导图社区 生理学006消化和吸收
生理学,本图重点掌握: ①消化道平滑肌的特性:一般功能特性,电生理特性。 ②胃肠功能的调节:消化道的神经支配及其作用,胃肠激素及其作用。 ③胃内消化:胃液的性质、主要成分及其作用,胃液分泌的调节,胃的运动、胃排空及其控制。 ④小肠内消化:胰液及其分泌的调节,胆汁及其分泌和排出的调节,小肠的运动及其调节。 ⑤大肠的功能:排便反射,大肠内细菌的作用。 ⑥吸收:小肠是吸收的主要部位,食物中各主要成分的吸收。
编辑于2023-05-10 20:35:14 广东生理学006消化和吸收
重点掌握
①消化道平滑肌的特性:一般功能特性,电生理特性。
②胃肠功能的调节:消化道的神经支配及其作用,胃肠激素及其作用。
③胃内消化:胃液的性质、主要成分及其作用,胃液分泌的调节,胃的运动、胃排空及其控制。
④小肠内消化:胰液及其分泌的调节,胆汁及其分泌和排出的调节,小肠的运动及其调节。
⑤大肠的功能:排便反射,大肠内细菌的作用。
⑥吸收:小肠是吸收的主要部位,食物中各主要成分的吸收。
一、消化道平滑肌的特性
1.一般功能特性
消化道平滑肌具有肌组织的共同特性,如兴奋性、传导性和收缩性,但这些特性的表现均有其自身的特点。
(1)兴奋性较低,收缩缓慢
消化道平滑肌的兴奋性较骨骼肌低,收缩的潜伏期、收缩期和舒张期所占的时间均比骨骼肌长得多,而且变异较大。
(2)具有自律性
消化道平滑肌在离体后,置于适宜的人工环境内仍能自动进行节律性收缩和舒张,但其节律较慢,远不如心肌规则。
(3)具有紧张性
消化道平滑肌经常保持一种微弱的持续收缩状态,即具有一定的紧张性。
消化道各部分(如胃、肠)之所以能保持一定的形状和位置,与平滑肌具有紧张性这一特性密切相关。
平滑肌的紧张性还能使消化道内经常保持一定的基础压力,有助于消化液向食物中渗透。
平滑肌的各种收缩活动也都是在紧张性的基础上进行的。
(4)富有伸展性
作为中空容纳性器官来说,消化道平滑肌能适应接纳食物的需要进行很大的伸展,以增加其容积。
良好的伸展性具有重要生理意义,能使消化道有可能容纳几倍于原初容积的食物,而消化道内压力却不明显升高。
(5)对不同刺激的敏感性不同
消化道平滑肌对电刺激较不敏感,而对机械牵拉、温度和化学性刺激却特别敏感。
消化道平滑肌的这一特性与它所处的生理环境密切相关,消化道内食物对平滑肌的机械扩张、温度和化学性刺激可促进消化腺分泌及消化道运动,有助于食物的消化。
2.电生理特性
消化道平滑肌的电位变化主要有静息电位、慢波电位和动作电位等三种形式。
(1)静息电位
消化道平滑肌的静息电位较小,通常为-60~-50mV,且不稳定,存在一定波动。
静息电50mV 位主要因K+平衡电位而形成。
(2)慢波电位
消化道平滑肌细胞在静息电位的基础上,自发地产生周期性的轻度去极化和复极化,由于其频率较慢,故称为慢波。
因慢波频率对平滑肌的收缩节律起决定性作用,故又称基本电节律。
①不同部位的慢波频率不同,胃约3次/分,十二指肠约12次/分,回肠末端为8~9次/分。
②慢波波幅为10~15mV,持续时间由数秒至十几秒。
③慢波起源于消化道环形肌和纵行肌之间的Cajal间质细胞。它是胃肠活动的起搏细胞。
④去除胃肠平滑肌的支配神经后慢波依然出现,说明慢波的产生不依赖外来神经的支配,但慢波的幅度和频率可接受自主神经的调节。
消化道平滑肌的电活动
