ลักษณะของระบบประสาทลำไส้ชิ้นส่วนหน้าที่ - ชีววิทยา

ระบบประสาทลำไส้เป็นเครือข่ายที่แท้จริงของเซลล์ประสาทของระบบประสาทที่มีการกระจายในผนังของลำไส้และที่มีฟังก์ชั่นกึ่งอิสระ จำนวนเซลล์ประสาทในผนังลำไส้ (100 ล้านเซลล์) นั้นมีจำนวนมากพอ ๆ กับที่อยู่ในไขสันหลัง

ระบบประสาทลำไส้มักถูกพิจารณาว่าเป็นส่วนที่สามของระบบอัตโนมัติดังนั้นจึงเรียกว่า "การแบ่งลำไส้ของระบบอัตโนมัติ" ผู้เขียนคนอื่นพิจารณาว่าเป็นการแทนที่ของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) สำหรับการควบคุมระบบทางเดินอาหาร

การแบ่งลำไส้นี้ทำงานได้ค่อนข้างอิสระ แต่เชื่อมต่อกับระบบประสาทส่วนกลางผ่านระบบความเห็นอกเห็นใจและระบบกระซิก หน้าที่ของมันคือควบคุมการเคลื่อนไหวของลำไส้การหลั่งและการดูดซึมสารอาหาร

รวมถึงเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีความเจ็บปวดและการขยายตัวของทางเดินอาหาร เซลล์ประสาทของมอเตอร์ที่ประสานการทำงานของกล้ามเนื้อเรียบในลำไส้และเซลล์ภายในที่รวมกิจกรรมภายในและรับสัญญาณจากแผนกที่เห็นอกเห็นใจและกระซิก

แม้ว่าการทำงานของระบบประสาทลำไส้จะเป็นแบบอัตโนมัติ แต่ก็ถูกควบคุมและควบคุมโดยการปกคลุมด้วยเส้นภายนอกของระบบย่อยอาหารซึ่งประกอบด้วยการแบ่งส่วนที่เห็นอกเห็นใจและกระซิกของระบบประสาทอัตโนมัติ

ผลกระทบของระบบปิดกั้นภายนอกเหล่านี้ต่อการทำงานของระบบย่อยอาหารนั้นเป็นปฏิปักษ์กันกล่าวคือตรงกันข้าม

ระบบประสาทลำไส้แบ่งออกเป็นสองช่องท้องของเซลล์ประสาทที่แตกต่างกัน แต่เชื่อมต่อกัน: myenteric หรือ Auerbach plexus และ submucosal หรือ Meissner plexus

Auerbach plexus อยู่ระหว่างและทำให้ชั้นกล้ามเนื้อเรียบด้านในเป็นวงกลมตามยาวและด้านในของระบบทางเดินอาหาร ระบบนี้มีหน้าที่ประสานการเคลื่อนไหวของลำไส้และเชื่อมโยงกับช่องท้อง Meissner submucosal plexus

ช่องท้องของ Meissner ตั้งอยู่ตามทางเดินอาหารในชั้นใต้น้ำของผนัง มันทำให้เยื่อบุผิวต่อมเซลล์ต่อมไร้ท่อในลำไส้และหลอดเลือดของ submucosa หน้าที่ของมันคือควบคุมการขนส่งไอออนและน้ำผ่านผนังลำไส้

สารสื่อประสาทหลักของระบบลำไส้นี้ ได้แก่ acetylcholine, norepinephrine, serotonin, GABA, ATP, nitric oxide, carbon monoxide และ peptides และ polypeptides หลายชนิดเช่น VIP (vasoactive peptide) และ YY peptide เป็นต้น .

