23.1 Yfirlit yfir meltingarkerfið
23.1 Yfirlit yfir meltingarkerfið
Námsmarkmið
Að þessum hluta loknum átt þú að geta:
- Greint líffæri meltingarvegarins frá nærenda til fjærenda og lýst stuttlega hlutverki þeirra
- Greint aukalíffæri meltingarkerfisins og lýst stuttlega hlutverki þeirra
- Lýst fjórum grunnlögum í vegg meltingarvegarins
- Borið saman hlutverk iðrataugakerfisins og sjálfvirka taugakerfisins í starfsemi meltingarkerfisins
- Útskýrt hvernig lífhimnan festir meltingarlíffærin
Meltingarkerfið brýtur fæðu niður, losar næringarefni úr henni og gerir þeim kleift að frásogast inn í líkamann. Mest af efnafræðilegri meltingu og frásogi fer fram í smáþörmum; þar berast flest vatnsleysanleg næringarefni í blóð en margar fituafurðir fara fyrst í sogæðar. Öll líffæri meltingarkerfisins leggja þó sitt af mörkum til ferlisins (mynd 23.2).
Meltingarkerfið starfar ekki einangrað heldur í samvinnu við önnur líffærakerfi. Blóðrásarkerfið flytur súrefni og unnin næringarefni til meltingarlíffæranna og tekur við flestum vatnsleysanlegum næringarefnum sem frásogast úr meltingarveginum. Bláæðablóð frá maga, þörmum, brisi og milta fer að mestu um lifrarportæðakerfið til lifrar, þar sem næringarefni eru unnin, geymd eða send áfram áður en blóðið snýr aftur til hjartans. Meltingarkerfið sér jafnframt hjartavöðva og æðavef fyrir næringarefnum. Tengsl þess við innkirtlakerfið eru einnig mikilvæg: hormón frá innkirtlum og innkirtlafrumum í brisi, maga og smáþörmum taka þátt í stjórnun meltingar og efnaskipta næringarefna. Meltingarkerfið útvegar á móti næringarefni sem styðja starf innkirtlakerfisins. Í töflu 23.1 er yfirlit yfir framlag annarra líffærakerfa til starfsemi meltingarkerfisins.
| Líffærakerfi | Framlag til meltingarkerfisins |
|---|---|
| Hjarta- og æðakerfi | Blóð flytur súrefni og unnin næringarefni til meltingarlíffæranna |
| Innkirtlakerfi | Hormón hjálpa til við að stjórna seytingu meltingarkirtla og aukalíffæra |
| Húðkerfi | Húðin ver kviðarholslíffæri og myndar forstig D-vítamíns, sem síðar er virkjað og styður frásog kalsíums |
| Sogæðakerfi | Slímhúðartengdur eitilvefur og annar ónæmisvefur verja gegn sýklum; iðramjólkuræðar taka við fituríkum kylómíkrónum og sogæðar flytja þá til blóðrásarinnar |
| Vöðvakerfi | Beinagrindarvöðvar styðja og verja kviðarholslíffærin |
| Taugakerfi | Skyn- og hreyfitaugafrumur taka þátt í stjórnun seytingar og vöðvasamdrátta í meltingarveginum |
| Öndunarkerfi | Öndunarfærin sjá líkamanum fyrir súrefni og losa koltvíoxíð |
| Beinagrind | Bein styðja og verja meltingarlíffærin |
| Þvagkerfi | Nýrun virkja D-vítamín og gera því kleift að styðja frásog kalsíums í smáþörmum |
Líffæri meltingarkerfisins
Til að fá yfirsýn má skipta líffærum meltingarkerfisins í tvo meginflokka. Annars vegar eru líffærin sem mynda samfelldan meltingarveg. Hins vegar eru aukalíffæri meltingarkerfisins, sem stuðla að vélrænu og efnafræðilegu niðurbroti fæðu og frásogi næringarefna. Þrátt fyrir heitið eru mörg þessara aukalíffæra nauðsynleg fyrir eðlilega starfsemi meltingarkerfisins.
