Buku Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 61-67

BAB 65 

Fungsi Sekretorik Traktus Alimentarius

Di seluruh traktus gastrointestinal, kelenjar sekretorik menjalankan dua fungsi utama: (1) enzim pencernaan disekresikan di sebagian besar area traktus alimentarius, mulai dari mulut hingga ujung distal ileum; dan (2) kelenjar mukus yang terletak dari mulut hingga anus menghasilkan mukus untuk pelumasan dan perlindungan seluruh bagian traktus alimentarius.

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Sebagian besar sekresi pencernaan dibentuk sebagai respons terhadap keberadaan makanan di dalam traktus alimentarius, dan jumlah yang disekresikan pada setiap segmen traktus biasanya sesuai dengan kebutuhan untuk pencernaan yang optimal. Selain itu, pada beberapa bagian traktus gastrointestinal, bahkan jenis enzim dan komponen lain dalam sekresi juga bervariasi sesuai dengan jenis makanan yang ada. Dalam bab ini dibahas berbagai sekresi alimentarius, fungsi-fungsinya, dan pengaturan produksinya.

PRINSIP UMUM SEKRESI TRAKTUS ALIMENTARIUS

JENIS KELENJAR TRAKTUS ALIMENTARIUS

Beberapa jenis kelenjar menghasilkan berbagai tipe sekresi traktus alimentarius. Pertama, pada permukaan epitel di sebagian besar bagian traktus gastrointestinal terdapat miliaran kelenjar mukus uniseluler yang disebut sel mukus atau kadang-kadang sel goblet karena bentuknya menyerupai piala. Sel-sel ini terutama berfungsi sebagai respons terhadap iritasi lokal epitel. Sel tersebut mengekstrusikan mukus langsung ke permukaan epitel untuk bertindak sebagai pelumas sekaligus melindungi permukaan dari ekskoriasi dan pencernaan.

Kedua, banyak area permukaan traktus gastrointestinal dilapisi oleh lekukan yang merupakan invaginasi epitel ke dalam submukosa. Pada usus halus, lekukan ini disebut kripta Lieberkühn, bersifat dalam, dan mengandung sel sekretorik khusus. Salah satu sel tersebut ditunjukkan pada Gambar 65-1.

Ketiga, di lambung dan duodenum bagian atas terdapat banyak kelenjar tubulus dalam. Kelenjar tubulus tipikal dapat dilihat pada Gambar 65-4, yang menunjukkan kelenjar lambung penghasil asam dan pepsinogen (kelenjar oksintik).

Keempat, beberapa kelenjar kompleks juga berhubungan dengan traktus alimentarius, yaitu kelenjar saliva, pankreas, dan hati, yang menghasilkan sekresi untuk pencernaan atau emulsifikasi makanan. Hati memiliki struktur yang sangat khusus yang dibahas pada Bab 71. Kelenjar saliva dan pankreas merupakan kelenjar asinus majemuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 65-2. Kelenjar-kelenjar ini terletak di luar dinding traktus alimentarius dan dalam hal ini berbeda dari seluruh kelenjar alimentarius lainnya. Kelenjar tersebut mengandung jutaan asinus yang dilapisi sel kelenjar sekretorik; asinus ini bermuara ke dalam sistem duktus yang akhirnya bermuara ke traktus alimentarius.

MEKANISME DASAR STIMULASI KELENJAR TRAKTUS ALIMENTARIUS

Kontak Makanan dengan Epitel Usus Mengaktifkan Sistem Saraf Enterik dan Merangsang Sekresi

Keberadaan makanan pada segmen tertentu traktus gastrointestinal biasanya merangsang kelenjar di daerah tersebut dan daerah sekitarnya untuk mensekresikan cairan dalam jumlah sedang hingga besar. Sebagian dari efek lokal ini, terutama sekresi mukus oleh sel mukus, terjadi akibat stimulasi kontak langsung sel kelenjar permukaan oleh makanan.

Selain itu, stimulasi epitel lokal juga mengaktifkan sistem saraf enterik pada dinding usus. Jenis rangsangan yang mengaktifkan sistem ini adalah (1) stimulasi taktil, (2) iritasi kimiawi, dan (3) distensi dinding usus. Refleks saraf yang dihasilkan akan merangsang sel mukus pada permukaan epitel usus dan kelenjar dalam di dinding usus untuk meningkatkan sekresinya.

Stimulasi Otonom terhadap Sekresi

Stimulasi Parasimpatis Meningkatkan Laju Sekresi Kelenjar Traktus Alimentarius. Stimulasi saraf parasimpatis menuju traktus alimentarius hampir selalu meningkatkan laju sekresi kelenjar alimentarius. Peningkatan laju sekresi ini terutama nyata pada kelenjar di bagian atas traktus yang dipersarafi oleh nervus parasimpatis glosofaringeus dan vagus, seperti kelenjar saliva, kelenjar esofagus, kelenjar lambung, pankreas, dan kelenjar Brunner di duodenum.

Hal ini juga berlaku untuk beberapa kelenjar di bagian distal usus besar yang dipersarafi oleh saraf parasimpatis pelvikus. Sekresi pada bagian lain usus halus dan dua pertiga pertama usus besar terutama terjadi sebagai respons terhadap rangsangan saraf lokal dan hormonal pada masing-masing segmen usus.

