Tractul gastrointestinal 3: duodenul, ficatul și pancreasul

Introducere

Partea 1 și partea 2 din seria noastră despre tractul gastrointestinal (GI) a analizat rolul gurii, esofagului și stomacului în digestia mecanică și chimică. Această a treia parte a seriei acoperă anatomia și funcția duodenului – primul segment al intestinului subțire – și rolul celor două organe accesorii majore ale digestiei, ficatul și pancreasul. De asemenea, descrie patologiile comune care afectează aceste părți ale tractului gastrointestinal.

Anatomia duodenului

Duodenul (Fig. 1) este în formă de U și are o lungime de aproximativ 25-38cm (Lopez și Khorasani-Zadeh, 2019). Se compune din patru regiuni:

• Regiune superioară: o zonă superioară mărită de aproximativ 2cm numită bulb duodenal, care continuă sfincterul piloric și este conectată la ficat prin ligamentul hepatoduodenal;
• Regiune descendentă: aceasta se extinde în jos în cavitatea abdominală de la flexura duodenală superioară; aproximativ la jumătatea coborârii se află papila duodenală majoră, punctul de intrare al canalului biliar comun și al canalului pancreatic, care fuzionează înainte de a intra în duoden. Intrarea sucului biliar și pancreatic în duoden este reglementată de un mic inel de mușchi, sfincterul Oddi;
• Regiune orizontală sau transversală: cea mai mare secțiune a duodenului (10-12cm lungime) și zona principală de absorbție a mineralelor;
• Regiune ascendentă: aceasta trece ușor în sus în cavitatea abdominală înainte de a se conecta la jejun la flexura duodenojejunală.

Duodenul este în primul rând o regiune de digestie chimică. Primește secreții din ficat și pancreas, iar mucoasa sa conține un număr mare de celule producătoare de mucus (calic) și glandele Brunner, care secretă un fluid apos, bogat în mucus și ioni bicarbonat. La fel ca în stomac (vezi partea 2), mucusul acționează ca o barieră de protecție împotriva autodigestiei și lubrifiază trecerea chimului. proiecții asemănătoare degetelor (vilozități), care măresc suprafața pentru absorbția nutrienților. Cu toate acestea, absorbția nutrienților nu este specialitatea duodenului și apare mai ales în josul intestinului subțire în jejun și ileon, unde vilozitățile sunt mai lungi, mai numeroase și se găsesc la o densitate mai mare.

/ h3>

Sfincterul piloric, care separă stomacul și duodenul, se deschide periodic pentru a elibera porțiuni mici de chim acid (vezi partea 2). Această creștere bruscă a acidității stimulează eliberarea mai multor hormoni, inclusiv:

• Secretină;
• Colecistochinină;
• Polipeptidă inhibitoare gastrică (GIP);
• Peptidă intestinală vasoactivă (VIP).

Secretină

Secretina, un hormon peptidic cuprinzând 27 de aminoacizi, este secretată de celulele S entero-endocrine ale duodenului și ale jejunului.Stimulează producția și eliberarea ionilor de bicarbonat de către pancreas; acestea se acumulează în sucul pancreatic, conferindu-i un pH alcalin în jur de 8-8,6. Neutralizarea acidității chimului previne deteriorarea mucoasei în secțiunile ulterioare ale tractului gastrointestinal și oferă un pH favorabil activității enzimelor pancreatice (Jun și colab., 2016).

Colecistochinină

Colecistochinina (CCK) există în mai multe forme cu un număr de aminoacizi variind de la patru la 83. Este eliberat de celulele I enteroendocrine ale duodenului și ale jejunului. După cum explică Rehfeld (2017), CCK:

• Inhibă golirea gastrică;
• Ajută la prevenirea supraumplerii duodenului;
• Stimulează producția de enzime pancreatice;
• Stimulează contracția peretelui muscular neted al vezicii biliare, determinând-o să elibereze bila;
• Relaxează sfincterul Oddi, permițând eliberarea bilei și sucului pancreatic în duoden. ;
• Îmbunătățește activitatea glandelor Brunner, crescând producția lor de secreții bogate în bicarbonat;
• Reduce senzațiile de foame, împreună cu alți hormoni, cum ar fi polipeptida pancreatică.

Polipeptidă inhibitoare gastrică

Sintetizată de celulele K enteroendocrine din duoden și jejun, GIP este o polipeptidă cuprinzând aproximativ 42 de aminoacizi. După cum sugerează și numele, GIP inhibă eliberarea secrețiilor gastrice în stomac, ajutând la evitarea deteriorării intestinului subțire. De asemenea, promovează eliberarea insulinei de către celulele beta ale pancreasului (Pederson și McIntosh, 2016).

