การควบคุมและการบูรณาการระบบทางเดินอาหาร
การควบคุมและการบูรณาการระบบทางเดินอาหารคือการศึกษาว่าระบบทางเดินอาหารประสานงานการหลั่ง การเคลื่อนไหว และการดูดซึมอย่างไร เพื่อให้กระบวนการย่อยอาหารเกิดขึ้นในตำแหน่งที่ถูกต้อง ในเวลาที่เหมาะสม และในปริมาณที่พอดี การควบคุมนี้แบ่งกันระหว่างระบบประสาทภายในที่ฝังอยู่ในผนังลำไส้ ฮอร์โมนที่หลั่งจากเซลล์ต่อมไร้ท่อที่กระจายอยู่ในเยื่อบุ และการเชื่อมต่อกับสมองผ่านเส้นประสาทอัตโนมัติ หัวข้อนี้จะแนะนำผู้อ่านเกี่ยวกับฮอร์โมนหลักและวงจรประสาท รวมถึงวิธีการทำงานร่วมกันมากกว่าการทำงานแยกกัน
Definition
การควบคุมระบบทางเดินอาหารหมายถึงการควบคุมการหลั่ง การเคลื่อนไหว การไหลเวียนโลหิต และการเจริญเติบโตของระบบย่อยอาหารที่ประสานกันโดยระบบประสาทและฮอร์โมน ส่วนการบูรณาการหมายถึงการรวมกันของสัญญาณเอนเทอริกภายใน ฮอร์โมนในลำไส้ที่หมุนเวียน และการนำเข้าจากระบบประสาทอัตโนมัติภายนอกเข้าสู่รีเฟล็กซ์ที่ปรับกิจกรรมการย่อยอาหารให้เข้ากับปริมาณและระยะของมื้ออาหาร
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงสารสื่อเคมีและวิถีประสาทที่ควบคุมการย่อยอาหาร ได้แก่ ระบบประสาทเอนเทอริก ฮอร์โมนในลำไส้แบบคลาสสิก (แกสตริน, คอเลซิสโตไคนิน, ซีครีติน และเพปไทด์ที่เกี่ยวข้อง) และวิธีการรวมสัญญาณประสาทและฮอร์โมนผ่านรีเฟล็กซ์และแกนลำไส้-สมอง เป็นภาพรวมอ้างอิงของการควบคุมทางสรีรวิทยา หัวข้อย่อยจะกล่าวถึงระบบควบคุมแต่ละระบบโดยละเอียด ไม่ได้ให้คำแนะนำในการจัดการทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- ลำไส้รับรู้การมีอยู่ องค์ประกอบ และปริมาณของสารในช่องทางเดินอาหารได้อย่างไร?
- สัญญาณใดถูกส่งโดยเส้นประสาทและสัญญาณใดถูกส่งโดยฮอร์โมนที่หมุนเวียน และทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร?
- การทำงานของกระเพาะอาหาร ตับอ่อน ทางเดินน้ำดี และลำไส้ถูกกำหนดเวลาสัมพันธ์กันอย่างไรในระหว่างมื้ออาหาร?
- วงจรป้อนกลับเปิดและปิดการหลั่งและการเคลื่อนไหวของระบบย่อยอาหารได้อย่างไร?
