消化系统

消化系统的基本功能是消化食物和吸收营养物质还能排泄某些代谢产物。食物的消化有两种方式，一是机械性消化，二是化学性消化。

消化与吸收

• 概述
  • 消化道平滑肌的特性
    • 一般生理特性
      • 兴奋性较低，收缩缓慢
      • 具有自律性
      • 具有紧张性
        • 使消化道各部分保持一定的形状和位置
        • 使消化道内保持一定的基础压力
      • 富有伸展性
        • 使消化道平滑肌能适应接纳食物的需要，增加容积
      • 对不同刺激的敏感性不同
        • 对电刺激不敏感
        • 对机械牵拉、温度和化学性刺激敏感，有助于食物消化
    • 电生理特性
      • 静息电位
        • 小，不稳定，存在波动
        • 主要由K平衡电位产生，Na、Cl、Ca和生电性钠泵等也参与
        • 消化道静息电位绝对值略小于骨骼肌和神经细胞静息电位
      • 慢波电位
        • 在静息电位的基础上，自发地产生周期性轻度去极化和复极化
        • 慢波频率对平滑肌的收缩节律起决定作用，故又称为基本电节律
        • 慢波起源于Cajal间质细胞（ICC），与钙波有关
        • 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
        • 达到或超过机械阈时，平滑肌细胞可以小幅度收缩 达到或超过电阈时会引发动作电位
      • 动作电位
        • 锋电位上升较慢，持续时间较长
        • 去极化主要依赖Ca内流
        • 复极化由K外流所致
        • 峰电位幅度较低，且大小不等
      • 收缩在动作电位之后产生，动作电位在慢波去极化基础上产生。慢波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
  • 消化腺的分泌功能
    • 消化液总量
      • 6-8L
    • 消化液主要功能
      • 稀释食物，使胃肠内容物与血浆渗透压接近，以利于各种物质的吸收
      • 提供适宜的pH环境，以适应消化酶活性的需要
      • 由多种消化酶水解食物中的大分子营养物质，使之便于吸收
      • 黏液、抗体和大量液体能保护消化道黏膜，以防物理性和化学性损伤
  • 消化道的神经支配及其作用
    • 外来神经
      • 副交感神经
        • 迷走神经和盆神经
          • →消化道的壁内神经元
            • →Ach→腺细胞、上皮细胞、平滑肌细胞→胃肠运动，消化腺的分泌
            • →VIP，P物质，脑啡肽，生长抑素，NO→胃容受性舒张，机械刺激引起小肠充血
      • 交感神经
        • 第5胸段至第2腰段脊髓侧角
          • →腹腔神经节和肠系膜神经节
            • →胃、小肠、大肠→抑制胃肠运动和分泌
    • 内在神经丛
      • 壁内神经丛 （肠神经系统）
        • 黏膜下神经丛
        • 肌间神经丛
    • 外来神经对内在神经丛具有调节作用 内在神经丛可无中枢
  • 消化系统的内分泌功能
    • 消化道是体内最大也是最复杂的内分泌器官
    • 内分泌细胞
      • 开放型细胞
        • 多，锥形，顶端有微绒毛突起伸入胃肠腔内，直接感受胃肠腔内食物成分和pH刺激，触发细胞的分泌活动
      • 闭合型细胞
        • 少，主要分布在胃底和胃体的泌酸区和胰腺，无微绒毛，它们的分泌受神经和周围体液环境变化的调节
    • 胃肠激素
      • 调节消化腺分泌和消化道运动
        • 主要作用
      • 调节其他激素的释放
      • 营养作用
        • 促进消化系统组织的生长
    • 脑-肠肽
• 口腔内消化和吞咽
  • 唾液的分泌
    • 三对大唾液腺