Líffæri meltingarvegarins
Hugtakið meltingarvegur, einnig nefndur maga- og þarmavegur, vísar til samfelldrar pípu frá munni að endaþarmsopi. Lengd hans er breytileg eftir einstaklingi, mæliaðferð og vöðvaspennu. Í kennslubókum er oft miðað við um 7,62 metra (25 fet) hjá lifandi manneskju og allt að um 10,67 metra (35 fet) eftir dauða þegar sléttir vöðvar hafa misst spennu. Milli munns og endaþarmsops taka við kok, vélinda, magi, smáþarmar og digurgirni, hvert með byggingu sem hæfir hlutverki þess. Hol meltingarvegarins er samfellt ytra umhverfinu um munn og endaþarmsop. Næringarefni teljast því ekki komin inn í innra umhverfi líkamans fyrr en þau hafa farið yfir þekju meltingarvegarins við frásog.
Aukalíffæri meltingarkerfisins
Aukalíffæri meltingarkerfisins stuðla öll að niðurbroti fæðu (mynd 23.3). Tennur og tunga hefja vélræna meltingu í munni en munnvatnskirtlar hefja efnafræðilega meltingu. Þegar fæðan berst í smáþarmana losa lifur, gallblaðra og bris gall, bíkarbónat og ensím sem eru nauðsynleg fyrir áframhaldandi meltingu. Aukalíffærin eiga ekki öll sama fósturfræðilega uppruna: lifur, gallvegir og bris myndast sem útvextir frá þekju frumþarmanna, en tennur, tunga og munnvatnskirtlar hafa aðra og fjölþættari þróun. Lifur, bris og munnvatnskirtlar halda tengslum við meltingarveginn um ganga.
Vefjafræði meltingarvegarins
Grunnskipan veggjar meltingarvegarins er svipuð eftir endilöngu honum en útfærsla laganna breytist eftir hlutverki hvers svæðis. Frá holi og út á við eru meginlögin slímhúð, undirslímhúð og vöðvahjúpur; ysta lagið er hála þar sem lífhimna klæðir líffærið en bandvefshjúpur annars staðar. Hálan er samfelld iðralífhimnu og tengist garnahengi (sjá mynd 23.3).
Slímhúðin er slímhimna sem klæðir hol meltingarvegarins. Hún samanstendur af þekju, sem er í beinni snertingu við innihald holsins, eiginþynnu (lamina propria) úr bandvef og þunnu lagi sléttra vöðva sem nefnist vöðvalag slímhúðar. Það síðastnefnda má ekki rugla saman við þykkari vöðvahjúpinn utan undirslímhúðarinnar.
Þekja — Í munni, koki, vélinda og endaþarmsgöngum er þekjan að mestu óhyrnd marglaga flöguþekja, sem þolir núning. Í maga og þörmum er hún einföld stuðulþekja. Meðal þekjufrumnanna eru bikarfrumur sem seyta slími og vökva út í holið og innkirtlafrumur þarma sem seyta hormónum yfir grunnhimnu til nærliggjandi vefja og blóðs. Endurnýjunarhraði þekjunnar er mikill en breytilegur eftir svæðum og frumugerðum; ör endurnýjun hjálpar til við að viðhalda varnarlagi þrátt fyrir stöðuga snertingu við fæðu, örverur og meltingarefni.
Eiginþynna — Eiginþynnan (lamina propria) er úr lausum bandvef og inniheldur margar blóð- og sogæðar sem taka við frásoguðum efnum. Þar er einnig ónæmisvefur, meðal annars slímhúðartengdur eitilvefur (MALT). Í neðri hluta dausgarnar eru stórar, skipulagðar eitilvefsþyrpingar sem nefnast Peyers-þyrpingar. Þessi staðbundna ónæmisvörn skiptir máli vegna þess að slímhúð meltingarvegarins er stöðugt útsett fyrir fæðutengdum mótefnavökum, örverum og mögulegum sýklum.
