Кровоснабжение толстой кишки. Иннервация толстой кишки. Кровоснабжение, иннервация червеобразного отростка (аппендикса, апендикса). Лифатические узлы и пути лимфооттока от толстой кишки
Артерии толстой кишки являются ветвями a. mesenterica superior et a. mesenterica inferior. Кроме того, к среднему и нижнему отделам прямой кишки подходят ветви от a. iliaca interna — аа. rectales media et inferior. При этом a. rectalis inferior является ветвью a. pudenda interna. Вены толстой кишки в разных отделах ее распространяются различно, соответственно строению, функции и развитию стенки кишки. Они впадают через v. mesenterica superior и v. mesenterica inferior в v. portae. Из среднего и нижнего отделов прямой кишки отток венозной крови происходит в v. iliaca interna (в систему нижней полой вены).
Отводящие лимфатические сосуды толстой кишки впадают в узлы, расположенные по питающим ее артериям (20 — 50 узлов). Эти узлы по их принадлежности к различным отделам толстой кишки делят на 3 группы:
2. Узлы ободочной кишки — nodi lymphatici colici (dextri, medii et sinistri, а также mesenterici inferiores).
От поперечной ободочной кишки отводящие лимфатические сосуды идут к 9 группам лимфатических узлов, расположенным по стенке кишки, в брыжейке ее, в желудочно-обо-дочной связке, в большом сальнике, в области желудка, поджелудочной железы и селезенки.
3. Узлы прямой кишки, сопровождающие в виде цепочки a. rectalis superior, — nodi limphatici rectales superiores. Из кожи заднего прохода лимфа оттекает в паховые узлы.
Все отделы толстой кишки получают иннервацию из симпатической (pi. mesentericus sup. et inf., pi. rectales sup., med. et inf.) и парасимпатической систем (п. vagus; для colon sigmoideum и rectum — nn. splanchnici pelvini). Прямая кишка в связи с наличием в ее стенке не только гладкой, но и поперечно-полосатой мускулатуры (m. sphincter ani externus) иннервируется не только вегетативными нервами, но и анималь-ным нервом — n. pudendus (pars analis). Этим объясняются малая чувствительность ампулы прямой кишки и сильная болезненность анального отверстия.
Учебное видео анатомии верхней, нижней брыжеечных артерий и их ветвей кровоснабжаюших кишечник
Редактор: Искандер Милевски. Дата последнего обновления публикации: 23.7.2021
Венозный отток от толстой кишки. Лимфоотток от толстой кишки. Иннервация толстой кишки.
Венозный отток от толстой кишки происходит по одноименным с артериями венам в систему воротной вены через v. mesenterica inferior. Однако через верхнюю прямокишечную вену при повышении давления в системе v. portae кровь может сбрасываться в систему нижней полой вены через анастомоз со средней прямокишечной веной (пор-токавальный анастомоз).
Лимфоотток от толстой кишки
Лимфоотток от толстой кишки происходит в верхние прямокишечные, сигмовидные и ободочные (правые, средние и левые) узлы. Следующие группы узлов располагаются вдоль ветвей верхней и нижней брыжеечных артерий. Далее лимфа оттекает в верхние брыжеечные узлы, а затем в околоаортальные и околокавальные лимфатические узлы.
Иннервация толстой кишки
Иннервируют толстую кишку верхнее, plexus mesentericus superior, и нижнее, plexus mesentericus inferior, брыжеечные сплетения и связывающее их межбрыжеечное сплетение, plexus intermesen-tericus, к которому подходят парасимпатические волокна от truncus vagalis posterior. Межбрыжеечное сплетение располагается слева от аорты от уровня flexura duodenojejunalis до нижней брыжеечной артерии. Слепая кишка и правая половина ободочной кишки ин-нервируются преимущественно из верхнего брыжеечного сплетения, левая половина — из нижнего брыжеечного сплетения. Наиболее богат рецепторными образованиями илеоцекальный отдел.
Автономная иннервация пищевода. Парасимпатические волокна блуждающего нерва направляются к шейной части пищевода в составе возвратного гортанного нерва. Эти преганглионарные волокна образуют синапсы на клетках парасимпатического узла (на рис. не показаны) в стенках пищевода. Клетки узлов, в свою очередь, иннервируют гладкую мускулатуру и железы пищевода.
