(医实医检生理)消化和吸收

1、( (医实医检生理医实医检生理) )消化和消化和吸收吸收2IntroductionGeneralGI functionsNeuronalHormonal Digestion MechanicalChemicalAbsorptionGI homeostasisClinical relevance3消化系统组成： 消化道: (8-10m) 消化腺: figurefigureIntroduction II4消化道的功能v 功能 对食物消化、吸收为新陈代谢提供物质和能量消化：食物在消化道内被分解为可吸收的小分子物质的过程。 机械消化: 肌肉收缩：磨碎、混合 化学消化: 消化酶：物质分解吸收：经过消化道

2、分解后的营养物质，通过消化道粘膜上皮细胞进入血液或淋巴循环的过程。 物质 血液、淋巴 消化道粘膜上皮figure5胃肠道血液循环的特点 胃肠道是机体最大的储血器官 动脉弓的网络状结构 消化道的局部运动状况和各种局部代谢产物是调节血流的主要因素消化系统功能的调节6神经体液激素7消化系统的神经支配消化系统的神经支配 内在神经系统内在神经系统 (Intrinxic Enteric Nervous System) 接触性机械刺激，化学刺激和消化道管壁接触性机械刺激，化学刺激和消化道管壁扩张扩张 Enteric Neurons: 8-10亿，近似于整个脊髓亿，近似于整个脊髓的神经元数量；的神经元数量；

3、含有多种化学递质和调质含有多种化学递质和调质 (5-HT, Substance P,VIP, CGRP)； 相对独立，可不通过中枢神经独立调节胃相对独立，可不通过中枢神经独立调节胃肠运动，分泌，肠运动，分泌，肠脑肠脑Brain in the Gut, third brainEnteric glia (Hirschsprungs disease) 自主神经的调节自主神经的调节 Extrinxic Nervous System) sympathetic N椎前椎前N节中换节中换N元元NE(抑制抑制性性)(血循环血循环 parasympathetic N (vagus和盆和盆N)胃肠壁内胃肠壁内N元

4、元 ACh (兴奋性兴奋性 peptidergic N: 肽能神经肽能神经运动分泌运动分泌8消化道内壁内神经丛及其植物神经的关系消化道内壁内神经丛及其植物神经的关系Myenteric plexusLongitudinal muscleDorsal motor nucleus ofthe vagus in medulla oblongataPrevertebralganglionExtrinsic reflexIntrinsic reflexLocalreflexShortreflexLongreflexMechanoreceptorCircular muscle10 消化道的内分泌功能消化道的

5、内分泌功能胃胃肠激素肠激素分布: 胃肠粘膜中，共数十种内分泌细胞，50多种胃肠激素，也是体内最大的内分泌器官 。2. 内分泌细胞形态特征: 大局部锥形，顶上有微绒毛伸入腔内开放型细胞：感受局部食物成分和pH而分泌。少数无微绒毛伸入腔内闭合型细胞：由局部内环境变化引起分泌。胃底和胃体的胃泌酸区和胰腺内的内分泌细胞figure#11激素名称激素名称细胞命名细胞命名氨基酸数目氨基酸数目主要分布部位主要分布部位胃泌素G17胃窦胃窦, 小肠上部小肠上部胆囊收缩素I33小肠上部小肠上部促胰液素S27小肠上部小肠上部血管活性肠肽D28全部胃肠和胰全部胃肠和胰生长抑素D28胃、小肠上部胃、小肠上部胰高血糖素A

6、29胰，胃底、胃体胰，胃底、胃体胃肠胰内分泌细胞的命名及分布胃肠胰内分泌细胞的命名及分布12 转运方式： 内分泌：经血运到靶细胞。如促胃液素，抑胃肽，促胰液素 1977年 R.C.L.吉尔曼 A.V.沙里美国人 发现下丘脑激素 R.S.雅洛美国人 开发放射免疫分析法 旁分泌：经细胞外液弥散至邻近的靶细胞，如生长抑素 外分泌：外分泌腺 神经分泌：胃肠道肽能神经 ，如血管活性肽 管腔分泌：沿细胞与细胞之间的缝隙扩散入胃肠腔内发挥作用 自分泌：分泌后作用于自身figure13 主要作用： -调节消化器官运动、分泌和吸收.也调节其他器官活动。 调节其他激素的释放 e.g.抑胃肽GIP + 胰岛素 -