      • 腮腺，颌下腺，舌下腺
    • 性质和成分及作用
      • 几乎无分解蛋白质的酶 婴幼儿唾液中含舌脂酶
      • 无色无味，近于中性（pH6.6-7.1），低渗
      • 水（99％）
        • 湿润和溶解食物，使之便于吞咽，有助于引起味觉
      • 有机物
        • 免疫球蛋白
        • 溶菌酶
        • 清除口腔食物残渣，稀释和中和有毒物质
        • 唾液淀粉酶
          • 水解淀粉为麦芽糖
        • 黏蛋白，氨基酸，尿素，尿酸等
      • 无机物
        • Na，K，Ca，Cl，SCN等
      • 气体
        • O2，N2，NH3，CO2
      • 某些进入体内的重金属和狂犬病毒经唾液腺分泌出现在唾液
        • 通过唾液分泌而被排泄
    • 调节
      • 安静
        • 基础分泌
          • 湿润口腔
      • 进食
        • 神经调节
          • 条件反射
          • 非条件反射
            • 口腔期和食管胃小肠期
            • 交感神经兴奋
              • 量多固体少的稀薄唾液
            • 副交感神经兴奋
              • 量少固体多的黏稠唾液
              • 拮抗剂:阿托品
            • 来自食管、胃和十二指肠上部的反射也能引起唾液分泌 （吞咽刺激性的食物或发生恶心时）
              • 稀释或中和刺激性物质
  • 咀嚼
    • 切牙→咬切，尖牙→撕碎，磨牙→研磨
    • 作用
      • 对食物进行机械性加工，通过上、下牙以相当大的压力相互接触，将食物切割或磨碎
      • 使唾液淀粉酶与食物充分接触而产生化学性消化
      • 加强食物对口腔内各种感受器的刺激，反射性地引起胃、胰、肝、胆囊活动增强
  • 吞咽
    • 口腔期
      • 随意运动，受大脑皮层控制
    • 咽期
    • 食管期
      • 食管的蠕动
      • 食管内压力
        • 上段
          • 咽-食管连接处为高压区 （食管下括约肌）
            • 解剖上不存在括约肌
            • 防吸入空气进入食管，避免食管内的食物被吸出而入肺
        • 中段
          • ＝胸内压
        • 下段
          • 食管-贲门连接处为高压区
            • 防胃内容物逆流入食管
    • 食管下括约肌
      • 受迷走神经抑制性和兴奋性纤维双重控制
        • 抑制性纤维
          • →VIP和NO→舒张
        • 兴奋性纤维
          • →Ach→收缩
      • 体液因素
        • 促胃液素，胃动素→收缩
        • 促胰液素，缩胆囊素，前列素A2→舒张
• 胃内消化
  • 胃的容量
    • 1-2L
  • 胃液的分泌
    • 三种外分泌腺
      • 贲门腺→黏液腺 泌酸腺→壁细胞，主细胞，颈黏液细胞 幽门腺→碱性黏液
    • 内分泌细胞
      • G细胞→促胃液素，促肾上腺皮质激素样物质，分布于胃窦 δ细胞→生长抑素 肠嗜铬样细胞→组胺
    • 胃液的性质和成分及作用
      • 无色，酸性（pH0.9-1.5），正常人1.5-2.5L/日
      • 盐酸
        • 由壁细胞分泌，有游离酸和结合酸两种形式
        • H+的分泌依靠壁细胞顶端分泌小管膜中的质子泵实现的
          • 奥美拉唑治疗消化性溃疡
        • 基础胃酸分泌
          • 空腹6h，无食物刺激也会分泌少量胃酸
          • 受迷走神经紧张性和少量促胃液素自发释放影响
        • 餐后碱潮