Peptidă intestinală vasoactivă

VIP este un neuropeptid format din 28 de aminoacizi și produs de către celulele nervoase din tot tractul GI. Rolul său este slab înțeles, dar se crede că reglează compoziția sucului pancreatic și a bilei, precum și fluxul de sânge în țesutul intestinal. Cu toate acestea, VIP are și efecte în afara tractului gastro-intestinal: induce vasodilatație periferică, scăzând astfel tensiunea arterială, crescând în același timp puterea contracției miocardice. Se crede, de asemenea, că joacă un rol în reglarea răspunsurilor imune (Igarashi și colab., 2011).

Digestia chimică în duoden

Digestia chimică din duoden se bazează pe secrețiile două organe accesorii majore ale tractului gastrointestinal,

• Ficatul, care produce bilă;
• Pancreas, care produce suc pancreatic.

Bile și suc pancreatic sunt amestecate și descărcate în duoden de fiecare dată când sfincterul Oddi se deschide sub influența CCK.

Producerea ficatului și a bilei

Ficatul este cel mai mare organ intern al corpului uman; cântărește în jur de 1,3 kg la femei și 1,8 kg la bărbați. Situat în cadranul din dreapta sus al abdomenului, chiar sub diafragmă, are peste 500 de funcții documentate. Rolul său major în digestie este producerea de bilă, care este concentrată și depozitată în vezica biliară (Fig 2). La o persoană sănătoasă, ficatul eliberează în jur de 600 ml de bilă în duoden în fiecare zi. Acest lucru se face în cantități mici pe măsură ce vezica biliară se contractă ca răspuns la CCK (Hundt și colab., 2019).

Bila este un fluid verde gălbui care conține în principal:

• Apă;
• Săruri biliare, inclusiv taurocolat de sodiu și glicocolat de sodiu;
• Colesterol;
• Fosfolipide;
• Pigmenți biliari bilirubină și biliverdină, care provin din descompunerea eritrocitelor.

Sărurile biliare joacă un rol important în digestia chimică din duoden. Acestea scad tensiunea superficială a globulelor mari de grăsime, determinându-le să se prăbușească în picături mai mici (Fig 3). Acest proces se numește emulsificare, deoarece creează o emulsie de picături mici de grăsime cu o suprafață mai mare pentru descompunerea ulterioară de către enzimele de digerare a grăsimilor (lipaze). Digestia grăsimilor prin bilă și lipaze permite, de asemenea, absorbția eficientă a vitaminelor liposolubile, cum ar fi vitaminele A, D, E și K.

Producerea de pancreas și suc pancreatic

Pancreasul este o glandă mică, alungită, de aproximativ 15 cm lungime și cântărind în jur de 110 g ; este situat în bucla duodenului și este acoperit de porțiunea inferioară a stomacului (Fig 2). Pancreasul este un organ important în sistemul endocrin și digestiv, jucând roluri cheie atât în reglarea nivelului de glucoză din sânge, cât și în digestie.

Porțiunea endocrină a pancreasului constă din mici grupuri de celule numite insule Langerhanii, care produc mai mulți hormoni cheie implicați în controlul nivelului de zahăr din sânge și reglarea poftei de mâncare.

Porțiunea digestivă a pancreasului sau pancreasul exocrin ocupă aproximativ 80% din masa organului. Se compune din mii de acini, mici structuri asemănătoare fructelor de pădure care secretă suc pancreatic în mici conducte.Acestea se conectează și, în cele din urmă, se fuzionează înainte de a-și descărca secrețiile în conducta pancreatică centrală, care însăși se fuzionează cu conducta biliară comună înainte de a intra în duoden la papila duodenală majoră (Fig 2).

În jur de 1-2,5 L de sucul pancreatic este produs în fiecare zi de un pancreas adult. După cum a explicat Agrawal și Aoun, (2014), sucul pancreatic constă în principal din:

• Apă;
• Ioni bicarbonat;
• Enzime pancreatice.

Unul dintre rolurile sale cheie este de a neutraliza aciditatea din chimul care vine din stomac. Acest lucru este esențial pentru a preveni autodigestia și ulcerarea secțiunilor ulterioare ale tractului gastrointestinal.

Pancreasul și producerea de enzime pancreatice

Dincolo de sucul pancreatic, pancreasul produce, de asemenea, mai multe enzime care continuă, în duoden, digestia chimică a început în gură și stomac.

