Organizmy mohou vykonávat své životní funkce jen za přispění energie, kterou získávají z živin. Pro příjem živin, tekutin, minerálů a vitaminů se během fylogenetického vývoje vytvořil trávicí systém. Po přijetí potravy je schopen ji zpracovat, promíchat, chemicky natrávit a rozštěpit. Nerozložitelné a proto nevstřebatelné složky se vylučují stolicí spolu s látkami určenými k vyloučení z organismu.
Trávicí systém (gastrointestinální trakt – GIT) má tyto funkce:
- Trávení – mechanické a chemické zpracování potravy;
- vstřebávání – přestup látek stěnou GIT do krve nebo lymfy;
- přeměnu a skladování živin – hlavně v játrech;
- vylučování – odstraňování nestrávených zbytků potravy a zplodin metabolizmu);
- bariérové funkce. Trávicí systém je otevřený – je to trubice začínající ústy a končící řitním otvorem. Živina se nestane součástí vnitřního prostředí, dokud neprostoupí stěnou trávicího traktu a nevstoupí do krve nebo lymfy. Protože do GIT z vnějšího prostředí vstupuje nejen potrava, ale i další látky, má také bariérové funkce, aby se zabránilo vstupu cizorodých molekul.
Každá část trávicí trubice je přizpůsobena účelu, jemuž slouží: ústa – rozmělňování potravy a tvorbě sousta, jícen – transport, žaludek – skladování, začátek trávení a další rozmělňování potravy, tenké střevo – trávení a vstřebávání, tlusté střevo– zahušťování obsahu a sběr odpadních látek pro následné vylučování z organizmu.
Do trávicího traktu se mohou dostat i cizorodé částice (antigeny a bakterie). GIT proto vyvinul mechanismy, které nedovolí prostup těchto substancí. Patří sem těsné spojení buněk (tight junctions), tvorba hlenu, lysozymu a sekrečních protilátek (IgA) na povrchu sliznic a také velmi rozvinutá lymfatická tkáň (MALT – Mucosal Associated Lymphoid Tissue). Bariérovou funkci podporuje i rychlá výměna buněk stěny tenkého střeva: „odlupují se“ (deskvamují) po 24 -72 hodinách, což zde mimo jiné výrazně snižuje výskyt epitelových nádorů.
Činnost trávicího systému je řízena souhrou nervových a humorálních vlivů.
9.1 Obecné principy stavby, funkce a řízení trávicího traktu
Stěnu trávicího systému tvoří od druhé třetiny jícnu pět vrstev:
- Vnitřní vrstvou je sliznice – mukóza. Jmenuje se tak proto, že produkuje velké množství hlenu (mucinu), který chrání vnitřní povrch trávicí trubice. Epitel kryjící sliznici se obměňuje jednou za čtyři až pět dní.
- Podslizniční vrstva (submukóza) obsahuje krevní cévy, nervovou pleteň (plexus submucosus Meissneri) a žlázky odpovědné za sekreci trávicích enzymů. Plexus submucosus zodpovídá za jejich řízení.
- Pod podslizniční vrstvou se nachází vnitřní cirkulární vrstva hladké svaloviny, jejíž kontrakce vyvolávají místní (mísící) pohyby trávicí trubice.
- Vnější vrstva hladké svaloviny je svalovina podélná, zodpovědná za peristaltické (posunovací) pohyby. Svalové buňky jednotlivých vrstev jsou na mnoha místech spojeny a elektrická aktivita přechází z jednoho svalového vlákna na druhé. Svalovina pracuje jako celek (syncytium). Mezi oběma svalovými vrstvami je druhá nervová pleteň (plexus myentericus Auerbachi), který řídí motilitu GIT.
- Pátou vrstvu tvoří serózní blána (v dutině břišní peritoneum), kterou procházejí arterie, žíly a lymfatické cévy.
Prokrvení GIT
Funkce trávicího traktu závisí na dostatečném prokrvení – přívodu kyslíku a živin krví. Tepny přivádějící krev do trávicího traktu jsou truncus coeliacus, arteria mesenterica superior a arteria mesenterica inferior. Truncus coeliacus zásobuje krví žaludek, duodenum, játra, slezinu a pankreas; mezenterické arterie vyživují tenké a tlusté střevo.
