Vorming en secretie van speeksel

Transcriptie

1 7 Vorming en secretie van speeksel E.C.I. Veerman en A.J.M. Ligtenberg.1 Inleiding Speekselklieren 8.1. Histologie 8. Speekselsecretie Globaal overzicht 11.. Synthese en secretie van eiwitten 1..3 Secretie van water en ionen 1..4 Moleculaire details van het ionen- en watertransport 1..5 Aquaporines: watertransporterende eiwitten 14.3 Veranderingen tijdens de passage door het afvoerkanaal Acinaire vloeistof (primair speeksel) Veranderingen in het afvoerkanaal Secretiesnelheid en elektrolytconcentraties Fysiologische betekenis van veranderingen in de speekselsamenstelling 16.4 Regulatie van het secretieproces Neuronale regulatie van de speekselsecretie Anatomische lokalisatie van sympathische en parasympathische centra Signaaloverdracht tussen zenuwcellen en speekselkliercellen Cellulaire processen na sympathische signaaloverdracht Cellulaire processen na parasympathische prikkeling 19.5 Concluderende opmerkingen 19 Literatuur 1 E.C.I. Veerman, A. Vissink (Red.), Speeksel en speekselklieren, DOI / _, 014 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer Media BV

2 8 Hoofdstuk Vorming en secretie van speeksel.1 Inleiding Speeksel speelt een zeer belangrijke rol bij de bescherming van de tanden en slijmvliezen. Dit komt vooral tot uiting wanneer de vorming en secretie van speeksel zijn verstoord. Onder die omstandigheden neemt de kans op het ontstaan van tandcariës en infecties van de orale mucosa sterk toe. Het gebit van patiënten bij wie de speekselklieren niet meer werken, kan binnen enkele maanden volledig te gronde gaan, tenzij uitgebreide preventieve maatregelen worden genomen. Bovendien ontwikkelt zich bij deze patiënten vaak candidiasis, ook wel bekend als spruw of mondbranden, een schimmelinfectie die wordt veroorzaakt door Candida albicans. Gebrek aan speeksel leidt ook tot problemen bij spreken, kauwen en slikken. Om de oorzaak van een verstoorde speekselsecretie te kunnen begrijpen, is het noodzakelijk inzicht te hebben in de processen die plaatsvinden in de speekselklieren. In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de anatomie van de speekselklieren, de processen die ten grondslag liggen aan de productie en secretie van speeksel, en de neuronale regulatie van deze processen..1.1 Speekselklieren Anatomie Speeksel, gedefinieerd als de vloeistof die wordt uitgescheiden door de speekselklieren, is afkomstig uit drie paar grote speekselklieren, de gl. submandibulares, de gl. parotis en de gl. sublinguales en een groot aantal kleine speekselkliertjes. De mondvloeistof bevat daarnaast bestanddelen die afkomstig zijn uit de creviculaire vloeistof, het dieet en de mondflora. Alleen speeksel van personen die edentaat zijn of van personen met een extreem goede mondhygiëne bevat vrijwel geen creviculaire vloeistof. De eiwitsamenstelling van de creviculaire vloeistof lijkt op die van plasma. Wanneer het aandeel creviculaire vloeistof verhoogd is, bijvoorbeeld bij ontstoken tandvlees, zien we in de mondvloeistof dan ook een toename van plasma-eiwitten, zoals albumine en immuunglobulinen. De grootste bijdragen aan speeksel leveren drie paar grote speekselklieren: 55 de oorspeekselklieren (gl. parotis); 55 de onderkaakspeekselklieren (gl. submandibulares); 55 de speekselklieren onder de tong (gl. sublinguales). De ligging van deze speekselklieren is weergegeven in. figuur.1. Verder zijn zeer veel kleine accessoire speekselklieren aanwezig in de mucosa van de tong (linguale speekselklieren), de wangen (buccale speekselklieren), de lippen (labiale speekselklieren) en het verhemelte (palatinale speekselklieren). Het totale aantal accessoire speekselklieren wordt geschat op Figuur. toont de ligging van de speekselkliertjes in het verhemelte. Speekselklieren worden geclassificeerd op basis van het speeksel