Mage-tarmkanalen 3: tolvfingertarmen, leveren og bukspyttkjertelen

Introduksjon

Del 1 og del 2 i serien vår om mage-tarmkanalen (GI) så på munnen, spiserør og mages rolle i mekanisk og kjemisk fordøyelse. Denne tredje delen av serien dekker anoden og funksjonen av tolvfingertarmen – det første segmentet av tynntarmen – og rollen til de to viktigste tilbehørsorganene i fordøyelsen, leveren og bukspyttkjertelen. Den beskriver også vanlige patologier som påvirker disse delene av mage-tarmkanalen.

Duodenumets anatomi

Duodenum (Fig 1) er U-formet og omtrent 25-38 cm lang (Lopez og Khorasani-Zadeh, 2019). Den består av fire regioner:

• Superior region: et forstørret øvre område på rundt 2 cm kalt duodenal pære, som fortsetter den pyloriske lukkemuskelen og er koblet til leveren av hepatoduodenal ligament;
• Synkende region: dette strekker seg nedover i bukhulen fra den overlegne duodenale bøyningen; omtrent halvveis ned er den største duodenale papillen, inngangspunktet for den vanlige galleveien og bukspyttkjertelen, som smelter sammen før du kommer inn i tolvfingertarmen. Innføringen av galle- og bukspyttkjerteljuice i tolvfingertarmen reguleres av en liten muskelring, lukkemuskelen til Oddi;
• Horisontal eller tverrgående region: den største delen av tolvfingertarmen (10-12 cm lang) og hovedområde for mineralabsorpsjon;
• Stigende region: dette passerer litt oppover i bukhulen før den kobles til jejunum ved duodenojejunal bøyning.

Duodenum er primært en region med kjemisk fordøyelse. Den mottar sekreter fra leveren og bukspyttkjertelen, og slimhinnen inneholder et stort antall slimproduserende (begerceller) og Brunners kjertler, som utskiller en vannaktig væske som er rik på slim og bikarbonationer. Som i magen (se del 2) fungerer slim som en beskyttende barriere mot autodigestion og smører passasjen av kym.

Slimhinnen i tolvfingertarmen inneholder også høye søylenepitelceller og strekker seg i sirkulære folder og fingerlignende projeksjoner (villi), som øker overflaten for næringsopptak. Imidlertid er næringsopptak ikke duodenums spesialitet og forekommer hovedsakelig lenger ned i tynntarmen i jejunum og ileum, hvor villi er lengre, mer tallrike og finnes i større tetthet.

Hormonproduksjon i tolvfingertarmen

Den pyloriske lukkemuskelen, som skiller mage og tolvfingertarm, åpnes med jevne mellomrom for å frigjøre små porsjoner av surt kym (se del 2). Denne plutselige økningen i surhet stimulerer frigjøringen av flere hormoner, inkludert:

• Secretin;
• Kolecystokinin;
• Gastrisk hemmende polypeptid (GIP);
• Vasoaktivt tarmpeptid (VIP).

Secretin

Secretin, et peptidhormon som inneholder 27 aminosyrer, skilles ut av de entero-endokrine S-cellene i tolvfingertarmen og jejunum.Det stimulerer produksjonen og frigjøringen av bikarbonationer i bukspyttkjertelen; disse akkumuleres i bukspyttkjertelen juice, noe som gir den en alkalisk pH på rundt 8-8,6. Nøytralisering av surhetsgrad av kym forhindrer skade på slimhinnen i påfølgende deler av mage-tarmkanalen og gir en pH gunstig for aktiviteten til bukspyttkjertelenzymer (Jun et al, 2016).

