Črevesni živčni sistem: fiziologija in značilnosti

Črevesni živčni sistem (ENS) je skoraj avtonomni del živčnega sistema. Vključuje številna živčna vezja, ki nadzorujejo motorične funkcije, lokalni pretok krvi, transport in izločanje iz sluznice ter modulirajo imunsko in endokrino delovanje.

Struktura

Človeški črevesni živčni sistem sestavlja približno 500 milijonov nevronov (vključno z različnimi vrstami Doglovih celic). Vgrajen je v sluznico prebavil (GIT), ki se začne s požiralnikom in konča z anusom.

Nevroni v črevesnem sistemu so organizirani v dve vrsti ganglijev: mienterični in submukozni pletež. Prvi se nahajajo med notranjo in zunanjo mišično plastjo, drugi pa so v notranjem in zunanjem mišičnem sloju Sluznica.

V črevesni živčni sistem spadajo tudi:

• primarnih aferentnih nevronov;
• Vzbujevalni motorični nevroni mišic;
• motorični nevroni dolgih mišic;
• ascendentni in descendentni intrinzični nevroni.

Organizacija in odnosi

Fiziologija črevesnega živčnega sistema izhaja iz celic živčnega grebena, ki se v črevesju naselijo med intrauterinim življenjem. Delovati začne v zadnji tretjini nosečnosti in se razvija tudi po rojstvu.

ENS prejema vhodne informacije iz parasimpatičnega in simpatičnega dela živčnega sistema, gastrointestinalni sistem pa ima veliko aferentnih živčnih vlaken prek vagusnih živcev in spinalnih aferentnih poti. Tako obstaja bogata interakcija med črevesnim živčnim sistemom, simpatičnimi prevertebralnimi gangliji in osrednjim živčnim sistemom v obe smeri.

Vrste črevesnih nevronov

Približno 20 tipov črevesnih nevronov lahko prepoznamo po njihovi funkciji. Izstopajo tri skupine:

• Intrinzični primarni aferentni. Določite fizično stanje organov (npr. napetost v črevesni steni) in kemične lastnosti vsebine lumna.
• Motor. Vključuje mišične, sekretomotorične in vazodilatatorne nevrone.
• Internevroni. Povezan z zgornjimi.

Upravljanje motorja

Prebavila imajo zunanjo mišično membrano. Njihova naloga je mešati hrano, da je ta izpostavljena prebavnim encimom in absorpcijskim membranam, ter pospeševati vsebino prebavne cevi. Črevesna refleksna vezja uravnavajo gibanje z nadzorom aktivnosti ekscitatornih in inhibitornih nevronov, ki inervirajo mišice. Imajo sovisnike za vzburjevalne nevrone, acetilholin in tahikinine. Črevesni živčni sistem organizira mešanje in premikanje hrane. To vključuje prebavo in absorpcijo hranilnih snovi.

Notranji refleksi ENS so pomembni za oblikovanje vzorcev gibljivosti tankega in debelega črevesa. Osnovni gibi mišic tankega črevesa:

• mešanje dejavnosti;
• Motorični refleksi;
• migracijski mioelektrični kompleks;
• peristaltični sunki;
• Retropulzija, povezana z bruhanjem.

Črevesni živčni sistem je sprogramiran tako, da proizvaja te različne.

Regulacija izmenjave tekočin in lokalnega pretoka krvi

ENS uravnava pretok vode in elektrolitov med črevesno svetlino in tkivno tekočino. To dosežemo z smeri dejavnosti sekretomotorični nevroni, ki inervirajo sluznico tankega in debelega črevesa ter nadzorujejo njeno prepustnost za ione.

Lokalni pretok krvi v sluznici uravnavajo črevesni vazodilatatorni nevroni. Pretok krvi v sluznici je primeren za uravnavanje prehranskih potreb sluznice in prilagajanje izmenjave tekočin med žilnim sistemom, intersticijsko tekočino in črevesno svetlino. Pretok krvi v črevesju usklajuje centralni živčni sistem prek simpatičnih vazokonstrikcijskih nevronov.

Regulacija želodčne in pankreatične sekrecije

Izločanje želodčne kisline uravnavajo nevroni in hormoni enteričnega sistema. Regulacija poteka prek holinergičnih nevronov s celičnimi telesi v želodčni steni. Prejemajo vzbujevalne signale iz črevesnih virov in vagusnih živcev.

Izločanje bikarbonata iz trebušne slinavke za nevtralizacijo vsebine dvanajstnika nadzoruje hormon sekretin v kombinaciji z aktivnostjo holinergičnih in neholinergičnih črevesnih nevronov.

Regulacija endokrinih celic prebavil

Živčna vlakna potekajo v bližini endokrinih celic sluznice prebavil. Nekatere od njih so pod nevronskim nadzorom. Na primer, gastrinske celice v antralnem delu želodca inervirajo ekscitatorni nevroni, ki kot glavni nevrotransmiter uporabljajo sproščujoči peptid. Endokrine celice vzorčijo lumen in sproščajo presnovne molekule v sluznico, kjer so živčni končiči. To je nujna povezava, saj so živčni končiči ločeni od svetline s sluzničnim epitelijem.

Reakcije obrambe

Črevesni nevroni sodelujejo pri številnih obrambnih reakcijah črevesja. Med njimi so:

• driska za raztapljanje in odstranjevanje toksinov;
• pretirana propulzivna aktivnost debelega črevesa, ki je posledica prisotnosti patogenih mikroorganizmov v črevesju;
• bruhanje.

Izločanje tekočine povzročajo škodljivi dražljaji, zlasti intratekalna prisotnost nekaterih virusov, bakterij in bakterijskih toksinov. To je posledica stimulacije črevesnih sekretomotoričnih refleksov. Fiziološki cilj je znebiti se patogenih mikroorganizmov in njihovih produktov.

Črevesni živčni sistem in bakterije

Črevesje naseljujejo bilijoni bakterij, ki v telesu uravnavajo proizvodnjo številnih signalnih molekul, vključno s serotoninom, hormoni in nevrotransmiterji. Vzdrževanje uravnotežene mikrobne skupnosti je ključnega pomena za ohranjanje zdravje in preprečevanje kroničnega vnetja. Črevesni živčni sistem je glavni regulator fizioloških procesov v črevesju. Ima velik vpliv na sestavo črevesne mikrobiote.

Interakcije med ENS in CNS

Prebavni sistem je v dvosmerni komunikaciji s centralnim živčnim sistemom (CNS). Aferentni nevroni prenašajo informacije o njegovem stanju. Sestavljen je iz:

• Bolečine in nelagodje v črevesju
• zavestni občutek lakote in sitosti;
• drugi signali (na primer glukoza v krvi).

Aferentni signali, povezani s hranilno obremenitvijo v tankem črevesu ali kislostjo želodca, običajno ne dosežejo zavesti. CNS daje signale za upravljanje črevesja, ki se prenašajo prek ENS. Na primer, pogled in vonj hrane sprožita gastrointestinalne pripravke, vključno s slinjenjem in izločanjem želodčne kisline. Drugi centralni vplivi potekajo po simpatičnih poteh.