Στόμαχος -Γαστρικές εκκρίσεις

Το στομάχι είναι  ένα μυώδες όργανο  που συμβάλει στα αρχικά στάδια της πέψης και προετοιμάζει το χυλό για περαιτέρω επεξεργασία στο λεπτό έντερο.

Το στομάχι παρέχει τις εξής βασικές λειτουργίες .

1.       Χρησιμεύει ως δεξαμενή βραχυπρόθεσμης αποθήκευσης της τροφής .Είναι ικανό να αυξήσει σημαντικά το μέγεθος του και να αποθηκεύσει τη τροφή μετά από κάποιο γεύμα ώστε  να αρχίσει την επεξεργασία της.  

2.       Σε αυτό ξεκινά η ενζυματική πέψη των πρωτεϊνών υστέρα από έκκριση πρωτεολυτικών ενζύμων και ισχυρών οξέων.

3.       Ταυτόχρονα για να αποφύγει τη  καταστρεπτική δράση του  Υδροχλωρικού οξέος που παράγει στο γαστρικό βλεννογόνο εκκρίνει δικαρβονικό HCO₃^- και βλέννα.

4.       Σχηματίζει το χυλό .Ρευστοποιεί τη τροφή με τη βοήθεια των λείων μυών του που προκαλούν συσπάσεις(άλεσμα)ενώ παράλληλα  ανακατεύουν τη τροφή με τις γαστρικές εκκρίσεις.

5.       Προωθεί τη τροφή με συγκεκριμένο τρόπο –χρονικό διάστημα προς το δωδεκαδάκτυλο.

6.       Απορροφά λιποδιαλυτές και υδατοδιαλύτες ουσίες φάρμακα –αλκοόλ.

 

H επιφάνεια του βλεννογόνου του στομάχου καλύπτεται από κυλινδρικά επιθηλιακά

κύτταρα τα οποία εκκρίνουν βλέννα και ένα αλκαλικό υγρό για προστασία όπως αναφέρθηκε από το γαστρικό οξύ.

Ενώ παράλληλα διάφοροι γαστρικοί αδένες εκβάλουν μέσω των γαστρικών βοθρίων στην επιφάνεια του βλεννογόνου. Το  κάθε βοθρίο αποτελεί το στόμιο ενός πόρου  στον οποίο εκβάλ-

λουν ένας ή περισσότεροι γαστρικοί αδένες.

Ο βλεννογόνος του στομάχου ανάλογα με τη δομή  των αδένων που παρουσιάζει μπορεί να διαχωριστεί σε τρεις περιοχές .

1)Η καρδιακή αδενική μοίρα, αμέσως κάτω από τον κάτω οισοφαγικό σφιγκτήρα και μέρος του πυθμένα , περιέχει κυρίως βλεννο-εκκριτικά αδενικά κύτταρα.

2) οξεο-εκκριτική αδενική μοίρα. Στη περιοχή αυτή περιέχονται τα εμβόλιμα ή οξεο-εκκριτικά κύτταρα parietal cells ,  τα οποία HCI και ενδογενή παράγοντα καθώς και τα θεμέλια ή πεπτικά  κύτταρα chief cells  που παράγουν πεψινογόννο.

3)πυλωρική αδενική μοίρα  που περιέχει βλεννο-εκκριτικά αδενικά κύτταρα .Οι αδένες της περιοχής αυτής περιέχουν τα κύτταρα G που παράγουν τη γαστρίνη ,ενώ από την επιφάνεια του βλεννογόνου παράγεται βλέννα.

Είδος κυττάρου	Ανατ. Θέση	Εκκριτική Μοίρα	Έκκριση
Εμβόλιμα - parietal	Σώμα	οξεο-εκκριτική αδενική μοίρα	HCL + ενδογενή παράγοντα
Θεμέλια – chief cells	Σώμα	οξεο-εκκριτική αδενική μοίρα	Πεψινογόνο
Κύτταρα G	Άνδρο	πυλωρική αδενική μοίρα	Γαστρίνη
Βλεννώδη κύτταρα	Άνδρο	πυλωρική αδενική μοίρα	Βλέννα –πεψινογόνο

Οι οξεο –εκκριτικοί αδένες γνωστοί και ως γαστρικοί είναι υπεύθυνοι για το 80% των γαστρικών εκκρίσεων .

Παράγουν κυρίως HCl (εμβόλιμα κύτταρα) και πεψινογόνο (θεμέλια κύτταρα).

Στους γαστρικούς αδένες κοντά στο στόμιο του πόρου παρατηρούνται τα επιφανειακά επιθηλιακά κύτταρα. Κάτω από αυτά στον αυχένα του αδένα περιέχονται τα βλεννογόνα αυχενικά κύτταρα neck cells που παράγουν βλέννα. Προχωρώντας προς τα εσωτερικού του αδένα παρατηρούνται τα εμβόλιμα ή οξέος-εκκριτικά κύτταρα parietal cells  και κάτω από αυτά τα θεμέλια κύτταρα chief cells. Μεταξύ των εμβόλιμων και των θεμέλιων κυττάρων παρατηρούνται και ενδοκρινή κύτταρα.

