消化生理

,第八章 消化与吸收 Digestion and absorption,楚德昌菏泽学院生命科学系,第一节 总论,一、消化与吸收的概念,消化(digestion) ：是指食物在消化道内被磨碎与分解的过程。机械性消化:通过消化道运动，将食物磨粹，并使食物与消化液充分混合，以及将食物由消化管的始端向消化道的末端推送的过程。化学性消化:通过消化腺分泌消化液，将食物中大分子物质分解为小分子物质的过程。吸收(absorption)：消化道将经过消化的食物， 透过消化道粘膜转运到血液和淋巴液的过程,二、消化管平滑肌的生理特性,（一）消化管平滑肌的电生理特性（1）静息电位： -5060mV。 形成机制：主要是K外流（2）动作电位: 时程较长(1020ms), 幅值较低，一般不出现反极化。多产生在慢波基础上, 一个至数个。 形成机制：去极化相由慢Ca2+内流造成.。,（3）慢波(slow wave) : 是纵行肌在静息电位的基础上，自发性产生的周期性的去极化波, 又称为基本电节律(Basic Electrical Rhythm). 胃为3次/分钟, 十二指肠为12次/分钟. 波幅为1015mV, 时程为几秒至十几秒.,形成机制：一般认为由纵行肌和环行肌之间的Cajial细胞(是一种兼有成纤维细胞和平滑肌细胞特性的间质细胞，可能与钠泵的周期活动有关) 引起。,慢波的意义：是消化道周期性收缩的基础。慢波提高了平滑肌兴奋性，慢波发生时动作电位则频繁发生。,（二）消化道平滑肌的 一般特性 1.自动节律性收缩 2.伸展性大：伸长四倍时收缩功能基本不变。 3.兴奋性较低：对电刺激不敏感。 4.具紧张性收缩：使消化道的管腔保持一定的形状 、位置和一定的基础压力 5. 对温度、牵拉等刺 激敏感 6.合胞体性:部分平滑肌纤维(12%)间有融合膜，有一定的导电性。但冲动的传导以平滑肌束为单位。敏感。,三、消化腺的分泌功能消化液的作用 1.分解食物 2.为消化酶提供适宜的pH环境。 3.稀释食物，以利于吸收。 4.保护消化道粘膜。,(一)神经调节1.壁内N丛支配 组成：感觉神经元、中间神经元和运动N元之分，彼此交织成网。,四、消化活动的调节,神经递质：Ach、NE、VIP、5-HT、 NO、CCK、ATP、GABA等。功能：粘膜下N丛主要调节分泌细胞和血管活动，肌间N丛主要支配消化管平滑肌细胞活动。,2.植物神经系统 交感神经神经递质：NE功能:主要是抑制胃肠运动（但促进括约肌收缩）和腺体分泌（但促进粘液分泌）。副交感神经：分布：横结肠以上为迷走N，以下为盆N。递质：主要为Ach（极少数为肽能神经纤维）。功能：促胃肠运动（但抑制括约肌收缩）和腺体分泌。,消化活动的体液调节主要受胃肠激素(gastrointestinal hormone)的调节1.胃肠内分泌细胞的特点 分散分布，数量巨大。主要在胃粘膜和小肠前半粘膜。 分开放型和闭合型两类细胞 属于APUD系统（即具有摄取胺前体、进行脱羧而产生肽类或活性胺的能力一类细胞）。,(二)激素调节,2.胃肠道的内分泌细胞的分布及产物,3. 消化道激素的功能总述,(1)调节消化腺分泌和消化道运动(2)调节其它激素释放 (3)营养作用（trophic action） ： 指有些胃肠激素有促进消化道组织代谢和生长的作用,胆囊收缩素（cholecystokinin,CCK）:小肠上部I细胞分泌作用：促进胆囊平滑肌的收缩；促进胰酶的分泌；抑制胃排空。,4.几种胃肠激素的主要功能,促胰液素（secretin）:小肠上部S细胞分泌。作用：促进胰液中水和HCO3 的分泌，抑制胃的运动及分泌。