Stimulasi Simpatis Memiliki Efek Ganda terhadap Laju Sekresi Kelenjar Traktus Alimentarius. Stimulasi saraf simpatis menuju traktus gastrointestinal menyebabkan peningkatan ringan hingga sedang sekresi beberapa kelenjar lokal. Akan tetapi, stimulasi simpatis juga menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah yang menyuplai kelenjar. Oleh karena itu, stimulasi simpatis dapat menimbulkan efek ganda: (1) stimulasi simpatis saja biasanya sedikit meningkatkan sekresi, dan (2) bila stimulasi parasimpatis atau hormonal telah menyebabkan sekresi kelenjar yang banyak, stimulasi simpatis tambahan biasanya menurunkan sekresi, kadang-kadang secara bermakna, terutama akibat penurunan suplai darah karena vasokonstriksi.

Pengaturan Sekresi Kelenjar oleh Hormon. Di lambung dan usus, beberapa hormon gastrointestinal membantu mengatur volume dan komposisi sekresi. Hormon-hormon ini dilepaskan dari mukosa gastrointestinal sebagai respons terhadap keberadaan makanan dalam lumen usus. Hormon kemudian diserap ke dalam darah dan dibawa ke kelenjar tempat hormon tersebut merangsang sekresi. Jenis stimulasi ini sangat penting untuk meningkatkan produksi cairan lambung dan cairan pankreas ketika makanan memasuki lambung atau duodenum.

Secara kimiawi, hormon gastrointestinal merupakan polipeptida atau derivat polipeptida dan akan dibahas lebih rinci kemudian.

MEKANISME DASAR SEKRESI OLEH SEL KELENJAR

Sekresi Zat Organik. Meskipun seluruh mekanisme dasar fungsi sel kelenjar belum sepenuhnya diketahui, bukti eksperimental menunjukkan prinsip-prinsip sekresi berikut, seperti ditunjukkan pada Gambar 65-1.

1. Bahan nutrien yang diperlukan untuk pembentukan sekresi pertama-tama harus berdifusi atau ditranspor secara aktif oleh darah dalam kapiler ke bagian basal sel kelenjar.
2. Banyak mitokondria yang terletak di dalam sel kelenjar dekat bagian basal menggunakan energi oksidatif untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP).
3. Energi dari ATP, bersama substrat yang sesuai dari nutrien, kemudian digunakan untuk mensintesis zat sekretorik organik; sintesis ini hampir seluruhnya terjadi di retikulum endoplasma dan kompleks Golgi sel kelenjar. Ribosom yang melekat pada retikulum secara khusus bertanggung jawab dalam pembentukan protein yang disekresikan.
4. Material sekretorik ditranspor melalui tubulus retikulum endoplasma dan dalam sekitar 20 menit mencapai vesikel kompleks Golgi.
5. Di kompleks Golgi, material dimodifikasi, ditambahkan komponen lain, dipusatkan, dan dilepaskan ke sitoplasma dalam bentuk vesikel sekretorik yang disimpan di ujung apikal sel sekretorik.
6. Vesikel-vesikel ini tetap disimpan hingga sinyal pengendalian saraf atau hormonal menyebabkan sel mengeluarkan isi vesikel melalui permukaan sel. Proses ini kemungkinan terjadi sebagai berikut. Hormon berikatan dengan reseptornya dan melalui salah satu dari beberapa mekanisme pensinyalan sel meningkatkan permeabilitas membran sel terhadap ion kalsium. Kalsium masuk ke dalam sel dan menyebabkan banyak vesikel berfusi dengan membran sel apikal. Membran sel apikal kemudian terbuka sehingga vesikel mengosongkan isinya ke luar; proses ini disebut eksositosis.

Sekresi Air dan Elektrolit. Kebutuhan kedua untuk sekresi kelenjar adalah sekresi air dan elektrolit dalam jumlah cukup untuk menyertai zat organik. Sekresi oleh kelenjar saliva, yang akan dibahas lebih rinci kemudian, memberikan contoh bagaimana stimulasi saraf menyebabkan air dan garam melewati sel kelenjar dalam jumlah besar sambil secara bersamaan membilas zat organik melalui batas sekretorik sel. Hormon yang bekerja pada membran sel beberapa sel kelenjar juga dapat menimbulkan efek sekretorik yang serupa dengan stimulasi saraf.