โรคเช่น achalasia อัมพาตหรือ adynamic ileus, megacolon และโรคอุจจาระร่วงเรื้อรังเป็นตัวอย่างของโรคที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทในลำไส้

ลักษณะเฉพาะ

ระบบย่อยอาหารมีการปกคลุมด้วยเส้นสองชั้นภายในและภายนอก ระบบประสาทลำไส้เป็นระบบปิดกั้นภายในของระบบย่อยอาหารในขณะที่การปกคลุมด้วยเส้นภายนอกนั้นแสดงโดยระบบอัตโนมัติที่มีการแบ่งส่วนที่เห็นอกเห็นใจและพาราซิมพาเทติก

ระบบประสาทลำไส้ทำหน้าที่ค่อนข้างอิสระ แต่ถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนมัติซึ่งเป็นระบบปิดกั้นภายนอกของทางเดินอาหาร

ตัวอย่างของการปกคลุมด้วยเส้นสองครั้งนี้คือการปกคลุมด้วยเส้นโลหิตที่หล่อเลี้ยงระบบย่อยอาหาร สิ่งเหล่านี้เกิดจากระบบประสาทภายในหรือลำไส้และระบบภายนอกผ่านการแบ่งตัวที่เห็นอกเห็นใจ

ยังไม่ทราบว่ามี cholinergic parasympathetic innervation (โดย acetylcholine) ของระบบหลอดเลือดในลำไส้หรือไม่

ระบบประสาทในลำไส้ทำให้หลอดเลือดเหล่านี้ถูกทำลายและผ่านสารสื่อประสาทไนตริกออกไซด์ (NO) และวาโซแอคทีฟเปปไทด์ (VIP) ทำให้เกิดภาวะเลือดคั่งหรือเพิ่มการไหลเวียนของเลือดโดยการขยายหลอดเลือดซึ่งมาพร้อมกับการย่อยอาหาร

ในทางกลับกันหลอดเลือดในลำไส้เหล่านี้ได้รับการดูแลโดยระบบประสาทซิมพาเทติกผ่านเส้นใยโพสต์กังลิโอนิกที่ปล่อยสาร noradrenaline (noradrenergic) เมื่อระบบนี้ถูกกระตุ้นจะเกิด vasoconstriction และการไหลเวียนของเลือดในบริเวณนั้นลดลง

ผลที่เห็นอกเห็นใจและกระซิกที่มีต่อการทำงานของระบบย่อยอาหารเป็นปฏิปักษ์ การกระตุ้นด้วยความเห็นอกเห็นใจจะลดการเคลื่อนไหวการหลั่งการดูดซึมและการไหลเวียนของเลือดในระบบย่อยอาหาร

พาราซิมพาเทติกเพิ่มการเคลื่อนไหวการดูดซึมและการหลั่ง การกระตุ้นด้วยความเห็นอกเห็นใจจะเพิ่มเสียงของกล้ามเนื้อหูรูดของระบบทางเดินอาหารในขณะที่การกระตุ้นด้วยกระซิกจะลดลง

อะไหล่

ระบบประสาทลำไส้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ ของเซลล์ประสาทและใยประสาทที่เชื่อมต่อกันเรียกว่า plexuses

ช่องท้องเหล่านี้กระจายอยู่ตามชั้นต่างๆที่ประกอบเป็นผนังของระบบทางเดินอาหารและเรียกว่า Auerbach และ Meissner plexus

คำอธิบายของระบบทางเดินอาหาร

แผนภาพทางจุลชีววิทยาของทางเดินอาหาร (ที่มา: Posible2006 ผ่าน Wikimedia Commons)

ชั้นของผนังของทางเดินอาหารมีลักษณะคล้ายกันทั่วทั้งท่อ แต่แสดงลักษณะเฉพาะในแต่ละส่วน

เหล่านี้เป็นสี่ชั้นศูนย์กลางที่จากภายในสู่ภายนอกคือ: เยื่อเมือก, ใต้น้ำ, กล้ามเนื้อภายนอกและเซโรซาหรือแอดเวนติเทีย ทั้งสี่พบได้ทั่วทางเดินอาหาร

- เยื่อบุประกอบด้วยเยื่อบุผิวลามินาโพรเรียและมูโคซิสมูโคเซที่มีกล้ามเนื้อเรียบสองชั้น นอกจากนี้ยังมีต่อมท่อน้ำเหลืองและต่อมน้ำเหลือง

