image

第六章

消化和吸收

Digestion and Absorption

生理教研室 艾青

1928288925@qq.com

本章主要内容

消化概述

口腔内消化(课外自学)

  • 胃内消化

小肠内消化

大肠的功能(课外自学)

✿吸收(课内自学)

image

Right lateral view of head and neck and anterior view of trunk

教学目标

能够列举消化道平滑肌的生理特性(**);

能够列举消化道的神经支配及其作用(**);

能够知道消化道的内分泌功能(),能够分析促胃液素、促胰液素、缩胆囊素的生理作用(**);

能够列举胃液的性质、成分和作用(),能够阐明盐酸分泌的机制(),能够阐明消化期胃液分泌的机制和特点(),能够分析神经和体液因素对胃液分泌的调节作用(**);

能够列举胃运动的主要形式(*),能够阐明控制胃排空的机制(

教学目标

能够列举胰液的性质、成分和作用(),能够分析神经和体液因素对胰液分泌的调节作用()。

能够列举胆汁的性质、成分和作用(**),分析神经和体液因素对胆汁分泌的调节作用();

能够列举小肠运动的主要形式(***);

能够知道大肠的功能(*);

能够知道食物主要的吸收部位和途径(*),能够解释小肠作为吸收主要部位的特征(**);

能够知道三大营养物质的吸收过程(*)。

image

他进入了一个梦乡,那里的稻穗比高粱还高,穗粒比花生还大。风轻轻吹过,他就坐在稻穗下乘凉。

第一节 消化生理概述

民以食为天

袁隆平院士有一个“禾下乘凉梦”

正是这样的梦想激励他锲而不舍、埋头苦干。他一生浸在稻田里,为解决人类的粮食问题奋斗钻研。

他用一生践行了“心在最高处,扎根沃土里”的科学家精神。

消化道

消化系统

口腔、咽、食管胃、小肠、大肠消化腺

大消化腺:胰腺、肝脏

小消化腺:消化道管壁消化 (digestion):食物在消化道内分解成可以被吸收的小分子物质的过程。

image

Right lateral view of head and neck and anterior view of trunk

image

消化的方式:

机械性消化:通过消化道平滑肌的舒缩活动,搅拌、碾磨、推进食物。

化学性消化: 通过消化液中的消化酶对食物进行化学分解。

两种方式同时存在,相互配合

一、消化道平滑肌的生理特性

(一)消化道平滑肌的一般特性

  1. 自动节律性:节律缓慢而不规则(比较心脏)

  2. 兴奋性低,收缩缓慢:比较骨骼肌

image

  1. 伸展性大: 胃容积

  2. 紧张性:消化道平滑肌经常保持一种微弱而持续的收缩状态

  3. 刺激敏感性:对牵张、化学、温度刺激敏感 对电刺激不敏感

(二)消化道平滑肌的电生理特性

1. 静息电位:-50~-60mv;

平衡电位为主, 参与

2. 慢波电位(slow wave)

消化道平滑肌自发的、周期性产生的缓慢、轻度的去极化和复极化。

image

消化道平滑肌的电活动与肌肉收缩的关系

环形肌、纵行肌之间的Cajal间质细胞(ICC)产生 ICC称为胃肠运动的起博细胞

◆ 慢波频率决定了消化道平滑肌的收缩节律(基本电节律)

胃:3次/分钟,十二指肠:11-12次/分钟

幅度:1015mv,时程:数秒十几秒

慢波 达机械阈 平滑肌轻微收缩
慢波 达电阈 触发AP 平滑肌

明显收缩

image

3. 动作电位

image

消化道平滑肌的电活动与肌肉收缩的关系

特点:

1)去极化缓慢且AP幅度小

2)去极化主要由Ca2+内流引起

3)AP频率与肌肉收缩力之间呈正比

二、消化腺的分泌

唾液腺 胃腺

胰腺

肝脏

小肠腺

唾液

胃液

胰液

胆汁

小肠液

✨ 消化液分泌量:6~8 L/d

主要成分:水、消化酶、电解质

为消化酶提供PH环境

三、消化器官活动的神经调节

(一)外来神经系统(自主神经)