          • 消化期，胃酸大量分泌的同时有大量HCO3进入血液，使血液暂时碱化
        • 作用
          • 激活胃蛋白酶原，并为胃蛋白酶原提供适宜的酸性环境
          • 使食物中的蛋白质变性，有利于蛋白质的水解
          • 杀灭随食物进入胃内的细菌，维持胃及小肠内的无菌状态
          • 盐酸随食糜进入小肠后，促进促胰液素和缩胆囊素的分泌，进而引起胰液、胆汁、小肠液的分泌
          • 盐酸造成的酸性环境有利于小肠对铁和钙吸收
      • 胃蛋白酶原
        • 主要由胃泌酸腺的主细胞合成和分泌
        • 在HCl作用下，胃蛋白酶原转变为胃蛋白酶 已被激活的胃蛋白酶对胃蛋白酶原也有激活作用（正反馈）
      • 内因子
        • 壁细胞分泌，糖蛋白
        • 两个活性部位
          • 一个与胃内的VitB12结合，保护VitB12免受肠内水解酶破坏
          • 另一个与回肠黏膜细胞膜的相应受体结合，促进VitB12的吸收
        • 缺乏内因子→VitB12吸收障碍→巨幼贫（椭圆形）
      • 黏液和碳酸氢盐
        • 黏液主要成分为糖蛋白 非泌酸细胞分泌HCO3
        • 在黏膜表面起润滑作用，减少粗糙食物对胃黏膜的机械损伤
        • 保护胃黏膜免受胃内盐酸和胃蛋白酶的损伤
        • 显著减慢离子在黏液层的扩散速度
        • 中和H
        • 防止胃内H对胃黏膜的直接侵蚀和胃蛋白酶对胃黏膜的消化
      • 水，HCO3，Na，K等
    • 胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用
      • 直接细胞保护作用
        • 铃蟾素、神经降压素、生长抑素、降钙素基因相关肽等，对胃黏膜具有明显保护作用
      • 适应性细胞保护作用
        • 胃内食物、胃酸、胃蛋白酶、倒流的胆汁等（弱刺激）→胃黏膜持续少量释放前列腺素和生长抑素→抑制胃蛋白酶原的分泌，刺激黏液和碳酸氢盐的分泌→胃黏膜的微血管扩张，增加黏膜的血流量，有助于胃黏膜的修复和维持其完整性
      • 大量饮酒，大量服吲哚美辛，阿司匹林等→消化性溃疡→硫糖铝
    • 消化期的胃液分泌
      • 头期胃液分泌
        • 持续时间长（2-4h） 分泌量多（约占消化期分泌总量的30％） 酸度和胃蛋白酶原的含量均很高 受食欲影响明显
        • 条件反射（感官刺激） 非条件反射（机械和化学感受器）
          • →迷走→胃腺和胃窦部G细胞→直接促进胃液分泌，通过促胃液素间接促进胃液分泌
      • 胃期胃液分泌
        • 胃液量约占进食后总分泌量的60％ 酸度和胃蛋白酶含量也很高
        • 迷走-迷走反射 壁内神经丛短反射 食物的化学成分（蛋白质的消化产物）
      • 肠期胃液分泌
        • 分泌量少（约占总分泌量的10％） 酸度不高，消化力（酶含量）也不强
        • 体液调节
        • 在食糜作用下，十二指肠除释放促胃液素外，还能释放肠泌酸素（也能刺激胃酸释放）
    • 调节胃液分泌的神经和体液因素
      • 促进胃液分泌的主要因素
        • 迷走神经
          • →Ach
            • →壁细胞→胃酸
            • →肠嗜铬样细胞→组胺
            • →δ细胞（胃，小肠）→抑制δ细胞释放生长抑素，减弱/消除它对G细胞释放促胃液素的抑制作用
          • →蛙皮素（铃蟾素）→幽门部G细胞（胃，十二指肠）→促胃液素→壁细胞→胃酸
      • 抑制胃液分泌的主要因素
        • 盐酸
          • HCl直接抑制胃窦G细胞，使促胃液素释放减少（负反馈）
          • 刺激胃粘膜δ细胞分泌生长抑素
        • 脂肪
          • 刺激小肠分泌肠抑胃素
