REGULASI SISTEM GI TRACT dr. I Njoman Widajadnja, M.Kes

Pemahaman lingkup regulasi GI tract PENGATURAN HOMEOSTASIS DAN MEMPERTAHANKAN KONDISI PATOLOGIS –INFEKSI, KEGANASAN, ANOMALI, KERACUNAN,

Sistem GI regulasinya sangat kompleks, berbagai mekanisme kontrol yg terdiri dari komponen saraf, endokrin, lokal, dan mencakup jalur-jalur yg kusus Terbagi menjadi 2 : 1. jalur panjang  terintegrasi di SSP 2. jalur pendek,  dalam sistem saraf enterik

Food is vital to life because (makanan itu vital u/ kehidupan) 1. provides energy 2. provides building blocks Kenapa harus ada sistem digestif? (Why do we have a digestive system?) Human are heterotrophs  obtain energy from outer environment (ambil energi dari luar) Law of Thermodynamics  energy conversion  human can’t create energy

Rasa Haus Rasa haus, disebabkan oleh karena tubuh kekurangan cairan (H2O, larutan isotonis) reflex haus di hipotalamus Makan Garam menimbulkan haus hipotalamus

Figure 25.5

Total body water (TBW) 0.6 X body weight 42L Distribution of body water in an average 70 kg person Total body water (TBW) 0.6 X body weight 42L Transcellular water GI, kidney, sweat tears, bladder variable volume ~ 1L epithelial layer input output Extracellular fluid (ECF) 0.2 X body weight 14L Intracellular fluid (ICF) 0.4 X body weight 28L Interstitial fluid (ISF) 3/4 ECF 10.5L cell membrane Plasma 1/4 ECF 3.5 L capillary wall

Rasa Lapar dan mekanisme kontrol Komponen saraf Endokrin Lokal (small brain /otak kecil pd usus & colon)

Reflex panjang yang terintegrasi di SSP (kelenjar & otot  parasimpatis) Reflex saraf klasik jalur internal, dimulai dg stimulasi dari reseptor sensorik internal GI tract (rasa lapar, dan sesudah ada makanan dlm lambung) = Refleks Sefalik Reflex saraf klasik jalur eksternal, dimulai dg stimulasi dari reseptor sensorik eksternal (mata, menghidu, mendengar, berfikir makanan saliva keluar, perut keroncongan) = Refleks Umpan Maju

Pengaturan oleh keasaman lambung (Acid Regulation in the Stomach) 1/2/2019 digestion & absorption

Drug`s for Gastric Acid Regulation 1/2/2019 digestion & absorption

PENGARUH EMOSI / STRESS Emosi = stress = simpatik ↑  bervariasi bentuk, karna simpatik menginhibisi sifatnya. Konstipasi, `butterfly in the stomach`, diare akibat induksi psikologis

Refleks Pendek teritegrasi dalam sistim saraf enterik (parasimpatis) Pleksus saraf enterik pd dinding usus = otak kecil, memungkinkan refleks lokal = SSE (reseptor, sensorik aferen, diintegrasikan, saraf eferen berakhir secara utuh dlm saluran GI, = refleks pendek, karna mandiri. Namun sebenarnya tetap berkoordinasi dg SSO. Proses SSE ini motilitas, sekresi, pertumbuhan Nama :fleksus mienterikus.

Five Basic Digestive Processes 1. ingestion 2. movement of food (peristalsis) 3. digestion 4. absorption 5. defecation

APA YANG TERJADI PADA MULUT? (mastikasi) Disini terjadi 2 pencernaan. Yaitu secara mekanis dan kimiawi. Gigi berperan sebagai pencernaan mekanis. Sedangkan saliva sebagai pencernaan kimiawi. Lidah juga turut membantu proses penelanan dan pengecapan.

APA YANG TERJADI PADA ESOPHAGUS? · Hanya gerakan peristaltic untuk mendorong makanan ke lambung. APA YANG TERJADI DI LAMBUNG? · Terjadi pengadukan makanan untuk membentuk kimus. · Terjadi pencampuran antara getah lambung dengan makanan.

APA YANG TERJADI PADA DUODENUM? Terdapat muara dari 2 saluran : ductus choledochus dan ductus pancreaticus Ductus choledochus berasal dari hati membawa cairan empedu Ductus pancreaticus berasal dari pancreas membawa getah pancreas. · Terdapat hormone kolesitokinin untuk perangsangan sekresi getah empedu. · Terdapat hormone sekretin untuk perangsangan sekresi getah pancreas.

APA YANG TERDAPAT PADA ILLEUM? · Terdapat kelenjar heberkuhu · Terjadi pengeluaran getah usus APA YANG TERJADI PADA COLON? · Absorbsi air · Pembentukan feses · Terdapat bakteri Eschericia Coli membantu pembusukan dan pembentukan vitamin K dan biotin. APA YANG TERJADI PADA REKTUM?  Defekasi

ADA RESEPTOR PENGECAP DALAM USUS ! Kemoreseptor dan reseptor regang  klasik Ada biomolekul reseptor (sel endokrin) dapat berperan menjadi reseptor yang bergandengan protein G dan reseptor protein G gusgudin sehingga bisa mengecap di dalam usus tentang makanan!

