Gastrointestinal tract

الیه های دیواره روده

Slow waves & Basic Electrical Rhythm

Tonic contractions

• Functional syncytium

• AP propagation through gap junctions

• Basal electrical activity → slow movement

• Varying RMP• Slow wave – 5-15 mV (resting)– Frequency (Stomach 3, Duodenum 12, Illeum 9) – interstitial cells of Cajal (pace maker)

• Spikes (Stimulated)– Frequency– Slow Na-Ca channels – 20 ms duration

• Depolarizing factors– Parasympathetic (A.Ch)– Strech– GI hormones

• Tonic contraction– Continues– Spike freq.– Ca entry

• Hyperpolarizing factors– Sympathetic– Epi, NE

Enteric Nervous System

ENS• Myenteric plexus or Auerbach’s plexus– GIT motility – Tonus, rhythmic contraction, frequency, velocity of peristalsis– VIP (inhibitory)• pyloric sphincter, sphincter of the ileocecal valve

• Submucosal plexus or Meissner’s plexus– Blood flow & secretion – Local secretion, absorption, – Local contraction of the submucosal muscle

• Sensory nerve endings (Epithelium)– Mynert & meissner– GI reflexes – SC, Brain stem, Prevertebral ganglia, Vague,

• A.Ch• NE, Epi• 5HT, DA, ATP, CCK, VIP, • SS, Sub P, Enk, Bombesin

• Parasympathetic innervation

• Sympathetic innervation

تحريك مخاط روده، اتساع روده، مواد شيميايي•%(80← آوران هاي حسي )•

← تنظيم حركات و ترشحات•

GI reflexes

• ENSدودی • حرکاتکننده • مخلوطگوارشی • ترشحات

• GIT → Sympathetic Ganglia → different GIT location– Gastrocolic reflex– Enterogastric reflex– Colonoilleal reflex

• GIT → Spinal cord/Brain stem → different GIT location– Defication

Hormonal control

Gastrin • “G” cells of the antrum (stomach)– distention,– AA, – Gastrin Releasing Peptide (vagal stimulation)

• Gastric acid secretion • Growth of mucosa

CCK• “I” cells (mucosa of the duodenum and jejunum)– FA, – Monoglyceride

• Bile secretion• inhibits stomach contraction• Inhibits appetite

Secretin

• “S” cells in duodenum– Acid

• Inhibits motility• Pancreatic secretion of HCO3

Gastric inhibitory peptide (GIP)

• upper small intestine– FA – AA– CH

– ↓stomach motor activity– slows emptying

– Insulin

Motilin

• upper duodenum – fasting,

– increases GIT motility. – interdigestive myoelectric complexes

GI motility

• propulsive movements– Peristalsis– Intestinal distention– Chemical/physical stimulation– Parasympathetic stimulation (blocked by atropin)

– Myentric plexus– Unidirectional – Receptive relaxation– Peristaltic Reflex and the “Law of the Gut.”

• mixing movements– blocked by a sphincter– local intermittent constrictive contractions

Gastrointestinal Blood flow

Splanchnic Circulation

Reticuloenduthelial cells- Bac,- AA, CH

MesentricArcuate

Celiac

GI circulation

جریان موضعی هر الیه متناسب با نیاز•طی حرکت–طی جذب –

آدنوزین–

– Gastrin, secretin,– CCK, VIP

– Kallidin, bradykinin

Microvasculature of the villus

• Counter current• O2 shunt

ParasympatheticSympathetic (escape)

Propulsion & Mixing of

Food

Hunger & Appetite

• Lateral HT

• Venteromedial HT

• Orexin, Ghrelin, NPY• Leptin

Mastication (Chewing)

• Incisors/molars– Rhythmic movement– Fruits, Veg.

