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3 · 第1學期動物生理學消化生理

蠕動

Peristalsis

難度 2 · 基礎digestivesmooth-muscle想做成互動版

蠕動是腸神經系統、Cajal 間質細胞與平滑肌精密互動的結果。當代研究融合 ENS 神經科學、腸道菌叢、免疫與微生物代謝物。

ENS Developmental Biology

ENS 神經元源自迷走神經嵴細胞(vagal neural crest),沿頭尾軸遷移定居整個腸壁。RET-GDNF 信號為關鍵——RET 突變致 Hirschsprung disease(aganglionic megacolon)。EDNRB-EDN3 信號為另一路徑,突變致 Waardenburg-Shah 症候群(Hirschsprung + 色素異常)。

ENS 包含 30+ 神經元亞型,最近單細胞研究識別出感覺、中間、運動神經元的精細分類,包括「intrinsic primary afferent neurons」(IPANs)感應化學/機械刺激。

Cajal 間質細胞(ICC)的功能異質性

ICC-MY(myenteric)為主要節律生成;ICC-IM(intramuscular)介導神經肌肉訊號傳遞;ICC-DMP(deep muscular plexus)位於小腸。ICC 透過 gap junction 與平滑肌耦合,自發性 slow waves 由 Ano1(TMEM16A,Ca²⁺-activated Cl⁻ channel)驅動。

ICC 損失見於糖尿病性胃輕癱、慢性便秘、achalasia 等多種運動障礙。c-Kit 與 ANO1 為 ICC 標記物。GIST(胃腸基質瘤)源自 ICC,c-Kit 突變驅動,imatinib 為標靶治療

Vagus-Brain-Gut 軸

Vagal afferents 占迷走神經 80%,傳遞腸道機械、化學、發炎訊號至 NTS。GLP-1、CCK、PYY 等腸荷爾蒙透過 vagal afferents 介導飽足感。Vagal nerve stimulation 為難治性憂鬱、癲癇、IBD 新興療法。

Gut Microbiota 與 Motility

腸道菌叢產生 SCFA、膽汁酸、神經傳導物質前體影響蠕動:

  • 5-HT:腸嗜鉻細胞(EC cells)合成 90% 體內 5-HT,受微生物刺激
  • SCFA:影響 ENS 與 ICC 功能
  • 菌叢失調與 IBS、IBD、便秘相關

新興治療

  • Prucalopride:選擇性 5-HT4 agonist 治療慢性便秘
  • Linaclotide、plecanatide:GC-C agonist 增加 cGMP 促分泌
  • Naloxegol、methylnaltrexone:周邊 μ-opioid 拮抗劑治療鴉片誘發便秘
  • Vibrant capsule:機械振動膠囊(FDA approved 2022)治療慢性便秘
  • Sacral nerve stimulation:難治性便秘與失禁

Achalasia 機制與治療

LES 失能源於肌間神經叢 NO/VIP 抑制性神經元喪失,可能為自體免疫或感染(Chagas, T. cruzi)。POEM(peroral endoscopic myotomy)為新型微創治療。

Hirschsprung Disease 細胞療法

ENS 缺乏段切除為標準治療。神經幹細胞或 iPSC 衍生 ENS 細胞移植為未來方向,動物模型已顯示部分功能恢復。

Gastroparesis 困境

糖尿病性胃輕癱機制:ICC 損失、自律神經病變、平滑肌異常。Metoclopramide 為唯一 FDA 核准但有 tardive dyskinesia 風險。Gastric pacing(Enterra)效果有限。Ghrelin agonist(relamorelin)試驗中。

IBS 微生物-免疫-神經整合

IBS 涉及內臟過度敏感、運動異常、腸屏障破壞、低度發炎、菌叢失調、brain-gut 異常。FODMAP 飲食、rifaximin(針對 SIBO)、psychotherapy、gut-directed hypnotherapy 為多模式治療。Faecal microbiota transplantation(FMT)研究中。

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