Upper Gastrointestinal Tract

De maag en darmwand bevatten intrinsieke neuronen die deel uitmaken van het enterisch zenuwstelsel, een systeem dat wel de derde divisie van het autonome zenuwstelsel wordt genoemd. Het is opmerkelijk dat er evenveel neuronen in het enterische zenuwstelsel zijn (108) als in het ruggenmerg.96 Het enterische zenuwstelsel heeft twee divisies: (1) de submucosale plexus (plexus van Meissner), die het slijmvlies innerveert en de secretie regelt, en (2) de plexus myentericus (plexus van Auerbach), die de circulaire en longitudinale gladde spierlagen innerveert en de motiliteit regelt. De twee plexussen communiceren met elkaar via onderling verbonden zenuwen. Het enterische zenuwstelsel heeft drie soorten zenuwcellen: (1) motorneuronen die gladde spiercellen induceren, (2) interneuronen die verschillende neuronen met elkaar verbinden, en (3) afferente neuronen. Excitatoire motorneuronen van het enterische zenuwstelsel zijn cholinerge en geven dus de neurotransmitter acetylcholine af. Inhibitoire motorneuronen zijn niet-cholinerge en niet-adrenerge, en er wordt verondersteld dat de veronderstelde neurotransmitters adenosinetrifosfaat en vasoactief intestinaal peptide de inhibitie mediëren.97

Van de zenuwvezels in de abdominale vagus zijn 80% of meer afferente vezels met cellichamen in de nodose ganglia.97 Mucosale afferente vezels komen voort uit zowel polymodale als selectieve receptoren in de dunne darm en maag die reageren op mechanische stimuli zoals zacht strelen van het epitheel of chemische stimulatie.98 Thermoreceptoren zijn ook geïdentificeerd in de twaalfvingerige darm en de maag van de kat.99 Drie soorten chemoreceptoren die in de dunne darm worden aangetroffen, zijn waarschijnlijk verantwoordelijk voor de feedbackcontrole van de maaglediging door voedingsstoffen; dit zijn osmoreceptoren, lipidenreceptoren en receptoren voor aminozuren.98 Glucoreceptoren en Ph-receptoren zijn ook aanwezig in de dunne darm. Hoe stimulatie van darmreceptoren veranderingen in de maaglediging teweegbrengt, is niet geheel duidelijk geworden. Naast afferente slijmvliesreceptoren zijn er ook vagale afferenten met receptoren in de gladde spieren van maag, twaalfvingerige darm en jejunum, die reageren op distensie en contractie van de darm.99 De splanchnische zenuwen, die afferenten van de darm naar het ruggenmerg geleiden, worden verondersteld pijnlijke gewaarwordingen te mediëren, hoewel afferenten van de nervus vagus ook betrokken kunnen zijn bij nociceptie van de darm.99

Het hongergevoel vermindert bij patiënten met vagotomie, maar het wordt niet geëlimineerd, misschien omdat de hypothalamus het niveau van de circulerende voedingsstoffen controleert.99 Een gedetailleerd verslag van abdominale nociceptie, verzadiging en eetlust bij patiënten met hoge SCI zou waardevolle informatie opleveren over de bijdrage van spinale afferenten aan deze sensaties.

De extrinsieke innervatie van de maag en dunne darm gebeurt via de parasympatische en sympatische divisies van het autonome zenuwstelsel. In de buik worden de parasympatische preganglionische efferente vezels naar de maag overgebracht in de nervus vagus, die op zijn beurt aanleiding geeft tot maagtakken die synapsen vormen met neuronen in de myenterische en de submucosale plexussen van de maag.

Preganglionaire sympathische efferente vezels ontspringen in de mediolaterale grijze stof van het ruggenmerg en lopen via de splanchnische zenuwen naar de plexussen celiacus en superior mesentericus. De maag ontvangt sympathische postganglionaire vezels hoofdzakelijk van de plexus celiacus maar ook van de plexus phrenicus links, bilaterale maag- en leverplexussen, en de sympathische stam. Postganglionaire sympathische efferente zenuwen komen uit de celiacale en superieure mesenteriale prevertebrale ganglia om langs mesenteriale bloedvaten te lopen en de dunne darm te innerveren.

De nervus vagus is belangrijk voor de motorische activiteit van de maag. De fundus van de maag fungeert als een reservoir om de maaltijd op te vangen, terwijl het antrum zowel een pomp als een vermaler is. Vagusstimulatie induceert relaxatie van de fundus en contractie van het antrum.98 Mesenterische sympathische zenuwstimulatie remt contractie in de dunne darm.98 De motorische activiteit van maag en dunne darm wordt waarschijnlijk gemoduleerd door reflexen met afferente en efferente componenten in de prevertebrale ganglia zonder betrokkenheid van hogere centra, alsook door reflexen met afferente en efferente componenten in de nervus vagus.