Sifat Pelumas dan Protektif Mukus pada Traktus Gastrointestinal

Mukus merupakan sekresi kental yang terutama tersusun atas air, elektrolit, dan campuran beberapa glikoprotein yang terdiri dari polisakarida besar yang berikatan dengan sejumlah kecil protein. Mukus sedikit berbeda pada berbagai bagian traktus gastrointestinal, tetapi di semua lokasi memiliki beberapa karakteristik penting yang menjadikannya pelumas dan pelindung yang sangat baik bagi dinding usus:

1. Mukus memiliki sifat adhesif yang membuatnya melekat erat pada makanan atau partikel lain dan menyebar sebagai lapisan tipis di atas permukaan.
2. Mukus memiliki konsistensi yang cukup untuk melapisi dinding usus dan mencegah kontak langsung sebagian besar partikel makanan dengan mukosa.
3. Mukus memiliki resistensi rendah terhadap pergeseran sehingga partikel dapat meluncur sepanjang epitel dengan sangat mudah.
4. Mukus menyebabkan partikel fekal saling melekat untuk membentuk feses yang diekskresikan selama buang air besar.
5. Mukus sangat resisten terhadap pencernaan oleh enzim gastrointestinal.
6. Glikoprotein mukus memiliki sifat amfoterik, yang berarti mampu menyangga sejumlah kecil asam maupun basa; selain itu, mukus sering mengandung HCO3− dalam jumlah sedang yang secara khusus menetralkan asam.

Dengan demikian, mukus memungkinkan makanan meluncur dengan mudah sepanjang traktus gastrointestinal dan mencegah kerusakan ekskoriasi maupun kimiawi pada epitel. Seseorang akan sangat menyadari sifat pelumas mukus ketika kelenjar saliva gagal mensekresikan saliva, karena pada keadaan tersebut makanan padat menjadi sulit ditelan meskipun dikonsumsi bersama banyak air.

SEKRESI SALIVA

Saliva Mengandung Sekresi Serosa dan Sekresi Mukus. Kelenjar utama penghasil saliva adalah kelenjar parotis, submandibularis, dan sublingualis; selain itu terdapat banyak kelenjar bukal kecil. Sekresi saliva harian normal berkisar antara 800 hingga 1500 ml, seperti ditunjukkan oleh nilai rata-rata 1000 ml pada Tabel 65-1.

Tabel 65-1. Cairan Sekresi Harian Traktus Alimentarius

Saliva mengandung dua tipe utama sekresi protein: (1) sekresi serosa yang mengandung ptialin (α-amilase), yaitu enzim untuk mencerna pati, dan (2) sekresi mukus yang mengandung musin untuk pelumasan dan perlindungan permukaan.

Kelenjar parotis hampir seluruhnya mensekresikan tipe sekresi serosa, sedangkan kelenjar submandibularis dan sublingualis mensekresikan sekresi serosa dan mukus. Kelenjar bukal hanya mensekresikan mukus. Saliva memiliki pH antara 6,0 dan 7,0, yang merupakan kisaran optimal untuk kerja pencernaan oleh ptialin.

Sekresi Ion dalam Saliva. Saliva mengandung K+ dan HCO3− dalam jumlah sangat besar. Sebaliknya, konsentrasi Na+ dan Cl− dalam saliva beberapa kali lebih rendah dibandingkan plasma. Konsentrasi ion khusus ini dapat dipahami melalui penjelasan berikut mengenai mekanisme sekresi saliva.

Gambar 65-2 menunjukkan sekresi oleh kelenjar submandibularis, suatu kelenjar majemuk tipikal yang mengandung asinus dan duktus saliva. Sekresi saliva merupakan proses dua tahap. Tahap pertama melibatkan asinus, dan tahap kedua melibatkan duktus saliva. Asinus mensekresikan sekresi primer yang mengandung ptialin dan/atau musin dalam larutan ion dengan konsentrasi yang tidak jauh berbeda dari cairan ekstraseluler tipikal. Ketika sekresi primer mengalir melalui duktus, terjadi dua proses transpor aktif utama yang secara nyata memodifikasi komposisi ionik cairan saliva.

Pertama, Na+ direabsorpsi secara aktif dari seluruh duktus saliva dan K+ disekresikan secara aktif sebagai pertukaran terhadap Na+. Oleh karena itu, konsentrasi Na+ saliva menjadi sangat menurun, sedangkan konsentrasi K+ meningkat.

Namun, reabsorpsi Na+ lebih besar dibandingkan sekresi K+, sehingga menciptakan muatan listrik negatif sekitar −70 milivolt di dalam duktus saliva; muatan negatif ini selanjutnya menyebabkan Cl− direabsorpsi secara pasif. Oleh karena itu, konsentrasi Cl− dalam cairan saliva turun menjadi sangat rendah, sesuai dengan penurunan konsentrasi Na+ di duktus.

Kedua, HCO3− disekresikan oleh epitel duktus ke dalam lumen duktus. Sekresi ini setidaknya sebagian disebabkan oleh pertukaran pasif bikarbonat dengan Cl−, tetapi mungkin juga sebagian berasal dari proses sekresi aktif.

Hasil akhir proses transpor ini adalah bahwa pada keadaan istirahat, konsentrasi Na+ dan Cl− dalam saliva masing-masing hanya sekitar 15 mEq/L, sekitar seperujuh hingga sepersepuluh konsentrasi dalam plasma. Sebaliknya, konsentrasi K+ sekitar 30 mEq/L, tujuh kali lebih besar dibandingkan plasma, dan konsentrasi HCO3− sekitar 50 hingga 70 mEq/L, sekitar dua hingga tiga kali konsentrasi plasma.

