Skip to main content
Global

24.1: Anatomy na Microbiota ya kawaida ya Mfumo wa utumbo

  • Page ID
    175003
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Eleza vipengele vikubwa vya anatomical ya mfumo wa utumbo wa binadamu
    • Eleza microbiota ya kawaida ya mikoa mbalimbali katika mfumo wa utumbo wa binadamu
    • Eleza jinsi microorganisms kushinda ulinzi wa njia ya utumbo kusababisha maambukizi au ulevi
    • Eleza ishara za jumla na dalili zinazohusiana na maambukizi ya mfumo wa utumbo

    Mtazamo wa kliniki: Sehemu 1

    Baada ya asubuhi ya kucheza nje, Carli mwenye umri wa miaka minne alikimbia ndani kwa chakula cha mchana. Baada ya kuchukua bite ya yai yake iliyoangaziwa, yeye alisuuza mbali na kunung'unika, “Ni pia slimy, Mama. Sitaki tena.” Lakini mama yake, bila hisia za michezo, alijibu kwa upole kwamba kama alitaka kurudi nje alikuwa bora kumaliza chakula cha mchana. Kwa kusita, Carli alikubaliana, akijaribu kwa bidii si gag kama yeye choked chini yai runny.

    Usiku huo, Carli aliamka akisikia kichefuchefu. Alilia wazazi wake na kisha akaanza kutapika. Wazazi wake walijaribu kumfariji, lakini aliendelea kutapika usiku kucha na kuanza kuhara na kukimbia homa. Asubuhi, wazazi wake walikuwa na wasiwasi sana. Walimkimbilia kwenye chumba cha dharura.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Ni nini kilichosababisha ishara na dalili za Carli?

    Mfumo wa utumbo wa binadamu, au njia ya utumbo (GI), huanza na kinywa na kuishia na anus. Sehemu za kinywa ni pamoja na meno, ufizi, ulimi, chumba cha mdomo (nafasi kati ya ufizi, midomo, na meno), na cavity ya mdomo sahihi (nafasi nyuma ya meno na ufizi). Sehemu nyingine za njia ya GI ni pharynx, umio, tumbo, utumbo mdogo, tumbo kubwa, rectum, na anus (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Vifaa vya kupungua ni pamoja na tezi za salivary, ini, gallbladder, wengu, na kongosho.

    Mfumo wa utumbo una microbiota ya kawaida, ikiwa ni pamoja na archaea, bakteria, fungi, protists, na hata virusi. Kwa sababu microbiota hii ni muhimu kwa kazi ya kawaida ya mfumo wa utumbo, mabadiliko ya microbiota na antibiotics au chakula inaweza kuwa na madhara. Zaidi ya hayo, kuanzishwa kwa vimelea kwa njia ya GI inaweza kusababisha maambukizi na magonjwa. Katika sehemu hii, tutaangalia microbiota zilizopatikana katika njia nzuri ya utumbo na ishara za jumla na dalili zinazohusiana na maambukizi ya mdomo na GI.

    Mchoro wa mfumo wa utumbo. Mfumo huanza na kinywa na ulimi. Kuna tezi za salivary katika eneo hili: tezi ya sublingual iko chini ya ulimi, gland ya submandibular iko chini ya taya na tezi ya parotidi iko nyuma ya kinywa. Kinywa husababisha pharynx (tube) ambayo inaongoza kwa umio, ambayo inaongoza kwa tumbo, ambayo inaongoza kwa matumbo madogo. Utumbo mdogo umegawanywa katika mikoa 3: kwanza ni duodenum, ijayo ni jejunim na hatimaye ileum. Hii inasababisha matumbo makubwa ambayo imegawanywa katika mikoa: kwanza cecum, kisha kupaa koloni, kisha koloni transverse, kisha koloni kushuka, kisha koloni sigmoid, na hatimaye rectum, mfereji wa haja kubwa na anus. Kiambatisho ni makadirio madogo mbali ya cecum. Pia sehemu ya mfumo wa utumbo ni ini kubwa (juu na haki ya tumbo), gallbladder (kifuko kidogo chini ya ini), kongosho (muundo chini na nyuma ya tumbo) na wengu (muundo chini na kushoto ya tumbo).
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Mfumo wa utumbo, au njia ya utumbo, unajumuisha viungo vyote vinavyohusishwa na digestion ya chakula.

