Gastrointestinal
Physiology
Microanatomy of the Gut The Basic Plan
شکل مقطع عرضی روده را نشان میدهد که از داخل به خارج شامل لایه های:
مخاط Mucosa
زیر مخاط Submucosa
عضله صاف Muscularis
سروز Serosa
Nerve supply
پاراسمپاتیک:
تحریک سبب انقباض عضله صاف و افزایش ترشح
نورونهای پیش عقده ای در دو قسمت قرار دارند: در اعصاب کرانیال( زوجهای VII و IX و X) و در نخاع ساکرال ( S2-S4)
زوج VII به غدد زیر زبانی و تحت فکی
زوج IX به غده پاروتید
زوج X به مری،معده،لوزالمعده، روده کوچک و بیمه ابتدائی روده بزرگ
اعصاب ساکرال به سیگموئید، رکتوم
سمپاتیک:
تحریک سبب شل شدن عضله صاف و کاهش ترشح
نورونهای پیش عقده ای از شاخ جانبی نخاع در حد فاصل T5-L2 منشاء میگیرند
بخش اعظم فیبرهای پس عقده ای از گانگلیونهای سلیاک و مزانتریک منشاء میگیرند
Nerve supply
سیستم عصبی داخلی یا انتریک Intrinsic or enteric nervous system
دارای دو شبکه:
میانتریک یا اورباخ Myenteric (Auerbach’s)
بین لایه عضله حلقوی و طولی قرار گرفته است، بطور عمده در کنترل فعالیتهای حرکتی دستگاه گوارش نقش دارد
دارای نورونهای تحریکی و مهاری
زیرمخاطی Submucosal (Meissner’s)
در زیر مخاط قرار گرفته است
بطور عمده در کنترل ترشح و جریان خون موضعی دستگاه گوارش نقش دارد
عواملی که غشاء را دپولاریزه کرده و آنرا تحریک پذیرتر میکنند:
کشیده شدن عضله
استیل کولین
تحریک پاراسمپاتیک
برخی از هورمونها
عواملی که غشاء را هایپرپولاریزه کرده و آنرا تحریک ناپذیرتر میکنند:
اپینفرین و نوراپینفرین
تحریک سمپاتیک
Two Types of Movement
Peristaltic
moves food forward
Segmental
mixing
حرکات معده:
با ورود غذا به معده بخش فوقانی معده شل میشود و غذا را بدون هرگونه افزایشی یا با افزایش مختصری در فشار در خود جای میدهند( شلی پذیرنده)
امواج مخلوط کننده بصورت امواج پریستالتیک ضعیفی هر 15-20 ثانیه در قسمت میانی معده شروع میشود و بسوی آنتر پیشرفت میکند
تخلیه معده:
پس از مخلوط شدن مواد غذائی با ترشحات معده انقباضات قوی بویژه در قسمت آنتر معده بوجود می آید که قادر به تخلیه معده است
اسفنکتر پیلور در تمامی اوقات در حال انقباض تونیک است
درجه تنگی پیلور تحت تاثیر سیگنالهای عصبی و هومورال از معده و روده تغییر میکند
تنظیم تخلیه معده:
سرعت تخلیه معده توسط سیگنالهای صادره از معده و دواردهه کنترول میشود. عوامل معدی موثر در تخلیه معده عبارتند از:
حجم غذا در معده
گاسترین
تنظیم تخلیه معده (ادامه…):
عواملی که از دئودنوم منشاء گرفته و روی تخلیه معدی تاثیر دارند ایجاد رفلکس عصبی انتروگاستریک را میکنند
این رفلکسها یا مستقیما“ از طریق سیستم عصبی انتریک از دئودنوم به معده میروند
یا از طریق اعصاب واگ به معده انتقال مییابند
این رفلکس سبب مهار انقباضات پیش برنده آنتر و افزایش تنوس پیلور میشود و در نتیجه کاهش تخلیه معده میشود
تنظیم تخلیه معده (ادامه…):
عواملی که از دئودنوم منشاء گرفته و سبب ایجاد رفلکس انتروگاستریک میشوند:
میزان اتساع دئودنوم
وجود مواد محرک بویژه فراوردهای تجزیه پروتئینها و چربیها در دئودنوم
میزان اسیدیته کیموس موجود در دئودنوم
میزان اسمولالیته کیموس موجود در دئودنوم
تنظیم تخلیه معده (ادامه…):