Key concepts
- ระบบประสาทเอนเทอริกในฐานะเครือข่ายควบคุมภายใน
- ฮอร์โมนในลำไส้และเซลล์เอนเทอโรเอนโดครีน
- ระยะศีรษะ กระเพาะอาหาร และลำไส้ของการย่อยอาหาร
- รีเฟล็กซ์เวโกวากัลและรีเฟล็กซ์เฉพาะที่ (เอนเทอริก)
- การควบคุมการหลั่งด้วยการป้อนกลับเชิงลบ
- แกนลำไส้-สมอง
- การบูรณาการสัญญาณประสาทและสารน้ำ
Mechanisms
การควบคุมการย่อยอาหารทำงานในสามระดับที่ทับซ้อนกันตามเวลา เซลล์เอนเทอโรเอนโดครีนที่กระจายอยู่ในเยื่อบุจะรับรู้สารอาหารในช่องทางเดินอาหาร ความเป็นกรด และการขยายตัว และหลั่งฮอร์โมน เช่น แกสตริน คอเลซิสโตไคนิน และซีครีตินเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อออกฤทธิ์ต่อเนื้อเยื่อเป้าหมายที่อยู่ห่างไกล ระบบประสาทเอนเทอริก ซึ่งเป็นเครือข่ายหนาแน่นของเซลล์ประสาทในผนังลำไส้ ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางของรีเฟล็กซ์เฉพาะที่ที่ปรับการเคลื่อนไหวและการหลั่งโดยอิสระจากสมอง เส้นประสาทอัตโนมัติภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเส้นประสาทเวกัส จะเชื่อมต่อลำไส้กับศูนย์กลางในก้านสมอง และปรับระบบภายในเหล่านี้ผ่านรีเฟล็กซ์เวโกวากัล เนื่องจากหน้าที่เดียวกันมักถูกขับเคลื่อนโดยทั้งเส้นประสาทและฮอร์โมน การควบคุมจึงเป็นการบูรณาการ: สัญญาณจะมาบรรจบกันที่เซลล์ผู้ปฏิบัติงาน และวงจรป้อนกลับ (เช่น กรดที่ยับยั้งการหลั่งแกสตริน หรือไขมันและกรดในลำไส้เล็กส่วนต้นที่กระตุ้นคอเลซิสโตไคนินและซีครีติน) จะรักษากิจกรรมการย่อยอาหารให้สอดคล้องกับมื้ออาหาร
Clinical relevance
ความเข้าใจในการควบคุมลำไส้เป็นพื้นฐานสำหรับการตีความสรีรวิทยาการย่อยอาหาร และการทดสอบและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับการหลั่งกรด การทำงานของตับอ่อนและทางเดินน้ำดี และการเคลื่อนไหวของลำไส้ เป็นความรู้เชิงอ้างอิงที่อธิบายว่าระบบย่อยอาหารถูกควบคุมอย่างไร และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล
History
แนวคิดที่ว่าลำไส้ถูกควบคุมด้วยสารเคมีและเส้นประสาทเริ่มต้นจากการสาธิตของ Bayliss และ Starling ในปี 1902 ที่แสดงให้เห็นว่าสารที่กระตุ้นด้วยกรดจากลำไส้เล็กส่วนต้น ซึ่งพวกเขาตั้งชื่อว่าซีครีติน กระตุ้นการหลั่งของตับอ่อนผ่านกระแสเลือด ซึ่งเป็นการนำแนวคิดเรื่องฮอร์โมนมาสู่สรีรวิทยา Edkins เสนอแกสตรินหลังจากนั้นไม่นาน และ Ivy และ Oldberg ได้อธิบายคอเลซิสโตไคนินในภายหลัง ตลอดศตวรรษที่ยี่สิบ ระบบประสาทเอนเทอริกได้รับการยอมรับมากขึ้นว่าเป็นระบบควบคุมกึ่งอิสระ และงานวิจัยร่วมสมัยได้รวมสัญญาณเอนเทอริก ฮอร์โมน และแกนลำไส้-สมองเข้าเป็นภาพรวมที่เป็นหนึ่งเดียวของการควบคุมการย่อยอาหาร
Key figures
- William Bayliss
- Ernest Starling
- John Edkins
- Andrew Ivy
- John Furness
Related topics
Seminal works
- bayliss-starling-1902
- furness-2012
Frequently asked questions
- ลำไส้ถูกควบคุมโดยเส้นประสาทหรือฮอร์โมน?
- ทั้งสองอย่างทำงานร่วมกัน ลำไส้มีระบบประสาทเอนเทอริกของตัวเองสำหรับรีเฟล็กซ์เฉพาะที่ หลั่งฮอร์โมนจากเซลล์ต่อมไร้ท่อในเยื่อบุเพื่อออกฤทธิ์ในระยะไกล และเชื่อมต่อกับสมองผ่านเส้นประสาทอัตโนมัติ หน้าที่การย่อยอาหารส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยการรวมกันของสัญญาณเหล่านี้
- แกนลำไส้-สมองในบริบทนี้คืออะไร?
- เป็นการสื่อสารสองทางระหว่างระบบทางเดินอาหารและระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งดำเนินการโดยเส้นประสาทอัตโนมัติ (โดยเฉพาะเส้นประสาทเวกัส) และโดยโมเลกุลส่งสัญญาณ ซึ่งช่วยให้สมองมีอิทธิพลต่อการย่อยอาหารและลำไส้สามารถส่งสัญญาณกลับเกี่ยวกับสถานะของมันได้