Selama salivasi maksimal, konsentrasi ion saliva berubah secara bermakna karena laju pembentukan sekresi primer oleh asinus dapat meningkat hingga 20 kali lipat. Sekresi asinus ini kemudian mengalir melalui duktus dengan sangat cepat sehingga proses modifikasi oleh duktus berkurang secara bermakna. Oleh karena itu, ketika saliva disekresikan dalam jumlah besar, konsentrasi natrium klorida sekitar setengah hingga dua pertiga konsentrasi plasma, dan konsentrasi kalium hanya meningkat hingga empat kali konsentrasi plasma.

Fungsi Saliva untuk Kebersihan Rongga Mulut. Dalam kondisi basal saat terjaga, sekitar 0,5 ml saliva, hampir seluruhnya bertipe mukus, disekresikan setiap menit; namun, selama tidur, sekresi sangat sedikit terjadi. Sekresi ini berperan sangat penting dalam mempertahankan kesehatan jaringan rongga mulut. Rongga mulut dipenuhi bakteri patogen yang dapat dengan mudah merusak jaringan dan menyebabkan karies gigi. Saliva membantu mencegah proses kerusakan tersebut melalui beberapa cara:

1. Aliran saliva membantu membersihkan bakteri patogen, serta partikel makanan yang menjadi penunjang metabolisme bakteri tersebut.
2. Saliva mengandung beberapa faktor yang menghancurkan bakteri. Salah satunya adalah ion tiosianat dan yang lainnya adalah beberapa enzim proteolitik, terutama lisozim, yang (a) menyerang bakteri, (b) membantu ion tiosianat masuk ke dalam bakteri sehingga ion tersebut menjadi bersifat bakterisidal, dan (c) mencerna partikel makanan sehingga semakin membantu menghilangkan dukungan metabolik bagi bakteri.
3. Saliva sering kali mengandung sejumlah besar antibodi yang dapat menghancurkan bakteri oral, termasuk beberapa yang menyebabkan karies gigi. Jika tidak terdapat salivasi, jaringan rongga mulut sering mengalami ulserasi dan infeksi lainnya, serta karies gigi dapat berkembang dengan cepat.

REGULASI SARAF PADA SEKRESI SALIVA

Gambar 65-3 menunjukkan jalur saraf parasimpatis yang mengatur salivasi dan memperlihatkan bahwa kelenjar saliva terutama dikendalikan oleh sinyal saraf parasimpatis yang berasal dari nukleus salivatorius superior dan inferior di batang otak.

Nukleus salivatorius terletak kira-kira pada perbatasan antara medula dan pons serta dirangsang oleh stimulus pengecapan dan rangsang taktil dari lidah maupun area lain di rongga mulut dan faring. Banyak stimulus pengecapan, terutama rasa asam (yang disebabkan oleh asam), menimbulkan sekresi saliva yang sangat banyak, sering kali 8 hingga 20 kali laju sekresi basal. Selain itu, rangsang taktil tertentu, seperti adanya benda halus di dalam mulut (misalnya kerikil), menyebabkan salivasi yang nyata, sedangkan benda kasar menimbulkan salivasi yang lebih sedikit dan kadang bahkan menghambat salivasi.

Salivasi juga dapat dirangsang atau dihambat oleh sinyal saraf yang mencapai nukleus salivatorius dari pusat-pusat yang lebih tinggi di sistem saraf pusat. Sebagai contoh, ketika seseorang mencium atau memakan makanan favorit, salivasi lebih besar dibandingkan ketika mencium atau memakan makanan yang tidak disukai. Area nafsu makan di otak, yang sebagian mengatur efek ini, terletak berdekatan dengan pusat parasimpatis hipotalamus anterior, dan berfungsi terutama sebagai respons terhadap sinyal dari area pengecapan dan penghidu di korteks serebri atau amigdala.

Salivasi juga terjadi sebagai respons terhadap refleks yang berasal dari lambung dan usus halus bagian atas, terutama ketika makanan yang mengiritasi tertelan atau ketika seseorang merasa mual akibat kelainan gastrointestinal tertentu. Saliva yang tertelan membantu menghilangkan faktor iritatif dalam saluran gastrointestinal dengan mengencerkan atau menetralkan zat-zat iritan tersebut.

Stimulasi simpatis juga dapat sedikit meningkatkan salivasi, walaupun jauh lebih kecil dibandingkan stimulasi parasimpatis. Selain itu, saliva yang terbentuk sebagai respons terhadap aktivitas simpatis lebih kental dibandingkan saliva yang dihasilkan selama peningkatan aktivitas parasimpatis. Saraf simpatis berasal dari ganglion servikalis superior dan berjalan sepanjang dinding pembuluh darah menuju kelenjar saliva.

Faktor sekunder yang juga memengaruhi sekresi saliva adalah suplai darah ke kelenjar karena sekresi selalu memerlukan nutrien yang memadai dari darah. Sinyal saraf parasimpatis yang menimbulkan salivasi berlimpah juga menyebabkan dilatasi sedang pada pembuluh darah. Selain itu, salivasi secara langsung melebarkan pembuluh darah sehingga meningkatkan nutrisi kelenjar saliva sesuai kebutuhan sel sekretorik. Sebagian efek vasodilatasi tambahan ini disebabkan oleh kallikrein yang disekresikan oleh sel saliva yang teraktivasi, yang kemudian bertindak sebagai enzim untuk memecah salah satu protein darah, yaitu α2-globulin, membentuk bradikinin, suatu vasodilator kuat.