علاوه بر رفلکسهای عصبی عوامل هورمونی نیز روی تخلیه معده تاثیر دارند:
کولسیستوکینین ( CCK): از مخاط ژوژنوم در پاسخ به وجود چربی در کیموس ترشح میشود
سکرتین : در پاسخ به حضور اسید از مخاط دئودنوم ترشح میشود
پپتید مهاری معده ( GIP): بوسیله سلولهای K از مخاط دئودنوم و ژوژنوم در پاسخ به وجود گلوکز و چربی در دئودنوم ترشح میشود
حرکات روده باریک
Peristaltic
moves food forward (1 Cm/min)
Segmental
Mixing ( 2-3 in min)
تنظیم تخلیه روده کوچک:
فعالیت پریستالتیک روده کوچک بعد از صرف غذا شدیدا“ افزایش مییابد:
بخشی بدلیل ورود کیموس به دئودنوم
بخشی دیگر بدلیل رفلکس گاستروانتریک است که بر اثر اتساع معده بروز میکند و از طریق شبکه میانتریک
تنظیم تخلیه روده کوچک:
علاوه بر سیگنالهای عصبی عوامل هورمونی نیز روی حرکات روده کوچک تاثیر دارند:
گاسترین
کولسیستوکینین
سبب تشدید حرکات روده کوچک میشوند
ولی
سکرتین
سبب مهار حرکات روده کوچک میشود
تنظیم تخلیه روده کوچک:
عمل اصلی دریچه ایلئوسکال جلوگیری از پس زدن محتویات کولون به روده باریک است
رفلکس گاستروانتریک حرکات ایلئوم را تشدید کرده و سبب افزایش تخلیه روده باریک میشود
اتساع سکوم و یا وجود مواد محرک در سکوم سبب مهار حرکات ایلئوم و تشدید انقباض اسفنکتر ایلئوسکال میشود
Types of Colonic Motility
روده بزرگ نیز حرکات مخلوط کننده و جلوبرنده نشان میدهد:
حرکات مخلوط کننده : Segmental contractions
حرکات جلوبرنده : Peristaltic contractions
گاهی حرکات جلوبرنده بصورت حرکات دسته جمعی Mass movements است این حرکات فقط 1-3 بار در روز رخ میدهند و سبب تسریع در تخلیه روده کوچک میشوند
رفلکس گاستروکولیک Gastrocolic reflex که بر اثر اتساع معده ایجاد میشود سبب بروز حرکات دسته جمعی در روده بزرگ میشود
Secretion
SALIVARY GLANDS
بزاق محتوی دو نوع عمده ترشح پروتیئنی است:
ترشح سروزی محتوی آمیلاز
ترشح موکوسی محتوی موسین
در مجموع روزانه 1-2 Li بزاق ترشح میشود این بزاق توسط سه جفت غده بزاقی ترشح میگردد:
غدد پاروتید ترشح سروزی ( 25-35%)
غدد تحت فکی ترشح سروزی و موکوسی ( 60-70%)
غدد زیر زبانی سروزی و موکوسی ( 3-5%)
Unique Features of Saliva
ترشح بزاق در دو مرحله انجام میگیرد:
ترشح اولیه: تقریبا ایزوتونیک با پلاسما است و میزان Na , K و Cl مشابه با پلاسما است
ترشح ثانویه: سلولهای مجاری غدد این ترشح اولیه را تغییر میدهند با بازجذب Na و Cl و ترشح K و HCO3
بزاق نسبت به پلاسما هایپوتونیک است
PH : 6 – 7.4
اعمال بزاق:
بدلیل وجود آمیلاز و لیپاز، بزاق در هضم کربوهیدراتها و چربیها نقش دارد
درتسهیل حرکت مواد غذائی در دهان و بلع آنها و نیز عمل تکلم
حاوی لیزوزیم و یون تیوسیانات و نیز IgA است و نقش ضد باکتری دارد
با حمل مواد غذائی به جوانه های چشائی در چشائی نقش دارد
ترشحات مری:
ترشحات مری از نوع موکوسی است که بوسیله غدد موکوسی ساده انجام میگیرد
ترشحات معده:
شیره معده مخلوطی از ترشح سلولهای اپیتلیال سطحی و غدد معدی است غدد معدی روزانه حدود 2500 ml شیره معدی ترشح میکنند
مهمترین ترکیبات شیره معدی:
آب ؛ الکترولیت ؛ HCl ؛ پپسین ؛ لیپاز؛ فاکتور داخلی و موکوس
ترشح شیره معدی بوسیله:
سلولهای ترشح کننده موکوس ( Goblet cell)
غدد اکسینتیک Oxyntic