- submucosaเป็นชั้นของเนื้อเยื่อหลวมที่มีเฉพาะต่อมในหลอดอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้น

- ชั้นกล้ามเนื้อภายนอกประกอบด้วยกล้ามเนื้อเรียบ 2 ชั้นชั้นหนึ่งเรียงตามยาวด้านนอกและอีกชั้นเรียงเป็นวงกลมด้านใน

- serosaหรือadventitiaเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชั้นบาง ๆ และเป็นชั้นนอกสุดของผนังท่อ

การแพร่กระจายของช่องท้องในช่องท้อง

ในชั้นกล้ามเนื้อภายนอกของระบบทางเดินอาหารระหว่างชั้นวงกลมและตามยาวคือ Auerbach plexus หรือที่เรียกว่า Myenteric plexus ช่องท้องนี้อยู่ภายในกล้ามเนื้อเรียบทั้งสองชั้นและมีหน้าที่ในการบีบตัว

เส้นใยของเซลล์ประสาทซิมพาเทติกและกระซิกยังกระจายอยู่รอบ ๆ Auerbach plexus

ในชั้นใต้น้ำ Meissner plexus หรือช่องท้องใต้น้ำของระบบประสาทลำไส้จะกระจายไปทั่วทางเดินอาหาร เส้นใยของระบบประสาทกระซิกยังมีอยู่ในบริเวณนี้

ช่องท้องใต้ผิวหนังของ Meissner ช่วยกระตุ้นเซลล์เยื่อบุผิวต่อมเซลล์ต่อมไร้ท่อในลำไส้และหลอดเลือดใน submucosa ช่องท้องนี้ควบคุมการทำงานของสารคัดหลั่งการเคลื่อนไหวของเยื่อเมือกและการไหลเวียนของเลือดในท้องถิ่น

กระจายอยู่ในผนังของทางเดินอาหารเป็นเส้นใยประสาทสัมผัสจำนวนมากที่นำข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับปริมาณของลูมินัลและสารคัดหลั่งและสถานะของกล้ามเนื้อในท้องถิ่นไปยังช่องท้องในบริเวณใกล้เคียงและห่างไกล

ข้อมูลทางประสาทสัมผัสนี้ยังถูกส่งไปยังระบบประสาทส่วนกลางผ่านระบบอัตโนมัติ

องค์กรทางกายวิภาคของการปิดกั้นระบบย่อยอาหาร

การจัดระเบียบทั่วไปของระบบประสาทลำไส้และระบบอัตโนมัติที่ทำให้ระบบทางเดินอาหารมีความซับซ้อนและเชื่อมโยงกัน

โดยทั่วไปแล้วเส้นใยพาราซิมพาเทติกส่วนใหญ่เชื่อมต่อกับเซลล์ปมประสาทในช่องท้องและไม่ตรงกับเซลล์กล้ามเนื้อเรียบหรือต่อม

เส้นใยพาราซิมพาเทติกเข้าถึงระบบทางเดินอาหารผ่านเส้นประสาทเวกัสและอุ้งเชิงกรานและการกระตุ้นกระซิกช่วยเพิ่มการเคลื่อนไหวและการหลั่งของลำไส้

celiac plexuses mesenteric ที่เหนือกว่าและด้อยกว่าและ hypogastric plexus ให้การปกคลุมด้วยเส้นประสาทที่เห็นอกเห็นใจของลำไส้ เส้นใยเหล่านี้ส่วนใหญ่สิ้นสุดในช่องท้องของ Auerbach และ Meissner

การกระตุ้นด้วยความเห็นอกเห็นใจจะลดกิจกรรมการเคลื่อนไหวลดการหลั่งและทำให้เกิดการหดตัวของหลอดเลือดในท้องถิ่น เส้นใยบางชนิดสิ้นสุดโดยตรงในชั้นกล้ามเนื้อชั้นนอกในมูโคซิสมูโคเซและในกล้ามเนื้อหูรูดบางชนิด