Kolecystokinin

Kolecystokinin (CCK) finnes i flere former med antall aminosyrer som spenner fra fire til 83. Det frigjøres av de enteroendokrine I-cellene i tolvfingertarmen og jejunum. Som Rehfeld (2017) forklarer, CCK:

• Inhiberer gastrisk tømming;
• Hjelper med å forhindre overfylling av tolvfingertarmen;
• Stimulerer produksjonen av bukspyttkjertelenzymer;
• Stimulerer sammentrekningen av den glatte muskelveggen i galleblæren, og får den til å frigjøre galle.
• Slapper av lukkemuskelen til Oddi, slik at galle- og bukspyttkjerteljuice frigjøres i tolvfingertarmen ;
• Forbedrer aktiviteten til Brunners kjertler, og øker deres produksjon av bikarbonatrike sekreter.
• Reduserer sultfølelser, sammen med andre hormoner som bukspyttkjertelpolypeptid.

Gastrisk hemmende polypeptid

Syntetisert av enteroendokrine K-celler i tolvfingertarmen og jejunum, GIP er et polypeptid som inneholder rundt 42 aminosyrer. Som navnet antyder, hemmer GIP frigjøring av magesekresjoner i magen, og hjelper med å unngå skade på tynntarmen. Det fremmer også frigjøring av insulin fra betacellene i bukspyttkjertelen (Pederson og McIntosh, 2016).

Vasoaktivt tarmpeptid

VIP er et neuropeptid bestående av 28 aminosyrer og produsert av nerveceller gjennom mage-tarmkanalen. Dens rolle er dårlig forstått, men det antas å regulere sammensetningen av bukspyttkjerteljuice og galle, samt blodstrøm i tarmvevet. Imidlertid har VIP også effekter utenfor mage-tarmkanalen: det induserer perifer vasodilatasjon, og derved senker blodtrykket, samtidig som styrken av hjerteinfarkt sammentrekning øker. Det antas også å spille en rolle i reguleringen av immunresponser (Igarashi et al, 2011).

Kjemisk fordøyelse i tolvfingertarmen

Kjemisk fordøyelse i tolvfingertarmen er avhengig av sekresjonene av to hovedtilbehørsorganer i mage-tarmkanalen,

• Lever, som produserer galle;
• Bukspyttkjertelen, som produserer bukspyttkjerteljuice.

Galle og bukspyttkjerteljuice blandes og slippes ut i tolvfingertarmen hver gang lukkemuskelen til Oddi åpnes under påvirkning av CCK.

Produksjon av lever og galle

Leveren er det største indre organet i menneskekroppen; den veier rundt 1,3 kg hos kvinner og 1,8 kg hos menn. Ligger i øvre høyre kvadrant av magen, like under membranen, har den over 500 dokumenterte funksjoner. Dens viktigste rolle i fordøyelsen er produksjonen av galle, som konsentreres og lagres i galleblæren (fig 2). Hos en sunn person frigjør leveren rundt 600 ml galle i tolvfingertarmen hver dag. Dette gjøres i små mengder når galleblæren trekker seg sammen som svar på CCK (Hundt et al, 2019).

Galle er en gulgrønn væske som inneholder mest:

• Vann;
• Galksalter, inkludert natriumtaurocholat og natriumglykolat;
• Kolesterol;
• Fosfolipider;
• Gallepigmenter bilirubin og biliverdin, som kommer fra nedbrytningen av erytrocytter.

Gallsalter spiller en viktig rolle i kjemisk fordøyelse i tolvfingertarmen. De senker overflatespenningen til store fettkuler, noe som får dem til å kollapse i mindre dråper (fig 3). Denne prosessen kalles emulgering, da den skaper en emulsjon av små fettdråper med større overflateareal for påfølgende nedbrytning av fettfordøyende enzymer (lipaser). Fordøyelsen av fett med galle og lipaser tillater også effektiv absorpsjon av fettløselige vitaminer som vitamin A, D, E og K.