Arterie se po příchodu k orgánům větví na menší a tenčí větve, které vytvářejí oblouky a vzájemně se propojují. Arterioly z nich vycházející pronikají do stěny střeva a šíří se podle svalových snopců do klků a do submukózy (první kapilární systém), kde přispívají k sekrečním a především resorpčním funkcím GIT.
Žilní krev odváděná splanchnickým systémem vstupuje do portální vény (vena portae) a odtéká do jater. V jaterních sinusoidách (druhý kapilární systém) se retikuloendotelovými buňkami a hepatocyty resorbují téměř všechny ve vodě rozpustné živiny. Kromě toho je v játrech krev zbavována případných až sem proniklých bakterií a jiných cizorodých materiálů (fixními makrofágy – Kupferovými buňkami). Krev se dále sbírá do jaterní žíly (vena hepatica) a odtud do dolní duté žíly (vena cava inferior). Součástí krevního systému zásobujícího trávicí trakt (splanchnický krevní systém) je také prokrvení sleziny, ledvin a pankreatu.
| Poznámka: V krevním řečišti trávicího systému jsou řazeny dva kapilární systémy v sérii za sebou (kapiláry ve stěně střev a jaterní sinusoidy). Jde o portální systém (podobně jako v adenohypofýze a ledvinách). |
Základní funkce trávicího traktu umožňují motilita a sekrece.
Motilita
(pohyb) dutých částí trávicího traktu je zprostředkována rytmickou postupující svalovou kontrakcí. V trávicím traktu se objevují dva hlavní typy pohybů:
- místní pohyby zodpovědné za míchání tráveniny (pohyby segmentační a kývavé), zajišťující promíchávání obsahu s trávicími šťávami;
- celkové – propulzivní pohyby (peristaltika), které posunují tráveninu směrem ke konečníku rychlostí přiměřenou potřebám trávení a vstřebávání.
Pohyby trávicí trubice jsou řízeny nervovou pletení umístěnou mezi svalovými vrstvami (plexus myentericus Auerbachi). V horní třetině žaludeční stěny se předpokládá centrum, které působí jako zdroj automatických impulzů (pacemaker) a provokuje pohyby hladké svaloviny GIT. Motilita je dále ovlivňována reflexy, účinkem sympatiku a parasympatiku a působením lokálních hormonů (viz níže). Motilita je významná pro promíchávání tráveniny s trávicími šťávami a její posun, ale také pro ochranu tenkého střeva před osídlením bakteriemi střeva tlustého.
Pokud je motilita zpomalena (hypomotilita), dochází k pomalému posunu až stagnaci obsahu (zácpa, případně ileus). Pokud je zrychlena (hypermotilita), rychlý průchod tráveniny trávicím traktem neumožňuje vstřebávání živin a zahušťování obsahu střev – vzniká průjem.
Sekrece
slouží buď k trávení (pokud jsou substance uvolňovány do žaludku nebo střeva a mají enzymatickou aktivitu – enzymy pankreatické a střevní šťávy), k ředění příliš koncentrovaného obsahu střev a ke změně pH (pankreatická šťáva přicházející do dudodena) nebo k řízení návaznosti funkcí jednotlivých částí GIT (lokální hormony, secernované do krve).
Řízení činnosti trávicího ústrojí
Aby na sebe činnost jednotlivých částí trávicího traktu navazovala, musí mít zajištěno jednotné řízení motility a sekrece. Uplatňují se dva systémy: nervový a humorální.
Nervové řízení
Trávicí trakt má svůj vlastní nervový systém, který začíná ve stěně jícnu a pokračuje až k řitnímu otvoru (anu). Počet nervových buněk v tomto lokálním systému se blíží počtu neuronů míchy, což dokazuje význam místního nervového řízení.
