Funktion einhöhliger Magen

Welche Drüsenzonen lassen sich am Magen unterscheiden?

1. Cardiadrüsenzone
   - bis auf Schw. nur schmaler Anteil
   - hauptsächlich Schleim sezernierend
2. Fundusdrüsenzone
   - HCl & Enzynsekretion
3. Pylorusdrüsenzone
   - hauptsächlich Schleim sezernierend

Wie hoch ist das Gesamtsekretvolumen/Tag bei Hd,Schw und Pfd?

Hund = 0,2-0,5l

Schwein = 2-3l

Pferd = 6-8l

Aufbau Fundusdrüsen

• 3 Zelltypen
  1. Nebenzellen (Halszellen)
  -> kleiden auch Magengrübchen (Faveolae)
  -> sezernieren Schleim
  2. Belegzellen (Parietalzellen)
  -> sezernieren HCl
  3. Hauptzellen
  -> sezernieren Enzyme (v.a. Pepsinogen)
• entstehen aus Stammzellen im Halsbereich der Drüsen 
• werden laufend durch neue Zellen ersetzt (ständiger turnover)

HCl Sekretion der Belegzellen

• weisen intrazelluläre Canaliculi auf, die apikaler (Lumen zugewandten Membran) weitgehend entsprechen 
• bei Aktivierung der Belegzellen Verschmelzen der Canaliculi mit apikaler Membran
  -> Lumen der Canaliculi zu Drüsenlumen hin offen
  -> Vergrößerung der Oberfläche der apikalen Membran + Sekretionsrate
• K⁺/H⁺- ATPase
  - H⁺ gegen starken Konzentrationsgradienten in Drüsenlumen (10⁶fach)
  - K⁺ in Zelle
• K⁺ & Cl^- Kanäle
  - Transport mit dem Konzentrationsgradienten in die Zelle
  - K⁺ über K⁺/H⁺- ATPase dann wieder in Zelle 
  - Cl^- mit H⁺ via Drüsenkanal in Magenlumen
• Carboanhydrase
  - Bildung von H⁺ und HCO₃^-  
  - Ausschleusen des HCO₃^- über Cl^-/HCO₃^- Austauscher (also gleichzeitig Aufnahme Cl^-)
  - CO₂ der Carboanhydrase aus Stoffwechsel der Belegzellen
• Na⁺/K⁺ ATPase & Na⁺/H⁺ Austauscher
  - Pumpe gewährleistet Na und K Gradienten
  -> Aufrechterhaltung Membranpotential (wichtig für Cl Ausstrom)
  - Austauscher eliminiert überschüssige Protonen
• Sekretion Intrinsic factor
  - Glykoprotein
  - bildet Komplex mit Vit B 12 -> entscheidend für Resorption
   

Funktion Salzsäure (HCl)

• Sekretion bedingt niedrigen pH Wert (1-4
• dadurch baktericide Wirkung (Abtötung von MO)
  -> bei Wdk v.a. MO die mit Panseninhalt in Labmagen gekangt sind 
• manche Bakterien unempfindlich
  -> zB Helicopacter pylori: schafft über Urease neutrale pH Verhältnisse in eigener Umgebung
• Aktivierung von Pepsinogen/Prochymosin zu Pepsin/Chymosin
  -> durch Abspaltung von Peptidketten

Funktion Pepsin

• Endopeptidase
  -> spaltet Peptidbindungen von Nahrungsproteinen mit aromatischen AS
  -> Entstehung Peptide & AS
• Schleim wird nicht von Pepsin angegriffen
• pH Optimum 1-3

Funktion Chymosin

• Abspalten des Glykopeptids aus Milchprotein Casein
  -> übriger Caseinkomplex fällt aus 
• verzögert Magenentleerung im Kälbermagen
  -> verhindert Überforderung der Verdauungs- und Absorptionskapazität des Dünndarms
• bei Störungen: Durchfall

Funktion Lysozym

• im Labmagen von Wdk sezerniert
• an Verdauung Peptidoglycna (Murein) an Zellwand von Pansenbakterien beteiligt
• wirksam bei niedrigen pH
• wird nicht von Pepsin angegriffen
• nur bei Wdk vorkommend

Funktion Gastrale Lipase

• pH Optimum 3,0-7,0
• bei Monogastriern
• Spaltung von Triacylglycerdiden zu Diacylglyceriden und freien Fettsäuren
• hohe Resistenz gegen proteolytische Aktivität von Pepsin
• vgl linguale Lipase Kalb

Funktion Intrinsic Factor

• Glykoprotein
• intestinale Absorption von Vit B12
• Komplexbildung B12 & Intrinsic Factor
  -> Rezeptor in Ileum-Epithelzelle
• B12 wichtig für Bildung roter Blutkörperchen

Funktion Schleim (Mucus)

• kleidet Magen aus (0,5-1mm dick)
• schützt Schleimhaut vor mechanischen Läsionen 
• Sekretion von Bicarbonat
  -> neutrale pH Verhältnisse unter Schleimschicht

Resorptionsfunktion Magen

• effektive Resorption von schwachen Säuren 
  -> zB kurzkettige FS
  -> liegen durch niedrigen pH v.a. undissoziiert vor (dann eine Diffusion durch Membran)
• aber Gefahr der Ansäuerung im Cytosol durch Anhäufung der FS
  -> kann zu Epithelschädigungen führen