Симпатические волокна, в основном, переключаются на второй паравертебральный узел. Его постганглионарные аксоны, входя в пищеводное нервное сплетение, напрямую иннервируют орган. Срединный шейный симпатический узел осуществляет иннервацию шейной части пищевода. В целом, симпатическая иннервация пищевода менее обширна, чем парасимпатическая.
Афферентные пути от органов до уровня сигмовидной кишки идут в составе n. vagus, n. splanchnicus major et minor, plexus hepaticus, plexus coeliacus, грудных и поясничных спинномозговых нервов и в составе n. phrenicus.
По симпатическим нервам передается чувство боли от этих органов, по n. vagus — другие афферентные импульсы, а от желудка — чувство тошноты и голода.
Эфферентная парасимпатическая иннервация. Преганглионарные волокна из дорсального вегетативного ядра блуждающего нерва проходят в составе последнего до терминальных узлов, находящихся в толще названных органов. В кишечнике это клетки кишечных сплетений (plexus myentericus, submucosus). Постганглионарные волокна идут от этих узлов к гладким мышцам и железам.
Функция: усиление перистальтики желудка, расслабление сфинктера привратника, усиление перистальтики кишок и желчного пузыря, расширение сосудов. В составе блуждающего нерва имеются волокна, возбуждающие и тормозящие секрецию.
Функция: замедление перистальтики желудка, кишок и желчного пузыря, сужение просвета кровеносных сосудов и угнетение секреции желез.
К этому нужно заметить, что задержка движений желудка и кишечника достигается также и тем, что симпатические нервы вызывают активное сокращение сфинктеров: sphincter pylori, сфинктеры кишечника и др.
Учебное видео вегетативной иннервации внутренних органов
Редактор: Искандер Милевски. Дата последнего обновления публикации: 29.8.2020
Как кишечные микробы взаимодействуют с кишечной (энтеральной) нервной системой (ЭНС)
Кишечная (энтеральная) нервная система и кишечный микробиом
(A + B) Организация кишечной (энтеральной) нервной системы (ЭНС или англ. ENS). ЭНС имеет ганглиозные сплетения, мышечно-кишечное сплетение между продольным и круговым слоями внешней мускулатуры и подслизистое сплетение, которое имеет наружный и внутренний компоненты. Пучки нервных волокон соединяют ганглии, а также образуют сплетения, которые иннервируют продольную мышцу, круговую мышцу, мышечную слизистую оболочку, внутренние артерии и слизистую оболочку. По материалам: (A) Furness,The Enteric Nervous System (Blackwell, Oxford, 2006); (B) Rao and Gershon, The bowel and beyond: the enteric nervous system in neurological disorders (Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 2016).
Как кишечные микробы взаимодействуют с энтеральной (кишечной) нервной системой
Примечание редактора. Разные авторы по-разнома трактуют термин «энтеральная нервная система» (ЭНС), и нередко это название заменяется «кишечной нервной системой». Однако это упрощенный вариант, т.к. речь идет не только о кишечнике (тонком и толстом), но также и о пищеводе с желудком (*нередко включают туда и полые органы мочевыделительной системы). Дадим краткое определение ЭНС:
Резюме:
1. Кишечная (энтеральная) нервная система (ЭНС) и ось кишечник – мозг
1.1. Схема кишечной нервной системы
Нейроны ЭНС общаются друг с другом, используя тот же «язык», что и в центральной нервной системе. С функциональной точки зрения рефлексы в ЭНС можно разделить на две основные категории: (1) аксонные рефлексы, где тонкое афферентное нервное волокно связано с центральной нервной системой (часто активируемое вредными раздражителями слизистой оболочки), причем афферентные волокна контактируют с эффекторной клеткой (например, эпителием, кровеносными сосудами или другим нейроном), и (2) интрамуральные рефлексы, т. е. рефлексы, ограниченные нейронами, содержащимися в стенке желудочно-кишечного тракта [20]. В последнем случае вредный внутрипросветный стимул (например, бактериальные токсины) может активировать эндокринные клетки слизистой оболочки для выработки пептидов, которые достигают нервных окончаний подслизистого сплетения, в свою очередь стимулируя миэнтериальное (мышечно-кишечное) сплетение, которое оказывает свое действие на постганглионарные волокна и конечные эффекторы (например, эпителиальные клетки, сосуды и мышцы) [21].
