background image

GIT Physiology Lectures  

 

 

Dr-Suroor Mohamed 

 

MBChB.MSc-Physiology /  December 2021  

 


background image

Gastrointestinal  

System 

( The Digestive System) 

Lecture 1 

 

Dr. Suroor 

Mohamed 

 


background image

Learning Objectives  

1.

Describe the gross and microscopic anatomy and the basic 
functions of the digestive system 
 

2.

Describe the process of enteric nervous 

system” mechanisms 

regulating GIT 

functions” . 

 

3.

Enumerate  the  movement  types  in gut , define Peristalsis & 
describe its mechanism & discuss their physiological role in 
digestion process . 


background image

The Components of the Digestive 

System

 

This system consist of: the mouth, esophagus, stomach, small intestine,  large 
intestine and also three glands connected to the tract (liver, pancreas,   and salivary 
glands). 

 


background image

 The primary function of the alimentary tract 

is to break down food and to provide the body with a continual 

supply of water, electrolytes and nutrients. To achieve this function, the GIT must performs the following processes: 
ingestion, movement, digestion, absorption, secretion and defecation.

 

The digestive system is a tube running from mouth to anus. It provides the body with a continual supply of water, 
electrolytes, vitamins, and nutrients, which requires:

 

 (1) movement of food through the alimentary tract;

 

 (2) secretion of digestive juices and digestion of the food 
 
(3) absorption of water, various electrolytes, vitamins, and digestive products;

 

(4) circulation of blood through the gastrointestinal organs to carry away the absorbed substances

 

 (5) control of all these functions by local, nervous, and hormonal systems. 

 

PHYSIOLOGICAL ANATOMY OF THE GASTROINTESTINAL WALL 

 

A typical cross section of the intestinal wall show the following layers from the outer surface inward: (1) the serosa, (2) 
a longitudinal smooth muscle layer, (3) a circular smooth muscle layer, (4) the submucosa, and (5) the mucosa. In 
addition, sparse bundles of smooth muscle fibers, the mucosal muscle, lie in the deeper layers of the mucosa.. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

background image

ENTERIC 

NEURAL CONTROL OF GASTROINTESTINAL FUNCTION

NERVOUS SYSTEM 

 

The gastrointestinal tract has a nervous system all its own called the enteric 

nervous system. It lies entirely in the wall of the gut, beginning in the 

esophagus and extending all the way to the anus. The number of neurons in this 

enteric system is about 100 million, nearly equal to the number in the entire 

spinal cord. This highly developed enteric nervous system is especially important 

in controlling gastrointestinal movements  and secretion.

 

 

The enteric nervous system is composed mainly of two plexuses, shown in 

Figure below: (1) an outer plexus lying between the longitudinal and circular 

muscle layers, called the 

myenteric plexus or Auerbach’s plexus

, and (2) 

an inner plexus, called the 

submucosal plexus or Meissner’s plexus

, which 

lies in the submucosa

 

 

The myenteric plexus controls mainly the gastrointestinal movements, and the 

submucosal plexus controls mainly gastrointestinal secretion and local blood 

flow.. Although the enteric nervous system can function independently of these 

extrinsic nerves, stimulation by the parasympathetic and sympathetic 

systems can greatly enhance or inhibit gastrointestinal functions.  

 


background image

background image

DIFFERENCES BETWEEN THE MYENTERIC AND SUBMUCOSAL PLEXUSES

 

 

 

The myenteric plexus consists mostly of a linear chain of many interconnecting 

neurons that extends the entire length of the gastrointestinal tract. Because 

the myenteric plexus extends all the way along the intestinal wall and lies 

between the longitudinal and circular layers of intestinal smooth muscle, it is 

 

concerned mainly with controlling muscle activity along the length of the gut.

 

 

When this plexus is stimulated, its principal effects are (1) increased tonic 

contraction, or “tone,” of the gut wall; (2) increased intensity of the rhythmical 

contractions; (3) slightly increased rate of the rhythm of contraction; and (4) 

increased velocity of conduction of excitatory waves along the gut wall, causing 

more rapid movement of the gut peristaltic waves.

 

 

The myenteric plexus should not be considered excitatory because some of its 

neurons are

 inhibitory

; their fiber endings secrete an inhibitory transmitter, 

possibly 

vasoactive intestinal polypeptide 

or some other inhibitory peptide. The 

resulting inhibitory signals are especially useful for inhibiting some of the 

intestinal sphincter muscles that impede movement of food along successive 

segments of the gastrointestinal tract, such as the 

pyloric sphincter

, which 

controls emptying of the stomach into the duodenum, and the sphincter of the 

ileocecal valve

, which controls emptying from the small intestine into the cecum.