غدد پیلوری
ترشحات معده (ادامه…):
Goblet Cells
سلولهای ترشح کننده موکوس ( Goblet cells) در سرسر مخاط سراسر دستگاه گوارش دیده میشوند این سلولها مقادیر زیادی موکوس غلیظ ترشح میکنند که ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطح مخاط میکند این موکوس قلیائی است و این سلولها بیکربنات ترشح میکنند که در ژل موکوس بدام می افتد بنابراین جدار معده درتماس با اسید قرار نمی گیرد
ترشحات معده (ادامه…):
ترشحات معده (ادامه…):
غدد اکسینتیک دارای سه نوع سلول هستند:
سلولهای موکوسی گردنی ( Mucous neck cells) که عمدتا موکوس ترشح میکنند
سلولهای جداری ( Parietal cells) که HCl و فاکتور داخلی را ترشح میکنند
سلولهای اصلی ( Chief cell) که پپسینوژن ترشح میکنند
Gastrin
غدد پیلوری از نظر ساختمانی مشابه غدد اکسینتیک هستند اما فاقد سلولهای جداری میباشند
در این غدد G cells وجود دارند که گاسترین ترشح میکنند
G cells علاوه بر آنتر معده در دئودنوم نیز وجود دارند
اثرات گاسترین:
تحریک ترشح اسید و پپسین
افزایش حرکات معده و روده
تحریک رشد مخاط معده و روده ( Trophic effect)
Gastrin
محرکهای ترشح گاسترین:
حضور پپتید واسیدهای آمینه در معده
اتساع معده
تحریک پاراسمپاتیک
مهار کننده های ترشح گاسترین:
اسید معده ، با کاهش PH به کمتر از 3 اثر مهاری اعمال میشود و در PH کمتر از 2 ترشح آن متوقف میشود
سوماتواستاتین
ترشح و فعال شدن پپسینوژن:
توسط سلولهای اصلی ترشح میشود
پپسینوژن فعالیت پروتئولیتیک ندارد و اسید معده سبب فعال شدن و تبدیل آن به پپسین شده ( PH<5 ) که باعث پیشبرد هضم پروتیئنها میشود
PH مناسب برای عمل پپسین 1.8 – 3.5 است
گاسترین و Ach سبب افزایش و سوماتواستاتین سبب مهار ترشح پپسینوژن میشوند
حدود 20% از پروتیئنهای غذا توسط پپسین معدی هضم میشود
تنظیم ترشح اسید معده:
ترشح اسید توسط هیستامین از طریق گیرنده های H2 ؛ توسط استیل کولین از طریق گیرنده های موسکارینی M3 و نیز گاسترین از طریق گیرنده های گاسترینی در غشاء سلولهای جداری تحریک میشود
پروستاگلانینها بویژه PGE2 ترشح اسید را با فعال کردن Gi مهار میکنند
مسیر اصلی گاسترین در ترشح اسید از طریق تحریک ترشح هیستامین توسط سلولهای شبه انتروکرمافین ( ECL) است
تنظیم ترشح اسید معده (ادامه…):
با کاهش PH شیره معدی به کمتر از 3 مکانیسم گاسترین برای تحریک ترشح اسید مهار میشود دو عامل در این امر دخالت دارد:
افزایش اسیدیته سبب مهار ترشح گاسترین میشود
افزایش اسیدیته یک رفلکس مهاری ایجاد میکند که ترشح معدی را مهار میکند
پانکراس:
ترشح درون ریز : جزایر لانگرهانس
ترشح برون ریز : آسینوسها و مجاری کوچک و بزرگ
ترشح آنزیمی بوسیله آسینوسهای غدد پانکراس
ترشح قلیائی بوسیله سلولهای اپیتلیال مجاری
Acinus of the Pancreas
Figure 23.26a
پانکراس (ادامه…):
ترشح آنزیمی شامل آنزیمهای:
تریپسینوژن
کیموتریپسینوژن
کربوکسی پپتیداز
آمیلاز
لیپاز
ترشح قلیائی شامل:
بیکربنات سدیم
Activation of Pancreatic Enzymes
تنظیم ترشح پانکراس:
سه محرک اصلی در ترشح پانکراس اهمیت دارند:
استیل کولین که از انتهای اعصاب پاراسمپاتیک واگ ترشح میشود عمدتا سبب ترشح آنزیمی پانکراس میشود