สรุปภาพกราฟิกของระบบประสาทลำไส้ (ที่มา: Mewtow ผ่าน Wikimedia Commons; แก้ไขโดย Raquel Parada)

ในชั้นกล้ามเนื้อด้านนอกความเห็นอกเห็นใจจะลดการทำงานของมอเตอร์โดยทำหน้าที่ผ่าน Myenteric plexus ซึ่งสัมผัสกับเซลล์กล้ามเนื้อชั้นนอก ใน Muscularis mucosae และในกล้ามเนื้อหูรูดกิจกรรมที่เห็นอกเห็นใจทำให้เกิดการหดตัว

การหดตัวของ mucosae ของ muscularis ทำให้เกิดรอยพับและชั้นใต้ดินของเยื่อเมือก

มีเส้นใยที่เป็นส่วนหนึ่งของปฏิกิริยาตอบสนองในท้องถิ่นและส่วนกลาง สำหรับปฏิกิริยาตอบสนองส่วนกลางเส้นใยที่เกี่ยวข้องคือเส้นใยที่นำและเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทที่อยู่ในระบบประสาทส่วนกลาง

เส้นใยที่เกี่ยวข้องเหล่านี้จะส่งข้อมูลที่ตรวจพบโดย chemoreceptors, mechanoreceptors และตัวรับประสาทสัมผัสอื่น ๆ

ปฏิกิริยาตอบสนองเฉพาะที่เกิดขึ้นผ่านการเชื่อมต่อโดยตรงของเส้นใยประสาทสัมผัสกับเซลล์ประสาทของ Myenteric และ submucosal plexuses ซึ่งส่งการตอบสนองที่สามารถนำไปสู่การทำงานของชั้นกล้ามเนื้อด้านนอกต่อมเซลล์ต่อมไร้ท่อหลอดเลือด หรือเยื่อเมือก

คุณสมบัติ

ช่องท้องทั้งสองของระบบประสาทลำไส้ทำหน้าที่ต่างกัน Auerbach plexus เกี่ยวข้องกับ peristalsis โดยมีการหดตัวเพื่อผสม chyme และโทนของกล้ามเนื้อเรียบ

Meissner plexus เกี่ยวข้องกับการทำงานของสารคัดหลั่งเฉพาะที่โดยมีการหลั่งของฮอร์โมนและการควบคุมการไหลเวียนของเลือดในท้องถิ่น

Peristalsis และกิจกรรมของกล้ามเนื้อภายนอก

Peristalsis สามารถกำหนดได้ว่าเป็นการตอบสนองแบบรีเฟลกซ์ที่เกิดจากความห่างเหินที่เกิดขึ้นในผนังของระบบทางเดินอาหารเมื่อลูกกลอนอาหารเข้าสู่ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นทั่วทั้งระบบทางเดินอาหารตั้งแต่หลอดอาหารจนถึงทวารหนัก

ในขั้นต้นการขยายตัวหรือการยืดตัวของท่อทำให้เกิดการหดตัวเป็นวงกลมของบริเวณส่วนหน้ากล่าวคือส่วนที่อยู่ด้านหลังสิ่งกระตุ้น (ลูกกลอนอาหารหรือเนื้อหาของลูมินัล) และโซนผ่อนคลายส่วนหน้าหรือด้านหน้าของสิ่งกระตุ้น

การยืดที่เกิดขึ้นในผนังของทางเดินอาหารเมื่อลูกกลอนอาหารเข้าไปกระตุ้นเซลล์ประสาทรับความรู้สึกซึ่งจะไปกระตุ้นเซลล์ประสาทของ Myenteric plexus เซลล์ประสาทโคลิเนอร์จิกในบริเวณนั้นกระจายไปในทิศทางตรงกันข้าม

