Будова та регуляція шлунково-кишкового тракту - Фізіологія - Ілюстрований огляд

Шлунково-кишкова система (ШКТ) або шлунково-кишковий канал складається з рота, глотки, стравоходу, шлунка, тонкої кишки, сліпої кишки, товстої кишки, прямої кишки та пов’язаних з ними секреторних органів та залоз (слинних залоз, екзокринної підшлункової залози, жовчного міхура та печінки). Малюнок 19.1 показано органи ШКТ та їхні окремі загальні функції. Однак загальна їх функція полягає в отриманні поживних речовин і води із зовнішнього середовища.

Рис. 19.1 Функції органів шлунково-кишкового тракту (ШКТ).

Система ШКТ поширюється від рота до прямої кишки і включає секреторні органи та залози. Показано функцію кожної структури та час проходження харчового болюсу або хімусу від прийому їжі.

Ембріологія шлунково-кишкового тракту

Шлунково-кишковий тракт та пов'язані з ним органи (печінка, жовчний міхур та підшлункова залоза) розвиваються з ентодерми. Очеревина, яка покриває шлунково-кишковий тракт, розвивається з мезодерми. Зверніть увагу, що підшлункова залоза, дванадцятипала кишка (низхідна, горизонтальна та частина висхідної частини), висхідна та низхідна ободова кишка, сліпа кишка (мінливі ділянки) та верхні дві третини прямої кишки є вторинно заочеревинними; тобто вони були інтраперитонеальними при формуванні, але стали ретроперитонеальними під час внутрішньоутробного розвитку.

Шари шлунково-кишкового тракту

Працюючи від просвіту назовні, шари тканини, знайдені в більшій частині шлунково-кишкового тракту, - це слизова оболонка, підслизова оболонка, muscularis propria та сероза (Рис. 19.2).

Слизова

Слизова оболонка складається з епітелію, власної пластинки та слизової мускулатури.

- багатошаровий плоский епітелій виявляється в стравоході та прямій кишці. Стовпчастий епітелій знаходиться в решті шлунково-кишкового тракту.

Слизова оболонка шлунка утворює помітні складки (руги), які служать для збільшення площі його поверхні. Слизова оболонка тонкого кишечника має ворсинки та мікроворсинки, які служать для збільшення площі його поверхні.

- власна пластинка - це шар сполучної тканини.

- Muscularis mucosae - це шар гладких м’язів. Скорочення слизової мускулатури змінює поверхню для всмоктування або секреції.

Підслизова оболонка

Підслизова оболонка являє собою шар пухкої сполучної тканини з колагеновими та еластиновими волокнами.

Muscularis Propria (Externis)

Muscularis propria (externis) - це м’язовий шар, що складається з кругового м’яза та поздовжнього м’яза.

- Ці м’язи відповідають за перистальтику.

Сероза (адвентиція)

Сероза - це волокнистий шар, який неперервний з очеревинною оболонкою.

Рис. 19.2 Будова стінки та кишково-кишкова нервова система ШКТ.

Імунна функція шлунково-кишкового тракту

Маса імунокомпетентних лімфоїдних клітин і тканин в ШКТ еквівалентна масі, що знаходиться в решті частини тіла. Імуноцити можна знайти в слизовій і підслизовій оболонці та в межах плям Пейєра в кінцевій клубовій кишці. Ці імуноцити включають Т і В лімфоцити, плазматичні клітини, тучні клітини, макрофаги та еозинофіли. Коли вони стикаються з антигеном, вони реагують виділенням медіаторів запалення (наприклад, гістаміну, простагландинів, лейкотрієнів та цитокінів). Вони стимулюють рухливість шлунково-кишкового тракту та секрецію води та електролітів, тим самим сприяючи вигнанню антигену-порушника.

Таблиця 19.1 узагальнює імунний захист ШКТ.

Запальні захворювання кишечника

Існує два типи запальних захворювань кишечника (ВЗК): хвороба Крона та виразковий коліт. Хвороба Крона - це хронічне запальне захворювання, яке може вражати весь шлунково-кишковий тракт, але найчастіше вражає кінцеву клубову кишку і товсту кишку. Це спричиняє виразки, нориці (ненормальний зв’язок) та гранульоми, викликаючи такі симптоми, як лихоманка, діарея, втрата ваги та біль у животі. Виразковий коліт - це періодичне запальне захворювання товстої кишки та прямої кишки, яке викликає кров’янисту діарею, втрату ваги, лихоманку та біль у животі. Гострі напади хвороби Крона та виразковий коліт лікують сульфасалазином та 5-аміносаліцилатними (5-АСК) препаратами. Хвороба Крона також може включати лікування стероїдами. Ці препарати пригнічують фактор некрозу тканини α (TNFα) та інтерлейкіни, зменшуючи таким чином запальну реакцію.

Синдром подразненої товстої кишки

СРК - це хронічний ідіопатичний стан. Симптоми включають біль у животі, здуття живота і спазми, пов’язані зі зміною звички кишечника у вигляді запорів або діареї. Лікування керується симптомами та їх вираженістю. Легкий СРК може реагувати на зміни в харчуванні. Препарати можуть бути призначені пацієнтам з помірними та важкими симптомами. Антиспазматичні засоби (наприклад, гіосціамін та дицикломін), проносні засоби (докузат, бісакодил, сенна або осмотичні агенти) та лоперамід є стандартними. У важких випадках діареї алосетрон, потужний та селективний антагоніст 5-НТ3-рецептора, що зменшує перистальтику кишечника та біль, може застосовуватися з обережністю, оскільки це може призвести до сильних запорів. (Примітка: СРК не пов'язаний з патофізіологічними змінами в структурі кишечника і діагностується лише тоді, коли все інше було виключено.)