7、营养作用 e.g.胃泌素、胆囊收缩素可促进生长。 -胃肠道的免疫系统 =全身免疫细胞。对抗食物抗原和病原微生物。 figure#14returnHormoneLocationReleasing agents EffectsGastrinAntrumUpper small intestineProtein digestion productsvagal stimuliGastric acid secretionGastric motilityTrophic to mucosaSecretinUpper small intestineAcidfatty acid,protein digestion

8、 productsPancreatic juice(H2O and electrolytes)Bile flowGastrinCCKUpper small intestineFatAmino acidsPancreatic enzymeGallbladder contractionStimulus and response of gut hormones15消化道能分泌多种胃肠激素 G细胞分泌的促胃泌素Gastrin 主要位于胃窦的粘膜中 刺激胃酸分泌 营养作用-促进胃肠道粘膜生长 刺激胃窦部运动，调节胰岛素释放 调节因素：幽门窦和小肠上段PH增加；乙醇及相应氨基酸的化学性刺激；胃内压增高的物

9、理性刺激；神经性刺激 16消化道能分泌多种胃肠激素 S细胞分泌的促胰液素Secretin S细胞主要位于十二指肠粘膜 促进胃肠道消化腺，胰腺，肝胆管的水和电解质分泌， 促胰液分泌，抑制胃酸分泌，抑制胃的运动 盐酸是促进促胰液素释放的最强的刺激因素17消化道能分泌多种胃肠激素 I细胞分泌的缩胆素CCK 分布：I细胞主要位于十二指肠和空肠粘膜，脑内大量分布于皮层额叶及梨状区，尾核，下丘脑，丘脑，海马等区域； 促胰液分泌，增强胰腺分泌碳酸氢盐和胃的排空； 刺激胆囊收缩，Oddi括约肌松弛； 兴奋胆汁的分泌和对小肠，结肠运动进行调节； 中枢内作为饱感因子调节摄食； 分泌调节因素：蛋白质消化产物和脂肪，

10、迷走神经兴奋18消化道能分泌多种胃肠激素 D 细胞分泌的生长抑素Somatostatin 主要位于胰腺和胃肠粘膜；也位于中枢和外周神经系 抑制各种胃肠激素的释放 抑制胃和胆道的运动 进食后血浆水平轻微升高，高脂，高蛋白饮食刺激其水平持续升高。19几种胃肠激素对消化器官的作用20许多胃肠道的肽类激素也存在于脑内-脑肠肽 胃肠道和中枢的双重分布 20多种：促胃泌素，CCK，血管活性肠肽，生长素Ghrelin等Novel GI hormones21NesfatinGhrelinGhrelin的功能 Ghrelin是1999年被发现的第一个生长激素促分泌素受体(GHS-R)的内源性配体,由28个氨基酸

11、组成,第三位丝氨酸残基上有辛酰化基团。 Ghrelin主要由胃的X/A样细胞合成, 在中枢神经系统、肠、肾、心脏、胎盘、性腺均有分泌。其受体广泛分布于多种组织,并存在不同的亚型。Regulatory Peptides 126 (2005) 11 19Ghrelin and its effectDigestion Mechanical Chemical25消化道平滑肌的特性消化道平滑肌的特性(Characteristics of gut smooth muscle)兴奋性：低于 骨骼肌节律性：良好的自律运动，慢,规那么 - 40 mV, 1-10次次/s。 电生理特性：三种形式27动作电位特点：

12、(1) Ca2+ : 主要是Ca2+ 大量进入细胞 去极化而神经纤维是Na+通道(2) Ca2+通道开和关缓慢，动作电位时长。(3) 在慢波电位(- 40mV)根底上动作电位平滑肌收缩 每个慢波电位上叠加的峰电位多，平滑肌收缩力大.figureRemoval of Na+ does not block SM action potential, suggesting that Na+ is not required?Expression of NaV1.5 In the presence of TTX(to block neuronal Na+ channels), the specific N