Sekresi Esofagus

Sekresi esofagus seluruhnya bersifat mukus dan terutama berfungsi memberikan pelumasan untuk proses menelan. Bagian utama esofagus dilapisi oleh banyak kelenjar mukus sederhana. Pada ujung gastrik dan dalam jumlah lebih sedikit pada bagian awal esofagus, juga ditemukan banyak kelenjar mukus kompleks. Mukus yang disekresikan oleh kelenjar kompleks di esofagus bagian atas mencegah ekskoriasi mukosa akibat makanan yang baru masuk, sedangkan kelenjar kompleks yang terletak dekat perbatasan esofagogastrik melindungi dinding esofagus dari pencernaan oleh cairan lambung asam yang sering mengalami refluks dari lambung kembali ke esofagus bagian bawah. Meskipun terdapat perlindungan ini, ulkus peptikum kadang tetap dapat terjadi pada ujung gastrik esofagus.

SEKRESI GASTRIK

Selain sel penghasil mukus yang melapisi seluruh permukaan lambung, mukosa lambung memiliki dua jenis penting kelenjar tubular, yaitu kelenjar oksintik (disebut juga kelenjar gastrik) dan kelenjar pilorus. Kelenjar oksintik (pembentuk asam) menyekresikan asam hidroklorida, pepsinogen, faktor intrinsik, dan mukus. Kelenjar pilorus terutama menyekresikan mukus untuk melindungi mukosa pilorus dari asam lambung. Kelenjar ini juga menyekresikan hormon gastrin.

Kelenjar oksintik terletak pada permukaan bagian dalam korpus dan fundus lambung, yaitu sekitar 80% proksimal lambung. Kelenjar pilorus terletak pada bagian antrum lambung, yaitu 20% distal lambung.

Sekresi dari Kelenjar Gastrik (Oksintik)

Suatu kelenjar oksintik lambung tipikal ditunjukkan pada Gambar 65-4. Kelenjar ini tersusun atas tiga jenis utama sel: (1) sel leher mukus yang terutama menyekresikan mukus; (2) sel peptik (atau sel utama) yang menyekresikan pepsinogen dalam jumlah besar; dan (3) sel parietal (atau sel oksintik) yang menyekresikan asam hidroklorida dan faktor intrinsik. Kelenjar oksintik juga mengandung beberapa jenis sel tambahan, termasuk sel enterochromaffin-like (ECL) yang menyekresikan histamin.

Sekresi asam hidroklorida oleh sel parietal melibatkan mekanisme khusus sebagai berikut.

Mekanisme Dasar Sekresi Asam Hidroklorida

Ketika dirangsang, sel parietal menyekresikan larutan asam yang mengandung sekitar 160 mmol/L asam hidroklorida, yang hampir isotonik dengan cairan tubuh. pH asam ini sekitar 0,8, menunjukkan tingkat keasaman yang sangat tinggi. Pada pH ini, konsentrasi H+ sekitar 3 juta kali lebih besar dibandingkan darah arteri. Untuk memekatkan H+ dalam jumlah sebesar ini diperlukan lebih dari 1500 kalori energi/L cairan lambung. Pada saat yang sama ketika H+ disekresikan, HCO3− berdifusi ke dalam darah sehingga darah vena gastrik memiliki pH lebih tinggi dibandingkan darah arteri saat lambung sedang menyekresikan asam.

Gambar 65-5 secara skematis menunjukkan struktur fungsional sel parietal (disebut juga sel oksintik), yang memperlihatkan adanya kanalikulus intraseluler bercabang besar. Asam hidroklorida dibentuk pada proyeksi menyerupai vili di dalam kanalikulus tersebut dan kemudian dihantarkan melalui kanalikulus menuju ujung sekretorik sel.

Gaya pendorong utama sekresi asam hidroklorida oleh sel parietal adalah pompa hidrogen-kalium (H+-K+ adenosin trifosfatase [ATPase]). Mekanisme kimia pembentukan asam hidroklorida ditunjukkan pada Gambar 65-6 dan terdiri atas langkah-langkah berikut:

Gambar 65-6. Mekanisme yang diperkirakan untuk sekresi asam hidroklorida. (Titik yang diberi label “ATP” [adenosin trifosfat] menunjukkan pompa aktif, dan garis putus-putus menunjukkan difusi bebas serta osmosis.)

