RUOANSULATUSKANAVAN MOTORIIKKA & ENTEERINEN HERMOSTO. RUORA 2012 Liisa Peltonen

Transkriptio

1 RUOANSULATUSKANAVAN MOTORIIKKA & ENTEERINEN HERMOSTO RUORA 2012 Liisa Peltonen

2 RUOANSULATUS PÄHKINÄNKUORESSA

3 ANAALISFINKTERIT SUU UES LES PYLORUS ILEOSEKAALINEN SFINKTERI

4 RUOANSULATUSKANAVAN TEHTÄVÄ ravinnon muokkaaminen sellaiseen muotoon, että ihminen pystyy käyttämään niitä hyväkseen soluaineenvaihdunnassaan ingestio ravinnonotto ravinto suuonteloon syömällä ja juomalla, ruoan pureskelu (mastikaatio), kostuttaminen (sylkirauhaset) ja nieleminen (deglutitio) digestio ruoansulatus ruokamassan hajottaminen absorptio ravinnon imeytyminen ravintoaineet verenkiertoon ja kudoksille (rasvat verenkiertoon imusuonijärjestelmän kautta) homeostaasin ylläpitäminen (elektrolyytti ja nestetasapaino) elimistön suojaaminen

5 MITEN RS KANAVA SUORITTAA TEHTÄVÄNSÄ? Ruokamassan kuljetus, mekaaninen muokkaus ja varastoiminen MOTILITEETTI Rs kanavan liike, joka perustuu seinämien sileälihassolujen supistumiseen ja relaksaatioon Liikemuodot: 1. peristalsis, vastaperistalsis 2. segmentaatio 3. liikkuva motorinen kompleksi (MMC) 4. massaperistalsis ( massaliike ) (paksusuoli) Ruokamassan kemiallinen hajottaminen ja imeyttäminen ERITYS Sylkirauhaset, maharauhaset, haiman eksokriininen osa, maksa ja RS kanavan limakalvon rauhaset Eritteet: Sylki Mahaneste Haimaneste Sappineste Suolineste liisa.m.peltonen@helsinki.fi

6 MOTORIIKAN SÄÄTELY Itsenäistä Paikalliset heijasteet Enteerinen hermosto Etäheijasteet, esim. gastroenteeriset refleksit (gastrokoolinen, ileaalinen) Enteroenteeriset refleksit (duodenokoolinen ) CNS (mm. aisti informaatio ruoasta, ajatus ruoasta) Hormonit (suolistohormonit, insuliini jne.) liisa.m.peltonen@helsinki.fi

7 Bilateraaline n! Selkäydinjaokkeet Sympaattinen runko; paravertebraaligangliot Kollateraaliganglio; prevertebraaliganglio Terminaaliganglio Ainoastaan sympaattinen hermotus: hikirauhaset lisämunuaisen ydin karvankohottajalihakset useimmat valtimot parasympaattinen sympaattinen 2012 Preganglionaarine n Postganglionaarinen

8 sisusvaltimohermosolmu (g. caeliacum) ylempi suolilievehermosolmu (g. mesentericum superius) alempi suolilievehermosolmu (g. mesentericum inferius) 2012

9 ENTEERINEN HERMOSTO koostuu kahdesta hermopunoksesta suoliston seinämässä myenteerinen l. Auerbachin punos limakalvonalaispunos l. Meissnerin punos Ihmisellä 2 6 x 10 8 liike, aistin ja välineuronia aivot suolessa Ulottuu ruokatorvesta peräsuoleen Auerbach koko matkalla, myös sappirakon, sappitiehyen ja haiman yhteydessä Meissner hyvin kehittynyt ohut ja paksusuolessa Toimii itsenäisenä integroivana järjestelmänä enteric nervous system is an autonomic system in its own right (Jänig, 2006) liisa.m.peltonen@helsinki.fi

10 AUTONOMINEN HERMOSTO KOMMUNIKOI ENTEERISEN HERMOSTON KANSSA Talamus Vaguksen takatumake RS kanava Postganglionaarinen parasympaattinen aksoni C8 T7 Preganglionaarinen sympaattinen aksoni Sympaattinen ganglio N. vagus (X) Postganglionaarinen sympaattinen aksoni Sisäiset hermoverkot