Vöðvalag slímhúðar — Þetta þunna lag sléttra vöðva hreyfir slímhúðina staðbundið og styður snertingu hennar við innihald holsins, seytingu og frásog. Stærri varanlegar fellingar í maga og smáþörmum geta hins vegar einnig innihaldið undirslímhúð og myndast ekki af þessu vöðvalagi einu saman.
Undirslímhúðin liggur rétt utan slímhúðarinnar. Hún er úr lausum bandvef, tengir slímhúðina við vöðvahjúpinn og inniheldur blóð- og sogæðar. Á sumum svæðum eru þar einnig kirtlar sem seyta efnum til meltingarvegarins. Í undirslímhúðinni liggur greinótt taugakerfi, undirslímhúðarflækjan, sem tekur meðal annars þátt í stjórnun seytingar og staðbundins blóðflæðis.
Þriðja meginlagið er vöðvahjúpurinn, einnig nefndur ytri vöðvahjúpur. Í smáþörmum er hann að jafnaði úr innra hringvöðvalagi og ytra langvöðvalagi sléttra vöðva. Samdrættir laganna blanda innihaldinu, auka snertingu þess við meltingarsafa og færa það áfram. Í munni, koki, efri hluta vélinda og ytri endaþarmslokuvöðva kemur beinagrindarvöðvi við sögu og gerir hluta kyngingar og hægðalosunar viljastýrðan. Grunnskipanin breytist eftir líffærum: í maga er aukið skávöðvalag sem styður hnoðun, en í ristli safnast hluti ytra langvöðvalagsins í þrjú ristilbönd sem stuðla að pokakenndu útliti ristilsins.
Yst á þeim hlutum meltingarvegarins sem eru klæddir iðralífhimnu er hála: einföld flöguþekja lífhimnunnar yfir þunnu lagi lauss bandvefjar. Svæði sem liggja utan lífhimnu eða eru aðeins að hluta klædd henni hafa þess í stað bandvefshjúp (adventitia) sem tengir þau nærliggjandi vefjum. Slíkur hjúpur er meðal annars um munn, kok, vélinda og suma aftanlífhimnulæga hluta meltingarvegarins.
Taugun
Þegar fæða kemur í munn nema skynnemar bragð, snertingu, hitastig og áferð og senda boð eftir skyntaugafrumum heilatauga. Hreyfigreinar heilatauga stjórna jafnframt tyggingar- og tunguvöðvum. Án þessarar skyn- og hreyfitaugunar væri erfiðara að finna fæðuna í munninum, stjórna tyggingu og forðast að bíta í eigin vefi.
Mestur hluti meltingarvegarins fær innri taugun frá iðrataugakerfinu, sem nær frá vélinda að endaþarmsopi. Oft er miðað við um 100 milljónir hreyfi-, skyn- og millitaugafrumna, þótt talan sé áætluð og breytileg. Taugafrumurnar mynda tvær meginflækjur. Vöðvahjúpsflækja, eða Auerbach-flækja, liggur milli vöðvalaga og stjórnar einkum iðrahreyfingum, sérstaklega mynstri, styrk og framrás samdráttanna. Undirslímhúðarflækja, eða Meissner-flækja, liggur í undirslímhúð og tekur meðal annars þátt í stjórnun seytingar, frásogs og staðbundins blóðflæðis sem svar við innihaldi holsins (sjá mynd 23.3).
Meltingarvegurinn fær ytri taugun frá sjálfvirka taugakerfinu, bæði drif- og seftaugaboð. Drifvirkjun, sem tengist berjast-eða-flýja-viðbragði, dregur almennt úr seytingu og hreyfingum meltingarvegarins, þrengir sumar æðar og virkjar lokuvöðva. Seftaugavirkjun, sem tengist hvíldar- og meltingarviðbragði, eykur almennt seytingu og hreyfingar með beinum áhrifum og með örvun taugafrumna iðrataugakerfisins. Áhrifin ráðast þó af svæði, viðtökum og lífeðlisástandi.