Lipaza pancreatică
Lipaza pancreatică este cea mai activă dintre lipazele intestinale. La fel ca lipazele salivare și gastrice (vezi partea 1 și partea 2), descompune grăsimile trigliceridelor în acizi grași și glicerol, acționând mai ales pe picăturile de grăsime emulsionate create de sărurile biliare. Pentru o activitate maximă pe picăturile de grăsime, lipaza pancreatică necesită prezența coenzimei colipazei proteine mici, care este ea însăși produsă de pancreas (Ross și colab., 2013).

Medicamente pentru scăderea în greutate, cum ar fi orlistat inhibă lipaza pancreatică, reducând astfel digestia și absorbția grăsimilor. Se raportează că Orlistat reduce absorbția grăsimilor dietetice cu până la 30%. Cu toate acestea, utilizarea acestor medicamente este adesea asociată cu efecte secundare, cum ar fi balonarea abdominală și diareea, deoarece grăsimile nedigerate se colectează în colon și îl irită (Qi, 2018; Al-Suwailem și colab., 2006).

Amilaza pancreatică
Digestia cu carbohidrați începe în gură cu amilaza salivară (vezi partea 1). La fel ca amilaza salivară, amilaza pancreatică atacă legăturile glicozidice dintre moleculele de glucoză adiacente din polizaharide, descompunând amidonul în maltoză. Deoarece catalizează digestia amidonului în lumenul duodenului (spațiul interior al duodenului), este numită și amilază luminală (Williams, 2019).

Amilaza pancreatică poate funcționa într-un interval larg de pH neutru-alcalin . Amilazele sunt cele mai eficiente într-un mediu cu un pH neutru până la alcalin. Activitatea amilazei salivare încetinește în mediul acid al stomacului, dar digestia enzimatică a carbohidraților se reia în mediul alcalin al duodenului.

Proteaze pancreatice

Digestia proteinelor începe în stomacul, unde pepsina atacă legăturile peptidice ale moleculelor mari, descompunând proteinele în lanțuri mai mici de aminoacizi denumiți polipeptide (vezi partea 2). Următoarea etapă a digestiei proteinelor se bazează pe mai multe proteaze pancreatice:

• Tripsină;
• Chimotripsină;
• Carboxipeptidază;
• Elastază .

Tripsina este principala protează prezentă în sucul pancreatic. Pentru a evita autodigestia și deteriorarea acinilor și conductelor pancreatice, acesta este inițial secretat ca precursor inactiv (sau zymogen) tripsinogen. Odată ajuns în lumenul duodenal, tripsinogenul este transformat în tripsină prin acțiunea enzimei enteropeptidază (sau enterokinază), care este produsă de celulele mucoasei din duoden și jejun. Tripsina catalizează apoi activarea celorlalți zimogeni pancreatici în formele lor active chimotripsina, carboxipeptidaza și elastaza (Goodman, 2010).

Carboxipeptidaza – o exopeptidază – catalizează îndepărtarea aminoacizilor singuri de la capetele proteinelor molecule polipeptidice, reducându-le treptat lungimea. Tripsina, chimotripsina și elastaza – toate endopeptidaze – atacă legăturile peptidice din porțiunile centrale ale proteinelor și polipeptidelor. Acest lucru duce la generarea de lanțuri mai mici de aminoacizi numite peptide (Fig 4), care sunt ulterior digerate în jejun și ileon prin acțiunea peptidazei intestinale (vezi partea 4).

Nucleaze pancreatice
Toate alimentele consumate de oameni provin din plante, animale, ciuperci sau surse bacteriene. Deoarece toate celulele, indiferent de originea lor, conțin acid dezoxiribonucleic (ADN) și acid ribonucleic (ARN), corpul uman le poate digera prin descompunerea lor în blocurile lor de construcție, care se numesc nucleotide. ADN-ul este compus din patru baze nucleotidice majore: adenină, citozină, guanină și timină; ARN are aceleași baze, cu excepția faptului că timina este înlocuită cu uracil (Knight și Andrade, 2018).

Sucul pancreatic conține nucleaze pancreatice DNază și RNază, enzime care descompun ADN și ARN (VanPutte și colab., 2017). Digestia acizilor nucleici permite reciclarea unora dintre bazele nucleotidice și utilizarea lor ca elemente de bază pentru sinteza ADN-ului uman în timpul diviziunii celulare și pentru ARN în timpul procesului de transcripție care precede sinteza proteinelor.

