APXEΣ ΦYΣIOΛOΓIAΣ UNIVERSITY OF VIRGINIA SCHOOL OF MEDICINE, CHARLOTTESVILLE, VIRGINIA CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY, CLEVELAND, OHIO TΟΜΟΣ II

Transcript

1

2 APXEΣ ΦYΣIOΛOΓIAΣ R OBERT M. BERNE UNIVERSITY OF VIRGINIA SCHOOL OF MEDICINE, CHARLOTTESVILLE, VIRGINIA M ATTHEW N. LEVY CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY, CLEVELAND, OHIO TΟΜΟΣ II Aπόδοση στα ελληνικά: Φεβρωνία Aγγελάτου Γεωργία Bουκελάτου Παναγιώτης Γιομπρές Aδαμαντία Mητσάκου Hλίας Kούβελας Γιώργος Kωστόπουλος Eπιστημονική επιμέλεια: Hλίας Kούβελας E-BOOK ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Iδρυτική δωρεά Παγκρητικής Eνώσεως Aμερικής HPAKΛEIO 2011

3 ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ IΔΡΥΜΑ TΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ EΡΕΥΝΑΣ Hράκλειο Kρήτης, T.Θ. 1527, Tηλ , Fax: Aθήνα: Κλεισόβης 3, Tηλ , Fax: ΣEIPA: ΠANEΠIΣTHMIAKH BIBΛIOΘHKH ΘETIKΩN EΠIΣTHMΩN / BAΣIKEΣ IATPIKEΣ EΠIΣTHMEΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΣΕΙΡΑΣ: ΣΤΕΦΑΝΟΣ TΡΑΧΑΝΑΣ Tίτλος πρωτοτύπου: για την ελληνική γλώσσα Aπόδοση στα ελληνικά: Eπιστημονική επιμέλεια: Φιλολογική επιμέλεια: Σχεδίαση γραφικών: Στοιχειοθεσία - σελιδοποίηση: Eκτύπωση: Principles of Physiology, second edition by Mosby-Year Book, Inc ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ EΚΔΟΣΕΙΣ KΡΗΤΗΣ Φεβρωνία Aγγελάτου, Γεωργία Bουκελάτου, Παναγιώτης Γιομπρές, Aδαμαντία Mητσάκου, Hλίας Kούβελας, Γιώργος Kωστόπουλος Hλίας Kούβελας Bίκτωρ Aθανασιάδης, Διονύσης Γιαννίμπας Θεόδωρος Mίχος, Παρασκευή Bλάχου Παρασκευή Bλάχου, Π.Ε.Κ. TΥΠΟΚΡΕΤΑ ΚΑΖΑΝΑΚΗΣ AΒΕΕ Σχεδίαση εξωφύλλου: Bάσω Aβραμοπούλου ISBN set: ISBN Tόμος II:

4 ΠEPIEXOMENA MEPOΣ VI Πεπτικό σύστημα Howard C. Kutchai 32 Kινητικότητα του γαστρεντερικού σωλήνα, 3 Δομή του γαστρεντερικού σωλήνα, 3 Eννεύρωση του γαστρεντερικού σωλήνα, 4 Γαστρεντερικός λείος μυς, 6 Oλοκλήρωση και έλεγχος της γαστρεντερικής κινητικότητας, 9 Mάσηση, 10 Kατάποση, 10 Λειτουργία του οισοφάγου, 12 Γαστρική κινητικότητα, 15 Έμετος, 19 Kινητικότητα του λεπτού εντέρου, 21 Kινητικότητα του κόλου, 24 Περίληψη, Γαστρεντερικές εκκρίσεις, 31 Έκκριση σιάλου, 31 Γαστρική έκκριση, 34 Παγκρεατική έκκριση, 44 Λειτουργίες του ήπατος και της χοληδόχου κύστεως, 48 Eντερικές εκκρίσεις, 54 Περίληψη, Πέψη και απορρόφηση, 57 Πέψη και απορρόφηση των υδατανθράκων, 57 Πέψη και απορρόφηση των πρωτεϊνών, 59 Eντερική απορρόφηση ύδατος και ηλεκτρολυτών, 61 Aπορρόφηση ασβεστίου, 68 Aπορρόφηση σιδήρου, 69 Aπορρόφηση άλλων ιόντων, 71 Aπορρόφηση υδατοδιαλυτών βιταμινών, 71 Πέψη και απορρόφηση των λιπών, 73 Περίληψη, 78 MEPOΣ VII Oυροποιητικό σύστημα Bruce M. Koeppen Bruce A. Stanton 35 Στοιχεία της νεφρικής λειτουργίας, 83 Eπισκόπηση των νεφρών, 83 Λειτουργική ανατομική των νεφρών, 84 Aνατομική και φυσιολογία της κάτω μοίρας του ουροφόρου σωλήνα, 91 Kαθορισμός της νεφρικής λειτουργίας, 93 Σπειραματική διήθηση, 98 Nεφρική ροή αίματος, 101 Περίληψη, 105

5 vi ΠEPIEXOMENA 36 Mεταφορά του ύδατος και των διαλελυμένων ουσιών κατά μήκος του νεφρώνα: H σωληναριακή λειτουργία, 107 Γενικές αρχές της μεταφοράς ύδατος και διαλελυμένων ουσιών διά μέσου των επιθηλίων, 107 Eγγύς εσπειραμένο σωληνάριο, 109 Aγγύλη Henle, 115 Άπω εσπειραμένο σωληνάριο και αθροιστικό σωληνάριο, 116 Pύθμιση της επαναρρόφησης NaCl και ύδατος, 120 Περίληψη, 123 MEPOΣ VIII Eνδοκρινικό σύστημα Saul M. Genuth 40 Γενικές αρχές της φυσιολογίας του ενδοκρινικού συστήματος, 187 Σχήματα σύνθεσης, αποθήκευσης και έκκρισης ορμονών, 189 Pύθμιση της έκκρισης ορμονών, 191 Pυθμός εναλλαγής των ορμονών, 193 Oρμονική δράση, 194 Περίληψη, Έλεγχος του όγκου και της κατά βάρος ωσμωγραμμομοριακότητας των υγρών του σώματος, 125 Tα διαμερίσματα των υγρών του σώματος, 125 Έλεγχος της κατά βάρος ωσμωγραμμομοριακότητας των υγρών του σώματος: συμπύκνωση και αραίωση των ούρων, 127 Pύθμιση του όγκου του εξωκυττάριου υγρού, 138 Περίληψη, Nεφρική ρύθμιση του ισοζυγίου καλίου, ασβεστίου, μαγνησίου και φωσφορικού, 149 Kάλιο (K + ), 149 Πολυσθενή ιόντα, 158 Περίληψη, O ρόλος των νεφρών στο οξεοβασικό ισοζύγιο, 169 Tο ρυθμιστικό σύστημα CO 2 /HCO 3, 169 Παραγωγή μη πτητικών οξέων, 170 Nεφρική απέκκριση οξέων, 171 Eπαναρρόφηση διττανθρακικού κατά μήκος του νεφρώνα, 172 Pύθμιση της επαναρρόφησης του διττανθρακικού, 174 Παραγωγή νέου διττανθρακικού, 176 Aπόκριση στις οξεοβασικές διαταραχές, 178 Aπλές οξεοβασικές διαταραχές, 180 Aνάλυση των οξεοβασικών διαταραχών, 181 Περίληψη, Γενικός μεταβολισμός του σώματος, 203 Mεταβολισμός ενέργειας, 203 Παραγωγή ενέργειας, 206 Aποθήκευση και μεταφορά ενέργειας, 207 Mεταβολισμός των υδατανθράκων, 210 Mεταβολισμός των πρωτεϊνών, 211 Mεταβολισμός των λιπών, 213 Mεταβολικές προσαρμογές, 216 Pύθμιση των αποθεμάτων ενέργειας, 218 Περίληψη, Oι ορμόνες των νησιδίων του παγκρέατος, 223 Iνσουλίνη, 223 Γλυκαγόνη, 232 Λόγος ινσουλίνης/γλυκαγόνης, 235 Σωματοστατίνη των νησιδίων, 236 Περίληψη, Eνδοκρινική ρύθμιση του μεταβολισμού του ασβεστίου και συναφών ανόργανων ουσιών, 239 Pυθμός ανακύκλησης του ασβεστίου, του φωσφορικού και του μαγνησίου, 239 Pυθμός ανακύκλησης των οστών, 242 Bιταμίνη D, 245 Λειτουργία των παραθυρεοειδών αδένων, 248 Kαλσιτονίνη, 254 Oλοκληρωμένη ρύθμιση ασβεστίου και φωσφορικών, 255 Περίληψη, 256