dat ze uitscheiden. De parotisklieren en de speekselkliertjes op de tong zijn sereuze klieren. Dit zijn klieren die speeksel uitscheiden met een waterige consistentie. Mukeuze speekselklieren, zoals de gl. sublingualis en de labiale speekselkliertjes,. Figuur.1 De ligging van de drie grote speekselklieren van de mens: 1 oorspeekselklier (gl. parotis), onderkaakspeekselklier (gl. submandibularis) en 3 ondertongspeekselklier (gl. sublingualis) (naar: F.H. Netter, Digestive System, 1966). scheiden speeksel uit dat rijk is aan mucinen, zeer grote, sterk geglycosyleerde eiwitten, die de vloeistof een slijmerig, viskeus karakter geven. De gl. submandibularis is een voorbeeld van een seromukeuze klier. Deze bevat sereuze acini, (ongeveer 90% van de klier) en mukeuze acini. De viscositeit van submandibularisspeeksel ligt tussen die van parotis- en sublinguaal speeksel in. In. tabel.1 zijn de kenmerken van de verschillende soorten speekselklieren samengevat..1. Histologie Speekselklieren zijn opgebouwd uit lobben met de volgende compartimenten: klierbesjes (acini), schakelstukjes (intercalated ducts, ID), gestreepte afvoerkanalen (striated ducts, SD), en de grote afvoerkanalen (excretory ducts, ED), zie. figuur.3 en. figuur.4. In. figuur.5 is het histologische verschil tussen humane parotis-, submandibulaire en subliguale speekselklieren goed te zien. De gl. parotis bevat alleen sereuze acini, terwijl de gl. submandibularis voor 90% bestaat uit sereuze acini met daarin verspreid clusters van mukeuze acini. De gl. sublingualis bevat voornamelijk mukeuze acini, die enige sereuze cellen bevatten, de zogenoemde halvemaancellen. Deze zijn in weefselcoupes zichtbaar als een kap of halve maan die boven op de mukeuze acinus ligt (zie intermezzo.1). De acini en de afvoerkanaalcellen zijn aan de basale zijde omgeven door myo-epitheelcellen. Deze kunnen contraheren, zodat speeksel sneller door de afvoerkanalen in de mondholte gestuwd wordt (. figuur.6). Deze contractie is soms voelbaar in de oorspeekselklier, wanneer we

3 .1 Inleiding 9. Figuur.3 Scanningelektronenmicroscopische opname van een secretie-eenheid van de gl. submandibularis van de rat: A = acinus; ID = intercalated duct (Brocco en Tamarin, Anat. Rec. 1979;194:445-60). schakelstukjes. Figuur. Anatomische ligging van de vele palatinale speekselkliertjes. Zij secreteren seromukeus speeksel. 1 hard palatum, palatinale speekselklieren, 3 zacht palatum (naar: F.H. Netter, Digestive System, 1966).. Tabel.1 Indeling van de speekselklieren naar hun secretoire celtypen. speekselklieren type gewicht per klier gl. parotis sereus 14-8 g gl. submandibularis seromukeus 7-15 g gl. sublingualis mukeus 3 g aantal afvoerbuizen met een secretoire functie gestreepte afvoerkanalen palatinale seromukeus < 10 mg labiale mukeus buccale seromukeus. Figuur.4 Tekening van een lengtedoorsnede van de verschillende compartimenten van een speekselklier en dwarsdoorsneden van de verschillende compartimenten. linguale (tong) (Von Ebner) accessoire speekselklieren sereus/mukeus bijvoorbeeld iets proeven dat extreem zuur is. Vanuit de verschillende lobben van de speekselklier voegen de gestreepte afvoerkanalen zich samen tot grotere interlobulaire afvoerkanalen, die uitmonden in een grote afvoergang. De afvoergang van de gl. parotis, de ductus van Stensen genoemd, heeft een lengte van circa 5 cm. De afvoergang van de gl. submandibularis, de ductus van Wharton, heeft een lengte van 4-5 cm en een doorsnee van ongeveer 1,8 mm. De afvoergang van de gl. sublingualis (de ductus van Bartholin) mondt bij veel mensen uit in de afvoergang van de gl. submandibularis. Behalve deze hoofdafvoergang heeft de gl. sublingualis een aantal kleine afvoergangen die rechtstreeks in de mucosa van de mondbodem uitmonden. Deze kleine afvoergangen worden de ducti van Rivinus genoemd.