Absorbția minerală în duoden

Duodenul este dedicat în principal digestiei, dar prezența vilozităților scurte în număr relativ mic indică faptul că o anumită absorbție a nutrienților are loc și aici. Cantități mici de zaharuri, aminoacizi și grăsimi, dar cantități mari de minerale (fier, calciu, fosfor și oligoelemente de zinc și cupru) sunt absorbite în duoden (Kiela și Ghishan, 2016). Pacienții care au suferit ulcerații extinse sau cancer care au necesitat îndepărtarea totală sau parțială a duodenului ar putea avea nevoie să ia suplimente minerale pentru a compensa absorbția redusă a mineralelor. ulcerație

„Ulcer peptic” este un termen-umbrelă folosit pentru a descrie ulcerele din stomac sau duoden. Ulcerele gastrice și duodenale erau atribuite stresului și alimentației deficitare – în special consumului de alimente grase și condimentate – dar acum este acceptat faptul că infecția cu Helicobacter pylori este factorul principal de precipitare (vezi partea 2). Utilizarea antiinflamatoarelor nesteroidiene crește semnificativ riscul de ulcer peptic (Kaur et al, 2012).

Simptomele ulcerului gastric și duodenal sunt foarte similare. Pacienții se confruntă adesea cu o durere epigastrică arzătoare, adesea descrisă ca „roșind” și pot indica locul său. Unii cu ulcer duodenal au dureri fie pe stomacul gol, fie care apar la două până la trei ore după consumul de alimente, care se ridică la timpii de golire gastrică. Cu toate acestea, singura modalitate de localizare a ulcerului peptic cu certitudine absolută este vizualizarea acestuia, de obicei prin endoscopie.

Ulcerele duodenale trebuie tratate din cauza riscului de perforație și a complicațiilor care pun viața în pericol, cum ar fi peritonita și sepsisul. . Ca și în cazul ulcerelor gastrice (a se vedea partea 2), tratamentul se bazează pe combinația unui inhibitor al pompei de protoni pentru a reduce secreția de acid gastric și a două antibiotice pentru eradicarea infecției cu H. pylori (terapie triplă) (Narayanan și colab., 2018).

Calculii biliari

Calculii biliari sunt una dintre cele mai frecvente patologii ale tractului gastro-intestinal, care se formează de obicei ca urmare a consolidării sărurilor biliare și a colesterolului. Mulți oameni au, în vezica biliară, o colecție de depozite pietroase asemănătoare nisipului umed, cunoscut sub numele de nămol biliar. În timp, particulele se pot agrega pentru a forma o piatră biliară. Multe manuale citează „cinci F” – feminin, corect, gras, patruzeci și fertil – ca factori majori de risc pentru dezvoltarea calculilor biliari, dar aceste criterii sunt acum considerate ca indicatori slabi de risc. Cu toate acestea, a fi femeie, a fi supraponderal și a fi de vârstă mijlocie sunt factori de risc recunoscuți.

Multe persoane care au calculi biliari nu sunt conștienți de ele, deoarece de obicei nu cauzează simptome decât dacă încep să călătorească afară vezică. În fiecare an, aproximativ 2-4% dintre persoanele cu calculi biliari prezintă simptome (Gurusamy și Davidson, 2014). Colica biliară – durerea asociată cu calculii biliari – apare de obicei atunci când calculii biliari părăsesc vezica biliară și încep să se răzuiască de-a lungul căilor biliare extrem de inervate. Este de obicei experimentat în cadranul superior drept și radiază frecvent în spate, în special în jurul omoplatului drept. Colica biliară, descrisă ca agonizant dureroasă, cu episoade care durează de obicei 1-5 ore, este adesea asociată cu greață, vărsături și balonare. Durerea este atât de intensă încât opioidele sunt deseori necesare pentru a o atenua.

O piatră biliară care este blocată în conducta biliară poate duce la icter obstructiv. Cei doi pigmenți biliari bilirubină și biliverdină se acumulează în ficat și se revarsă în sânge, determinând urina să fie de culoare închisă. În cele din urmă, transformă pielea și sclera (albul ochilor) în culoarea galben-verzuie, care este tipică icterului.

La pacienții care prezintă calculi biliari asimptomatici, de obicei așteptarea atentă este abordarea care ar trebui adoptată. , în timp ce Institutul Național pentru Excelență în Sănătate și Îngrijire (2014) recomandă îndepărtarea vezicii biliare (colecistectomie) pentru cei cu simptome; acest lucru se face de obicei prin laparoscopie (Gurusamy și Davidson, 2014).

Pacienții cărora li s-a îndepărtat vezica biliară sunt mai puțin eficienți atunci când vine vorba de digestia grăsimilor; aceasta înseamnă că grăsimea nedigerată este transportată în intestinul gros, unde poate irita mucoasa. Acești pacienți sunt susceptibili la diaree recurentă, cu cantități abundente de scaune mirositoare, palide și uleioase (steatoree).