2. Комменсальные бактерии и кишечная нервная система
Микробиота кишечника синтезирует различные метаболиты, то есть сложные эфиры, серотонин, триптофан и различные жирные кислоты, которые могут влиять на мозг. Было продемонстрировано, что непрямой эффект, оказываемый микробиотой кишечника, влияет на серотонинергическую передачу, регулируя триптофан, концентрация которого выше у самцов стерильных (безмикробных) мышей по сравнению с контрольной группой с кишечной микробиотой [30], у которых также наблюдается более высокая концентрация серотонина в гиппокампе [14].
Было хорошо продемонстрировано, что микробиота продуцирует метаболиты короткоцепочечных жирных кислот ( SCFAs ), то есть бутират, пропионат и ацетат. Они оказывают прямое влияние на восстановление микроглии у мышей, свободных от микробов [31,32]. Более того, SCFAs воздействуют по крайней мере на две системы молекулярной передачи сигналов, которые имеют широко распространенные регуляторные эффекты по всему телу: деацетилирование гистонов ( HDAC ) и рецепторы, связанные с G-белками ( GPCRs ) [33]. SCFAs являются естественными ингибиторами HDAC и активаторами специфических рецепторов, связанных с G-белком (GPCRs). Дисбаланс в сторону чрезмерного деацетилирование гистонов был обнаружен при болезни Паркинсона [34]. GPCRs представляют собой трансмембранные белки, которые представляют собой важные ворота, через которые клетки преобразуют внешние сигналы во внутриклеточные сигналы (29). SCFAs активируют два специфических GPCR ( GPR41 и GPR43 ) без каких-либо других известных лигандов [35,36]. GPR41 широко распространен в симпатических ганглиях человека, где его активация пропионовой кислотой увеличивает отток симпатической нервной системы и является одним из потенциальных механизмов, с помощью которого пищевые волокна (обогащенные SCFA) могут увеличивать базальную скорость метаболизма и помогать контролировать ожирение [36,37]. Также было доказано, что пропионат и бутират, вводимые в нейробласты крыс, увеличивают экспрессию тирозингидроксилазы, которая является ферментом, ограничивающим скорость в норадреналине, и синтез дофамина [14,38]. Основные данные о влиянии бактерий на ЭНС представлены в таблице 1 и графически представлены на рисунке 1.
Таблица 1. Бактерии и кишечная нервная система.
Рис. 1. Кишечная нервная система и центральная нервная система постоянно взаимодействуют друг с другом, и изменения микробиоты могут быть вовлечены в патогенез нескольких заболеваний.
2.1. Микробиота и социальное поведение
В различных исследованиях отмечается фундаментальная роль микробиоты кишечника в социальном поведении. Это, вероятно, связано с горизонтальной передачей микробов между сородичами [14], например, у конкретных тараканов, через социальные события, такие как копрофагия и проктодальный трофалаксис, или у социальных пчел [39]. Присутствие Bifidobacterium и Lactobacillus в кишечнике является основополагающим для производства SCFA, что становится важным для питания в периоды голодания [40,41]. Различное социальное поведение, такое как уход, у бабуинов определяется конвергенцией основных кишечных микробных таксонов [42]. Эти данные кажутся еще более впечатляющими, если учесть, что мыши, рожденные от матерей на диете с высоким содержанием жиров, имеют измененный состав микробиоты со значительным сокращением Lactobacillus spp. и сниженной способностью различать знакомых и неизвестных сородичей [43]. Этот дефект может быть замещен Lactobacillus reuteri с последующим увеличением окситоцина в паравентрикулярном ядре гипоталамуса [44], улучшая их социальное поведение [14].