In het normale maagdarmkanaal van de mens begint een cyclische golf in de maag en twaalfvingerige darm en migreert naar het terminale ileum. Deze activiteit, gekarakteriseerd door terugkerende periodes van intense regelmatige motorische activiteit, staat bekend als fase III van het interdigestief motorisch complex (IDMC).100,101 Het IDMC begint gewoonlijk in het antrum en migreert naar het proximale duodenum op een gecoördineerde manier die wordt onderbroken door voeding. De regulatie van het IDMC is verschillend voor het antrum en de dunne darm. In de maag lijken extrinsieke zenuwen102 en hormonen103 belangrijke invloeden te zijn, terwijl de dunne darm in staat lijkt zijn eigen IDMC te genereren zolang intrinsieke neurale elementen intact zijn.104,105

Bij de mens treden maagdistensie en ileus op onmiddellijk na traumatische ruggenmergdoorsnijding, wat wijst op abnormale gastro-intestinale motiliteit.106 Bij langdurig quadriplegische patiënten is een intacte supraspinale sympathische pathway geen absolute vereiste voor initiatie en propagatie van antrale fase III motoractiviteit,105 aangezien er geen significante verschillen zijn in de duur van de fasen van het IDMC, cycluslengte van de duodenale IDMC, of de voortplantingssnelheid van fase III van de IDMC van het duodenum naar het jejunum105 tussen proefpersonen met quadriplegie (neurologisch niveau boven T-1), lage paraplegie (neurologisch niveau onder T-10), of een intact ruggenmerg. Bij normale personen ontstond 90% van de fase III’s in het antrum en migreerde naar het duodenum en jejunum, terwijl bij personen met een hoge SCI minder dan 40% van hun fase III’s in het antrum ontstond. Bij ongeveer 80% van de quadriplegische patiënten was er dissociatie tussen antrale en duodenale fase III motiliteit, wat zich voornamelijk uitte in een patroon van persisterende antrale activiteit. Bij één proefpersoon met opvallende recidiverende autonome hyperreflexie was er een duidelijke antrale hypomotiliteit. Antrale rust was geassocieerd met de mate van reflex vasculaire hypertensie als gevolg van spontane en suprapubische druk-geïnduceerde autonome hyperreflexie, terwijl de motiliteit van de twaalfvingerige darm onaangetast was.105 Dit suggereert dat motiliteit in het antrum wordt gewijzigd door centrale sympathische input en dat overmatige splanchnische sympathische uitstroom de maaglediging kan vertragen door remming van antrale motiliteit.105 Sympathische activiteit kan de motiliteit van de maag beïnvloeden via een directe neurale route naar de darmwand of via indirecte routes die de afgifte van polypeptide gastro-intestinale hormonen moduleren.105

Bij de hond kenmerkt een gelijkaardig cyclisch fenomeen het nuchtere patroon van myo-elektrische activiteit, gekend als het migrerend myo-elektrisch complex (MMEC).107 Wanneer elk MMEC distaal migreert, zijn er vier verschillende fasen van activiteit. Een van deze fasen, fase III van het MMEC, is een periode van intense spikeactiviteit die gewoonlijk 5 minuten duurt. Tijdens fase III van een MMEC in de maag en twaalfvingerige darm bereiken de plasmawaarden van het endogene hormoon motiline een piekconcentratie, terwijl infusie van motiline fase III van de MMEC initieert, wat suggereert dat motiline het hormoon is dat de initiatie van fase III controleert.108 Het zogenaamde gevoede patroon van myoelectrische activiteit wordt gekenmerkt door een onregelmatig patroon van spikeactiviteit. Bij de hond is na ruggenmergdoorsnijding de enige verandering op lange termijn in de gevoede en nuchtere patronen van myo-elektrische activiteit in maag en dunne darm, dat de maagcomponent van de MMEC een kortere levensduur heeft.108 In de vroege periode na ruggenmergdoorsnijding waren er duidelijke verstoringen van de myo-elektrische activiteit in zowel maag als twaalfvingerige darm, maar niet in jejunum en ileum. Bij de hond duurde het gemiddeld 10 (tussen 1 en 36) dagen na ruggenmergdoorsnijding voordat normale MMECs terugkeerden naar de twaalfvingerige darm, en 14 (tussen 40 en 50) dagen voordat MMEC-achtige myoelectrische activiteit terugkeerde naar de maag. Gedurende de eerste 14 dagen na ruggenmerg doorsnijding leek de maag myo-elektrische activiteit op een gevoed patroon. Er zijn aanwijzingen dat de kortetermijnveranderingen die bij honden werden waargenomen, langer aanhouden bij mensen na SCI.105

Antrale activiteit is beperkt bij normale proefpersonen die een vloeibare maaltijd kregen, terwijl twee van de vijf onderzochte quadriplegici persisterende antrale motoractiviteit hadden na het voeden.105 De cumulatieve maaglediging van alle vijf quadriplegische personen was na 60 minuten postprandiaal verminderd in vergelijking met personen met een dwarslaesie of met een intact ruggenmerg.105 Bij paraplegische personen is een vertraagde maaglediging gerapporteerd, maar dit lijkt een niet-specifieke bevinding te zijn die verband houdt met langdurige immobilisatie (zie hoofdstuk 17.)109