    Anatomy na Microbiota ya kawaida ya Cavity ya Mdomo

    Chakula huingia katika njia ya utumbo kupitia kinywa, ambapo digestion ya mitambo (kwa kutafuna) na digestion ya kemikali (kwa enzymes katika mate) huanza. Ndani ya kinywa ni ulimi, meno, na tezi za salivary, ikiwa ni pamoja na tezi za parotidi, sublingual, na submandibular (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Vidonda vya salivary huzalisha mate, ambayo husafisha chakula na ina enzymes ya utumbo.

    a) Miundo ya kichwa na shingo: midomo, taya, cavity ya pua (nafasi kubwa nyuma ya pua), mdomo cavity (nafasi katika kinywa), ulimi, uvula (muundo katika nyuma ya kinywa), pharyx (tube nyuma ya kinywa), umio (pharyx ni sehemu ya juu ya tube hii ambayo sasa inaitwa umio katika koo), na larynx (hii pia inaendelea na pharynx lakini inaongoza kwa mfumo wa kupumua). B) Vipengele vya mkoa wa kinywa: meno, tezi ya sublingual (Chini ya ulimi), tezi ya submandibular (nyuma na chini ya kinywa), na tezi ya parotidi (tezi kubwa nyuma ya kinywa).
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) Wakati chakula kinaingia kinywa, digestion huanza. (b) Vidonda vya salivary ni viungo vya kupungua. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Taasisi ya Taifa ya Saratani)

    Mfumo wa jino (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)) huanza na uso wa nje unaoonekana, unaoitwa taji, ambayo inapaswa kuwa ngumu sana kuhimili nguvu ya kulia na kutafuna. Taji inafunikwa na enamel, ambayo ni nyenzo ngumu zaidi katika mwili. Chini ya taji, safu ya dentini ngumu inaenea ndani ya mizizi ya jino karibu na cavity ya ndani ya massa, ambayo inajumuisha chumba cha massa juu ya mfereji wa jino na massa, au mfereji wa mizizi, iko kwenye mizizi. Massa ambayo hujaza cavity ya massa ni matajiri katika mishipa ya damu, vyombo vya lymphatic, tishu zinazojumuisha, na mishipa. Mzizi wa jino na baadhi ya taji hufunikwa na cementum, ambayo inafanya kazi na ligament ya kipindi ili kuimarisha jino mahali pa mfupa wa taya. Tissue laini zinazozunguka meno na mifupa huitwa ufizi, au gingiva. Nafasi ya gingival au crevice ya gingival iko kati ya ufizi na meno.

    Muundo wa jino. Sehemu ya juu ya ufizi (gingiva) inaitwa taji, sehemu chini ya gingiva ni mizizi. Juu sana ya taji ni enamel nene, hii ni nene sana katika kanda juu ya gingiva na nyembamba sana katika mizizi. Safu ya pili ni dentini na hii ni sawa na nene katika taji na mizizi. Katikati sana ni massa ambayo ina mfereji wa massa (mizizi ya mizizi) na mishipa ya neva na damu. Mzizi unakaa hasa katika mkoa wa mfupa. Kuna nafasi ndogo ambapo jino linaendelea nyuma ya gingiva, hii inaitwa crevice ya gingival.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Jino lina taji inayoonekana na safu ya nje ya enamel, safu ya dentini, na massa ya ndani. Mzizi, uliofichwa na ufizi, una mfereji wa massa (mizizi ya mizizi). (mikopo: mabadiliko ya kazi na Bruce Blaus)

    Microbes kama vile bakteria na archaea ni nyingi mdomoni na huvaa nyuso zote za cavity ya mdomo. Hata hivyo, miundo tofauti, kama vile meno au mashavu, huhudhuria jamii za kipekee za microbes zote za aerobic na anaerobic. Sababu zingine zinaonekana kufanya kazi dhidi ya kufanya kinywa kuwa ukarimu kwa microbes fulani. Kwa mfano, kutafuna inaruhusu microbes kuchanganya vizuri na mate ili waweze kumeza au kumtia mate kwa urahisi zaidi. Sali pia ina enzymes, ikiwa ni pamoja na lysozyme, ambayo inaweza kuharibu seli za microbial. Kumbuka kwamba lysozyme ni sehemu ya mstari wa kwanza wa ulinzi katika mfumo wa kinga ya innate na hufafanua uhusiano β- (1.4) glycosidic kati ya N-acetylglucosamine (NAG) na asidi N-acetylmuramic (NAM) katika peptidoglycan bakteria (tazama Ulinzi wa Kemikali). Zaidi ya hayo, maji yaliyo na immunoglobulins na seli za phagocytic huzalishwa katika nafasi za gingival. Licha ya shughuli hizi zote za kemikali na mitambo, kinywa huunga mkono jumuiya kubwa ya microbial.

