Medical knowledge | Medicine » Dr. Benyó Zoltán - A gasztrointesztinális rendszer élettana

A gasztrointesztinális rendszer élettana Dr. Benyó Benyó Zoltá Zoltán 1 Fı élettani funkciók: Motilitás, szekréció, emésztés, felszívódás és immunvédelem 2 Gasztrointesztinális motilitás • Céljai: – – – – – Aprítás Tárolás Keverés Szabályozott továbbítás Reflux gátlása • Tónusos kontrakciók – Szfinkterek – Gyomor • Fázisos kontrakciók – Szegmentáció (keverés) – Perisztaltika (továbbítás) 3 Epithelsejtek típusai 1. Transzport-sejtek: • Víz/ion szekré szekréció ció, ví víz/ion/tá z/ion/tápanyag felszí felszívás 2. Endokrin-sejtek • Hormonszekré Hormonszekréció ció a vé véráramba 3. Szekretoros sejtek • Enzimek, nyá nyák és parakrin szabá szabályozó lyozó molekulá molekulák szekré szekréció ciója a lumenbe 4. İssejtek 4 5 A GI rendszer szabályozása • Idegi (ENS, CNS) • Hormonális (endokrin) • Parakrin (metabolitok, hormonok) Az enterális

idegrendszer 6 Plexus myentericus (Auerbach) Plexus submucosus (Meissner) Az enterális idegrendszer • ~ 108 neuron (= gerincvelıi neuronok számával) Motilitás, szekréció (exocrin, endokrin és paracrin) és értónus direkt kontrollja Külsı (autonóm) innerváció hiányában is képesek a GI funkciók vezérlésére, szinkronizálására, koordinálására Egyetlen axon sok célsejtet láthat el A körkörös simaizom réteg beidegzése sokkal sőrőbb, mint a longitudinális rétegé Típusai: - szenzoros neuronok (chemo- és mechanoreceptorok), - interneuronok, - motoros, szekretomotoros és vazomotoros neuronok 7 Az enterális idegrendszer szervezıdése A vegetatív idegrendszer szerepe 8 Az autonóm idegrendszeri szabályozás I. • Szimpatikus beidegzés (postganglionáris, adrenerg) A rostok fıként az enterális idegrendszer neuronjaival létesítenek kapcsolatot: pre- és postszinaptikus gátlás (α α2), gátolja a motilitást és a

szekréciót fokozza a szfinkterek összehúzódását (α α1) Közvetlen beidegzés: erek összehúzódása α1), ATP) néhány mirigy szekréciója nı (noradrenalin (α a simaizom sejtek ritkán kapnak közvetlen beidegzést (β β 2) Az autonóm idegrendszeri szabályozás II. • Paraszimpatikus beidegzés (preganglionáris, kolinerg) A rostok (vagus és ágyéki idegek) fıként az enterális plexus ganglionjain végzıdnek A motilitás és a szekréció fokozása 9 Transzmitterek/modulátorok • Serkentı motoneuronok: Ach és substance P (a simaizomsejtek muszkarinerg receptorain) • Gátló motoneuronok: VIP és NO • Legtöbb interneuron: Ach és opiátok (ENS neuronok nikotinerg receptorain) • Serkentı szekretomotoros neuronok: Ach és VIP (mirigysejtek és epitheliális sejtek) • Gátló szekretomotoros neuronok nincsenek Gasztointesztinális reflexek External stimulus KEY Stimulus (sight, smell, etc.) Receptor Sensory receptors Integrating center

Efferent pathway Tissue response The cephalic brain Short reflexes Sympathetic and parasympathetic neurons Local stimulus (pH, stretch, osmolarity, products of digestion) Sensory receptors and neurons Interneurons Neurons of myenteric and submucosal plexuses Enteric nervous system “The little brain” Long reflexes Smooth muscles or secretory cells Effectors Muscle contraction/relaxation or Exocrine secretion (enzymes, mucus, acid, bicarbonate), Paracrines or Endocrine secretions Digestive system responses 10 Hormonális szabályozás Luminal surface hormon blood Gasztrointesztinális hormonszekréció 11 A gyomor-bélrendszer endokrin/parakrin sejtjei • G-sejt gasztrin • I-sejt kolecisztokinin (CCK) • S-sejt secretin • M-sejt motilin • GIP-sejt GIP (gastric inhibitory peptide) • D-sejt szomatosztatin • F-sejt PP (pancreatic polypeptide) • L-sejt proglukagon, GLP-1, GLP-2 • ECL-sejt hisztamin (enterochromaffin like cells)

