
multilamellar vesicles at the boundary of the emulsion droplets. Multilamellar vesicles
gradually decrease in size as the lipolytic products are transferred to and solubilized by bile
acid micelles [18].
Dia 12
Bile acids are amphipaths (ie, they have both hydrophilic and hydrophobic properties). The
structural formula of cholic acid, a primary bile acid, is illustrated in the upper portion of this
figure. The steriod nucleus is the hydrophobic part of the molecule, and the three hydroxyl
groups and one carboxylic group are the hydrophilic counterparts. A schematic illustration of
cholic acid is shown where the open circles represent hydrophilic groups. Bile acids form
multimolecular aggregates called micelles, with increasing bile acid concentration . Micelles
have the hydrophilic groups on the external surface facing the water phase and the
hydrophobic part on the inside, as shown in the cross-section of a micelle in the middle
portion of this figure. Fatty acids (FA), monoglycerides (MG), lysolecithin, and cholesterol
are solubilized in the hydrophobic interior of bile acid micelles, as shown in the lower portion
of this figure. The primary function of bile acid micelles is to render the lipolytic products
water soluble and to transport them to the brush border of the enterocytes.
Dia 16
Transport of lipolytic products
Mixed micelles diffuse from the intestinal lumen across the unstirred water layer adjacent to
the brush-border membrane of the enterocytes; the lipolytic products are taken up by diffusion
across the lipid bilayer of the brush-border membrane. The empty micelles diffuse back into
the lumen and are reused for the solubilization of lipolytic products. Bile acid micelles
function as a shuttle of lipolytic products from intestinal lumen to the luminal surface of the
enterocytes. There is minimal absorption of bile acids in the jejunum. Thus, a high
concentration of bile acids is maintained in the proximal small intestine to facilitate lipid
absorption. Ccholesterol; FAfatty acids; Lysolysolecithin; MGmonoglycerides.
Dia 17
Mixed micelles and monomers diffuse through a mucous gel layer and a layer of unstirred
water to the surface of the jejunal mucosa
At the brush border, an acidic microclimate is generated by Na-H exchange
Fatty acids become protonated and enter the enterocyte through diffusion or incorporation
into the enterocyte membrane; possibly there is also carrier-mediated transport
Dia 19
The lipolytic products are resynthesized
Figure 2-17. The lipolytic products are resynthesized to triglycerides (TG), phospholipids,
and cholesterol esters in the endoplasmic reticulum (ER) of the enterocytes by two different
pathways [21], [22]. In the postabsorptive state, absorbed fatty acids (FA) are activated by
acetyl-CoA and reesterification-absorbed monoglycerides (MG), lysolecithin, and cholesterol
to form diglyceride (DG), TG, lecithin, and cholesterol ester, as illustrated in panel A. The
products accumulate as lipid vesicles in the ER. In the fasting state, glycerol-3-phosphate
from glucose metabolism is the precursor for TG and phospholipid synthesis through the
formation of phosphatidic acid, as shown in panel B.
Dia 20
End products of lipid absorption in the enterocytes
Figure 2-18. The end products of lipid absorption in the enterocytes are chylomicrons and
VLDL (very light density lipoproteins). Apoproteins A-I, A-IV, and B48 are synthesized in
the endoplasmic reticulum (ER) and added to the surface of the lipid vesicles containing
triglycerides (TG), phospholipids (PL), and cholesterol ester (CE) [23], [24], [25], [26]. The
lipid vesicles are transported to the Golgi, where the chylomicron and VLDL particles are
formed and incorporated into secretory vesicles. These vesicles diffuse to the basolateral
membrane where the chylomicron and VLDL particles are released by exocytosis. The
particles diffuse to the central lacteal of the villus and are transported by lymphatics to the
vascular compartment.
Dia 22
ABSORPTIE VAN MICRONUTRIËNTEN
De absorptie van de meeste micronutriënten gebeurt in de proximale dunne darm (duodenum
en jejunum).
1. Wateroplosbare vitamines
De absorptie van de meeste wateroplosbare vitamines stelt weinig problemen, zelfs niet in
aandoeningen die met malabsorptie gepaard gaan.
2. Foliumzuur
Foliumzuur is in de voeding aanwezig als polyglutamaten, die moeten gehydrolyseerd worden
door borstelzoomhydrolasen, vooraleer het foliumzuur kan opgenomen worden.
Bij aandoeningen zoals coeliakie kan deficiëntie optreden.
Meestal is deficiëntie echter te wijten aan onvoldoende inname.
3. Vitamine B12
De absorptie van vitamine B12 is afhankelijk van veel factoren, waarvan de aanwezigheid van
‘intrinsic factor’, gesecreteerd door de pariëtaalcellen van de maag, en de absorptie via
specifieke receptoren in het ileum, de belangrijkste zijn.
Verminderde absorptie van vitamine B12 kan te wijten zijn aan de afwezigheid van ‘intrinsic
factor’.
Dit kan het gevolg zijn van auto-immune destructie van de pariëtaalcellen (atrofische gastritis,
‘perniciosa’), of van een heelkundige ingreep (gastrectomie).
Aandoeningen van het terminale ileum (ziekte van Crohn) of resectie van het terminale ileum
interfereren met de vitamine B12-absorptie door het verdwijnen van de specifieke ileale
receptoren noodzakelijk voor de absorptie.
Maar ook pancreasaandoeningen kunnen leiden tot verminderde vitamine B12-absorptie.
Na inname met het voedsel wordt het cobalamine eerst gebonden aan bindingsproteïnen (Rproteïnen) uit het speeksel.
Pancreasenzymen moeten deze bindingen afbreken vooraleer het vitamine B12 zich kan
binden met ‘intrinsic factor’.
4. Vetoplosbare vitamines
De absorptie van vetoplosbare vitamines (A, D, E en K) verloopt parallel met de absorptie van
vetten, en kan gestoord zijn bij toestanden die met steatorree gepaard gaan:
- exocriene pancreasinsufficiëntie
- coeliakie
- na uitgebreide darmresecties
5. IJzer
De absorptie van ijzer (Fe) gebeurt via ingewikkelde mechanismen.
De hoeveelheid die geabsorbeerd wordt, is afhankelijk van:
- de hoeveelheid in de voeding
- de vorm ervan in de voeding
- de aanwezigheid van andere voedingsstoffen
- in belangrijke mate ook de behoeften
IJzer aanwezig in heem (hemoglobine of myoglobine) wordt veel gemakkelijker en via een
ander mechanisme opgenomen dan anorganisch ijzer.
Anorganisch ijzer wordt gemakkelijker geabsorbeerd in de tweewaardige vorm (Fe(+2)) dan
in de driewaardige vorm (Fe(+3)).
De ijzerabsorptie wordt gunstig beïnvloed door de aanwezigheid van:
- vitamine C
- suikers
en negatief beïnvloed door:
- koffie
- thee
- melkeiwitten
- fytaten aanwezig in vezels