医学生理学/胃肠生理学/胃肠功能原理
肠道受自身的神经系统(肠神经系统)以及副交感神经和交感神经的控制。
胃肠系统拥有自己的神经系统,即肠神经系统,约有1亿个细胞,与脊髓的数量相同!这个神经系统完全位于肠道内,可以独立于中枢神经系统和自主神经系统运作。从任何动物身上移除的肠道都能进行有节奏的收缩。它从食道开始,沿整个肠道一直延伸到肛门。
它由两个神经丛组成,即粘膜下神经丛,位于粘膜肌层附近,以及肌间神经丛,位于环形肌层和纵行肌层之间。这两个神经丛相互连接。
肌间神经丛主要以纵向神经元链的形式组织。当受到刺激时,这个神经丛会增加肠道的张力,以及收缩的速度和强度。这个神经丛与整个肠道的运动有关。抑制肌间神经系统有助于松弛括约肌。
粘膜下神经丛更多地参与局部情况,控制局部分泌、吸收以及局部肌肉运动。
粘膜和上皮细胞也具有感觉神经末梢,将信号传送到肠神经丛的两层,并向交感神经节前神经节、脊髓和脑干发送信息。以下图示展示了这种排列方式。
似乎有许多神经递质参与其中,其中较重要的有乙酰胆碱和去甲肾上腺素。前者兴奋肠道活动,后者抑制肠道活动。
副交感神经刺激的作用是增强整个肠神经系统的活动。神经系统的前半部分由脑干副交感神经纤维通过迷走神经支配。后半部分由骶副交感神经支配。后者大量供应乙状结肠、直肠和肛门,对控制排便非常重要。
纤维起源于T-5至L-2的交感神经节,主要终止于肠神经丛,但也有少数神经终止于粘膜本身。交感神经系统对肠神经的刺激会抑制胃肠道活动。它通过分泌的去甲肾上腺素的直接作用而起微弱作用,而通过抑制肠神经丛的活动而起主要作用。
许多传入感觉纤维支配肠道。有些细胞体位于肠神经丛,有些位于脊髓。除了发送有关刺激和过度膨胀的信息外,它们还能识别肠道中的化学信号。迷走神经中80%的纤维是传入纤维,它们将信号一直传送到延髓进行处理。
胃肠反射可被认为是
- 局部的
- 区域性的
- 全身性的
局部反射完全在肠神经系统内处理,控制分泌、局部运动、混合收缩等。
区域性反射回到交感神经节,对远处的反射很重要,例如胃结肠反射引起结肠排空,以及肠道向胃发送信号以抑制排空(肠胃反射),或结肠回肠反射抑制回肠内容物排空到结肠。
全身性反射在脊髓或脑干中处理,会控制胃肠系统的整体活动,例如抑制整个胃肠系统的疼痛反射。
以下是影响胃肠道运动的激素的简要概述。它们将在有关运动和消化的章节中进一步讨论。
胃泌素由胃窦部的'G'细胞分泌,响应食物摄入,胃泌素刺激胃酸分泌和胃粘膜生长。
胆囊收缩素由十二指肠和空肠的'I'细胞分泌,响应脂肪酸的消化产物,胆囊收缩素引起胆囊收缩。它在较小程度上也会减少胃的排空。
促胰液素是第一个被发现的胃肠激素,它由十二指肠的'S'细胞分泌,响应酸性食糜的存在。它的作用是增加胰腺分泌碳酸氢盐,以中和酸性食糜。
在消化产物的刺激下,由上小肠黏膜分泌。它抑制胃的运动,从而延缓胃的排空。
禁食期间由十二指肠分泌,它会增加胃肠道的运动,引起饥饿感。
血液供应通过内脏循环(见上文解剖学章节)。
通常,肠道血供受局部因素控制,这些因素使供血与活动相匹配。在吸收过程中,黏膜血供会增加;在运动活动增加时,肌肉的血供会增加。这是由几个局部因素完成的
- 消化过程中黏膜释放的血管扩张物质,包括胆囊收缩素、促胰液素和胃泌素。
- 激肽的释放,包括强效血管扩张剂卡利肽和缓激肽。这些物质在某些腺体分泌到腔内时释放。
- 代谢活动导致的氧气张力降低也会导致血流增加。
副交感神经刺激会增加肠道的总血流量,以及增加分泌和肠道的总体活动。
交感神经刺激会产生相反的效果。交感神经刺激的影响通常只持续几分钟,然后自动调节效应接管,使血供恢复正常。然而,这种切断血供的作用是在压力情况下将血流增加到身体的其他部位。交感神经刺激还会导致内脏静脉收缩,使高达半升的容积可用于全身循环。