(3)动作电位
当慢波自动去极化达阈电位水平(约-40mV)时,可产生动作电位。
动作电位时程较短,10~20ms,故又称为快波。
消化道平滑肌锋电位去极化过程较慢,持续时间较长,幅度较低,且大小不等。
去极化主要依赖Ca2+内流,复极化由K+外流所致。
平滑肌慢波、动作电位和收缩三者之间是紧密联系的。
收缩主要继动作电位之后产生,而动作电位则在慢波去极化的基础上发生。
因此,慢波被认为是平滑肌收缩的起步电位,是平滑肌收缩节律的控制波,它决定消化道运动的方向、节律和速度。
二、胃肠功能的调节
1.消化道的神经支配及其作用
消化道平滑肌的神经支配包括内在神经系统和外来神经系统。
前者包括肌间神经丛、黏膜下神经丛;后者包括交感神经和副交感神经。
2.胃肠激素及其作用
(1)胃肠激素对消化器官的主要作用
从胃到大肠的黏膜层内散在分布数十种内分泌细胞,由它们分泌的激素统称为胃肠激素。
胃肠激素对消化器官的主要作用有:
①调节消化腺的分泌和消化道的运动
不同的胃肠激素对不同的器官、组织可产生不同的调节作用;
一个激素可调节多个消化器官的功能,而一个消化器官的功能往往接受多种激素的调节。
②营养作用
一些胃肠激素具有促进消化道组织代谢和生长的作用,称为营养作用。
例如,促胃液素可刺激胃泌酸腺区黏膜和十二指肠黏膜DNA、RNA和蛋白质的合成,从而促进其生长。
③调节其他激素的释放
如在消化期,抑胃肽可刺激胰岛素的分泌等。
(2)主要胃肠激素的生理作用
三、胃内消化
1.胃液的性质、主要成分及其作用
(1)胃液的性质
纯净的胃液是无色的酸性液体,pH0.9~1.5,正常成年人每日分泌1.5~2.5L。
(2)胃液的主要成分
主要包括水分、盐酸、胃蛋白酶原、黏液、碳酸氢盐、内因子等。
(3)胃液的作用
2.胃液分泌的调节
(1)消化期的胃液分泌
在消化间期(空腹时),胃液分泌很少,称消化间期胃液分泌。
进食可刺激胃液大量分泌,称为消化期胃液分泌。
根据消化道感受食物刺激的部位,将消化期胃液分泌分为头期、胃期和肠期三个时相,实际上这三个时期几乎是同时开始,相互重叠的。
(2)促进胃酸分泌的主要因素
①迷走神经
迷走神经兴奋后,分泌不同的神经递质发挥不同的生理作用。
A.神经末梢释放乙酰胆碱(ACh)直接作用于壁细胞上的M3受体,促进胃酸分泌。
B.神经末梢释放ACh作用于胃黏膜内的肠嗜铬样(ECL)细胞,引起后者分泌组胺,组胺与壁细胞上的H2受体结合,促进胃酸分泌。
C.神经末梢释放促胃液素释放肽(GRP,又称铃蟾素、蛙皮素),作用于幽门部G细胞,后者分泌促胃液素,刺激壁细胞分泌胃酸。
迷走神经兴奋刺激胃酸分泌示意图
②组胺
由ECL细胞分泌,以旁分泌的方式作用于壁细胞H2受体,引起壁细胞分泌胃酸。
③促胃液素
促胃液素(胃泌素)由胃窦、十二指肠及空肠上段黏膜中的G细胞分泌,其生理作用有:
A.迷走神经兴奋时释放GRP,可刺激G细胞分泌促胃液素,后者可强烈刺激壁细胞分泌胃酸;
B.刺激胃蛋白酶原的分泌;
C.刺激ECL细胞分泌组胺,间接促进壁细胞分泌胃酸;
D.促进消化道黏膜的生长和刺激胃、肠、胰的蛋白质合成,即营养作用;
E.加强胃肠运动和胆囊收缩,促进胰液、胆汁的分泌。
(3)抑制胃液分泌的主要因素
①盐酸
消化期在食物入胃后可刺激HCI分泌,当HC1分泌过多时,可负反馈抑制胃酸分泌。