1. Air di dalam sel parietal mengalami disosiasi menjadi H+ dan hidroksida (OH−) di sitoplasma sel. H+ kemudian secara aktif disekresikan ke dalam kanalikulus sebagai pertukaran dengan K+, suatu proses pertukaran aktif yang dikatalisis oleh H+-K+ ATPase. Ion kalium yang ditranspor ke dalam sel oleh pompa Na+-K+ ATPase pada sisi basolateral (ekstraseluler) membran cenderung bocor ke lumen tetapi didaur ulang kembali ke dalam sel oleh H+-K+ ATPase. Na+-K+ ATPase basolateral menciptakan kadar Na+ intraseluler yang rendah, yang berkontribusi terhadap reabsorpsi Na+ dari lumen kanalikulus. Dengan demikian, sebagian besar K+ dan Na+ di kanalikulus direabsorpsi kembali ke sitoplasma sel, dan H+ menggantikan keduanya di dalam kanalikulus.
2. Pemompaan H+ keluar sel oleh H+-K+ ATPase memungkinkan OH− terakumulasi dan membentuk HCO3− dari CO2, baik yang terbentuk selama metabolisme di dalam sel maupun yang masuk ke sel dari darah. Reaksi ini dikatalisis oleh karbonat anhidrase. HCO3− kemudian ditranspor melintasi membran basolateral ke cairan ekstraseluler sebagai pertukaran dengan ion Cl−, yang masuk ke dalam sel dan disekresikan melalui kanal klorida ke dalam kanalikulus, sehingga menghasilkan larutan asam hidroklorida yang kuat di dalam kanalikulus. Asam hidroklorida kemudian disekresikan keluar melalui ujung terbuka kanalikulus menuju lumen kelenjar.
3. Air masuk ke dalam kanalikulus melalui osmosis akibat tambahan ion yang disekresikan ke dalam kanalikulus. Dengan demikian, sekresi akhir dari kanalikulus mengandung air, asam hidroklorida dengan konsentrasi sekitar 150 hingga 160 mEq/L, kalium klorida dengan konsentrasi 15 mEq/L, serta sejumlah kecil natrium klorida.

Untuk menghasilkan konsentrasi H+ sebesar yang ditemukan dalam cairan lambung diperlukan kebocoran balik minimal dari asam yang disekresikan ke mukosa. Sebagian besar kemampuan lambung mencegah kebocoran balik asam dapat dikaitkan dengan sawar gastrik akibat pembentukan mukus alkalis dan adanya tight junction antarsel epitel, sebagaimana dijelaskan kemudian. Jika sawar ini rusak oleh zat toksik, seperti yang terjadi pada penggunaan aspirin atau alkohol berlebihan, asam yang disekresikan akan bocor mengikuti gradien elektrokimia ke mukosa dan menyebabkan kerusakan mukosa lambung.

Faktor Dasar yang Merangsang Sekresi Gastrik adalah Asetilkolin, Gastrin, dan Histamin

Asetilkolin yang dilepaskan oleh stimulasi parasimpatis merangsang sekresi pepsinogen oleh sel peptik, asam hidroklorida oleh sel parietal, dan mukus oleh sel mukus. Sebaliknya, gastrin dan histamin sangat merangsang sekresi asam oleh sel parietal tetapi hanya sedikit memengaruhi sel lainnya.

Sekresi dan Aktivasi Pepsinogen

Beberapa jenis pepsinogen yang sedikit berbeda disekresikan oleh sel peptik dan sel mukus kelenjar gastrik, tetapi semua pepsinogen menjalankan fungsi dasar yang sama.

Ketika pertama kali disekresikan, pepsinogen tidak memiliki aktivitas pencernaan. Namun, segera setelah berkontak dengan asam hidroklorida, pepsinogen diaktifkan menjadi pepsin aktif. Dalam proses ini, molekul pepsinogen yang memiliki berat molekul sekitar 42.500 terpecah membentuk molekul pepsin dengan berat molekul sekitar 35.000.

Pepsin berfungsi sebagai enzim proteolitik aktif dalam medium yang sangat asam (pH optimum 1,8–3,5), tetapi pada pH di atas sekitar 5, aktivitas proteolitiknya hampir tidak ada dan dalam waktu singkat menjadi sepenuhnya tidak aktif. Asam hidroklorida sama pentingnya dengan pepsin untuk pencernaan protein di lambung, sebagaimana dibahas pada Bab 66.

Sekresi Faktor Intrinsik oleh Sel Parietal

Zat faktor intrinsik, yang esensial untuk absorpsi vitamin B12 di ileum, disekresikan oleh sel parietal bersama dengan sekresi asam hidroklorida. Ketika sel parietal penghasil asam di lambung mengalami kerusakan, yang sering terjadi pada penderita gastritis kronis, tidak hanya berkembang aklorhidria (tidak adanya sekresi asam lambung), tetapi anemia pernisiosa juga sering berkembang akibat kegagalan maturasi sel darah merah tanpa stimulasi vitamin B12 pada sumsum tulang. Kondisi ini dibahas pada Bab 33.

KELENJAR PILORUS MENYEKRESIKAN MUKUS DAN GASTRIN

Kelenjar pilorus secara struktural mirip dengan kelenjar oksintik tetapi hanya mengandung sedikit sel peptik dan hampir tidak memiliki sel parietal. Sebaliknya, kelenjar ini terutama mengandung sel mukus yang identik dengan sel leher mukus pada kelenjar oksintik. Sel-sel ini menyekresikan sejumlah kecil pepsinogen, sebagaimana telah dibahas sebelumnya, dan sejumlah sangat besar mukus encer yang membantu melumasi pergerakan makanan serta melindungi dinding lambung dari pencernaan oleh enzim gastrik. Kelenjar pilorus juga menyekresikan hormon gastrin, yang berperan penting dalam mengendalikan sekresi gastrik, sebagaimana akan dibahas selanjutnya.