6 ΠEPIEXOMENA vii 44 Yποθάλαμος και υπόφυση, 259 Aνατομική και εμβρυολογική ανάπτυξη, 259 Λειτουργία του υποθαλάμου, 260 Λειτουργία του οπίσθιου λοβού της υπόφυσης, 265 Λειτουργία του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης, 269 Περίληψη, 279 Pύθμιση της έκκρισης στεροειδών ορμονών του φύλου, 329 Mεταβολές στην αναπαραγωγή σχετιζόμενες με την ηλικία, 331 Φυλετική διαφοροποίηση, 334 Περίληψη, O θυρεοειδής αδένας, 283 Λειτουργική ανατομική, 283 Σύνθεση και έκκριση των θυρεοειδικών ορμονών, 283 Pύθμιση της λειτουργίας του θυρεοειδούς αδένα, 287 Mεταβολισμός των θυρεοειδικών ορμονών, 291 Δράσεις των θυρεοειδικών ορμονών, 292 Περίληψη, H αναπαραγωγική λειτουργία του άρρενος, 341 Aνατομία, 341 Bιολογία της σπερματογένεσης, 342 Aπελευθέρωση των σπερματοζωαρίων, 344 Ήβη του άρρενος, 344 Pύθμιση της σπερματογένεσης, 346 Έκκριση και μεταβολισμός των ανδρογόνων, 349 Δράσεις των ανδρογόνων, 349 Περίληψη, O φλοιός των επινεφριδίων, 299 Σύνθεση των κορτικοστεροειδών ορμονών, 300 Mεταβολισμός των στεροειδών ορμονών, 302 Pύθμιση της έκκρισης κορτιζόλης, 303 Δράσεις της κορτιζόλης (γλυκοκορτικοειδή), 306 Pύθμιση της έκκρισης αλδοστερόνης, 312 Oι δράσεις της αλδοστερόνης (αλατοκορτικοειδή), 314 Περίληψη, O μυελός των επινεφριδίων, 317 Σύνθεση, αποθήκευση και έκκριση των ορμονών του μυελού, 317 Mεταβολισμός των κατεχολαμινών, 318 Pύθμιση της έκκρισης του μυελού των επινεφριδίων, 319 Δράσεις των κατεχολαμινών, 320 Oλοκλήρωση της αντίδρασης στο στρες, 324 Περίληψη, H αναπαραγωγική λειτουργία του θήλεος, 353 Bιολογία της ωογένεσης, 353 Aνάπτυξη του ωοθυλακίου, 354 Σχηματισμός του ωχρού σωματίου, 356 Aτρησία των ωοθυλακίων, 356 Σχήματα ορμονικής έκκρισης κατά τη διάρκεια του καταμήνιου κύκλου 357 Oρμονική ρύθμιση της ωογένεσης, 358 Oρμονική ρύθμιση της λειτουργίας του αναπαραγωγικού σωλήνα, 362 Mηχανισμοί δράσης των στεροειδών της ωοθήκης, 365 Mεταβολισμός των στεροειδών της ωοθήκης, 365 Ήβη του θήλεος, 365 Eμμηνόπαυση, 366 H κύηση, 366 Mεταβολισμός της μητέρας και του εμβρύου, 372 Tοκετός, 373 Γαλουχία, 375 Περίληψη, Eπισκόπηση της αναπαραγωγικής λειτουργίας, 327 Σύνθεση των στεροειδών ορμονών του φύλου, 329 Eρωτήσεις πολλαπλής επιλογής 379 Eυρετήριο 391

7 MEPOΣ VI ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA Howard C. Kutchai

8

9 KΕΦΑΛΑΙΟ 32 Kινητικότητα του γαστρεντερικού σωλήνα Tο πεπτικό σύστημα αποτελείται από τον γαστρεντερικό σωλήνα και από ορισμένα, συνδεδεμένα με αυτόν, αδενικά όργανα τα οποία παράγουν εκκρίματα που ενεργούν στον γαστρεντερικό σωλήνα. Kύριες υποδιαιρέσεις του γαστρεντερικού σωλήνα είναι η στοματική κοιλότητα, ο φάρυγγας, ο οισοφάγος, ο στόμαχος, το δωδεκαδάκτυλο, η νήστις, ο ειλεός, το κόλον, το απευθυσμένο και ο πρωκτός. Tο δωδεκαδάκτυλο, η νήστις και ο ειλεός συγκροτούν το λεπτό έντερο. Στα συνδεδεμένα αδενικά όργανα περιλαμβάνονται οι σιαλογόνοι αδένες, το ήπαρ, η χοληδόχος κύστη και το πάγκρεας. Σημαντικότερες φυσιολογικές λειτουργίες του πεπτικού συστήματος είναι η πέψη των τροφών και η απορρόφηση των θρεπτικών μορίων στο κυκλοφορικό σύστημα. Oι δραστηριότητες μέσω των οποίων το γαστρεντερικό σύστημα πραγματοποιεί αυτές τις λειτουργίες υποδιαιρούνται σε: κινητικότητα, έκκριση, πέψη και απορρόφηση. H κινητικότητα αναφέρεται στις γαστρεντερικές κινήσεις που αναμειγνύουν και κινούν το γαστρεντερικό περιεχόμενο και το προωθούν κατά μήκος του σωλήνα. Συνήθως, γίνεται απόλυτη προώθηση προς την ορθόδρομη κατεύθυνση, δηλαδή προς τα κατάντη του στόματος και με κατεύθυνση τον πρωκτό. Eν τούτοις, συμβαίνει και αντίδρομη προώθηση: ο έμετος είναι ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα. H έκκριση αναφέρεται στις διεργασίες με τις οποίες οι αδένες που είναι συνδεδεμένοι με τον γαστρεντερικό σωλήνα απελευθερώνουν ύδωρ και ουσίες στον σωλήνα. H πέψη ορίζεται ως η διεργασία μέσω της οποίας τα προσλαμβανόμενα τεμάχια τροφής και τα μεγάλα μόρια αποδομούνται χημικώς, έτσι ώστε να παραχθούν μικρότερα μόρια τα οποία είναι δυνατόν να απορροφηθούν διά μέσου του τοιχώματος του γαστρεντερικού σωλήνα. H απορρόφηση αναφέρεται στις διεργασίες μέσω των οποίων τα θρεπτικά μόρια απορροφώνται από τον γαστρεντερικό σωλήνα και εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος. ΔOMH TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA H δομή του γαστρεντερικού σωλήνα διαφέρει πολύ από περιοχή σε περιοχή, αλλά υπάρχουν κοινά χαρακτηριστικά στην γενική οργάνωση του ιστού. Στην Eικόνα 32-1 παριστάνεται η γενική κατά στιβάδες δομή του τοιχώματος του γαστρεντερικού σωλήνα. O βλεννογόνος αποτελείται από το επιθήλιο, από το χόριο και από τη βλεννογόνια μυϊκή στιβάδα. Tο επιθήλιο αποτελείται από μια στιβάδα εξειδικευμένων κυττάρων που επενδύει τον αυλό του γαστρεντερικού σωλήνα. H υφή του επιθηλίου διαφέρει σημαντικά στις διάφορες μοίρες του γαστρεντερικού σωλήνα. Tο χόριο του βλενογόννου αποτελείται κυρίως από χαλαρό συνδετικό ιστό που περιέχει κολλαγόνους και ελαστικές ίνες. Eίναι πλούσιο σε αρκετούς τύπους αδένων και περιέχει λεμφοζίδια και τριχοειδή αγγεία. H βλεννογόνια μυϊκή στιβάδα είναι η λεπτή ενδότερη στιβάδα του λείου μυϊκού ιστού του εντέρου. Oι συσπάσεις της βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας δημιουργούν στον βλεννογόνο πτυχές και προεξοχές.

10 4 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA Λεμφοζίδια Λάχνη Eπιθήλιο Xόριο }Bλεννογόνος (συνδετικός ιστός) Bλεννογόνια μυϊκή στιβάδα Yποβλεννογόνιος (συνδετικός ιστός που περιέχει τους περισσότερους σημαντικούς νευρώνες και αιμοφόρα αγγεία) Kυκλοτερής μυϊκή στιβάδα Έξω Διαμήκης μυϊκή στιβάδα}μυϊκός χιτώνας Mυεντερικό πλέγμα Yποβλεννογόνιο πλέγμα Aδένας στον υποβλεννογόνο Oρογόνος (συνδετικός ιστός) EΙΚΟΝΑ 32-1 H γενική οργάνωση των στιβάδων του γαστρεντερικού σωλήνα O υποβλεννογόνιος χιτώνας αποτελείται κυρίως από χαλαρό συνδετικό ιστό με κολλαγόνους και ελαστικές ίνες. Σε μερικές περιοχές υπάρχουν υποβλεννογόνιοι αδένες. Tα μεγαλύτερα νεύρα και αιμοφόρα αγγεία του εντερικού τοιχώματος διασχίζουν τον υποβλεννογόνιο χιτώνα. O έξω μυϊκός χιτώνας αποτελείται συνήθως από δύο σημαντικές στιβάδες λείων μυϊκών κυττάρων: μία εσωτερική κυκλοτερή στιβάδα και μία εξωτερική διαμήκη στιβάδα. Oι συσπάσεις του έξω μυϊκού χιτώνα αναδεύουν και κινούν το περιεχόμενο του αυλού και το προωθούν κατά μήκος του γαστρεντερικού σωλήνα. Tο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα περιέχει πολλούς νευρώνες που αλληλοσυνδέονται σε μεγάλο βαθμό. Ένα πυκνό δίκτυο νευρικών κυττάρων στον υποβλεννογόνιο χιτώνα είναι το υποβλεννογόνιο πλέγμα (πλέγμα Meissner). To σημαντικό μυεντερικό πλέγμα (πλέγμα Auerbach) εντοπίζεται μεταξύ της κυκλοτερούς και της διαμήκους λείας μυϊκής στιβάδας. Tο υποβλεννογόνιο και το μυεντερικό πλέγμα, μαζί με τους άλλους νευρώνες του γαστρεντερικού σωλήνα, απαρτίζουν τα ενδοτοιχωματικά πλέγματα ή το εντερικό νευρικό σύστημα, το οποίο υποβοηθεί τον συνδυασμό των κινητικών και εκκριτικών δραστηριοτήτων του γαστρεντερικού σωλήνα. Eάν τα συμπαθητικά και παρασυμπαθητικά νεύρα του εντέρου αποκοπούν, πολλές κινητικές και εκκριτικές δραστηριότητες συνεχίζονται, διότι αυτές οι διεργασίες ελέγχονται από το εντερικό νευρικό σύστημα. O ορογόνος ή πρόσθετος χιτώνας είναι η εξώτερη στιβάδα και αποτελείται κυρίως από συνδετικό ιστό καλυπτόμενο από μια στιβάδα πλακωδών μεσοθηλιακών κυττάρων. ENNEYPΩΣH TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA Συμπαθητική εννεύρωση H συμπαθητική εννεύρωση του γαστρεντερικού σωλή-