4 10 Hoofdstuk Vorming en secretie van speeksel. Figuur.5 Histologische coupes van de humane gl. parotis (a), gl. submandibularis (b) en gl. sublingualis (c). De gl. parotis bevat alleen sereuze acini. In de gl. submandibularis is het merendeel van de acini sereus (90%), met verspreide clusters van mukeuze acini (10%). De gl. sublingualis bevat voornamelijk mukeuze acini. De sereuze halvemaancellen (Eng.: demilune cells) zijn als een kap aanwezig op de mukeuze acini (met dank aan dr. J.E. van der Wal).. Figuur.6 Myo-epitheelcellen vormen een mandje rondom secretie-eenheden, zoals getoond voor de gl. sublingualis van ratten. De acinaire en ductale cellen zijn omgeven door uitlopers van myo-epitheelcellen. Deze kunnen contraheren, en stuwen speeksel naar de mondholte (Murakami et al., Archs Oral Biol. 1991;36:511-17). a sereuze halvemaancel mukeuze cel sereuze cel b schakelstukjes. Figuur.7 Effect van fixeren op de positie van sereuze cellen in mukeuze acini. a) Snelle fixatie waarbij de oorspronkelijke morfologie bewaard blijft. b) Conventionele fixatie, waarbij mukeuze cellen opzwellen en sereuze cellen uit de acinus worden gedrukt. Intermezzo.1 Halvemaancellen: een fixatieartefact Histologische coupes van mukeuze acini van de gl. submandibularis en de gl. sublingualis laten sereuze cellen zien die als een halve maan boven op de mukeuze cellen liggen (demilune cells), en geen contact hebben met het lumen (. figuur.5). Opvallend is dat de kernen in de mukeuze cellen afgeplat tegen het basale membraan liggen. De halvemaancellen en afgeplatte kernen zijn waarschijnlijk fixatieartefacten (. figuur.7). Wanneer coupes worden gefixeerd met een techniek die de membranen

5 . Speekselsecretie 11. Figuur.8 a) Gl. sublingualis van muizen ( 500): mukeuze acini zijn gevuld met lichtgekleurde secretieblaasjes; SD-cellen (Eng.: striated-ductcellen) bevatten geen secretieblaasjes. b) Gl. submandibularis van muizen ( 500): de acini bevatten lichtgekleurde (seromuceuze) en de GCT-cellen (Eng.: granular convoluted tubules) bevatten donkergekleurde (sereuze) secretieblaasjes. intact laat, zitten sereuze en mukeuze cellen naast elkaar in één acinus rondom het lumen en zijn geen halvemaancellen te zien. De mucinen zijn dan compact opgeslagen in secretiegranula in het cytoplasma. Het afwijkende beeld in de standaard gefixeerde coupes wordt veroorzaakt doordat bij het fixeren mucinebevattende secretiegranula stukgaan, waardoor mucinen vrijkomen in het cytoplasma en zich ontvouwen. Mucinen nemen veel ruimte in beslag en trekken bovendien water aan. Cellen die mucinen in het cytoplasma hebben zwellen op en drukken sereuze cellen, die geen mucinen bevatten, uit de acinus weg. Deze sereuze cellen komen als een halvemaanvormige kap boven op de acinus te liggen. Speekseleiwitten worden gesynthetiseerd in de secretoire cellen, die in groepen tot acini gerangschikt zijn rond een centrale holte (lumen), waaraan ze hun secretieproducten afgeven. figuur.8). De secretieproducten (eiwitten en anorganische verbindingen) zijn in de acinaire cellen opgeslagen in blaasjes die door een membraan omsloten zijn, de zogenoemde secretieblaasjes. De ID-cellen van de gl. submandibularis bevatten ook een klein aantal secretieblaasjes. De secretieblaasjes zijn geconcentreerd in het apicale gedeelte van de cel, dat aan het lumen grenst. figuur.9). Met behulp van scanningelektronenmicroscopie is aangetoond dat in