Đặc điểm của sự bài tiết ở dạ dày

Để bổ sung cho các tế bào bài tiết chất nhày lót toàn bổ bề mặt của dạ dày, niêm mạc dạ dày có 2 loại ống tuyến quan trọng: tuyến tiết acid (còn gọi là tuyến dạ dày) và tuyến môn vị. Tuyến acid tiết acid hydrochloric, pepsinogen, yếu tố nội, và chất nhày. Tuyến môn vị tiết chủ yếu chất nhảy để bảo vệ biểu mô tuyến khỏi tác động của acid dạ dày. Chúng cũng bài tiết hormone gastrin.

Tuyến tiết acid nằm ở bên trong bề măt của thân và đáy của dạ dày - chiếm gần 80% diện tích dạ dày. Tuyến môn vị nằm ở hang vị - chiếm hơn 20% dạ dày.

Sự bài tiết của tuyến acid dạ dày

Hình. Tuyến tiết acid từ thân dạ dày

Tuyến chứa 3 loại tế bào khác nhau: (1) Tế bào cổ tuyến tiết chất nhày, bài tiết chủ yếu là các chất nhày; (2) Tế bào chính, bài tiết một lượng lớn enzyme pepsinogen; và (3) tế bào viền, bài tiết acid chlohydric và yếu tố nội. Sự bài tiết acid hydrochloric của tế bào viền gồm các cơ chế đặc biệt như dưới đây.

Cơ chế cơ bản của sự bài tiết acid chlohydric

Khi bị kích thích, các tế bào viền bài tiết dịch acid chứa khoảng 160mmol/L acid chlohydric, gần đẳng trương với dich của cơ thể. Độ pH của acid này vào khoảng 0.8 chứng tỏ tính rất acid của dịch. Tại độ pH này, nồng độ ion Hydro gấp khoảng 3 triệu lần so với trong máu động mạch. Để cô đặc ion Hydro thành một lượng lớn như thế này đòi hỏi hơn 1500 calo năng lượng cho một Lít dịch vị.

Cùng lúc ion Hydro được bài tiết thì ion bicarbonate cũng được khuếch tán vào trong máu, do đó, máu tại các tĩnh mạch dạ dày có nồng độ pH cao hơn so với máu trong động mạch khi dạ dày bài tiết acid.

Sơ đồ cấu trúc hoạt động của tế bào viền (cũng được gọi là tế bào tiết acid), thể hiện rõ rằng chúng chứa một số lượng lớn các nhánh nhỏ bên trong tế bào gọi là các tiểu quản. Acid Hydrochloric được tạo thành từ các đoạn lồi ra giống như các vi lông trong các tiểu quản và sau đó được dẫn tới tiểu quản để kết thúc sự bài tiết bên trong tế vào.

Hình. Sơ đồ giải phẫu các tiểu quản trong tế bào viền (oxyntic)

Động lực chính cho sự bài tiết acid chlohydric của các tế bào viền là các bơm H - K (H-K adenosine triphos- phatase [ATPase]). Cơ chế hóa học của sự hình thành acid hydrochloric được trình bày trong HÌNH 65-6 và bao gồm các bước như sau:

1. Nước trong các tế bào viền phân li thành ion H+ và ion OH bên trong chất tế bào. Ion H sau đó được bài tiết chủ động vào trong các tiểu quản bằng cách trao đổi với ion K+, quá trình trao đổi chủ động này được xúc tác bởi enzyme H+-K+ ATPase. Ion K+ được vận chuyển vào trong tế bào bằng bơm Na+-K+ ATPase trên mặt bên của màng và có xu hướng rò rỉ vào trong lòng tiểu quản nhưng chúng sẽ được quay vòng trở lại bên trong tế bào bằng bơm ở H+-K+ ATPase. Bơm mặt bên Na+-K+ ATPase thiết lập nên nồng độ Na thấp bên trong tế bào, góp phần tạo nên sự tái hấp thu thụ động từ lòng các tiểu quản. Do đó, đa phần ion K+ và Na+ trong các tiểu quản được tái hấp thu vào trong chất tế bào, và ion H sẽ nằm lại trong các tiểu quản.

