第六章 消化和吸收
2011-06-08 18:16:51   来源：   作者：  评论：0 点击：

第三节 胃内消化
(Digestion in the stomach)
胃(stomach)是消化管中最膨大的部分，成人的胃一般可容纳l～2L食物。胃的主要功能是暂时储存食物，并进行初步的消化。通过机械消化机械性消化将食物进一步磨碎，并与胃液混合，成为食糜(chyme)；通过化学消化化学性消化，将食物中蛋白质初步分解。此后，胃内容物将逐步、分批地排入十二指肠。
一、 胃的运动
(Motility of the stomach)
食物在胃内的机械消化机械性消化是通过胃的运动实现的。胃运动主要完成以下三方面的功能：①容纳进食时摄入的大量食物；②对食物进行机械性消化；③以适当的速率向十二指肠排出食糜。
（一）胃运动的形式
1．紧张性收缩 胃壁平滑肌经常处于一定程度的缓慢持续收缩状态，称为紧张性收缩(tonic contraction)。胃紧张性收缩对于维持胃的形态和位置具有重要意义。在胃充盈后，紧张性收缩加强，使胃内压上升，一方面促使胃液渗入食物内部，有利于化学消化化学性消化；另一方面由于胃内压增加，使胃与十二指肠之间的压力差增大，可协助食糜向十二指肠方向推送。
2．容受性舒张 当咀嚼和吞咽时，食物刺激了口、咽和食管等处的感受器，通过迷走神经的传入和传出的反射过程（迷走-迷走反射），引起胃底和胃体平滑肌的舒张，胃容积增大，称为胃的容受性舒张(receptive relaxation)。胃内无食物时，胃容积约为50ml；进食后，由于胃的容受性舒张，胃容积可增大到1.0～2.0L1～2L，而胃内压升高却很少。胃容受性舒张的生理意义是完成在于容纳和储存食物的功能，同时保持胃内压基本不变。引起胃容受性舒张的传出神经纤维是迷走神经中的抑制性纤维，其节后纤维末梢释放的递质可能是某种肽类物质。
3．蠕动 食物入胃约５min，胃即开始蠕动。蠕动波从胃的中部开始，逐渐向幽门方向传播，一个蠕动波约需1min左右到达幽门。通常是一波未平，一波又起。其频率大约为每分钟3次。蠕动波初起时，波幅较小，在向幽门传播过程中，波幅和波的传播速度逐渐增加，当到达胃窦接近幽门时，收缩力加强，传播速度也加快，导致幽门开放，将部分食糜（约１～２ml）排入十二指肠。如果蠕动波超越食物先到达胃窦，引起胃窦终末部的有力收缩，胃窦内食物反而被挤回胃体（图6-7）。这种来回地推进和后退，有助于块状食物在胃内进一步被磨碎。胃的蠕动受平滑肌慢波控制，胃肌的收缩出现在慢波后6～9s，动作电位后1～2s。
（二）胃运动的调节
1．神经调节 迷走神经兴奋时通过其末梢释放乙酰胆碱，使胃的慢波和动作电位频率增加，胃蠕动加强加快。交感神经兴奋时通过其末梢释放去甲肾上腺素，使胃的慢波和动作电位频率降低，胃蠕动减弱。正常情况下，以迷走神经的作用为主。食物对胃壁的机械、化学刺激，可通过内在神经丛局部地引起平滑肌紧张性加强，蠕动波传播速度加快。
2．体液调节 胃泌素和胃动素可使胃的慢波和动作电位频率加快，胃蠕动加强加快。胆囊收缩素、胰泌素、抑胃肽等抑制胃的运动。
（三）胃排空及其影响因素