Produksjon av bukspyttkjertel og bukspyttkjertel

Bukspyttkjertelen er en liten langstrakt kjertel rundt 15 cm lang og veier rundt 110 g ; den ligger i løkken i tolvfingertarmen og er dekket av den nedre delen av magen (fig 2). Bukspyttkjertelen er et viktig organ i det endokrine og fordøyelsessystemet, og spiller nøkkelroller i både reguleringen av blodsukkernivået og fordøyelsen.

Den endokrine delen av bukspyttkjertelen består av små klynger av celler kalt holmer av Langerhans, som produserer flere viktige hormoner som er involvert i å kontrollere blodsukkernivået og regulere appetitten.

Fordøyelsesdelen av bukspyttkjertelen, eller eksokrin bukspyttkjertel, tar opp rundt 80% av organets masse. Den består av tusenvis av acini, små bærlignende strukturer som utskiller bukspyttkjerteljuice i små kanaler.Disse kobles sammen og til slutt smelter sammen før de slipper ut sekresjonene i den sentrale bukspyttkjertelkanalen, som i seg selv smelter sammen med den vanlige galleveien før de kommer inn i tolvfingertarmen ved den største duodenale papillen (Fig 2).

Rundt 1-2,5 l av bukspyttkjerteljuice produseres hver dag av en voksen bukspyttkjertel. Som forklart av Agrawal og Aoun, (2014), består bukspyttkjerteljuice hovedsakelig av:

• Vann;
• Bikarbonationer;
• Bukspyttkjertelenzymer.

En av nøkkelrollene er å nøytralisere surhet i kymet som kommer gjennom fra magen. Dette er viktig for å forhindre autodigestion og sårdannelse i påfølgende deler av mage-tarmkanalen.

Bukspyttkjertel og pankreasenzymproduksjon

Utover bukspyttkjerteljuice produserer bukspyttkjertelen også flere enzymer som fortsetter, i tolvfingertarm, den kjemiske fordøyelsen startet i munnen og magen.

Bukspyttkjertelen lipase
Bukspyttkjertelen lipase er den mest aktive av tarmens lipaser. I likhet med spytt- og gastrisk lipaser (se del 1 og del 2), bryter det ned triglyseridfett i fettsyrer og glyserol, og arbeider hovedsakelig på de emulgerte fettdråpene skapt av gallsalt. For maksimal aktivitet på fettdråper krever bukspyttkjertel lipase tilstedeværelse av det lille protein ko-enzymet colipase, som i seg selv produseres av bukspyttkjertelen (Ross et al, 2013).

Medikamenter for vekttap som orlistat hemmer bukspyttkjertelen lipase, og reduserer dermed fordøyelsen og absorpsjonen av fett. Orlistat rapporteres å redusere absorpsjonen av fett i fett med opptil 30%. Imidlertid er bruken av slike legemidler ofte forbundet med bivirkninger som oppblåsthet i magen og diaré, ettersom ufordøyd fett samler seg i tykktarmen og irriterer det (Qi, 2018; Al-Suwailem et al, 2006).

Bukspyttkjertelamylase
Karbohydratfordøyelse starter i munnen med spyttamylase (se del 1). Som spyttamylase angriper pankreasamylase glykosidbindinger mellom tilstøtende glukosemolekyler i polysakkarider, og bryter ned stivelse til maltose. Ettersom den katalyserer fordøyelse av stivelse i tolvfingertarmen (inne i tolvfingertarmen), kalles den også luminal amylase (Williams, 2019).

Bukspyttkjertelamylase kan fungere over et bredt nøytralt til alkalisk pH-område . Amylaser er mest effektive i et miljø med en nøytral til alkalisk pH. Aktiviteten til spyttamylase reduseres i det sure miljøet i magen, men den enzymatiske fordøyelsen av karbohydrater gjenopptas i det alkaliske miljøet i tolvfingertarmen.