SEL MUKUS PERMUKAAN

Seluruh permukaan mukosa lambung di antara kelenjar dilapisi secara kontinu oleh jenis khusus sel mukus yang disebut “sel mukus permukaan.” Sel-sel ini menyekresikan mukus kental dalam jumlah besar yang melapisi mukosa lambung dengan lapisan gel mukus yang sering kali memiliki ketebalan lebih dari 1 milimeter, sehingga memberikan perlindungan utama bagi dinding lambung sekaligus membantu pelumasan transport makanan.

Karakteristik lain mukus ini adalah sifatnya yang alkalis. Oleh karena itu, dinding lambung normal di bawahnya tidak langsung terpapar sekresi lambung yang sangat asam dan proteolitik. Bahkan kontak ringan dengan makanan atau iritasi mukosa secara langsung merangsang sel mukus permukaan untuk menyekresikan tambahan mukus kental, alkalis, dan viskus ini.

STIMULASI SEKRESI ASAM LAMBUNG

Sel Parietal pada Kelenjar Oksintik Merupakan Satu-satunya Sel yang Menyekresikan Asam Hidroklorida. Seperti telah dijelaskan sebelumnya dalam bab ini, keasaman cairan yang disekresikan oleh sel parietal kelenjar oksintik dapat sangat tinggi, dengan pH serendah 0,8. Namun, sekresi asam ini berada di bawah kendali terus-menerus oleh sinyal endokrin dan saraf. Selain itu, sel parietal bekerja dalam hubungan erat dengan jenis sel lain yang disebut sel enterochromaffin-like (sel ECL), yang fungsi utamanya adalah menyekresikan histamin.

Sel ECL terletak di bagian dalam kelenjar oksintik sehingga melepaskan histamin dalam kontak langsung dengan sel parietal kelenjar tersebut. Kecepatan pembentukan dan sekresi asam hidroklorida oleh sel parietal berhubungan langsung dengan jumlah histamin yang disekresikan oleh sel ECL. Selanjutnya, sel ECL dirangsang untuk menyekresikan histamin oleh hormon gastrin, yang hampir seluruhnya dibentuk di bagian antrum mukosa lambung sebagai respons terhadap protein dalam makanan yang sedang dicerna. Sel ECL juga dapat dirangsang oleh hormon yang disekresikan oleh sistem saraf enterik dinding lambung. Pertama-tama akan dibahas mekanisme gastrin dalam mengendalikan sel ECL dan pengaruh sel tersebut terhadap sekresi asam hidroklorida oleh sel parietal.

Stimulasi Sekresi Asam oleh Gastrin. Gastrin adalah hormon yang disekresikan oleh sel gastrin, yang juga disebut sel G. Sel-sel ini terletak di kelenjar pilorus pada bagian distal lambung. Gastrin merupakan polipeptida besar yang disekresikan dalam dua bentuk, yaitu bentuk besar yang disebut G-34, yang mengandung 34 asam amino, dan bentuk lebih kecil, G-17, yang mengandung 17 asam amino. Walaupun kedua bentuk ini penting, bentuk yang lebih kecil lebih banyak ditemukan.

Ketika daging atau makanan lain yang mengandung protein mencapai ujung antrum lambung, sebagian protein dari makanan tersebut memberikan efek stimulasi khusus pada sel gastrin di kelenjar pilorus sehingga menyebabkan pelepasan gastrin ke dalam darah untuk diangkut menuju sel ECL lambung. Pencampuran kuat cairan lambung mengangkut gastrin dengan cepat menuju sel ECL di korpus lambung, sehingga menyebabkan pelepasan histamin langsung ke dalam kelenjar oksintik bagian dalam. Histamin kemudian bekerja dengan cepat untuk merangsang sekresi asam hidroklorida lambung.

REGULASI SEKRESI PEPSINOGEN

Stimulasi sekresi pepsinogen oleh sel peptik di kelenjar oksintik terjadi sebagai respons terhadap dua jenis utama sinyal: (1) asetilkolin yang dilepaskan dari saraf vagus atau dari pleksus saraf enterik lambung, dan (2) asam di dalam lambung. Asam kemungkinan tidak secara langsung merangsang sel peptik, tetapi memicu refleks saraf enterik tambahan yang mendukung sinyal saraf awal menuju sel peptik. Oleh karena itu, laju sekresi pepsinogen, prekursor enzim pepsin yang menyebabkan pencernaan protein, sangat dipengaruhi oleh jumlah asam di lambung. Pada orang yang kehilangan kemampuan untuk menyekresikan asam dalam jumlah normal, sekresi pepsinogen juga menurun, meskipun sel peptik tampak normal.

Fase-fase Sekresi Lambung

Sekresi lambung dikatakan terjadi dalam tiga “fase” (seperti ditunjukkan pada Gambar 65-7): fase sefalik, fase gastrik, dan fase intestinal.

Gambar 65-7. Fase-fase sekresi lambung dan regulasinya.