CCK که توسط مخاط دئودنوم و ابتدای ژوژنوم در پاسخ به حضور پپتید واسیدهای آمینه در دئودنوم ترشح میشود و سبب ترشح آنزیمی پانکراس میشود
سکرتین که در پاسخ به حضور اسید در دئودنوم از مخاط دئودنوم ترشح میشود و سبب ترشح قلیائی پانکراس میشود
Regulation of Pancreatic Secretion
Figure 23.28
ترشح صفرا Secretion of Bile:
صفرا بوسیله کبد ترشح میشود
روزانه حدود 600 – 1200 ml صفراترشح میشود
صفرا دو عمل مهم انجام میدهد:
کمک به هضم وجذب چربیها با:
امولسیونه کردن ذرات بزرگ چربی
انتقال فراوردهای نهائی هضم چربیها به غشاء مخاطی روده و جذب آنها
دفع فراوردهای زائد:
بیلیروبین
کلسترول
ترشح صفرا Secretion of Bile:
صفرا در دو مرحله توسط کبد ترشح میشود:
ترشح اولیه که توسط هپاتوسیتهای کبد ترشح میشود که شامل اسیدهای صفراوی ؛ کلسترول؛ بیلیروبین؛ لستین؛ اسیدهای چرب میشود
ترشح ثانویه که توسط سلولهای اپیتلیال مجاری صفراوی ترشح میشود و شامل بیکربنات سدیم است
ترشح صفرا Secretion of Bile:
صفرای اضافی در کیسه صفرا ذخیره میشود
صفرا در کیسه صفرا تغلیظ میشود بدلیل جذب آب ؛ سدیم ؛ کلر و بیشتر الکترولیتها، در نتیجه صفرا بطور طبیعی حدود 5 برابر غلیظ میشود که این غلظت میتواند تا 20 برابر هم برسد
CCK قویترین محرک برای تخلیه صفرا است تحریک پاراسمپاتیک از طریق عصب واگ هم ترشح صفرا را افزایش میدهد
Bile Flow Between & During Meals
Johnson LR. Gastrointestinal Physiology. 6th ed.2001
ترشح صفرا Secretion of Bile:
پیش ساز املاح صفراوی کلسترول است
کلسترول به اسید کولیک و اسید کنودزکسی کولیک تبدیل میشود
املاح صفراوی دو عمل مهم دارند:
امولسیونه کردن چربیها
کمک به جذب چربیها با تشکیل میسل micelle که بعلت بار الکتریکی املاح صفراوی بسیار محلول در آب هستند
بدون وجود املاح صفراوی در روده تا 40% چربیهای خورده شده دفع میشود
گردش روده ای – کبدی املاح صفراوی:
بیش از 95% املاح صفراوی ترشح شده توسط دستگاه گوارش بازجذب شده و از طریق ورید باب دوباره به کبد برمیگردد و مجددا“ بداخل صفرا ترشح میشود بنابراین این املاح قبل از اینکه از راه مدفوع دفع شوند بطور متوسط حدود 18 بار این چرخه را طی میکنند؛ این گردش املاح صفراوی را گردش روده ای – کبدی یا Enterohepatic مینامند
Enterohepatic recirculation of bile
ترشحات روده باریک:
مهمترین غدد روده باریک:
غدد برونر در ابتدای دئودنوم که موکوس قلیائی ترشح میکنند
ترشح این غدد بوسیله تماس غذا
تحریک واگ
سکرتین
افزایش مییابد
کریپتهای لیبرکون Lieberkuhn crypts
حاوی سلولهای ترشح کننده موکوس
سلولهای آنتروسیت که آب والکترولیت ترشح میکنند ( حدود 1800 ml در روز)
ترشحات روده باریک:
آنتروستهای روده باریک آنزیمهای گوارش را ترشح میکنند:
پپتیداز
سوکراز
مالتاز
لاکتاز
لیپاز
محرکهای تماسی؛ CCK و سکرتین ترشح روده باریک را افزایش میدهند
ترشحات روده بزرگ:
روده بزرگ هم تعداد زیادی کریپتهای لیبرکون دارد و ترشح عمده سلولهای آن موکوس است که محتوی مقدار زیادی بیکربنات است
ترشح موکوس بوسیله تحریک تماسی مستقیم ، رفلکسهای عصبی موضعی و نیز تحریک اعصاب پاراسمپاتیک ساکرال افزایش مییابد
تحریک روده بزرگ ( مثلا در آنتریت بدلیل عفونت باکتریال) علاوه بر ترشح مخاط ، مقادیر زیادی آب والکترولیت هم ترشح میشود