rust de secretieblaasjes een acinaire cel bijna geheel opvullen (. figuur.10).. Speekselsecretie..1 Globaal overzicht Bij speekselsecretie kunnen twee processen worden onderscheiden: de secretie van eiwitten en de secretie van vloeistof met daarin opgeloste ionen. Deze processen vinden gelijktijdig plaats, maar verlopen via verschillende routes en worden. Figuur.9 Scanningelektronenmicroscopische opname van een seromukeuze acinus van de gl. submandibularis van ratten, gevuld met secretieblaasjes (Espinal et al., Acta Anat. 1983;117:15-0). op verschillende manieren neuronaal gereguleerd, zodat hun individuele bijdrage kan wisselen. Vrijwel alle speekselklieren zijn dubbel geïnnerveerd; dat wil zeggen, dat elke individuele cel wordt aangestuurd door zowel sympathische als parasympathische zenuwbanen, elk met hun eigen signaalmoleculen (zie 7 par..4). Sympathische activatie stimuleert vooral de secretie van eiwitten, parasympathische activatie vooral die van water en ionen. Op sympathische activatie reageert een cel door blaasjes die secretie-eiwitten bevatten naar het apicale membraan te transporteren. Ze versmelten hiermee, zodat hun inhoud, voornamelijk bestaande uit eiwitten en een beetje vloeistof, vrijkomt buiten de cel in het lumen. Dit proces wordt exocytose genoemd. De eiwitten die bestemd zijn voor secretie zijn dus al gesynthetiseerd en liggen in secretieblaasjes opgeslagen, klaar voor secretie. Het secretieproces is een energieconsumerend proces. De benodigde energie wordt verkregen uit de afbraak van intracellulair opgeslagen glycogeen. Wanneer een speekselkliercel geprikkeld wordt door parasympathische signaalmoleculen, reageert deze door ionen naar

6 1 Hoofdstuk Vorming en secretie van speeksel. Figuur.10 a) Geïsoleerde secretieblaasjes uit de seromukeuze acini van de gl. submandibularis van muizen; deze bevatten onder andere mucinen als draadvormige structuren ( ). b) Geïsoleerde secretiegranules uit de sereuze acini van de gl. parotis van muizen; deze zijn egaal zwart gekleurd onder de elektronenmicroscoop, doordat ze rijk zijn aan eiwitten zoals α-amylase en prolinerijke eiwitten (PRP s). het lumen te transporteren. Gelijktijdig stroomt vanuit de ruimte tussen de cellen vloeistof naar het lumen... Synthese en secretie van eiwitten De synthese van secretie-eiwitten vindt plaats op ribosomen die gebonden zijn aan het ruwe endoplasmatische reticulum (ER), een door membranen omsloten netwerk van kanaaltjes. De N- terminus van de eiwitten, die het eerst wordt gesynthetiseerd, bevat een signaalsequentie van ongeveer 0 aminozuren. Deze wordt herkend door de transporteiwitten op het ER, die vervolgens de groeiende eiwitketen het endoplasmatisch reticulum binnensluizen. Via de kanalen van het endoplasmatisch reticulum worden de eiwitten naar het golgiapparaat getransporteerd. Tijdens dit transport kan de eiwitketen nog chemisch gemodificeerd worden, onder meer door aanhechting van suikerketens, fosfaat- en/of sulfaatgroepen. Ten slotte worden secretieeiwitten verzameld in grote vacuolen, waarna ze in het apicale deel van de cel worden geconcentreerd in rijpe secretieblaasjes (. figuur.11). Na zenuwprikkeling versmelten de blaasjes met het celmembraan, waardoor de inhoud in het lumen wordt uitgescheiden (. figuur.1)...3 Secretie van water en ionen Cellen zijn niet in staat rechtstreeks water naar buiten te pompen, maar doen dit indirect door eerst ionen de