เซลล์ประสาทบางตัวปล่อยเส้นใย cholinergic ในทิศทางลดระดับและอื่น ๆ ทำในทิศทางถอยหลังเข้าคลอง นั่นคือบางส่วนถูกนำไปทางทวารหนัก (ไปทางทวารหนัก) และอื่น ๆ ทางปาก (ทางปาก)

สิ่งที่พุ่งขึ้นไปจะทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อที่พุ่งลงจะสร้างการผ่อนคลายของกล้ามเนื้อเรียบ

โซนของการหดตัวและการคลายตัวรอบ ๆ ลูกกลอนอาหารจะสร้างคลื่นการหดตัวที่ขับเคลื่อนปริมาณลูมินัลและนำมันเข้าไปในหลอด

กิจกรรมไฟฟ้าพื้นฐาน

นอกเหนือจากกิจกรรม peristaltic แล้วระบบทางเดินอาหารยังมีกิจกรรมทางไฟฟ้าพื้นฐานที่ช่วยควบคุมการเคลื่อนไหวของระบบ กิจกรรมทางไฟฟ้านี้เกิดขึ้นในเซลล์เฉพาะที่เรียกว่าเซลล์ที่เป็นตัวเอกของ Cajal หรือเซลล์เครื่องกระตุ้นหัวใจ

เซลล์ที่เป็นตัวเอกของ Cajal พบได้ในชั้นกล้ามเนื้อวงกลมด้านในของกล้ามเนื้อเรียบใกล้กับ Myenteric plexus หลอดอาหารและส่วนบนของกระเพาะอาหารไม่มีเซลล์ประเภทนี้

กิจกรรมทางไฟฟ้าเป็นจังหวะเริ่มต้นในเซลล์ Cajal ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการลดขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์ที่เกิดขึ้นเองซึ่งเรียกว่าจังหวะไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน (REB) ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ทำให้กล้ามเนื้อกระตุกเพียงอย่างเดียว แต่เป็นคลื่นของการลดขั้ว

หน้าที่ของ REB คือการประสานงานและควบคุมการบีบตัวและกิจกรรมการเคลื่อนไหวอื่น ๆ ของระบบพวกเขายังควบคุมเสียงของกล้ามเนื้อเรียบของผนังของระบบทางเดินอาหาร

สารสื่อประสาท

สารสื่อประสาทของระบบย่อยอาหารมีมากมาย ในกรณีแรกมีสารสื่อประสาทของเส้นใย postganglionic ที่เห็นอกเห็นใจและกระซิกเช่น norepinephrine และ acetylcholine ตามลำดับ

นอร์ดรีนาลีน

สำหรับระบบประสาทลำไส้มีรายการสารสื่อประสาทและสารสื่อประสาทที่มีตัวรับหลากหลายชนิดซึ่งกำหนดหน้าที่ของการกระตุ้นในท้องถิ่นของระบบดังกล่าว

โครงสร้างโมเลกุลของ Acetylcholine

สิ่งที่สำคัญที่สุด ได้แก่ acetylcholine, norepinephrine, serotonin, dopamine, glycine, GABA (γ-aminobutyric acid), NO, CO, ATP (adenosine triphosphate), CCK (cholecystokinin), เปปไทด์ VIP และ YY เป็นต้น

คำอธิบายหลายอย่างของเส้นทางการเชื่อมต่อและกลไกภายในเซลล์แต่ละส่วนอยู่ระหว่างการศึกษาและยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างละเอียด

โรค

มีพยาธิสภาพหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทลำไส้ตัวอย่าง ได้แก่ :

Achalasia

เป็นโรคที่มีผลต่อการเคลื่อนไหวของหลอดอาหารและป้องกันการไหลเวียนของหลอดอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากอาหารสะสมและหลอดอาหารขยายตัว เกิดจากการเพิ่มขึ้นของเสียงของกล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหารส่วนล่างดังนั้นจึงไม่ผ่อนคลายอย่างสมบูรณ์หลังการกลืน