Экспериментальные модели животных, свободных от микробов, и животных, леченных антибиотиками, которые определяют полное отсутствие микробиоты, демонстрируют макроскопические изменения обмена нейромедиаторов, измененную морфологию нейронов и значительное нейровоспаление [49] в зависимости от времени появления микробиоты. Аналогичным образом, замена микробиоты приводит к резкому изменению поведения и социального поведения у экспериментальных животных, таких как грызуны. Напротив, добавление Bifidobacterium и Lactobacillus может привести к заметным улучшениям в социальном поведении в раннем и взрослом возрасте [14]. Как замечательно написано Шервином и др. [14]: «Новые исследования теперь рассматривают животных как «холобионтов»: динамические экосистемы, включающие хозяина и связанные с ним микроорганизмы, которые могут меняться со временем, локализацией и функциями. В совокупности геномы хозяина и микробов холобионта называются гологеномами, и вариации в гологеноме, вызванные изменениями в хозяине и / или микробах, могут влиять на фенотипы, которые могут быть предметом естественного отбора».
2.2. Микробиота, цикл сна и расстройства настроения
2.3. Микробиота и болезнь Альцгеймера
2.4. Микробиота и болезнь Паркинсона
Больше исследований было проведено по второй наиболее частой форме нейродегенеративного заболевания, которой является болезнь Паркинсона (PD). Сходящаяся линия этих исследований разделяет две общие точки: высокая плотность микробной популяции обонятельной луковицы и кишечника и высокая плотность отложения неправильно свернутого альфа-синуклеина на двух участках [12,99–101]. Было продемонстрировано, что отложения альфа-синуклеина имеют рострокаудальный градиент [102] с более высокой концентрацией в подчелюстной железе и более низкой концентрацией в пищеводе [102,103]. Было высказано предположение, что основными эффектами блуждающего нерва могут быть пути прорастания от периферических участков к стволу мозга [100], а ваготомия снизила скорректированный риск развития PD в популяции наблюдения через 20 лет [104,105]. Было продемонстрировано, что у пациентов с PD наблюдается более высокая проницаемость кишечника [106] (с более высоким присутствием Enterobacterales (E.coli)) при окрашивании слизистой оболочки, что связано с более высоким плазматическим белком, связывающим ЛПС у пациентов с PD [106,107]. У мышей дикого типа с избыточной экспрессией альфа-синуклеина условия, свободные от микробов, вызывают меньше двигательных симптомов и минимальные признаки общего воспаления мозга и альфа-синуклеина [108]. Те же аспекты наблюдаются у мышей, получавших антибиотики, в то время как колонизация фекалиями мышей дикого типа или здоровых субъектов или с высоким количеством SCFAs определяет ухудшение Паркинсонических двигательных симптомов [106]. В трех поперечных исследованиях сообщалось об относительном обилии Prevotellaceae при PD, но не в контроле [109]. В сочетании с тяжестью запора обилие Prevotellaceae,Lactobacillaceae,Bradyrhyizobiaceae и Clostridiales IV может быть использовано для выявления случаев PD с чувствительностью 66,7% и специфичностью 90,3%. Постуральная нестабильность и симптомы походки были связаны с относительным обилием Enterobacterales [102,109,110]. Также сообщалось, что синтез ЛПС увеличивается у пациентов с PD по сравнению с контролем [110]. Тот же аспект был подтвержден в другом исследовании, которое показало более низкие сывороточные уровни ЛПС-связывающего белка [107], а также снижение абсолютной концентрации фекальных SCFAs (ацетата, пропионата и бутирата) [111].
2.5. Микробиота и другие нейродегенеративные заболевания
Было проведено несколько исследований на животных и человеческих моделях демиелинизирующих заболеваний, таких как экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит ( EAE ), рассеянный склероз ( MS ) и оптиконевромиелит ( NMO ) 114.
