消化系统生理学精.ppt
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1、消化系统生理学第1页,本讲稿共86页消化系统主要生理功能消化系统主要生理功能l消化消化l吸收吸收l内分泌功能内分泌功能l免疫功能免疫功能为机体的新陈代谢提供为机体的新陈代谢提供营养物质、能量营养物质、能量水、电解质水、电解质机械性消化(机械性消化(mechanical digestion)化学性消化(化学性消化(chemical digestion)吸收(吸收(absorption):消化后的小分子物质,维):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血液和淋巴的过程第2页,本讲稿共86页消化道平滑肌的生理特性消化
2、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、牵张刺激敏感第3页,本讲稿共86页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。第4页,本讲
3、稿共86页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。第5页,本讲稿共86页消化腺的分泌功能消化腺的分泌功能l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l成人分泌的消化液量6-8L/日l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第6页,本讲稿共86页消化液的成分及其作用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1.0-1.56.6-7.1粘液唾液淀粉酶淀粉麦
4、芽糖胃液1.5-2.50.9-1.5盐酸胃蛋白酶(原)蛋白质多肽内因子粘液胰液1.0-2.07.8-8.4HCO3-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腺的分泌功能第7页,本讲稿共86页消化液分泌量(L/d)pH主要成分酶的底物酶的水解产物胰液1.0-2.07.8-8.4HCO3-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0.8-1.06.8-7.4胆盐胆固醇胆色素小肠液1.0-3.07.6粘液肠激酶胰蛋白酶原
5、胰蛋白酶大肠液0.58.3-8.4粘液HCO3-消化液的成分及其作用消化液的成分及其作用消化腺的分泌功能消化腺的分泌功能第8页,本讲稿共86页消化道壁内神经丛与外来神经关系示意图消化道壁内神经丛与外来神经关系示意图至椎前神经节、至椎前神经节、脊髓和脑干脊髓和脑干交感神经(节后纤维)交感神经(节后纤维)副交感神经(节前纤维)副交感神经(节前纤维)肌间神经丛肌间神经丛粘膜下神经丛粘膜下神经丛上皮细胞上皮细胞感觉神经元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)第9页,本讲稿共86页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、
6、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第10页,本讲稿共86页胃肠道交感神经的分布胃肠道交感神经的分布交感节前纤维发自交感节前纤维发自胸胸5-腰腰2段脊髓的灰质侧角段脊髓的灰质侧角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元节节 后后 纤纤 维维食管食管胃、小肠、肝、胆、胰、右半结肠胃、小肠、肝、胆、胰、右半结肠左半结肠左半结肠支配支配NANANA节前神经纤维节前神经纤维NA第11页,本讲稿共86页至椎前神经节、至椎
7、前神经节、脊髓和脑干脊髓和脑干交感神经(节后纤维)交感神经(节后纤维)副交感神经(节前纤维)副交感神经(节前纤维)肌间神经丛肌间神经丛粘膜下神经丛粘膜下神经丛上皮细胞上皮细胞感觉神经元感觉神经元延髓迷走神经背核(中枢)延髓迷走神经背核(中枢)迷走神经、盆神经(节前纤维)迷走神经、盆神经(节前纤维)副交感节后纤维副交感节后纤维(乙酰胆碱,乙酰胆碱,Ach)腺细胞腺细胞 上皮细胞上皮细胞 血管血管 平滑肌细胞平滑肌细胞平滑肌收缩平滑肌收缩腺体分泌增加腺体分泌增加第12页,本讲稿共86页第13页,本讲稿共86页消化系统的中枢和局部反射通路消化系统的中枢和局部反射通路中枢神经系统中枢神经系统交感及副交
8、感传出交感及副交感传出肌间神经丛肌间神经丛粘膜下神经丛粘膜下神经丛 胃肠平滑肌胃肠平滑肌 分泌细胞分泌细胞 内分泌细胞内分泌细胞 血管血管效效应应器器消化道壁内的消化道壁内的化学、机械感受化学、机械感受器受到刺激器受到刺激交感及副交感及副交感传入交感传入局部传入局部传入第14页,本讲稿共86页主要胃肠激素的分泌及其分布部位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、
