消化道平滑肌
促進消化和吸收的肌肉組織
除了上口、咽、食管端和肛門外括約肌外是橫紋肌外,消化道壁主要由內臟平滑肌組成。消化道平滑肌通過緊密連接,進行同步性運動,完成肌肉的舒縮活動,以推動食物前進,從而對食物的機械性消化,並促進化學性消化和吸收。消化道平滑肌雖然具有肌肉組織的共同特性,如興奮性、傳導性和收縮性,但與骨骼肌、心肌並不完全相同,有其自身的特殊性。
與骨骼肌和心肌相比,消化道平滑肌的興奮性低,收縮的潛伏期、收縮期和舒張期的時程均較長。
消化道平滑肌能適應實際的需要而作很大的伸展,在進食之後,它可以比平時伸長數倍,胃表現得最為明顯,可容納數倍於自己原體積的食物,而心肌和骨骼肌的伸展性不能超過原來長度的50%。對一個中空的容納器官來說,這一特性可以使它多容納食物而不發生明顯的壓力變化。
消化道平滑肌經常保持一種微弱的持續收縮狀態,稱為平滑肌的緊張性或緊張性收縮。由於這種緊張性的存在,能使消化道內經常保持著一定的基礎壓力,並使胃、腸保持一定的位置和形態。消化道的各種收縮運動,也都是在平滑肌緊張性收縮的基礎上進行的。平滑肌的緊張性是肌源性的,切斷支配平滑肌的外來神經后,緊張性仍然存在,但在整體情況下,消化道平滑肌的緊張性在一定程度上受中樞神經系統和激素的調節。
消化道平滑肌在離體后,置於適宜的環境中,仍能進行自主的節律性運動,但較心肌緩慢且不規則。一般認為其節律性運動的產生也屬肌源性的,在整體情況下受中樞神經系統和激素的調節。
消化道平滑肌對不同性質的刺激,敏感性不同,對化學、溫度和牽張刺激很敏感,而對電刺激較不敏感。對某些化學物質的刺激特別敏感,如微量的乙醯膽鹼能引起其收縮(乙醯膽鹼能激動消化道平滑肌上的M3受體,使其收縮),微量的腎上腺素則使其舒張;迅速改變溫度可引起消化道平滑肌收縮的改變;突然輕度的牽拉刺激也引起平滑肌強烈反應。消化道平滑肌對上述刺激敏感的特性,並不依賴神經支配。
消化道平滑肌的電活動比骨骼肌的要複雜得多,可分為靜息電位、慢波電位和動作電位。消化道平滑肌的慢波、動作電位和收縮之間的關係為:在慢波的基礎上產生動作電位,在動作電位的基礎上,引起肌肉收縮。因此,慢波去極化是平滑肌活動的起步電位。
消化道平滑肌細胞靜息電位的特點是:①電位較低,約為-55~60mV;②靜息電位不穩定,波動大,能夠不斷地發生自動去極化。靜息電位產生機制比較複雜,主要是由鉀離子外流形成,鈉離子、氯離子、鈣離子和鈉泵也參與了靜息電位的形成。
在靜息電位的基礎上,自動產生的節律性的低振幅的去極化波,稱為慢波電位或基本電節律(basic eletrical rhythm,BER)。它決定消化道平滑肌的收縮節律。小腸基本電節律多表現為單相波,升支較快,為初期的快速去極化所引起,降支較慢,並有一段平台,為緩慢復極所引起。基本電節律的幅度為10~15mV,持續時程為1~8s。頻率隨組織特性而異,人胃為3次/min,十二指腸為11~12次/min,迴腸末端為8~9次/min。在人體,近賁門的胃常缺乏節律性電活動,在胃體下部及幽門區,胃電慢波明顯,其波幅愈近幽門愈大,傳導速度也愈快。從十二指腸至直腸的基本電節律的頻率有一個下降梯度,上段較快,下段較慢。
基本電節律的發生是肌源性的,起源於縱行肌,胃的基本電節律起源於胃大彎上部縱行肌,十二指腸的基本電節律起源於近膽管入口處的縱行肌,可以電緊張的形式擴散到環行肌層。切斷支配胃腸的神經,或用藥物阻斷神經衝動后,基本電節律仍然存在;當切斷縱行肌與環行肌之間的聯繫后,環行肌的基本電節律消失。
基本電節律產生的機制可能與細胞膜鈉泵活動有關,慢波電位本身不能引起肌肉收縮,但它引起的去極化可以使膜電位接近閉電位水平,容易暴發動作電位。平滑肌的基本電節律的頻率、傳播速度和方向,是決定肌肉收縮頻率、傳播速度和方向的重要因素。
在慢波的基礎上,消化道平滑肌受到各種理化因素刺激后,膜電位可進一步去極化,暴發動作電位,隨之出現肌肉收縮。消化道平滑肌動作電位為單相鋒電位,又稱快波,重疊加在慢波的頂峰上,振幅為60~70mV。平滑肌動作電位發生的機制尚不清楚,動作電位的升支可能主要是由鈣離子內流,而降支主要由鉀離子外流產生。