การประสานงานของระบบประสาทและฮอร์โมน

การย่อยอาหารไม่ได้ถูกควบคุมด้วยสัญญาณเพียงอย่างเดียว แต่เป็นการทำงานร่วมกันของระบบประสาทและฮอร์โมน ปฏิกิริยาสะท้อนเฉพาะที่ในผนังลำไส้ ฮอร์โมนที่หลั่งเข้าสู่กระแสเลือดโดยเยื่อบุ และการเชื่อมโยงไปยังสมองผ่านเส้นประสาทเวกัส ล้วนทำงานร่วมกันเพื่อกำหนดเวลาการหลั่งและการเคลื่อนไหวให้สอดคล้องกับปริมาณและระยะของมื้ออาหาร หัวข้อนี้จะอธิบายว่าสัญญาณจากระบบประสาทและฮอร์โมนเหล่านี้รวมกันเป็นระบบควบคุมที่สอดคล้องกันได้อย่างไร

Definition

การประสานงานของระบบประสาทและฮอร์โมนคือการควบคุมการทำงานของระบบย่อยอาหารร่วมกันโดยระบบที่ทำงานร่วมกันสามระบบ ได้แก่ ระบบประสาทเอนเทอริก ฮอร์โมนจากเซลล์ต่อมไร้ท่อในลำไส้ และเส้นประสาทอัตโนมัติภายนอก ซึ่งสัญญาณของระบบเหล่านี้จะรวมกันที่เนื้อเยื่อเป้าหมายและทำงานผ่านวงจรป้อนกลับเพื่อปรับการหลั่ง การเคลื่อนไหว และการไหลเวียนของเลือดให้เข้ากับระยะและปริมาณของมื้ออาหาร

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการทำงานร่วมกันของปฏิกิริยาสะท้อนในระบบประสาทเอนเทอริก ฮอร์โมนในลำไส้ที่หมุนเวียนในกระแสเลือด และการกระตุ้นจากระบบประสาทอัตโนมัติภายนอก (โดยเฉพาะเส้นประสาทเวกัส); ระยะการย่อยอาหารในช่องปาก กระเพาะอาหาร และลำไส้; วงจรป้อนกลับหลักที่เปิดและปิดกิจกรรมการย่อยอาหาร; และการสื่อสารแบบสองทางระหว่างลำไส้และสมองที่เชื่อมโยงทุกอย่างเข้าด้วยกัน เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้คำแนะนำในการจัดการทางคลินิก

Core questions

• ปฏิกิริยาสะท้อนในระบบประสาทเอนเทอริก ฮอร์โมนในลำไส้ และการกระตุ้นจากเส้นประสาทเวกัส ทำงานกับเซลล์เป้าหมายเดียวกันได้อย่างไร?
• อะไรคือลักษณะเฉพาะของระยะการย่อยอาหารในช่องปาก กระเพาะอาหาร และลำไส้?
• วงจรป้อนกลับใดที่เปิดและปิดการหลั่งและการเคลื่อนไหวของระบบย่อยอาหาร?
• การสื่อสารแบบสองทางระหว่างลำไส้และสมองประสานงานการย่อยอาหารกับส่วนอื่นๆ ของร่างกายได้อย่างไร?

Key concepts

• ระยะช่องปาก กระเพาะอาหาร และลำไส้
• ปฏิกิริยาสะท้อนเวโกเวกัล
• ปฏิกิริยาสะท้อนเฉพาะที่ (เอนเทอริก)
• การรวมกันของสัญญาณจากระบบประสาทและฮอร์โมนที่เซลล์เป้าหมาย
• การควบคุมการหลั่งด้วยการป้อนกลับเชิงลบ
• แกนลำไส้-สมอง
• ความซ้ำซ้อนและการประสานงานของการควบคุม