Peptida GI Fs.Peptida GI dpt merangsang / menghambat motilitas dan sekresi Fs.Motilitas pengubahan peristaltik, melepas empedu, pengosongan lambung guna memaksimalkan pencernaan n absorbsi Proses sekretorik dipacu seperti insulin dari pankreas Otak ikut terlibat, CCK dpt memicu rasa kenyang (yi rasa lapar telah selesai), ghrelin, disekresi lambung SSP u monitor asupan makanan

SSE dpt bekerja mandiri ( tanpa melibatkan SSP Why?) Karna secara anatomi dan fungsional SSE = SSP Saraf Intrinsik pd ke-2 pleksus saraf semuanya berada dlm usus. Namun bila melibatkan SSO dari SSP maka sistem ini disebut Saraf Ekstrinsik Neurotransmiter dan Neuromodulator. Dilepaskan oleh SSE > 30 jenis ~ SSP. Ini juga disebut nonadrenergik, nonkolinergik (serotonin, peptida usus vasoaktif, oksida nitrit)

3. Sel-sel pendukung Glia, >mirip dg SSP yi sel Schwann yang bermodifikasi 4. Barier difusi, gabungan kapiler dan SSE membentuk barier difusi mirip dg SSP 5. Pusat Integrasi Sendiri, karna dpt berintegrasi dan bereaksi sendiri (seperti SSP dan MS) (6. namun masih perlu didalami lebih lanjut tentang SSE ini)

Fungsi Terintegrasi : Fase Sefalik Pencernaan: kimiawi dan mekanik (mastikasi) dimulai pada mulut Saliva, dikendalikan o/SSO (parasimpatis) yg dpt dirangsang o/ penglihatan, penghiduan, sentuhan, memikirkan makanan Isi : air dan mukus melembutkan (bolus)dan membasahi makanan  mudah ditelan. Pencernaan Kimiawi: E. Amilase, yg diaktifkan o/ ion Cl. Lisozim, imunoglobulin

Three types of stimuli may initiate salivation: 1. psychic 2. chemical Salivation is controlled by the parasympathetic nervous system (cranial nerves VII and IX). Three types of stimuli may initiate salivation: 1. psychic 2. chemical 3. tactile

Physiology of Digestion in Mouth 1. mechanical = mastication 2. chemical salivary amylase starch -----------------------> maltose (glu+glu)

FROM MACROMOLECULES INTO MONOMERS Why is digestion important? When we eat such things as bread, meat, and vegetables, they are not in a form that the body can use as nourishment. Our food and drink must be changed into smaller molecules of nutrients before they can be absorbed into the blood and carried to cells throughout the body. Digestion is the process by which food and drink are broken down into their smallest parts so that the body can use them to build and nourish cells and to provide energy.

----- + H2O ----------- -----OH + H- MACROMOLECULES:    MONOMERS: Carbohydrates polysaccarides Monosaccharides maltose 2 glucose lactose glucose + galactose sucrose glucose+fructose starch maltose Proteins Amino Acids (AA) peptides Fats Tryglycerides Monoglycerides+ FFA Phospholipids Lysophospholipids + FFA How is food digested? Digestion involves the mixing of food, its movement through the digestive tract, and the chemical breakdown of the large molecules of food into smaller molecules. Digestion begins in the mouth, when we chew and swallow, and is completed in the small intestine. The chemical process varies somewhat for different kinds of food.

Food Breakdown

Stomach Regulation-First Phase 1. cephalic phase a. psychic stimuli b. vagus nerve c. increased motility and secretion

Stomach Regulation-Cephalic Phase thought and anticipation of food parasympathetic output via the vagus nerve (X) stimulation of stomach’s enteric nervous system PSYCHIC STIMULI sight, taste, smell of food sound of food preparation increased gastric secretion + increased gastric motility

Fungsi Terintegrasi : Fase gastrik Penyimpanan: lambung menyimpan n mengatur masuknya makanan ke usus Pencernaan : secara kimiawi dan mekanik mencernamakanan menjadi adonan encer (kimus) Proteksi : lambung melindungi tubuh dengan membunuh bakteri dan patrogen lainnya. Jaga saat bersamaan melindungi dirinya dari kerusakan oleh produknya sendiri

Stomach Regulation-Second Phase 2. Gastric phase a. stretch receptors and chemoreceptors b. local parasympathetic response c. gastrin

Stomach Regulation-Gastric Phase increased stretch of stomach wall direct stimulation of stomach’s enteric nervous system increased gastric secretion + increased gastric motility food enters the stomach input to brainstem parasympathetic output via the vagus nerve (X) increased gastrin secretion increased pH stimulates chemoreceptors