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    Ni mambo gani ambayo kinywa kisichokosa ukarimu kwa microbes fulani?

    Anatomy na Microbiota ya kawaida ya Njia ya GI

    Kama chakula kinachoacha cavity ya mdomo, husafiri kwa njia ya pharynx, au nyuma ya koo, na huenda ndani ya mkojo, ambayo hubeba chakula kutoka pharynx hadi tumbo bila kuongeza enzymes yoyote ya ziada ya utumbo. Tumbo hutoa kamasi ili kulinda kitambaa chake, pamoja na enzymes ya utumbo na asidi ili kuvunja chakula. Chakula kilichochomwa kwa kiasi kikubwa kisha huacha tumbo kupitia sphincter ya pyloric, kufikia sehemu ya kwanza ya tumbo mdogo inayoitwa duodenum. Juisi ya Pancreatic, ambayo inajumuisha enzymes na ions ya bicarbonate, hutolewa ndani ya utumbo mdogo ili kuondokana na nyenzo tindikali kutoka tumbo na kusaidia katika digestion. Bile, zinazozalishwa na ini lakini kuhifadhiwa katika gallbladder, pia hutolewa ndani ya utumbo mdogo ili emulsify mafuta ili waweze kusafiri katika mazingira ya maji ya utumbo mdogo. Digestion inaendelea katika utumbo mdogo, ambapo wengi wa virutubisho zilizomo katika chakula ni kufyonzwa. Seli rahisi za epithelial za safu zinazoitwa enterocytes zinaweka uso wa lumen wa folda ndogo za tumbo zinazoitwa villi. Kila enterocyte ina microvilli ndogo (upanuzi wa membrane ya cytoplasmic) kwenye uso wa seli za mkononi ambazo huongeza eneo la uso ili kuruhusu ngozi zaidi ya virutubisho kutokea (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

    Matumbo madogo na kuongezeka kwa ukuzaji. A) ni mchoro na b), c), na d) ni micrographs ya kila ukuzaji. Micrograph ya ukuzaji mkubwa inaonyesha kanda ya pink chini na mkoa wa rangi nyeusi sana juu ya uso; juu ya picha ni wazi. Kuna baadhi ya patches nyeusi katika safu ya chini kinachoitwa patches Peyer ya. Mchoro hupanda tube iliyowekwa na tabaka tatu za misuli; mishipa ya damu iliyounganishwa na nje ya tube. Kata ya tube inaonyesha folda za mviringo pamoja na kipenyo cha tube. Makundi haya yana villi ya lobed sana. Nafasi tupu katika tube inaitwa lumen. Safu ya pili ya ukuzaji ni moja ya vili. Micrograph imejaa tabaka za pink zinazopunja nyuma na nje. Mchoro unaonyesha folda mbili. Upeo wa fold hufunikwa na seli za absorptive na baadhi ya seli za goblet. Kati ya folda ni zaidi indent kinachoitwa intestinal crypt. Ndani ya folda ni capillaries, mishipa, na vesicles lymphatic. Chini ya muundo (chini ya vyombo vya damu na lymph, ni tezi chache za duodenal. Karibu ya mwisho inaonyesha maumbo ya kidole mfululizo juu ya uso wa seli. Hizi zimeandikwa microvilli (mpaka wa brashi) kwenye mchoro.
    Kielelezo\(\PageIndex{4}\): (a) Muundo wa ukuta wa tumbo mdogo inaruhusu wengi wa ngozi ya virutubisho katika mwili. (b) Villi ni folds katika uso wa tumbo mdogo. Microvilli ni upanuzi wa cytoplasmic kwenye seli za mtu binafsi zinazoongeza eneo la uso kwa ajili ya kunyonya. (c) Micrograph nyepesi inaonyesha sura ya villi. (d) Micrograph ya elektroni inaonyesha umbo la microvilli. (mikopo b, c, d: Muundo wa micrographs zinazotolewa na Regents ya Chuo Kikuu cha Michigan Medical School © 2012)

