Gastric Distension

Gastric distension odruchowo hamuje motorykę dwunastnicy.268 Odruch ten może wystąpić przy braku połączeń centralnych, gdy jedyne połączenia zewnątrzpochodne między żołądkiem i dwunastnicą są przez PVG. W preparatach in vitro składających się z żołądka i dwunastnicy połączonych przez nerwy okołotętnicze ze splotem trzewnym u świnki morskiej, rozciągnięcie żołądka hamowało propulsywne skurcze dwunastnicy. Końcówka aferentna odruchu przebiega wzdłuż nerwu żołądkowo-jelitowego z połączeniami synaptycznymi z neuronami w CG. Neurony w CG i ich projekcje w nerwie trzustkowo-dwunastniczym górnym unerwiające struktury w ścianie dwunastnicy tworzą eferentną część odruchu.189 W badaniach in vivo latencja do początku hamowania propulsywnych skurczów dwunastnicy i czas trwania odruchu wynosiły odpowiednio 22 sek. i 108 sek. W przypadku badań in vitro latencja i czas trwania wynosiły odpowiednio 27 s i 158 s. Zarówno latencja jak i czas trwania są niezwykle długie jak na to, czego oczekuje się od odruchu nerwowego, co rodzi pytania o dokładny mechanizm tego odruchu. Seria innowacyjnych i nowatorskich eksperymentów nad odruchem hamowania żołądkowo-jelitowego u królika miała dostarczyć odpowiedzi.110,114,234-237 Podobnie jak w preparatach in vitro CG świnki morskiej, opóźnienie początku hamowania dwunastnicy po rozciągnięciu żołądka i czas trwania hamowania były dość długie i wynosiły odpowiednio od 1 do 10 min i od 5 do 45 min.110 Średnia prędkość odruchu wynosiła około 1 cm min-1. Superfuzja włókien nerwowych łączących CG z okolicami żołądka i dwunastnicy z roztworem wolnym od sodu, roztworem wolnym od wapnia oraz blokerami kanałów wapniowych nie wpłynęła na odruch hamujący.234 Co zaskakujące, odruch okazał się zorganizowany przy braku aktywności potencjałów czynnościowych. Zamiast tego, przewodzenie pobudzenia wymaga powtarzającej się produkcji ceramidu wzdłuż włókien aferentnych i eferentnych, a nie zależnych od sodu lub wapnia potencjałów czynnościowych. Ponadto, rozciągnięcie żołądka nie wywołało szybkiej aktywności synaptycznej w neuronach CG. Zamiast tego wywoływało długotrwałe (3-11 min) zmiany potencjału błonowego.110 Mechanizm hamującego odruchu żołądkowo-jelitowego u królika wydaje się być oparty na zwiększeniu produkcji ceramidu w tratwach lipidowych we włóknach aferentnych i eferentnych. Superfuzja włókien nerwowych łączących żołądek i dwunastnicę z selektywnymi inhibitorami sfingomielinazy znosiła odruch, podczas gdy sfingomielinaza bakteryjna i analog ceramidu C2-ceramidu indukowały zahamowanie skurczu dwunastnicy. Mediatorem na poziomie neuronów w CG wydaje się być NO. Blokery NOS i zmiatacze NO dodane tylko do CG blokowały odruch. Inhibitory fosfodiesterazy cGMP i 8-bromo-cGMP podawane powierzchniowo na włókna łączące hamowały motorykę dwunastnicy nawet przy braku dystocji żołądkowej, podczas gdy inhibicja rozpuszczalnej cyklazy guanylowej znosiła odruch. Odruch wydaje się więc być zorganizowany w następujący sposób (rysunek 20.21): rozciąganie żołądka aktywuje sfingomielinazę w neuronach żołądkowych, co wyzwala produkcję ceramidu w tratwach lipidowych; ceramid z kolei prowadzi do uwolnienia wewnątrzkomórkowo zmagazynowanego wapnia, co aktywuje szlak NO-cGMP; aktywność cyklazy guanylowej zwiększa produkcję cGMP, co aktywuje sfingomielinazę w sąsiednich tratwach, zapewniając propagację wzdłuż drogi dośrodkowej. W CG NO jest uwalniany w synapsach neuronów żołądkowo-przełykowych, gdzie aktywuje szlak cGMP i produkcję ceramidów we włóknach eferentnych. Charakter przekaźnika uwalnianego z noradrenergicznych zakończeń nerwowych w dwunastnicy w celu zmniejszenia aktywności skurczowej nie jest jeszcze znany. Wiadomo jednak, że nie jest to ani NO, ani noradrenalina, ponieważ inhibitory syntazy NO oraz propranolol, fentolamina lub guanetydyna podane tylko do dwunastnicy nie wpływały na hamowanie skurczu. Pozostaje do ustalenia, czy podobny mechanizm działa równolegle z mechanizmami zależnymi od potencjału czynnościowego w odruchu jelitowo-jelitowym. Inną rolą ceramidu i NO w GK królika wydaje się być ich zdolność do modulowania aktywacji nikotynowej spowodowanej uwalnianiem acetylocholiny z centralnych nerwów przedzwojowych. NO uwalniany w obrębie CG podczas aktywacji neuronów żołądkowo-przełykowych w wyniku rozciągnięcia żołądka może modyfikować centralny napęd neuronów CG.115 Ceramid powoduje bramkowanie efektów NO poprzez systematyczne kierowanie centralnych wejść przedzwojowych w stronę hamowania.269

Rysunek 20.21. Model neuronalnego przewodzenia pobudzenia bez potencjałów czynnościowych.

(Po lewej): Aktywacja sfingomielinazy obojętnej wyzwala produkcję ceramidu w tratwach, po czym następuje uwolnienie wapnia z magazynów wewnątrzkomórkowych, które z kolei aktywują szlak NO-cGMP. Ta ścieżka aktywuje sfingomielinazę w sąsiednich tratwach, co zapewnia propagację pobudzenia. (Zmodyfikowano z235 za zgodą.) (Po prawej). Model organizacji splotu celiakalnego odruchu hamowania żołądkowo-jelitowego (GIR). Rozdęcie żołądka aktywuje mechanoreceptor, który inicjuje neuronalne przewodzenie pobudzenia bez potencjałów czynnościowych w oparciu o rekurencyjną sekwencję drugich przekaźników. Na poziomie splotu celiakalnego napływ wapnia z przedziału zewnątrzkomórkowego aktywuje NOS, prowadząc do produkcji NO w wystarczająco wysokim stężeniu, aby mógł on dyfundować przez błony i dotrzeć do neuronów ruchowych eferentnych. Tutaj NO stymuluje aktywację GC, a następnie produkcję c-GMP. Z kolei c-GMP wyzwala przewodzenie pobudzenia bez potencjałów czynnościowych wzdłuż włókien nerwu ruchowego. Neuroprzekaźnik, którego natura pozostaje do ustalenia, jest uwalniany w warstwach mięśniowych dwunastnicy w celu zmniejszenia amplitudy skurczów dwunastnicy.

(Zmodyfikowano z 237 za zgodą.) (Za zgodą Mayo Foundation for Medical Education and Research, wszystkie prawa zastrzeżone.)

.