动物生理学6消化与吸收

6. Digestion and absorption 6.1 Introduction 消化是指食物在消化道（ digestive/gastrointestinal tract）内分解为小分子的过程。 Digestion involves physicochemical processes by which ingested food is converted into simpler constuents and nutrients that can be absorbed into the blood stream. Digestive system Digestive tract (gastrointestinal tract) Digestive glands Gastrointestinal tract (about 9 m for human) mouth, pharynx 咽 , esophagus 食管 , stomach, small intestine (duodenum/12 fingers-20 cm , jejunum空肠 -3.5m, ileum回肠 -4.5m), large intestine (colon, rectum) anus 除口腔以外的消化管壁均可分为四层，由内向外 依次为粘膜、粘膜下层、肌层和外膜 (浆膜） mucosa submucosa muscularis serosa 舒缩迟缓 富有伸展性 具有紧张性 自动节律性 对电刺激不敏感而对化学、温度和机械牵拉刺激敏感 6.1.1 Properties of gastrointestinal smooth muscle 6.1.1.1 General properties 6.1.1.2 Electrophysiological properties Resting potential 特点：不稳定 实测值： -50 -60 mv 形成： K+平衡电位。（ 但 Na+、 Cl-、 Ca2+以及生电性 钠泵活动也参与了静息膜电位的产生 ） 消化道平滑肌在 RP基础上可自发地周期性地产生去极化和 复极化电位，形成缓慢的节律性电位波动，这种电位波动 称为慢波 . Slow wave (Basic electrical rhythm) 起源：胃肠 Cajal间质细胞（ interstitial Cajal cell ， ICC)， 是一种兼有成纤维细胞和平滑肌细胞特性的间质细胞 ，去除神经 支配后慢波依然存在。 频率：胃 3次 /分；十二指肠 12次 /分；回肠末端 8-9次 /分 波幅： 10-15mV 持续时间：数秒 十几秒 Slow wave 的形成原理： 目前认为，它的产生可能与细胞膜上生电性钠泵的活 动具有波动性有关，当钠泵的活动暂时受抑制时，膜 便发生去极化；当钠泵活动恢复时，膜的极化加强， 膜电位便又回到原来的水平。 最新研究结果显示 SW的产生是由于节律性的内向电流 引起的，并且与细胞内的钙震荡有关 生理意义：控制胃肠平滑肌收缩节律 在慢波的基础上，消化道平滑肌细胞也能产生快速的、 幅度较大的电位变化，也就是动作电位。动作电位常叠加 在慢波的波峰上，幅度为 60 70mV，时程为 10 20ms， 可单个出现，也连续出现多个动作电位。其上升支主要由 慢钙通道开放，大量 Ca2+和 Na+内流所导致，而降支主要由 K+外流所引起。 无动作电位的慢波可引起平滑肌的轻微收缩；在慢波上 产生的动作电位则引起很强的收缩。发生在慢波上的动作 电位越多，其平滑肌的收缩就越强。 Action potential Digestive gland salivary gland, saliva gastric gland, gastric juice pancreas, pancreatic ,pkritik juice liver, bile 小肠腺，小肠液 大肠腺，大肠液 人的各种消化腺分泌的消化液总量达 6-8 L/ 天 消化液的主要功能：稀释食物，水解食物中的大分子，保 护消化道粘膜（ mucosa） 表 6 1消化液的成分及其作用 6.1.2 Secretion of digestive gland 6.1.3 Innervation of stomach and gut 支配消化道的神经有内在神经和外来神经两大部分， 二者相互协调，共同调节消化道的功能。 6.1.3.1 intrinsic nervous system 内在神经系统 也称肠神经系统（ enteric nervous system），由消化管壁中 的神经细胞所构成，包括三种肠神经元，（ 1）肠感觉神经元， 负责探测消化道内的化学成分和机械张力变化；（ 2）肠运动神 经元，加强或抑制平滑肌的运动或消化腺的分泌；（ 3）肠中间 神经元，负责联系肠感觉神经元和肠运动神经元。 肠神经系统包括两类神经丛，肌间神经丛和粘膜下神经丛， 前者位于纵行肌和环行肌之间，后者位于环行肌和粘膜之间。 人体肠神经系统神经元的总神经元数量可达 108个，相当于 脊髓内神经元的总数，而且神经元之间有着复杂网络联系，可 以看作是一个相对独立而完整的神经系统，因此，也被称作 “肠脑”。 内在神经系统在调节胃肠运动和和分泌以及胃肠血流中起重 要作用。 6.1.3.2 extrinsic nervous system 外来神经系统 Sympathetic nerve 起源： T5L2脊髓灰质侧角 递质：去甲肾上腺素 作用：抑制胃肠道运动和分泌 Parasympathetic nerve Vagus nerve 起源：延髓迷走神经背核和疑核 递质：乙酰胆碱（ Ach） 作用：兴奋胃肠运动和分泌 Pelvic nerve（盆神经） 起源：骶髓 递质：乙酰胆碱（ Ach） 作用：兴奋横结肠以下结肠平滑肌、腺体及内分泌细胞 6.1.4 Endosecretory function of gastrointestinal tract 位于胃肠道黏膜和黏膜下的内分泌细胞及位于 胰腺内的内分泌细胞可生成多种激素，这些激素统 称为胃肠激素。