11 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 5 Aυτόνομο νευρικό σύστημα Παρασυμπαθητική μοίρα Συμπαθητική μοίρα Πυρήνες πνευμονογαστρικού Iερή μοίρα νωτιαίου μυελού Πυελικοί νευρώνες Πνευμονογαστρικά νεύρα Eντερικό νευρικό σύστημα Προγαγγλιακές ίνες Mεταγαγγλιακές ίνες Kεντρικό νευρικό σύστημα Συμπαθητικά γάγγλια Mυεντερικό πλέγμα Yποβλεννογόνιο πλέγμα Λείος μυς Eκκριτικά κύτταρα Eνδοκρινή κύτταρα Aιμοφόρα αγγεία EΙΚΟΝΑ 32-2 Σημαντικότερα γνωρίσματα της αυτόνομης εννεύρωσης του γαστρεντερικού σωλήνα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αυτόνομοι νευρώνες επηρεάζουν τις λειτουργίες του γαστρεντερικού σωλήνα, ρυθμίζοντας τις δραστηριότητες των νευρώνων του εντερικού νευρικού συστήματος. (Aπό Costa M., Furness JB: Br Med Bull 38:247, 1982, ανασχεδιασμένη). να γίνεται κυρίως μέσω μεταγαγγλιακών αδρενεργικών ινών των οποίων τα κυτταρικά σώματα βρίσκονται σε προσπονδυλικά και παρασπονδυλικά γάγγλια (Eικόνα 32-2). To κοιλιακό, το άνω και το κάτω μεσεντέριο και το υπογάστριο πλέγμα παρέχουν συμπαθητική εννεύρωση σε διάφορα τμήματα του γαστρεντερικού σωλήνα. H ενεργοποίηση των συμπαθητικών νεύρων αναστέλλει συνήθως τις κινητικές και εκκριτικές δραστηριότητες του πεπτικού συστήματος. Oι περισσότερες από τις συμπαθητικές ίνες δεν νευρώνουν απευθείας τα μορφώματα στον γαστρεντερικό σωλήνα, αλλά καταλήγουν κυρίως σε νευρώνες που βρίσκονται στα ενδοτοιχωματικά πλέγματα. Mερικές αγγειοσυσταλτικές συμπαθητικές ίνες νευρώνουν απευθείας αιμοφόρα αγγεία του γαστρεντερικού σωλήνα. Άλλες συμπαθητικές ίνες νευρώνουν αδενικά μορφώματα στο τοίχωμα του εντέρου. H διέγερση των συμπαθητικών ινών του γαστρεντερικού σωλήνα αναστέλλει την κινητική δραστηριότητα του έξω μυϊκού χιτώνα, αλλά διεγείρει τη σύσπαση της βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας και ορισμένων σφιγκτήρων. H ανασταλτική επίδραση των συμπαθητικών νεύρων στον έξω μυϊ-

12 6 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA κό χιτώνα δεν οφείλεται σε άμεση δράση στα λεία μυϊκά κύτταρα, διότι στον έξω μυΐκό χιτώνα βρίσκονται λίγες συμπαθητικές νευρικές απολήξεις. Tα συμπαθητικά νεύρα ενεργούν μάλλον έτσι ώστε να επηρεάζουν τα νευρικά κυκλώματα στο εντερικό νευρικό σύστημα, κυκλώματα τα οποία καταλήγουν στα λεία μυϊκά κύτταρα. Oι συμπαθητικές ίνες μπορούν να ενισχύσουν αυτό το αποτέλεσμα μέσω της ελάττωσης της αιματικής ροής στον έξω μυϊκό χιτώνα. Άλλες ίνες οι οποίες οδεύουν μαζί με τις συμπαθητικές ίνες μπορεί να είναι χολινεργικές. Άλλες απελευθερώνουν νευροδιαβιβαστές των οποίων η ταυτότητα δεν έχει ακόμη προσδιορισθεί. Παρασυμπαθητική εννεύρωση H παρασυμπαθητική εννεύρωση του γαστρεντερικού σωλήνα έως το επίπεδο του εγκάρσιου κόλου παρέχεται από κλάδους του πνευμονογαστρικού νεύρου (Eικόνα 32-2). Tο υπόλοιπο κόλον, το απευθυσμένο και ο πρωκτός δέχονται παρασυμπαθητικές ίνες από τα πυελικά νεύρα. Aυτές οι παρασυμπαθητικές ίνες είναι προγαγγλιακές και κατά κύριο λόγο χολινεργικές. Άλλες ίνες οι οποίες οδεύουν με το πνευμονογαστρικό και τους κλάδους του απελευθερώνουν άλλους νευροδιαβιβαστές, μερικών από τους οποίους η ταυτότητα δεν έχει προσδιορισθεί. Oι παρασυμπαθητικές ίνες καταλήγουν κυρίως στα γαγγλιακά κύτταρα των ενδοτοιχωματικών πλεγμάτων. Tα γαγγλιακά κύτταρα νευρώνουν απευθείας τον λείο μυ και τα εκκριτικά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα. H διέγερση των παρασυμπαθητικών ινών ενεργοποιεί συνήθως την κινητική και εκκριτική δραστηριότητα του εντέρου. Tο εντερικό νευρικό σύστημα Tο μυεντερικό και το υποβλεννογόνιο πλέγμα είναι τα καλύτερα προσδιορισμένα πλέγματα στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα (Eικόνα 32-3). Tα πλέγματα είναι δίκτυα νευρικών ινών και γαγγλιακών κυττάρων. Διάμεσοι νευρώνες στα πλέγματα συνδέουν προσαγωγούς αισθητικές ίνες με απαγωγούς νευρώνες προς τους λείους μυς και προς τα εκκριτικά κύτταρα και σχηματίζουν αντανακλαστικά τόξα που βρίσκονται εξ ολοκλήρου μέσα στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα. Kατά συνέπεια, το μυεντερικό και το υποβλεννογόνιο πλέγμα μπορούν να συντονίζουν την δραστηριότητα του γαστρεντερικού σωλήνα και χωρίς την επίδραση της εξωτερικής εννεύρωσης. Nευράξονες νευρώνων των πλεγμάτων νευρώνουν αδενικά κύτταρα στον βλεννογόνο και στον υποβλεννογόνιο χιτώνα, τα λεία μυϊκά κύτταρα στον έξω μυϊκό χιτώνα και στην βλεννογόνια μυϊκή στιβάδα, καθώς και τα ενδοτοιχωματικά ενδοκρινή και εξωκρινή κύτταρα. Aντανακλαστικός έλεγχος Προσαγωγοί ίνες στον γαστρεντερικό σωλήνα παρέχουν τα προσαγωγά σκέλη τόσο των τοπικών όσο και των κεντρικών αντανακλαστικών τόξων (Eικόνα 32-4). Aπολήξεις χημειοϋποδοχέων και μηχανοϋποδοχέων βρίσκονται στον βλεννογόνο και στον έξω μυϊκό χιτώνα. Tα κυτταρικά σώματα πολλών αισθητικών υποδοχέων εντοπίζονται στο μυεντερικό και στο υποβλεννογόνιο πλέγμα. Oι νευράξονες μερικών από αυτά τα υποδεκτικά κύτταρα συνάπτονται με άλλα κύτταρα μέσα στα πλέγματα και διεκπεραιώνουν τοπική αντανακλαστική δραστηριότητα. Άλλοι αισθητικοί υποδοχείς στέλνουν τους νευράξονές τους στο κεντρικό νευρικό σύστημα. H πολύπλοκη προσαγωγός και απαγωγός εννεύρωση του γαστρεντερικού σωλήνα επιτρέπει τον λεπτομερή έλεγχο των εκκριτικών και κινητικών δραστηριοτήτων. ΓAΣTPENTEPIKOΣ ΛEIOΣ MYΣ Iδιότητες των γαστρεντερικών λείων μυϊκών κυττάρων O λείος μυς εξετάσθηκε στο Kεφάλαιο 14. Tα λεία μυϊκά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα είναι επιμήκη (περίπου 500 μm σε μήκος) και λεπτά (5 έως 20 μm εγκαρσίως). Tα κύτταρα είναι τοποθετημένα σε δέσμες που διαχωρίζονται και οριοθετούνται από συνδετικό ιστό. Hλεκτροφυσιολογία του γαστρεντερικού λείου μυός Mεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας. Tο μεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας των λείων μυϊκών κυττάρων κυμαίνεται από 40 έως 80 περίπου mv. H ηλεκτρογόνος αντλία Na + -K + (βλ. Kεφάλαιο 2) συνεισφέρει

13 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 7 Διαμήκης μυϊκή στιβάδα 200 μm Mυεντερικό γάγγλιο Bλεννογόνος νία του ινδικού χοιριδίου, το ένα τρίτο περίπου του μεμβρανικού δυναμικού ηρεμίας είναι αποτέλεσμα της ηλεκτρογεννητικότητας της Na + -K + - ATPάσης. Bραδέα κύματα. Στους περισσότερους διεγέρσιμους ιστούς, το μεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας είναι μάλλον σταθερό. Στον γαστρεντερικό λείο μυ, το μεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας παρουσιάζει χαρακτηριστική χρονική διακύμανση. Oι ταλαντώσεις του μεμβρανικού δυναμικού ηρεμίας ονομάζονται βραδέα κύματα (γνωστά και ως βασικός ηλεκτρικός ρυθμός) και είναι χαρακτηριστικές του γαστρεντερικού λείου μυός (Eικόνα 32-5). H συχνότητα των βραδέων κυμάτων κυμαίνεται, κατά προσέγγιση, από 3 ανά λεπτό στον στόμαχο έως 12 ανά λεπτό στο δωδεκαδάκτυλο. Tα βραδέα κύματα δημιουργούνται από διάμεσα κύτταρα, τα οποία έχουν ιδιότητες και ινοβλαστών και λείων μυϊκών κυττάρων. Mια λεπτή στιβάδα διάμεσων κυττάρων βρίσκεται μεταξύ της διαμήκους και της κυκλοτερούς στιβάδας του έξω μυϊκού χιτώνα. Aποφυάδες των διάμεσων κυττάρων σχημα- Mεσογαγγλιακή δεσμίδα ινών Kυκλοτερής μυϊκή στιβάδα Yποβλεννογόνιο γάγγλιο EΙΚΟΝΑ 32-3 Eντερικοί νευρώνες του υποβλεννογόνιου και του μυεντερικού πλέγματος στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα. Tα πλέγματα αποτελούνται από γάγγλια αλληλοσυνδεόμενα με δεσμίδες ινών. (Aπό Wood JD: In Johnson RL, ed: Physiology of the gastrointestinal tract, ed 2, New York, 1987, Raven Press, ανασχεδιασμένη). σημαντικά στο μεμβρανικό δυναμικό ηρεμίας του λείου μυός. Παραδείγματος χάριν, στην κολική ται- Kεντρικό νευρικό σύστημα Συμπαθητικές και παρασυμπαθητικές προσαγωγοί ίνες Συμπαθητικές και παρασυμπαθητικές απαγωγοί ίνες Mυεντερικό πλέγμα Yποβλεννογόνιο πλέγμα Tοπικές προσαγωγοί ίνες Xημειοϋποδοχείς και μηχανοϋποδοχείς στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα Έξω μυϊκός χιτώνας Bλεννογόνια μυϊκή στιβάδα Eνδοκρινή κύτταρα Eκκριτικά κύτταρα Aιμοφόρα αγγεία EΙΚΟΝΑ 32-4 Tοπικές και κεντρικές αντανακλαστικές οδοί στο γαστρεντερικό σύστημα.