    Chakula kilichochomwa huacha tumbo mdogo na huingia ndani ya tumbo kubwa, au koloni, ambapo kuna microbiota tofauti zaidi. Karibu na makutano haya, kuna kikapu kidogo katika tumbo kubwa inayoitwa cecum, ambayo inaunganisha kiambatisho. Digestion zaidi hutokea katika koloni na maji hupatikana tena, kisha taka hupunguzwa kupitia rectum, sehemu ya mwisho ya koloni, na nje ya mwili kupitia anus (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

    Mazingira ya njia nyingi za GI ni ngumu, ambayo hutumikia madhumuni mawili: digestion na kinga. Tumbo ni mazingira tindikali mno (pH 1.5—3.5) kutokana na juisi za tumbo zinazovunja chakula na kuua vijidudu vingi vilivyoingizwa; hii inasaidia kuzuia maambukizi kutokana na vimelea. Mazingira katika utumbo mdogo ni mdogo sana na yanaweza kusaidia jamii za microbial. Microorganisms zilizopo katika utumbo mdogo zinaweza kujumuisha lactobacilli, diptherioids na Candida ya Kuvu. Kwa upande mwingine, tumbo kubwa (koloni) ina microbiota tofauti na nyingi ambazo ni muhimu kwa kazi ya kawaida. Vijiumbe hivi ni pamoja na Bacteriodetes (hasa genera Bacteroides na Prevotella) na Firmicutes (hasa wanachama wa jenasi Clostridium). Archaea ya methanogenic na fungi zingine zipo pia, kati ya spishi nyingine nyingi za bakteria. Hizi microbes wote misaada katika digestion na kuchangia katika uzalishaji wa nyasi, taka excreted kutoka njia ya utumbo, na flatus, gesi zinazozalishwa kutoka Fermentation microbial ya chakula undigested. Wanaweza pia kuzalisha virutubisho muhimu. Kwa mfano, bakteria za asidi lactic kama vile bifidobacteria zinaweza kuunganisha vitamini, kama vile vitamini B12, folati, na riboflauini, ambazo binadamu haziwezi kujiunganisha wenyewe. E. koli inayopatikana ndani ya utumbo pia inaweza kuvunja chakula na kusaidia mwili kuzalisha vitamini K, ambayo ni muhimu kwa kugandisha damu.

    Njia ya GI ina mbinu nyingine kadhaa za kupunguza hatari ya kuambukizwa na vimelea. Vikundi vidogo vya tishu za msingi za lymphoid katika ileum, inayoitwa patches ya Peyer (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), hugundua vimelea ndani ya matumbo kupitia seli za microfold (M), ambazo huhamisha antijeni kutoka kwa lumen ya matumbo kwa lymphocytes kwenye patches ya Peyer ili kushawishi majibu ya kinga. Patches ya Peyer kisha secrete IgA na antibodies nyingine pathogen maalum katika Lumen INTESTINAL kusaidia kuweka microbes INTESTINAL katika ngazi salama. Siri za goblet, ambazo zimebadilishwa seli rahisi za epithelial za columnar, pia huweka njia ya GI (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Siri za goblet hutoa mucin ya kutengeneza gel, ambayo ni sehemu kubwa ya kamasi. Uzalishaji wa safu ya kinga ya kamasi husaidia kupunguza hatari ya vimelea kufikia tishu za kina.

    Harakati ya mara kwa mara ya vifaa kupitia njia ya utumbo pia husaidia kuhamisha vimelea vya muda mfupi nje ya mwili. Kwa kweli, nyasi zinajumuisha microbes takriban 25%, 25% zilizopigwa seli za epithelial, 25% ya kamasi, na 25% ya chakula kilichochomwa au ambacho hazijaingizwa. Hatimaye, microbiota ya kawaida hutoa kizuizi cha ziada kwa maambukizi kupitia njia mbalimbali. Kwa mfano, viumbe hawa hushindana na vimelea vya uwezo kwa nafasi na virutubisho ndani ya tumbo. Hii inajulikana kama kutengwa ushindani. Wanachama wa mikrobiota wanaweza pia kutenga sumu za protini zinazojulikana kama bacteriocins ambazo zina uwezo wa kumfunga kwa vipokezi maalum juu ya uso wa bakteria zinazohusika.