  1. 副交感神经

迷走N

消化腺分泌

Ach

消化道运动

盆N

括约肌舒张

少数副交感神经释放肽类物质引起胃容受性舒张。

2. 交感神经

NA-

消化腺分泌

消化道运动

括约肌收缩

image

(二) 内在神经系统(壁内神经丛)

分布于大部分消化管壁内的局部反射系统

粘膜下神经丛

肌间神经丛

内在神经可独立调节消化活动

一般情况下,受自主神经支配

image

图 6-13 胃肠壁内神经丛及其与外来神经的联系

四、消化器官活动的体液调节

★ 胃肠激素(gastrointestinal hormone)

——胃肠道粘膜的内分泌细胞分泌的激素的总称。

40多种内分泌细胞——APUD细胞

数量超过体内其他内分泌腺内分泌细胞的总和

★ 脑-肠肽:既存在于中枢神经系统,又存在于胃肠道内,呈双重分布的肽类物质。

image

开放型

image

闭合型

图6-4 消化道内分泌细胞形态的模式图

★ 胃肠激素的生理作用

  1. 调节消化腺的分泌和消化道的运动

  2. 调节其他激素的释放

抑胃肽 → 刺激胰岛素分泌

  1. 营养作用(trophic action)

胃肠激素促进消化道组织代谢、生长的作用

几种重要的胃肠激素

激素名称主要生理作用释放的刺激物
促胃液素G细胞胃窦、十二指肠胃酸、胃蛋白酶分泌↑胃肠运动↑、幽门括约肌收缩胃肠上皮生长蛋白质消化产物
缩胆囊素I细胞小肠上部胆囊收缩、胰酶分泌↑肠运动↑,幽门括约肌收缩,胰腺外分泌部生长蛋白质消化产物、脂肪酸
促胰液素S细胞小肠上部胰液及胆汁中水HC03-分泌↑,肠运动↓,胃酸分泌和胃运动↓胰腺外分泌部生长盐酸、脂肪酸
抑胃肽K细胞小肠上部胃酸和胃蛋白酶分泌↓,抑制胃排空,胰岛素分泌↑葡萄糖、脂肪酸、氨基酸
胃动素Mo细胞小肠在消化期刺激胃和小肠运动迷走神经、盐酸和脂肪酸

第二节 口腔内消化(课外自学)

第三节 胃内消化 P147

一、胃液的分泌

image

(一)胃液的性质、成分和作用

♦ 胃外分泌腺分泌:贲门腺、泌酸腺、幽门腺

  • 性质:酸性(PH 0.9 ~1.5)

成分:盐酸、胃蛋白酶、内因子、粘液

  1. 盐酸(hydrochloric acid)胃酸(gastric acid)

分泌细胞:泌酸腺壁细胞

存在形式:游离酸、结合酸(与蛋白结合)

分泌指标:

基础排酸量:空腹时盐酸排出量(0~5mmol/h)

最大排酸量:进食或药物等刺激下,盐酸排出的最大量(20~25mmol/h)反映壁细胞数目和功能

(1) 胃酸分泌机制

血液

基底侧膜

餐后碱潮

壁细胞

胃腔

质子泵抑制剂 —奥美拉唑

image

(2) 胃酸的生理作用:

a.杀死胃内细菌

b. 使蛋白质变性,易于消化

c. 激活胃蛋白酶原,提供酸性环境

d. 刺激促胰液素、缩胆囊素的释放

e. 促进小肠对钙、铁的吸收

胃酸分泌不足 消化不良

胃酸分泌过多 消化性溃疡

2. 胃蛋白酶原(pepsinogen)——

(1) 胃蛋白酶原的激活

泌酸腺主细胞分泌

image

(2) 胃蛋白酶的生理作用

水解蛋白质,使之分解为胨、胨,及少量的多肽和氨基酸。

3. 粘液

(1) 分泌

胃粘膜上皮细胞、 贲门腺、幽门腺、泌酸腺黏液颈细胞

image

图 - 胃粘液 - 碳酸氢盐屏障模式图

(2) 作用

保护胃粘膜不受损害——粘液-碳酸氢盐屏障

润滑作用

防止盐酸损伤

防止胃蛋白酶损伤

★胃的自身保护作用:

♦黏液—碳酸氢盐屏障

image

♦胃黏膜屏障:胃上皮细胞顶端和相邻细胞之间的紧密连接构成

◆胃黏膜细胞保护作用:分泌PGE2、PGI2、表皮生长因子

★胃的损伤因素:

酒精、阿司匹林、幽门螺杆菌 破坏↓

黏液—碳酸氢盐屏障、胃黏膜屏障 诱发↓ 胃炎、胃溃疡

image

饮白酒量100ml者,胃镜可见胃窦部分的黏膜发红,充血、糜烂

image

4. 内因子(intrinsic factor) 泌酸腺壁细胞分泌

生理作用:

保护 VitB ;

促进回肠对VitB 的吸收。

image

缺乏内因子导致巨幼红细胞性贫血

(二)消化期的胃液分泌

1. 头期胃液分泌

——食物进入胃之前,刺激头部感受器引起的胃液分泌

研究方法:

巴甫洛夫假饲实验

(Sham feeding)

image

机制:

食物有关的信号

头期胃液特点:量30%、胃蛋白酶多、胃酸多

视听嗅 感受器

条件反射

I II VIII

大脑皮层

边缘叶

非条件反射 食物刺激口腔食道粘膜感受器

V VIII X

下丘脑

延髓

促胃液素

胃腺分泌增加

2. 胃期胃液分泌

——食物入胃,对胃产生机械、化学刺激引起的胃液分泌。

◆ 调节方式:神经、体液调节

迷走-迷走反射:

食物扩张 → 胃底、胃体感受器 → X → 中枢 → X → 胃腺 壁内神经丛反射

食物扩张→幽门部感受器→壁内神经丛→G细胞

促胃液素

食物化学成分 → G细胞 → 促胃液素

胃期胃液特点:量60%、胃酸多、胃蛋白酶减少

3. 肠期胃液分泌

——食物进入小肠后引起的胃液分泌。

◆ 调节方式:体液调节

食物 → 十二指肠G细胞 → 促胃液素 → 胃腺

肠期胃液特点:量10%、胃酸少、胃蛋白酶少

(三)调节胃液分泌的神经和体液因素

1. 促进胃液分泌的主要因素

(1) 迷走神经

释放 乙酰胆碱+ M受体

阻断剂:阿托品

(2) 促胃液素

G细胞分泌

阻断剂:丙谷胺

(3) 组胺 胃黏膜内肠嗜铬样细胞(ECL)分泌 阻断剂: 受体拮抗剂(甲氰咪呱) 其它:咖啡、酒精等刺激胃酸分泌

image

组胺、胃泌素、乙酰胆碱对壁细胞的作用及其相互关系(仿 Johnson LR,1998)

2. 抑制胃液分泌的因素

盐酸:负反馈调节 抑制胃泌素,刺激促胰液素分泌

♦ 脂肪:刺激小肠黏膜分泌:肠抑胃素(促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽)

◆ 高张溶液:肠胃反射

二、胃的运动

(一) 胃的运动形式

  1. 容受性舒张(receptive relaxation) (胃特有)

(1) 概念: 食物对口腔、咽、食管等多处感受器的刺激, 反射性地引起胃底、胃体肌肉舒张, 胃容积的扩大。(50ml→1.5L)

(2) 意义: 容纳食物 维持胃内压不变

image

(3) 机制: 迷走神经释放 肽类物质引起 (血管活性肠肽VIP)

  1. 紧张性收缩(tonic contraction)(共有)

(1) 概念: 胃经常保持的一种持续而微弱的收缩状态。

(2) 意义: 促进胃液渗入食物 增加胃内压 维持胃的正常形态、位置 胃蠕动的基础

3. 蠕动(peristalsis)

(共有)

(1) 概念: 消化管前端舒张、后端收缩的一种向前推进的波形运动。

(2) 意义: 推进、研磨、搅拌食物

image

(二)胃运动的调节

  1. 神经调节

迷走神经+,交感神经-

壁内神经丛

  1. 体液调节

胃动素+、促胃液素+ 缩胆囊素-、促胰液素-

(三) 胃排空

食物间断地由胃排入十二指肠的过程。

排空时间:糖类<蛋白质<脂肪

混合食物需4~6小时

image

幽门打开,胃推进食物进入十二指肠

影响胃排空的因素

image

图6-6 胃排空发生与延缓的机制

第四节 小肠内消化

食物消化的主要场所

小肠消化液:胰液 胆汁 小肠液

image

一、胰液(最重要的消化液)