当胃窦内pH降到1.2~1.5或十二指肠内pH降到2.5以下时,可抑制胃酸分泌。
其机制有:HCI直接抑制胃窦黏膜G细胞释放促胃液素;胃酸刺激小肠黏膜释放促胰液素和球抑胃素,而抑制胃酸分泌。
②脂肪
脂肪及其消化产物进入小肠后,可刺激小肠黏膜分泌多种胃肠激素,如促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽、神经降压素、胰高血糖素等,抑制胃酸分泌。
③高张溶液
消化期当食糜进入十二指肠后,可使肠腔内出现高张溶液。
高张溶液可刺激小肠内的渗透压感受器,通过肠-胃反射来抑制胃酸分泌。
注意:
①刺激组胺分泌的因素-促胃液素、乙酰胆碱。
②抑制组胺分泌的因素-生长抑素。
3.胃的运动、胃排空及其控制
(1)胃的运动
①胃的运动形式
包括容受性舒张、紧张性收缩和蠕动,其中容受性舒张是胃特有的运动形式。
②胃的容受性舒张
由进食动作(如咀嚼、吞咽)和食物对咽、食管等处感受器的刺激反射性地引起胃底和胃体平滑肌的舒张,称为容受性舒张。
A.主要刺激物
食物对咽、食管等处感受器的刺激。
B.反射机制
其传出、传入神经都是迷走神经,故称迷走-迷走反射。在这个反射过程中,迷走传出纤维是抑制性的,其末梢释放的递质为血管活性肠肽(VIP)或NO。
C.生理效应
胃的容受性舒张可使胃容量从空腹时的50ml扩大至1.5L左右,此时胃内压升高不明显,从而使胃能很好地接纳和暂时储存大量食物。
(2)胃排空及其控制
①胃排空
是指食物由胃间断排入十二指肠的过程。
食物入胃后5分钟开始胃排空,排空速度与食物的物理性状和化学组成有关。
液体食物较固体食物排空快,小颗粒食物比大块食物快,等渗液体较非等渗液体快。
三类营养物质中,糖类排空最快,蛋白质次之,脂肪最慢。
混合食物需要4~6小时完全排空。
②胃排空的控制
胃排空的直接动力是胃和十二指肠内的压力差,原动力是胃平滑肌的收缩。
当胃运动加强使胃内压大于十二指肠内压时,便发生一次胃排空。
在食糜进入十二指肠后,受十二指肠内因素的抑制,胃运动减弱而使胃排空暂停。
如此反复,直至食糜全部排入十二指肠,故胃排空是间断进行的。
四、小肠内消化
1.胰液及其分泌的调节
(1)胰液的性质
无色,无臭,偏碱性,为等渗液,其渗透压与血浆相等。
(2)胰液的主要成分
①主要阳离子
有Na+、K+等,与血浆浓度相近,比较恒定。
②主要阴离子
有HCO3-和Cl-。
③有机物
主要由多种消化酶组成,如下表。
蛋白水解酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶,其中胰蛋白酶的含量最多。
无活性的胰蛋白酶原在肠激酶作用下激活为有活性的胰蛋白酶,经正反馈再激活胰蛋白酶原。
已活化的胰蛋白酶可以激活糜蛋白酶原、羧基肽酶原、核糖核酸酶原(RNA酶原)、脱氧核糖核酸酶原(DNA酶原)。
胰液含有消化三种营养物质的消化酶,是所有消化液中消化力最强、消化功能最全面的消化液。
当胰液分泌障碍时,即使其他消化腺分泌正常,食物中的脂肪和蛋白质仍然不能完全被消化和吸收,常引起脂肪泻,但对糖的消化和吸收影响不大。
(3)胰液的生理作用
①胰液有很强的消化能力;
②HCO3-中和进入十二指肠的胃酸,保护肠黏膜免受强酸的侵蚀;
③HCO3-造成的弱碱环境可为小肠内多种消化酶提供最适宜的pH环境。
(4)胰液分泌的调节