胃泌素（gastrin）：由胃窦和十二指肠G细胞分泌。作用：促进胃液分泌和胃窦收缩。抑胃肽（gastric inhibitory polypeptide,GIP）：由小肠上部K细胞分泌。作用：抑制胃酸分泌。胃动素（motilin）：由小肠上部MO细胞分泌。作用 ：促进胃的运动,5.脑-肠肽(brain-gut peptide)的概念一些胃肠道产生的肽，也存在于中枢神经系统内，这些双重分布的肽被统称为脑-肠肽。脑肠肽在脑内与消化道内的双重作用联合调节消化与吸收的作用，例如胆囊收缩素在外周调节胰酶分泌和胆汁排放，在中枢对摄食有抑制作用。已知的脑-肠肽有胃泌素、胆囊收缩素、P物质、生长抑素、神经降压素等约20余种。,第二节 口腔与食道内消化,一、唾液的分泌1.唾液的性质与成分:近中性，水占99%。2.唾液的作用 消化作用:唾液淀粉酶分解淀粉为麦芽糖和糊精. 清洁作用 排泄作用：排铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒。 免疫作用：有免疫球蛋白、溶菌酶等。,3.唾液的分泌调节条件反射性分泌非条件反射性分泌：食物对口腔粘膜机械性、温度和化学性刺激能引起唾液分泌。,二、咀嚼作用 1.咀嚼的性质:由各咀嚼肌顺序收缩所组成的复杂的反射性动作。2.咀嚼的意义切割研磨食物。使食物与唾液混合,吞咽分期：吞咽动作三期： 第一期：由口腔到咽。舌尖上举，下颌舌骨肌的收缩，把食团推向软腭后方而至咽部。第二期：由咽到食管上端。软腭上升，咽后壁向前突出，封闭了鼻咽 通路；喉头上举紧贴会厌，封闭了喉咽通路；呼吸暂时停止；同时食团被挤入食管。第三期：沿食管下行至胃。由食管肌的蠕动完成（见下图）。,三、吞咽运动性质；是一种按顺序发生的复杂反射动作适宜刺激：食物对舌根、咽、食管的机械刺激,食管蠕动：在食团的下端为一舒张波，上端为一收缩波。,第三节 胃内消化,一、胃的运动与调节（一）胃的运动形式,1.容受性舒张（receptive relaxation）食物对口、咽及食管的刺激引起胃底和胃体的舒张。产生机制：迷走神经长反射作用：增加胃容量，进食时不至胃内压过度升高。,2.紧张性收缩(tonic conrtaction)：胃壁缓慢而持续的收缩。产生机制： 壁内神经丛短反射。作用：维持胃内压，保持胃的正常形状和位置。,3.蠕动：起自胃体中部，逐步向幽门部推进的收缩波。产生机制：在慢波基础上发生。,作用：使食糜与胃液充分混合和研磨。,（二）胃运动的调节 1.神经与体液调节因素:迷走神经、交感神经、壁内神经的作用胃泌素、抑胃素、促胰酶素、促胰液素的作用2.胃排空（gastric emptying）及其调节概念： 胃内食糜由胃排入十二指肠的过程。排空速度： 糖蛋白质脂肪促进胃排空因素神经调节:胃内物扩张胃壁内神经丛短反射和迷走迷走反射。体液调节：食物扩张和化学刺激胃泌素释放。,抑制胃排空的因素：神经调节:主要是肠胃反射（ entero-gastric reflex，即十二指肠内酸、脂肪、高渗透压、机械刺激反射性抑制胃运动和胃液分泌）。 体液调节:酸、脂肪刺激小肠释放抑胃肽和促胰酶素、促胰液素等，抑制胃排空。,（一）胃液的主要成分与作用1.盐酸来源：壁细胞分泌（基础排酸量为：05mmol/h ）。胃酸的生理作用：激活胃蛋白酶原，提供胃蛋白酶适宜的酸性环境；使蛋白质变性促进胰液、胆汁和小肠液的分泌；使铁和钙盐溶解抑制和杀死细菌。,二、胃液分泌及其调节,2.胃蛋白酶原（pepsinogen）来源：主细胞分泌激活:靠盐酸或胃蛋白酶作用:水解蛋白(丙氨酸和酪氨酸形成的肽键 )为多肽和少量氨基酸.