Pancreatită

Pancreatita este o inflamație a pancreasului care poate conduce la cicatrici permanente și leziuni structurale ale țesuturilor moi și complicații care pun viața în pericol. Pancreatita acută este cauzată în mod obișnuit de calculii biliari care au călătorit de-a lungul canalului biliar comun și au devenit prinși într-o poziție în care obstrucționează canalul pancreatic. Sucul pancreatic devine prins în pancreas, iar enzimele pancreatice pot începe să digere țesutul pancreatic intern, declanșând inflamații și dureri severe.

Pancreatita acută poate fi cauzată și de consumul excesiv de alcool și este asociată în special cu consumul excesiv de alcool. Mecanismul exact nu este clar, dar se crede că alcoolul poate activa enzimele pancreatice în timp ce acestea sunt încă în pancreas, ducând la autodigestie și inflamații. Pancreatita este, de asemenea, adesea observată la pacienții cu fibroză chistică și poate fi declanșată de anumite medicamente, cum ar fi antibioticul tetraciclină. . Durerea se agravează adesea după ce mănâncă și poate fi asociată cu febră. Unii pacienți se simt ușurați când se apleacă înainte. Majoritatea cazurilor de pancreatită ușoară se vor rezolva și simptomele dispar treptat după aproximativ o săptămână. Cu toate acestea, cazurile severe necesită adesea internarea în spital, posibil într-o unitate cu dependență ridicată, și opioide pentru ameliorarea durerii. Chiar și în timpul tratamentului, pancreatita acută are o mortalitate globală de aproximativ 10-15%, crescând la 30-40% la pacienții cu boală severă (Meher și colab., 2015).

Pancreatita acută nerezolvată se poate transforma în cronică pancreatită, cel mai adesea observată la pacienții cu dependență de alcool. Aceasta se caracterizează nu numai prin durerea cronică, ci și prin inflamația pe termen lung a pancreasului care poate duce la fibroza țesutului progresiv ca urmare a depunerii de țesut cicatricial colagenos. Pancreatita cronică poate afecta atât pancreasul exocrin cât și cel endocrin; când mai mult de 90% din pancreasul exocrin este distrus, se dezvoltă insuficiența exocrină pancreatică (PEI) și digestia normală nu mai poate avea loc. PEI se manifestă cel mai frecvent ca o digestie slabă a grăsimilor care duc la steatoree. Pham și Forsmark, 2018). Digestia slabă a grăsimilor – indiferent dacă rezultă din PEI, boală a vezicii biliare sau colecistectomie – poate afecta absorbția vitaminelor cheie solubile în grăsimi, astfel încât pacienții pot avea nevoie să ia suplimente pentru a evita deficiențele.

Cancer pancreatic

În fiecare an, aproximativ 8.800 de persoane sunt diagnosticate cu cancer pancreatic, care cauzează aproximativ 5,2% din decesele provocate de cancer în Marea Britanie. Este cel mai mortal dintre cancerele comune, cu rate de supraviețuire pe cinci ani sub 5% (Pancreatic Cancer UK, 2015). Se prevede că cancerul pancreatic va depăși cancerul de sân ca fiind a patra cauză cea mai frecventă de deces prin cancer până în 2030 (Cancer pancreatic UK, 2015). Vârsta este principalul factor de risc și majoritatea cazurilor sunt diagnosticate după vârsta de 50 de ani. Factorii de risc modificabili includ fumatul, obezitatea și inactivitatea.

Aproximativ 95% din cancerele pancreatice apar în pancreasul exocrin. Restul de 5% afectează pancreasul endocrin; sunt în general mai puțin agresivi și au un prognostic mai bun. Simptomele asociate cu cancerul pancreatic nu sunt de obicei prezente până când boala nu este destul de avansată; acestea includ pierderea neașteptată în greutate, disconfort și / sau durere abdominală, steatoree, greață și, uneori, diabet.

Cancerul pancreatic este de obicei tratat prin intervenție chirurgicală, care poate fi curativă (dacă tumora este descoperită devreme) sau paliativ. Mulți pacienți pot suferi, de asemenea, chimioterapie sau radioterapie cu scopul de a reduce dimensiunea tumorii (Kleeff și colab., 2016). Tratamentele care vizează în mod specific celulele tumorale pancreatice au fost dezvoltate recent, dar nu sunt încă disponibile pe scară largă (Amanam și Chung, 2018).