cel uit te pompen. Door het osmotisch drukverschil dat hierdoor ontstaat, wordt water de cel uit getransporteerd. In de secretie van water door speekselklieren worden verschillende fasen onderscheiden: 1. Actief transport van Cl -ionen vanuit de weefselvloeistof de cel in. Gevolg is dat in rust de concentratie van Cl -ionen binnen de cel hoger is dan buiten de cel.. Na prikkeling gaan Cl -kanalen aan de apicale kant van de cel open. Cl -ionen diffunderen passief (met de gradiënt mee) het lumen in. De concentratie Cl -ionen in het lumen is dan hoger dan in de interstitiële vloeistof. Verder is er nu in het lumen een overschot aan negatieve lading. Er ontstaat dus zowel een osmotisch drukverschil als een elektrisch potentiaalverschil tussen het interstitium en het lumen. 3. De osmotische en elektrische potentiaalverschillen drijven het transport van respectievelijk water en -ionen uit het interstitium naar het lumen. In. figuur.13 staat een schematisch overzicht van deze processen. In de volgende paragrafen volgt een gedetailleerde behandeling...4 Moleculaire details van het ionen- en watertransport 1. Cl -transport vanuit de interstitiële vloeistof naar de cel. In het basolaterale membraan van acinaire cellen bevinden zich eiwitten die -ionen uitwisselen tegen K + -ionen, de zogenoemde -/K + -exchangers. Deze eiwitten pompen -ionen de cel uit en K + -ionen de cel in. Dit is een actief, ATP-gedreven, transport dat leidt tot de vorming van een binnenwaarts gerichte gradiënt van -ionen. Chloride transportsystemen gebruiken deze gradiënt om Cl -ionen de cel in te transporteren. Het belangrijkste transportsysteem voor Cl is de / K + -cotransporter. Dit eiwit transporteert -, K + - en Cl -ionen de cel in, met als drijvende kracht de binnenwaarts

7 . Speekselsecretie 13 camp 1 regulatoire unit proteïne kinase A katalytische unit? 3 kern. Figuur.11 Secretie van eiwitten door de acinaire cel na adrenerge prikkeling.. Figuur.1 Versmelting van een secretieblaasje met het plasmamembraan bij exocytose. gerichte -gradiënt. Eindresultaat is dat Cl en K + ophopen in de speekselkliercel. Het resultaat van deze transportprocessen is dat de Cl -concentratie in een niet-secreterende cel vijf keer hoger is dan in de omringende weefselvloeistof.. Cl -transport uit de cel naar het lumen. Parasympathische prikkeling van de acinaire cel resulteert in het openzetten van Cl -kanalen aan de luminale kant van de cel. Cl -ionen diffunderen met de concentratiegradiënt mee door de Cl -kanalen heen, het lumen in. Om te voorkomen dat er een netto-overschot aan positieve lading in de cel ontstaat, gaan tegelijkertijd K + -kanalen aan de basolaterale (weefsel)kant van de cel open. Hierdoor stromen K + -ionen naar buiten, naar de interstitiële weefselvloeistof. Eindresultaat is dat Cl - en K + -ionen de cel uitstromen en de intracellulaire concentraties van Cl - en K + -ionen dalen. Doordat Cl en K + in verschillende compartimenten (respectievelijk lumen en interstitiële vloeistof) worden afgegeven, ontstaat tussen deze gebieden een elektrisch potentiaalverschil. Onder invloed van dit potentiaalverschil stromen -ionen vanuit de interstitiële vloeistof naar het lumen. Net als Cl wordt ook (bicarbonaat) de cel binnengepompt, en bij parasympathische prikkeling aan de luminale kant uitgescheiden. De details van dit proces zijn nog niet bekend. -secretie is ook een drijvende kracht voor watersecretie.