Mechanisms

การควบคุมการย่อยอาหารจะเกิดขึ้นในระยะที่ทับซ้อนกัน ในระยะช่องปาก การมองเห็น กลิ่น และรสชาติของอาหารจะกระตุ้นสมอง และผ่านเส้นประสาทเวกัส จะเตรียมกระเพาะอาหารและตับอ่อนก่อนที่อาหารจะมาถึง ในระยะกระเพาะอาหาร การขยายตัวและองค์ประกอบทางเคมีของอาหารในกระเพาะอาหารจะกระตุ้นการหลั่งแกสตรินและปฏิกิริยาสะท้อนเวโกเวกัลที่เพิ่มการหลั่งกรดและการเคลื่อนไหว ในระยะลำไส้ สารอาหารและกรดในลำไส้เล็กส่วนต้นจะหลั่งคอเลซิสโทไคนินและซีครีติน ซึ่งกระตุ้นการหลั่งของตับอ่อนและน้ำดี ในขณะที่สัญญาณป้อนกลับจะชะลอการบีบตัวของกระเพาะอาหารและการหลั่งกรด โดยตลอดกระบวนการ เซลล์เป้าหมายเดียวกันมักจะได้รับทั้งสัญญาณจากระบบประสาทและฮอร์โมนที่รวมกันและเสริมซึ่งกันและกัน และวงจรป้อนกลับเชิงลบ—กรดที่ยับยั้งแกสตริน สารในลำไส้เล็กส่วนต้นที่ยับยั้งกระเพาะอาหาร—จะรักษาระบบให้ควบคุมตนเองได้ เส้นทางเวกัสภายนอกเชื่อมโยงกลไกภายในเหล่านี้เข้ากับศูนย์กลางในก้านสมอง ทำให้การย่อยอาหารเป็นการสื่อสารแบบสองทางระหว่างลำไส้และสมอง แทนที่จะเป็นชุดของปฏิกิริยาสะท้อนที่แยกจากกัน

Clinical relevance

มุมมองแบบบูรณาการของการควบคุมโดยระบบประสาทและฮอร์โมนเป็นกรอบในการตีความว่าระบบย่อยอาหารโดยรวมตอบสนองต่อมื้ออาหารและปรับตัวเข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ข้อมูลนี้เป็นสรีรวิทยาอ้างอิงที่อธิบายการทำงานร่วมกันตามปกติ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

ภาพรวมแบบบูรณาการเกิดขึ้นจากงานวิจัยสองสาย: การสาธิตของ Pavlov เกี่ยวกับการควบคุมการหลั่งของกระเพาะอาหารและตับอ่อนโดยระบบประสาท (ระยะช่องปากและเส้นประสาทเวกัส) และการค้นพบของ Bayliss และ Starling ในปี 1902 ว่าฮอร์โมนก็ควบคุมการย่อยอาหารด้วยเช่นกัน ศตวรรษที่ยี่สิบได้แก้ไขความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดระหว่างการควบคุมโดยระบบประสาทและสารเคมีให้กลายเป็นแบบจำลองที่รวมกัน โดยที่ระบบประสาทเอนเทอริก ฮอร์โมนในลำไส้ และเส้นประสาทเวกัส แต่ละส่วนได้รับการระบุลักษณะและแสดงให้เห็นว่าทำงานร่วมกันผ่านปฏิกิริยาสะท้อนและวงจรป้อนกลับในระยะต่างๆ ของการย่อยอาหาร

Key figures

• Ernest Starling
• Ivan Pavlov
• John Furness
• R. Alberto Travagli

Seminal works

• bayliss-starling-1902
• furness-2012

Frequently asked questions

การย่อยอาหารมีกี่ระยะ?

ระยะช่องปาก ซึ่งถูกกระตุ้นโดยการมองเห็น กลิ่น และรสชาติของอาหารก่อนที่จะรับประทาน; ระยะกระเพาะอาหาร ซึ่งถูกขับเคลื่อนโดยอาหารในกระเพาะอาหาร; และระยะลำไส้ ซึ่งถูกขับเคลื่อนโดยสารอาหารและกรดที่เข้าสู่ลำไส้เล็ก

ทำไมการย่อยอาหารจึงถูกควบคุมโดยทั้งระบบประสาทและฮอร์โมน?

เนื่องจากทั้งสองระบบเสริมซึ่งกันและกัน: ระบบประสาทให้การควบคุมที่รวดเร็ว เฉพาะที่ และเชื่อมโยงกับสมอง ในขณะที่ฮอร์โมนให้การประสานงานที่ช้ากว่าและส่งผ่านกระแสเลือด และเมื่อรวมกับวงจรป้อนกลับแล้ว ระบบเหล่านี้จะปรับกิจกรรมการย่อยอาหารให้เข้ากับมื้ออาหารได้อย่างแม่นยำ