Безмикробные мыши были очень устойчивы к развитию аутоиммунного энцефалита [113,114] или имели более низкие клинические оценки из-за их энцефалита [114]. Однако это состояние резко изменилось, когда эти стерильные мыши получили трансплантат фекалий от здоровых мышей [116]. Считалось, что условия окружающей среды, которые, по-видимому, влияют на прогрессирование рассеянного склероза, такие как ожирение, курение, низкий уровень витамина D и измененная реакция на человеческие вирусы [23,117–120], по-видимому, влияют на это через микробиоту [121,122]. « Дырявый кишечник » [123] широко присутствует при ремиттирующем рассеянном склерозе, и различные исследования показали различный состав микробиоты кишечника при MS, а не у контрольных субъектов [123–128]. Была замечена любая специфичность для данного состава микробиоты в случаях рассеянного склероза, но провоспалительная среда является постоянной находкой [102,123]. Документально подтверждено совпадение с другими воспалительными хроническими состояниями, такими как болезнь Крона, избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике, ревматоидный артрит и недифференцированные патологии соединительной ткани [129–131]. Существует тенденция сообщать о некоторых конкретных группах микробов в MS-микробиоте, например, архей (род Methanobrevibacter) [125] или об истощении видов Firmicutes (роды Clostridium) [123] и типа Bacteroidetes [126–128]. Даже животные модели EAE (приматы) могут показывать низкие уровни липида 654 (функционирует как лиганд Толл-подобного рецептора 2 человека и мыши – ред.), который является липопептидом, предположительно полученным из кишечных Bacteroidetes [132]. Были проведены минимальные исследования для определения уровней рассеянного склероза и прогрессирования заболевания, и с помощью таких исследований можно было получить определенный результат. Тем не менее, в популяции детей с MS истощение фузобактерий (Fusobacteria) было связано с более высоким коэффициентом риска более раннего рецидива [123], и в настоящее время проводятся различные исследования по этой увлекательной теме [133].
Сценарий для NMO отличается, что часто связано с анти-аквапорином 4 и присутствием АТФ-связывающего кассетного транспортера Clostridium в микробиоте кишечника [134, 135], даже если все набранные пациенты с NMO проходят терапию ритуксимабом [135, 136].
3. Патогенные бактерии и кишечная нервная система
Помимо комменсальной микробиоты, патогенные бактерии в просвете также взаимодействуют с ЭНС косвенно, через ненейрональные промежуточные клетки, такие как эндокринные (в частности, энтерохромаффинные клетки ( ECs )) или иммунные резидентные клетки кишечника. Некоторые энтеротоксины вызывают секрецию кишечника через нервные рефлексы, происходящие параллельно с токсинами и оказывающие прямое секретирующее действие на клетки кишечника.
3.1. Токсины, способствующие секреции
3.2. Токсины, способствующие рвоте
4. Влияние вирусов на кишечную нервную систему
Некоторые нарушения моторики желудочно-кишечного тракта ( GIMDs ) могут зависеть от функциональных или анатомических изменений ЭНС [153–155]. Молекулярная основа этих изменений неоднородна, включая дегенеративные и опосредованные воспалением аномалии [156]. В этом контексте инфекционные агенты, такие как нейротропные вирусы, могут быть идентифицированы как этиологические факторы, влияющие на целостность ЭНС либо напрямую, либо через иммуно-опосредованные механизмы [157]. Основные результаты с точки зрения вирусного влияния на ЭНС представлены в таблице 2 и графически представлены на рисунке 2.
Таблица 2. Вирусы и кишечная нервная система
В таблице представлены основные вирусные агенты, их патогенетические механизмы и болезнь. TBEV: клещевой энцефалит; WNV: вирус Западного Нила; ZIKV: вирус Зика; HSV-1: вирус простого герпеса-1; EBV: вирус Эпштейна – Барра; VZV: вирус ветряной оспы; JCV: вирус Джона Каннингема; EGCs: энтероглиальные клетки; CIIPO: хроническая кишечная идиопатическая псевдообструкция; ВИЧ: вирус иммунодефицита человека; Клетки EC: энтерохромаффинные клетки; HAdV-41: аденовирус-41.
Рисунок 2. Патогенные бактерии, вирусы и паразиты, поражающие в первую очередь желудочно-кишечную систему, взаимодействуют с кишечной нервной системой, устанавливая связь между кишечником и центральной нервной системой.
Некоторые случаи нарушений моторики кишечника, по-видимому, связаны с вирусной инфекцией [170–172]. В мышиных моделях инокуляция нейротропными флавивирусами приводит к повреждению и гибели энтеральных нейронов, воспалению, кишечной дилатации и замедленному кишечному транзиту. Точнее, прививка мышей флавивирусами вируса Западного Нила (WNV) и вируса Зика (ZIKV) приводит к репликации вируса по всему кишечному тракту и расширению кишечных сегментов. Вирусная репликация особенно наблюдалась в кишечных нейронах, вызывая гибель клеток, но не в глиальных клетках или эпителиальных клетках слизистой оболочки. Кроме того, у животных, переживших WNV-инфекцию, наблюдаются дефекты моторики желудочно-кишечного тракта от 4 до 7 недель после заражения. В целом эти наблюдения подтверждают гипотезу о том, что некоторые нарушения моторики желудочно-кишечного тракта могут быть эпизодическими после инфекции/воспаления или хроническими, которые могут периодически усугубляться дополнительными инфекциями или воспалением [173].