        • 高张溶液（十二指肠）
          • 刺激小肠内的渗透压感受器，通过肠-胃反射抑制胃酸分泌
          • 刺激小肠黏膜释放胃肠激素抑制胃酸分泌
      • 影响胃液分泌的其他因素
        • 缩胆囊素（CCK）
          • 由小肠黏膜I细胞分泌
          • CCK既可刺激基础胃酸分泌,又能竞争性抑制促胃液素刺激胃酸分泌 主要表现为抑制效应
        • 血管活性肠肽
          • 抑制食物、组胺、促胃液素等刺激胃酸分泌的作用，并使δ细胞分泌生长抑素
          • 刺激壁细胞内cAMP增加而促进胃酸分泌
        • 铃蟾素
          • 由胃壁非胆碱能神经元分泌
          • 作用于G细胞，强烈刺激促胃液素释放，进而促进胃液大量分泌
        • Valosin
          • 对基础胃酸分泌有刺激作用
        • 生长抑素
          • 由胃肠黏膜δ细胞分泌的胃肠激素
          • 通过旁分泌作用于壁细胞、ECL细胞、G细胞，对胃的分泌和运动有抑制作用
          • 还能抑制组胺、ACh、铃蟾素等对胃酸分泌的刺激效应
          • 胃酸能直接作用于胃肠黏膜δ细胞，促进生长抑素分泌，负反馈抑制胃酸分泌
        • 表皮生长因子
          • 抑制胃酸分泌，仅胃上皮受损时出现，与抑制细胞内cAMP生成有关
        • 抑胃肽
          • 抑制组胺和胰岛素低血糖所引起的胃酸分泌，由生长抑素介导的 大量抑胃肽还可抑制胃蛋白酶原的释放
  • 胃的运动
    • 胃的运动形式
      • 紧张性收缩
      • 容受性舒张
        • 食物刺激口腔、咽、食管等处感受器→迷走→VIP、NO→胃底、胃体（头区为主）舒张
        • 食物对胃壁的机械刺激以及食糜对十二指肠的机械、化学刺激均能通过迷走迷走反射和内在神经丛反射引起胃底和胃体平滑肌的舒张
      • 蠕动
        • （尾区为主）
        • 胃蠕动的频率受胃平滑肌慢波节律的控制
    • 胃排空及其控制
      • 胃排空
        • 糖类＞蛋白质＞脂肪
      • 胃排空的控制
        • 胃内因素促进胃排空
          • 食物对胃的扩张刺激可通过迷走-迷走反射和胃壁的内在神经丛局部反射引起胃运动的加强,促进胃排空
          • 食物对胃的扩张刺激和食物中某些化学成分可引起胃幽门部细胞释放促胃液素。促胃液素能促进胃的运动,也能增强幽门括约肌的收缩,其总效应是延缓胃排空
        • 十二指肠内因素抑制胃排空
          • 食糜中的酸、脂肪和高渗性以及对肠壁的机械扩张均可刺激这些感受器,通过肠-胃反射抑制胃的运动使胃排空减慢
          • 食糜中的酸和脂肪还可刺激小肠黏膜释放促胰液素、抑胃肽等,抑制胃运动,延缓胃排空
        • 直接动力是胃和十二指肠内的压力差 原动力则为胃平滑肌的收缩
    • 消化间期胃的运动
      • MMC
        • Ⅲ相 “清道夫”
    • 呕吐
      • 当舌根、咽部、胃肠、胆总管、泌尿生殖器官、视觉和前庭器官(如晕船时）等处的感受器受到刺激时均可引发呕吐
      • 呕吐时先深吸气,接着声门和鼻咽通道关闭，胃窦部、膈肌和腹壁肌强烈收缩,胃上部和食管下端舒张,使胃内容物经食管从口腔驱出
      • 可将胃肠内有害物质排出，具有保护意义
• 小肠内消化
  • 胰液的分泌
    • 胰液的性质、成分、作用
      • 无色无味，碱性（pH 7.8-8.4）
      • 无机成分:HCO3含量最高，由胰腺内小导管细胞分泌
        • 中和进入十二指肠的胃酸 提供小肠内多种消化酶活动的最适pH环境
      • 有机成分:蛋白质（消化酶），由腺泡细胞分泌
        • 胰淀粉酶
        • 胰脂肪酶