Bukspyttkjertelproteaser

Proteinfordøyelse starter i magesekken, der pepsin angriper peptidbindingen til store molekyler, og bryter ned proteiner i mindre kjeder av aminosyrer som kalles polypeptider (se del 2). Den neste fasen av fordøyelsen av proteiner er avhengig av flere proteaser i bukspyttkjertelen:

• Trypsin;
• Chymotrypsin;
• Carboxypeptidase;
• Elastase .

Trypsin er den viktigste proteasen som finnes i bukspyttkjerteljuice. For å unngå autodigestion og skade på bukspyttkjertelen acini og kanaler, blir det først utskilt som inaktiv forløper (eller zymogen) trypsinogen. En gang i tolvfingertarmen blir trypsinogen omdannet til trypsin ved virkningen av enzymet enteropeptidase (eller enterokinase), som produseres av slimhinnecellene i tolvfingertarmen og jejunum. Trypsin kataliserer deretter aktiveringen av de andre pankreaszymogenene i deres aktive former chymotrypsin, karboksypeptidase og elastase (Goodman, 2010).

Karboksypeptidase – en exopeptidase – katalyserer fjerning av enkeltaminosyrer fra endene av protein og polypeptidmolekyler, og reduserer gradvis lengden. Trypsin, chymotrypsin og elastase – alle endopeptidaser – angriper peptidbindingene i de sentrale delene av proteiner og polypeptider. Dette resulterer i generering av mindre kjeder av aminosyrer kalt peptider (fig 4), som deretter fordøyes i jejunum og ileum ved virkningen av tarmpeptidase (se del 4).

Bukspyttkjertelnukleaser
All mat som mennesker forbruker kommer fra planter, dyr, sopp eller bakteriekilder. Ettersom alle celler, uansett opprinnelse, inneholder deoksyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA), kan menneskekroppen fordøye disse ved å bryte dem ned i deres byggesteiner, som kalles nukleotider. DNA består av fire hovednukleotidbaser: adenin, cytosin, guanin og tymin; RNA har de samme basene, bortsett fra at tymin er erstattet av uracil (Knight og Andrade, 2018).

Bukspyttkjerteljuice inneholder bukspyttkjertelnukleasene DNase og RNase, enzymer som bryter ned DNA og RNA (VanPutte et al, 2017). Fordøyelsen av nukleinsyrer gjør at noen av nukleotidbasene kan resirkuleres og brukes som byggesteiner for menneskelig DNA-syntese under celledeling, og for RNA under transkripsjonsprosessen som går foran proteinsyntese.

Mineralabsorpsjon i tolvfingertarmen

Duodenum er primært dedikert til fordøyelsen, men tilstedeværelsen av korte villi i relativt små tall indikerer at noe næringsopptak også finner sted her. Små mengder sukker, aminosyrer og fett, men store mengder mineraler (jern, kalsium, fosfor og sporstoffer av sink og kobber) absorberes i tolvfingertarmen (Kiela og Ghishan, 2016). Pasienter som har hatt omfattende sårdannelse eller kreft som har krevd fjerning av hele tolvfingertarmen, må kanskje ta mineraltilskudd for å kompensere for redusert mineralabsorpsjon.

Vanlige problemer

Duodenal sårdannelse

Magesår er et paraplyuttrykk som brukes for å beskrive sår i mage eller tolvfingertarm. Magesår og tolvfingertarmsår ble tidligere tilskrevet stress og dårlig kosthold – spesielt inntak av fettete og krydret mat – men det er nå akseptert at infeksjon med Helicobacter pylori er den viktigste utfellingsfaktoren (se del 2). Bruk av ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler øker risikoen for magesår betydelig (Kaur et al, 2012).

Symptomer på magesår er veldig like. Pasienter opplever ofte en brennende epigastrisk smerte, ofte beskrevet som ‘gnagende’, og kan peke på plasseringen. Noen med sår i tolvfingertarmen opplever smerter enten på tom mage eller oppstår to til tre timer etter matforbruk, som stiger med gastrisk tømmingstid. Den eneste måten å finne et magesår med absolutt sikkerhet er imidlertid å visualisere det, vanligvis via endoskopi.