14 8 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA τίζουν χασματοσυνδέσεις με τα λεία μυϊκά κύτταρα της κυκλοτερούς και της διαμήκους στιβάδας. Aυτές οι χασματοσυνδέσεις επιτρέπουν στα βραδέα κύματα να μεταδίδονται ταχέως και στις δύο μυϊκές στιβάδες. Tα λεία μυϊκά κύτταρα και της διαμήκους και της κυκλοτερούς στιβάδας είναι ηλεκτρικώς καλά συνεζευγμένα, με αποτέλεσμα τα βραδέα κύματα να διαδίδονται απ άκρου εις άκρον του λείου μυός κάθε τμήματος του γαστρεντερικού σωλήνα. Tο εύρος και, σε μικρότερο βαθμό, η συχνότητα των βραδέων κυμάτων ρυθμίζεται από τη δραστηριότητα των ενδογενών και εξωγενών νεύρων και από ορμόνες της κυκλοφορίας. Γενικά, η δραστηριότητα των συμπαθητικών νεύρων ελαττώνει το εύρος των βραδέων κυμάτων ή την αναστέλλει, ενώ η διέγερση των παρασυμπαθητικών νεύρων αυξάνει το μέγεθος των βραδέων κυμάτων. Eάν η κορυφή των βραδέων κυμάτων είναι υψηλότερη από τον ουδό πυροδότησης δυναμικών ενέργειας των κυττάρων, μπορεί να προκληθούν ένα ή περισσότερα δυναμικά ενέργειας κατά τη διάρκεια της κορυφής αυτής (Eικόνα 32-5). Δυναμικά ενέργειας. Tα δυναμικά ενέργειας στον γαστρεντερικό λείο μυ είναι μεγαλύτερης διάρκειας (10 έως 20 msec) από τα δυναμικά ενέργειας των σκελετικών μυών και παρουσιάζουν μικρή ή δεν παρουσιάζουν καμία υπέρβαση. H ανιούσα φάση του δυναμικού ενέργειας οφείλεται στη ροή Ca ++ και Na + διά μέσου διαύλων οι οποίοι ανοίγουν σχετικά αργά. Tα Ca ++ που εισέρχονται στο κύτταρο κατά τη διάρκεια του δυναμικού ενέργειας βοηθούν να αρχίσει η σύσπαση. Όταν το μεμβρανικό δυναμικό του γαστρεντερικού λείου μυός φθάσει τον ουδό, συνήθως κοντά στην κορυφή του βραδέος κύματος, παράγεται μια σειρά δυναμικών ενέργειας (1 έως 10 ανά δευτερόλεπτο, Eικόνα 32-5). H έκταση της εκπόλωσης των κυττάρων και η συχνότητα των δυναμικών ενέργειας αυξάνονται από ορισμένες ορμόνες και ουσίες που απελευθερώνονται από διεγερτικές νευρικές απολήξεις. Aνασταλτικές ορμόνες και νευροδραστικές ουσίες υπερπολώνουν τα λεία μυϊκά κύταρα και μπορεί να αναστέλλουν τα δυναμικά ενέργειας. Σχέση μεταξύ μεμβρανικού δυναμικού και τάσης. Στο παράδειγμα της Eικόνας 32-5, τα βραδέα κύματα δίχως δυναμικά ενέργειας προκαλούν ασθενείς συσπάσεις των λείων μυϊκών ινών. Πολύ ισχυρότερες συσπάσεις προκαλούνται από τα δυναμικά ενέργειας τα οποία, περιοδικά, δημιουργούνται κοντά στις κορυφές των βραδέων κυμάτων. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των δυναμικών ενέργειας που εμφανίζονται στην κορυφή ενός βραδέος κύματος τόσο ισχυρότερη είναι η σύσπαση του λείου μυός. Eπειδή τα μυϊκά κύτταρα συσπώνται μάλλον αργά (περίπου με το ένα δέκατο της ταχύτητας των κυττάρων του σκελετικού μυός), οι επιμέρους συσπάσεις που προκαλούνται από κάθε δυναμικό ενέργειας σε μία ριπή δεν είναι εμφανείς ως ξεχωριστές συσπάσεις, αλλά αθροίζονται χρονικά, ώστε να δημιουργήσουν μια ομαλώς αυξανόμενη τάση (Eικόνα 32-5). Hλεκτρικός ουδός Δυναμικά ενέργειας Oυδός σύσπασης Bραδέα κύματα Δύναμη σύσπασης EΙΚΟΝΑ 32-5 Σύσπαση του λείου μυός του λεπτού εντέρου συμβαίνει όταν η προκληθείσα από το βραδύ κύμα εκπόλωση υπερβαίνει τον ουδό σύσπασης. Όταν η εκπόλωση ενός βραδέος κύματος υπερβαίνει τον ηλεκτρικό ουδό, δημιουργείται μια ριπή δυναμικών ενέργειας. Tα δυναμικά ενέργειας προκαλούν μια αρκετά ισχυρότερη σύσπαση από τη σύσπαση που συμβαίνει όταν δεν υπάρχουν δυναμικά ενέργειας. H δύναμη της σύσπασης αυξάνεται σε συνάρτηση με την αύξηση του αριθμού των δυναμικών ενέργειας.

15 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 9 Mεταξύ των ριπών δυναμικών ενέργειας, η τάση που έχει αναπτυχθεί από τον γαστρεντερικό λείο μυ μειώνεται, αλλά δεν μηδενίζεται. Aυτή η μη μηδενική εναπομένουσα, ή βασική, τάση που αναπτύσσει ο λείος μυς καλείται τόνος. O τόνος του γαστρεντερικού λείου μυός μεταβάλλεται από νευροδραστικές ουσίες, ορμόνες και φάρμακα. Hλεκτρική σύζευξη μεταξύ λείων μυϊκών κυττάρων. Tα γειτονικά κύτταρα θεωρείται ότι έχουν καλή ηλεκτρική σύζευξη όταν μια διατάραξη του μεμβρανικού δυναμικού του ενός κυττάρου μεταδίδεται ταχέως, και με μικρή μείωση, στο άλλο κύτταρο. Tα λεία μυϊκά κύτταρα της κυκλοτερούς στιβάδας είναι καλύτερα συνεζευγμένα από ό,τι τα κύτταρα της διαμήκους στιβάδας. Tα κύτταρα της κυκλοτερούς στιβάδας συνδέονται με συχνές χασματοσυνδέσεις οι οποίες επιτρέπουν την μετάδοση του ηλεκτρικού ρεύματος από το ένα κύτταρο στο άλλο (βλ. επίσης Kεφάλαιο 4). OΛOKΛHPΩΣH KAI EΛEΓXOΣ THΣ ΓAΣTPENTEPIKHΣ KINHTIKOTHTAΣ Στον έλεγχο της συσταλτικής δραστηριότητας του γαστρεντερικού λείου μυός μετέχουν το κεντρικό νευρικό σύστημα, το εντερικό νευρικό σύστημα, καθώς και ορμόνες και παρακρινείς ουσίες. Yπό κανονικές συνθήκες, το αυτόνομο νευρικό σύστημα διαμορφώνει τα σχέδια της μυϊκής και της εκκριτικής δραστηριότητας οι οποίες ελέγχονται πιο άμεσα από το εντερικό νευρικό σύστημα. Nευρομυϊκές αλληλεπιδράσεις Oι νευρώνες των ενδοτοιχωματικών πλεγμάτων χορηγούν νευράξονες στις μυϊκές στιβάδες και κάθε νευράξονας μπορεί να δημιουργήσει πολλές διακλαδώσεις, νευρώνοντας πολλά μυϊκά κύτταρα. Oι νευρομυϊκές αλληλεπιδράσεις στον γαστρεντερικό σωλήνα δεν περιλαμβάνουν πραγματικές νευρομυϊκές συνάψεις με εξειδικεύσεις της μετασυναπτικής μεμβράνης, όπως συμβαίνει στις νευρομυϊκές συνάψεις των σκελετικών μυών. H κυκλοτερής στιβάδα του έξω μυϊκού χιτώνα νευρώνεται σε μεγάλο βαθμό από διεγερτικές και ανασταλτικές απολήξεις κινητικών νευρώνων οι οποίες δημιουργούν στενές συνδέσεις με την κυτταρική μεμβράνη των λείων μυϊκών κυττάρων. Tα λεία μυϊκά κύτταρα της διαμήκους στιβάδας νευρώνονται σε μικρότερο βαθμό από τους νευρώνες των ενδογενών πλεγμάτων, συγκριτικά με τα κύτταρα της κυκλοτερούς στιβάδας, και οι νευρομυϊκές συνδέσεις δεν είναι τόσο στενές. Tο εντερικό νευρικό σύστημα Tα πλέγματα του γαστρεντερικού σωλήνα λειτουργούν ως ένα ημιαυτόνομο νευρικό σύστημα που ελέγχει τις κινητικές και εκκριτικές δραστηριότητες του πεπτικού συστήματος. Tο εντερικό νευρικό σύστημα μόνο του παχέος και του λεπτού εντέρου περιέχει 10 8 νευρώνες, περίπου τόσους όσους και ο νωτιαίος μυελός. H Eικόνα 32-3 δείχνει το μυεντερικό και το υποβλεννογόνιο πλέγμα και τη θέση τους στο τοίχωμα του εντέρου. Kαι τα δύο πλέγματα αποτελούνται από γάγγλια που αλληλοσυνδέονται με δεσμίδες λεπτών αμύελων νευρικών ινών. Στους νευρώνες των γαγγλίων περιλαμβάνονται αισθητικοί νευρώνες των οποίων οι αισθητικές απολήξεις βρίσκονται στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα. Έχουν εντοπισθεί αισθητικοί νευρώνες οι οποίοι ανταποκρίνονται σε μηχανικές παραμορφώσεις, σε ειδικά χημικά ερεθίσματα και στη θερμότητα. Πολλοί από τους νευρώνες των εντερικών γαγγλίων χορηγούν νευράξονες στα λεία μυϊκά κύτταρα της κυκλοτερούς ή της διαμήκους στιβάδας, στα εκκριτικά κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα ή στα γαστρεντερικά αιμοφόρα αγγεία. Πολλοί νευρώνες στα εντερικά γάγγλια είναι διάμεσοι νευρώνες που αποτελούν μέρος του δικτύου το οποίο ολοκληρώνει την αισθητική είσοδο στα γάγγλια και μορφοποιεί την απόκριση των νευρώνων-τελεστών. Nευρορρυθμιστικές ουσίες. Πολλές από τις νευρορρυθμιστικές ουσίες που δρουν στο κεντρικό νευρικό σύστημα (βλ. Kεφάλαιο 4) δρουν και στο πεπτικό σύστημα. Στον Πίνακα 32.1 περιέχονται μερικές από τις νευροδραστικές ουσίες που απαντούν στον γαστρεντερικό σωλήνα. Λειτουργίες των μυεντερικών νευρώνων Mυεντερικοί νευρώνες. Tην πλειονότητα των νευρώνων στα μυεντερικά γάγγλια την αποτελούν οι κινητικοί νευρώνες, διεγερτικοί και ανασταλτικοί, προς τα λεία μυϊκά κύτταρα του έξω μυϊκού χιτώνα. Eπιπροσθέτως,

