Układ trawienny
„Długoterminowa” regulacja przyjmowania pokarmów zachodzi w okresie wzrostu, po chorobach, w trakcie ciąży, laktacji czy karmienia. Szczególną rolę przypisuje się leptynie uwalnianej przez adipocyty, i pobudzającej ośrodek sytości w podwzgórzu. Upośledzenie ekspresji genu ob (obesity) zmniejsza uwalnianie leptyny, natomiast brak receptorów dla leptyny w podwzgórzu (mutacja genu db – diabetes) upośledza reakcję na leptynę. Oba przypadki upośledzają mechanizm sytości.
Aktywność motoryczna i wydzielnicza układu trawiennego regulowana jest na drodze odruchowej przez włókna nerwów autnonmicznych (trzewne, krezkowe górne i dolne), lub przez hormony uwalniane z komórek serii APUD, działające na drodze endo-, para- lub autokrynnej.
Warstwy mięśniowe przewodu pokarmowego wykazują skurcze i zmiany napięcia podlegające kontroli przez: czynniki miogenne (śródścienne sploty mięśniowe), czynniki neurogenne (zewnętrzne nerwy autonomiczne), czynniki hormonalne, czynniki humoralne oraz podstawowy rytm elektryczny (BER).
BER rozpoczyna się wyłącznie w podłużnej (zewnętrznej) warstwie mięśniowej i wywołany jest rytmicznymi zmianami w transmembranowym transporcie jonów Na+. Wykazuje cykliczne wahania potencjału membranowego w kierunku de- i hiperpolaryzacji o zakresie 5-15mV. Źródłem BER są komórki śródmiąższowe Cajala (tzw. komórki „rozrusznikowe” o niestałym potencjale membranowym → powolna spoczynkowa depolarzyacja). Fale wolne wędrują z nich do innych komórek warstwy podłużnej przez koneksony i połączenia jonowo-metaboliczne. Dalej przechodzą do warstwy okrężnej (wewnętrznej). Częstotliwość BER u człowieka wynosi:
· w żołądku → 3 cykle/minutę (Hz); prędkość fali ok. 1cm/s
· w dwunastnicy → 12 Hz, w jelicie krętym → 8 Hz; prędkowść fali ok. 20cm/s
· w okrężnicy → 2-3 Hz (proksymalnie) do 6-9 Hz (dystalnie)
BER sam nie wywołuje skurczów, ale wyznacza ich częstotliwość, kierunek i siłę. Skurcze powstają tylko wówczas, gdy towarzysząca BER depolaryzacja osiągnie wartość szczytową, i pojawią się potencjały czynnościowe.
Siła skurczu zależy od chwilowego wzrostu przewodności błony miocytów dla Ca2+ (w mniejszym stopniu Na+), które wnikając do miocytu wywołują potencjał czynnościowy (potencjał spoczynkowy ~50mV). Do czynników wywołujących potencjał czynnościowy (czyli zwiększające przewodność błony) należą:
· czynniki mechaniczne (np. rozciąganie)
· neurotransmittery (acetylocholina, noradrenalina, substancja P)
· enterohormony (gastryna, cholecystokinina, motylina)
· lokalne czynniki humoralne (serotonina, histamina)
Podczas skurczu ufosforylowana miozyna reaguje z aktyną. Za fosforylację miozyny odpoiewdzialne są: jony wapnia (łączą się z kalmoduliną, który to kompleks rozkłada ATP fosforylując miozynę) i fosfolipaza C (aktywowana przez diacyloglicerol, powstający w cyklu miozytolo-fosfolipidowym).
Żucie jest regulowane odruchowo, przy czym ośrodek integrujący znajduje się w tworze siatkowatym pnia mózgu. Receptory żucia znajdują się w błonie śluzowej jamy ustnej i w mięśniach (proprioreceptory). Drogę dośrodkową stanowią włókna aferentne w nerwach czaszkowych V, IX i X, a drogę odśrodkową włókna efernetne w nerwach czaszkowych V, VII, IX i XII. Mięśnie uczestniczące w żuciu: m. skroniowy, żwaczowy i oba skrzydłowe.