粘液(mucus)来源:由胃壁粘膜上皮与胃腺颈粘液细胞分泌作用:粘液与其粘膜上皮分泌的HCO3共同形成粘液碳酸氢盐屏障（mucus-bicarbonate barrier） ，保护胃粘膜细胞不受盐酸和胃蛋白酶的侵蚀。,4.内因子（intrinsic factor）来源:壁细胞分泌作用:是一种糖蛋白，能结合VitB12，其复合物在回肠以吞饮方式被吸收，因此它决定着VitB12的吸收。(二)胃液分泌的调节1.影响胃液分泌的内源性刺激物乙酰胆碱胃泌素（gastrin）组胺（Histamine）：强烈刺激胃酸分泌。由胃腺中肠嗜铬样细胞（enterochromaffin-like cell, ECL）分泌的。,2.促进胃液分泌的调节机制 头期：巴甫洛夫假饲实验简介机理:食物刺激头面部感受器而引起条件反射和非条件反射（口腔和咽喉等处机械和化学感受器）。,特点:量大、酶含量大。,胃期：巴甫洛夫小胃实验简介机理:扩张刺激胃壁， 引起迷走迷走长反射；食物刺激胃壁引起壁内神经丛的短反射；食物刺激G细胞促进胃泌素分泌。, 肠期巴甫洛夫实验简介机理:食物刺激小肠粘膜释放“肠泌酸素（entero-oxyntin）,3.胃液分泌的抑制性调节盐酸：HCl（胃窦PH降到1.21.5时）直接抑制G细胞分泌；十二指肠内PH降到2.5以下时，刺激小肠粘膜释放促胰液素、抑胃肽抑制胃酸分泌）脂肪：引起小肠释放肠抑胃素（enterogastrone）， 包括促胰液素、促胰酶素和抑胃肽，抑制胃液分泌。高渗溶液：是刺激小肠壁引起肠胃反射的主要因素。,第四节 小肠内消化,一、小肠的运动,(一)小肠运动形式1.分节运动(segmentation contraction) :是小肠相间阶段环行肌节律性交替收缩形式意义：促进食糜与消化液混合；增加食糜与肠壁的接触促进吸收；挤压肠壁有助于血液和淋巴的回流。,2.蠕动：自上而下顺序收缩和舒张的运动（速度:0.52cm/s ） 距离短(数cm)作用：使食糜向下推进。蠕动冲:一种传播距离远且快速度的蠕动（2 -25cm/s ），将食糜从小肠始端推送到末端。由吞咽动作、食糜进入十二指肠引起。3. 紧张性收缩4.摆动:是小肠纵行肌节律性舒缩的肠管运动(见于食草动物).意义:使食糜在较长一段小肠内来回摆动。,(二)小肠运动的调节 1.壁内N丛：起主要作用。短反射引起蠕动。 2.外来N:交感神经与副交感神经的作用。 3.体液因素：促进运动物质：Ach、5-HT、P物质、胃泌素、缩胆囊素、脑啡肽等。抑制性物质：胰泌素、胰高血糖素、肾上腺素等。,二、胰液的分泌,（一）胰液的主要成分与作用1.HCO3来源：由闰管细胞分泌作用：中和胃酸,2.胰淀粉酶（pancreatic amylase）： 为淀粉酶，水解淀粉为糊精、麦芽糖、麦芽寡糖， 最适PH为6.77.0,3.胰脂肪酶（lipase）：分解甘油三酯为甘油二酯、甘油没一酯、脂肪酸和甘油。 最适pH值为 7.5 8.5 。特点：胰脂肪酶与辅脂酶（colipase）形成复合物后，胰脂肪酶才能发挥作用。,4.胰蛋白酶（trypsin）与糜蛋白酶（chymotrypsin） 肠致活酶胰蛋白酶原胰蛋白酶 胰蛋白酶糜蛋白酶原 糜蛋白酶,作用：胰蛋白酶水解碱性氨基酸羧基形成的肽键；糜蛋白酶水解芳香族氨基酸羧基形成的肽键。特点：二者均可被胰蛋白酶抑制因子抑制。,5.其它酶：羧基肽酶原(胰蛋白酶激活) 、核糖核酸酶 、脱氧核糖核酸酶等,（二）胰液的分泌调节胰液的分泌以体液调节为主。1.