Egészségügy | Belgyógyászat » Dr. Tóth András - Gasztrointesztinális rendszer élettana

Gasztrointesztinális rendszer élettana Dr. Tóth András Funkciók • Mechanikai aktivitás (motilitás) aprító, keverő, továbbító • Szekréció (emésztőnedvek) nyál, gyomor-, bél-, pancreasnedvek, epetermelés • Lebontás és felszívás szénhidrát, fehérje, zsír, stb. • Védekező (immun) Anatómia Szerkezet (rétegek) • Kötőszövetes burok (serosa, adventitia) • Simaizom rétegek hosszanti (longitudinális) körkörös (cirkuláris) • Submucosa (kollagén, elasztin, mirigyek, erek, idegek) • Mucosa muscularis mucosae lamina propria epithelium General organization of the layers of the GI tract Immunológiai jelentőség • GI immunrendszer Feladata a táplálékban található antitestek és baktériumok eltávolítása A GI traktusban található immunsejtek összes tömege közelítőleg megegyezik a test egyéb részeiben található immunsejtek tömegével T és B lymphociták, plazmasejtek, makrofágok, hízósejtek,

eozinofil sejtek, stb. Gyulladáskeltő mediátorok: hisztamin, leukotriének, prosztaglandinok, citokinek, stb. Small intestinal villus with various immunocytes Szabályozás GI rendszer regulációja • Idegek (neurocrin reguláció) • Hormonok (endokrin reguláció) • Lokális mediátorok (parakrin reguláció) Jelzőmolekulatermelő sejtek (hámsejtek között diffúzan elhelyezkedő APUD sejtek) • G sejt gasztrin • I sejt kolecisztokinin (CCK) • S sejt szekretin • M sejt motilin • GIP sejt GIP (glucose-dependent insulinotrop peptide, = gastric inhibitory peptide) • D sejt szomatosztatin • F sejt PP (pancreatic polypeptide) • L sejt proglukagon (GLP-1, GLP-2) • ECL sejt hisztamin (enterochromaffin like) • EC sejt szerotonin (enterochromaffin) + sok egyéb !!! Gastrointestinal hormones/mediators Idegi reguláció • Extrinsic: központi idegrendszer (ANS) szimpatikus beidegzés paraszimpatikus beidegzés • Intinsic: enterikus

idegrendszer (ENS) Myenterikus plexus Submucosus plexus Enteric neurons in the wall of the GI tract Autonóm moduláció • Szimpatikus (posztganglionális adrenerg) Rostjai főleg a plexusok neuronjain végződnek (α2), A GI simaizmoknak közvetlen szimpatikus beidegzésük alig van (β2) Direkt szimpatikus beidegzéssel rendelkeznek az erek és egyes szekréciós mirigyek (α1) Általában gátló hatású a motorikára (muscularis externa) és a szekrécióra, de serkenti a musculáris mucosa és egyes szfinkterek kontrakcióját (α1) Autonóm moduláció • Paraszimpatikus (preganglionális cholinerg) Colon transversum szintjén vált (n. vagus - n pelvicus) Főleg az intramurális plexusok ganglion sejtjein végződik Aktivitása legtöbbször serkenti a motorikát és a szekréciót (Ach + P anyag), de igen sokszor gátló hatással rendelkezik (VIP +NO) Major features of the autonomic innervation of the GI tract Extrinsic neuronok (e neuronok sejtteste a

vagus magokban, a sacralis gerincvelőben, valamint a szimpatikus ganglionokban található) • Szimpatikus motoros (efferens) pályák: motilitás gátló, vasoconstrictor és secretomotor gátló neuronok • Paraszimpatikus motoros (efferens) pályák: vagus bemenetek enterikus serkentő és gátló neuronokra, vagus bemenetek a gastrin és sósav elválasztás serkentésére, pelvicus bemenetek enterikus serkentő és gátló, illetve enterikus vasodilatátor bemenetekre • Szenzoros (afferens) pályák: mechanoreceptor neuronok chemoreceptor neuronok nociceptív neuronok ENS koordinációs szerepe • Plexusok: ganglion sejttestek és rostok hálózata Afferens rostok: szenzoros bemenetek (receptorokból) Efferens rostok: mirigyek (mucosa és submucosa), simaizom rétegek és más exocrin és endocrin sejtek Interneuronok: lokális (rövidpályás) reflexívek kialakulását teszik lehetővé Külső (autonóm) innerváció hiányában is képesek a GI funkciók