8 14 Hoofdstuk Vorming en secretie van speeksel water weefsel 1 K + 3 Cl - K + ATP ADP K + Cl - Ca + 3 water Cl - lumen. Figuur.13 Vloeistoftransport door de acinaire cel na cholinerge prikkeling. 1 Actieve uitwisseling van tegen K +, wat leidt tot de vorming van een binnenwaarts gerichte gradiënt van -ionen. Chloride transportsystemen gebruiken deze gradiënt om Cl - -ionen de cel in te transporteren. Cel wordt hypertoon ten opzichte van de weefselvloeistof. 3 Cholinerge prikkeling leidt tot toename van de Ca + -concentratie in het cytoplasma. Onder invloed van Ca + openen Cl - -transportkanalen zich aan de lumenzijde en K + -kanalen aan de basale zijde. Cl - en K + stromen de cel uit (passieve diffusie). Onder invloed van het potentiaalverschil bewegen -ionen transcellulair naar het lumen. Dit wordt hypertoon ten opzichte van de weefselvloeistof. Onder invloed van de osmotische gradiënt beweegt water uit de weefselvloeistof naar het lumen. De concentratie van ionen in het lumen is nu hoger dan in de cel en de weefselvloeistof. 3. Watertransport naar het lumen. Door het verschil in ionenconcentratie tussen het lumen en de weefselvloeistof ontstaat een osmotisch drukverschil tussen deze compartimenten. Onder invloed hiervan beweegt water vanuit de weefselvloeistof langs en door de cellen naar het lumen. Het eindproduct is primair speeksel, een vloeistof waarvan de -, K + - en Cl -concentraties vergelijkbaar zijn met die van weefselvloeistof of plasma. Cruciaal voor dit proces is dat watermoleculen de epitheliale barrière kunnen oversteken. Dit gebeurt via twee routes: paracellulair, langs de cellen, en transcellulair, door de cel heen. Het celmembraan bevat aan de basale en apicale zijde van de cel specifieke waterdoorlatende eiwitten (aquaporines). Het transcellulaire watertransport wordt verzorgd door de aquaporines. Intermezzo. Transport van calcium en fosfaat door de acinaire cel Calciumionen spelen niet alleen een sleutelrol als intracellulaire signaalstof bij de secretie van vloeistof, samen met fosfaat zijn ze in speeksel van wezenlijk belang voor de remineralisatie van het gebit. Hoewel tandmineraal slecht oplosbaar in water is, zou het op den duur toch oplossen als speeksel geen calcium- en fosfaationen zou bevatten. Behalve -, K + - en Cl - -ionen scheiden de speekselklieren ook Ca + - en fosfaationen uit (. figuur.14). Ca + -ionen worden via een calciumtransporteiwit actief uit de cel in het lumen getransporteerd (3). In eerste instantie worden de Ca + - ionen in het cytoplasma aangevuld uit de intracellulaire opslagplaatsen zoals het endoplasmatisch reticulum (). Deze worden op hun beurt weer bijgevuld door Ca + -influx over het basolaterale membraan (1). Ca + -ionen worden dus over de cel getransporteerd, terwijl de Ca + -concentratie in het cytoplasma laag blijft. Op deze manier worden geen Ca + afhankelijke signaalprocessen geactiveerd. De Ca + - concentratie in speeksel is vergelijkbaar met die in bloed. De fosfaatconcentratie in speeksel is daarentegen vele malen hoger dan die in bloed. Fosfaationen worden actief in de cel getransporteerd tegen de concentratiegradiënt in (4). Secretie van fosfaationen uit de cel gebeurt door passief transport (5)...5 Aquaporines: watertransporterende eiwitten Biologische membranen zijn slecht doorlaatbaar voor watermoleculen en hydrofiele verbindingen zoals ionen. Toch blijken van een aantal cellen de membranen goed doorlaatbaar voor water. Dit komt door de aanwezigheid van aquaporines, membraaneiwitten die specifiek water doorlaten. Aquaporines komen in tal van organen voor, onder andere de nieren, het oog, en de longen. Er bestaan minstens 10 isovormen, die vaak specifiek zijn voor een bepaald celtype. In het apicale membraan van de acinaire speekselkliercellen zit aquaporine-5 (AQP5). AQP5 faciliteert vooral het snelle watertransport dat optreedt wanneer de secretie door

