消化系统(生理学)

胃液分泌的调节
• 促进胃酸分泌的内源性物质 • 乙酰胆碱：胃迷走神经节后纤维释放Ach，Ach作 用于壁细胞上的M3受体、肠嗜铬样细胞（ECL）， 引起胃酸分泌 • 胃泌素：胃窦和小肠上段G细胞分泌，作用有（1） 刺激胃酸和胃蛋白酶原分泌；（2）刺激ECL细胞 分泌组胺，间接促进胃酸分泌；（3）促进消化道 粘膜的生长和刺激胃、肠、胰的蛋白质合成，即 营养作用；（4）增加胃肠运动和胆囊收缩，促进 胰液、胆汁分泌 • 组胺：泌酸区粘膜的ECL细胞分泌，通过旁分泌 方式作用于临近壁细胞上的H2受体，具有很强的 刺激胃酸分泌作用
粘液（mucus）
粘液是由胃粘膜表面的上皮细胞、粘液颈细胞、贲门 腺和幽门腺分泌 主要成分是粘蛋白，具有粘滞性和形成凝胶的特性 正常人的粘膜表面形成0.5mm的粘液凝胶层，约为 胃粘膜上皮细胞层的10-20倍 作用： 具有润滑作用，有利于食糜在胃内的往返运动 保护胃粘膜免受坚硬食物的机械损害 粘液呈中性或弱碱性，可降低胃液的酸度，减弱胃蛋 白酶的活性 由于粘液具有较高的粘滞性，在胃粘膜表面形成的粘 液层能减慢胃腔中的H+向胃壁扩散速度
盐酸的生理作用
• • • • 激活胃蛋白酶原为胃蛋白酶原 促使食物中的蛋白质变性，使之易于消化 杀灭随食物进入胃内的细菌 与Ca2+和Fe2+结合，形成可溶性盐，促进 它们在小肠内的吸收 • 促进促胰液素、缩胆囊素的释放，进而促 进胰液、胆汁和小肠液的分泌
胃蛋白酶原
• 主要是由泌酸腺的主细胞合成和分泌、粘液颈细 胞、贲门腺和幽门腺的粘液细胞、十二指肠近端 的腺体也能分泌 • 迷走神经兴奋、进餐以及其他刺激可引起释放增 多 • 在盐酸作用下或在酸性环境中，分理出1个小分子 多肽，形成有活性的胃蛋白酶原 • 已被激活的胃蛋白酶对胃蛋白酶原也有激活作用， 即自我激活 • pH为2.0-3.5时活性最强，pH>5.0时便失活 • 作用是水解蛋白质，生成
消化道平滑肌的电活动示意图 上图曲线为细胞内电极记录的基本电节律 ( 慢波 ) ，在 第 2 ～ 4 个慢波期间，出现数目不同的动作电位；下 图曲线为肌肉收缩张力，收缩波只出现在动作电位时， 动作电位数目越多，收缩幅度也越大。
消化腺的分泌功能
消化腺分泌多种消化液，包括唾 液、胃液、胰液、胆汁、小肠液和 大肠液等 成人分泌的消化液量6-8L/日 主要成分是水、无机盐和多种有机 物，其中最重要的是多种消化酶
副交感神经（节前纤维） 延髓迷走神经背核（中枢） 迷走神经、盆神经（节前纤维）
肌间神经丛
粘膜下神经丛 副交感节后纤维(乙酰胆碱，Ach) 感觉神经元 上皮细胞 腺细胞 上皮细胞 血管 平滑肌细胞
腺体分泌增加
平滑肌收缩
中枢神经系统
交感及副 交感传入
交感及副交感传出 肌间神经丛
局部传入
粘膜下神经丛 胃肠平滑肌 效 分泌细胞 应 器 内分泌细胞 血管
胆汁
0.8-1.0
6.8-7.4
胆盐 胆固醇 胆色素
小肠液
1.0-3.0
7.6
粘液 肠激酶 胰蛋白酶原 胰蛋白酶
大肠液
0.5
8.3-8.4
粘液
HCO3-
至椎前神经节、 交感神经（节后纤维） 脊髓和脑干
副交感神经（节前纤维） 延髓迷走神经背核（中枢） 迷走神经Leabharlann Baidu盆神经（节前纤维）
肌间神经丛
粘膜下神经丛
D细胞
胃底、体、窦
生长抑素
组胺
肠嗜铬样 胃泌酸区 细胞(ECL)
胃酸的性质、成分
性质： • 无色的酸性液体 • pH为0.9-1.5 • 正常人分泌量为1.5-2.5L/日 成分： 水 + + 盐酸、HCO3 、Na 、K 消化酶、粘蛋白、内因子
盐酸（hydrochloric acid）
• 也称胃酸（gastric acid） • 壁细胞（parietal cell）分泌 • 胃液中游离酸和结合酸(蛋白） 形式存在 • 基础酸排出量为0-5mmol/h • 最大排出量达20-25mmo/h
碳酸氢盐
• 胃内的HCO3-主要由胃粘膜非泌酸细胞分泌，少量 由组织间液渗入胃内的 • 与粘液共同构成0.5-1.0mm的粘液-碳酸氢盐屏障 • 胃上皮细胞的顶端膜和相邻细胞之间紧密连接液构成 胃粘膜屏障 • 胃粘膜还能合成和释放某些前列腺素（PGE2、PGI2） • PGI2抑制胃酸和胃蛋白酶原的分泌，刺激粘液和碳 酸氢盐的分泌，使胃粘膜的微血管扩张，增加粘膜的 血流量，有助于胃粘膜的修复和维持其完整性