 

 

 

 

 

 

 

 

  


background image

 The submucosal plexus, in contrast to the myenteric plexus, is mainly concerned with 

controlling function within the inner wall of each minute segment of the intestine. For 

instance, many sensory signals originate from the gastrointestinal epithelium and are then 

integrated in the submucosal plexus to help control local intestinal secretion, local 

absorption, and local contraction of the submucosal muscle that causes various degrees of 

infolding of the gastrointestinal mucosa

 

TYPES OF NEUROTRANSMITTERS SECRETED BY ENTERIC NEURONS

 

different neurotransmitter substances that are released by the nerve endings of 

different types of enteric neurons, including: (1) acetylcholine, (2) norepinephrine, (3) 

adenosine triphosphate, (4) serotonin, (5) dopamine, (6) cholecystokinin, (7) substance P, 

(8) vasoactive intestinal polypeptide VIP , (9) somatostatin, (10) leu-enkephalin, (11) met-

enkephalin.

 

Acetylcholine most often excites gastrointestinal activity

.enhances the activity of most 

GIT functions, and causing sphincters to relax, so they are stimulatory to  GIT.

 

 

Norepinephrine almost always inhibits gastrointestinal activity, as does epinephrine

, which 

reaches the gastrointestinal tract mainly by way of the blood after it is secreted by the 

adrenal medullae into the circulation.. 

 

In general, stimulation of the SNS inhibits activity in the GIT, while causing sphincters to 

contract causing effects essentially opposite to those of the PNS. 

 

It is initiated in the stomach as a response to vagal stimulation. PNS Cranial part by  Vagus 

nerves innervate esophagus, stomach, little innervations to small intestine, pancreas, 

and first half of the large intestine.Vagotomy abolishes the motor activity in the 

stomach, but leaves the periodic activity in the small bowel intact

 

The  sacral fibers originate in S2, S3 S4 sacral segments of the spinal cord, and 

supply the distal part of the large intestine. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Long reflex arc 

Short reflex arc 


background image

FUNCTIONAL TYPES OF MOVEMENTS IN THE GASTROINTESTINAL TRACT

 

 

Two types of movements occur in the gastrointestinal tract: (1) propulsive movements, 

which cause food to move forward along the tract at an appropriate rate to accommodate 

digestion and absorption, and (2) mixing movements, which 

 

keep the intestinal contents thoroughly mixed at all times

 

 PROPULSIVE MOVEMENTS—PERISTALSIS        

 قوة دافعت

/

 موجت متعاقبت

  

A contractile ring appears around the gut and then moves forward; this mechanism is 

analogous to putting one’s fingers around a thin distended tube, then constricting the 

fingers and sliding them forward along the tube. Any material in front of the contractile 

ring is moved forward. 

 

Peristalsis is an inherent property 

 خاصيت مميزة

 

 of many syncytial smooth muscle tubes; stimulation at any point in the gut can cause a 

contractile ring to appear in the circular muscle, and this ring then spreads along the gut 

tube. (Peristalsis also occurs in the bile ducts, glandular ducts, ureters, and many other 

smooth muscle tubes of the body.) It is due to contraction of the smooth muscle and it's 

not unique for GIT it is also occurs  in other organs like ureters 

 

In peristalsis, contraction of a small section of proximal muscle , relaxation of the muscle 

just distal to it ,wavelike motion   moves food along the GIT

 

Peristalsis has one direction of movement called oral to caudal direction (oral to rectal

while in abnormal conditions e.g vomiting, the direction will be reversed (opposite). 

 

The stimulus for peristalsis is distention of lumen of GIT by food (or other material even a 

foreign body). This distention is going to stimulate the mechanoreceptor which will send 

impulse to Myenteric nerve plexus which will initiates peristalsis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Peristalsis: Waves that move a bolus forward 

 


background image

MIXING MOVEMENTS “ segmentation “

 

Mixing movements differ in different parts of the alimentary tract. In some 

areas, 

the peristaltic contractions cause most of the mixing

. This is 

especially true when forward progression of the intestinal contents is 

blocked by a sphincter so that a peristaltic wave can then only 

churn

 the 

 

 يخض بعنف

intestinal contents, rather than propelling them forward.

 

At other times, local intermittent constrictive contractions occur every few 

centimeters in the gut wall. These constrictions usually last only 5 to 30 

seconds; new constrictions then occur at other points in the gut, thus 

“chopping”

 cut   

and “shearing” 

part

  the contents first here and then there. 

 

 

The usual stimulus for intestinal peristalsis is distention of the gut

. That 

is, if a large amount of food collects at any point in the gut, the stretching of 

the gut wall stimulates the enteric nervous system to contract the gut wall 2 

to 3 centimeters behind this point, and a contractile ring appears that 

initiates a 

peristaltic movement

. Other stimuli that can initiate peristalsis 

include 

chemical or physical irritation 

of the epithelial lining in the gut. Also, 

strong parasympathetic  vagus 

nervous signals to the gut will elicit strong 

peristalsis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

background image

Paralytic ileus 

 

is a temporary cessation of gut motility that is most commonly caused 

by abdominal surgery. Other common causes “appendicitis, hypokalemia, 

and  narcotics”.

 

 

Signs and symptoms of paralytic ileus include nausea and vomiting, 

abdominal distension, and absent bowel sounds.

 


background image

background image



رفعت المحاضرة من قبل: Haider Abdullah
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 156 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل