消化系统生理学

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,消化系统,消化道：,口腔，咽，食道，胃，,小肠，大肠,消化腺：,唾液腺，肝，胰，,消化道壁内的内腺体,消化系统主要生理功能,消化,吸收,内分泌功能,免疫功能,为机体的新陈代谢提供,营养物质、能量,水、电解质,机械性消化（mechanical digestion）,化学性消化（chemical digestion）,吸收（absorption）：消化后的小分子物质，维生素、无机盐和水通过消化道粘膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程,消化道平滑肌的生理特性,舒缩迟缓,富有伸展性,具有紧张性,节律性收缩,对电刺激不敏感，温度、化学、牵张刺激敏感,消化道平滑肌的电生理特性,静息点位：-50-60mV，特点是电位较低，不稳定，波动大，与K+由膜内向膜外扩散和生电性钠泵活动有关。,慢波：静息点位基础上产生，幅度为5 15mV，持续数秒及十几秒，频率为3 12次/分。节律性慢波起源于广泛存在于胃体、胃窦及幽门部的环行肌和纵行肌交界处间质中的Cajal细胞（interstitial Cajal cell，ICC）。,动作电位：慢波的基础上产生，幅度为60 70mV，持续时间短，单个或成簇出现，由K+通道开放，K+外流引起。,消化道平滑肌的电活动示意图,上图曲线为细胞内电极记录的基本电节律(慢波)，在第 2 4 个慢波期间，出现数目不同的动作电位；下图曲线为肌肉收缩张力，收缩波只出现在动作电位时，,动作电位数目越多，收缩幅度也越大。,消化腺的分泌功能,消化腺分泌多种消化液，包括唾 液、胃液、胰液、胆汁、小肠液和大肠液等,成人分泌的消化液量,6-8L/,日,主要成分是水、无机盐和多种有机物，其中最重要的是多种消化酶,消化液的成分及其作用,消化液,分泌量(L/d),pH,主要成分,酶的底物,酶的水解产物,唾液,1.0-1.5,6.6-7.1,粘液,唾液淀粉酶,淀粉,麦芽糖,胃液,1.5-2.5,0.9-1.5,盐酸,胃蛋白酶(原）,蛋白质,多肽,内因子,粘液,胰液,1.0-2.0,7.8-8.4,HCO3,-,胰蛋白酶（原）,蛋白质,小肽、氨基酸,糜蛋白酶（原）,蛋白质,小肽、氨基酸,羧基肽酶（原）,肽,氨基酸,胰脂肪酶,三酰甘油,脂肪酸、甘油、一酰甘油,胆固醇酯酶,胆固醇酯,脂肪酸,消化腺的分泌功能,消化液,分泌量(L/d),pH,主要成分,酶的底物,酶的水解产物,胰液,1.0-2.0,7.8-8.4,HCO3,-,磷脂酶,磷脂,脂肪酸,胰淀粉酶,淀粉,麦芽糖、寡糖,核糖核酸酶,RNA,单核苷酸,脱氧核糖核酸酶,DNA,单核苷酸,胆汁,0.8-1.0,6.8-7.4,胆盐,胆固醇,胆色素,小肠液,1.0-3.0,7.6,粘液,肠激酶,胰蛋白酶原,胰蛋白酶,大肠液,0.5,8.3-8.4,粘液,HCO3,-,消化液的成分及其作用,消化腺的分泌功能,消化道壁内神经丛与外来神经关系示意图,至椎前神经节、,脊髓和脑干,交感神经（节后纤维）,副交感神经（节前纤维）,肌间神经丛,粘膜下神经丛,上皮细胞,感觉神经元,延髓迷走神经背核（中枢）,迷走神经、盆神经（节前纤维）,胃肠道的神经支配,外来神经,内在神经(壁内神经丛、肠神经系统):,躯体神经支配：横纹肌(口、咽、食管上端、,肛门外括约肌),自主神经支配：平滑肌（其余的消化管）,粘膜下神经丛,肌间神经丛,外来神经的细胞体位于消化管之外,它传送信息于中枢神经系统和消化管之间.,内在神经的细胞体位于消化管壁内,交感神经,副交感神经,胃肠道交感神经的分布,交感节前纤维发自,胸5-腰2段脊髓的灰质侧角,ACh,腹腔N节,肠系膜上N节,肠系膜下N节,颈下N节或,星状N节,椎前N节,换N元,节 后 纤 