W połykaniu wyróżniamy 3 fazy:
· faza ustna: jest aktem dowolnym, trwa ok. 0,3s. Pozostaje pod kontrolą okolic ruchowych kory mózgu (m. poprzeczny języka i m. bródkowow-językowy nadają językowi kształt łyżeczkowaty, na którym ułożony jest kęs. Następnie zostaje on przesunięty ku tyłowi jamy usytnej i wciśnięty przez język do cieśni gardła i dalej do części ustnej gardła). Przy przechodzeniu pokarmu przez cieśń podrażnienione receptory w błonie śluzowej podniebienia miękkiego, łuków podniebiennych, migdałków i nasady języka prowadzą do odruchowego skurczu mięśni gardła i krtani, i zamknięcia drogi powrotnej do jamy ustnej;
· faza gardłowa: zachodzi dzięki skurczom mm. zwieraczy gardła (górnych, środkowych i dolnych) z jednoczesnym rozkurczem zwieracza gardłowo-przełykowego (górny zwieracz przełyku UES → m. pierścienno-gardłowy). Skucze zwieraczy gardła tworzą falę perystaltyczną, wędrującą z szybkością ok. 5-10cm/s. Zwieracz gardłowo-przełykowy zamyka powrót do gardła po przejściu kęsa. Faza trwa ok. 1,5s i po niej otwierają się zamknięte wcześniej drogi do jamy nosowej, jamy ustnej i krtani;
· faza przełykowa: ma charakter odruchu wywołanego podrażnieniem receptorów jamy ustnej, gardła i przełyku. Impulsy aferentne biegną przez nerwy czaszkowe V, IX i X do ośrodka połykania (układ siatkowaty pnia mózgu), skąd impulsy eferentne do mm. gardła i przełyku biegną przez nerwy V, VII, IX, X i XII.
Ośrodek połykania może być pobudzany lub hamowany przez wyższe ośrodki nerwowe, co może sprawiać wrażenie, ze połykanie jest aktem dowolnym.
Wyróżnia się perystaltykę pierwotną, będącą kontynuacją fali perystaltycznej gardła, oraz perystaltykę wtórną, która może rozpoczynać się na dowolnej wysokości przełyku (jest następstwem zatrzymania się resztek pokarmowych w dowolnym odcinku przełyku, po przejściu perystaltyki pierwotnej).
W części przełyku nad rozworem przełykowym przepony panuje ciśnienie ujemne, a w części pod rozworem → dodatnie. Punkt, w którym następuje odwrócenie ciśnienia odpowiada przejściu przełyku przez rozwór, dzięki czemu pomiar ciśnienia umożliwia określenie tego miejsca.
Neurotransmitterami wywołującymi skurcz przełyku jest głównie acetylocholina i substancja P, a odpowiedzialne za rozkurcz są tlenek azotu (NO) i VIP.
Do mechanizmów zamykających wpust żołądka zaliczamy:
· toniczny skurcz dolnego zwieracza przełyku (LES)
· mechanizm zastawkowy między przełykiem a żołądkiem (kąt Hissa)
· ucisk przełyku przez odnogi przepony
· bierny ucisk ciśnienia śródbrzusznego na dolny, podprzeponowy odcinek przełyku.
Do czynników modyfikujących napięcie LES należą:
Achalazja → nadmierny skurcz LES
W żołądku podobne czynniki powodują skurcz, oprócz nn. współczulnych!
Ponadto, CCK nasila częstotliwość wyładowań potencj. czynnościowych wzmagając skurcze żołądka i jelit, ale hamuje opróżnianie żołądkowe w wyniku skurczu odźwiernika i rozkurczu cz. proksymalnej żołądka.
Żołądek unerwiony jest przez:
· włókna przywspółczulne nerwów błędnych, które tworzą synapsy z neuronami splotu Auerbacha i Meissnera. Neurony pozazwojowe mają charakter cholinergiczny (Ach), peptydergiczny (neuropeptydy: VIP, SP, GRP, somatostatyna) lub nitroergiczny (ATP, NO)
· pozazwojowe włókna współczulne ze splotu trzewnego, mające charakter adrenergiczny.
Proksymalna część żołądka pełni funkcję rezerwuaru, dystalna część natomiast służy do mieszania pokarmu z sokiem żołądkowym. Mieszanie to zacodzi dzięki propulsji (przesuwania pokarmu w kierunku dwunastnicy) i retropulsji („odrzut” w wyniku zamknięcia odżwiernika). Pojemność części proksumalnej wynosi ok. 1,5l choć w wyniku relaksacji adaptacyjnej (uwarunkowanej głównie przez włókna nitroergiczne) może wzrosnąć do ok. 6l. W miarę opróżniania napięcie żołądka ponownie się zwiększa (działanie acetylocholiny przez receptory muskarynowe typu M).
Podczas aktywności skurczowej żołądka wyróżniamy:
· fale I i II (rytmiczne, okrężne skurcze o częstotliwości 2-4/min, trwające 2-20s)
· fale III (skurcze toniczne, trwające ok. 1min.)
W okresie głodu wzrasta częstotliwość i amplituda skurczów związane z pobudzeniem nerwów błędnych i ośrodka głodu.
W okresie międzytrawiennym aktywność skurczowa dystalnej części żołądka jest słabo zaznaczona, ale można zaobserwować okresowo cykle mioelektryczne i motoryczne: międzytrawienne wędrujące kompleksy mioelektryczne lub motoryczne (MMC → migrating mioelectric or motor complex). Składają się z 4 faz. Całość trwa 90-110min.:
· faza I → trwa 45-60min, w zasadzie brak aktywności skurczowej;
· faza II → trwa 10-45 min, skurcze stopniowo narastają;
· faza III → największa częstotliwość i intensywność skurczów;
· faza IV → trwa ok. 5min, jest to stan przejściowy między fazami III i I.