        • 胰蛋白酶和糜蛋白酶
          • 肠激酶是激活胰蛋白酶原作用最强的特异性酶
          • 已被激活的胰蛋白酶也能激活胰蛋白酶原（正反馈）
          • 糜蛋白酶原可在胰蛋白酶的作用下转化为糜蛋白酶 糜蛋白酶具有较强凝乳作用
      • 是最重要的消化液
    • 调节
      • 神经调节
        • 迷走→Ach→腺泡细胞→水和碳酸氢盐含量少，酶含量高
        • 迷走→促胃液素→胰腺分泌
        • 内脏大神经（属交感神经）对胰液分泌影响不明显
          • 胆碱能纤维
            • 促进胰液分泌
          • 肾上腺素能纤维
            • 促进胰腺血管收缩，胰液分泌的水源不足
      • 体液调节
        • 促胰液素
          • 盐酸是最强的刺激因素
          • 作用于小导管上皮细胞→分泌大量水和HCO3，酶含量低
        • 缩胆囊素（促胰酶素）
          • 蛋白质分解产物是最强的刺激因素
          • 促进胰液中各种酶的分泌 促进胆囊强烈收缩，排出胆汁
        • 协同作用
  • 胆汁的分泌和排出
    • 胆汁的性质、成分
      • 有色（肝胆汁金黄色，弱碱性，胆囊胆汁深棕色，弱酸性），味苦，较稠
      • 胆汁是唯一不含消化酶的消化液
      • 最重要的成分是胆盐
        • 促进脂肪的消化和吸收
    • 作用
      • 促进脂肪的消化
        • 胆盐、卵磷脂和胆固醇等均可作为乳化剂→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→增加胰脂肪酶的作用面积,促进脂肪的分解消化
      • 促进脂肪和脂溶性维生素的吸收
        • 混合微胶粒则很容易穿过静水层而到达肠黏膜表面,而促进脂肪分解产物的吸收。也有助于脂溶性维生素A、D、E、K的吸收
      • 中和胃酸及促进胆汁自身分泌
        • 胆盐的肠-肝循环 胆盐的利胆作用
    • 调节
      • 食物以高蛋白食物刺激作用最强
      • 神经调节
        • 迷走→Ach→肝细胞和胆囊→胆汁分泌，胆囊收缩
        • 迷走→促胃液素→胆汁分泌
      • 体液调节
        • 促胃液素
        • 促胰液素
          • 促进胆管上皮分泌大量水和HCO3
        • 缩胆囊素
        • 胆盐
          • 对胆囊的运动无明显影响
      • 均可促进胆汁释放 除胆盐外均可使胆囊收缩 促胃液素促进胃和胆囊收缩
    • 胆囊的功能
      • 储存和浓缩胆汁
      • 调节胆管内压和排出胆汁
  • 小肠液的分泌
    • 弱碱性液体，pH≈7.6
    • 小肠腺分泌肠激酶
    • 小肠粘膜对扩张性刺激最敏感
  • 小肠的运动
    • 小肠的运动形式
      • 紧张性收缩
      • 分节运动
        • 是一种以环行肌为主的节律性收缩和舒张交替进行的运动
        • 小肠上部频率较高
        • 意义
          • 使食糜与消化液充分混合,有利于化学性消化
          • 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
          • 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而下的频率梯度,这种梯度对食糜有一定推进作用
      • 蠕动
        • 蠕动冲
        • 逆蠕动
      • MMC
    • 小肠运动的调节
      • 主要受肌间神经丛的调节
      • 外来神经
        • 交感神经→蠕动减弱
        • 副交感神经→蠕动增强
      • 体液因素