13、a+ channel blocker QX314 hyperpolarized smooth muscle membrane potential, decreased the frequency of the slow wave, and slowed the rate of rise of the slow wave.Shear stress gated Na+ channel (SCN5A )28 消化腺的分泌功能消化腺的分泌功能 属外分泌腺通过导管入消化管腔：有唾液腺、胃腺、肝、胰、肠腺。消化液: 68L/天 主要成分：水、有机物酶和粘液、各种电解质。 消化液的作用: 水解食物，便于吸收

14、 稀释食物 = 血浆渗透压 使消化腔内pH 适应消化酶活性 分泌粘液、抗体和液体：防止消化道粘膜物理、化学损伤化学消化29食物的消化 食物的水解是消化的根本过程 食物中淀粉的消化在口腔中开始，在小肠上段完成唾液淀粉酶，胰液淀粉酶，小肠上皮细胞中有四种酶 蛋白质的消化在胃腔内开始，由小肠的上皮细胞最后完成 胃蛋白酶-10-20%蛋白质被转化为朊间质，蛋白胨，少量多肽 胰蛋白酶，糜蛋白酶-大多消化为二肽，三肽或多肽 小肠上皮细胞内的多种肽酶-单个氨基酸 脂肪在小肠内被消化 胰脂肪酶，铺脂酶，胆固醇酯酶，胆盐的乳化，利于被脂肪酶水解30第二节第二节 口腔内消化口腔内消化 开始消化，食物停留时间开始消

15、化，食物停留时间5-20秒。咀嚼，湿润，便于吞咽。秒。咀嚼，湿润，便于吞咽。 1.咀嚼：肌顺序收缩的复杂反射动作。咀嚼：肌顺序收缩的复杂反射动作。 2.吞咽：复杂反射，食团从口腔进入胃。吞咽：复杂反射，食团从口腔进入胃。 3.唾液分泌调节。唾液分泌调节。 唾液腺唾液腺: 1)唾液的作用唾液的作用湿润、溶解食物，引起味觉。湿润、溶解食物，引起味觉。清洁、保护口腔清洁、保护口腔(溶菌酶，免疫球蛋白。溶菌酶，免疫球蛋白。唾液淀粉酶：淀粉唾液淀粉酶：淀粉 麦芽糖麦芽糖 2) 调节唾液分泌调节唾液分泌完全是神经反射：非条件和条件性反射望梅止渴。完全是神经反射：非条件和条件性反射望梅止渴。刺激：口腔内机械

16、、化学、温度。刺激：口腔内机械、化学、温度。初级中枢：延髓；高级中枢：下丘脑和大脑皮层初级中枢：延髓；高级中枢：下丘脑和大脑皮层以以 副交感神经反射为主。副交感神经反射为主。 腮腺下颌腺舌下腺saliva低渗液水：占99%有机物：粘蛋白等无机物：Na+, K+, Cl-, Ca2+31咀咀 嚼嚼 咀嚼是由咀嚼肌按一定顺序进行的一种随意运动，其作用：1.切断磨碎食物2.食物与唾液混合形成食团3.食物与唾液淀粉酶充分接触而引起化学性消化作用4.反射性引起胃，胰，肝，胆囊的运动加强。32吞吞 咽咽 吞咽是由一连串反射引起的复杂的连续的过程口腔期-咽期-食管期 正常情况下，胃内的食糜或其他内容物为何不

17、会向食管发生反流？ -食道下括约肌33第三节第三节 胃胃内消化内消化 最膨大局部。1-2升/成人, 功能:暂时儲存食物。 化学性胃液分泌和机械性消化胃壁肌肉运动-胃排空。 胃结构: 贲门, 胃底，胃体、胃窦、幽门。 胃粘膜有三种管状 外分泌腺: 贲门腺、泌酸腺、幽门腺。此外，还有内分泌细胞:至少6种。 外分泌腺的细胞种类: 贲门腺和幽门腺主要分泌碱性粘液。 粘液细胞- 粘液 泌酸腺 壁细胞-HCl 和内因子 主细胞-胃蛋白酶原Figure 11figureFigure 234无色，酸性，天。无色，酸性，天。有机物：粘蛋白和消化酶等，无机物：有机物：粘蛋白和消化酶等，无机物：NaCl, KCl,