维,食管,胃、小肠、肝、胆、胰、右半结肠,左半结肠,支配,NA,NA,NA,节前神经纤维,NA,至椎前神经节、,脊髓和脑干,交感神经（节后纤维）,副交感神经（节前纤维）,肌间神经丛,粘膜下神经丛,上皮细胞,感觉神经元,延髓迷走神经背核（中枢）,迷走神经、盆神经（节前纤维）,副交感节后纤维(乙酰胆碱，Ach),腺细胞 上皮细胞 血管 平滑肌细胞,平滑肌收缩,腺体分泌增加,消化系统的中枢和局部反射通路,中枢神经系统,交感及副交感传出,肌间神经丛,粘膜下神经丛,胃肠平滑肌,分泌细胞,内分泌细胞,血管,效应器,消化道壁内的,化学、机械感受,器受到刺激,交感及副交感传入,局部传入,主要胃肠激素的分泌及其分布部位,胃肠激素,细胞名称,分布部位,胰高血糖素,A细胞,胰岛,胰岛素,B细胞,胰岛,生长抑素,D细胞,胰岛、胃、小肠、结肠,胃泌素,G细胞,胃窦、十二指肠,缩胆囊素,I细胞,小肠上部,抑胃肽,K细胞,小肠上部,胃动素,Mo细胞,小肠,神经降压素,N细胞,回肠,胰多肽,PP细胞,胰岛、胰腺外分泌部分、胃、小肠、大肠,促胰液素,S细胞,小肠上部,胃肠激素分泌方式示意图,A.内分泌 B.旁分泌 C.神经分泌 D.腔分泌 E.自分泌,E,A,B,C,D,胃肠激素的生理作用,调节消化腺的分泌和消化道的运动,营养作用,调节其他急速的释放,三种胃肠激素对消化腺分泌和消化的运动的作用,胃肠激素,胃酸,胰HCO,3,-,胰酶,肝胆汁,小肠液,食管-胃括约肌,胃平滑肌,小肠平滑肌,胆囊平滑肌,胃泌素,+,+,+,+,+,+,+,+,+,促胰液素,-,+,+,+,+,-,-,-,+,缩胆囊素,+,+,+,+,+,-,+-,+,+,注：+：兴奋；+：强兴奋；-：抑制；+-：既有兴奋又有抑制,口腔内消化,口腔内有3对唾液腺,腮腺,颌下腺,舌下腺,唾液是由唾液腺分泌,唾液（saliva）的性质和成分,性质：,无色、无味、,的低渗液体，比重为,，正常成人每日分泌量为,，基础分泌量约,0.5ml/min,，最高分泌量达,4ml/min,成分：,水（,99%,）,有机物包括粘蛋白、粘多糖、唾液淀粉酶、溶菌酶、免疫球蛋白（,IgA,、,IgG,、,IgM,）、血型物质（,a,、,B,、,H,）、尿素、尿酸、游离氨基酸,无机物有,Na,+,、,K,+,、,Ca,2+,、,Cl,-,、,HCO,3,-,、一些气体分子,唾液的作用,湿润口腔，利于吞咽和说话,溶解食物，利于产生味觉,清洁和保护口腔，冲洗和清除食物残渣，减少细菌繁殖，溶菌酶和免疫球蛋白具有杀灭细菌和病毒作用,消化作用，唾液淀粉酶把食物中的淀粉分解为麦芽糖,排泄功能，进入体内的某些异物可随唾液排出，如铅等,咀嚼（mastication）,咀嚼的作用,将食物切碎、研磨、搅拌，使食物与唾液混合而成食团，便于吞咽；,使食物与唾液淀粉酶充分接触而引起化学性消化；,咀嚼动作能反射性地引起胃肠、胰、肝和胆囊的消化器官的活动，为食物的进一步消化做好准备,吞咽（deglutition或swallowing）,第1期（口腔期）：食团由口腔进入咽，随意动作,第2期（咽期）：食团由咽进入食管上段,第3期（食管期）：食团由食管上段经贲门入胃,胃内消化,胃的消化功能包括：,胃液的化学性消化,胃运动的机械性消化,胃液及其分泌,分泌细胞,分泌腺,分布,组成,分泌,外分泌细胞,贲门腺,贲门,粘液细胞,碱性粘液,泌酸腺,胃底、体,壁细胞,盐酸、内因子,主细胞,胃蛋白酶原,粘液颈细胞,粘液,幽门腺,幽门,碱性粘液,内分泌细胞,G细胞,胃窦,胃泌素、ACTH,D细胞,胃底、体、窦,生长抑素,肠嗜铬样细胞(ECL),胃泌酸区,组胺,胃酸的性质、成分,性质：,无色的酸性液体,pH为,正常人分泌量为日,成分：,水,盐酸、HCO,3,-,、Na,+,、K,+,消化酶、粘蛋白、内因子,盐酸（hydrochloric acid）,也称胃酸（gastric acid）,壁细胞（parietal cell）分泌,胃液中游离酸和结合酸(蛋白）形式存在,基础酸排出量为0-5mmol/h,最大排出量达20-25mmo/h,胃的壁细胞分泌盐酸的基本过程示意图,水在细胞内解离成 