Developmental and methodological aspects of intestinal and pancreatic function in pigs and rats

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Tarmen skall så effektivt som möjligt sönderdela och ta upp näringsämnen från födan samtidigt som den också skall hindra skadliga ämnen och organismer från att ta sig in i blod och vävnad. Näringsupptaget underlättas dels av en betydande ytförstoring i den främre delen av tunntarmen och dels av födans sönderdelning som sker med hjälp av tuggning, saltsyra i magen, mag- tarmmotorik och enzymer från munhåla, mage och bukspottskörtel (pankreas). Utvecklingen och tillväxten av mag-tarmkanalen går ut på att vid varje given ålder vara optimalt anpassad till födan. Skyddsbarriären utvecklas under hela diperioden och når sin fulländning först ett tag efter avvänjningen. Molekyler i olika storlek tar sig igenom tarmslemhinnan på skilda sätt. Små molekyler kan diffundera passivt, medan större makromolekyler tas upp aktivt genom tarmcellerna, och medelstora molekyler kan passera mellan dem. Pankreas utsöndrar en cocktail av enzymer och bikarbonat i början av tunntarmen, som kallas pankreassaft, och som utöver sönderdelningen av födan också neutraliserar det sura maginnehållet. Mag-tarmkanalen med alla sina skeenden och mekanismer ger upphov till ett mycket stort forskningsfält. Denna avhandlings fem delarbeten (I-V) vill ge ett bidrag till ökad kunskap på några av dessa fält. Många fysiologiska och farmakologiska studier utförs på djur medan de är påverkade av någon typ av anestesi (narkos). Tidigare arbeten har visat, att anestesin i sig markant påverkar mag-tarmkanalens funktioner, och delarbete I ville utröna hur två typer av anestetika och en sedativ drog påverkade pankreassekretionen hos grisar. Det visade sig att de två typerna av anestetika, halothan och metomidat, likväl som den sedativa amperoziden, avsevärt reducerade eller stängde av sekretionen. Sekretionen från pankreas styrs delvis av hormoner som frisätts när föda når tunntarmen. I delarbete II ville vi se om stimulering av pankreas, genom tillsatts av hormoner i blodet eller genom mat, kunde tömma pankreas på enzymer och hur fort dessa återbildades i organet. Studien utfördes på vuxna råttor och det visade sig att såväl den exogena tillsatsen av hormoner som födoförtäring tillfälligt reducerade enzymnivåerna i pankreas och att det tog ca fyra timmar innan nivåerna återställts. Närvaron av pankreassaft i tarmen gör både att makromolekyler bryts sönder och att sekretionen från pankreas genom återkopplingsmekanismer minskar. En unik modell med inopererade kroniska katetrar på grisar gör det möjligt att bl. a. studera hur bortledning av pankreassaft påverkar absorptionen av makromolekyler och sekretionen. Detta skedde i delarbete III och det visade sig att absorptionen av nedbrytningskänsliga makromolekyler ökade när pankreassaften var bortledd. Däremot påverkades inte sekretionen under basala förhållanden, d.v.s. under tidsperioder då grisarna inte åt någon mat. Smågrisar föds med så kallad öppen tarm, vilket betyder att antikroppar och makromolekyler oselektivt passerar tarmen till blodet. Efter ca ett dygn stängs tarmen och upptaget av större molekyler minskar drastiskt. I delarbete IV ville vi studera hur permeabiliteten i olika delar av tunntarmen ändras från det att grisarna föds upp till avvänjningen. Resultaten visade att tarmstängningen mellan födseln och fyra dagars ålder ägde rum i främre delen av tarmen. Under de följande två veckorna minskade permeabiliteten i tunntarmens bakre del och detta följdes av en ytterligare permeabilitetsminskning i tarmens främre del fram till avvänjningen. Avvänjningen hos grisar innebär ett snabbt skifte från mjölk till fast föda vilket för många individer medför problem i form av diarréer och viktminskning. Detta beror på att mag-tarmkanalen ännu inte har nått den mognad som krävs för att lyckosamt bryta ned den fasta födan. Lektiner har visat sig ha tillväxtbefrämjande egenskaper och i delarbete V matades smågrisar med lektiner från röda bönor i avsikt att inducera strukturell och funktionell mognad av mag-tarmkanalen. Detta lyckades och en mängd analyser och undersökningar visade att de lektinmatade grisarna visade tydliga tecken på en mer mogen tarm än motsvarande grisar som inte fått lektiner. Om denna förbehandling i realiteten underlättar avvänjningen återstår dock att undersöka. Sammantaget visar denna avhandling att det med interna och externa faktorer är möjligt att påverka mag-tarmkanalens strukturer och funktioner, vilket förhoppningsvis kan komma till användning inom exempelvis läkemedelsbehandling, djurproduktion och livsmedelsindustri. De fem ingående studierna sprider nytt ljus över vissa frågeställningar, men tydliggör samtidigt att det finns mycket kvar att utforska inom detta intressanta område.