18、 HCl1. 盐酸盐酸 (HCl)，胃酸，胃酸: 英国英国William Prout1824年发现年发现 泌酸腺的壁细胞分泌。泌酸腺的壁细胞分泌。分泌率分泌率: 与壁细胞数目有关。与壁细胞数目有关。根底量：根底量： 0.55 mmol/h, 最大量：最大量：2025mmol/h.机制：壁细胞上的机制：壁细胞上的H+泵泵(H+、 K+-ATP酶酶)，主动转运，主动转运H+至小管腔内。至小管腔内。 H+血管血管3,000,000倍。倍。作用：作用：激活胃蛋白酶原激活胃蛋白酶原 胃蛋白酶胃蛋白酶, 为胃蛋白酶活性提供环境。为胃蛋白酶活性提供环境。进入十二指肠引起促胰液素释放，促进胰、胆、小肠分泌进入

19、十二指肠引起促胰液素释放，促进胰、胆、小肠分泌杀菌杀菌促进钙和铁在小肠内吸收促进钙和铁在小肠内吸收一、胃液的分泌一胃液成分和作用一胃液成分和作用:HCl35壁细胞壁细胞36 2. 胃蛋白酶原 主细胞 分泌 胃蛋白酶原 HCl 胃蛋白酶， 最适pH是2.0.pH6.0, 酶变性。 胃蛋白酶水解蛋白质为眎、胨、 多肽、氨基酸。 1836年，索多施旺Theodor Schwann在对消化过程进行的研究中，发现了一种能够参与消化作用的物质，并将其命名为胃蛋白酶。 胃蛋白酶也是第一个从动物身上获得的酶。 1833, William Beaumont (USA): Beaumonts Experiment

20、s and Observations on the Gastric Juice and the Physiology of Digestion (studies on Alexis St. Martin who survive a gun shot and developed a fistula in his stomach in 1822) first person to observe human digestion To discover the acid and pepsin in the human stomach To uncover the gut-brain interacti

21、on To find the human temperature to be 37C#37Mackinac Island383. 粘液和碳酸氢盐由外表上皮细胞和三种腺体的粘液细胞分泌，主要成分是糖蛋白。形成500 m凝胶层,粘稠度水30-260倍, H+扩散慢。 粘液-碳酸氢盐屏障: HCO3- 中和 H+。粘膜层中pH梯度：胃腔侧):pH 7.0上皮细胞侧作用：阻止H+的逆向弥散，保护胃粘膜受H+ 侵蚀。 粘膜外表中性使胃蛋白酶丧失分解蛋白质的作用。 4. 内因子从壁细胞分泌，糖蛋白。 内因子+VitB12 复合物；保护VitB12不在小肠破坏。 如粘膜受损，内因子 VitB12 ：影响红细

22、胞生成，造成巨幼红细胞贫血。figure#391.刺激胃酸分泌的因素 乙酰胆碱ACh直接:迷走神经释放乙酰胆碱促进盐酸分泌 胃泌素Gastrin胃窦和十二指肠的 G 细胞 分泌的多肽。 通过血液循环作用于壁细胞HCl 机械扩张胃窦部，蛋白质的消化产物，迷走神经兴奋刺激胃泌素分泌刺激胃酸分泌， 营养作用-促进胃肠道粘膜生长， 刺激胃窦部运动，调节胰岛素释放 组织胺Histamine由胃泌酸区的嗜铬样细胞释放以 旁分泌 形式调节。作用于壁细胞 (H2 受体), 甲氰咪胍可抑制HCl分泌。*二胃液分泌的调节二胃液分泌的调节#402.盐酸对胃酸分泌的反响性调节盐酸对胃酸分泌的反响性调节胃窦内胃窦内PH