食物由胃排入十二指肠的过程称为胃排空(gastric emptying)。食物入胃后，５min左右就开始胃排空。胃排空的动力是胃的运动（主要是蠕动）以及由此形成的胃与十二指肠之间的压力差。胃排空受下列因素影响：

1．食物的物理性状和化学组成 胃排空的速度与食物的物理性状和化学组成有关。一般来说，稀的、液体的食物比稠的、固体的食物排空快；颗粒小的食物比大块的排空快。在三种营养物质中，排空速度的快慢依次为糖类、蛋白质、脂肪。对于混合食物，完全从胃排入十二指肠一般需要4～6h。
2．胃内促进排空的因素
（1）迷走-迷走反射和壁内神经丛反射 当食物入胃后，牵张胃壁，对胃构成机械刺激，由迷走神经中的传入纤维将冲动传至中枢，再通过迷走神经中的传出纤维兴奋引起胃的紧张性收缩和蠕动增强，此反射称迷走-迷走反射(vagovagal reflex)。壁内神经丛反射是指当胃粘膜黏膜感受器受刺激时，通过壁内神经丛内的感觉神经元将信号直接或间接传递给运动神经元，最终引起胃运动加强。
（2）胃泌素 迷走神经兴奋以及食物的某些化学成分（主要是蛋白质消化产物），可引起胃粘膜黏膜中G细胞释放胃泌素。胃泌素除促进胃液分泌外，还能加强胃的运动，促进胃排空。
3．十二指肠内抑制排空的因素
（1）肠－胃反射 当食糜进人十二指肠后，食糜内的酸、脂肪、渗透压及机械扩张等因素，都可刺激十二指肠壁上的感受器，反射性抑制胃的运动，延缓胃排空，抑制胃酸分泌。这个反射称肠-胃反射(intestinal-stomach reflex)。该反射的传出冲动可通过迷走神经、壁内神经丛、甚至还可能通过交感神经等多种途径到达胃。肠-胃反射对酸刺激特别敏感，当pH降到3.5～4.0时，即引起该反射。
（2）十二指肠激素 当大量食糜，特别是盐酸和脂肪进入十二指肠后，可引起小肠粘膜黏膜释放胰泌素、抑胃肽等激素（统称肠抑胃素），与肠-胃反射一道共同抑制胃的运动，从而延缓了胃排空。
随着十二指肠内容物中的盐酸被中和，消化产物被吸收，抑制胃运动的神经因素和体液因素渐渐减弱，促进胃运动的因素又占优势，使胃运动逐渐增强，又开始胃排空。如此反复，从而使胃排空与小肠内消化和吸收的速度相适应。
（四）消化间期的胃运动
人在空腹时，胃运动呈现以间歇性强力收缩伴有较长的静息期为特征的周期性运动，并向肠道方向扩布。胃肠道在消化间期的这种运动称为移行性复合运动(migrating motor complex，MMC)，MMC的每一周期约90～120min，可分为四个时相（图6-8）：Ⅰ相，只能记录到慢波电位，而不出现胃肠收缩，持续约45～60min；Ⅱ相，出现不规律的峰电位，胃肠开始有散发的蠕动，持续时间为30～45min；Ⅲ相，每个慢波电位上均叠加有成簇的峰电位，胃肠出现规则的高振幅收缩，持续约5～10min；Ⅳ相，从Ⅲ相转入下一周期Ⅰ相的过渡期，持续约5min。目前一般认为Ⅰ相与NO有关，Ⅲ相与胃动素的分泌有关。
Ⅲ相的强力收缩通过胃肠道时，可将胃肠内容物消除干净，起着"清道夫"的作用。消化间期胃肠运动如发生减退，可引起功能性消化不良及肠道内细菌过度繁殖等病症。
（五）呕吐
