第六章 消化与吸收
消化道: 口腔咽 食管 胃 小肠 大肠 附属器官: 唾液腺 肝脏 胆囊 胰腺
碳水化合物 蛋白质 脂肪 水、维生素和无机盐,直接吸收 机械性消化 化学性消化 蛋白质 碳水化合物 脂肪 消化 吸收 废物排出 机械性消化 水、维生素和无机盐: 直接吸收 水、维生素和无机盐,直接吸收
还有内分泌和免疫功能。 消化(digestion) :食物在消化道内被分解成 吸收(absorption):食物经过消化后,透过消化道 第一节 概 述 消化(digestion) :食物在消化道内被分解成 小分子物质的过程。 吸收(absorption):食物经过消化后,透过消化道 粘膜进入血液或淋巴液的过程。 消化系统除了消化和吸收两大功能外, 还有内分泌和免疫功能。
消化的方式有: 机械性消化: 化学性消化: 通过消化管的运动将食物磨碎、 搅拌和推进的过程。(形变) 通过消化腺分泌的消化酶将食物 大分子分解成小分子的过程。(质变)
一、消化道平滑肌的生理特性 (一)一般特性 1. 自动节律性 2. 兴奋性低,舒缩迟缓 3. 富有伸展性 4. 具有紧张性 5. 对化学、温度、机械牵张刺激敏感;对电刺激 和锐性刺激不敏感
(二)电生理特性 1. RP -50~-60mV,且不稳定; 机制:K+外流为主,有Na+、Cl-、Ca2+参与 2.慢波电位或基本电节律 3.AP 产生机制:刺激→Ca2+通道开放→Ca2+内流→AP 。
2. 基本电节律(basic electrical rhythm,BER) (1)含义:在RP基础上产生自发性去极化和复极化的节律性电位变化,由于其频率较慢,故称为慢波电位,因其决定了消化道平滑肌的收缩节律,故称为基本电节律。 (2)波幅:10~15 mV (3)频率:人胃 3次/min,十二指肠 12次/min (4)机制:生电性钠泵活动 (Na泵↓→去极化,Na泵↑→复极化)。
(5)意义: ①BER是平滑肌的起步电位; ②是AP产生的基础电位; ③决定蠕动的方向、频率、速度,控制平滑肌收缩节律和幅度(AP多则幅度大)
平滑肌慢波、动作电位和收缩的关系: 平滑肌在慢波的基础上产生动作电位,动作电位发动平滑肌的收缩。 平滑肌收缩的张力与动作电位的数目有关,而慢波是平滑肌收缩的起步电位。
二、消化腺的分泌功能 1. 量: 6-8L/日 2. 功能: ①分解食物中的各种成分。 ②为各种消化酶提供适宜的pH环境。 ③稀释食物,使其渗透压与血浆的渗透压相等,以利于吸收。 ④保护消化道粘膜免受物理和化学性损伤。
三、消化道的神经支配 (一)外来神经 (二)内在神经 交感神经: 副交感神经: 粘膜下神经丛 肌间神经丛 胃肠道运动减弱,腺体分泌减少,括约肌收缩 副交感神经: 胃肠道运动增强,腺体分泌增加,括约肌舒张 (二)内在神经 粘膜下神经丛 主要调节腺细胞的分泌 肌间神经丛 主要参与消化道运动的控制
内在神经系统 由无数神经元(包括感觉神经元、中间神经元及运动神经元)和大量神经纤维(包括内在神经纤维和进入壁内的外来神经纤维)组成。每一神经丛内部以及两种神经丛之间都有神经纤维互相联系,共同组成一个消化道内在的神经系统。