Отсроченный эффект вирусной инфекции можно предположить в начальном нейропатогенезе болезни Паркинсона в соответствии с гипотезой «виремического удара», основанной на теории двойного удара. В частности, вирус гриппа A может «ударить и убежать», инициируя патологические изменения в структурах ЭНС, тогда как HSV-1 может «поразить» и установить пожизненную персистенцию с повторяющимися реактивациями из латентности, в зависимости от уровня иммуносенсации [174]. Эти виремические удары могут вызывать образование фибрилл α-синуклеина в периферических нервных тканях, что приводит к постепенному транснейрональному распространению α-синуклеопатии в головном мозге [175–177].
EGCs могут быть активированы ECs, зараженными вирусами. ECs распределяются по слизистой оболочке кишечника для высвобождения медиаторов с базолатеральной поверхности и для активации окончаний афферентных нейронов, в основном внутри собственной пластинки [188]. Среди своих медиаторов ECs выделяют серотонин [189], который активирует ЭНС и внешние афференты блуждающего нерва к мозгу, а также может активировать EGCs [21]. Было продемонстрировано, что участие серотонина играет ключевую роль в регуляции кишечной секреции, моторики кишечника, некоторых желудочно-кишечных расстройств, тошноты, рвоты и острого гастроэнтерита [190, 191]. Ротавирусы (RV) могут инфицировать EC-клетки и стимулировать секрецию серотонина в зависимости от дозы и времени, что приводит к RV-связанной диарее [192]. Точно так же аденовирус-41 (HAdV-41) может стимулировать серотонин из вируса Коксаки и аденовирусные рецепторы (CAR), экспрессирующие EC-клетки человека, активируя EGCs. Эти наблюдения подчеркивают серотонин-зависимый перекрестный обмен между HAdV-41, EC-клетками и EGCs, что может иметь значение для понимания того, как HAdV-41 вызывает диарею [193].
Была выдвинута гипотеза об активации EGCs при связанной с SARS-CoV-2 диарее. Действительно, активированные EGCs массово высвобождают IL-6 и другие медиаторы воспаления, что приводит к так называемому «цитокиновому Шторму», наблюдаемому у пациентов с COVID-19. Поэтому в этих случаях дисфункцию ЖКТ можно рассматривать как возможный маркер вовлечения ЭНС/EGC, а не как вспомогательный симптом, подчеркивая патофизиологический механизм, лежащий в основе нейроинвазии SARS-CoV-2 197.
Количество вирусов, физиологически обитающих в кишечнике человека, оценивается до 10 9 на грамм фекалий [15], в основном состоящих из бактериофагов (вирусов, инфицирующих прокариот) и в меньшей степени-вирусов, инфицирующих растения, амебы, человека и других животных [200]. Человеческий Виром в основном приобретается постнатально и находится под влиянием комбинации пищевых, материнских и экологических источников [201]. В течение своей жизни виром диверсифицируется и достигает своего пика к взрослой жизни [202]. Эукариотические вирусы, такие как Parvoviridae, Anelloviridae, Picobirnaviridae, Circoviridae и Reoviridae, часто являются частью кишечного вирома здоровых людей [200], несмотря на то, что они являются условно-патогенными микроорганизмами. Пока не ясно, какие вирусные сенсорные и сигнальные пути важны для регулирования иммунных ответов, чтобы контролировать количество и состав кишечного вирома человека.
5. Паразитарное влияние на кишечную нервную систему
Опосредованный нейронами ответ ЭНС и иммунной системы на паразитарную инфекцию еще полностью не выяснен [203]. Основные результаты, касающиеся паразитарного влияния на ЭНС, представлены в Таблице 3 и графически представлены на Рисунке 2. Кишечные паразитарные инфекции могут нарушить баланс гомеостаза кишечника, в основном за счет модификации компонентов ЭНС, участвующих в нейротрансмиссии, особенно продукции 5-HT.