2. Việc bơm ion H+ ra khỏi tế bảo bởi bơm H+-K+ ATPase cho phép ion OH- được tích tụ vàtừ đó tạo thành ion bicarbonate (HCO3-) từ CO2, thậm chí được tại thành trong suốt quá trình chuyển hóa của tế bào hoặc khi được vận chuyển từ máu vào tế bào. Phản ứng này được xúc tác bởi enzyme carbonic anhydrase. Ion HCO3 - sau đó được vận chuyển thông qua màng bên tế bào tới dịch ngoại bào bằng cách trao đổi với ion Cl-, ion này sau đó đi vào tế bào và được bài tiết thong qua kênh Cl- vào bên trong lòng các tiểu quản, tạo thành dung dịch acid HCl trong tiểu quản. Dịch này sau đó được bài tiết ra bên ngoài thông qua tận cùng của các tiểu quản vào trong lòng tuyến.

3. Nước đi vào bên trong các tiều quản nhờ sự thẩm thấu được hình thành do sự bài tiết các ion lớn vào bên trong tiểu quản. Do đó, dịch bài tiết cuối cùng của tiểu quản bao gồm nước, HCl với nồng độ vào khoảng 150 đến 160 mEq/L, KCl vào khoảng 15 mEq/L, và một lượng nhỏ NaCl.

Hình. Cơ chế bài tiết axit clohydric. (Các điểm có nhãn “ATP” cho biết bơm đang hoạt động, và các đường đứt nét thể hiện sự khuếch tán và thẩm thấu tự do).

Để tạo được nồng độ lớn ion H+ trong dịch vị đòi hỏi một sự rò rỉ chỉ một lượng rất nhỏ acid ngược trở lại vào trong niêm mạc. Một phần lớn chức năng của dạ dày để ngăn cản sự rò rỉ ngược của acid là do khả năng tạo nên màng ngăn dạ dày nhờ chất nhày có tính baze và khả năng gắn chặt các mối nối kết giữa các tế bào nội mô. Nếu màng ngăn này bị phá hủy bởi các chất độc, ví dụ như sử dụng quá nhiều aspirin hoặc rượu, acid được bài tiết ra sẽ rò ngược trở lại niêm mạc do chênh lệch gradient điện hóa, gây nên sự hủy hoại niêm mạc dạ dày.

Các yếu tố cơ bản kích thích sự bài tiết dịch vị là Acetylcholine, Gastrin, và Histamine

Acetylcholin được giải phóng ra do sự kích thích hệ đối giao cảm sẽ kích thích sự bài tiết pepsinogen từ các tế bào chính, acid hydrochloric từ các tế bào viền và chất nhày từ các tế bào tiết nhày. So với acetylcholine, cả gastrin và histamine đều kích thích rất mạnh tế bào viền bài tiết acid, nhưng chúng ít có tác động tới các tế bào bài tiết khác.

Sự bài tiết và hoạt hóa của pepsinogen

Các dạng pepsinogen có một vài khác biệt nhỏ khi được bài tiết ra bởi các tế bào chính và tế bào tiết nhày của các tuyến dạ dày, nhưng tất cả các pepsinogens được tạo thành đểu có một hoạt động cơ bản giống nhau.

Khi sự bài tiết ban đầu pepsinogen diễn ra, nó không có hoạt động tiêu hóa nào. Tuy nhiên, ngay khi chúng được gặp acid hydrochloric, nó sẽ được chuyển sang dạng pepsin hoạt động. Quá trình này, phân tử pepsinogen, có trọng lượng phân tử vào khoảng 42500, được phân cắt ra để tạo thành phân tử pepsin, vốn có trọng lượng phân tử vào khoảng 35000.

Pepsin hoạt động như một enzyme phân giải protein trong môi trường acid mạnh (trung bình pH từ 1.8 đến 3.5) nhưng khi pH vào khoảng 5 thì quá trình phân giải protein bị ngừng lại và enzyme trở nên bất hoạt hoàn toàn trong thời gian ngắn. HCl rất cần thiết cho hoạt động tiêu hóa của pepsin trong dạ dày.

Sự bài tiết yếu tố nội của tế bào viền

Yếu tố nội - là một chất rất cần thiết cho sự hấp thu vitamin B12 ở hồi tràng - được bài tiết bởi các tế bào viền cùng với sự bài tiết acid HCl. Khi những tế bào viền sản xuất acid của dạ dày bị phá hủy, thường xảy ra ở những người bị viêm dạ dày mạn tĩnh, thì không chỉ có tình trạng thiếu acid dịch vị (thiếu sự bài tiết acid trong dạ dày) tiến triển, mà còn gây ra bệnh thiếu máu ác tính do sự thiếu trưởng thành của các hồng cầu do vắng mặt yếu tố kích thích tủy xương B12.