1994年美国哥伦比亚大学神经学家迈克•格尔森提出:人的“肚子”不仅负责消化和吸收,而且能够调节人的焦虑和紧张情绪,并且提出人类除了第一大脑之外还有“第二大脑”,那就是肚子,即“腹脑”。目前越来越多的科学家认为“腹脑”的存在,即人类的许多感觉和知觉都是从肚子里传来的。 看来“一肚子坏水”这句俗话也是有科学依据的。 当然这只是一种形象的说法,至于腹脑是不是第二大脑有待进一步研究。
四、消化道的内分泌功能 由消化道内分泌细胞合成和释放的激素,统称为胃肠激素(gut hormones)。 由于这些激素几乎都是肽类的,故又称之为胃肠肽。 在胃肠道和中枢神经系统双重分布的肽类物质称脑-肠肽。
胃肠激素的作用 1. 调节消化腺分泌和胃肠运动 2. 调节其他激素的释放 3. 营养作用:促消化管组织代谢及生长的作用
激素有5种:胃泌素、促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽及胃动素。这些激素的主要生理作用,分布部位及引起释放的主要因素见下表 目前认为对消化器官功能活动影响较大的 激素有5种:胃泌素、促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽及胃动素。这些激素的主要生理作用,分布部位及引起释放的主要因素见下表
激素 分泌 刺激物 功能 促胃液素 G cells 蛋白质 促胰液素 S cells (CCK) I cells 迷走N(ACh) 蛋白质 促进胃肠运动 促进胃酸和胰酶的分泌 促胰液素 S cells 盐酸 脂肪 抑制胃肠运动和胃液的分泌 促进胰液、胆汁和小肠液分泌 缩胆囊素 (CCK) I cells 促进胃肠运动 促进腺体分泌消化液 胆囊收缩 抑胃肽 K cells 葡萄糖 脂肪酸 氨基酸 促进胰岛素分泌 抑制胃排空和胃液的分泌 胃动素 Mo cells 促进消化间期胃肠运动
第二节 消 化 一、口腔内消化 (一)咀嚼和吞咽 1、咀嚼 定义: 通过咀嚼肌协调而有序的舒缩活动,使下颌向上颌方向反复运动的反射性动作。 第二节 消 化 一、口腔内消化 (一)咀嚼和吞咽 1、咀嚼 定义: 通过咀嚼肌协调而有序的舒缩活动,使下颌向上颌方向反复运动的反射性动作。 作用:机械性消化食物并使食物与唾液混合。
2、吞咽:食物由口腔经咽、食管进入胃的过程。 吞咽分期 1.口腔-咽:随意运动 2.咽-食管上段:吞咽反射 3.食管上段-胃:食管蠕动
蠕动:是消化道平滑肌的一种基本运动形式,由神经介导,可使消化道内容物向前推进的反射。
食管内的压力: 食管-贲门连接处上方(1~2cm)的高压区。 作用:防胃内容物逆流入食管,起到了类似生理性括约肌的作用,故称为食管-胃括约肌。 食管-胃括约肌的张力受神经-体液的调节:如食团的机械刺激,可反射性的引起其舒张;而当食团入胃后,引起促胃液素的释放又加强其收缩。 下段:
(二)唾液及其分泌 1、唾液的性质和成分 性质: 唾液是近中性液体,pH6.6-7.1 成分: 水分占99%, 有机物主要为粘蛋白,还有球蛋白、唾液淀粉酶、溶菌酶; 无机物有Na+、K+、HCO3–、Cl– 和一些气体分子。
2、唾液的作用 ①湿润口腔, 便于说话和吞咽; ②溶解食物,引起味觉; ③清洁和保护口腔 ④唾液淀粉酶,将淀粉分解为麦芽糖 ⑤排泄功能 ⑥唾液中激肽释放酶参与激肽的合成,后者可使局部血管舒张