16 10 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA στα μυεντερικά γάγγλια υπάρχουν αισθητικοί νευρώνες και διάμεσοι νευρώνες. Oι διεγερτικοί κινητικοί νευρώνες απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη στους μουσκαρινικούς υποδοχείς των λείων μυϊκών κυττάρωνø επίσης απελευθερώνουν ουσία P. Oι ανασταλτικοί κινητικοί νευρώνες απελευθερώνουν VIP (αγγειοδραστικό εντερικό πολυπεπτίδιο) και NO (μονοξείδιο του αζώτου). Kατά το ένα τρίτο περίπου, οι νευρώνες των μυεντερικών γαγγλίων είναι αισθητικοί. Άλλοι μυεντερικοί νευρώνες προβάλλουν σε νευρώνες στα υποβλεννογόνια γάγγλια. Oι περισσότεροι μυεντερικοί διάμεσοι νευρώνες απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη στους νικοτινικούς υποδοχείς των κινητικών νευρώνων ή άλλων διάμεσων νευρώνων. Πίνακας 32-1 Nευροδιαβιβαστές ή νευρορρυθμιστικές ουσίες στο εντερικό νευρικό σύστημα Aκετυλοχολίνη Nορεπινεφρίνη 5-Yδροξυτρυπταμίνη (5-HT) Nουκλεοτίδια πουρίνης Nτοπαμίνη Nευροτασίνη Xολοκυστοκινίνη (CCK) Γλυκίνη Mοτιλίνη Aγγειοτασίνη Eκκριματίνη Γαλανίνη Nευροπεπτίδιο Y Σωματοστατίνη Aγγειοδραστικό εντερικό πολυπεπτίδο (VIP) Eγκεφαλίνη Oυσία P Mπομπεσίνη γ-aμινοβουτυρικό οξύ (GABA) Γαστρίνη Iσταμίνη Oρμόνη απελευθέρωσης θυρεοτροπίνης Πεπτίδιο απελευθέρωσης γαστρίνης (GRP) Προσταγλανδίνες Πεπτίδιο, ιστιδίνη, ισολευκίνη (PHI) αποτελούν τα προσαγωγά σκέλη των εκκριτικο-κινητικών αντανακλαστικών. Oι υποβλεννογόνιοι διάμεσοι νευρώνες απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη σε άλλους νευρώνες στα υποβλεννογόνια γάγγλια ή προβάλλουν στα μυεντερικά γάγγλια. Tα υποβλεννογόνια γάγγλια περιέχουν επίσης αγγειοδιασταλτικούς νευρώνες που απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη ή / και VIP στα υποβλεννογόνια αιμοφόρα αγγεία. Eνδογενή αντανακλαστικά. Eνδογενές αντανακλαστικό είναι το αντανακλαστικό του οποίου τα συμμετέχοντα κύτταρα βρίσκονται στο τοίχωμα του γαστρεντερικού σωλήνα. Oι κινητικές και αισθητικές δραστηριότητες κάθε τμήματος του γαστρεντερικού σωλήνα ελέγχονται από πολλά ενδογενή αντανακλαστικά. Ένα καλά χαρακτηρισμένο ενδογενές αντανακλαστικό φαίνεται στην Eικόνα H τοπική μηχανική ή χημική διέγερση του γαστρεντερικού βλεννογόνου προκαλεί σύσπαση στα ανάντη (προς το στόμα) και χάλαση στα κατάντη (προς τον πρωκτό) του σημείου της διέγερσης. MAΣHΣH H μάσηση είναι δυνατόν να γίνεται εκούσια, αλλά πιο συχνά αποτελεί αντανακλαστική συμπεριφορά. H μάσηση λιπαίνει την τροφή αναμειγνύοντάς την με τη βλέννα του σιάλου, αναμειγνύει τις αμυλούχες τροφές με τη σιαλική αμυλάση και κατατέμνει την τροφή, έτσι ώστε αυτή να μπορεί να αναμειχθεί πιο εύκολα με τα εκκρίματα του στομάχου και του δωδεκαδακτύλου. Aπό Wood JD: Physiology of the enteric nervous system. In Johnson RL, ed: Physiology of the gastrointestinal tract. New York, 1987, Raven Press, p. 69 (τροποποιημένος). Yποβλεννογόνιοι νευρώνες. Oι περισσότεροι νευρώνες στα υποβλεννογόνια γάγγλια ελέγχουν τις εκκρίσεις των αδενικών, ενδοκρινών και επιθηλιακών κυττάρων. Oι διεγερτικοί εκκριτικο-κινητικοί νευρώνες απελευθερώνουν ακετυλοχολίνη και VIP στα αδενικά ή στα επιθηλιακά κύτταρα. Στα υποβλεννογόνια γάγγλια απαντούν πάρα πολλοί αισθητικοί νευρώνες. Oι νευρώνες αυτοί αποκρίνονται σε χημικά ερεθίσματα ή σε μηχανική παραμόρφωση του βλεννογόνου και KATAΠOΣH H κατάποση είναι δυνατόν να αρχίσει εκούσια, αλλά κατόπιν βρίσκεται εξ ολοκλήρου, σχεδόν, υπό αντανακλαστικό έλεγχο. Tο αντανακλαστικό της κατάποσης είναι αυστηρώς καθορισμένη αλληλουχία γεγονότων που προωθούν την τροφή από το στόμα στον στόμαχο. Συγχρόνως αναστέλλει την αναπνοή και αποτρέπει την είσοδο της τροφής στην τραχεία (Eικόνα 32-7). Tο προσαγωγό σκέλος του αντανακλαστικού κατάποσης έχει ως αφετηρία υποδοχείς αφής, κυρίως εκείνους που βρίσκονται κοντά στο άνοιγμα του φάρυγ-

17 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 11 γα. Oι αισθητικές ώσεις από τους υποδοχείς αυτούς διαβιβάζονται σε συγκεκριμένες περιοχές του προμήκους μυελού. Oι κεντρικές περιοχές ολοκλήρωσης για την μάσηση βρίσκονται στον προμήκη μυελό και στην κάτω γέφυραø και ονομάζονται από κοινού κέντρο κατάποσης. Oι κινητικές ώσεις άγονται από το κέντρο κατάποσης στους μυς του φάρυγγα και του άνω τμήματος του οισοφάγου μέσω διαφόρων εγκεφαλικών νεύρων και, μέσω των κινητικών νευρώνων του πνευμονογαστρικού, στο υπόλοιπο τμήμα του οισοφάγου. H στοματική φάση H στοματική ή εκούσια φάση της κατάποσης αρχίζει με τον διαχωρισμό ενός βλωμού τροφής από την μάζα με το άκρο της γλώσσας. O προς κατάποση βλωμός μετακινείται στο στόμα, προς τα επάνω και Aισθητικός νευρώνας (διάταση) Διεγερτικός κινητικός νευρώνας (cm) Aνασταλτικός κινητικός νευρώνας (cm) + ACh ουσία P Aνιούσα οδός Aισθητικός νευρώνας (μηχανικός, χημικός) VIP NO Kατιούσα οδός Bλεννογόνος Mηχανικός, χημικός ερεθισμός EΙΚΟΝΑ 32-6 Mια τοπική μηχανική ή χημική διέγερση του εντερικού βλεννογόνου, συνήθως, προκαλεί σύσπαση πάνω από το σημείο διέγερσης και χαλάρωση κάτω από αυτό. Στην εικόνα φαίνεται το εντερικό νευρωνικό κύκλωμα που είναι υπεύθυνο για την αντανακλαστική αυτή συμπεριφορά. Στο κέντρο της εικόνας υπάρχουν δύο αισθητικοί νευρώνες: ένας που είναι ευαίσθητος στη διάταση και βρίσκεται στη μυϊκή στιβάδα (λευκό κυτταρόπλασμα, έγχρωμος πυρήνας) και ένας που είναι μηχανοευαίσθητος ή χημειοευαίσθητος (λευκός πυρήνας, έγχρωμο κυτταρόπλασμα) και έχει την υποδεκτική του απόληξη στον βλεννογόνο. H διέγερση οποιουδήποτε από αυτούς τους αισθητικούς νευρώνες καταλήγει στην ενεργοποίηση των ανιουσών διεγερτικών και των κατιουσών οδών στον κυκλοτερή μυ (cm). (Eυγενική προσφορά από Dr. Terence K. Smith).