Enzymsekretion Hauptzellen

1. Pepsinogen

• an Ribosomen der Hauptzellen
• inaktive Vorstufe von Pepsin
• in Golgi Apparat Verpackung in Sekretgranula
• über Exycytose Abgabe in Drüsenlumen
  -> ständiger Rücktransport von Membranmaterial um Vergrößerung der Zelloberfläche zu verhindern
• bei Milchkalb & -lamm in postnataler Phase Prochymosin (Vorstufe Labferment) produziert
• nach Sekretion Umbau zu Pepsin und Chymosin durch niedrigen pH (1) 

2. Gastrale Lipase

• entspricht linguale Lipase bei Kalb & Lamm

3. Lysozym

• bei Wdk
• Verdauung von Pansenbakterien

Sekretion Cardia- & Pylorusdrüsen

• entsprechen weitgehend Nebenzellen der Fundusdrüsen
• Sekretion von Schleim (Mucosa) durch Exocytose
• Schleim
  - besteht aus großmolekularen Glykoproteinen (Mucine)
  -> liegen in Zellen als Sekretgranula vor
  - zum Schutz des Epithels
  - 0,5-1mm dicke Schutzschicht
• Sekretion von HCO₃^- durch Cl^-/HCO₃^- Austauscher
  -> Entstehung pH Gradient -> neutrale pH Verhältnisse an Epitheloberfläche trotz sauren pH des Mageninhalts

Regulation HCl Sekretion

1. nerval

• durch Nachrungsaufnahme Freisetzung Acetylcholin aus postganglionären parasympathischen Fasern
  -> innervieren u.a. Belegzellen
• Acetylcholin stimuliert über muscarinerge Rezeptoren der Zellmembran die HCl Sekretion über 2nd Messenger Weg
  -> Diacylglycerin (DAG) & Inositoltriphosphat (IP₃): Stimulieren Ankopplung der Canaliculi an apikale Membran -> Stimulation HCl Sekretion

2. hormonal

• Bildung von Gastrin in G-Zellen der Pylorusdrüsen
• Wirkung über
  -> Bindung an Gastrin Rezeptoren in Zellmembran
  -> 2nd messenger DAG & IP₃
• Gastrinausschüttung in Blutbahn durch Futteraufnahme/Anwesenheit Futter in Magen
• Stimulation der Ausschüttung über gastrin-releasing-peptide (GRP) 
  -> von parasympathischen Neuronen der Magenwand
• Gastrinsekretion gehemmt durch Erniedrigung pH Wert 
  -> negative Rückkopplung, da Gastrin über HCl selbst pH senkt
  -> Vermittlung der Rückkopplung über Somatostatin

3. parakrin

• Somatostatin aus benachbarten D-Zellen 
  -> hemmt Gastrin-Sekretion der G-Zellen
• Histamin
  - stimuliert über H₂ Rezeptoren der Belegzellen mittels cAMP die HCl Sekretion
  -> Abgabe angeregt durch Gastrin & Acetylcholin

-> einzelne Stimuli potenzieren sich in ihrer Wirkung auf Belegzellen

Regulation Enzymsekretion

1. nerval

• Sekretion in Zusammenhang mit Futteraufnahme
• Acetylcholin
  - 2nd messenger DAG & IP₃
  - IP₃ bewirkt Freisetzung von Ca²⁺: erhöhte Konzentration wichtig für Enzymsekretion durch Exocytose
• Noradrenalin
  - Stimulation über ß-adrenerge Rezeptoren
  - über Aktivierung der Adenylatcyclase Bildung cAMP
  -> über Phosphorylierung bestimmter Proteine Förderung der Exozytose & dadurch Enzymsekretion

2. hormonal

• Cholecystokinin (CCK)
  - DAG & IP₃
  - Abgabe in Blut über AS und FS im Darmlumen (also durch Futteraufnhame beeinflusst)
• Secretin
  - cAMP
  - Abgabe in Blut durch niedrigen pH Wert im Duodenum

Regulation Schleim- & Bicarbonatsekretion

• deutlich geringer von Nahrungsaufnahme beeinflusst, als HCl und Enzymsekretion
• Stimulation der Schleimsekretion durch
  - Acetylcholin: über DAG & IP₃
  - Prostaglandin E: über cAMP
• niedriger pH im Magen = wichtigster Stimulus für Schleimsekretion
  -> Aktvierung vagovagaler Reflex der Acetylcholinausschütung + Anregung Bildung von Prostaglandin E
• Hemmung der Prostaglandinbildung durch nicht steroidale Entzündungshemmer (zB Aspirin)
  -> beeinträchtigen Schutzfunktion der Schleimschicht
  -> gleicher Effekt durch Glucocorticoide (Stresshormone aus NNR)
• Regulation der HCO₃^- Sekretion analog zur Schleimsekretion

Sekretorische Aktivität & Futteraufnahme

• Futteraufnahme = starker Stimulus für HCl & Enzymsekretion
  -> nicht für Schleim und Bicarbonat
• Anregung der Magensaftsekretion schon vor Abschlucken durch Geruch, Geschmack und Erwartung der Fütterung
  = cephale Phase
• N. vagus induziert cephale Phase
  -> löst v.a. gesteigerte Gatrinsekretion aus
• gastrale Phase
  = Anregung der Sekretion durch Dehnung des Magens (vagovagaler Reflex) & Anwesenheit von AS und Peptiden im Magen (Pepsinwirkung, durch partielle Proteinverdauung)
  -> v.a. gesteigerte Gastrinsekretion
• intestinale Phase
  = Anregung der Sekretion durch proximalen Dünndarm aufgrund chemischer und mechanischer Stimuli