3、唾液分泌的调节 1. 非条件反射: 延髓 进食 口腔粘膜 初级中枢 唾液腺 2.条件反射:食物的形、色、味及进餐的环境 5.7.9.10 NE (交感神经) ACh 副交感神经 + + ß受体 M受体 cAMP IP3 唾液腺 2.条件反射:食物的形、色、味及进餐的环境 “望梅止渴”
二、 胃内消化 (一)胃的运动 1、胃的运动形式及其作用 全胃性的缓慢而持续性的收缩 (1)紧张性收缩: 意义: 二、 胃内消化 (一)胃的运动 1、胃的运动形式及其作用 (1)紧张性收缩: 全胃性的缓慢而持续性的收缩 意义: ①使胃保持一定的形状和位置; ②维持胃内压以利于食糜与消化液混合; ③是其他运动形式的基础。
(2)容受性舒张(胃特有) (3)蠕动 意义:容纳和暂时贮存食物,并保持胃内压基本不变。 意义: ①磨碎食物并使其 与胃液混合; 食物对咽、食管等处感受器的刺激,反射性引起胃底、胃体的肌肉舒张 。 意义:容纳和暂时贮存食物,并保持胃内压基本不变。 (3)蠕动 食物进入胃5分钟出现;由胃的中部开始,到达幽门需1分钟;频率为3次/分钟。 意义: ①磨碎食物并使其 与胃液混合; ②将食糜逐步推入 十二指肠。
2、胃的排空 概念:食物由胃排入十二指肠的过程。 速度:以食物而异(流体、粒小、等渗的快) 水 > 糖 > 蛋 > 脂 水 > 糖 > 蛋 > 脂 10min 2h 2~3h 5~6h (一餐混合食物由胃完全排空约需4-6小时) 动力:直接动力:胃与十二指肠的压力差。 原 动 力:胃的运动。
胃排空的影响因素 长反射和短反射 食物机械刺激胃 胃运动加强 胃排空加快 食物化学刺激胃 G细胞分泌促胃液素 肠—胃反射 12指肠壁感受器 胃排空减慢 食物 胃运动减弱 12指肠粘膜内分泌细胞 促胰液素 抑胃肽 (肠抑胃素)
3、呕吐 呕吐是一种保护意义的防御性反射活动,可把胃内有害物质排出。但剧烈呕吐会影响进食、造成水电和酸碱平衡的紊乱。
(二)胃液的及其作用 贲门腺 幽门腺 泌酸腺 内分泌腺: G细胞-促胃液素、D细胞-生长抑素、肠嗜铬样细胞-组胺 外分泌腺 粘液细胞:粘液 壁细胞:HCl、内因子 主细胞:胃蛋白酶原 胃液:无色、无味、酸性(pH 0.9-1.5)
1.盐酸 分 泌: 作 用: 由壁细胞分泌。 10%结合酸(与黏液中的有机物结合) 90%游离酸(决定胃液的pH) (1)激活胃蛋白酶原 (2)有利蛋白质消化(变性) (3)抑制杀灭胃内细菌 (4)促胰液、胆汁、小肠液分泌 (5)有利于小肠离子的吸收(铁、钙等) 过低消化不良,过高胃溃疡
胃酸分泌机制: 是壁细胞逆浓度差主动分泌的,其分泌过程如图所示。 毛细血管 壁细胞 壁细胞分泌盐酸模式图 餐后碱潮
2.胃蛋白酶原 胃蛋白酶的最适pH为2.0-3.5 当pH>5时,胃蛋白酶失活 泌酸腺主细胞 胃蛋白酶原 胃蛋白酶 蛋白质 月示、胨 少量氨基酸和多肽 HCl 分泌
3.黏液 表面上皮细胞(不溶性黏液) 分泌: 糖蛋白 黏液细胞(可溶性黏液) 特性: 粘滞性高,能形成凝胶层(500µm) 作用: 1、润湿食物,保护胃粘膜免受机械损伤; 2、与碳酸氢盐形成“黏液-碳酸氢盐屏障”中和胃酸和防御胃蛋白酶对黏膜的消化作用。
胃蛋白酶 HCl H+ pH2 HCO-3 粘液 pH7
壁细胞分泌的一种糖蛋白。可防止VB12被破坏和促进其吸收。 4.内因子 壁细胞分泌的一种糖蛋白。可防止VB12被破坏和促进其吸收。 粘膜 B12 I F 胃 回肠 Ca2+