11 MOTILITEETTIA KOORDINOI MYENTEERINEN HERMOPUNOS Rengaslihaskerros Myenteerinen hermopunos (Auerbach) Pitkittäislihaskerros Limakalvonalaispunos (Meissner) Limakalvo

12 RUOANSULATUSKANAVAN YLEISRAKENNE

13 ENTEERISEN HERMOSTON RAKENNE JA YHTEYDYET < oraalisuunta anaalisuunta > pitkittäislihaskerros Auerbach rengaslihaskerros Meissner limakalvo lumen 1 Afferentti neuroni 2 interneuroni (harmaa) 3 Motoneuroni (musta) 13

14 ENTEERISEN HERMOSTON YLEISIMMÄT VÄLITTÄJÄAINEET VÄLITTÄJÄAINE Asetyylikoliini (Ach) Adenosiini trifosfaatti (ATP) Kalsitoniini-geeniin liittyvä peptidi (CGRP) Gastrin-releasing peptide (GRP) Typpioksidi (NO) Substanssi P (+ muut takykiniinit) Vasoaktiivinen suolistopeptidi (VIP) TOIMINTA Eksitatorinen Inhibitorinen Vapautuu enteerisistä aistihermoista Vapautuu sekretomotoneuroneista Inhibitorinen Eksitatorinen Inhibitorinen lihassoluille, eksitatorinen rauhassoluille, vasodilatorinen liisa.m.peltonen@helsinki.fi

15 1 2 3 Effektoreja: sileälihassolut, rauhaset, enterokromaffiini solut, verisuonet, Cajalin solut (interstitial cells of Cajal), immuunipuolustuksen solut (?) Motoriset ohjelmat: toimivat selkäytimen ja ydinjatkeen motoristen ohjelmien tavoin (esim. kävely, pureskelu) liisa.m.peltonen@helsinki.fi

16 RS KANAVAN SILEÄLIHASSOLUJEN SÄHKÖINEN PERUSRYTMI SÄÄTELEE MOTILITEETTIA ( HITAAT AALLOT, BER) hitaat aallot perustuvat sileälihassolujen kalvojännitteen spontaaneihin vaihteluihin (kesto useita sekunteja) aina läsnä rytmin tahdistajina toimivat erilaistuneet pacemaker solut (interstitial cells of Cajal, ICC) yhteydessä muihin soluihin aukkoliitoksin Mahasuolikanavan eri osilla tyypillinen rytminsä tahdistinalueet Lihassupistukset voivat tapahtua vain hitaan aallon depolarisaatiovaiheen aikana ( aallon harjalla ). 16

17 Guyton & Hall,

18

19 Maha PERUSRYTMEJÄ Ohutsuoli aktiopotentiaali Ohutsuolessa taajuus laskee kohti ileumia (duodenum 8 12/min distaalinen ileum 8/min) Paksusuolessa taajuus cecumista sigmoideumiin vaihtelee. liisa.m.peltonen@helsinki.fi

20 NELJÄ SÄÄTELYVAIHETTA 1. Interdigestiivinen vaihe ja yönaikainen toiminta 2. Kefaalinen vaihe (ruoka on päässä ) 3. Gastrinen vaihe ( ruoka on mahassa) 4. Intestinaalinen vaihe (ruoka on suolessa) Palataan rs kanavan erityksen yhteydessä. liisa.m.peltonen@helsinki.fi

21 MASTIKAATIO PURESKELU tahdonalainen toiminto pureskeluheijaste ja motoriset ohjelmat merkitys partikkelien pinta ala kasvaa (nieleminen ja entsyymien toiminta) ruoka ja sylki sekoitetaan (entsyymidigestion aloitus; amylaasi, lipaasi, nielemisen helpottaminen) ruoan makumolekyylit ja hajumolekyylit joutuvat kontaktiin makureseptorien ja hajureseptorien kanssa (edistää rs kanavan eritystoimintaa ja motiliteettia)

22 DEGLUTITIO NIELEMINEN Oraalinen vaihe (suussa, tahdonalainen) Faryngeaalinen vaihe (nielussa) Laukaisee nielemisrefleksin (nielemiskeskus medullassa) Ruokatorven ylempi sulkija UES aukeaa Esofageaalinen vaihe primaarinen peristalsis Alkaa nielemisestä sentraalinen ärsyke Synkronoi UES:in ja alemman sulkijan LES:n aukeamisen Ruoka siirtyy mahaan n. 8 sekunnissa (nopeammin pystyasennossa) Vagaaliset hermot sekundaarinen peristalsis Ärsykkeenä ruokatorveen jäänyt tai mahasta refluksoitunut ruoka Lähinnä paikalliset heijasteet liisa.m.peltonen@helsinki.fi