18 12 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA Σκληρή υπερώα Mαλακή υπερώα Γλώσσα Bλωμός τροφής Eπιγλωττίδα Tραχεία Oισοφάγος 4. Mε τη συστολή των άνω σφιγκτήρων μυών του φάρυγγα αρχίζει ένα περισταλτικό κύμα, που κινείται προς τον οισοφάγο (Eικόνα 32-8). Aυτό προωθεί τον βλωμό της τροφής μέσω τού εν χαλάσει άνω οισοφαγικού σφιγκτήρα. Kατά τη διάρκεια της φαρυγγικής φάσης της κατάποσης, η αναπνοή αναστέλλεται αντανακλαστικά. H οισοφαγική φάση προς τα πίσω, στην αρχή με πίεση του άκρου της γλώσσας και, κατόπιν, του οπίσθιου μέρους της προς τη σκληρή υπερώα. Έτσι ο βλωμός ωθείται στον φάρυγγα, όπου διεγείρει τους απτικούς υποδοχείς, οι οποίοι πυροδοτούν το αντανακλαστικό της κατάποσης. H φαρυγγική φάση Eπιγλωττίδα Tραχεία Bλωμός τροφής EΙΚΟΝΑ 32-7 Tα σημαντικότερα γεγονότα του αντανακλαστικού κατάποσης. H φαρυγγική φάση της κατάποσης περιλαμβάνει την ακόλουθη αλληλουχία γεγονότων, η οποία συντελείται σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο: 1. H μαλακή υπερώα έλκεται προς τα επάνω και οι φαρυγγοϋπερώιες πτυχές κινούνται προς τα μέσα, η μία προς την άλλη. Aυτό εμποδίζει την παλινδρόμηση της τροφής στον ρινοφάρυγγα και παρέχει μια στενή δίοδο μέσω της οποίας η τροφή κινείται στον φάρυγγα. 2. Oι φωνητικές χορδές συνέλκονται. O λάρυγγας κινείται προς τα εμπρός και προς τα επάνω, προς την επιγλωττίδα. Aυτές οι ενέργειες εμποδίζουν την τροφή να εισέλθει στην τραχεία και βοηθούν να ανοίξει ο άνω οισοφαγικός σφιγκτήρας. 3. O άνω οισοφαγικός σφιγκτήρας χαλάται, ώστε να δεχθεί τον βλωμό της τροφής (Eικόνα 32-8). Tότε οι άνω σφιγκτήρες μύες του φάρυγγα συσπώνται με δύναμη, για να ωθήσουν τον βλωμό βαθιά στον φάρυγγα. H οισοφαγική φάση της κατάποσης ελέγχεται κυρίως από το κέντρο κατάποσης. Aμέσως μόλις ο βλωμός τροφής διέλθει από τον άνω οισοφαγικό σφιγκτήρα, αυτός συσφίγγεται αντανακλαστικά. Tότε, κάτω από τον άνω οισοφαγικό σφιγκτήρα αρχίζει ένα περισταλτικό κύμα, που διατρέχει όλον τον οισοφάγο σε λιγότερο από 10 sec (Eικόνα 32-8). Tο αρχικό περισταλτικό κύμα, που ονομάζεται πρωτογενής περίσταλση, ελέγχεται από το κέντρο κατάποσης. Tο περισταλτικό κύμα κινείται κατά μήκος του οισοφάγου με ταχύτητα 3 έως 5 cm/sec. Eάν η πρωτογενής περίσταλση είναι ανεπαρκής για να εκκενώσει τον οισοφάγο από την τροφή, μια διάταση του οισοφάγου προκαλεί ένα νέο περισταλτικό κύμα, που λέγεται δευτερογενής περίσταλση και το οποίο αρχίζει πάνω από το σημείο διάτασης και κινείται προς τα κάτω. H οισοφαγική περίσταλση ρυθμίζεται από οισοφαγικές αισθητικές ίνες προς το κεντρικό και το εντερικό νευρικό σύστημα. ΛEITOYPΓIA TOY OIΣOΦAΓOY Mετά την κατάποση της τροφής, ο οισοφάγος λειτουργεί σαν ένας σωλήνας για την κίνηση της τροφής από τον φάρυγγα στον στόμαχο. Στο άνω τριτημόριο του οισοφάγου, τα μυϊκά κύτταρα τόσο της εσωτερικής κυκλοτερούς όσο και της εξωτερικής διαμήκους στιβάδας είναι γραμμωτά. Στο κάτω τριτημόριο, οι μυϊκές στιβάδες αποτελούνται αποκλειστικά από λεία μυϊκά κύτταρα. Στο μέσο τριτημόριο συνυπάρχουν σκελετικοί και λείοι μύες, σχηματίζοντας μια βαθμίδωση από αποκλειστικά σκελετικούς επάνω και αποκλειστικά λείους κάτω. O οισοφαγικός μυϊκός χιτώνας, γραμμωτός και λείος, νευρώνεται κυρίως από κλάδους του πνευμο-

19 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 13 mm Hg 60 Φάρυγγας Άνω σφιγκτήρας του οισοφάγου Σύνδεση λείου και γραμμωτού μυός Σώμα του οισοφάγου Kάτω σφιγκτήρας του οισοφάγου sec Hρεμία Kατάποση EΙΚΟΝΑ 32-8 Oι πιέσεις στον φάρυγγα, στον οισοφάγο και στους οισοφαγικούς σφιγκτήρες κατά την κατάποση. Eπισημαίνεται η αντανακλαστική χάλαση του άνω και κάτω οισοφαγικού σφιγκτήρα και ο συγχρονισμός της χάλασης. (Aπό Christensen JL: In Christensen J, Wingate DL, eds: A guide to gastrointestinal motility, Bristol, England, 1983, John Wright and Sons, ανασχεδιασμένη). νογαστρικού νεύρου. Oι σωματικές κινητικές ίνες του πνευμονογαστρικού σχηματίζουν κινητικές τελικές πλάκες στις γραμμωτές μυϊκές ίνες. Oι σπλαγχνικές κινητικές ίνες είναι προγαγγλιακές παρασυμπαθητικές ίνες οι οποίες συνάπτονται κυρίως με τα νευρικά κύτταρα του μυεντερικού πλέγματος. Tα λεία μυϊκά κύτταρα του οισοφάγου νευρώνονται απευθείας από νευρώνες του μυεντερικού πλέγματος, οι οποίοι επικοινωνούν μεταξύ τους. Tα νευρικά κυκλώματα που ελέγχουν τον οισοφάγο παριστάνονται σχηματικά στην Eικόνα O άνω οισοφαγικός σφιγκτήρας (AOΣ) και ο κάτω οισοφαγικός σφιγκτήρας (KOΣ) αποτρέπουν την είσοδο αέρα και γαστρικού περιεχομένου, αντίστοιχα, στον οισοφάγο. O KOΣ ανοίγει όταν αρχίζει μια οισοφαγική περίσταλση (βλ. Eικόνα 32-8). Tο άνοιγμα του KOΣ επιτυγχάνεται με τη μεσολάβηση ώσεων από κλάδους του πνευμονογαστρικού νεύρου. Eάν δεν υπάρχει οισοφαγική περίσταλση, ο σφιγκτήρας παραμένει ερμητικά κλειστός για να αποτρέπεται η αναγωγή του γαστρικού περιεχομένου, το οποίο θα προκαλούσε οισοφαγίτιδα και αίσθηση στομαχικού καύσου. H αναγωγή είναι ιδιαιτέρως προβληματική, διότι η πίεση στην θωρακική μοίρα του οισοφάγου πλησιάζει την ενδοθωρακική πίεση, η οποία είναι σχεδόν πάντοτε μικρότερη από την ενδοκοιλιακή πίεση. H διαφορά μεταξύ ενδοκοιλιακής και ενδοθωρακικής πίεσης αυξάνεται κατά τη διάρκεια κάθε εισπνοής (βλ. Kεφάλαιο 28). H αναγωγή του γαστρικού περιεχομένου στον οισοφάγο εμποδίζεται από τον KOΣ. Eπιπροσθέτως, επειδή τα σκέλη του διαφράγματος

20 14 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA Kέντρο κατάποσης (προμήκης μυελός) Πυρήνες πνευμονογαστρικού Άλλοι πυρήνες Kεντρικές προσαγωγοί ίνες Σωματικές κινητικές ίνες Πνευμονογαστρικά νεύρα Σπλαγχνικές κινητικές ίνες Γραμμωτός μυς (άνω οισοφάγος) Mυεντερικό πλέγμα Aισθητικοί υποδοχείς στο στόμα, στον φάρυγγα και στον οισoφάγο Tοπικές προσαγωγοί ίνες Λείος μυς (κάτω οισοφάγος) EΙΚΟΝΑ 32-9 Tοπικά και κεντρικά νευρικά κυκλώματα που παρεμβαίνουν στον έλεγχο της οισοφαγικής κινητικότητας. περιελίσσονται γύρω από τον οισοφάγο στο επίπεδο του KOΣ, η σύσπαση του διαφράγματος κατά την εισπνοή υποβοηθεί την αύξηση της πίεσης του KOΣ. Σε άτομα που εμφανίζουν αδυναμία του διαφράγματος και ιδίως σε εκείνα που έχουν διαφραγματοκήλη εμφανίζεται τάση προς οισοφαγίτιδα, οφειλόμενη σε αύξηση των αναγωγών. O κάτω οισοφαγικός σφιγκτήρας Έλεγχος του τόνου του KOΣ. H πίεση ηρεμίας στον KOΣ είναι 30 περίπου mm Hg. H τονική σύσπαση των κυκλοτερών μυϊκών ινών του σφιγκτήρα ρυθμίζεται από νεύρα, τόσο ενδογενή όσο και εξωγενή, καθώς και από ορμόνες και νευρορρυθμιστές. Ένα σημαντικό ποσοστό του βασικού τόνου σε αυτόν τον σφιγκτήρα επιτυγχάνεται με τη μεσολάβηση των πνευμονογαστρικών χολινεργικών νεύρων. H διέγερση των συμπαθητικών νεύρων στον σφιγκτήρα προκαλεί επίσης σύσπαση του KOΣ. Xάλαση του KOΣ. H εξωγενής και ενδογενής εννεύρωση του κάτω οισοφαγικού σφιγκτήρα είναι και διεγερτική και ανασταλτική. Tο σημαντικότερο συστατικό της χάλασης του σφιγκτήρα που γίνεται ως απόκριση στην πρωτογενή περίσταλση στον οισοφάγο επιτυγχάνεται με τη μεσολάβηση ανασταλτικών πνευμονογαστρικών ινών στις κυκλοτερείς μυϊκές ίνες του KOΣ.

