Перистальтика - Peristalsis

Пространственно-временная диаграмма перистальтической волны после глотания воды. Значения высокого давления отображаются красным цветом, нулевое давление - сине-зеленым. Гребень в верхней части изображения - это высокое давление верхнего сфинктера пищевода, который открывается только на короткое время, чтобы пропустить воду.

Перистальтика - это радиально-симметричное сокращение и расслабление мышц, которое распространяется волной по трубке в антероградном направлении. Перистальтика - это прогрессирование скоординированного сокращения непроизвольных круговых мышц, которому предшествует одновременное сокращение продольной мышцы и расслабление круговой мышцы слизистой оболочки кишечника.

В большей части пищеварительного тракта, такого как желудочно-кишечный тракт человека , гладкая мышечная ткань последовательно сокращается, создавая перистальтическую волну, которая продвигает шарик пищи (называемый болюсом, прежде чем он превращается в химус в желудке) по тракту. Перистальтическое движение включает расслабление круговых гладких мышц, затем их сокращение за пережеванным материалом, чтобы он не двигался назад, а затем продольное сокращение, чтобы подтолкнуть его вперед.

Дождевые черви используют аналогичный механизм для передвижения, и некоторые современные механизмы имитируют эту конструкцию.

Слово происходит из Новой латыни и происходит от греческого peristellein , «оборачивать», от peri -, «вокруг» + stellein , «втягивать, сводить ; приводить в порядок».

Физиология человека

Перистальтика обычно направлена ​​каудально, то есть к анальному отверстию . Такое чувство направления может быть связано с поляризацией мышечно-кишечного сплетения . Из-за того, что перистальтический рефлекс зависит от мышечно-кишечного сплетения, его также называют мышечно-кишечным рефлексом.

Механизм перистальтического рефлекса

Пищевой комок вызывает растяжение гладкой мускулатуры кишечника, в результате чего серотонин секретируется сенсорными нейронами, которые затем активируются. Эти сенсорные нейроны, в свою очередь, активируют нейроны мышечно-кишечного сплетения , которые затем разделяются на два холинергических пути: ретроградный и антероградный. Активированные нейроны ретроградного пути высвобождают вещество Р и ацетилхолин для сокращения гладкой мускулатуры за болюсом. Активированные нейроны антероградного пути вместо этого высвобождают оксид азота и вазоактивный полипептид кишечника, чтобы расслабить каудад гладких мышц к болюсу. Это позволяет эффективно продвигать пищевой комок по пищеварительному тракту.

Пищевод

После того, как пища пережевана в виде комка, она проглатывается и перемещается по пищеводу. Гладкие мышцы сокращаются за болюсом, чтобы он не попал обратно в рот. Затем ритмичные, однонаправленные волны сокращений работают, чтобы быстро заставить пищу попасть в желудок. Мигрирующий моторный комплекс (ГМК) помогает триггерные перистальтических волн. Этот процесс работает только в одном направлении, и его единственная функция пищевода - перемещать пищу изо рта в желудок (MMC также функционирует для удаления остатков пищи из желудка в тонкую кишку, а оставшиеся частицы из тонкой кишки в толстую кишку). ).

Упрощенное изображение перистальтики

В пищеводе бывает два типа перистальтики:

  • Во-первых, это первичная перистальтическая волна , которая возникает, когда болюс попадает в пищевод во время глотания . Первичная перистальтическая волна заставляет болюс опускаться по пищеводу в желудок волной, длящейся около 8–9 секунд. Волна распространяется вниз к желудку, даже если комок пищи опускается с большей скоростью, чем сама волна, и продолжается, даже если по какой-то причине болюс застревает дальше по пищеводу.
  • Если болюс застревает или движется медленнее, чем первичная перистальтическая волна (что может случиться, когда он плохо смазан), то рецепторы растяжения в слизистой оболочке пищевода стимулируются, и местная рефлекторная реакция вызывает вторичную перистальтическую волну вокруг болюса, заставляя его дальше вниз по пищеводу, и эти вторичные волны продолжаются бесконечно, пока болюс не попадет в желудок. Процесс перистальтики контролируется продолговатым мозгом. Перистальтика пищевода обычно оценивается путем исследования моторики пищевода .
  • Третий тип перистальтики, третичная перистальтика, является дисфункциональным и включает нерегулярные, диффузные одновременные сокращения. Эти сокращения подозреваются в нарушении моторики пищевода и проявляются при проглатывании бария в виде « штопорчатого пищевода ».