• Cortex, amygdala, HT • motor branch of trigeminal nerve

• Reflexes

• indigestible cellulose membranes• Increases the surface

Swallowing (Deglutition)

• Voluntary stage• Pharyngeal stage(involuntary)• Epithelial sensors• NTS• swallowing center

• esophageal stage

Pharyngeal stage

http://www.linkstudio.info/images/portfolio/medani/Swallow.swf

مهار مرکز تنفس•• Esophageal stage– primary peristalsis– secondary peristalsis• remained bolus• Myentric plexus• Reflex

– Transsection of vague– Receptive Relaxation of the Stomach

Lower Esophageal Sphincter

• Normal pressure• Prevents reflux• Abdominal pressure

• Receptive relaxation• achalasia

The Stomach

• Storage• Mixing (Chyme)

• slow emptying

• Body – Antrum• Rostral –Caudal

– Food form concentric circles– Vagovagal reflex

• basic electrical rhythm (constrictor waves)• Constrictor rings force toward the pylorus• Retropulsion– Gastric glands– Chyme fluidity

• Pyloric Pump– Regulation of emptying – Gastric / Duodenal signals

• Hunger Contractions

Gastric factors promote emptying– Stretched wall (myentric reflex)

– Gastrin (acid, motor activity, Pyloric pump)

Duodenal factors prevent emptying– Distention– Mucosal irritation– Chyme acidity/ osmolality / AA

→ ENS→perivertebral Gang→ vague → Brainstem

inhibit pyloric pump (Enterogastric Reflex)

Hormonal inhibition

• Lipid in duodenum → CCK– Contraction of pyloric sphincter– Inhibits pyloric pump

• Secretin (acid)• GIP (FA, AA, CH)

GI motility

• Propulsive movements– Peristaltic movements– Mass movements

• Mixing movements– Segmentation– Haustration

Segmentation Contractionsانقباضات موضعی با فواصل مشخص•فرکانس تابع فرکانس امواج آهسته•وابسته به تحریک پایه شبکه میتریک )آتروپین(•

امواج پریستالتیک روده )سریع ولی تحلیل رونده(•حرکت کیموس آهسته•

محرک های حرکت دودی روده•ورود کیموس––Gastroentric reflex–CCK/Gastrin–Motilin/5HT/Insulin

مهار حرکت دودی روده•–Secretin / Glucagon

• Stops at ileocecal valve (until gastroileal reflex)

• Segmentation • Peristaltic rush– Myentric & autonome

• muscularis mucosae• ileocecal valve• 1.5-2 L/d

• Cecal distension• appendix

Colon• Water & electrolytes absorption• storage

• Haustrations– teniae coli– 2.5 cm

• Mass Movements– 1-3 times/day 20 cm, 10-30min– Gastrocolic, Duodenocolic• Ulcerative colit

Defecation Reflexes

Internal reflex

parasympathetic

Secretory Functions of GIT

• Digestive enzymes• Mucous glands

چسبندگی، لغزندگی،•خاصیت آمفوتریک•

• single-cell mucous glands (Goblet cells)• crypts of Lieberkühn • Deep tubular glands• complex glandsThe salivary glands, pancreas, and liver

Secretion of Saliva

• parotid, • submandibular,• sublingual glands

ترشح سروزی )پتیالین(•ترشح موکوسی )موسین(•

•pH, K,HCO3 Na, clتیوسیانات، آنتی بادی•

Acini and salivary ducts

Parasympathetic stimulation

Regulation of salivation

Parasympathetic

Kallikrein

ترشحات مری•ترشحات معده•غدد اکسینتیک/ غدد پیلوری•

ترشحات معده• Mocous neck cell• Oxyntic (Parietal) cell

Hcl 160mM

• Peptic (chief) cell

• Pyloric cell

Body/antrum

Oxyntic (Parietal) cell

Oxyntic (Parietal) cell

Stimulation of Hcl secretion

• A.Ch• Gastrin• Histamin

• Enterochromaffin-like cell (ECL)– Chyme in antrum– Gastrin

• Pepsinogen – Hcl (1.8<pH<3.5)

– Stimulation (Hcl, A.ch)

• Internal Factor– B12

– Pernicious anemia

• Gastric barrier

• Pyloric (chief) cell– Mocous– Gastrin (G cells, protein)

مراحل ترشح معدهمرحله مغزی•مرحله معدی•مرحله روده ای•

فواصل هضم، تحریکات هیجانی•

مهار ترشح معده توسط عوامل روده ای•اتساع روده، اسید یا کیموس–مینتریک یا اتونوم ← رفلکس روده ای –معدی–