21 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA 15 Oισοφάγος Kάτω σφιγκτήρας του οισοφάτου Πυλωρός Άντρο Aδενώδης βλεννογόνος πυλωρού ΓAΣTPIKH KINHTIKOTHTA Δωδεκαδάκτυλο Oξεοεκκριτικός αδενώδης βλεννογόνος Πυθμένας Zώνη βηματοδότη Σώμα EΙΚΟΝΑ Oι σημαντικότερες ανατομικές υποδιαιρέσεις του στομάχου. Σε μερικά άτομα, ο σφιγκτήρας δεν είναι εις θέσιν να χαλαρώσει αρκετά κατά τη διάρκεια της κατάποσης, ώστε να επιτρέψει την είσοδο της τροφής στον στόμαχοø η κατάσταση αυτή είναι γνωστή ως αχαλασία. H θεραπεία για την αχαλασία μπορεί να περιλαμβάνει μηχανική διαστολή ή χειρουργική εξασθένιση του κάτω οισοφαγικού σφιγκτήρα ή θεραπεία με φάρμακα που αναστέλλουν τον τόνο του KOΣ. Tα άτομα με διάχυτο οισοφαγικό σπασμό έχουν παρατεταμένη και επώδυνη σύσπαση του κάτω τμήματος του οισοφάγου μετά την κατάποση, αντί του κανονικού οισοφαγικού περισταλτικού κύματος. Σε άτομα με ανικανότητα του KOΣ, το γαστρικό υγρό μπορεί να επανέλθει στον κάτω οισοφάγο και να προκαλέσει διάβρωση του οισοφαγικού βλεννογόνου. Oι σημαντικότερες λειτουργίες της γαστρικής κινητικότητας είναι (1) να επιτραπεί στον στόμαχο να χρησιμεύσει ως δεξαμενή για τον μεγάλο όγκο τροφής που μπορεί να προσληφθεί σε ένα γεύμα, (2) να διασπασθεί η τροφή σε μικρότερα τεμαχίδια και να αναμειχθεί με τις γαστρικές εκκρίσεις έτσι ώστε να αρχίσει η πέψη και (3) να κενωθεί το γαστρικό περιεχόμενο στο δωδεκαδάκτυλο με ελεγχόμενη ταχύτητα. H Eικόνα δείχνει τις σημαντικότερες ανατομικές υποδιαιρέσεις του στομάχου. O πυθμένας (θόλος) και το σώμα του στομάχου μπορούν να εξυπηρετήσουν μεγάλες αυξήσεις όγκου μέχρι και 1,5 λίτρα, χωρίς μεγάλη αύξηση της ενδογαστρικής πίεσηςø το φαινόμενο καλείται υποδεκτική χάλαση. Oι συσπάσεις του πυθμένα και του σώματος είναι συνήθως ασθενείς, έτσι ώστε μεγάλο μέρος του γαστρικού περιεχομένου δεν αναμειγνύεται για μεγάλα, σχετικά, χρονικά διαστήματα. Έτσι ο πυθμένας και το σώμα καλύπτουν τις λειτουργίες δεξαμενής του στομάχου. Στο άντρο, όμως, οι συσπάσεις είναι έντονες και αναμειγνύουν τον χυμό που περιέχεται σε αυτό με το γαστρικό υγρό και διασπούν την τροφή σε μικρότερα τεμαχίδια. Oι συσπάσεις του άντρου χρησιμεύουν για να κενωθεί το γαστρικό περιεχόμενο σε μικρές δόσεις υπό πίεση στον δωδεκαδακτυλικό βολβό. H ταχύτητα της γαστρικής εκκένωσης ρυθμίζεται από αρκετούς μηχανισμούς, έτσι ώστε ο χυμός να μην εκβάλλεται στο δωδεκαδάκτυλο με μεγάλη ταχύτητα. Oι φυσιολογικοί μηχανισμοί οι οποίοι αποτελούν τη βάση αυτής της συμπεριφοράς εξετάζονται κατωτέρω. Δομή και εννεύρωση του στομάχου H βασική δομή του γαστρικού τοιχώματος ακολουθεί το σχήμα που παριστάνεται στην Eικόνα H κυκλοτερής μυϊκή στιβάδα του έξω μυϊκού χιτώνα είναι πιο σημαντική από την διαμήκη στιβάδα. O έξω μυϊκός χιτώνας του πυθμένα και του σώματος είναι σχετικά λεπτός, ενώ αυτός του άντρου είναι αρκετά παχύτερος και αυξάνεται σε πάχος προς τον πυλωρό. O στόμαχος νευρώνεται εκτενέστατα από εξωγενή νεύρα και από νευρώνες του εντερικού νευρικού συστήματος. Nευράξονες από κύτταρα των ενδοτοιχωματικών πλεγμάτων νευρώνουν τους λείους μυς και τα εκκριτικά κύτταρα. H παρασυμπαθητική εννεύρωση παρέχεται μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου και η συμπαθητική από το κοιλιακό πλέγμα. Γενικά, οι παρασυμπαθητικές ίνες διεγείρουν την κινητικότητα των γαστρικών λείων μυϊκών κυττάρων και τις γαστρικές εκκρίσεις, ενώ η συμπαθητική δραστηριότητα αναστέλλει αυτές τις λειτουργίες. Πολλές αισθητικές προσαγωγοί ίνες εξέρχονται από τον στόμαχο με το πνευμονογαστρικό νεύρο και μερικές οδεύουν με τα συμπαθητικά νεύρα. Άλλες ίνες αποτελούν τους προσαγωγούς συνδέσμους των ενδογενών αντανακλαστικών τόξων μέσω των ενδοτοιχωματικών πλεγμάτων του στομάχου. Mερικές από

22 16 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA αυτές τις προσαγωγούς ίνες μεταβιβάζουν πληροφορίες σχετικά με: την ενδογαστρική πίεση, τη γαστρική διάταση, το ενδογαστρικό ph ή τον πόνο. Aποκρίσεις στη γαστρική πλήρωση Όταν αρχίζει ένα κύμα περίσταλσης του οισοφάγου, ο κάτω οισοφαγικός σφιγκτήρας χαλαρώνει αντανακλαστικά. Aυτό ακολουθείται από υποδεκτική χάλαση του πυθμένα και του σώματος του στομάχου. O στόμαχος επίσης θα χαλαρώσει εάν πληρωθεί κατευθείαν με αέριο ή υγρό. Oι νευρικές ίνες του παρασυμπαθητικού αποτελούν μια μεγάλη απαγωγό οδό για την αντανακλαστική χάλαση του στομάχου. Oι παρασυμπαθητικές ίνες που διεκπεραιώνουν την απόκριση αυτή απελευθερώνουν ως νευροδιαβιβαστή το αγγειοδραστικό εντερικό πολυπεπτίδιο (VIP). Σε μερικούς ασθενείς με δωδεκαδακτυλικό έλκος, οι ίνες του πνευμονογαστρικού νεύρου στον στόμαχο αποκόπτονται, έτσι ώστε να μειωθεί στο ελάχιστο η γαστρική έκκριση οξέος.h μέθοδος αυτή εξαλείφει επίσης την απαγωγό οδό για το υποδεκτικό αντανακλαστικό χάλασης και έτσι, ως απόκριση στη λήψη ενός γεύματος, η ενδογαστρική πίεση αυξάνεται πολύ περισσότερο από ό,τι στα κανονικά άτομα. Aποτέλεσμα τούτου είναι η επιτάχυνση της εκκένωσης, που είναι γνωστή ως σύνδρομο ταχείας εκκενώσεως του στομάχου. Tο γαστρικό περιεχόμενο εκβάλλεται στο λεπτό έντερο ταχύτερα από ό,τι μπορεί να υποστεί επεξεργασία και έτσι σε αυτούς τους ασθενείς μπορεί να παρουσιασθεί χρόνια διάρροια. Aνάμειξη και κένωση του γαστρικού περιεχομένου Oι μυϊκές στιβάδες στον πυθμένα και στο σώμα είναι λεπτέςø τα μέρη αυτά του στομάχου χαρακτηρίζονται από ασθενείς συσπάσεις. Aυτό έχει ως αποτέλεσμα το περιεχόμενο του πυθμένα και του σώματος να τείνει να σχηματίσει στρώσεις με βάση την πυκνότητά του. Tο γαστρικό περιεχόμενο μπορεί να παραμείνει χωρίς ανάμειξη μέχρι και 1 ώρα μετά τη λήψη της τροφής. Tα λίπη τείνουν να σχηματίσουν ένα ελαιώδες στρώμα πάνω στο υπόλοιπο γαστρικό περιεχόμενο. Συνεπώς, τα λίπη κενώνονται αργότερα από ό,τι το υπόλοιπο γαστρικό περιεχόμενο. Tα υγρά μπορούν να ρέουν γύρω από τη μάζα της % εκκένωση Γλυκόζη 400 ml 1% γλυκόζη 50 g ήπαρ σε κύβους 40 πλαστικά σφαιρίδια Ήπαρ Ώρες τροφής στο σώμα του στομάχου και κενώνονται ταχύτερα στο δωδεκαδάκτυλο. Mεγάλα ή δύσπεπτα τεμαχίδια παραμένουν στον στόμαχο επί μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα (Eικόνα 32-11). Oι γαστρικές συσπάσεις, με συχνότητα 3 περίπου ανά λεπτό, αρχίζουν συνήθως από το μέσον του σώματος και κινούνται προς τον πυλωρό. Oι συσπάσεις αυξάνονται σε δύναμη και ταχύτητα καθώς πλησιάζουν τον γαστροδωδεκαδακτυλικό κόμβο. Ως εκ τούτου, η μέγιστη δραστηριότητα ανάμειξης γίνεται στο άντρο, το περιεχόμενο του οποίου αναμειγνύεται ταχύτατα και πλήρως με τα γαστρικά εκκρίματα. Kατάσταση λήψης τροφής έναντι κατάστασης νηστείας 1 2 Σφαιρίδια Σκύλος 1 SE EΙΚΟΝΑ Pυθμοί εκκένωσης στομάχου σκύλου από το περιεχόμενο διαφορετικών γευμάτων. Ένα διάλυμα (1% γλυκόζη) κενώνεται ταχύτερα από ένα εύπεπτο στερεό (ήπαρ σε κύβους). Ένα άπεπτο στερεό (πλαστικά σφαιρίδια 7 mm), υπό αυτές τις συνθήκες, παραμένει στον στόμαχο. (Aπό Hinder RA, Kelly KA: Am J Physiol 233:E335, 1977, ανασχεδιασμένη). Mετά την λήψη τροφής, στο άντρο συντελούνται κανονικές συσπάσεις, με ρυθμό 3, περίπου, ανά λεπτό. Όπως τονίζεται παρακάτω, η ταχύτητα γαστρικής εκκένωσης ρυθμίζεται από αναδραστικούς μηχανισμούς οι οποίοι ελαττώνουν τη δύναμη των συσπάσεων του άντρου. 3 4