• EC-sejt szerotonin (enterochromaffin cells) Parakrin szabályozás • Lokálisan felszabaduló jelzı molekulák, melyek szabályozzák a közvetlen közelükben lévı sejtek mőködését. szomatosztatin - általános gátló hormon hisztamin 12 Immunvédelem • Az antigének és a táplálék patogén mikroorganizmusainak eltávolítása • A GI renszerben kb. annyi immunsejt található, mint a szervezet egyéb szerveiben lévı összes többi immunsejt • T and B limfociták, plasmasejtek, makrofágok, hízósejtek • Gyulladásos mediátorok: hisztamin, citokinek, prosztaglandinok, leukotriének Immunsejtek a lamina propriaban 13 CNS (stress) ENS Smooth muscle Propulsion Epithelium Secretion Blood vessel Vasodilatation (washout of antigen) Histamine Inflammatory mediators SP receptor Mast cell ANTIGENS IgE in intestine Folyadékegyensúly 14 Gasztrointesztinális motilitás A viszcerális simaizom 15 A simaizom-kontrakció és a

membrán potenciál összefüggése Lassú hullám / Slow wave A GI simaizmok karakterisztikus tulajdonsá tulajdonsága Frekvenciá Frekvenciája helyfü helyfüggı ggı: 3/ 3/min (gyomor) - 12/min (duodenum (duodenum)) Ún. interstitiá interstitiális sejtek (á (átmenet a fibroblast és simaizom kö között) generá generáljá lják, melyek vé vékony ré réteget alkotnak a kö körkö rkörös és longitudiná longitudinális ré rétegek kö között. Aktivitá Aktivitásuk gap junction összekö sszekötteté ttetésen keresztü keresztül terjed a simaizom rostokra és azokon tová tovább. Amplitudó Amplitudójuk és frekvenciá frekvenciájuk modulá modulálható lható (idegi és hormoná hormonális). Akció Akciós potenciá potenciál(ok) csak a slow wave csú csúcsá csán alakulhat(nak alakulhat(nak)) ki, amennyiben az kü küszö szöb feletti. 16 Akciós potenciál • • • • • • • Relatíve elhúzódó (10-20 ms), általában nincs

“túllövés” Depolarizáció: Ca2+ és Na+ csatornák Slow wave csúcsán: akciós potenciál (AP) sorozat (“train/burst”“) 1-10/s Idegi, humorális és parakrin hatások, gyógyszerek modulálják A kontrakció erejét jelentısen fokozzák: minél több AP generálódik, annál nagyobb az erı, mivel a kiváltott lassú kontrakciós hullámok idıbeni szummációja történik AP burst-ök között a kontrakciós erı nem csökken nullára (tónus) CNS koordináció döntı a gyomor felsı részéig, onnan lefelé a rectum belsı záró izmáig a simaizmok saját ritmusgenerálása (amit ENS lokális reflexei serkentenek vagy gátolnak) válik döntıvé. A simaizomsimaizom-kontrakció kontrakció mechanizmusa és szabá szabályozá lyozása 17 A simaizom kontrakció Ca++-függı szabályozása (A miozin kiná kináz aktivá aktiválása) Store-operated Ca++ channel A simaizom kontrakció Ca++-tól független szabályozása (A miozin foszfatáz gátlása) 18 A

simaizom-kontrakció szabályozása Ca2+-függı szabályzás (az MLCK aktiválása) • IC Ca2+-felszabadulás – • IP3 receptor által közvetített Ca2+felszabadulás a SR-ból EC Ca2+-beáramlás – – – Ligand-függı Ca2+-csatorna Feszültség-függı Ca2+-csatorna „Raktár-függı” Ca2+-csatorna Ca2+-tól független szabályozás (a MP gátlása) • • Rho-kináz Protein-kináz C Fázisos és tónusos simaizom-kontrakció 19 A simaizom relaxáció szabályozása / I. (pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide) A simaizom relaxáció szabályozása / II. 20