消化道平滑肌的特性
消化道平滑肌的电生理特性
消化道平滑肌的细胞电活动较骨骼肌复杂,其电位变化主要有静息电位、慢波电位、动作电位等三种形式。
- 静息电位:
- 特点:较小(-50–-60 mV),不稳定、存在一定波动
- 机制:主要由K+平衡电位产生;Cl-、Ca2+和生电性钠泵也都参与静息电位形成
- 慢波电位(局部电位):
- 定义:在静息电位基础上,自发地产生周期性的轻度去极化和复极化,由于其频率较慢,故称为慢波。
- 对平滑肌的收缩节律起决定性作用:基本电节律
- 频率:胃3次/分,十二指肠12次/分,回肠末端8-9次/分
- 幅度:10-15mV
- 起搏细胞:Cajal 间质细胞,位于消化道纵行肌和环行肌之间
- 离子机制:
- Cajal 细胞:钙激活的氯通道,Cl-外流,膜电位去极化
- 平滑肌细胞:电压门控钙通道,Ca2+内流
- 调节:慢波的产生不依赖外来神经的支配,但慢波的幅度和频率可接受自主神经的调节
- 意义:决定消化道运动的方向、节律和速度
- 定义:在静息电位基础上,自发地产生周期性的轻度去极化和复极化,由于其频率较慢,故称为慢波。
- 动作电位:
- 去极化:Ca2+内流
- 复极化:K+外流
- 特点:
- 锋电位幅度低,大小不等:因为引起下一次动作电位的时相不确定,慢波电位可能落在上一次动作电位的相对不应期
- 在慢波的去极化的基础上发生
- 动作电位数目(空间总和/多纤维总和)可作为收缩力大小的指标
- 由于不明原因导致 Cajal 细胞中 Ca2+ 浓度上升,引发钙波。
- 激发 Ca2+ 激活的 Cl- 通道,引发去极化,即慢波。
- 慢波通过缝隙连接,以电紧张扩布的形式传递到平滑肌细胞。
- 平滑肌细胞上的电压门控 Ca2+ 通道开放,Ca2+ 内流。
- Ca2+ 内流使胞内 Ca2+ 浓度达到机械阈时,即可引起平滑肌收缩。
- Ca2+ 进一步内流使膜去极化达到电阈时,即可引发动作电位,同时引发平滑肌更强烈的收缩。
慢波电位
- 慢波(slow wave)| 基本电节律(basal electrical rhythm,BER)
- 消化道平滑肌细胞在静息电位的基础上,自发地产生周期性的轻度去极化和复极化,由于其频率较慢,故称为慢波。
- 因慢波频率对平滑肌的收缩节律(胃和小肠蠕动频率)起决定性作用,故又称基本电节律。
- 慢波起源于消化道纵行肌和环行肌之间的 Cajal 间质细胞(ICC),因此 ICC 被认为是胃肠运动的起搏细胞。
- 消化道不同部位平滑肌的慢波频率不同,人的慢波频率在胃约每分钟 3 次,在十二指肠约每分钟 12 次,回肠末端为 8–9 次。慢波的幅度为 10–15 mV,持续时间由数秒至十几秒。
- 慢波的产生与 Cl- 外流和 Ca2+ 内流有关。
- 慢波电位的产生不依赖于神经的存在,但其节律等可受神经和体液因素的调节。
动作电位
消化道平滑肌细胞动作电位的去极化主要依赖 Ca2+ 内流,因此锋电位上升较慢,持续时间较长;复极化由 K+ 外流所致。
动作电位与收缩之间存在很好的相关性,每个慢波上所出现的动作电位数目(频率而不是幅度)可作为收缩力大小的指标。收缩主要继动作电位之后产生,而动作电位则在慢波去极化的基础上发生。
消化道平滑肌的一般生理特性
消化道平滑肌具有肌组织本身共同的不依赖于神经支配的特性,如兴奋性、传导性和收缩性,但这些特性的表现均有其自身的特点。
- 兴奋性较低,收缩缓慢
- 具有自律性
- 具有紧张性(紧张性收缩)
- 使消化道各部分能保持一定的形状和位置
- 使消化道内经常保持一定的基础压力,有助于消化液向食物中渗透
- 富有伸展性
- 对不同刺激的敏感性不同
- 对电刺激不敏感
- 对机械牵拉、温度和化学性刺激特别敏感
消化道的神经支配及其作用
- 外来神经:
- 副交感神经:
- 大部分节后纤维释放的递质是乙酰胆碱(Ach)+