神经调节:条件反射非条件反射:食物对口腔、咽、食管、胃壁的刺激引起迷走迷走反射促进分泌。2.体液调节:食糜中酸、高渗液、脂肪、蛋白质水解产物对肠壁刺激引起促胰液素、CCK、胃泌素的分泌，间接促进胰液分泌。,三、胆汁的分泌与排出,正常成人分泌量8001000ml日。（一）胆汁（bile）的主要成分与作用成分：水、 HCO3、胆汁酸、胆色素、脂肪酸、胆固醇、卵磷脂和粘蛋白。1.胆汁酸作用：乳化脂肪。促进脂肪和脂溶性维生素的消化与吸收。胆固醇、卵磷酯等也有这种作用。2. 胆色素：血红素的代谢产物。另外若胆固醇浓度过高，会形成胆结石。,（二）胆汁分泌和排放的调节胆汁的分泌以基础分泌为主。神经调节：食物对口腔、咽、食管、胃、小肠的刺激都能反射性引起胆汁分泌与胆囊收缩、肝胰壶腹括约肌舒张。体液调节：食物对胃、小肠的刺激促进胃泌素、促胰液素、促胰酶素的分泌，胃泌素、促胰液素促进胆汁的分泌，促胰酶素促进胆囊的收缩。,四、小肠液的分泌 十二指肠腺（勃氏腺,Brunner gland） ），小肠腺（李氏腺, Liberkuhn crypt ） 小肠液的主要成份：粘液、肠致活酶（小肠腺分泌），寡糖酶、肽酶（小肠上皮细胞的内酶）,第五节 大肠内消化,一、大肠的运动1.袋状往返运动：指环行肌无规律的交替收缩，为短距离的往返运动。意义：使食物残渣与粘液混合，并缓慢向下推进2.蠕动意义：向下推进食物残渣3.集团运动：大肠内快而行程远的蠕动，多始于横结肠，终至降结肠或乙状结肠，运动后易产生便意。早餐后60min内多见，每天常34次。意义：把食物残渣快速推向直肠。,3.排粪：是受意识控制的反射活动。适宜刺激：食物残渣对直肠的扩张刺激主要过程：乙状结肠蠕动、直肠纵行肌收缩、肛门内外括约肌舒张。,反射弧：见右图,二、大肠液的分泌与作用主要成分：粘液、碳酸氢盐(pH8.38.4)。主要作用：适于大肠内大肠杆菌、葡萄球菌等生存。大肠杆菌能够分解纤维素，合成VitB和VitK。其中VitK是机体的主要来源,第六节吸 收,一、消化管各部位吸收功能,1.胃:酒精和少量水分、无机盐。2.大肠:水分和无机盐。,3.小肠：是主要吸收的部位。小肠的吸收条件： 有巨大的吸收面积（有环形皱襞、绒毛、微绒毛等结构),是食物充分消化的部位食物停留的时间长（ 38h ）有丰富的血液循环有适于消化吸收的运动和绒毛运动。,二、吸收的机制（一）被动转运（passive transference ）1.滤过作用（filtration）2.扩散作用（diffusion）简单扩散易化扩散交换扩散:一种离子逆着浓度差主动转运，伴随着另一种离子顺着电化学梯度转运，这种扩散称交换扩散。如H+从细胞向肠腔运出，Na+则从肠腔向细胞内透入( 二)主动转运（active transference）,三、各种物质的吸收（一）水、电解质和维生素的吸收1.水的吸收:靠渗透和滤过方式吸收2.钠的吸收:主要为主动转运吸收部位：空肠占50%，回肠占25%，其余在大肠吸收机制 ：为主动转运方式，载体在上皮细胞基底面。在空肠，与葡萄糖、氨基酸等 吸收相耦联。3.钾的吸收吸收部位：大部分在空肠，小部分在回肠吸收吸收机制：被动吸收。,4.钙的吸收吸收形式：Ca2+吸收机制：以主动转运方式为主。 粘膜上皮游离面有钙结合蛋白参与钙的转运。钙进入细胞后贮存于线粒体中。钙结合蛋白的多少与1,25二羟VitD3血浆水平呈正相关。,5.铁的吸收吸收部位：十二指肠、回肠吸收形式：Fe2+吸收机制：主动转运方式。肠腔中转铁蛋白与Fe2+结合成复合物受体介导方式的入胞作用 复合物解离出Fe2+。