Sår i tolvfingertarmen må behandles på grunn av risikoen for perforering og livstruende komplikasjoner som peritonitt og sepsis . Som med magesår (se del 2), er behandling avhengig av kombinasjonen av en protonpumpehemmere for å redusere magesyresekresjon og to antibiotika for å utrydde H. pylori-infeksjon (trippelbehandling) (Narayanan et al, 2018).

Gallestein

Gallestein er en av de vanligste patologiene i mave-tarmkanalen, som vanligvis dannes som et resultat av konsolidering av gallsalt og kolesterol. Mange mennesker har i galleblæren en samling av kornete avleiringer som ligner våt sand, kjent som galdeslam. Over tid kan partiklene samle seg for å danne en gallestein. Mange lærebøker siterer fem Fs – kvinner, rettferdige, fete, førti og fruktbare – som store risikofaktorer for å utvikle gallestein, men disse kriteriene blir nå ansett som dårlige indikatorer på risiko. Imidlertid er det å være kvinne, være overvektig og være middelaldrende anerkjente risikofaktorer.

Mange som har gallestein er ikke klar over det, da de vanligvis ikke gir symptomer med mindre de begynner å reise ut av galle blære. Hvert år opplever rundt 2-4% av personer med gallestein symptomer (Gurusamy og Davidson, 2014). Gallekolikk – smerten forbundet med gallestein – oppstår vanligvis når gallestein forlater galleblæren og begynner å skrape seg langs de svært innerverte gallegangene. Det oppleves vanligvis i øvre høyre kvadrant og stråler ofte til baksiden, spesielt rundt høyre skulderblad. Galekolikk, beskrevet som smertefullt smertefull, med episoder som vanligvis varer 1-5 timer, er ofte assosiert med kvalme, oppkast og oppblåsthet. Smertene er så intense at opioider ofte kreves for å lindre dem.

En gallestein som sitter fast i gallegangen kan føre til obstruktiv gulsott. De to gallepigmentene bilirubin og biliverdin akkumuleres i leveren og overløper i blodet, noe som fører til at urinen blir mørkfarget. De vender til slutt huden og scleraen (det hvite i øynene) til den grønn-gule fargen som er typisk for gulsott.

Hos pasienter som har asymptomatiske gallestein, er våken venting vanligvis tilnærmingen som bør tas i bruk , mens National Institute for Health and Care Excellence (2014) anbefaler fjerning av galleblæren (kolecystektomi) for de med symptomer; dette gjøres vanligvis ved laparoskopi (Gurusamy og Davidson, 2014).

Pasienter som har fått fjernet galleblæren, er mindre effektive når det gjelder å fordøye fett; dette betyr at ufordøyd fett overføres til tykktarmen, hvor det kan irritere slimhinnen. Disse pasientene er utsatt for tilbakevendende diaré med store mengder illeluktende, blekfarget og fet avføring (steatorrhoea).

Pankreatitt

Pankreatitt er en betennelse i bukspyttkjertelen som kan føre til til permanent arrdannelse og strukturell skade på bløtvev og livstruende komplikasjoner. Akutt pankreatitt er ofte forårsaket av gallestein som har gått langs den vanlige gallegangen og har blitt fanget i en posisjon der de hindrer bukspyttkjertelen. Bukspyttkjertelen juice blir fanget i bukspyttkjertelen og bukspyttkjertelenzymer kan begynne å fordøye det indre bukspyttkjertelen vev, utløser alvorlig betennelse og smerte.

Akutt pankreatitt kan også være forårsaket av overdreven inntak av alkohol og er spesielt assosiert med overdreven drikking. Den nøyaktige mekanismen er uklar, men det antas at alkohol kan aktivere bukspyttkjertelenzymer mens de fremdeles er i bukspyttkjertelen, noe som fører til autodigestion og betennelse. Pankreatitt ses også ofte hos pasienter med cystisk fibrose og kan utløses av visse medikamenter, for eksempel antibiotika tetracyklin.