    Micrograph ya villi ya tumbo ambayo ni mikoa 2 ya pink iliyotengwa na nafasi ya wazi. uso wa kila bendi pink ni nyeusi pink kuliko katikati na uso ina nyepesi pink seli mviringo kinachoitwa seli goblet.
    Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Picha iliyokuza ya villi ya tumbo katika njia ya GI inaonyesha seli za goblet. Siri hizi ni muhimu katika kuzalisha safu ya kinga ya kamasi.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    Linganisha na kulinganisha microbiota ya matumbo madogo na makubwa.

    Ishara za jumla na Dalili za Ugonjwa wa Mdomo na GI

    Licha ya njia nyingi za ulinzi ambazo zinalinda dhidi ya maambukizi, sehemu zote za njia ya utumbo zinaweza kuwa maeneo ya maambukizi au ulevi. Neno sumu ya chakula wakati mwingine hutumiwa kama catch-yote kwa maambukizi ya GI na ulevi, lakini sio aina zote za ugonjwa wa GI hutoka na vimelea vya chakula au sumu.

    Katika kinywa, fermentation na microbes anaerobic hutoa asidi ambayo huharibu meno na ufizi. Hii inaweza kusababisha kuoza kwa jino, cavities, na ugonjwa wa kipindi, hali inayojulikana na kuvimba kwa muda mrefu na mmomonyoko wa ufizi. Zaidi ya hayo, baadhi ya vimelea vinaweza kusababisha maambukizi ya mucosa, tezi, na miundo mingine kinywa, na kusababisha kuvimba, vidonda, vidonda, na vidonda vingine. Vidonda vya wazi katika kinywa au njia ya GI kawaida huitwa kidonda.

    Maambukizi na ulevi wa njia ya chini ya GI mara nyingi huzalisha dalili kama vile kichefuchefu, kutapika, kuhara, kuumwa, na homa. Katika hali nyingine, kutapika na kuhara huweza kusababisha kutokomeza maji mwilini na matatizo mengine ambayo yanaweza kuwa mbaya au mabaya. Maneno mbalimbali ya kliniki hutumiwa kuelezea dalili za utumbo. Kwa mfano, gastritis ni kuvimba kwa kitambaa cha tumbo ambacho husababisha uvimbe na enteritis inahusu kuvimba kwa mucosa ya tumbo. Wakati kuvimba kunahusisha bitana vya tumbo na kitambaa cha tumbo, hali hiyo inaitwa gastroenteritis. Kuvimba kwa ini huitwa hepatitis. Kuvimba kwa koloni, inayoitwa colitis, hutokea mara nyingi katika matukio ya ulevi wa chakula. Kwa sababu koloni iliyowaka haina kurejesha maji kwa ufanisi kama ilivyo kawaida, viti vinakuwa maji, na kusababisha kuhara. Uharibifu wa seli za epithelial za koloni pia huweza kusababisha kutokwa na damu na kamasi ya ziada kuonekana kwenye viti vya maji, hali inayoitwa kuhara damu.

    Zoezi\(\PageIndex{4}\)

    Orodha ya sababu zinazowezekana na ishara na dalili za sumu ya chakula.

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Njia ya utumbo, yenye cavity ya mdomo, pharynx, umio, tumbo, utumbo mdogo, na tumbo kubwa, ina microbiota ya kawaida ambayo ni muhimu kwa afya.
    • Harakati ya mara kwa mara ya vifaa kupitia mfereji wa utumbo, safu ya kinga ya kamasi, microbiota ya kawaida, na mazingira magumu ya kemikali ndani ya tumbo na utumbo mdogo husaidia kuzuia ukoloni na vimelea.
    • Maambukizi au sumu ya microbial katika cavity ya mdomo inaweza kusababisha kuoza kwa jino, ugonjwa wa kipindi, na aina mbalimbali za vidonda.
    • Maambukizi na ulevi wa njia ya utumbo unaweza kusababisha dalili za jumla kama kichefuchefu, kutapika, kuhara, na homa. Kuvimba kwa njia ya GI inaweza kusababisha gastritis, enteritis, gastroenteritis, hepatitis, au colitis, na uharibifu wa seli za epithelial za koloni zinaweza kusababisha kuhara damu.
    • Ugonjwa wa chakula unahusu maambukizi au ulevi ambao hutokana na vimelea au sumu zilizoingizwa katika chakula au maji yaliyochafuliwa.