(二)胃液分泌的调节 促进胃液分泌的因素很多: ●食物是胃液分泌的自然刺激物(蛋白质等); ●一些药物(Ach、组胺、乙醇等)和激素(胃泌素、糖皮质激素等)也是胃液分泌的刺激物。 ●应激状态:如舰员出海,长时间处于应激状态,ACTH、糖皮质激素分泌增多,可诱发胃溃疡和十二指肠溃疡。 下面主要从体液因素和消化期二个方面对胃液分泌的影响进行阐述:
1.消化期胃液分泌的调节 进食后胃液的分泌机制,可按感受食物刺激的部位,人为的划分为头期、胃期、肠期来分析。实际上这3个时期几乎同时开始,互相重叠的。
(1) 头期胃液分泌 迷走神经 G细胞 壁细胞 条件刺激 头部 感受器 1、2、8 中枢 胃液分泌 非条件刺激 5、7、9、10
头期胃液分泌的特点: ①分泌量占30%、酸度高、胃蛋白酶含 量高,消化力强. ②潜伏期短、持续时间长 ③分泌量与食欲有关
(2)胃期胃液分泌 Ⅰ.分泌机制: Ⅱ.分泌特点: ●扩张胃体和胃底→迷走-迷走长反射和壁内N丛短反射→胃腺分泌。 ●扩张胃窦部→壁内N丛短反射→G细胞释放促胃液素→胃腺分泌。 ●食物的化学成分→G细胞释放促胃液素。 Ⅱ.分泌特点: ●分泌量和酸度很高。 ●消化力(胃蛋白酶量)<头期。
(3)肠期胃液分泌 Ⅰ.分泌机制: Ⅱ.分泌特点: ●与胃期相似:即机械、化学刺激两方面发挥作用,但以体液调节为主。 ●体液调节因素有:胃泌素、缩胆囊素、肠泌酸素(尚未提纯) Ⅱ.分泌特点: ●分泌量、酸度和胃蛋白酶含量均较低(与同时产生的抑制性体液因素有关)。
胃 胃 腺 液 眼、耳、鼻 中 口、舌、咽、食管 枢 G细胞 G细胞 缩胆囊素 I细胞 头 期 食物刺激 Ⅰ、Ⅱ、Ⅷ Ⅹ Ⅴ、Ⅻ、Ⅸ、Ⅹ Ⅹ 胃底、胃体机械刺激 壁内N丛 胃幽门部机械刺激 壁内N丛 幽门部 G细胞 胃幽门部化学刺激 促胃液素 12指肠 G细胞 肠 期 机械 小肠 刺激 化学 小肠 I细胞 缩胆囊素 消化期胃液分泌的调节
胃液分泌的调节
2.促进胃酸分泌的体液物质 (1)乙酰胆碱 + M 受体 (2)胃泌素: 胃酸分泌← 血液 胃 窦 小肠粘膜 G细胞 胃泌素 壁细胞 胃 窦 小肠粘膜 G细胞 胃泌素 壁细胞 (3)组胺 + 壁细胞H2受体 (4)HCl
3.胃酸分泌的抑制性调节 胃酸分泌→ 盐酸分泌↑→胃内pH↓ 进入十二指肠内的盐酸、脂肪、高张溶液 其他: 恶劣的情绪 交感神经紧张性增高 药物(阿托品、甲氰咪呱等) 激素(胰泌素、抑胃肽、PG等) 肠抑胃素 抑制胃液分泌
三、 小肠内消化 小肠是消化与吸收的最重要部位。 -化学消化: 胰液、胆汁、小肠液 -机械消化
(一)小肠的运动 1、小肠运动的主要形式 (1)紧张性收缩 (2)分节运动 (3)蠕动 蠕动冲
分节运动: 其主要作用: 利消化:促进食糜与消化液充分混合。 利吸收:增加食糜与肠壁的接触。 助血循:挤压肠壁助于血液和淋巴的回流。 是小肠特有的运动形式。 其主要作用: 利消化:促进食糜与消化液充分混合。 利吸收:增加食糜与肠壁的接触。 助血循:挤压肠壁助于血液和淋巴的回流。
蠕动: 特点:小肠近端的蠕动速度>远端。 作用:使经过分节运动的食糜向前推进。 特殊方式: 特殊方式: 蠕动冲:蠕动速度快,传播距离远的蠕动。可一次将食糜从小肠始端推送到末端,甚至推送到大肠。这种运动是由于进食时的吞咽动作、食糜进入十二指肠或由于泻药的作用而引起。 蠕动: 肠运动时,产生的声音称为肠鸣音。肠蠕动亢进时, 肠鸣音增强;肠麻痹时,肠鸣音减弱或消失。