消化道是体内最大、最复杂的内分 泌器官，迄今已发现的胃肠激素有 30多种，都是多 肽。 胃肠激素 英文名 细胞名称 分布部位 胰高血糖素 glucagon A细胞 胰岛 胰岛素 insulin B细胞 胰岛 生长抑素 somatostatin D细胞 胰岛、胃、小肠、结肠 胃泌素 Gastrin G细胞 胃窦、十二指肠 缩胆囊素 Cholecystokinin I 细胞 小肠上部 抑胃肽 Gastric inhibitory polypeptide K细胞 小肠上部 胃动素 motilin Mo细胞 小肠 神经降压素 neurotensin N细胞 回肠 胰多肽 Pancreatic polypeptide PP细胞 胰岛、胰腺外分泌部分、胃、小肠、大肠 促胰液素 Secretin S细胞 小肠上部 胃肠激素的分泌方式 通过血液循环 旁分泌 腔分泌 自分泌 胃肠激素的作用 调节消化腺的分泌和消化道的运动 调节其它激素的释放 营养作用 近年来研究发现，许多胃肠激素在脑中也存在，而原在 脑中发现的肽类激素也存在于胃肠道中，这些在脑和胃肠 道中双重分布的肽类被称作 脑肠肽 。 P物质是最早发现的脑 肠肽。 1931年， 恩 勒（ von Euler）和加德姆（ Gaddum）在研 究体内乙酰胆碱分布时意外发现，马脑和小肠提取物都可 刺激兔肠平滑肌收缩，此作用不受阿托平阻断，证明其不 是乙酰胆碱。当时命名为 P物质。 40年后，此物质从脑和肠 中分离出来，证明其有效物质为同一分子，由 11个氨基酸 残基组成的肽。已经被确认的脑肠肽有： P物质，神经降压 素，生长抑素，胆囊收缩素，胰液素、脑啡肽和内啡肽， 促甲状腺素释放激素。血管活性物质，蛙皮素，组异肽， 胰岛素，高糖素，胰多肽，胃动素。促肾上腺皮质激素， 血管紧张素 ，生长激素。 Ulf Svante von Euler (7 February 1905 9 March 1983) was a Swedish physiologist and pharmacologist. He won a Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1970 for his work on neurotransmitters His short stay as a postdoctoral student in Dales laboratory was very fruitful: in 1931 he discovered with John H. Gaddum an important principle, substance P. 6.2 digestion in mouth 6.2.1 Secretion of saliva Salivary gland主要有三对即 腮腺、舌下腺、颌下腺 ,唾 液分泌量为 1 2L d 性质和成分： 中性， 水、无机盐、有机物 ，有机物主 要有粘蛋白、粘多糖、唾液淀粉酶、溶菌酶、免疫球蛋 白和血型物质等。 有些动物的唾液中还含有抗凝血物质，如蚂蟥和吸血 蝙蝠，毒蛇的毒腺也由唾液腺演化而来的 分泌的调节：神经调节，包括非条件反射和条件反射 6.2.2 Chewing and Swallowing Chewing Swallowing 是一种复杂的反射动作，使食物从口腔到胃 Peritalsis of esophagus Peristalsis in the digestive tract. 6.3 Digestion in stomach 胃容量： 70 ml2000ml 胃的主要作用是储存并以适当的速度向小肠输送食物， 多数动物的胃还具有初步消化食物的功能。 人的胃可分为胃底、胃体和胃窦，胃底和胃体的上部 主要用于接受和容纳作物，胃体中下部和胃窦的功能 主要是混合、磨碎食物形成食糜 chyme ， 并向小肠输 送食物（胃排空）。 The stomach has a thick wall with deep folds (rugae) that can expand to allow more food to be stored. 6.3.1 Gastric secretion 胃粘膜含有三种管状外分泌腺和多种内分泌细胞， 胃底 胃体 胃窦 十二指肠 幽门括约肌 6.3.1.1 Gastric secreting Cells Exocrine secreting cells 贲门腺 粘液细胞，分泌稀薄的碱性粘液 （ mucus） 泌酸腺 ， 位于胃底和胃体 壁细胞 parietal p,raitl cell , 分泌 HCl、 主细胞 chief cell， 分泌 胃蛋白酶原 pepsinogen 粘液颈细胞 mucous neck cell, 分泌粘液 幽门腺 （碱性粘液） Endocrine cells G细胞，分布于胃窦部，分泌 Gastrin和 ACTH样物质 D细胞，分布于胃底，胃体和胃窦，分泌 somatostatin, SST 肠嗜铬样 ECL细胞，分布于泌酸区粘膜内，能合成和释放 组胺 histaminehistmi:n The mucosa of the stomach has gastric pits. The pits are openings for the gastric glands, which secrete mucus, hydrochloric acid (HCI), and the digestive enzyme pepsin.