Positive Feedback Control of Gastric Secretion

Negative Feedback of the Gastric Phase CONTROLLED CONDITION RETURN TO HOMEOSTASIS In response, there is increased acidity in stomach chyme and the mixing waves begin emptying the stomach. An empty stomach is a return to homeostasis. Food entering stomach disrupts homeostasis by causing an increase in gastric juice pH AND stretch (distention) of stomach wall RECEPTOR Chemoreceptors and stretch receptors increased pH and stretch of stomach wall, and generate nerve impulses that pass to the control centers EFFECTORS Parietal cells of the gastric mucosa secrete HCl and the muscularis contracts more vigorously (increased frequency and strength of mixing waves) CONTROL CENTER Enteric nervous system and medullary neurons generate parasympathetic impulses that pass to the effectors

Fungsi terintegrasi : Fase Intestinal Setelah kimus memasuki usus halus, fase intestinal dimulai Kimus dlm usus mengaktifkan SSE,  melambatkan motilitas dan sekresi lambung o/ hormon sekretin, CCK, GIP(gastric inhibitory peptida) Sekretin, dilepas akibat kimus yg asam dlm duodenum, akibatnya motilitas dan pengosongan lambung dihambat. Juga merangsang produk HCO3 pankreas

3. CCK disekresi ke dlm darah bila makanan ada lemaknya 3. CCK disekresi ke dlm darah bila makanan ada lemaknya. CCK juga menghambat motilitas lambung dan sekresi asam 4. Hormon Inkretin GIP dan Glukagon-like peptide-1 (GLP-1), dilepas kalau makanan ada KH. Berperan u/ melepas insulin o/ pankreas. Ke-2 hormon ini juga menghambat motilitas dan sekresi lambung

5. Campuran asam, ensim, dan makanan dlm bentuk kimus berupa larutan hiperosmotik. Ada osmoreseptor pd dinding usus yg bekerja menginhibisi pengosongan lambung melalui mekanisme refleks melalui perantara zat yg masih ??

Stomach Regulation-Third Phase 3. intestinal phase a. stretch receptors and chemoreceptors b. enterogastric reflex c. hormones (1) gastrin (+) (2) cholecystokinin (CCK) (-) (3) secretin (-) (4) gastric inhibitory peptide (GIP) (-)

Stomach Regulation-Intestinal Phase increased stretch of duodenal wall direct stimulation of duodenum’s enteric nervous system chyme enters the duodenum decreased stomach activity cholecystokinin secretin increased enteric endocrine cell activity secretion of enterogastric reflex input to brainstem increased sympathetic output to stomach increased stomach activity enteric gastrin decreased parasympathetic output from the vagus nerve (X) to stomach NET EFFECT gastric inhibition inhibits

Pengosongan Lambung (Gastric Emptying) distention of stomach STIMULATION OF GASTRIC EMPTYING increased gastrin secretion increased vagal activity contraction of gastroesophageal sphincter relaxation of pyloric sphincter increased rate of mixing waves increased gastric secretion increased rate of emptying partially digested proteins alcohol caffeine distention of duodenum INHIBITION OF GASTRIC EMPTYING enterogastric reflex decreased rate of emptying partially digested proteins, fatty acids, glucose in duodenum secretion of cholecystokinin and secretin contraction of pyloric sphincter decreased rate of mixing waves decreased gastric secretion

Bikarbonat Menetralkan Asam Lambung Sekresi Bikarbonat dari Pankreas, hepar ke dalam usus halus 3,5 L/hari. + 5,5 L makanan = 9 L zat yg memasuki lumen usus seharinya. Bikarbonat dapat menetralkan asam lambung. Selain bikarbonas keluar akibat rangsangan saraf dan sekretin adalah mukus, empedu, enzim pencernaan. Mukus dari sel goblet, membasahi lumen dan melindungi epitel

3. Penglepasan empedu, yi jika CCK merangsang kontraksi kantong empedu akibat konsumsi lemak. Garam empedu tdk diubah selama proses pencernaan lemak, dan akan ikut ke distal usus (ileum) diserap lagi masuk ke sel hepatosit. 4. Ensim pencernaan, diproduksi oleh epitel usus dan sel-sel asiner pankreas eksokrin. Brush border ensim (peptidase, disakaridase, protease)= enteropeptidase, tidak ikut ke distal (terikat o/ enterosit luminal usus)

Sebagian besar cairan diserap di usus halus Sebagian besar pencernaan terjadi di usus halus Usus besar mengkonsentrasi sisa makanan, dan ada refleks defekasi pada rectum Diare dapat menyebabkan dihidrasi

Large Intestine Absorption 1. simple molecules and vitamins 2. most remaining water (~900 ml/day) Feces consists of: 1. water (about 100 ml/day) 2. undigested foodstuffs (plant fibers = cellulose) 3. bacteria 4. products of bacterial decomposition 5. sloughed epithelial cells

Defecation Reflex in the Adult 1. distention of the rectum stimulates stretch receptors 2. sacral parasympathetic area output, causing: a. contraction of the descending colon, sigmoid colon, and rectum; and b. reflex relaxation of the internal anal sphincter 3. voluntary relaxation of the external anal sphincter (in the infant, this is also reflexive) 4. expulsion of feces

Fungsi Imun Traktus GI Sel M (plak Peyer), memberi informasi mengenai isi lumen kepada sel imun GALT Muntah merupakan refleks protektif