Οι πυλωρικοί αδένες που όπως αναφέρθηκε ανατομικά βρίσκονται στη περιοχή του άνδρου του στομάχου παρουσιάζουν βαθύτερα βοθρία . Μόνο το 20% των γαστρικών εκκρίσεων προέρχεται από αυτούς. Είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή βλέννας και γαστρίνης (ορμόνης) που παράγεται από νευροενδοκρινοί G κύτταρα. Τα βλεννώδη κύτταρα των πυλωρικών αδένων παράγουν βλέννα ,HCO₃^- και πεψινογόνο.

Η βλέννα που προέρχεται από τα βλεννώδη κύτταρα και τα βλεννογόνα αυχενικά κύτταρα δημιουργεί ένα στρώμα που καλύπτει το εσωτερικό του στομάχου .Μέσα στο στρώμα αυτό εγκλωβίζεται και  HCO₃^- με σκοπό να εξουθενώσει το HCL που βρίσκεται πάνω από αυτό το στρώμα .

Τα επιφανειακά επιθηλιακά κύτταρα του στομάχου που καλύπτουν και την επιφάνεια των γαστρικών βοθρίων (στόμιο του γαστρικού αδένα) αλλά και την περιοχή –επιφάνεια μεταξύ αυτών εκκρίνουν HCO₃^-

Αρά σε φυσιολογικές καταστάσεις δεν έχουμε άμεση επαφή του HCl με το γαστρικό βλεννογόνο ,μιας που δημιουργείται ένα στρώμα βλέννας που προσφέρει φραγμό.

 Με τον όρο γαστρικό υγρό εννοούμε το υγρό που εκκρίνεται στο στόμαχο. Το γαστρικό υγρό είναι αποτέλεσμα έκκρισης των επιφανειακών επιθηλιακών κυττάρων και των αδένων που βρίσκονται στο στομάχι . Αποτελείται από νερό ,άλατα υδροχλωρικό οξύ και πεψινογόνο που σχετίζονται με τη πέψη των πρωτεϊνών ,ενδογενή παράγοντα που απαιτείται για την απορρόφηση της Β12 και βλέννα που προστατεύει το βλεννογόνο του στόμαχο από τη δράση του HCl ενώ ταυτόχρονα διαθέτει και λιπαντική ικανότητα.

Τα ένζυμα που εκκρίνονται στο στομάχι ονομάζονται γαστρικά ένζυμα.

Αυτά είναι :

1.       Πεψινογόνο .Από το οποίο θα παραχθεί μια εντεροπεπτιδάση η πεψίνη .

Η πεψίνη δρα σε διπεπτίδια και η απαιτεί αποκλειστικά σε  όξινο περιβάλλον PH 1,8- 3,5

2.       Η γαστρική αμυλάση ,δρα σε άμυλο δεν έχει ισχυρή δράση

3.       Η γαστρική λιπάση  δρα σε λίπη

4.       Ενδογενής παράγοντας .

Έκκριση του γαστρικού οξέος

Το γαστρικό οξύ προέρχεται από εμβόλιμα κύτταρα του στομάχου .

Το HCl :

1.       Παρεμποδίζει την εγκατάσταση μικροβίων – αντιμικροβιακή δράση

2.       Ενεργοποιεί το πεψινογόνο σε πεψίνη ώστε να ξεκινήσει η πέψη  των πρωτεϊνών

3.       Βοηθά στη διάσπαση του συνδετικού ιστού και των μυϊκών ινών των τροφών

4.       Παρέχει το βέλτιστο PH για τη δράση των πεψινών 

Κυτταρικοί μηχανισμοί έκκρισης γαστρικού οξέος

Τα εμβόλιμα κύτταρα (parietal cells) που όπως αναφέρθηκε βρίσκονται στους οξεο –εκκριτικούς αδένες παρουσιάζουν 2 μεμβράνες ,πλευρές .Η μια πλευρά αντικρύζει τον  γαστρικό αυλό του κορυφαία μεμβράνη (luminar-apical surface) ενώ η άλλη πλευρά βασεοπλευρική μεμβράνη   (basolateral surface) έρχεται σε επαφή με τον ενδοκυττάριο χώρο.

Στη πλευρά του γαστρικού αυλού  κορυφαία  μεμβράνη  έχουμε

·         Αντλία  H⁺ - K⁺ ATPase

·         Δίαυλους Κ⁺ channels

·         Δίαυλους Cl^- channels

Στη βασεοπλευρική μεμβράνη παρατηρούνται :

·         Na+ - K⁺ ATPase

·         Cl^- - HCO₃^-  αντιμεταφορέας exchanger

·         Δίαυλους Κ⁺ channels

·         Η⁺ - Να+ αντιμεταφορέα

Για να σχηματιστεί ΗCl θα πρέπει να εκκριθούν στον γαστρικό αυλό H⁺ και Cl^-.