呕吐(vomiting)是将胃及部分肠内容物经口腔强力驱出的动作。当舌根、咽部、胃、胆总管、泌尿生殖器官及前庭器官等处的感受器受刺激时，均可反射性引起呕吐。人在呕吐前常有恶心、流涎、呼吸急促和心跳加快等症状，呕吐时先深吸气，接着声门和鼻咽通路关闭，胃窦、膈肌和腹肌强烈收缩，胃和食管下端舒张，将胃内容物从口腔驱出。剧烈呕吐时，十二指肠和空肠上段也强烈收缩，使十二指肠内压高于胃内压，十二指肠内容物倒流入胃。因此，呕吐物中有时混有胆汁和小肠液。
呕吐是一系列的复杂的反射活动。传入冲动沿迷走神经、交感神经、舌咽神经中的感觉纤维传入中枢。由中枢发出的冲动，沿迷走神经、交感神经、膈神经和脊神经传至胃、小肠、膈肌和腹壁等处。呕吐中枢在延髓网状结构的背外侧缘，刺激该区能引起喷射性呕吐。颅内压升高时，可直接刺激呕吐中枢引起呕吐。
呕吐可将胃内有害物质排出，因此，可以看作是一种具有保护意义的防御性反射。但呕吐对人体也有其不利的一面，持续剧烈的呕吐，不仅影响进食和正常的消化活动，而且由于消化液大量丢失，可导致水、电解质和酸碱平衡紊乱。
二、胃腺的分泌
(Gastric secretion)
食物在胃内的化学消化化学性消化是通过胃液作用实现的,胃液主要由胃腺分泌。胃粘膜黏膜有三种外分泌腺，包括贲门腺(cardiac gland)，位于胃与食道连接处，为粘液黏液腺，分泌粘液黏液；泌酸腺(oxyntic gland)，位于胃底和胃体，由壁细胞、主细胞和粘液黏液颈细胞组成，分别分泌盐酸、胃蛋白酶原和粘液黏液；幽门腺(pyloric gland)，分布于幽门部，分泌碱性粘液黏液。胃粘膜黏膜内还含有多种内分泌细胞，分泌胃泌素、生长抑素等胃肠道激素。
（一） 收集胃液的方法
1．胃管法 胃液的收集通常是用胃管经口插入胃内直接抽取，通常在收集空腹胃液后，给受试者以一定量的食物或注射促分泌的药物如组织胺、胃泌素等．，以观察胃的分泌反应。
2．人工胃瘘法 研究动物的胃液分泌，常用特制的套管置于狗胃上，套管的一端通于腹壁外，形成人工胃瘘(gastric fistula)。平时将瘘管外口堵住，收集胃液时取出管塞。此法的缺点是收集的胃液不纯净，常混有食物残渣等。后来改为在安装胃瘘管的同时，在狗的颈部切开食管，安装一个食管瘘，让吃下的食物从食管瘘口流出体外．，不进入胃内，而胃液则经胃瘘流出。这种实验方法称为假饲(sham feeding)（图6-9）。
3．小胃法 即从狗的胃体部用于术手术方法分离其中一部分，将其缝合成一个小胃，通过一个瘘管开口于腹壁皮外。另将主胃的切口缝合，仍与食道及小肠相通，进行正常消化。这样，从小胃可收集到纯净的胃液。
一种小胃的制作方法是把粘膜黏膜层完全切开，保留一部分浆膜和肌层，这样，既保留了小胃的血液供应，又保留了支配小胃的迷走神经，这种有神经支配的小胃称为巴甫洛夫（巴氏）小胃(Pavlov pouch)（图6-10-A）。它被用来研究神经和体液因素对胃分泌和运动的影响。
另一种小胃的制作方法是在分离的过程中，把小胃的外来神经切断（只有部分交感神经随血管进入小胃），这种无神经支配的小胃称为海登汉（海氏）小胃(Heidenhain pouch)（图6-10-B）。它被用来研究血液循环中的激素对胃分泌和运动的影响。
（二）胃液的性质、成分和作用
纯净的胃液是pH为0.9～1.5的无色液体。正常成人每日分泌量约1.5～2.5L。胃液中除水外，主要成分有盐酸、胃蛋白酶原、内因子和粘液黏液。