胰腺分泌受神经、体液因素的双重调节,以体液调节为主。
①神经调节
食物的感官性状和对所经消化道的刺激,可分别通过条件反射和非条件反射引起胰液分泌。
反射的传出神经主要是迷走神经,可直接作用于胰腺引起胰液分泌,也可通过增强促胃液素的分泌间接促进胰液分泌。
②体液调节
主要受促胰液素、缩胆囊素的调节。
刺激小肠黏膜分泌促胰液素最强的因素是盐酸,其次为蛋白质分解产物和脂酸钠,糖类几乎不起作用。
迷走神经不能引起促胰液素释放。
此外,参与调节胰液分泌的体液因素还有促胃液素、血管活性肠肽等,其作用与缩胆囊素、促胰液素相似。
注意:
①迷走神经、CCK作用部位是腺泡细胞,主要分泌胰酶,故胰液特点为量少酶多。
②促胰液素作用部位是导管细胞,主要分泌水分和碳酸氢盐,故胰液特点为量多酶少。
③可采用形象记忆法记忆:
“缩胆囊素”含“胆囊”,胆囊的形状似“灯泡”,因此作用部位为“腺泡”。
“促胰液素”中的“液”或“胰泌素”中的“泌”都含“三点水”,因此分泌的胰液含“水”多,而水又是流经“导管”的,因此作用部位就是“导管”细胞。
2.胆汁及其分泌和排出的调节
肝细胞能持续分泌胆汁。
在非消化期,肝脏分泌的胆汁主要储存于胆囊内。
进食后,食物及消化液可刺激胆囊收缩,将储存于胆囊内的胆汁排入十二指肠。
直接从肝细胞分泌的胆汁,称为肝胆汁。
储存在胆囊内并由胆囊排出的胆汁,称为胆囊胆汁。
(1)胆汁的性质
胆汁是由一种有色、味苦、较稠的液体。肝胆汁呈金黄色,透明清亮,呈弱碱性(pH7.4)。
胆囊胆汁因被浓缩而颜色加深,为深棕色,因HCO3-在胆囊中被吸收而呈弱酸性(pH6.8)。
(2)胆汁的成分
胆汁中含有水分(占97%)、无机物(Na+、K+、Ca2+、HCO3-)、有机物(胆盐、胆色素、胆固醇、卵磷脂)。
胆汁是唯一不含消化酶的消化液。
胆盐是胆汁中最重要的成分,主要作用是促进脂肪的消化和吸收。
胆色素是血红素的分解产物,是决定胆汁颜色的主要成分。
胆固醇是肝脏脂肪代谢的产物。
(3)胆汁的生理功能
胆汁的主要作用是促进脂肪的消化和吸收。
①促进脂肪的消化
胆汁中的胆盐、卵磷脂、胆固醇均可作为乳化剂,降低脂肪的表面张力,使脂肪乳化成微滴分散在水性的肠液中,因而可增加胰脂肪酶的作用面积,促进脂肪的分解消化。
②促进脂肪和脂溶性维生素的吸收
肠腔中的脂肪分解产物,如脂肪酸、一酰甘油等均可掺入由胆盐聚合成的微胶粒中,形成水溶性的混合微胶粒。
混合微胶粒则很容易穿过静水层而到达肠黏膜表面,从而促进脂肪分解产物的吸收。
胆汁的这一作用,也有助于脂溶性维生素A、D、E、K的吸收。
③中和胃酸
肝胆汁呈弱碱性,排入十二指肠后,可中和一部分胃酸。
胆囊胆汁不能中和胃酸。
④促进胆汁自身分泌
通过肠-肝循环重吸收的胆盐,可刺激肝细胞合成和分泌胆汁。
注意:
①胆汁最重要的成分是胆盐,有利胆作用的主要成分是胆盐,促进脂肪消化吸收最重要的成分是胆盐。
②食物是引起胆汁分泌和排出的自然刺激物,其中以高蛋白食物刺激作用最强。
(4)胆汁分泌和排出的调节
食物是引起胆汁分泌和排出的自然刺激物,按其刺激作用的强弱依次为高蛋白食物>高脂肪和混合性食物>糖类食物。胆汁的分泌和排出受神经、体液因素的调节,但以体液调节为主。
①神经调节
进食动作、食物对胃小肠黏膜的刺激均可通过迷走神经反射引起肝胆汁分泌及胆囊收缩。
②体液调节
有多种体液因素参与调节胆汁的分泌和排出。
3.小肠的运动及其调节
(1)小肠的运动
小肠有紧张性收缩、分节运动、蠕动等运动形式。
分节运动是一种小肠特有的以节段性肠壁环行肌交替舒缩为主的节律性活动。
分节运动在空腹时几乎不存在,进食后逐渐增强。
小肠各段分节运动的频率是不同的,上部频率较高,下部较低。
分节运动的生理意义在于:
①使食糜与消化液充分混合,有利于化学性消化;
②增加食糜与小肠黏膜的接触,并不断挤压肠壁以促进血液和淋巴回流,有助于吸收;
③分节运动本身对食糜的推进作用很小,但分节运动存在由上至下的频率梯度,这种梯度对食糜有一定的推进作用。
(2)小肠运动的调节
小肠运动主要受肌间神经丛的调节。
①神经调节
副交感神经兴奋时肠壁紧张性增高,肠蠕动加强。交感神经的作用与此相反。
②体液调节
促胃液素、P物质、脑啡肽、5-羟色胺等可促进小肠的运动,促胰液素、生长抑素、肾上腺素等可抑制小肠运动。
五、大肠的功能
1.排便反射
正常人直肠内通常没有粪便。
当肠蠕动将粪便推入直肠时,可扩张刺激直肠壁内的感受器,冲动沿盆神经和腹下神经传至腰、骶段脊髓的初级排便中枢,同时上传到大脑皮层引起便意。
若条件许可,即可发生排便反射。
这时冲动由盆神经传出,使降结肠、乙状结肠、直肠收缩,肛门内括约肌舒张。
同时阴部神经的传出冲动减少,使肛门外括约肌舒张,于是粪便被排出体外。
在排便过程中,支配腹肌、膈肌的神经也兴奋,因而腹肌和膈肌收缩,腹内压增加,有助于粪便的排出。
2.大肠内细菌的作用
大肠内有大量细菌,主要是大肠杆菌、葡萄球菌等,主要来自食物和空气。
粪便中死的和活的细菌约占粪便固体重量的20%~30%。
这些细菌通常不致病。
细菌菌体内含有能分解食物残渣的酶。
细菌对糖和脂肪的分解称为发酵,能产生乳酸、乙酸、CO2、甲烷、脂肪酸、甘油、胆碱等。
细菌对蛋白质的分解称为腐败,能产生胨、氨基酸、氨、硫化氢、组胺、吲哚等。
大肠内的细菌可以合成维生素B复合物和维生素K,这些维生素可被人体吸收利用。
六、吸收
1.小肠是吸收的主要部位
食物在口腔和食管内一般不被吸收。
食物在胃内的吸收也很少,胃能吸收乙醇和少量水。
小肠是吸收的主要部位,糖类、蛋白质和脂肪的消化产物大部分在十二指肠和空肠被吸收,回肠具有其独特的功能,即能主动吸收胆盐和维生素B12。
大肠主要吸收水分和无机盐。
(1)小肠有利于吸收的条件
①吸收面积大
正常成人小肠长4~5m,其黏膜具有许多环状皱褶,皱褶上有大量绒毛,在绒毛的每个柱状上皮细胞顶端又有1700条左右微绒毛。
这样的结构可使小肠黏膜的总面积增加600倍,达到200~250m2,几乎是成人体表面积的130倍。
②小肠绒毛节律性伸缩和摆动
可促进绒毛内毛细血管网、中央乳糜管内的血液和淋巴向静脉与淋巴管流动,有利于吸收。
③营养物质已被消化
营养物质在小肠内已被消化为结构简单的可吸收物质。
④停留时间较长
食物在小肠内停留时间较长,一般为3~8小时,有利于吸收。
(2)小肠吸收的途径
小肠内水、电解质和食物水解产物的吸收,主要经跨细胞和细胞旁两种途径跨越肠上皮层进入细胞外间隙,然后再进入血液和淋巴。
①跨细胞途径
即通过绒毛柱状上皮细胞的腔面膜进入细胞,再通过细胞基底侧膜进入血液或淋巴。
②细胞旁途径
即通过相邻上皮细胞之间的紧密连接进入细胞间隙,然后转入血液或淋巴。
小肠黏膜吸收水和小的溶质的途径