Η έναρξη της διαδικασίας παραγωγής του γαστρικού οξέος ξεκινά μετά την διέγερση της Αντλίας H⁺ - K⁺ ATPase που βρίσκεται στη κορυφαία μεμβράνη του εμβόλιμου κυττάρου. Η αντλία αυτή χρησιμοποιεί ενέργεια που προέρχεται από την υδρόλυση του ATP ώστε να μεταφέρει , να ανταλλάξει  ιόντα Η⁺ και Κ⁺ τα οποία θα κινηθούν σε κατευθύνσεις αντίθετες προς τις κλίσεις των ηλεκτρο-χημικών δυναμικών τους με αποτέλεσμα την ανάγκη παροχής ενέργειας με σκοπό την εξασφάλιση της μεταφοράς. Η συγκεκριμένη αντλία αποτελεί θεραπευτικό  στόχο  φαρμάκων  (PPI – H₂ blockers )που περιορίζουν την έκκριση του γαστρικού οξέος .

Η έκκριση γαστρικού οξέος μεταβάλει τη τιμή του PH στο εσωτερικό του εμβόλιμου κυττάρου .Για την αντιστάθμιση της αλλαγής αυτής το κύτταρο παθητικά δέχεται CO₂ και H₂0 από τον ενδοκυτταρίο χώρο.

Στην βασεοπλευρική πλευρά το ενδοκυττάριο υγρό περιέχει ποσότητα CO₂ ως αποτέλεσμα του κυτταρικού μεταβολισμού. Το CO₂ εισέρχεται στο εσωτερικό του εμβόλιμου κυττάρου όπου ενώνεται με H₂0 σχηματίζοντας αρχικά H₂CO₃.

Στη συνέχεια το καρβονικό οξύ και με τη βοήθεια της καρβονικής ανυδράσης διασπάται σε HCO₃^- και Η^+.  (  H₂CO³ + H₂O—^{carbonic anhydrase}àH⁺ + HCO₃^-).

To Η⁺ θα χρησιμοποιηθεί ως υπόστρωμα γιατί τη παραγωγή γαστρικού οξέος και θα μεταφερθεί στο γαστρικό αυλό  , ενώ το HCO₃^- θα διοχετευτεί στο εξωκυττάριο χώρο à αίμα.

Η έκκριση του HCO₃^- σκοπό έχει να αντισταθμίσει τη δράση των H⁺ στο γαστρικό αυλό (alkaline tide) με το τρόπο αυτό διατηρείται σταθερή η τιμή του P^H του αίματος . Με αλλά λόγια κατά τη διάρκεια της έκκρισης του γαστρικού οξέος  το αίμα που προέρχεται από το στομάχι περιέχει μεγάλη ποσότητα HCO₃^- .

Η έξοδος HCO₃^-  συνοδεύεται με την ταυτόχρονη είσοδο στο εσωτερικό του κυττάρου ανιόντων Cl-  τα οποία κινούνται αντίθετα προς την ηλεκτροχημική  κλίση δυναμικού τους. Η ενέργεια για την ενεργό μεταφορά τους προέρχεται από την κίνηση των HCO₃ ^-σύμφωνα με την κλίση τους .

 Tα Cl^– εγκαταλείπουν το εμβόλιμο κύτταρο από την κορυφαία μεμβράνη μέσω ενός

ηλεκτρογεννητικού διαύλου ανιόντων χωρίς τη παροχή ενέργειας.

Στην βασεοπλευρική μεμβράνη του εμβόλιμου κυττάρου υπάρχει μια αντλία Na⁺ - K⁺ ATPase σκοπός της αντλίας αυτής είναι να δημιουργήσει υψηλή συγκέντρωση Κ+ στο εσωτερικό του κυττάρου , ενώ ταυτόχρονα εξωθεί ιόντα Na⁺ από το κύτταρο. Η αντλία αυτή καταναλώνει ενέργεια.

Η συγκέντρωση ιόντων καλίου στο εσωτερικό του εμβόλιμου κυττάρου παραμένει σε συγκεκριμένα όρια μιας που και στις δυο μεμβράνες του εμβόλιμου κυττάρου υπάρχουν δίαυλοι Κ⁺ που το διοχετεύουν είτε προς τον αυλό είτε προς το ενδοκυττάριο χώρο.

Η ρύθμιση του PH στο εσωτερικό του εμβόλιμου κυττάρου ελέγχεται και από έναν Η⁺ - Να⁺ αντιμεταφορέα που βρίσκεται στη βασεοπλευρική επιφάνεια και είναι ιδιαίτερα ενεργός σε κατάσταση ηρεμίας.

Το εμβόλιμο κύτταρο με συγκεκριμένους μηχανισμούς που αναφέρθηκαν ρυθμίζει τόσο την τιμή του PH στο εσωτερικό του ,αλλά και την τιμή του P^H του αίματος .Η τιμή του PH στον αυλό παραμένει ισχυρά όξινη ώστε να εξασφαλιστεί ο ρόλος δράσης   του γαστρικού οξέος.

Στο γαστρικό αυλό εκτός του HCl έχουμε και τη παραγωγή πολύ μικρής ποσότητας KCl.