23 Nielemisvaikeuden (dysphagia) syy voi olla suussa, nielussa tai ruokatorvessa

24

25 PERISTALSIS rengaslihas supistuu rengaslihas relaksoituu Liike eteenpäin, propulsio VENYTYSRESEPTORIEN ÄRTYMINEN serotoniini aistinhermojen ärtyminen myenteerisen punoksen aktivaatio Boluksesta proksimaalisesti: aktivaatio aiheuttaa substanssi P:n ja asetyylikoliinin vapautumisen ja rengaslihaksen supistuksen. Boluksesta distaalisesti: NO, VIP ja ATP vapautuminen aiheuttaa relaksaation (muutoksia kaliumin konduktanssissa)

26 MAHAN MOTORIIKKA aterioidessa ja sen jälkeen Reseptiivinen relaksaatio laajentaa fundusta Nieleminen laukaisee Ennakoidaan ruoan tuloa mahaan Vago vagaalinen refleksi (ei kolinerginen, eiadrenerginen) Adaptiivinen relaksaatio Ruoka mahassa ENS (vagus moduloi) Peristalsis ja vastaperistalsis Alkaa mahan keskiosasta entsyymien ja suolahapon sekoittuminen ruokaan ruokasula chymus Ruoan möyhennys pienentää ruoan partikkelikokoa mahan tyhjentyminen ohutsuoleen

27 < 5% rauhasista 75% rauhasista 20 25% rauhasista

28 Peristalttinen aalto Punkkinen, 2007 Mahanportin sulkija pylorus toimii siivilänä

29 MOTORIIKKA aterioiden välillä Mahan tyhjentymisen jälkeen Migroiva motorinen kompleksi (MMC) Alkaa mahasta tai ohutsuolesta Nelivaiheinen, minuutin välein toistuva tapahtumasarja 1. vaihe: hiljainen, kesto n. 40 min 2. vaihe: antrumin supistuksia ja ohutsuolen proksimaaliosien peristaltiikkaa, kesto n. 40 min 3. vaihe: LES:n ja mahan proksimaaliosien paineen kasvu, voimakkaat distaalisen mahan supistukset, pyloruksen aukeaminen, 5 10 min 4. vaihe: motorinen aktiviteetti laskee liisa.m.peltonen@helsinki.fi

30 ENS ja duodenumin limakalvosta erittyvä motiliini hormoni säätelevät 3. vaihetta. Aterian nauttiminen lopettaa MMC:n; vagus ja ruoan ominaisuudet vaikuttavat (energiasisältö, rasva/proteiinipitoisuus) Merkitys: rs kanavan tyhjennys ja huolto, > 2mm partikkelien poisto mahasta, mahasuolikanavan bakteerijakauma

31 MAHAN TYHJENEMINEN solid liquid Camilleri et al.,

32

33 Antrumin motoriikkaa RsaA

34 OHUTSUOLEN MOTORIIKKA Segmentaatio Yleisin suolen supistumistapa Tapahtuu koko digestiivisen vaiheen ajan Ruokamassaa jaetaan pienempiin osiin ja sekoitetaan tehokkaasti rs kanavan nesteisiin massaa siirrellään edestakaisin ja viivytetään absorboivien pintojen lähellä (non propulsiivista liikettä) Nettoeffektinä ruokasula etenee anaalisuuntaan Hitaiden aaltojen taajuus laskee kohti ileumia Transit aika pyloruksesta ileosekaaliseen sfinkteriin 3 5 tuntia käsitellään aina yhden aterian ruokamassaa kerrallaan syklinen motorinen ohjelma, ENS ja hormonit liisa.m.peltonen@helsinki.fi

35 SEGMENTAATIO

36 PERISTALSIS JA VILLUSTEN PUMPPAAVA LIIKE Peristalsis luonteeltaan propulsiivista (anaalisuunta) tai retropulsiivista (oraalisuunta) Propulsiiviset aallot heikkoja ja tapahtuvat vain lyhyellä matkalla suolta Villusten liikkeet saavat aikaan muscularis mucosae ja ENS säädellään paikallisesti Merkitys: Imeytymiseen lisää pinta alaa Imunesteen virtaus tehostuu