        • 促胃液素、P物质、脑啡肽、5-羟色胺等→促进小肠的运动
        • 促胰液素、生长抑素和肾上腺素→抑制
    • 回盲括约肌的功能
      • 防止小肠内容物过快排入大肠,有利于小肠的完全消化和吸收
      • 能阻止大肠内食物残渣的倒流
      • 肠内容物对盲肠的机械性扩张刺激可通过肠壁的内在神经丛的局部反射,使回盲括约肌收缩
• 肝脏的消化功能和其他生理作用
• 大肠的功能
  • 大肠液的分泌
    • pH 8.3-8.4
  • 大肠的运动和排便
    • 大肠的运动形式
      • 袋状往返运动
      • 分节推进和多袋推进运动
      • 蠕动
      • 集团蠕动
    • 排便
    • 大肠内细菌的活动
      • 大肠内的细菌能利用肠内较为简单的物质来合成维生素B复合物和维生素K,这些维生素可被人体吸收利用
    • 食物中纤维素对肠功能的影响
• 吸收
  • 吸收的部位和途径
    • 食物在口腔和食管内一般不被吸收 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 回肠能主动吸收胆盐和维生素B12(食物中大部分营养在到达回肠时,通常已被吸收完毕,因此回肠是吸收功能的储备部分） 大肠可吸收的主要是水和盐类
  • 小肠内主要物质的吸收
    • 水的吸收
    • 无机盐的吸收
      • 钠的吸收
      • 铁的吸收
        • 铁主要在小肠上部被吸收
        • 维生素C能将Fe3+还原为Fe2+而促进铁的吸收
        • 胃液中的盐酸有促进铁吸收的作用（不可溶Fe3+→可溶Fe3+）
      • 钙的吸收
        • 钙盐只有在水溶液状态(如CaCl2、葡萄糖酸钙溶液),而且在不被肠腔中其他任何物质沉淀的情况下,才能被吸收
        • 肠内容物的酸度对钙的吸收有重要影响 pH≈3时,钙呈离子状态,吸收最好
        • 肠内容物中磷酸过多,使之形成不溶解的磷酸钙,使Ca2+不能被吸收
        • 脂肪食物对钙的吸收有促进作用 脂肪酸与Ca2+结合成钙皂,后者和胆汁酸结合成水溶性复合物被吸收
        • Ca2吸收的跨上皮细胞途径
          • 肠腔内Ca经上皮细胞顶端膜中特异的钙通道顺电-化学梯度进入细胞
          • 进入胞质内的Ca2+迅速与钙结合蛋白结合,以维持胞质中低水平的游离Ca2+浓度,避免扰乱细胞内的信号转导和其他功能
          • 与钙结合蛋白结合的Ca在被运送到基底侧膜处时,与钙结合蛋白分离,通过基底侧膜中的钙泵和Na-Ca交换体被转运出细胞,然后进入血液
        • 参与Ca2+吸收的特异钙通道、钙结合蛋白、钙泵和Na+-Ca2交换体都受到1,25-二羟维生素D3的精细调控
      • 负离子的吸收
        • 在小肠内吸收的负离子主要是Cl和HCO3
        • 由钠泵产生的电位差，也可独立进行跨膜移动
    • 糖的吸收
      • 己糖的吸收很快,戊糖很慢。 在己糖中又以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快,果糖次之,甘露糖最慢
    • 蛋白质的吸收
      • 氨基酸自肠腔进入黏膜上皮细胞的过程也属于继发性主动转运
        • Na-氨基酸同向转运体
      • 蛋白质经水解生成的寡肽也能被吸收
        • H-肽同向转运体
    • 脂肪的吸收
    • 胆固醇的吸收
      • 胆汁中的胆固醇是游离的,而食物中的胆固醇部分是酯化的。 酯化的胆固醇须经消化液中胆固醇酯酶的水解,使之变为游离胆固醇后才能被吸收。
      • 游离胆固醇通过形成混合微胶粒,在小肠上部被吸收，然后重新酯化生成胆固醇脂
    • 维生素的吸收
      • 大部分维生素在小肠上段被吸收,只有维生素B12是在回肠被吸收的
      • 大多数水溶性维生素是通过依赖于Na+的同向转运体被吸收
  • 大肠的吸收功能