消化系统既有内在神经丛支配又有外在神经支配。
内在神经丛是肠神经系统,外在神经是来自中枢神经系统的交感神经和副交感神经。
肠神经系统可以独立地控制消化活动、胃肠运动、分泌、血流量以及水、电解质的转运,因此有时被称为“第二大脑”。
副交感神经的作用通常会促进消化,而交感神经兴奋一般会抑制胃肠运动和分泌,从而抑制消化。
从食管到肛门,消化道的壁都由相同的四层组织构成。
食管等部分最外层是外膜,是厚实的纤维结缔组织可以起到固定支持作用。而在胃、大肠、小肠等部分的最外层被称为浆膜,它是腹膜的延伸,是一种光滑的浆液膜,可以减少消化道和周围组织的摩擦。
其次是固有肌层,是一层平滑肌组织,会自动收缩,不需要我们用意识让它蠕动。如果我们更仔细地观察这一肌肉层,它实际上是由内层的环形肌肉层和外层的纵向肌层组成的,这些肌肉排列成圆形环状,收缩并挤压食物通道后面的部分,从而防止食物向后移动。
外层的纵向肌肉层则沿食物通道的长度排列,放松并伸展,从而将食物向前拉。两者共同作用,实现了所谓的“蠕动”,这是一种一系列协调的波状肌肉收缩,有助于将食物团块向同一方向挤压,胃最内层为斜肌层。
在食管等特定部位,环形层会变厚,形成括约肌,可以阻止食物从胃肠道一部分流向另一部分。
接下来是黏膜下层,它是一层致密的组织,含有血管、淋巴管和神经。
最后是肠道内壁的黏膜层,它分泌黏液和消化酶,因为这是与食物直接接触的层。
肠神经系统位于整个胃肠道壁内,由两个不同的神经丛组成,分别是位于黏膜下层的黏膜下神经丛,其主要调节腺细胞和上皮细胞的功能。还有肌间神经丛,位于环行肌和纵行肌之间,主要支配平滑肌的活动。
每个神经丛都是神经元形成的网状结构,分布在整个消化道中。这种网状结构由神经节组成,每个神经节都有多个连接其他神经节的中间神经元。
一些中间神经元甚至从黏膜下神经丛延伸到肌间神经丛,连接两个神经丛的神经节!你可以把神经节想象成由高速公路连接的密集城市。
现在,当我们吃汉堡时,它会被咀嚼并进入消化道。随着它在消化道中移动,食物会膨胀消化道的壁,刺激肌肉外膜和黏膜的机械感受器。
食物还会增加消化道中蛋白质、脂肪和糖的水平,刺激黏膜中的化学感受器。
机械感受器和化学感受器会通过轴突将传入信息发送到黏膜下神经丛的神经节。信息随后通过中间神经元在神经丛中从神经节传递到神经节。
黏膜下神经节然后通过传出纤维发送信号,刺激各种腺体和肠内分泌细胞,有助于消化和吸收。这些神经节还会导致血管舒张,从而增加胃肠道的血流量。
肠肌丛的神经节负责胃的运动,它们通过传出纤维向环形层和纵行层内的平滑肌发送信号,这会导致蠕动收缩的数量和强度增加。由于传入和传出成分均由肠神经系统介导,所以这被称为“短反射”。
中枢神经系统也可以通过交感神经系统和副交感神经系统接收来自胃肠道的传入信息并向其发送传出信息,这被称为长反射。
当身体处于“休息和消化”模式时,副交感神经系统处于活跃状态,并增强消化功能。当身体处于“战斗或逃跑”模式时,交感神经系统处于活跃状态,会抑制消化功能。
当身体处于“战斗或逃跑”模式时,交感神经系统处于活跃状态,并抑制消化。
在副交感反射中,迷走神经携带来自食管上部到横结肠前1/3的传入感觉信息,并将该信息发送到脑干,在那里进行处理。
来自胃肠道其余2/3部分(从结肠下部到直肠)的传入感觉信息通过盆神经传递到脊髓。
副交感传出刺激沿迷走神经和盆神经向胃肠道相应区域传播。
前副交感神经纤维在肠肌丛和黏膜下神经丛内的副交感神经节处发生突触,并分泌乙酰胆碱以刺激神经节。这些神经节发出的后根纤维会分泌乙酰胆碱或神经肽类物质,如P物质或血管活性肠肽,以刺激平滑肌、腺体和肠内分泌细胞。
在交感神经系统中,传入纤维将来自化学感受器和机械感受器的信号传递到四个交感神经节中的一个,即腹腔神经节、肠系膜上神经节、肠系膜下神经节或腹下神经节。这些神经节然后将传入纤维沿腹腔神经丛的内脏大神经、内脏小神经和腰内脏神经分支传递到脊髓,在那里处理信息。
副交感神经节前纤维离开脊髓,与一个交感神经节突触,在那里它们释放乙酰胆碱。这些神经节向平滑肌、腺体和肠内分泌细胞发送传出纤维,就像在副交感神经系统中一样,但它们释放去甲肾上腺素,抑制目标组织。
现在让我们看看胃肠道平滑肌的收缩,人体共有两种类型的肌肉收缩:首先紧张性收缩是持续的,而节律性收缩是平滑肌收缩和舒张的波浪式运动,这会导致蠕动。
肠肌丛中的卡哈尔氏间质细胞(简称卡哈尔细胞)在平滑肌中起着类似心脏起搏细胞的作用。
卡哈尔细胞会自发地产生细胞膜的规律性去极化和复极化,称为慢波电位,这不受神经或内分泌系统的外部刺激的影响。
卡哈尔细胞的去极化是由细胞膜上的慢钠通道的开放引起的,导致钠离子的流入,而复极化是由钾通道的开放引起的,允许钾离子的流出。
卡贾尔细胞通过缝隙连接与平滑肌细胞相连,这使得慢波电位能够在平滑肌中传播,触发电压门控钙离子通道打开,引发平滑肌细胞去极化。
慢波电位通常会引起相对较弱的去极化,达不到引起蠕动性收缩所需的阈值电位。然而,它们足以引起较弱的紧张性收缩,维持胃肠道的张力。
来自外周神经系统的动作电位也会通过打开不同的电压门控钙离子通道引起平滑肌细胞的去极化。
当这些外周触发的去极化与慢波去极化相结合时,就达到了触发蠕动性收缩所需的阈值电位。
因此,基本上,来自内脏神经系统的慢波电位引起紧张性收缩,而慢波电位加上来自外周神经系统的动作电位引起蠕动性收缩。
叠加在每个慢波顶部的动作电位的数量与收缩的强度相关。这意味着胃肠道的外周神经支配可以改变每次收缩的强度,但收缩的频率是由慢波的频率决定的。
胃肠道的不同部位有其独特的慢波频率。例如,胃的频率最低,约为每分钟3次慢波,而十二指肠的频率最高,为每分钟12次慢波。
以上图片内容来源:Osmosis.org
原文链接🔗:
https://www.osmosis.org/learn/Enteric_nervous_system?from=/md/foundational-sciences/physiology/gastrointestinal-system/gastrointestinal-tract-motility