37 VOIMAPROPULSIO (PERISTALTIC RUSH) Suolen supistukset huomattavasti voimakkaampia kuin digestiivisessä tai interdigestiivisessä vaiheessa Ulottuvat pidemmälle Liike oraalisuuntaan pahoinvoinnin aikana Liike anaalisuuntaan esim. enterotoksiinien, limakalvoärsytystä tai kipua aiheuttavien tekijöiden vaikutuksesta Kytketty irti tahdistuksesta ja hitaista aalloista Merkitys: Suojamekanismi (nopea rs kanavan tyhjennys) Paksusuolen massaperistaltiikan mekanismi normaalitilanteessa

38 Oksennusrefleksi Ipecac siirappi = oksennuslääke liisa.m.peltonen@helsinki.fi

39 ILEOSEKAALINEN SFINKTERI Ileumin distaalipään sfinkteri normaalisti koko ajan supistuneena (myogeeninen mekanismi) Ruokamassan aiheuttama paine ileumissa relaksoi sulkijan (ENS:n inhibitoriset neuronit aktivoituvat) ja aukaisee cecumin puolelle työntyvän läppärakenteen massa umpisuoleen Paine cecumin puolella sulkee läppärakenteen ja stimuloi sulkijaa estää ruokamassan refluksin takaisin ohutsuoleen Säätely: ENS ja hormonit Mahan gastriini välittää ileosekaalisen refleksin

40

41 Puuromaista ulostemassa PAKSUSUOLI Nestemäistä ruokamassaa Puolikiinteää ulostemassa

42 PAKSUSUOLEN MOTORIIKKA Prosessoi yhtä aikaa useiden peräkkäisten aterioiden ruokamassaa Ileumista tulleen annoksen transit aika h Haustraatioliikkeet Vastaa ohutsuolen segmentaatiota Peristalsis Liike hidasta; eteneminen 5 cm/h Massaliike Aterioiden jälkeen esiintyvää voimapropulsiota Vie ruokamassaa kohti sigmasuolta liisa.m.peltonen@helsinki.fi

43 PAKSUSUOLEN MOTORIIKKA NOUSEVA PAKSUSUOLI Lyhyt transit aika verrattuna poikittaiseen paksusuoleen Peristaltiikkaa sekä anaali että oraalisuuntaan

44 PAKSUSUOLEN MOTORIIKKA POIKITTAINEN PAKSUSUOLI Pitkä transit aika; noin 24 h Veden ja elektrolyyttien, sekä rasvahappojen absorptio ulostemassan varastointi Haustraatio liikkeet Hidasta segmentaatiota (supistuva ja relaksoituva alue samassa tilassa pidempään) Haustraatioliikkeet migroivat pitkin suolta ulosteen pakkaaminen distaalisemmin liisa.m.peltonen@helsinki.fi

45

46 PAKSUSUOLEN MOTORIIKKA Massaliike terveessä suolessa alkaa yleensä poikittaisen paksusuolen puolivälistä; 1 3 kertaa päivässä Ärsykkeenä ileumista tulevan ruokamassan määrä tai esim. risiiniöljy, enterotoksiinit, parasiitit, ruoan antigeenit LASKEVA PAKSUSUOLI Ulostemassan varastointia Ulostetta alkaa kertyä sigma ja peräsuoleen 24 h kuluttua massan tulosta cecumiin Massaliike täyttää tehokkaasti suolen distaalipään Peräsuoli yleensä tyhjä Täyttymistä estää mm. jyrkkä anorektaalikulma liisa.m.peltonen@helsinki.fi

47 Evaluation of gastrointestinal transit in clinical practice: position paper of the American and European Neurogastroenterology and Motility Societies Neurogastroenterology & Motility Volume 23, Issue 1, pages 8 23, 7 DEC 2010 DOI: /j x liisa.m.peltonen@helsinki.fi x/full#f6

48 ULOSTAMINEN ULOSTUSREFLEKSI (moniosainen) Rektoanaalirefleksi (sisäinen refleksi; ENS) Parasympaattinen refleksi (voimakas) Lopullinen päätös ulostamisesta on tahdonalainen Pidättäminen/pakottaminen heikentää refleksiä