Każdy cykl zaczyna się w połowie żołądka (w okolicy krzywizny większej – tzw. „rozrusznik” żołądka). Gdy jeden cykl kończy się w jelicie cienkim (wszystkie fazy dotyczą więc też jelita cienkiego) i przechodzi na jelito grube, kolejny cykl zaczyna się w żołądku.
MMC kontrolowany jest przez mechanizm „zegarowy” („oscylator”), prawdopodobnie umiejscowiony w śródściennych splotach nerwowych, i podlegający nadrzędnej modulacji. Pobudzająco działają nerwy błędne i niektóre enterohormony, szczególnie motylina. MMC jest natomiast hamowany po przyjęciu pokarmu (wpływ rozciągania żoładka i hormonów wydzielanych po posiłku tłuszczowym: sekretyny i CCK, oraz wydzielanej po posiłku białkowym gastryny).
Przez określenie „wydzielnicze komponenty MMC” rozumiemy wzrost wydzielania żołądkowego, trzustkowego i żółci, towarzyszące fazie III.
Opróżnianie żołądka jest wynikiem współdziałania żołądka, zwieracza odżwiernika i dwunastnicy (gradient ciśnienia). Zwiększony transport zawartości żołądka do dwunastnicy zwalnia dalsze jego opróżnianie, z powodu podrażnienia receptorów błony sluzowej oraz uwalniania hormonów jelitowych w dwunastnicy. Wyróżniamy receptory wrażliwe na jony H+ (spadek pH), kwasy tłuszczowe (hydroliza tłuszczy) i roztwory hiperosmolarne (rozpad skrobii do cukrów prostych). Mechanizmy odpoweidzialne za spowolnienie opróżniania pod wpływem podrażnienia tych receptorów obejmują odruchy dwunastniczo-żołądkowe nerwowe i śródścienne, oraz hormony żołądkowo-jelitowe (sekretyna, CCK, glukagon, GIP → żołądkowy peptyd hamujący).
Jelito cienkie unerwione jest przez:
· włókna przedzwojowe przywspółczulne nerwów błędnych;
· włókna zazwojowe współczulne ze splotu trzewnego i krezkowego górnego;
· sploty śródścienne towrzące jelitowy układ nerwowy (ENS) zwany „mózgiem jelitowym”.
Obok klasycznych włókien cholinergicznych i adrenergicznych, układ autonomiczny jelit zawiera również włókna purinergiczne, peptydergiczne i nitroergiczne → tak jak żołądek.
W jelicie cienkim wystepują 2 rodzaje skurczów:
· odcinkowe, zwane również segmentowymi, wahadłowymi lub niepropulsywnymi, odpowiedzialne są za mieszanie miazgi pokarmowej z sokami trawiennymi, i wywołane są skurczami warstwy okrężnej błony mięśniowej;
· perystaltyczne, zwane również robaczkowymi lub propulsywnymi, rozpoczynające się skurczem warstwy podłużnej, przechodzącym na warstwę okrężną. Skurczowi temu towarzyszy obwodowe rozszerzenie jelita → relaksacja „receptywna”
Skurcze odcinkowe maja charakter wyłącznie miogenny, podczas gdy skurcze perystaltyczne są wynikiem śródściennego odruchu perystaltycznego (z receptorów impulsy biegną neuronami dwubiegunowymi splotu Meissnera do neuronów motorycznych splotu Auerbacha, prowadząc do skurczu najpierw warstwy podłużnej, potem okrężnej).
Zewnętrzne nerwy autonomiczne pośredniczą w długich odruchach trzewnych, takich jak:
· odruch żołądkowo-jelitowy (pobudzający perystaltykę)
· odruch jelitowo-żołądkowy (hamujący motorykę żołądka)
· odruch jelitowo-jelitowy (po uszkodzeniu jelita → zahamowanie ruchów robaczkowych).
Drogi do- i odśrodkowe wszystkich odruchów biegną we włóknach współczulnych
Do rozluźnienia zwieracza krętniczo-kątniczego dochodzi po posiłku, w wyniku rozciągnięcia żołądka, wzmożonej perystaltyki, oraz działania gastryny.
Wymioty (emesis) są wynikiem gwałtownych skurczów antyperystaltycznych jelit, żołądka i przełyku. Ośrodek wymiotny znajduje się w opuszce rdzenia (pole najdalsze → area postrema). Receptory znajdują się w przewodzie pokarmowym (szczególnie błona śluzowa gardła), oraz w aparacie przedsionkowym (choroba morska). Długotrwałe wymioty prowadzą do odwodnienia, nagromadzenia we krwi ciał ketonowych oraz utraty H+ i K+, wywołując alkalozę i hipokaliemię.
Jelito grube unerwione jest przez:
...
madusiaX