ในพยาธิวิทยานี้มีการเปลี่ยนแปลงของ Myenteric plexus ในกล้ามเนื้อหูรูดหลอดอาหารส่วนล่างโดยมีการเปลี่ยนแปลงในการเปิดตัว VIP และ NO

กรดไหลย้อน

มันเป็นความผิดปกติของหลอดอาหารที่เกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหารส่วนล่างไม่สามารถทำงานได้นั่นคือมันปิดได้ไม่ดีและทำให้เกิดการไหลย้อนของ gastroesophageal

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือส่วนหนึ่งของเนื้อหาในกระเพาะอาหารกลับเข้าไปในหลอดอาหารทำให้เกิดการระคายเคืองของเยื่อบุอิจฉาริษยาและแผลในหลอดอาหาร

อัมพาต ileus

ความผิดปกติอีกประการหนึ่งของการเคลื่อนไหวของลำไส้คือสิ่งที่เรียกว่า "อัมพาตหรือทวารหนัก" ในพยาธิวิทยานี้เนื่องจากการบาดเจ็บโดยตรงที่ลำไส้หรือการแทรกแซงการผ่าตัดช่องท้องมีการยับยั้งการบีบตัวแบบกระจายโดยเฉพาะในลำไส้เล็ก

การลดลงของการบีบตัวในบริเวณนี้จะป้องกันไม่ให้ลำไส้ไหลออกมาในลำไส้ใหญ่ดังนั้นลำไส้เล็กจะขยายตัวเต็มไปด้วยของเหลวและก๊าซ กิจกรรมการบีบตัวของลำไส้เล็กจะกลับมาในเวลาประมาณ 6 ถึง 8 ชั่วโมงและของลำไส้ใหญ่หลังจากนั้นประมาณ 2 ถึง 3 วัน

Aganglionic megacolon และโรคอุจจาระร่วงเรื้อรัง

การไม่มีเซลล์ปมประสาท แต่กำเนิดจาก Myenteric และ submucosal plexuses ในส่วนปลายของลำไส้ใหญ่ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "aganglionic megacolon" หรือ Hirschsprung's disease มาพร้อมกับอาการท้องผูกอย่างรุนแรงและอาการท้องอืดและลำไส้ใหญ่

อาการท้องร่วงเรื้อรังนานกว่าสองสัปดาห์สัมพันธ์กับอาการลำไส้แปรปรวนซึ่งเป็นโรคที่มีผลต่อการทำงานของลำไส้ใหญ่

อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการหดตัวของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นของผนังลำไส้ใหญ่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการประสานการทำงานระหว่างระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทในลำไส้

อ้างอิง

เบิร์น, อาร์, และเลวี่, M. (1990). สรีรวิทยา. มอสบี้; ฉบับ International Ed.
ดูเด็ค, RW (1950) Histology ที่ให้ผลผลิตสูง (2nd ed.) ฟิลาเดลเฟียเพนซิลเวเนีย: Lippincott Williams & Wilkins
Guyton, A. , & Hall, J. (2006). ตำราสรีรวิทยาการแพทย์ (ฉบับที่ 11) Elsevier Inc.
จอห์นสัน, K. (1991). จุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์ (2nd ed.). บัลติมอร์แมริแลนด์: ชุดการแพทย์แห่งชาติสำหรับการศึกษาอิสระ
Kuehnel, W. (2546). สมุดแผนที่สีของเซลล์วิทยาจุลและกายวิภาคศาสตร์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ (ฉบับที่ 4) นิวยอร์ก: Thieme
Ross, M. , & Pawlina, W. (2006). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ ข้อความและแผนที่ที่มีความสัมพันธ์ของเซลล์และอณูชีววิทยา (ฉบับที่ 5) Lippincott Williams และ Wilkins
วิลเลียม FG & Ganong, MD (2005). ทบทวนสรีรวิทยาทางการแพทย์. พิมพ์ในสหรัฐอเมริกา, Seventeenth Edition, Pp-781

ลักษณะของระบบประสาทลำไส้ชิ้นส่วนหน้าที่ - ชีววิทยา - 2025