Jedná se o plexus myentericus Auerbachi ve svalovině a plexus submucosus Meissneri pod sliznicí. Myenterická pleteň řídí hlavně motilitu, zatímco podslizniční pleteň sekreci a lokální prokrvení (důležité pro vstřebávání živin). Celý systém je schopen samostatné činnosti, ale obě jeho složky jsou napojeny na autonomní nervový systém, jenž může dále stimulovat nebo oslabovat takto řízené gastrointestinální funkce a koordinovat je s potřebami organizmu. (Například při stresové odpovědi sníží aktivovaný sympatikus funkce obou plexů a kromě poklesu perfuze se sníží i sekrece a motilita.)
Senzorická nervová zakončení jsou uložena v epiteliální výstelce a vysílají vlákna, která zpětnými kolaterálami ovlivňují činnost obou plexů. Informace dále pokračuje přes vegetativní ganglia do míchy, případně s vlákny vagu až do mozkového kmene. Senzorické nervy tak mohou zprostředkovat lokální reflexy (např. peristaltický reflex – kontrakce nad místem a dilatace pod místem podráždění objemem nebo chemicky podporuje peristaltiku) nebo koordinovat funkci vzdálených částí GIT (např. gastrokolickým reflexem, při kterém zvýšená motilita žaludku zvýší aktivitu tlustého střeva).
Humorální řízení
Na trávicí systém působí některé hormony endokrinních žlaz: jejich účinek je většinou obecný (tyroxin, somatostatin, progesteron, glukagon) – zvyšují nebo snižují aktivitu. Cíleně z klasických hormonů působí na trávicí trakt jenom parathormon(nepřímo aktivací přeměny vitaminu D v ledvinách na aktivní kalcitriol) a kalcitriol (zvyšuje vstřebávání fosfátů a vápenatých iontů střevem).
Informační molekuly, které v trávicím systému vydávají některé buňky, mají většinou parakrinní (ovlivňují své bezprostřední okolí), nebo autokrinní (ovlivňují samy sebe) účinky. Proto se jim říká lokální (tkáňové) hormony GIT. Ovlivňují motilitu a sekreci trávicího systému.
Gastrin, cholecystokinin a sekretin mají účinky také endokrinní (jsou vylučovány do krve a působí na větší vzdálenost). Některé z lokálních hormonů GIT objeveny také v centrálním nervovém systému, kde se mohou přímo účastnit přenosu informace jako neuromediátory (neurotransmitery) nebo mohou přenos informace jen ovlivňovat (neuromodulátory).
| Hormon | Místo sekrece | Podnět pro výdej | Účinek |
|---|---|---|---|
| Gastrin | Antrum duodeni | Distenze žaludku peptidy | Sekrece HCl Trofický vliv |
| Sekretin | Duodenum, jejunum | ↑ acidity a osmolarity v duodenu | Sekrece HCO3- a vody z pankreatu |
| Cholecystokinin (CCK) | Duodenum, jejunum | Přítomnost mastných kyselin a aminokyselin v duodenu (střevě) | Kontrakce žlučníku, sekrece enzymů (pocit sytosti) |
| GIP (gastric inhibitory polypeptid) | Duodenum, jejunum | Glukóza a mastné kyseliny v tenkém střevě | Sekrece inzulinu |
| Somatostatin | Žaludek, pankreas, tenké střevo | Různé | Blok sekrece, resorpce a motility |
| Ghrelin | Žaludek | Hladovění, leptin, inzulin | Zvyšuje pocit hladu |
Inkretiny jsou hormony GIT, produkované po příjmu potravy, které relativně rychle snižují glykémii. (Glykémie se po cukrech přijatých potravou snižuje rychleji než glukóza podaná i.v.) Patří sem GLP 1 (Glukagon Like Peptid 1) a GIP (Gastric Inhibitory Polypeptid). Zvyšují citlivost β-buněk pankreatu k sekrečním podnětům a zvyšují sekreci inzulínu (snižuje glykémii) snižují sekreci glukagonu, čímž snižují výdej glukózy hepatocyty.
| Poznámka: Nezaměňujte lokální hormony a enzymy. Enzymy jsou na rozdíl od hormonů produkovány do lumen GIT a jsou přítomny v trávicích šťávách, kde se přímo účastní chemických reakcí při trávení. |