2、回盲括约肌的功能 ①防止回肠内容物过快过早地进入大肠,利于小肠内容物充分消化和吸收; ②阻止大肠内容物倒流入回肠
(二)胰液及其作用 胰岛素 外分泌腺 内分泌腺 胰腺 腺泡细胞:各种胰酶 小导管管壁细胞: H2O、HCO3 组成胰液 无色、无味、碱性
胰液的主要成分及其作用 1. HCO3- 作用: 1)中和HCl,保护胃粘膜 2)为各种胰酶的活动提供最适环境
2.胰酶 1)胰淀粉酶 淀粉 胰淀粉酶 麦芽糖、葡萄糖 2)胰脂肪酶 胰脂肪酶 甘油三酯——————甘油+甘油一酯+脂肪酸 辅酯酶
3)蛋白酶原 和胨 月 示 氨基酸 胰液是消化力最强,最重要的消化液。 肠激酶 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 糜蛋白酶原 糜蛋白酶 单独作用能将蛋白质分解为 氨基酸 共同作用时将蛋白质分解为 胰液是消化力最强,最重要的消化液。
但因量少、作用小,当暴饮暴食时不能阻止大量胰蛋白酶原活化后的自身消化过程(急性胰腺炎)。 3.其它 胰蛋白酶抑制物:正常时胰液中的蛋白水解酶并不消化胰腺本身,因为: ①胰蛋白酶和糜蛋白酶以酶原形式分泌(肠腔中激活)。 ②胰蛋白酶抑制物:失活胰蛋白酶,抑制糜蛋白酶的活性。 但因量少、作用小,当暴饮暴食时不能阻止大量胰蛋白酶原活化后的自身消化过程(急性胰腺炎)。
(二)胰液分泌的调节 视、嗅、咀嚼 食物 扩张 胃泌素 中枢神经 胰 腺 胃 窦 胃 体 小 肠 促胰液素 扩张、蛋白质分解产物 蛋白质和脂 肪的消化产物 盐酸 中枢神经 胰 腺 胃 窦 胃 体 小 肠 迷走神经 传入纤维 促胰液素 胆囊收缩素 传出纤维
促胰液素(secretin): S细胞分泌→小导管细胞为主→胰液分泌(水和HCO3-) 促分泌因素:HCl、蛋白质分解产物、脂肪酸 胆囊收缩素(CCK): I细胞分泌→腺泡细胞→促腺酶分泌、缩胆囊 促分泌因素:蛋白质分解产物、脂肪酸、HCl、脂肪
(三)胆汁的分泌 金黄色,碱性 消化期 十二指肠 肝胆汁 肝细胞 胆囊 胆囊胆汁 非消化期 墨绿色,酸性
1、性质和成分: 苦味有色液体 pH6.8~7.4 不含消化酶。 水 无机盐 有机物 (钠、钾、钙、碳酸氢盐等) 胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的钠盐或钾盐称为胆盐。 胆色素是血红蛋白分解产物,包括胆红素及其氧化物胆绿素。 胆汁中胆盐、胆固醇和卵磷脂的适当比例是维持胆固醇成溶解状态的必要条件。胆固醇过多,胆盐、卵磷脂过少——胆石 有机物 (胆固醇、卵磷脂、粘蛋白、脂肪酸、胆汁酸和胆色素等) 胆绿素 胆红素 胆 盐 胆 石
2、作用: (1)乳化脂肪,促进脂肪消化 (3)与脂肪酸结合,促进吸收 (4)促脂溶性维生素吸收 (5)胆盐的“肠-肝循环”,促进肝胆汁分泌
胆盐的肠肝循环: 门静脉 胆盐(95%) 回肠末端 血 肝脏
3、胆汁分泌的调节 神经调节——迷走神经 胃泌素(Gastrin) 胆囊收缩素(CCK)胰泌素(Secretin) 体液调节 胆盐(肠肝循环) 体液调节