- 促进胃肠运动和分泌/LES 收缩
- 抑制消化道括约肌
- 少部分副交感神经节后纤维释放某类肽类物质(VIP、生长抑素等)-
- 胃的容受性舒张/LES 的舒张
- 机械刺激引起的小肠充血
- 大部分节后纤维释放的递质是乙酰胆碱(Ach)+
- 交感神经-:释放的递质是去甲肾上腺素,一般情况下,抑制胃肠运动和分泌
- 副交感神经:
- 内在神经丛
- 黏膜下神经丛:主要调节腺细胞和上皮细胞功能
- 肌间神经丛:主要支配平滑肌活动
- 作用
- 外来神经丛对内在神经丛具有调节作用
- 去除外来神经后,内在神经丛仍可在局部发挥调节作用,可独立调节胃肠运动、分泌、血流量以及水、电解质的转运
- 故在部分高选迷切的患者,胃酸的分泌反而增多,这种手术方式逐渐被取代
消化系统的内分泌功能
消化道主要内分泌细胞
内分泌细胞 | 分布 | 分泌物 |
---|---|---|
α | 胰岛 | 胰高血糖素 |
β | 胰岛 | 胰岛素 |
δ | 胰岛、胃、小肠、大肠 | 生长抑素 |
G | 胃窦、十二指肠 | 促胃液素 |
I | 小肠上部 | 缩胆囊素 |
K | 小肠上部 | 抑胃肽 |
Mo | 小肠 | 胃动素 |
N | 回肠 | 神经降压素 |
PP | 胰岛、胰腺外分泌部、胃、小肠、大肠 | 胰多肽 |
S | 小肠上部 | 促胰液素 |
胃肠激素
激素 | 引起释放的刺激 | 胃排空 | 括约肌 | 调节分泌 | 消化道运动 | 营养作用 |
---|---|---|---|---|---|---|
促胃液素 | 蛋白质消化产物、 迷走神经递质、 扩张胃 | 抑制 | 收缩幽门 括约肌、 胃窦 | 促胃酸、胃 蛋白酶原、 胰液、胆汁分泌 | 促胃肠 运动、 胆囊收缩 | 促胃肠上 皮生长 |
缩胆囊素 | 蛋白质消化 产物、脂肪酸、 盐酸* | 抑制 | 收缩幽门 括约肌; 松弛壶腹 括约肌 | 促胰液、胆汁、 胃蛋白酶原 分泌 | 促小肠、 大肠运动、 胆囊收缩 | 促胰腺外 分泌部生长 |
促胰液素 | 盐酸、脂肪酸 | 抑制 | 收缩幽门 括约肌 | 促胰液、胆汁 中的 HCO3-分 泌,促胃蛋 白酶原分泌; 抑制胃酸分泌 | 抑制胃肠 运动 | 促胰腺外 分泌部生长 |
抑胃肽 | 葡萄糖、脂肪 酸、氨基酸 | 抑制 | 促胰岛素分泌; 抑制胃酸、 胃蛋白酶原分泌 | |||
胃动素 | 盐酸、脂肪、 迷走神经 | 促进 | 刺激胃、 小肠运动 |
- 促胃液素(G 细胞)
- 生理作用
- 促进胃酸和胃蛋白酶原分泌
- 使胃窦和幽门括约肌收缩,延缓胃排空
- 促进胃肠运动
- 促进胃肠上皮生长
- 刺激物
- 蛋白质消化产物
- 迷走神经递质
- 扩张胃
- 生理作用
- 缩胆囊素(I细胞)
- 生理作用
- 刺激胰液分泌和胆囊收缩
- 增强小肠和大肠运动
- 增强幽门括约肌收缩,抑制胃排空
- 松弛壶腹括约肌
- 促进胰腺外分泌部的生长
- 刺激物
- 蛋白质消化产物
- 脂肪酸
- 生理作用
- 促胰液素(S细胞)
- 生理作用
- 刺激胰液及胆汁中的HCO3-分泌
- 抑制胃酸分泌和胃肠运动
- 收缩幽门括约肌,抑制胃排空
- 促进胰腺外分泌部的生长
- 刺激物
- 盐酸
- 脂肪酸
- 生理作用
- 抑胃肽(K细胞)
- 生理作用
- 刺激胰岛素分泌
- 抑制胃酸和胃蛋白酶原分泌
- 抑制胃排空
- 刺激物
- 葡萄糖
- 脂肪酸
- 氨基酸
- 生理作用
- 胃动素(Mo细胞)
- 生理作用
- 在消化间期刺激胃和小肠的运动
- 刺激物
- 迷走神经
- 盐酸
- 脂肪
- 生理作用
胃肠激素的生理功能
- 调节消化腺分泌和消化道运动(主要作用)
- 调节其他激素的释放
- 营养作用:有些胃肠激素可促进消化系统组织的生长。
- 促胃液素:促进胃黏膜上皮生长
- 缩胆囊素:促进胰腺外分泌部组织的生长