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导庹
5 years ago
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1 食物的消化 Digestion Wang Hui Ping( 王会平 ), PhD Department of Physiology Zhejiang University School of Medicine

2 学习要求熟悉消化和吸收的概念掌握食物在胃内和小肠内的消化过程, 神经和体液因素对消化腺的分泌及消化道运动的调节作用了解消化道平滑肌的特性胃肠道激素, 口腔内消化, 大肠内消化

3 授课内容食物的口腔内消化食物的胃内消化食物的小肠内消化大肠的功能

4 碳水化合物消化蛋白质吸收废物排出脂肪水维生素和无机盐 : 直接吸收纤维素 : 不能作为食物被消化

5 消化系统 The digestive system provides nutrients, water, and electrolytes to the cells of the body from the external environment. Food enters the oral cavity and is propelled by muscular contractions through the gastrointestinal (GI) tract moving towards the anus. At various points along the GI tract, acid, digestive enzymes, and buffers are added to facilitate the breakdown of complex foods (such as steak and rice) into simple molecules (such as amino acids, glucose, and fatty acids). The various secretions of the GI tract (enzymes, mucus, and water) sum to about 7 liters. This fluid is reabsorbed to prevent dehydration. These products are then absorbed into the body and delivered to the liver. Unabsorbed nutrients and waste products are eliminated from the body as feces (100 ml 500mL per day).

7 消化 Digestion 食物在消化道内分解为小分子物质的过程机械消化 : 消化道运动 - 切割磨碎混合推送化学消化 : 消化腺分泌的消化酶吸收 Absorption 消化后的小分子物质以及水无机盐和维生素通过消化道粘膜进入血液和淋巴循环的过程

8 The four processes carried out by the GI tract: digestion, secretion, absorption, and motility.

9 Many functions in the gut are found in specific locations along its length. Most of the absorption of nutrients occurs in the small intestine, so most of digestion is accomplished there or upstream.

10 消化道平滑肌的生理特性一般特性兴奋性低富有伸展性紧张性收缩自动节律性对化学温度和机械牵拉刺激敏感

11 电生理特性静息电位 (RP): 特点 : 不稳定实测值 :-50~ -60mv 形成 : K + 外流

12 基本电节律 (basic electrical rhythm, BER) 慢波 (Slow wave) 在 RP 基础上产生自发性去极化和复极化的节律性电位波动由环形肌和纵行肌交界处 Cajal 间质细胞产生产生原因 :Na 泵活动周期性减弱或停止生理意义胃肠平滑肌的起步电位胃肠平滑肌收缩节律的控制波

13 Normal BER frequencies in the gastrointestinal system

14 动作电位 (Fast Wave) 在慢波基础上产生 AP 数量决定收缩力的大小持续时间去极化 : 慢 Ca 2+ 通道开放复极化 :K K + 通道开放

15 消化道的神经支配及其作用外来神经系统 Autonomic nervous system (extrinsic) 交感神经副交感神经内在神经系统 Enteric nervous system (intrinsic) 壁内神经丛

16 外来神经系统交感神经起源 :T5~L2 脊髓侧角递质 : 去甲肾上腺素作用 : 抑制胃肠道运动和分泌

17 副交感神经迷走神经 : 主要起源 : 延髓支配 : 胃小肠盲肠阑尾升结肠和横结肠前 2/3 肝胆囊和胰腺盆神经起源 : 骶髓支配 : 横结肠后 1/3 及以下部分第 VIII IX 对脑神经的副交感神经支配 : 唾液腺

18 副交感神经节前纤维 - 器官旁神经节或壁内神经丛节后纤维 - 消化道平滑肌和腺体递质 :ACh(M 受体 ) 作用 : 兴奋胃肠运动, 腺体分泌, 括约肌舒张

消化道的神经调节内在神经系统 ( 肠脑 )Enteric (Intrinsic) nervous system 肌间神经丛 ( 麦氏丛 ) Myenteric plexus (Auerbach s plexus) 粘膜下神经丛 ( 欧氏丛 )Submucosal plexus (Meissner s plexus) Neurotransmitters

19 消化道的神经调节内在神经系统 ( 肠脑 )Enteric (Intrinsic) nervous system 肌间神经丛 ( 麦氏丛 ) Myenteric plexus (Auerbach s plexus) 粘膜下神经丛 ( 欧氏丛 )Submucosal plexus (Meissner s plexus) Neurotransmitters secreted by enteric neurons Ach, NE, ATP, serotonin, dopamine, cholecystokinin, substance P, vasoactive intestinal polypeptide, somatostatin, leu-enkephalin, met-enkephalin, bombesin, etc.