(四)小肠液: 是弱碱性液体,pH≈7.6。渗透压与血浆相等。 分泌量大(1.8L/日) 特点 酶种类多 持续分泌
2.小肠液的成分和作用: (1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。 (2)稀释肠腔内容物,利于吸收。 (1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。 (2)稀释肠腔内容物,利于吸收。 (3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶。 (4)多种消化酶进一步消化水解食糜。
四、 大肠内消化 一、大肠液的分泌 大肠液的主要成分:为粘液和碳酸氢盐(pH 8.3~8.4)。 大肠液的主要作用:是保护肠粘膜免遭机械损伤和润滑大便。
二、大肠的运动和排便 (一) 大肠的运动形式 1.混合运动-袋状往返运动 空腹时多见 2.推进运动-分节推进和多袋推进运动 3.蠕动 集团蠕动: 通常始于横结肠,快速蠕动至降结肠或乙状结肠,产生便意。多在早餐或进食后发生,每日发生3~4次。 可能由胃、十二指肠-结肠反射引起。
(二)粪便的形成及排便反射 正反馈,初级排便中枢: 脊髓腰骶段 高级中枢:大脑皮层
(三)大肠内细菌的活动 大肠内存在的正常菌群主要是E.Cloi,对人体也是具有重要的作用的,它们可以利用简单的物质合成VB和VK,供人体的需要。如果长期服用抗生素,会抑制细菌的活动,引起机体缺乏维生素。
第六节 吸 收 一、各部位的吸收能力 口:部分药物(如硝酸甘油)。 胃:酒精和少量水分。 大肠:水分和无机盐。 小肠:能力最强、种类最多,是 第六节 吸 收 一、各部位的吸收能力 口:部分药物(如硝酸甘油)。 胃:酒精和少量水分。 大肠:水分和无机盐。 小肠:能力最强、种类最多,是 因具有四个保证的有利条件: 主要吸收的部位
小肠吸收的有利条件: ②吸收面积大:长5~6米;皱褶+绒毛+微绒毛→200m2; ③毛细血管和淋巴管丰富; ①食物已被充分消化; ②吸收面积大:长5~6米;皱褶+绒毛+微绒毛→200m2; ③毛细血管和淋巴管丰富; ④时间保证:停留时间长,约3~8h。
二、小肠内主要营养物质的吸收 (一)糖 (二)蛋白质 形式: 单糖(半乳糖,葡萄糖>果糖>甘露糖) 机制 : 继发式主动转运 途径:入血 形式: 氨基酸、二肽、三肽 机制: 继发式主动转运
肠上皮细胞 肠腔 血 Na+ Na+ 2Na+ Na+ 泵 G G K+ G G
㈢脂肪 淋巴管 肠腔 甘油三酯 胰脂肪酶 脂肪酸、甘油一酯 肠上皮细胞 + 胆盐 混合微胶粒 甘油一酯 脂肪酸 乳糜微粒 载脂蛋白
(四)水的吸收 8-10L/日,以渗透方式被动吸收进行
(五)无机盐的吸收 1.Na+的吸收: 250-300mmol/日
2.铁的吸收: 1mg/日,以亚铁离子形式被吸收,吸收部位在十二指肠和空肠。与转铁蛋白结合成复合物,以受体介导入胞的方式被吸收。 Tf:转铁蛋白 Ft:铁蛋白 TfR:转铁蛋白受体
3.Ca2+ : VitD、脂肪、HCl促其吸收,通过钙泵进行的主动吸收
(六)维生素的吸收: ①水溶性维生素:VB、VC(简单扩散) VB12的吸收需要内因子参与。 ②脂溶性维生素:与脂类一起吸收。 VA可能通过主动转运吸收。