OH-和 H+，H+通过 H+，K+ATP 酶,提供能量主动转运至分泌小管管腔；CA：碳酸酐酶,CO,2,CO,2,组织间液,壁细胞,胃腔,代谢,H,2,O,OH,-,H,+,HCO,3,-,Cl,-,H,+,K,+,K,+,Cl,-,Cl,-,3Na,+,2K,+,K,+,分泌小管,CA,盐酸的生理作用,激活胃蛋白酶原为胃蛋白酶原,促使食物中的蛋白质变性，使之易于消化,杀灭随食物进入胃内的细菌,与Ca,2+,和Fe,2+,结合，形成可溶性盐，促进它们在小肠内的吸收,促进促胰液素、缩胆囊素的释放，进而促进胰液、胆汁和小肠液的分泌,胃蛋白酶原,主要是由泌酸腺的主细胞合成和分泌、粘液颈细胞、贲门腺和幽门腺的粘液细胞、十二指肠近端的腺体也能分泌,迷走神经兴奋、进餐以及其他刺激可引起释放增多,在盐酸作用下或在酸性环境中，分理出1个小分子多肽，形成有活性的胃蛋白酶原,已被激活的胃蛋白酶对胃蛋白酶原也有激活作用，即自我激活,pH为时活性最强，pH5.0时便失活,作用是水解蛋白质，生成,粘液（mucus）,粘液是由胃粘膜表面的上皮细胞、粘液颈细胞、贲门腺和幽门腺分泌,主要成分是粘蛋白，具有粘滞性和形成凝胶的特性,正常人的粘膜表面形成,0.5mm,的粘液凝胶层，约为胃粘膜上皮细胞层的,10-20,倍,作用：,具有润滑作用，有利于食糜在胃内的往返运动,保护胃粘膜免受坚硬食物的机械损害,粘液呈中性或弱碱性，可降低胃液的酸度，减弱胃蛋白酶的活性,由于粘液具有较高的粘滞性，在胃粘膜表面形成的粘液层能减慢胃腔中的,H,+,向胃壁扩散速度,碳酸氢盐,胃内的HCO3-主要由胃粘膜非泌酸细胞分泌，少量由组织间液渗入胃内的,与粘液共同构成的粘液-碳酸氢盐屏障,胃上皮细胞的顶端膜和相邻细胞之间紧密连接液构成胃粘膜屏障,胃粘膜还能合成和释放某些前列腺素（PGE,2,、PGI,2,）,PGI,2,抑制胃酸和胃蛋白酶原的分泌，刺激粘液和碳酸氢盐的分泌，使胃粘膜的微血管扩张，增加粘膜的血流量，有助于胃粘膜的修复和维持其完整性,胃黏液碳酸氢盐屏障模式图,内因子（intrinsic factor）,壁细胞分泌的糖蛋白,两个活性部位，一个部位与进入胃内的维生素B,12,结合，形成内因子-VB,12,复合物，保护VB,12,不被小肠内水解酶破坏；另一部位与远侧回肠粘膜上的受体结合，促进VB,12,的吸收,内因子缺乏可引起VB,12,缺乏症，引起恶性贫血,胃液分泌的调节,促进胃酸分泌的内源性物质,乙酰胆碱：胃迷走神经节后纤维释放Ach，Ach作用于壁细胞上的M3受体、肠嗜铬样细胞（ECL），引起胃酸分泌,胃泌素：胃窦和小肠上段G细胞分泌，作用有（1）刺激胃酸和胃蛋白酶原分泌；（2）刺激ECL细胞分泌组胺，间接促进胃酸分泌；（3）促进消化道粘膜的生长和刺激胃、肠、胰的蛋白质合成，即营养作用；（4）增加胃肠运动和胆囊收缩，促进胰液、胆汁分泌,组胺：泌酸区粘膜的ECL细胞分泌，通过旁分泌方式作用于临近壁细胞上的H2受体，具有很强的刺激胃酸分泌作用,ECL,细胞,组胺,胆碱能神经元,胃大部分迷走神经节后纤维,胃窦和小肠上段,G细胞,胃泌素,胃泌素,Ach,Ach,M,3,受体,阿托品,H,2,受体,H,2,受体,阻滞剂,cAMP,H,+,PCL,PCL,IP,3,Ca,2+,Ca,2+,IP,3,三种刺激胃酸分泌的内源性物质的作用,PCL：磷脂酶C,IP3：三磷酸肌醇,Ach：乙酰胆碱,刺激胃酸分泌的因素还有：,Ca2+,低血糖,咖啡因,酒精,parietal cell receptors and transduction pathways,H,-K,ATPase,H,K,H,2,M,3,cck,2,Ach,gastrin,ECL,Cell,Gastrin,Gastrin,cck,2,Histimine,Parietal,Cell,cAMP,Ca,Ca,postganglionic enteric neurons,G Cell,paracrine,protein