9 .3 Veranderingen tijdens de passage door het afvoerkanaal 15 weefsel lumen. Tabel. Vergelijking van ionen- en eiwitsamenstelling van plasma, acinaire secretievloeistof en mondvloeistof. Ca + 1 Ca+ ATP ADP Ca component bloedplasma acinaire cellen acinaire secretievloeistof mondvloeistof (mm) ± 35 K + (mm) ± 13 Ca + (mm) 1, ,6 ± 1 Pi Cl (mm) ± 8 (mm) eiwit (mg/ml) 70?? 1- ATP ADP 4 Bron: naar Schneyer et al., Physiol. Rev. 197;5:70.. Figuur.14 Voorgesteld mechanisme van Ca + - en fosfaattransport door de acinaire cel. bijvoorbeeld een smaakprikkel wordt gestimuleerd. Wanneer het AQP5-gen in muizen wordt uitgeschakeld, neemt de gestimuleerde speekselsecretie met 60% af. Dit suggereert dat watertransport via AQP5 vooral optreedt wanneer de speekselsecretie wordt gestimuleerd. In rust is de AQP-onafhankelijke route blijkbaar snel genoeg. Opvallend is verder dat de inbouw van aquaporines hoger is bij jongeren dan bij ouderen en diabetespatiënten..3 Veranderingen tijdens de passage door het afvoerkanaal.3.1 Acinaire vloeistof (primair speeksel) Pi De vloeistof die door de acinaire cellen is uitgescheiden in het lumen wordt primair speeksel genoemd. De ionensamenstelling van primair speeksel lijkt sterk op die van plasma. Ze wordt gekenmerkt door een hoge - en Cl -concentratie en een lage K + -concentratie (. tabel.). Primair speeksel is vrijwel isotoon met plasma. Bij de passage door de afvoerkanalen treden grote veranderingen op in de ionensamenstelling, doordat de ductale cellen actief ionen opnemen. Omdat membranen van ductale cellen vrijwel ondoorlaatbaar zijn voor water, kan niet tegelijkertijd (osmotisch-gedreven) resorptie van water optreden. Door de resorptie van ionen in de afvoerkanalen is speeksel, zoals dat uiteindelijk in de mond komt, een hypotone vloeistof. Een ander gevolg is dat de ionensamenstelling van speeksel varieert met de secretiesnelheid. Bij een lage secretiesnelheid is de verblijftijd in de afvoerkanalen lang, zodat veel resorptie optreedt. Bij een hoge secretiesnelheid is de verblijftijd in de kanalen veel korter, zodat minder resorptie optreedt. De ionenconcentraties tussen in rust opgevangen speeksel en gestimuleerd opgevangen speeksel verschillen daarom aanzienlijk (. figuur.15)..3. Veranderingen in het afvoerkanaal Bij een lage speekselsecretiesnelheid worden vooral - en Cl -ionen zeer sterk geresorbeerd, de concentraties daarvan dalen respectievelijk van ongeveer 140 naar mm en van 110 naar 5 mm (. figuur.15). -ionen worden in absolute zin wat minder geresorbeerd, de concentratie daalt van ongeveer 4 naar ongeveer mm. De Ca + - en fosfaatgehaltes blijven tamelijk constant. Als gevolg van al deze secundaire veranderingen is mondvloeistof sterk hypotoon ten opzichte van bloedplasma (. tabel.). Behalve ionen kunnen ook eiwitten worden gesecreteerd door de ductuscellen. In knaagdieren worden bijvoorbeeld de groeifactoren EGF en NGF gesecreteerd door de GCTcellen en kallikreïne door SD-cellen..3.3 Secretiesnelheid en elektrolytconcentraties. Figuur.16 toont het effect van de secretiesnelheid op de samenstelling van parotisspeeksel. De concentraties van - en -ionen nemen nagenoeg evenredig toe met de secretiesnelheid. De Cl -concentratie daalt bij lage secretiesnelheden en stijgt weer bij verdere toename van de secretiesnelheid. Als gevolg hiervan variëren de concentraties van deze ionen meer dan tienvoudig, afhankelijk van de mate van stimulatie. De K + -, Ca + -, Mg + - en de fosfaatconcentratie dalen tot een laag niveau en blijven op dat niveau, ook bij hoge secretiesnelheden.. Figuur.17 laat zien dat de eiwitconcentratie in humaan parotisspeeksel aanvankelijk met toenemende secretiesnelheid sterk afneemt. Bij verdere toename in de secretiesnelheid blijft deze nagenoeg constant. De output van eiwit, dit is de totale hoeveelheid eiwit die per minuut wordt gesecreteerd, neemt dus bij hogere secretiesnelheden recht evenredig toe met de secretiesnelheid. Ook de mucineconcentratie in submandibularisspeeksel neemt aanvankelijk af met de secretiesnelheid van 100 tot 40 µg/ml, en blijft daarna constant (. figuur.18). Bij hogere secretiesnelheden neemt de output van mucine dus rechtevenredig toe met de secretiesnelheid.