3.食物中各主要成分的吸收
(1)水的吸收
水的吸收都是跟随溶质分子的吸收而被动吸收的,NaCl主动吸收所产生的渗透压梯度是水吸收的主要动力。
在十二指肠和空肠上部,水从肠腔进入血液和水从血液进入肠腔的量都很大,因此肠腔内液体的减少并不明显。
在回肠,离开肠腔的液体比进入的多,因而肠内容物大为减少。
(2)钠的吸收
成人每日摄入5~8g钠,每日分泌入消化液中的钠为20~30g,而每日吸收的钠为25~35g,表明肠内容物中97%~99%的钠被重吸收回血液。
小肠黏膜对钠的吸收属于主动转运过程。
(3)铁的吸收
成人每日吸收铁约1mg,约占每日膳食中含铁量的1/10。
铁的吸收与人体对铁的需要量有关。体内铁过多时,其吸收量较少。
孕妇、儿童、急性失血者对铁的吸收量增加,比正常人高2~5倍。
铁在酸性环境中易溶解而便于被吸收,胃大部切除病人因胃酸分泌不足易发生缺铁性贫血。
食物中的铁绝大部分为高铁(Fe3+),不易被吸收,维生素C能将Fe3+还原成Fe2+,因而可促进铁的吸收。
Fe2+的吸收速度要比Fe3+快2~15倍。
铁主要在小肠上部被吸收,是一个主动过程。
(4)钙的吸收
小肠黏膜对Ca2+的吸收通过跨上皮细胞和细胞旁途径两种方式进行,以后者为主,其主要吸收部位为空肠和回肠。
儿童和哺乳期妇女对Ca2+的需要量增大而吸收增多。
钙三醇是促进小肠吸收Ca2++最重要的调节因素。
钙盐仅在溶解状态,且在不被其他物质沉淀的情况下,才能被吸收。
肠内一定的酸度、脂肪等可促进 Ca2+的吸收;
食物中的磷酸可与Ca2+形成不溶性化合物,妨碍Ca2+的吸收。
(5)糖的吸收
食物中的糖类一般需分解为单糖后才能被小肠上皮细胞吸收。
各种单糖的吸收速率差别很大。
己糖的吸收很快,但戊糖则很慢。
在己糖中,以半乳糖和葡萄糖的吸收最快,果糖次之,甘露糖最慢。
(6)蛋白质的吸收
食物中的蛋白质必须在肠道中分解为氨基酸和寡肽后才能被吸收。
寡肽在上皮细胞内进一步被寡肽酶分解为氨基酸。
氨基酸的吸收途径是血液,其吸收机制属于与Na+同向转运的继发性主动转运,不同种类的氨基酸由不同的转运体转运,具有较高的选择性。
(7)脂肪的吸收
在小肠内,脂类的消化产物脂肪酸、一酰甘油、胆固醇与胆汁中的胆盐结合形成水溶性的混合微胶粒。
由于胆盐的双嗜特性,它能携带脂肪消化产物通过覆盖于小肠黏膜细胞表面的不流动水层到达上皮细胞表面。
一酰甘油、脂肪酸、胆固醇等从混合微胶粒释出,透过上皮细胞质膜而进入细胞。
①长链脂肪酸
含12C以上的长链脂肪酸及一酰甘油,进入小肠上皮细胞后,在内质网中重新合成为三酰甘油,并与载脂蛋白合成乳糜微粒。
再以出胞的方式进入组织间液,然后扩散入淋巴管中。
②中短链脂肪酸
含12C以下的中短链三酰甘油水解产生的脂肪酸和一酰甘油是水溶性的,可直接进入血液而不入淋巴管。
膳食中含有很多15C以上的长链脂肪酸,其脂肪的吸收途径以淋巴为主。
(8)维生素的吸收
①大多数水溶性维生素(如维生素B1、B2、B6、PP)是通过依赖于Na+的同向转运体被吸收的,但维生素B12的吸收较特殊,是与内因子结合成复合物后,再到回肠而被主动吸收的。
②脂溶性维生素A、D、E、K的吸收与脂类消化产物相同。
注意:
维生素B12、胆盐在回肠被吸收-记忆为“12号回单位”,即12-回(回肠)-单(胆-胆盐)一位(维)。
生理学 006 消化和吸收