1．盐酸 又称胃酸，是由泌酸腺中的壁细胞分泌的。以两种形式存在：一种是解离状态的游离酸；另一种是与蛋白质结合的盐酸蛋白盐，称结合酸。游离酸与结合酸酸度的总和称为总酸度。纯胃液中游离酸占绝大部分。胃液中盐酸的排出量通常以单位时间内分泌盐酸的毫摩尔(mmol)数表示，称为盐酸排出量(output of gastric acid)。正常人空腹时盐酸排出量为0～5mmol／h。在消化期，盐酸的排出量明显增加。在食物或药物的刺激下，正常人最大盐酸排出量可达20～25mmol/h。
（1）盐酸分泌的机制 胃液中H+的浓度最高可达150mmol/L，比血浆中H+浓度高约300万倍。由此可知，壁细胞分泌H+是逆着巨大浓度差进行的主动过程。现已证明，H+的分泌是靠细胞顶膜上的质子泵(proton pump)实现的。质子泵兼有转运H+、K+和催化ATP水解的功能。一般认为，壁细胞中的H+来自胞浆内水的解离，生成H+和OH－。H+在质子泵的作用下，主动分泌到小管内，OH－在细胞内有待被中和。由于壁细胞内含有丰富的碳酸酐酶(carbonic anhydrase)，它能将从血浆中摄取的和细胞代谢产生的CO2与水化合，形成H2CO3。H2CO3随即解离成H+和HCO3－。H+与OH－中和生成水，HCO3－则与血浆中的Cl－进行交换进入血液，与Na+形成NaHCO3。而血浆中的Cl－则进入壁细胞，再通过分泌小管膜上特异性的Cl－通道进入小管腔，在小管内与H+形成HCl（图6-11）。当需要时再由壁细胞分泌入胃腔。
由于质子泵已被证实是各种因素引起胃酸分泌的最后通路，因此，选择性抑制质子泵的药物（如奥美拉唑）已被临床用来有效地抑制胃酸分泌。
（2）盐酸的生理作用 主要有以下几方面：①将无活性的胃蛋白酶原激活成有活性的胃蛋白酶，同时为胃蛋白酶发挥作用提供酸性环境；②使食物中蛋白质变性，易于分解；③杀死随食物入胃的细菌；④盐酸进入小肠后，促进胰液、胆汁和小肠液的分泌；⑤盐酸在小肠内有利于小肠对铁和钙的吸收。因此，盐酸分泌不足时可引起食欲不振、腹胀、消化不良和贫血等。若盐酸分泌过多，又会对胃和十二指肠粘膜黏膜产生侵蚀作用，成为诱发溃疡病的原因之一。
2．胃蛋白酶原 胃蛋白酶原(pepsinogen)是由泌酸腺中的主细胞合成、和分泌的，在盐酸的作用下转变成有活性的胃蛋白酶(pepsin)。胃蛋白酶又可反过来对胃蛋白酶原起激活作用，形成局部正反馈。胃蛋白酶能水解蛋白质中芳香族氨基酸（苯丙氨酸和酪氨酸）的肽链，主要水解产物是月示、胨以及少量的多肽和氨基酸。胃蛋白酶的最适pH值为2，随着pH值的升高，胃蛋白酶的活性降低，当pH超过6.0时，即发生不可逆的变性而失去活性。
3．粘液黏液和碳酸氢盐 胃的粘液黏液(mucus)是由胃腺中的粘液黏液细胞、胃粘膜黏膜表面的上皮细胞、粘液黏液颈细胞、贲门腺和幽门腺共同分泌的。粘液黏液中的主要成分是糖蛋白。胃粘液黏液具有较强的粘滞性和形成凝胶的特性，它形成厚约500μm的凝胶状薄层覆盖在胃粘膜黏膜表面。胃粘液黏液具有润滑作用，减少坚硬食物对胃粘膜黏膜的机械损伤。
胃内的HCO3－主要是由胃粘膜黏膜的非泌酸细胞分泌的，仅有少量的是从组织间隙渗入胃内的。胃HCO3－的分泌速率约为H+分泌速率的5%。