内分泌腺: 胰岛

胰腺

腺泡细胞:消化酶

外分泌腺

导管细胞:

碳酸氢盐

image

胰液

性质:碱性(PH7.8~8.4)

(一) 胰液的作用

  1. 碳酸氢盐

中和胃酸

为小肠消化酶提供适宜的PH环境

  1. 糖类消化酶

3. 蛋白质类消化酶

胰蛋白酶原

糜蛋白酶原

蛋白质

糜蛋白酶

多肽

羧基肽酶

临床意义

  • 正常情况下,胰液中的蛋白水解酶并不消化胰腺本身。

1、以酶原形式分泌

2、腺泡细胞分泌少量的蛋白酶抑制物 但是暴饮暴食,引起胰液分泌过多,胰管内压力增高,导致胰管和腺泡破裂,胰蛋白酶原大量溢入胰腺间质,被组织液激活,就出现自身消化,发生胰腺炎。

image

高度充血水肿,呈深红、紫黑色;镜下见胰腺组织结构破坏,有出血坏死灶、大量炎症细胞浸润;

急性出血坏死型胰腺炎

image

image

胰蛋白酶会消化胰腺自身吗

◆ 急性胰腺炎时,胰腺腺管破裂→胰液进入组织→胰蛋白酶原被组织液激活→消化胰腺自身组织。

image

4. 脂类消化酶

胰脂肪酶

甘油三酯

辅脂酶(锚)

甘油、脂肪酸、一酰甘油

胆固醇酯酶

胆固醇酯

胆固醇、脂肪酸

5. 核酸消化酶

(脱氧) 核糖核酸酶

(脱氧) 核糖核酸

核苷酸

胰液是作用最全面、消化力最强、最重要的消化液

(二)胰液分泌的调节

1. 神经调节

X → Ach → 胰腺(腺泡细胞) → 胰液(胰酶)↑ ↓ ↑

G细胞 → 促胃液素

  1. 体液调节(主要方式)

♦ 促胰液素 → 胰腺导管细胞 分泌水、电解质↑

♦ 缩胆囊素 → 胰腺腺泡细胞 (促胰酶素) 分泌胰酶↑

image

二、胆汁

(一)胆汁的性质、成分

肝胆汁 弱碱性

肝细胞合成

胆囊胆汁 弱酸性

image

无机盐:碳酸氢盐

胆色素:Hb代谢产物

成分:

胆固醇:脂类代谢产物

胆盐

磷脂

脂类的有机溶剂

image

◆ 胆固醇结石:胆汁中胆固醇↑、胆盐↓,胆固醇沉积形成结石

胆盐分子

亲水端

疏水端

胆汁酸盐 胆固醇代谢产物

image

微胶粒+脂类→ 混合微胶粒 (水溶性)

(二) 胆汁的作用

1. 促进脂肪的消化

乳化脂肪:增加胰脂肪酶作用面积 胆盐 卵磷脂

脂肪

乳糜微粒

裂解

image

2. 促进脂肪分解产物、脂溶性维生素的吸收

脂肪酸+胆盐 → 混合微胶粒 → 利于肠粘膜的吸收(水溶性复合物)

image

3. 中和胃酸

4. 胆盐——利胆剂

促进胆汁分泌

胆盐的 肠-肝循环:95%的胆盐在回肠重吸收,通过门静脉回到肝脏,循环利用。

image

(三)胆汁分泌的调节

1. 体液调节(主要方式)

◆ 缩胆囊素:促进胆囊收缩

促胰液素:促进胆管上皮分泌水、碳酸氢盐

♦ 促胃液素 → 肝细胞 → 肝胆汁

♦ 胆盐:肠肝循环利胆作用

2. 神经调节(弱)

X → Ach → 肝细胞 → 分泌胆汁 胆囊 → 排出胆汁

(四)肝脏的功能(课外自学)

三、小肠液

◆ 小肠腺、十二指肠腺分泌

◆ 性质:弱碱性

◆ 成 分: 水

无机盐(碳酸氢盐)

肠激酶

(一) 作用:

  1. 中和胃酸
  2. 胰蛋白酶原 肠激酶 胰蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸 小肠上皮细胞 双糖 双糖酶 单糖 小肠上皮细胞

(二)分泌调节(课外自学)

促进因素:

◆ 壁内神经丛(主要因素)

迷走神经

◆ 促胃液素、促胰液素、缩胆囊素

四、小肠的运动

(一) 小肠的运动形式

1. 分节运动(segmentation)(小肠特有)

——以肠壁环形肌为主的节律性收缩和舒张交替进行的运动 ♦ 促进化学性消化(搅拌作用)

促进吸收

image

Figure 16-25 Segmentation Segmentation consists of ringlike

2. 紧张性收缩——共有

3.蠕动——共有作用:推进食糜(推进距离较短)蠕动冲:可将食糜迅速从小肠始端推送至大肠

image

肠鸣音:肠道运动,推动肠内容物产生的声音 肠运动增强→肠鸣音亢进

(二)小肠运动的调节(课外自学)

1. 神经调节

壁内神经丛(肌间神经丛)

副交感N: 运动

交感N: 运动

  1. 体液调节

◆ 促胃液素、缩胆囊素:运动

◆ 促胰液素、肾上腺素:运动

第五节 大肠的功能(课外自学)

吸收水、电解质、维生素,形成、排出粪便

一、大肠液的分泌

◆ 大肠粘膜柱状上皮细胞、杯状细胞

成分:粘液、碳酸氢盐、水

◆ 性质:碱性

◆ 作用:保护肠粘膜,润滑大便

◆ 调节副交感神经:分泌

交感神经: 分泌

二、大肠的运动

◆ 袋状往返运动:促进水、电解质吸收

◆ 分节推进运动:推送

蠕动

集团蠕动:推进距离远、快,引起排便反射。

多在进食后发生,通过十二指肠-结肠反射引起。

image

★ 排便

三、大肠内细菌活动

分解食物残渣

发酵:分解糖、脂

产生乳酸、脂肪酸、

腐败:分解蛋白质

产生氨、硫化氢、吲哚等

◆ 合成维生素:维生素B、K

第六节 吸收(课内自学)

吸收(Absorption):

消化后的小分子物质以及水、无机盐、维生素通过消化道粘膜进入血液和淋巴循环的过程。

一、吸收部位

口腔和食管:少数药物

胃:乙醇、药物

大肠:水、无机盐、维生素

主要部位:小肠

有利条件:

  • 消化充分

image

不同营养物质在小肠的吸收部位

食物停留时间长(3~8h)

吸收面积大:200~250m²

绒毛内Cap、毛细淋巴管丰富

image

image

image

二、吸收途径、机制

(一) 途径

跨细胞途径

细胞旁途径

(二)机制

被动转运

主动转运

出胞、入胞

image

小肠粘膜吸收水和小的溶质的两条途径

三、小肠内主要营养物质的吸收

(一) 水

吸收量: 8 L / d

被动吸收

(二)无机盐

1. 钠

腔面膜:易化扩散

image

基底侧膜:主动转运(钠泵)

促进其他物质的吸收

2. 铁

image

3.钙

image

(三)维生素

水溶性维生素:VitB、C 被动扩散、主动转运

脂溶性维生素:VitA、D、E、K与脂类相似

(四) 糖的吸收

(五)蛋白质的吸收

吸收形式:单糖

吸收形式:氨基酸

方式:继发性主动转运

方式:继发性主动转运

吸收途径:血液

吸收途径:血液

image

(六) 脂肪的吸收

吸收形式:脂肪酸、甘油一酯

方式:与胆盐结合形成混合微胶粒后被吸收

吸收途径:淋巴途径为主(长链脂肪酸)

image

image

本章重点

◆ 消化活动的神经、体液调节特点

◆ 胃液的作用及分泌调节

胰液、胆汁的作用及分泌调节

◆ 小肠是主要的吸收部位具备的条件

◆ 小肠是主要的吸收部位具备的条件

练习题

一、名词解释

慢波电位(熟悉) 脑肠肽(了解) 容受性舒张(掌握) 分节运动(掌握) 胆盐的肠肝循环(掌握)

二、简答题

  1. 何谓胃排空?简述胃排空调节的机理。(熟悉)

  2. 试述胆汁的成分和作用。(掌握)

  3. 为什么说小肠是营养物质吸收的主要部位?(熟悉)

三、论述题

  1. 试述胃液的成分和作用。(掌握)

  2. 试述消化期胰液分泌增多的机制。(掌握)