胃黏液—碳酸氢盐屏障模式图
内因子（intrinsic factor）
• 壁细胞分泌的糖蛋白 • 两个活性部位，一个部位与进入胃内的维 生素B12结合，形成内因子-VB12复合物，保 护VB12不被小肠内水解酶破坏；另一部位 与远侧回肠粘膜上的受体结合，促进VB12 的吸收 • 内因子缺乏可引起VB12缺乏症，引起恶性 贫血
注：+：兴奋；++：强兴奋；-：抑制；+-：既有兴奋又有抑制
口腔内消化
口腔内有3对唾液腺 • 腮腺 • 颌下腺 • 舌下腺 唾液是由唾液腺分泌
唾液（saliva）的性质和成分
性质： 无色、无味、pH6.6-7.1的低渗液体，比重为 1.002-1.012，正常成人每日分泌量为1.0-1.5L， 基础分泌量约0.5ml/min，最高分泌量达4ml/min 成分： 水（99%） 有机物包括粘蛋白、粘多糖、唾液淀粉酶、溶菌 酶、免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）、血型物质 （a、B、H）、尿素、尿酸、游离氨基酸 无机物有Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-、一些气 体分子
唾液的作用
• 湿润口腔，利于吞咽和说话 • 溶解食物，利于产生味觉 • 清洁和保护口腔，冲洗和清除食物残渣， 减少细菌繁殖，溶菌酶和免疫球蛋白具有 杀灭细菌和病毒作用 • 消化作用，唾液淀粉酶把食物中的淀粉分 解为麦芽糖 • 排泄功能，进入体内的某些异物可随唾液 排出，如铅等
咀嚼（mastication）
感觉神经元 上皮细胞
消化道壁内神经丛与外来神经关系示意图
外来神经 胃肠道的神经支配
躯体神经支配：横纹肌(口、咽、食管上端、 肛门外括约肌) 交感神经 自主神经支配：平滑肌（其余的消化管） 粘膜下神经丛
副交感神经
内在神经(壁内神经丛、肠神经系统): 肌间神经丛
外来神经的细胞体位于消化管之外, 它传送信息于中枢神经系统和消化管之间.
胃内消化
胃的消化功能包括： • 胃液的化学性消化 • 胃运动的机械性消化
胃液及其分泌
分泌细胞 分泌腺
外分泌细 贲门腺 胞 泌酸腺
分布
贲门 胃底、体
组成
粘液细胞 壁细胞 主细胞
分泌
碱性粘液 盐酸、内因子 胃蛋白酶原
粘液颈细胞 粘液 幽门腺 内分泌细 G细胞 胞 幽门 胃窦 碱性粘液 胃泌素、 ACTH
组织间液
壁细胞
胃腔
CO2
CO2 CA HCO3OHH+
代谢 H2O H+ K+ 分泌小管
Cl-
∽
K+ 3Na 2K+ K+
+
Cl-
Cl-
胃的壁细胞分泌盐酸的基本过程示意图 水在细胞内解离成 OH- 和 H+ ， H+ 通过 H+，K+ — ATP 酶 提供能量主动转运至分泌小管管腔； CA ：碳酸酐酶
咀嚼的作用 • 将食物切碎、研磨、搅拌，使食物与唾液 混合而成食团，便于吞咽； • 使食物与唾液淀粉酶充分接触而引起化学 性消化； • 咀嚼动作能反射性地引起胃肠、胰、肝和 胆囊的消化器官的活动，为食物的进一步 消化做好准备
吞咽（deglutition或swallowing）
• 第1期（口腔期）：食团由口腔进入咽，随 意动作 • 第2期（咽期）：食团由咽进入食管上段 • 第3期（食管期）：食团由食管上段经贲门 入胃
Ca＋＋
G Cell
＋
protein kinases activation
Parietal Cell
H
H＋-K ＋ ＋ ATPase
K＋
促进胃蛋白酶原分泌的物质
消化道壁内的 化学、机械感受 器受到刺激
消化系统的中枢和局部反射通路
主要胃肠激素的分泌及其分布部位
胃肠激素 胰高血糖素 胰岛素 生长抑素 胃泌素 缩胆囊素 抑胃肽 胃动素 神经降压素 胰多肽 促胰液素 细胞名称 A细胞 B细胞 D细胞 G细胞 I细胞 K细胞 Mo细胞 N细胞 PP细胞 S细胞 分布部位 胰岛 胰岛 胰岛、胃、小肠、结肠 胃窦、十二指肠 小肠上部 小肠上部 小肠 回肠 胰岛、胰腺外分泌部分、胃、 小肠、大肠 小肠上部