Blóðflæði
Æðar meltingarkerfisins gegna tveimur meginhlutverkum. Flest frásoguð vatnsleysanleg næringarefni, þar á meðal einsykrur og amínósýrur, berast frá slímhúð í háræðar og síðan um lifrarportæðakerfið. Langar fitusýrur og einglýseríð eru sett saman í þríglýseríð í þekjufrumum og flutt sem kylómíkrónur í iðramjólkuræðar, en sumar styttri fitusýrur fara beint í portæðablóð. Æðarnar sjá einnig frumum meltingarlíffæranna fyrir súrefni og næringarefnum.
Fremri hlutar meltingarvegarins fá blóð frá greinum ósæðarboga og brjóstholsósæðar. Neðar koma slagæðagreinar frá kviðarholsósæð. Iðrastofn sér lifur, maga, milta, brisi og nærhluta skeifugarnar fyrir blóði, en efri og neðri garnahengisslagæð sjá mestum hluta smáþarma og digurgirnis fyrir blóði.
Bláæðar sem taka við næringarríku blóði frá smáþörmum og öðrum kviðarholslíffærum tæmast í lifrarportæðakerfið. Kerfið flytur blóðið til lifrar, þar sem næringarefni eru unnin, geymd eða send aftur út í blóðrásina. Blóðið fer síðan um lifrarbláæðar til neðri holæðar og hjarta. Kviðarholsblóðrásin er umfangsmikil; í hvíld er oft áætlað að um fjórðungur af mínúturúmmáli hjartans fari til kviðarholslíffæra, en hlutfallið breytist með fæðuinntöku, áreynslu og öðrum aðstæðum.
Lífhimnan
Lífhimnan styður og klæðir líffæri í kviðar- og grindarholi. Hún er hálahimna úr einfaldri flöguþekju, svonefndri miðþekju, og undirliggjandi bandvef. Vegglífhimna klæðir innra yfirborð kviðveggjar en iðralífhimna klæðir yfirborð margra líffæra (mynd 23.4). Lífhimnuholið er mögulegt bil milli þessara flata. Örfáir millilítrar af hálum vökva draga úr núningi þegar líffærin hreyfast hvert gagnvart öðru.
Iðralífhimnan myndar stórar fellingar sem tengja og styðja kviðarholslíffæri. Í fellingunum liggja æðar, sogæðar og taugar til líffæranna. Fimm helstu fellingar eru teknar saman í töflu 23.2. Sumir hlutar meltingarkerfisins liggja alveg eða að hluta aftan lífhimnu. Bris, mestur hluti skeifugarnar og rishluti og fallhluti ristils færast til dæmis að aftari kviðvegg í fósturþroska, en hlutar endaþarms hafa flóknari afstöðu. Þegar líffæri liggur að fullu eða að hluta aftan við lífhimnuna er það sagt vera aftanlífhimnulægt.
| Felling | Lýsing |
|---|---|
| Stórnetja | Svuntulaga felling sem liggur framan við smáþarma og þverristil; inniheldur breytilegt magn fituvefs, æðar og ónæmisvirk svæði |
| Sigðarlaga liðband | Tengir lifur við fremri kviðvegg og neðra yfirborð þindar |
| Smánetja | Tengir maga og nærhluta skeifugarnar við lifur og myndar leið fyrir æðar, taugar og gallveg |
| Garnahengi | Tvöföld lífhimnufelling sem festir ásgörn og dausgörn við aftari kviðvegg og flytur til þeirra æðar, sogæðar og taugar |
| Ristilshengi | Festir meðal annars þverristil og bugaristil við aftari kviðvegg |