Symptomene på pankreatitt ligner på gallestein, med øvre magesmerter som stråler ut i ryggen . Smertene blir ofte verre etter å ha spist og kan være forbundet med feber. Noen pasienter opplever lindring når de lener seg fremover. De fleste tilfeller av mild pankreatitt vil forsvinne og symptomene forsvinner gradvis etter omtrent en uke. Imidlertid krever alvorlige tilfeller ofte innleggelse på sykehus, muligens i en høyavhengighetsenhet, og opioider for smertelindring. Selv med behandling har akutt pankreatitt en total dødelighet på rundt 10-15%, og øker til 30-40% hos pasienter med alvorlig sykdom (Meher et al, 2015).

Uavklart akutt pankreatitt kan bli kronisk pankreatitt, ofte sett hos pasienter med alkoholavhengighet. Dette kjennetegnes ikke bare av kronisk smerte, men også av langvarig betennelse i bukspyttkjertelen som kan føre til progressiv vevsfibrose som et resultat av avsetning av kollagen arrvev. Kronisk pankreatitt kan skade både eksokrin og endokrin bukspyttkjertel; når mer enn 90% av den eksokrine bukspyttkjertelen blir ødelagt, utvikler eksokrin insuffisiens i bukspyttkjertelen (PEI) og normal fordøyelse kan ikke lenger finne sted. PEI manifesterer seg som oftest som dårlig fordøyelse av fett som fører til steatorré.

Rundt 50% av pasientene med kronisk pankreatitt opplever også betydelig skade på den endokrine bukspyttkjertelen og et progressivt tap av bukspyttkjerteløyer, noe som kan føre til diabetes ( Pham og Forsmark, 2018). Dårlig fordøyelse av fett – enten det skyldes PEI, galleblæresykdom eller kolecystektomi – kan svekke absorpsjonen av viktige fettløselige vitaminer, så pasienter kan trenge å ta tilskudd for å unngå mangler.

Bukspyttkjertelkreft

Hvert år blir rundt 8 800 mennesker diagnostisert med kreft i bukspyttkjertelen, noe som forårsaker rundt 5,2% av kreftdødsfall i Storbritannia. Det er den mest dødelige av de vanlige kreftformene, med fem års overlevelsesrate under 5% (Pancreatic Cancer UK, 2015). Bukspyttkjertelkreft antas å innhente brystkreft som den fjerde vanligste årsaken til kreftdød innen 2030 (Pancreatic Cancer UK, 2015). Alder er den viktigste risikofaktoren, og de fleste tilfeller er diagnostisert etter fylte 50 år. Modifiserbare risikofaktorer inkluderer røyking, fedme og inaktivitet.

Rundt 95% av kreft i bukspyttkjertelen oppstår i den eksokrine bukspyttkjertelen. De resterende 5% påvirker den endokrine bukspyttkjertelen; de er generelt mindre aggressive og har bedre prognose. Symptomer forbundet med kreft i bukspyttkjertelen er vanligvis ikke tilstede før sykdommen er ganske avansert; de inkluderer uventet vekttap, ubehag i magen og / eller smerte, steatorré, kvalme og noen ganger diabetes.

Bukspyttkjertelkreft behandles vanligvis med kirurgi, som kan være kurativ (hvis svulsten oppdages tidlig) eller palliativ. Mange pasienter kan også gjennomgå cellegift eller strålebehandling med sikte på å redusere størrelsen på svulsten (Kleeff et al, 2016). Behandlinger spesifikt rettet mot kreft i bukspyttkjertelen er nylig utviklet, men er ennå ikke allment tilgjengelige (Amanam og Chung, 2018).