Во время рвоты продвижение пищи по пищеводу и изо рта происходит за счет сокращения мышц брюшного пресса ; перистальтика пищевода не меняется.

Желудок

Когда перистальтическая волна достигает конца пищевода , сердечный сфинктер (гастроэзофагеальный сфинктер) открывается, позволяя болюсу попасть в желудок. Гастроэзофагеальный сфинктер обычно остается закрытым и не позволяет пищевому содержимому вернуться назад. Взбивание толстой мускульной стенки желудка тщательно перемешивает пищу с кислым желудочным соком и называется химусом . Мышечный слой желудка является толстым и максимальной перистальтика происходит здесь. Через короткие промежутки времени пилорический сфинктер продолжает открываться и закрываться, поэтому химус поступает в кишечник по частям.

Тонкий кишечник

После обработки и переваривания в желудке полужидкий химус проходит через пилорический сфинктер в тонкий кишечник . Пройдя через желудок, типичная перистальтическая волна длится всего несколько секунд со скоростью всего несколько сантиметров в секунду. Его основная цель - перемешать химус в кишечнике, а не продвигать его вперед по кишечнику. Благодаря этому процессу смешивания и непрерывного переваривания и всасывания питательных веществ химус постепенно продвигается через тонкий кишечник к толстому кишечнику .

В отличие от перистальтики, сокращения сегментации приводят к взбалтыванию и перемешиванию, не проталкивая материалы дальше по пищеварительному тракту.

Толстая кишка

Хотя толстый кишечник имеет перистальтику того же типа, что и тонкий кишечник, он не является основным двигателем. Вместо этого общие сокращения, называемые сокращениями массового действия, происходят от одного до трех раз в день в толстой кишке, продвигая химус (теперь кал) к прямой кишке. Массовые движения часто вызываются приемом пищи, поскольку их вызывает присутствие химуса в желудке и двенадцатиперстной кишке ( гастроколический рефлекс ). Минимальная перистальтика обнаруживается в прямой кишке толстой кишки в результате тончайшего мышечного слоя .

Лимфа

Лимфатическая система человека не имеет центрального насоса. Вместо этого лимфа циркулирует через перистальтику в лимфатических капиллярах, а также через клапаны в капиллярах, сжатие во время сокращения соседних скелетных мышц и артериальную пульсацию.

Сперма

Во время эякуляции гладкие мышцы стенок семявыносящего протока рефлекторно сокращаются в перистальтике, продвигая сперму из яичек в уретру .

Дождевые черви

Упрощенное изображение, показывающее движение дождевого червя через перистальтику.

Дождевого является безрукий кольчатый червь червь с гидростатическим скелетом , который движется по перистальтики. Его гидростатический каркас состоит из заполненной жидкостью полости тела, окруженной растяжимой стенкой тела. Червь перемещается за счет радиального сужения передней части своего тела, что приводит к увеличению длины за счет гидростатического давления. Эта суженная область распространяется кзади по телу червя. В результате каждый сегмент вытягивается вперед, затем расслабляется и повторно контактирует с субстратом, при этом волосковидные щетинки предотвращают обратное скольжение. Различные другие беспозвоночные, такие как гусеницы и многоножки , также передвигаются за счет перистальтики.

Машинное оборудование

Перистальтический насос является положительным-поршневой насос , в котором электродвигатель , пинчи наступавшие части гибкой трубки для приведения в движение текучей среды внутри трубки. Насос изолирует жидкость от оборудования, что важно, если жидкость является абразивной или должна оставаться стерильной.

Были разработаны роботы, которые используют перистальтику для передвижения, как дождевые черви.

Связанные термины

  • Аперистальтика означает отсутствие движения. Это может быть результатом ахалазии задействованных гладких мышц.
  • Базальный электрический ритм - это медленная волна электрической активности, которая может вызвать сокращение.
  • Катастрофа - это связанный с ней мышечный процесс кишечника.
  • Илеус - нарушение нормальной пропульсивной способности желудочно-кишечного тракта, вызванное нарушением перистальтики.
  • Ретроперистальтика , обратная перистальтике

использованная литература

внешние ссылки