Fase Sefalik. Fase sefalik sekresi lambung terjadi bahkan sebelum makanan masuk ke lambung, terutama saat makanan sedang dimakan. Fase ini dihasilkan oleh penglihatan, penciuman, pikiran, atau rasa makanan, dan semakin besar nafsu makan maka semakin kuat stimulasi yang terjadi. Sinyal neurogenik yang menyebabkan fase sefalik sekresi lambung berasal dari korteks serebri serta pusat nafsu makan di amigdala dan hipotalamus. Sinyal tersebut diteruskan melalui nukleus motor dorsal saraf vagus dan selanjutnya melalui saraf vagus menuju lambung. Fase sekresi ini biasanya mencakup sekitar 30% sekresi lambung yang berkaitan dengan makan.

Fase Gastrik. Setelah makanan masuk ke lambung, makanan tersebut merangsang: (1) refleks vagovagal panjang dari lambung ke otak dan kembali ke lambung; (2) refleks enterik lokal; dan (3) mekanisme gastrin, yang semuanya menyebabkan sekresi cairan lambung selama beberapa jam selama makanan masih berada di lambung. Fase gastrik sekresi mencakup sekitar 60% dari total sekresi lambung yang berkaitan dengan makan dan dengan demikian menyumbang sebagian besar total sekresi lambung harian sekitar 1500 ml.

Fase Intestinal. Keberadaan makanan pada bagian atas usus halus, terutama di duodenum, akan terus menyebabkan lambung menyekresikan sejumlah kecil cairan lambung, kemungkinan sebagian karena sejumlah kecil gastrin yang dilepaskan oleh mukosa duodenum. Sekresi ini mencakup sekitar 10% respons asam terhadap makanan.

Penghambatan Sekresi Lambung oleh Faktor-faktor Intestinal Lain

Walaupun kimus intestinal sedikit merangsang sekresi lambung selama fase awal intestinal sekresi lambung, secara paradoks kimus juga menghambat sekresi lambung pada waktu lain.

Penghambatan ini disebabkan oleh sedikitnya dua pengaruh.

1. Keberadaan makanan di usus halus memulai refleks enterogastrik balik yang ditransmisikan melalui sistem saraf mienterikus serta saraf simpatis dan vagus ekstrinsik, yang menghambat sekresi lambung. Refleks ini dapat dipicu oleh (a) distensi usus halus, (b) adanya asam di usus bagian atas, (c) adanya produk pemecahan protein, atau (d) iritasi mukosa. Refleks ini merupakan bagian dari mekanisme kompleks yang dibahas pada Bab 64 untuk memperlambat pengosongan lambung ketika usus telah terisi.
2. Adanya asam, lemak, produk pemecahan protein, cairan hiperosmotik atau hipo-osmotik, maupun faktor iritan apa pun di usus halus bagian atas menyebabkan pelepasan beberapa hormon intestinal. Salah satu hormon tersebut adalah sekretin, yang sangat penting dalam pengendalian sekresi pankreas. Namun, sekretin menghambat sekresi lambung. Tiga hormon lain, yaitu glucose-dependent insulinotropic peptide (gastric inhibitory peptide), vasoactive intestinal polypeptide, dan somatostatin, juga memiliki efek ringan hingga sedang dalam menghambat sekresi lambung.

Tujuan faktor-faktor intestinal yang menghambat sekresi lambung kemungkinan adalah untuk memperlambat perjalanan kimus dari lambung ketika usus halus telah penuh atau sudah terlalu aktif. Bahkan, refleks penghambatan enterogastrik bersama hormon penghambat biasanya juga menurunkan motilitas lambung pada saat yang sama ketika menurunkan sekresi lambung, sebagaimana dibahas pada Bab 64.

Sekresi Lambung Selama Periode Interdigestif. Lambung menyekresikan beberapa mililiter cairan lambung setiap jam selama “periode interdigestif,” ketika sedikit atau tidak ada pencernaan yang berlangsung di saluran cerna. Sekresi yang terjadi biasanya hampir seluruhnya bertipe nonoksintik, terutama terdiri atas mukus dengan sedikit pepsin dan hampir tanpa asam.

Stimulus emosional dapat meningkatkan sekresi lambung interdigestif (yang sangat kaya pepsin dan asam) hingga 50 ml atau lebih per jam, dengan cara yang mirip seperti fase sefalik sekresi lambung yang merangsang sekresi pada awal makan. Peningkatan sekresi sebagai respons terhadap stimulus emosional ini dapat berkontribusi terhadap perkembangan ulkus peptikum, sebagaimana dibahas pada Bab 67.

Komposisi Kimia Gastrin dan Hormon Gastrointestinal Lain

Gastrin, kolesistokinin (CCK), dan sekretin semuanya merupakan polipeptida besar dengan berat molekul masing-masing sekitar 2000, 4200, dan 3400. Lima asam amino terminal pada rantai molekul gastrin dan CCK adalah sama. Aktivitas fungsional gastrin terletak pada empat asam amino terminal, sedangkan aktivitas CCK terletak pada delapan asam amino terminal. Semua asam amino pada molekul sekretin bersifat esensial.

Suatu gastrin sintetis, pentagastrin, tersusun atas empat asam amino terminal dari gastrin alami ditambah asam amino alanin, dan memiliki semua sifat fisiologis yang sama dengan gastrin alami.