Целіакія

Целіакія - це розлад шлунково-кишкового тракту, спричинений споживанням продуктів, що містять глютен (наприклад, хліба та макаронних виробів). Клейковина викликає імунну реакцію в тонкому кишечнику, що спричиняє атрофію ворсинок та порушення всмоктування шлунково-кишкового тракту. Симптоми зазвичай включають діарею, біль у животі та здуття живота; однак, він може мати ознаки порушення всмоктування, наприклад, анемія (від дефіциту заліза, вітаміну В12 або фолієвої кислоти), кровотеча (від дефіциту вітаміну К), остеомаляція (від дефіциту вітаміну D), набряки (від дефіциту білка) і неможливість процвітати. Пацієнти, ймовірно, дадуть позитивний тест на водневе дихання через руйнування мікроворсинок та супутню втрату лактази. Лікування цього стану не існує, але ним можна керувати, назавжди уникаючи всіх продуктів, що містять глютен.

19.2 Регуляція шлунково-кишкового тракту

Нейронний контроль

Система ШКТ багато іннервується як зовнішніми, так і внутрішніми нервами. Зовнішні нерви - це ті, які складають вегетативну нервову систему (ВНС). Внутрішні нерви - це ті, які складають кишкову нервову систему, підрозділ периферичної нервової системи. Кишково-кишкова нервова система передає інформацію від ВНС, а також здатна безпосередньо і незалежно регулювати багато функцій ШКТ.

Зовнішня іннервація (автономна нервова система)

Зовнішні нерви забезпечують довгі рефлекси, які координують діяльність на широко відокремлених ділянках уздовж ШКТ.

Парасимпатичний відділ вегетативної нервової системи. Загалом парасимо-патетичний поділ стимулює функції ШКТ.

- Парасимпатичний нервовий запас кишечника надходить з блукаючого та тазового нервів.

- Блукаючий нерв іннервує стравохід, шлунок, підшлункову залозу та проксимальну кишку. Вавагагальні рефлекси - це довгі рефлекси, в яких як аферентний, так і еферентний компоненти опосередковані блукаючим нервом.

- Тазові нерви іннервують дистальну кишку, пряму кишку та задній прохід.

- синапс прегангліонарних парасимпатичних волокон з нервами внутрішньої (кишково-кишкової) нервової системи (підслизове та міентеріальне сплетення).

- Потім волокна проектуються з клітинних тіл в гангліях цих сплетень на секреторні клітини, ендокринні клітини та клітини гладких м’язів в системі ШКТ.

Симпатичний відділ вегетативної нервової системи. Взагалі, симпатичний відділ пригнічує функції ШКТ.

- Синапс симпатичних прегангліонарних холінергічних нервів у передхребцевих гангліях.

- Симпатичні постгангліонарні нерви іннервують шлунково-кишковий тракт від чревної, верхньої брижі та верхнього та нижнього підшлункового сплетення.

- Постгангліонарний синапс симпатичних волокон у підслизовому та міентеріальному сплетенні внутрішньої нервової системи.

- Деякі постгангліонарні волокна синапсують безпосередньо з судинами та гладкими м’язами.

- Потім волокна проектуються з клітинних тіл в гангліях цього сплетення на секреторні клітини, ендокринні клітини та гладкі м’язи в ШКТ.

Внутрішня іннервація (кишкова нервова система)

Ентеротерапія має всі елементи, необхідні для короткої рефлекторної регуляції функцій шлунково-кишкового тракту, тобто модифікації моторики та секреторної діяльності аферентними та еферентними нервами повністю в шлунково-кишковому тракті. Він здатний робити це без модуляції з боку зовнішньої нервової системи, за винятком проксимального відділу стравоходу та зовнішнього анального сфінктера.

Підслизове сплетення (сплетення Майснера)

- Це розташовується в підслизовому шарі між слизовою оболонкою та круговим м’язом у стінці шлунково-кишкового тракту.

- Він головним чином контролює секрецію шлунково-кишкового тракту та кровотік.

Міентеріальне сплетення (сплетення Ауербаха)

- Це розташоване між поздовжнім і круговим шарами гладкої мускулатури в стінці ШКТ.

- Він головним чином контролює рухливість гладких м’язів ШКТ.

Гормональний контроль

Гормони шлунково-кишкового тракту вивільняються з ендокринних клітин у слизовій певних областей системи шлунково-кишкового тракту, зокрема антрального відділу шлунка та верхньої частини тонкої кишки.

Основними гормонами, що виділяються системою ШКТ, є гастрин, секретин, глюкагоноподібний пептид 1 (GLP-1), холецистокінін та глюкозозалежний інсулінотропний пептид (GIP). Контроль за їх звільненням та їх діями узагальнений у Таблиця 19.2.

Паракринний контроль

Паракринні речовини - це сигнальні молекули, що виділяються клітинами слизової оболонки шлунково-кишкового тракту, які дифузують через інтерстиціальну рідину до сусідніх клітин-мішеней, де вони здійснюють свій вплив.

Дві ключові паракринні речовини системи ШКТ - це гістамін і соматостатин. Контроль за їх звільненням та їх діями узагальнений у Таблиця 19.3.

Нейрокринний контроль

Нейрокринні речовини - це пептиди, синтезовані нейронами ШКТ. Вони вивільняються з аксона після потенціалу дії і дифундують через синаптичну щілину до тканини-мішені.

Три нейрокринні речовини в шлунково-кишковому тракті - це вазоактивний кишковий пептид, вивільняючий гастрин пептид (бомбезин) та енкефаліни. Контроль за їх звільненням та їх діями узагальнений у Таблиця 19.4.