23、降至，降至， 或十二指肠内的或十二指肠内的PH降降 到以下到以下时抑制胃酸分泌；时抑制胃酸分泌； HCl *是负反响调节。是负反响调节。胃窦HCl(pH1.21.5)G细胞胃泌素HClD细胞生长抑素十二指肠pH固体 小颗粒大块食物 糖蛋白质脂肪 胃内因素促进排空 胃内食物胃扩张的机械刺激 N 胃运动扩张 扩张刺激、食物化学成分蛋白质) * 胃的排空及控制胃的排空及控制胃泌素 #胃排空HCl 运动幽门舒张迷走神经, 壁内神经48小肠内因素抑制排空食物进入十二指肠后肠-胃反射：肠抑胃素 肠-胃反射迷走神经, 壁内神经)胃排空HClpH 3.5-4), 脂肪, 扩张等刺激肠壁HCl, 脂肪等刺激肠粘

24、膜释放多种激素(促胰液素、抑胃肽等抑制胃的分泌和运动, 延缓胃排空#胃运动、幽门收缩49是消化过程中最重要的阶段：根本完成消化(食物停留3-8h) 胰液：化学消化 胆汁： 化学消化 小肠液：化学消化 小肠运动 营养物质的吸收第四节 小肠内消化Digestion in Small Intestine)50(一) 胰液分泌胰腺内分泌胰岛： 胰岛素外分泌腺泡细胞：胰酶 小导管壁上皮细胞: HCO3-胰液成分和功能：最重要消化液，特别对脂肪和蛋白质1-2L/日/人，水、无机盐 (HCO3-, Na+) 作用:中和HCl, 为酶提供最适pH.消化酶:胰淀粉酶：水解淀粉为糊精，麦芽糖，麦芽寡糖胰脂肪酶：分

25、解甘油三酯为脂肪酸，甘油一酯和甘油，辅脂酶胰蛋白酶原和糜蛋白酶原： 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 蛋白质 多肽？为什么蛋白质水解酶不消化胰腺本身 a.酶原形式 b. 胰蛋白酶抑制物 碱性(pH: 7.8-8.4)肠致活酶figure51 神经调节： 视, 气味 味, 咀嚼 吞咽 胃和肠刺激*特点：酶含量丰富，水 和 HCO3-少 中枢胰腺泡细胞消化酶G细胞胃泌素 迷走神经迷走神经*(二胰液分泌的调节 体液调节神经调节 的双重调节。 #52小肠HCl氨基酸, 脂肪酸小肠氨基酸 脂肪酸, HCl, 脂肪小肠粘膜促胰液素小肠粘膜CCK血浆促胰液素 血浆 CCK 胰导管上皮细胞胰腺腺泡细胞HCO3- , 水胰

26、液消化酶 胆囊收缩、排出胆汁小肠胰液量 中和小肠HCl小肠消化 脂肪 、蛋白质 体液调节：促胰液素，胆囊收缩素(CCK,促胰酶素)*促胰液素 和 CCK之间具有协同作用， 体液和 神经调节之间有相互加强作用#-胰腺腺泡细胞分泌Stimulus-secretion coupling53StimulusN: AchH: CCKReceptorsMuscarinicCCKASignalingGaq/G11Ca2+KinasesEffectorsCytoskeletonExocytosis54胆汁的分泌肝细胞产生 肝管流出 胆囊 储存 十二指肠 0.8-1 L/天, 成分:胆盐，参与消化和吸收的主要成分。 胆固醇卵磷脂胆汁酸，但没有消化酶水，电解质 (Na+, K+)作用：对脂肪的消化和吸收具有重要意义。脂肪乳化作用:减少脂肪外表张力增加脂肪酶的作用面积.形成水溶性复合物混合微胶粒：运载脂肪，利于小肠吸收脂肪的消化产物促进脂溶性维生素 A, D, E, K的吸收 经胆总管 十二指肠，55胆汁分泌的调节 神经调节 作用较小，以迷走为主 体液调节 缩胆囊素CCK-胆囊收缩，Oddi括约肌舒张 促胰液素-刺激胆管分泌胆