9、大肠促胰液素S细胞小肠上部第15页,本讲稿共86页胃肠激素分泌方式示意图胃肠激素分泌方式示意图A.内分泌内分泌 B.旁分泌旁分泌 C.神经分泌神经分泌 D.腔分泌腔分泌 E.自分泌自分泌 EABCD第16页,本讲稿共86页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第17页,本讲稿共86页三种胃肠激素对消化腺分泌和消化的运动的作用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HCO3-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;+-:既有兴奋又有抑制第18页,本
10、讲稿共86页口腔内消化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第19页,本讲稿共86页唾液(saliva)的性质和成分性质:n无色、无味、pH6.6-7.1的低渗液体,比重为1.002-1.012,正常成人每日分泌量为1.0-1.5L,基础分泌量约0.5ml/min,最高分泌量达4ml/min成分:u水(99%)u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u无机物有Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-、一些气体分子第20页,本讲稿共86页唾液的作用湿润口腔,利于吞咽和说话溶解食物
11、,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,如铅等第21页,本讲稿共86页咀嚼(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第22页,本讲稿共86页吞咽(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
12、管上段第3期(食管期):食团由食管上段经贲门入胃第23页,本讲稿共86页胃内消化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第24页,本讲稿共86页胃液及其分泌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、ACTHD细胞胃底、体、窦生长抑素肠嗜铬样细胞(ECL)胃泌酸区组胺第25页,本讲稿共86页胃酸的性质、成分性质:无色的酸性液体pH为0.9-1.5正常人分泌量为1.5-2.5L/日成分:水盐酸、HCO3-、Na+、K+消化酶、粘蛋白、内因子
13、第26页,本讲稿共86页盐酸(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第27页,本讲稿共86页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CO2CO2组织间液组织间液壁细胞壁细胞胃腔胃腔代谢代谢H2OOH-H+HCO3-Cl-H+K+K+Cl-Cl-3Na+2K+K+分泌小管分泌小管CA第28页,本讲稿共86页盐酸的生理
14、作用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Ca2+和Fe2+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第29页,本讲稿共86页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2.0-3.5时活性最强,pH5.0时便失活作用是水解蛋白质,生
15、成第30页,本讲稿共86页粘液(mucus)n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n主要成分是粘蛋白,具有粘滞性和形成凝胶的特性n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:u具有润滑作用,有利于食糜在胃内的往返运动u保护胃粘膜免受坚硬食物的机械损害u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u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+向胃壁扩散速度第31页,本讲稿共86页碳酸氢盐胃内的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0.5-1.0mm的粘液-碳酸