胃粘液黏液形成的凝胶层可大大限制胃液中的H+向胃粘膜黏膜扩散的速度。而且，粘液黏液中还有由胃粘膜黏膜上皮细胞分泌的HCO3－，可以中和向粘膜黏膜下层逆向扩散的H+，这样就在胃粘液黏液层形成一个pH梯度。在靠近胃腔面的一侧，pH约为2，呈强酸性；而在靠近粘膜黏膜上皮细胞的一侧，pH为7左右，呈中性或偏碱性。这不但避免了H+对胃粘膜黏膜的直接侵蚀，而且使胃蛋白酶原在该处不能激活，从而有效地防止了胃液对胃粘膜黏膜本身的消化作用。这种由粘液黏液和碳酸氢盐共同形成的抗损伤屏障，称为粘液黏液-碳酸氢盐屏障(mucus-bicarbonate barrier)。酒精、胆盐、阿司匹林等可破坏此屏障作用，是造成胃溃疡的常见原因。
4．内因子 内因子(intrinsic factor)是一种糖蛋白，由泌酸腺中的壁细胞分泌，其分子量约60 000。内因子的作用是：保护维生素B12免受小肠内蛋白水解酶的破坏并促进维生素B12的吸收。内因子发挥上述作用是通过两个活性部位实现的，其中一个活性部位与维生素B12结合，形成内因子-维生素B12复合物，从而保护了维生素B12；另一个活性部位则与回肠粘膜黏膜上皮细胞的特异性受体结合，促进维生素B12的吸收。壁细胞受损或减少时，内因子分泌减少，维生素B12的吸收减少，引起巨幼红细胞性贫血。
（三）胃液分泌的调节
空腹时胃液不分泌或很少分泌,故胃液分泌的调节主要是指消化期神经和体液因素对胃液分泌的调节。
1．消化期的胃液分泌
消化期胃液分泌按接受食物刺激的部位不同，人为地分为头期、胃期和肠期（图6-12）。实际上，进食时这三个时期几乎是同时开始、互相重叠的。
（1）头期 胃液分泌的头期(cephalic phase)是指食物入胃前，位于头部的感受器（眼、耳、鼻、舌、口腔、咽等）受刺激，反射性引起胃液分泌增加。头期胃液分泌的机制有两个方面：一是由于条件刺激信号作用于头部某些器官的感受器，通过条件反射引起胃液分泌增加；二是由于咀嚼和吞咽食物时，刺激了口腔、舌、咽等处感受器，通过非条件反射引起胃液分泌增加，反射的中枢包括延髓、下丘脑、边缘叶和大脑皮层等。这些反射的主要传出神经是迷走神经。迷走神经不但直接刺激壁细胞分泌盐酸，还可作用于胃窦粘膜黏膜中的Ｇ细胞，通过胃泌素的释放间接的刺激胃腺分泌。研究表明，支配Ｇ细胞的迷走神经节后末梢释放一种肽类物质──蛙皮素(bombesin)或称胃泌素释放肽(gastrin-releasing peptide，GRP)作为递质，而不是乙酰胆碱。在人的头期胃液分泌调节中迷走神经的直接作用更为重要。
头期胃液分泌约占进食后分泌量的30%，酸度及胃蛋白酶原含量均很高。头期胃液分泌量与食欲有很大关系。
（2）胃期 胃液分泌的胃期(gastric phase)是指食物入胃后，继续刺激胃液分泌，又一次出现胃液分泌的高峰。胃期胃液分泌的神经机制主要是：①食物扩张了胃底、胃体的感受器，通过迷走-迷走长反射和壁内神经丛局部反射,直接或间接通过胃泌素引起胃腺分泌。②扩张刺激胃幽门部，通过壁内神经丛作用于Ｇ细胞释放胃泌素。③食物的化学成分（如蛋白质消化产物）直接刺激Ｇ细胞，引起胃泌素的释放。
胃期胃液分泌量约占进食后总分泌量的60%，胃液酸度高，但胃蛋白酶原的含量比头期要少。