10 16 Hoofdstuk Vorming en secretie van speeksel lumen mm K Cl Cl 0 K + K + Cl uitgang 0,5 1,0 1,5 secretiesnelheid (ml/min). Figuur.16 Effect van secretiesnelheid op de ionensamenstelling van parotisspeeksel (naar: Ferguson et al., Archs Oral Biol. 1973;18: ). P Ca Mg... K Cl µg eiwit/ml ( ) µg eiwit/min (---). Figuur.15 Secretie en resorptie van enkele elektrolyten in een secretoire eenheid van de speekselklier. Tijdens het transport van het primaire speeksel van de acinus naar de mondholte worden ionen onttrokken c.q. uitgescheiden door de ductcellen Fysiologische betekenis van veranderingen in de speekselsamenstelling De -concentratie, ph en het zuurneutraliserend vermogen (buffercapaciteit) van ongestimuleerd speeksel is relatief laag. De ph van parotisspeeksel dat ongestimuleerd is opgevangen, kan zelfs een waarde van 6,0 hebben. In rust zijn de parotisklieren weinig actief en dragen ze in kwantitatieve zin weinig bij aan het zuurneutraliserend vermogen van totaalspeeksel. Bovendien heeft parotisspeeksel dat in rust wordt gesecreteerd een lage ph en lage buffercapaciteit. De ph van gecombineerd opgevangen submandibularis- en sublingualisspeeksel is minder afhankelijk van de secretiesnelheid dan die van parotisspeeksel. Dit komt mogelijk omdat de afvoerkanalen van met name de gl. sublinguales korter zijn, waardoor minder resorptie kan optreden. In rusttoestand draagt in totaalspeeksel voor ongeveer 50% bij aan de buffercapaciteit. In de slaap bestaat de mondvloeistof voornamelijk uit submandibularisspeeksel. Doordat ook de gl. sublingualis blijft secreteren is de mucineconcentratie in speeksel gedurende de nacht hoog. De hoeveelheid vloeistof die de gl. sublingualis secreteert is weliswaar klein, maar deze heeft een zeer hoge mucineconcentratie. Opmerkelijk is dat ondanks een zeer lage secretiesnelheid van 0,01 ml/min, de ph van sublingualisspeeksel relatief hoog is, gemiddeld 7,3, variërend van ph 6,9 tot 7, ,5 0,5 0,75 1,0 secretiesnelheid (ml/min) 400. Figuur.17 Relatie tussen de secretiesnelheid en de eiwitconcentratie (µg/ml) en gesecreteerde hoeveelheid eiwit per tijdseenheid (µg/min) van humaan parotisspeeksel. Bij hogere secretiesnelheid nemen de eiwit- en mucineconcentratie in speeksel af, doordat ze meer verdund worden. In absolute zin neemt de output echter toe (. figuur.17 en. figuur.18). Dit draagt bij aan de bescherming van orale weefsels tegen zuurinwerking en microbiële kolonisatie. Overdag in rust zijn voornamelijk de gl. submandibularis en de gl. sublingualis actief. Het gecombineerde secreet is rijk aan mucinen, die een rol spelen bij de lubricatie en bescherming van de harde en zachte weefsels in de mond (zie 7 H. 7).

11