عوامل هورمونی•–Secretin–VIP-GIP-SS

لوزالمعده

آسینوس•کیموس: تریپسین، کیمو تریپسین، کربوکسی پپتیداز–آمیالز–لیپاز، کلسترول استراز–

اپیتلیوم مجاری•

Enterokinaseتماس کیموس با مخاط:–

مهارکننده تریپسین–پانکراتیت حاد–سری/معده ای/ روده ای–

لوزالمعده :مجاری

145 mEq/L

محرک های لوزالمعده

• A.Ch• CCK– Pepton, proteose, FA,

• Secretin– pH

اثر هم افزایی•زخم پپتیک•

Pancreatic secretion

اسیدهای صفراوی اسیدهای صفراوی، کلسترول:هپاتوسیت•

کولیک اسید، کتودئوکسی کولیک اسید،–اثر دترجنتی، جذب، دفع مواد–

گردش روده ای-کبدی•

کانالیکول ها•سدیم، بی کربنات–

•CCK•Secretin

رژیم پرچرب، التهاب اپیتلوم کیسه صفرا–

تغلیظ

CCK

ترشحات روده• Brunner glands– Vagus / Secretin– Sympathetic inhibition (Peptic Ulcer)

• Lieberkuhn crypts – Goblet cells– Enterocytes• 1.8 L/d

• Digestive Enzymes

ترشحات روده بزرگ

غار لیبرکون •فاقد پرز و آنزیم گوارشی– موکوس و بیکربنات–

اعصاب پاراسمپاتیک لگنی•

Digestion & absorption in the GIT

هيدروليز كربوهيدرات• Starch

• Ptyalin• Pancreatic amylase

• Maltase & dextrinase• Lactase• Sucrase

هيدروليز كربوهيدرات

هيدروليز پروتئين ها

• Pepsin (collagen), pH , %10-20

• Proelatase (elastin)• Trypsin, chymotrypsin,

• Carboxypeptidase

• Enterocyte (aminopeptidase, Dipeptidase)• Cytosolic peptidase

هيدروليز چربي ها

• TG,

• Lingual lipase (%10) • Pancreatic lipase

Emulsification of Fat by Bile Acids and Lecithin

• Reversible hydrolysis• Bile salts, lecithin (micelle formation)

• cholesterol ester hydrolase• phospholipase A2

Water balance

• folds of Kerckring• Villus• Microvilli

• Proximal/distal• Actin filaments

Central lacteal• Daily absorption

Sodium/water uptakeBulk flowAgt- Aldosterone

• Na/Glc• Na/AA

• Na/H (HCO3- absorption Duodenum, jejunum)

• Cl / HCO3- (excretion ileum, colon)

سلولهای اپیتلیال جوان در عمق )بالغ در سطح چین( •، کانال کلر / پمپ سدیمیcAMPسم وبا •

(D3)جذب کلسیم •

)آپوترانسفرین(جذب آهن •)فعال(پتاسیم، منیزیم،فسفات •

، گاالکتوز، فزوکتوزGlcجذب •AAجذب •

کولون

بازجذب کننده•ذخیره کننده•

بازجذب سدیم •ترشح بی کربنات •عملکرد باکتری ها •

B12، Kتیامین، ریبو فالوین،–گاز–

– indole, skatole, mercaptans, and hydrogen sulfide.• Stercobilin & urobilin

گوارش دستگاه اختالالت

بلع • فلجبیهوشی•آشاالزی•

گاستریت•بکتریایی – عفونتآسپرین – الکل،معدی – سد

Peptic ulcer

• H. Pylori• Antibiotioic• Ranitidin

هضمی • اختالالتپانکراتیت––) گلوتن ) اسپروها – آنتروسیت تخریباستئاتوره–

گوارش دستگاه در انسداد

• Stercobilin, urobilin• indole, skatole, mercaptans, and hydrogen sulfide

Swallonig

• poliomyelitis , encephalitis

باریک رودهبرونر • موکوسی غدد