（3）肠期 胃液分泌的肠期(intestinal phase)是指食糜进入十二指肠后，继续引起胃液分泌轻度增加。在切除外来神经后，食物对小肠的刺激仍可引起胃液分泌，提示在肠期胃液分泌调节中，神经反射的作用不大，主要是由于食糜刺激十二指肠粘膜黏膜引起胃泌素等激素释放的结果。有人认为，食糜入肠可使小肠粘膜黏膜释放一种"肠泌酸素"(endrero-oxyntin)，可刺激胃腺引起胃液分泌。静脉注射氨基酸也可引起胃液分泌，说明小肠吸收的氨基酸也可能参与了肠期的胃液分泌调节。
肠期胃液分泌的特点是：量少，约占进食后胃液分泌总量的10%，总酸度和胃蛋白酶原的含量也较少。
2．刺激胃酸分泌的主要内源性物质
（1）乙酰胆碱 是大部分支配胃的迷走神经和部分肠壁内在神经末梢释放的递质。作用于壁细胞胆碱能（M3型）受体，刺激胃酸分泌，可被阿托品等胆碱能受体阻断剂所阻断。
（2）胃泌素 是胃窦和小肠上段粘膜黏膜G细胞分泌的肽类激素。释放后胃泌素以内分泌的方式作用于壁细胞的特异性受体，引起胃酸分泌增加。体内的胃泌素主要有两种：大胃泌素(G-34)和小胃泌素(G-17)。胃窦粘膜黏膜内主要是G-17，小肠上段粘膜黏膜内G-17和G-34各占一半。G-17刺激胃酸的作用比G-34强5～6倍。人G-17分子C端的4个氨基酸（色-甲硫-门冬-苯丙-NH2）是胃泌素最小活性片段。现已人工合成的四肽或五肽胃泌素具有天然胃泌素的全部活性，已广泛应用于实验研究与临床。
（3）组胺 由胃粘膜黏膜肥大细胞或肠嗜铬样细胞(enterochromaffin-like cell,，ECL)分泌，释放后通过局部扩散到邻近的壁细胞，与壁细胞上组胺Ⅱ受体(H2)结合，具有很强的刺激胃酸分泌的作用。H2受体阻断剂甲氰咪呱(cimetidine)等类似物可阻断组胺的作用，抑制胃酸的分泌。
3．胃液分泌的抑制性因素
在消化期胃液分泌的调节过程中，除了上述促进胃液分泌的因素外，还受许多抑制性因素的调节。消化期内抑制胃酸分泌的因素主要有以下三种：
（1）盐酸：当胃窦内pH降至1.2～1.5时，对胃酸分泌可产生抑制作用。其机制有二：①盐酸直接抑制胃窦粘膜黏膜中的Ｇ细胞，减少胃泌素的释放；②盐酸引起胃粘膜黏膜内Ｄ细胞释放生长抑素，后者间接地抑制胃泌素和胃液的分泌。
当十二指肠内的pH降到2.5以下时，对胃酸分泌也产生抑制作用。已知胃酸可刺激小肠粘膜黏膜释放胰泌素，后者对胃泌素引起的胃酸分泌有明显的抑制作用。此外，还可能与十二指肠球部在盐酸刺激下释放出的球抑胃素(bulbogastrone）)有关，但其化学结构尚未确定。
由此可见，盐酸是胃腺分泌的一种负反馈调节机制物质，它对防止胃酸过度分泌，保护胃肠粘膜黏膜有重要的生理意义。
（2）脂肪：进入十二指肠的脂肪及其消化产物主要刺激肠粘膜黏膜产生某些抑制性激素，进而抑制胃液的分泌。有人认为，小肠粘膜黏膜可释放一种称作"肠抑胃素"(enterogastrone)的激素，能抑制胃液分泌。但由于至今未能提纯出该激素，故目前倾向于认为它可能不是一个独立的激素，而是几种具有此种作用的激素（如抑胃肽、神经降压素等）的总称。
（3）高张溶液：十二指肠内的高张溶液可激活小肠内渗透压感受器，通过肠-胃反射抑制胃分泌，以及通过刺激小肠粘膜黏膜释放一种或几种胃肠激素而抑制胃分泌。