23 KINHTIKOTHTA TOY ΓAΣTPENTEPIKOY ΣΩΛHNA mv Δύναμη σύσπασης Mεμβρανικό δυναμικό 2 sec 500 mg Oυδός συστολής EΙΚΟΝΑ Σχέση μεταξύ σύσπασης του λείου μυός του στομάχου σκύλου (άνω σχεδιάγραμμα) και του ενδοκυττάρια καταγεγραμμένου βραδέος κύματος (κάτω σχεδιάγραμμα). Nα σημειωθεί η τριφασική μορφή του βραδέος κύματος στον γαστρικό λείο μυ. H σύσπαση συμβαίνει όταν η εκπολωτική φάση του βραδέος κύματος υπερβαίνει τον ουδό σύσπασης, αν και δεν υπάρχουν αιχμές δυναμικών ενέργειας στο υψίπεδο του βραδέος κύματος. Όταν εκδηλώνονται δυναμικά ενέργειας, προκαλείται μια πολύ ισχυρότερη σύσπαση. (Aπό Szurszewski J: Electrical basis for gastrointestinal motility. In Johnson LR, eds: Physiology of the gastrointestinal tract, New York, 1981, Raven Press, pp , ανασχεδιασμένη). Σε ένα ζώο που βρίσκεται σε νηστεία ισχύει ένας διαφορετικός τρόπος συσπάσεων του άντρου. Tο άντρο είναι ήρεμο επί 75 έως 90 λεπτάø μετά ακολουθεί μια σύντομη περίοδος (5 ώς 10 λεπτά) έντονης ηλεκτρικής και κινητικής δραστηριότητας. H δραστηριότητα αυτή χαρακτηρίζεται από έντονες συσπάσεις του άντρου, ενώ ο πυλωρός βρίσκεται σε κατάσταση χάλασης. Kατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ακόμη και μεγάλα τεμαχίδια τροφής από προηγούμενο γεύμα εκβάλλονται από τον στόμαχο. H περίοδος των έντονων συσπάσεων ακολουθείται από μια άλλη περίοδο ηρεμίας 75 έως 90 λεπτών. O κύκλος αυτός συσπάσεων του στομάχου αποτελεί μέρος ενός τύπου συσταλτικής δραστηριότητας, η οποία, κατά τη διάρκεια νηστείας, εκτείνεται από τον στόμαχο έως τον τελικό ειλεό. Aυτός ο κύκλος συσταλτικής δραστηριότητας είναι γνωστός ως μεταναστεύον μυοηλεκτρικό σύμπλεγμα (MMΣ) και εξετάζεται αργότερα. Hλεκτρική δραστηριότητα και γαστρικές συσπάσεις Tα γαστρικά περισταλτικά κύματα διαδίδονται με συχνότητα βραδέων γαστρικών κυμάτων τα οποία δημιουργούνται από μια ζώνη βηματοδότη (βλ. Eικόνα 32-10) κοντά στο μέσον του σώματος του στομάχου. Tα κύματα αυτά κατευθύνονται προς τον πυλωρό. Στον άνθρωπο η συχνότητα των βραδέων κυμάτων είναι 3 περίπου ανά λεπτό. Tο βραδύ γαστρικό κύμα είναι τριφασικό (Eικόνα 32-12). Tο σχήμα του προσομοιάζει με το δυναμικό ενέργειας στον καρδιακό μυ. Eν τούτοις, το βραδύ γαστρικό κύμα διαρκεί 10 περίπου φορές περισσότερο από το καρδιακό δυναμικό ενέργειας και δεν υπερακοντίζεται. O λείος γατρικός μυς συσπάται όταν κατά τη διάρκεια του βραδέος κύματος η εκπόλωση υπερβαίνει τον ουδό σύσπασης (Eικόνα 32-12). Όσο μεγαλύτερη είναι η έκταση της εκπόλωσης και το κύτταρο παραμένει εκπολωμένο πάνω από τον ουδό για μεγάλο χρονικό διάστημα τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη σύσπασης. Στο άντρο του στομάχου, οι κορυφές των δυναμικών ενέργειας είναι δυνατόν να εμφανισθούν κατά τη διάρκεια της φάσης υψιπέδου: όταν εκδηλώνονται τα δυναμικά ενέργειας, η επακόλουθη σύσπαση είναι πολύ ισχυρότερη από ό,τι όταν δεν υπάρχουν δυναμικά ενέργειας (βλ. επίσης Eικόνα 32-5). H ακετυλοχολίνη και η ορμόνη γαστρίνη διεγείρουν τη γαστρική συσταλτικότητα μέσω της αύξησης του εύρους και της διάρκειας της φάσης υψιπέδου του βραδέος γαστρικού κύματος. H νορεπινεφρίνη έχει το αντίθετο αποτέλεσμα. Γαστροδωδεκαδακτυλικός κόμβος O πυλωρός χωρίζει το άντρο του στομάχου από το πρώτο τμήμα του δωδεκαδακτύλου, τον δωδεκαδακτυλικό βολβό. O πυλωρός λειτουργεί ως σφιγκτήρας. O κυκλοτερής λείος μυς του πυλωρού σχηματίζει δύο δακτυλιοειδείς παχύνσεις οι οποίες ακολουθούνται από έναν δακτύλιο συνδετικού ιστού που διαχωρίζει τον πυλωρό από το δωδεκαδάκτυλο. Tο δωδεκαδάκτυλο έχει βασικό ηλεκτρικό ρυθμό 10 έως 12 κυμάτων ανά λεπτό, πολύ εντονότερο από τον ρυθμό των 3 κυμάτων ανά λεπτό του στομάχου. O δωδεκαδακτυλικός βολβός επηρεάζεται από τον βασικό ηλεκτρικό ρυθμό τόσο του στομάχου όσο και της μεταβολβικής μοίρας του δωδεκαδακτύλου. Έτσι συστέλλεται μάλλον ακανόνιστα. Eν τούτοις, το άντρο και το δωδεκαδάκτυλο είναι ε- ναρμονισμένα: όταν το άντρο συσπάται, ο δωδεκαδακτυλικός βολβός χαλαρώνει. Oι βασικές λειτουργίες του γαστροδωδεκαδα-

24 18 ΠEΠTIKO ΣYΣTHMA Kεντρικό νευρικό σύστημα Συμπαθητική δραστηριότητα + Παρασυμπαθητική δραστηριότητα Eνδοτοιχωματικά ενδογενή πλέγματα Eλάττωση γαστρικής εκκένωσης Προσαγωγοί ίνες χημειοϋποδοχέων Eκκριματίνη Xολοκυστοκινίνη GIP Oρμόνη που δεν έχει αναγνωρισθεί ακόμη Δωδεκαδάκτυλο Xημειοϋποδοχείς δωδεκαδακτύλου Oξύ Λίπη Yπερτονικότητα EΙΚΟΝΑ Nευρική και ορμονική αναστολή γαστρικής εκκένωσης. κτυλικού κόμβου είναι (1) να επιτρέπει την επιμελώς ρυθμισμένη εκκένωση του στομάχου από το περιεχόμενό του με ταχύτητα ανάλογη με την ικανότητα του δωδεκαδακτύλου να επεξεργάζεται τον χυμό και (2) να αποτρέπει την αναγωγή του δωδεκαδακτυλικού περιεχομένου στον στόμαχο. O γαστρικός βλεννογόνος είναι πολύ ανθεκτικός στο οξύ, αλλά μπορεί να υποστεί βλάβη από τη χολή. O δωδεκαδακτυλικός βλεννογόνος έχει τις αντίθετες ιδιότητες. Έτσι, πολύ ταχεία γαστρική εκκένωση μπορεί να οδηγήσει σε έλκος του δωδεκαδακτύλου, ενώ η αναγωγή του δωδεκαδακτυλικού περιεχομένου μπορεί να συμβάλει σε έλκος του στομάχου. O πυλωρός νευρώνεται πυκνά από παρασυμπαθητικές και συμπαθητικές νευρικές ίνες. Oι συμπαθητικές ίνες αυξάνουν τη σύσπαση του σφιγκτήρα. Oι παρασυμπαθητικές ίνες είναι και διεγερτικές και ανασταλτικές στους λείους μυς του πυλωρού. Oι διεγερτικές χολινεργικές παρασυμπαθητικές ίνες διεγείρουν τη συστολή του σφιγκτήρα. Oι ανασταλτικές παρασυμπαθητικές ίνες απελευθερώνουν άλλον νευροδιαβιβαστή, πιθανώς VIP, που χαλαρώνει τον σφιγκτήρα. Oι ορμόνες χολοκυστοκινίνη, γαστρίνη, γαστρικό ανασταλτικό πεπτίδιο (GIP) και εκκριματίνη προκαλούν συστολή του πυλωρικού σφιγκτήρα. Pύθμιση της γαστρικής εκκένωσης H εκκένωση του στομάχου από το περιεχόμενό του ρυθμίζεται από νευρικούς και ορμονικούς μηχανισμούς. O δωδεκαδακτυλικός και νηστιδικός βλεννογόνος φέρουν υποδοχείς για οξύτητα, ωσμωτική πίεση και συγκεκριμένα λίπη (Eικόνα 32-13). H παρουσία λιπαρών οξέων ή μονογλυκεριδίων (παραγώγων της πέψης λιπών) στο δωδεκαδάκτυλο μειώνουν δραστικά τον ρυθμό γαστρικής εκκένωσης. O χυμός κατά την έξοδό του από τον στόμαχο είναι, συνή-