D
E
A
B
C
胃肠激素分泌方式示意图 A.内分泌 B.旁分泌 C.神经分泌 D.腔分泌 E.自分泌
胃肠激素的生理作用
• 调节消化腺的分泌和消化道的运动 • 营养作用 • 调节其他急速的释放
三种胃肠激素对消化腺分泌和消化的运动的作用
胃肠激 胃酸 素 胃泌素 ++ 促胰液 素 缩胆囊 + 素 胰 HCO3+ ++ + 胰酶 ++ + ++ 肝胆 汁 + + + 小肠液 + + + 食管-胃 括约肌 + 胃平滑 小肠平 胆囊平 肌 滑肌 滑肌 + ++ + + + ++
消化道：口腔，咽，食道，胃，
小肠，大肠
消化系统
消化腺：唾液腺，肝，胰，
消化道壁内的内腺体
消化系统主要生理功能
消化
吸收
机械性消化（mechanical digestion） 化学性消化（chemical digestion）
吸收（absorption）：消化后的小分子物质， 维生素、无机盐和水通过消化道粘膜上皮细 胞进入血液和淋巴的过程
内分泌功能 免疫功能
为机体的新陈代谢提供 营养物质、能量 水、电解质
消化道平滑肌的生理特性
• 舒缩迟缓 • 富有伸展性 • 具有紧张性 • 节律性收缩 • 对电刺激不敏感，温度、化 学、牵张刺激敏感
消化道平滑肌的电生理特性
• 静息点位：-50～-60mV，特点是电位较低，不稳 定，波动大，与K+由膜内向膜外扩散和生电性钠 泵活动有关。 • 慢波：静息点位基础上产生，幅度为5 ～15mV， 持续数秒及十几秒，频率为3 ～12次/分。节律性 慢波起源于广泛存在于胃体、胃窦及幽门部的环 行肌和纵行肌交界处间质中的Cajal细胞 （interstitial Cajal cell，ICC）。 • 动作电位：慢波的基础上产生，幅度为60 ～ 70mV，持续时间短，单个或成簇出现，由K+通 道开放，K+外流引起。
羧基肽酶（原）
胰脂肪酶 胆固醇酯酶
肽
三酰甘油 胆固醇酯
氨基酸
脂肪酸、甘油、一酰甘油 脂肪酸
消化腺的分泌功能
消化液的成分及其作用
消化液
胰液
分泌量(L/d) pH
1.0-2.0 7.8-8.4
主要成分
HCO3磷脂酶 胰淀粉酶 核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶
酶的底物
磷脂 淀粉 RNA DNA
酶的水解产物
脂肪酸 麦芽糖、寡糖 单核苷酸 单核苷酸
消化腺的分泌功能
消化液的成分及其作用
消化液 唾液 胃液 分泌量 (L/d) 1.0-1.5 1.5-2.5 pH 主要成分 酶的底物 酶的水解产物
6.6-7.1 粘液 唾液淀粉酶 0.9-1.5 盐酸 胃蛋白酶(原） 内因子 蛋白质 多肽 淀粉 麦芽糖
粘液
胰液 1.0-2.0 7.8-8.4 HCO3胰蛋白酶（原） 糜蛋白酶（原） 蛋白质 蛋白质 小肽、氨基酸 小肽、氨基酸
H+
阿托品
×
M3受体 Ach
Ca2+ IP3 PCL
Ca2+
IP3 胃泌素 cAMP PCL H2受体 胃窦和小 肠上段
PCL：磷脂酶C IP3：三磷酸肌醇 Ach：乙酰胆碱
胆碱能 神经元
胃大部 分迷走 神经节 后纤维 Ach
×
H2受体 阻滞剂
组胺
ECL 细胞
G细胞
刺激胃酸分泌的 因素还有： Ca2+ 低血糖 咖啡因 酒精
内在神经的细胞体位于消化管壁内,
胃肠道交感神经的分布
交感节前纤维发自 胸5-腰2段脊髓的灰质侧角
节前神经纤维
ACh
椎前N节 换N元 颈下N节或 星状N节 腹腔N节 肠系膜上N节 肠系膜下N节
节
后
纤
维
NA
支配
食管
NA
NA
NA
左半结肠
胃、小肠、肝、胆、胰、右半结肠
至椎前神经节、 交感神经（节后纤维） 脊髓和脑干
胃泌素
三种刺激胃酸分泌的内源性物质的作用
parietal cell receptors and transduction pathways
cck2
ECL Cell
postganglionic enteric neurons
Gastrin
gastrin
Histimine paracrine H2 cAMP Ca＋＋