vezérlésére, szinkronizálására, koordinálására Local and central reflex pathways in the GI system ENS neuron típusok (sejttest a plexus myentericusban és a plexus submucosaban) • Motoros (efferens) neuronok GI simaizmokat közvetlenül serkentő, illetve gátló neuronok Arteriolákat ellátó vasodilator neuronok Hámsejteket ellátó secretomotoros (cholinerg/nem-cholinerg) neuronok A gyomor parietális sejtjeit és a GI endokrin sejteket beidegző rostok • Szenzoros (afferens) neuronok Disztenzió- (feszülés-) érzékeny neuronok • Asszociatív neuronok Chemoceptív neuronok • Intestinofugális neuronok Interneuronok (motilitási, vasomotor és secretomotoros pályákban) Egyéb neuronok (sejttest ENS-ben, terminál a prevertebrális gangl-ban) GI simaizom sejtek • Mechanikai/elektrofiziológiai tulajdonságok ~ 500 mikron hosszú, ~ 5-20 mikron széles kötegekbe rendezett (körkörös és hosszanti) nyugalmi potenciál kisebb mint a vázizomé

(40-80 mV) az elektrogén Na+-K+ pumpa szerepe jelentős a nyugalmi potenciál oszcillál (slow wave, BER) Slow wave • A GI simaizmok karakterisztikus tulajdonsága Frekvenciája helyfüggő: 3/min (gyomor) - 12/min (duodenum) Un. interstitiális sejtek (= átmenet a fibroblast és simaizom között) generálják, melyek vékony réteget alkotnak a körkörös és longitudinális rétegek között Aktivitásuk gap junction-ökön keresztül terjed a simaizom rostokra és azokon tovább Amplitudójuk és frekvenciájuk modulálható (idegi és hormonális) Akciós potenciál(ok) csak a slow wave csúcsán alakulhat(nak) ki, amennyiben az küszöb feletti Mechanikai aktiválódás (= Ca2+ influx) csak a slow wave küszöb feletti szakaszán van Akciós potenciál • • • • • Relatíve elhúzódó (10-20 ms), általában nincs “overshoot” Depolarizáció: Ca2+ és Na+ csatornák Slow wave csúcsán: “train” 1-10/s Idegi és humorális hatások modulálják A

kontrakció erejét jelentősen fokozzák: minél több AP generálódik, annál nagyobb az erő • A kiváltott kontrakciós hullám “integrál” jellegű • AP burst-ök között a kontrakciós erő nem zérus (tónus) • A tónus szintén modulálható Depolarization-contraction in the GI smooth muscle cell Intrinsic reflexek • Számos motoros és szekretoros rövidpályás reflex • Jellegzetes intrinsic reflex: a mucosa lokalizált mechanikai vagy kémiai stimulációja kontrakciót vált ki “visszafelé - orálisan” és relaxációt “előrefelé - aborálisan” ENS regulációs szerepe • ~ 108 neuron (= gerincvelő) Motilitás és szekréció direkt kontrolja Egyetlen axon sok simaizom sejtet lát el Nincsen valódi neuromusculáris szinapszis A körkörös simaizom réteg beidegzése sokkal sűrűbb, mint a longitudinális rétegé Szenzoros (chemo- és mechanoreceptorok), motoros (erek, mirigyek, simaizom rétegek) és interneuronok (lokális

reflexek) Transzmitterek/modulátorok • Serkentő motoneuronok: Ach + P anyag (a simaizomsejtek muszkarinerg receptorain) • Gátló motoneuronok: VIP és NO • Legtöbb interneuron: Ach (ENS neuronok nikotinerg receptorain) • Serkentő szekretomotoros neuronok: Ach + VIP (mirigysejtek és epitheliális sejtek) • Gátló szekretomotoros neuronok nincsenek Neurotransmitters/modulators in the ENS Typical neuronal circuitry in the intestinal mucosa