49 REKTOANAALIREFLEKSI rektumin mekanoreseptorit ärtyvät venytyksestä viesti ENS:n kautta paksusuolen laskevan osan, sigmasuolen ja rektumin lihaskerroksiin peristalsis tuo lisää ulostetta ENS:n inhibitoriset neuronit aktivoituvat ja sisäinen sfinkteri relaksoituu uloste venyttää anaalikanavaa ja syntyy täyteyden tunne (samplingheijaste l. tutustumisvaste) Tunnistetaan tarkasti onko suolessa ilmaa, nestemäistä vai kiinteää ulostetta Pidätyskykyä ylläpitäviä tekijöitä: anaalisfinkterit ja lantionpohjan lihakset, erityisesti häpyluu peräsuolilihas, anaalikanavan tuntoaisti, Houstonin poimut, jyrkkä anorektaalikulma, limakalvon tiivisteenomaiset paksunnokset

50 Parasympaattinen refleksi (voimistaa heikohkoa rektoanaalirefleksiä): Selkäydinrefleksi sakraalisegmenttien tasolla afferentti informaatio voimistaa peristalsista ja relaksoi sisäistä sulkijaa Ulkoinen sulkijalihas on tahdonalainen (efferentti n. pudendus, häpyhermo) Sen ja sisäisen sulkijalihaksen yhtäaikainen relaksoituminen saa aikaan defekaation. liisa.m.peltonen@helsinki.fi

51 SFINKETEREIDEN YHTEISTYÖ

52 ANOREKTAALIKULMA

53 MITÄ NORMAALISSA ULOSTEESSA ON? Paino% (kiinteä uloste) Kuolleet bakteerit 30% Sulamaton kuituaines, irronneet epiteelisolut, rs kanavan eritteiden kiinteät ainesosat (esim. sappiväriaineet) 30% Rasvat 10 20% Epäorgaaninen aines 10 20% Proteiinit 2 3% liisa.m.peltonen@helsinki.fi

54 KAASU RSKn kaasu on peräisin kolmesta lähteestä: Nielty ilma (poistuu ulos röyhtäisyn avulla tai siirtyy ruokasulan mukana ohutsuoleen Bakteereiden tuottama kaasu Verenkierrosta peräisin oleva kaasu Paksusuolen ilmaa (flatus) tuotetaan 7 10 l/päivä Peräisin sulamattoman ruoan hajottamisesta CO 2, CH 4, H 2, N 2 (muut paitsi typpi diffundoituvat limakalvon läpi pois RKStä) Lopullinen kaasumäärä noin 600 ml/päivä liisa.m.peltonen@helsinki.fi

55 SILEÄLIHAKSEN SUPISTUSKONEISTO Ei säännöllisesti järjestäytyneitä lihassäikeitä, supistuminen hidasta, kuluttaa vähemmän energiaa, pystyy ylläpitä mään jännitystä pitkiä aikoja

56 SUPISTUS Solunsisäinen [Ca 2+ ] kun sitä virtaa solun ulkopuolelta tai vapautuu SRkalvostosta Ca 2+ sitoutuu kalmoduliiniin (CaM) Ca 2+ kalmoduliini aktivoi myosiinin kevytketjukinaasin (MLCK) MLCK fosforyloi myosiinin kevytketjut ja lisää myosiini ATPaasin aktiivisuutta Aktiiviset myosiinipäät liukuvat pitkin aktiinisäiettä muodostaen sidoksia ja nostaen lihaksen jänteyttä liisa.m.peltonen@helsinki.fi

57 RELAKSAATIO Solunsisäinen [Ca 2+ ] kun sitä pumpataan takaisin solun ulkopuolelle tai SR kalvostoon Ca 2+ irtoaa kalmoduliinista (CaM) Myosiinifosfataasi defosforyloi myosiinin, mikä alentaa myosiini ATPaasi aktiivisuutta Alentunut aktiivisen myosiini ATPaasin määrä vähentää lihaksen jänteyttä liisa.m.peltonen@helsinki.fi

58 SILEÄLIHAKSEN SUPISTUSTA EI KONTROLLOI YKSINOMAAN ASETYYLIKOLIINI