16、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(PGE2、PGI2)PGI2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第32页,本讲稿共86页胃黏液胃黏液碳酸氢盐屏障模式图碳酸氢盐屏障模式图第33页,本讲稿共86页内因子(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B12结合,形成内因子-VB12复合物,保护VB12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VB12的吸收内因子缺乏可引起VB12
17、缺乏症,引起恶性贫血第34页,本讲稿共86页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第35页,本讲稿共86页ECL细胞细胞组胺组胺 胆碱能胆碱能神经元神经
18、元 胃大部分胃大部分迷走神经迷走神经节后纤维节后纤维 胃窦和小胃窦和小肠上段肠上段 G细胞细胞 胃泌素胃泌素 胃泌素胃泌素 AchAch M3受体受体 阿托品阿托品 H2受体受体 H2受体受体阻滞剂阻滞剂 cAMP H+PCL PCL IP3 Ca2+Ca2+IP3 三种刺激胃酸分泌的内源性物质的作用PCL:磷脂酶:磷脂酶CIP3:三磷酸肌醇:三磷酸肌醇Ach:乙酰胆碱:乙酰胆碱刺激胃酸分泌的因素还有:nCa2+n低血糖n咖啡因n酒精第36页,本讲稿共86页parietal cell receptors and transduction pathways H-K ATPase H KH2M3c
19、ck2AchgastrinECLCellGastrin Gastrin cck2Histimine Parietal CellcAMPCaCapostganglionic enteric neurons G Cellparacrine protein kinases activation 第37页,本讲稿共86页促进胃蛋白酶原分泌的物质促进胃蛋白酶原分泌的物质引起壁细胞分泌胃酸的大多数刺激物均促进胃蛋白酶原和粘液细胞分泌粘液Ach是分泌胃蛋白酶原强刺激物胃泌素直接作用于主细胞H+可通过壁内神经丛反射性地刺激胃蛋白酶原释放促胰液素和缩胆囊素第38页,本讲稿共86页抑制胃酸分泌的内源性物质生长抑素
20、(somatostatin,SS):胃体、窦小肠粘膜内D细胞分泌的14肽激素,对胃酸分泌有很强的抑制作用机制:抑制胃窦G细胞释放胃泌素抑制ECL细胞释放组胺直接抑制壁细胞分泌小肠上部的S细胞释放的促胰液素以及前列腺素、表皮生长因子都能抑制胃泌素和胃酸分泌第39页,本讲稿共86页消化期胃液分泌的时相及其调节头期特点头期特点l胃酸分泌量多胃酸分泌量多l酸度很高酸度很高l胃蛋白酶原含量很高胃蛋白酶原含量很高l消化力强消化力强胃期特点胃期特点n胃液分泌量大胃液分泌量大n酸度很高酸度很高n胃蛋白酶原含量比头期少胃蛋白酶原含量比头期少n消化力比头期弱消化力比头期弱肠期特点肠期特点u胃液分泌量少胃液分泌量少
21、u酸度较低酸度较低u胃蛋白酶原含量较低胃蛋白酶原含量较低u消化力弱消化力弱第40页,本讲稿共86页消化期抑制胃液分泌的调节精神、情绪因素胃酸:胃窦部pH1.2-1.5或十二指肠内pH 2.5时胃液分泌受到抑制,其机制(1)胃液可直接抑制G细胞释放胃泌素(2)胃酸刺激胃窦D细胞释放生长抑素,间接抑制G细胞分泌胃泌素和胃酸(3)胃酸可刺激十二指肠粘膜释放促胰液素和球抑胃素,促胰液素对胃泌素引起的胃酸分泌有明显的抑制作用,球抑胃素是一种具有抑制胃分泌的肽类激素脂肪:脂肪及其消化产物具有抑制胃酸分泌高涨溶液:通过激活小肠内的渗透压感受器(肠-胃反射)或通过刺激小肠粘膜释放一种或多种激素来抑制胃液分泌第
22、41页,本讲稿共86页胃的运动胃的运动容受性舒张(receptive relaxation):胃底和体肌肉舒张,意义在于适应大量食物的储存,保持胃内压基本不变,由迷走-迷走神经支配,迷走传出纤维是抑制性纤维,末梢释放的递质是神经肽VIP或NO紧张性收缩(tonic contraction):使胃腔内具有一定压力,有助于胃液渗入食物内部,促进化学性消化,协助推动食糜向十二指肠蠕动:食物入胃后5min,胃即开始蠕动,3次/分,每个蠕动需1min到达幽门,每次可将1-2ml食糜推入十二指肠第42页,本讲稿共86页影响胃排空的因素影响胃排空的因素胃内促进排空的因素:食物量大排空快食物的机械扩张刺激或化
23、学刺激(蛋白质的消化产物,引起G细胞释放胃泌素,引起胃体和胃窦的收缩,有利于增加胃内压,又能增加幽门括约肌的收缩,其综合效应是延缓胃的排空第43页,本讲稿共86页影响胃排空的因素影响胃排空的因素十二指肠内抑制胃排空的因素肠-胃反射:进入小肠的酸、脂肪、脂肪酸、高渗溶液以及食糜本身的体积等,均可刺激十二指肠壁上的化学、渗透压和机械感受器,通过肠-胃反射而抑制胃的运动,使胃排空减慢,肠胃反射对胃酸的刺激尤其敏感,当小肠内的pH3.5-4.0时,反射即可发生,延缓排空胃肠激素:当大量食糜,尤其是酸和脂肪进入十二指肠后,可引起小肠粘膜释放促胰液素、缩胆囊素、抑胃肽等这些激素抑制胃的运动,从而延缓胃的排
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