22 消化道的内分泌功能胃肠激素 : 胃肠粘膜内分泌细胞合成分泌的激素化学性质 : 肽类种类 : 促胃液素 Gastrin 促胰液素 Secretin 缩胆囊素 Cholecystokinin, CCK 抑胃肽 Gastric inhibitory peptide, GIP

23 胃肠激素的作用 : 调节消化腺的分泌和消化道的运动促进其他激素的释放营养作用

25 脑 - 肠肽 : 定义 : 在中枢神经系统和消化道具有双重分布的肽种类 : 胃泌素, 缩胆囊素,P 物质, 生长抑素神经降压素等

26 食物的口腔内消化唾液对食物的化学消化唾液腺 : 腮腺颌下腺舌下腺口腔小腺体唾液 ( saliva) 分泌量 :800~1500ml/ 天无色无昧的低渗液体, ph 为 6.0~7.0 成分 : 水分 :99% 有机物 : 粘蛋白球蛋白氨基酸尿素尿酸唾液淀粉酶 ( salivary amylase ) 和溶菌酶等, 无机物有 :Na+ K+ Ca2+ HCO3- Cl- 等

27 唾液的生理功能食物的口腔内消化湿润口腔, 便于吞咽和说话清洁和保护口腔, 冲搅和清除食物残渣唾液淀粉酶 : 淀粉麦芽糖冲淡和中和有害物质, 使进入体内的某些异物可随唾液排出溶解食物, 有利于产生味觉溶菌酶 : 杀菌作用

28 唾液分泌的调节基础分泌食物的口腔内消化主要是神经调节 : 条件反射和非条件反射

29 食物的口腔内消化咀嚼 ( mastication ) 和吞咽咽 ( deglutition, swallowing )- 机械消化咀嚼 : 碾磨粉碎混合 ; 反射性引起下消化道活动吞咽口腔期 : 口腔咽 ( 随意动作 ) 咽期 : 咽食管上端 ( 反射动作 ) 食管期 : 食管胃 ( 食管蠕动 )

30 The swallowing reflex is coordinated by the medulla oblongata, which stimulates the appropriate p sequence of contraction and relaxation in the participating skeletal muscle, sphincters, and smooth muscle groups.

31 The coordinated sequence of contraction and relaxation in the upper esophageal sphincter, the esophagus, and the lower esophageal sphincter is necessary to deliver swallowed food to the stomach.

32 食物在胃内的消化

33 Specialized cells in the stomach synthesize and secrete mucous fluid, enzyme precursors, hydrochloric acid, and hormones. The abundant smooth muscle in the stomach is responsible for gastric motility.

34 胃液 Gastric juice- 化学消化胃液来源胃腺 : 贲门腺泌酸腺幽门腺主细胞 chief cell 壁细胞 parietal cell 粘液细胞 mucous cell 胃粘膜上皮细胞胃液的性质无色, 1.5~2.5L/ 日酸性 (ph= H 0.9~1.5) )

35 胃液胃液的成分大量水主要成分盐酸 Hydrochloric acid 胃蛋白酶原 Pepsinogen 粘液 Mucus 内因子 Intrinsic factor

36 盐酸 Hydrochloric acid 来源 : 壁细胞胃酸形式结合酸 : 盐酸 + 蛋白质盐酸蛋白盐游离酸 ( 纯净胃液中多 ) 总酸 = 游离酸 + 结合酸盐酸排出量基础酸排出量 :0~5mmol/h( 0 5 空腹 ) 最大酸排出量 : 取决于壁细胞数量 ( 食物或药物刺激 )

37 盐酸的分泌质子泵 (H + K + -ATP 酶 ) 抑制剂 : 奥美拉唑 ( 治疗消化性溃疡 )

38 盐酸 Hydrochloric acid 作用激活胃蛋白酶原, 提供酸性环境使蛋白变性杀菌促进胰液小肠液和胆汁的分泌促进小肠对铁钙的吸收盐酸分泌过多侵蚀粘膜溃疡病

39 胃蛋白酶 Pepsin: 由主细胞产生, 以酶原形式分泌特点 : 消化胶原蛋白 ( 肉类食物的胶原 ) 蛋白质胃蛋白酶原 (pepsinogen) HCl 胃蛋白酶 (pepsin) ph ⒉0~⒊5 多肽氨基酸

40 粘液 Mucus 糖蛋白来源 : 胃黏膜上皮细胞黏液颈细胞贲门腺和幽门腺主要作用润滑保护胃粘膜降低胃酸的酸度降低胃蛋白酶活性, 防止了对胃粘膜的损害参与形成粘液 -HCO 3 - 屏障

41 胃粘膜的自身防御机制粘液 - 碳酸氢盐屏障粘液凝胶层 + 上皮细胞分泌的 HCO 3 - 限制 H + 向胃粘膜扩散防止胃酸和胃蛋白酶对胃粘膜的侵蚀胃粘膜屏障胃粘膜上皮细胞的腔面膜和相邻近细胞间的紧密连接组织构成的生理屏障阻止 H + 向胃粘膜扩散和 Na + 向胃腔扩散胃粘膜血流丰富

42 幽门螺杆菌 : 产生大量活性很高的尿素酶, 将尿素分解为氨和 CO2 氨中和胃酸尿素酶和氨的积聚损伤胃粘液层和粘膜细胞, 破坏粘液 - 碳酸氢盐屏障和胃粘膜屏障, 导致消化性溃疡发生饮酒大量服用吲哚美辛 ( 消炎痛 ) 阿司匹林 :(-) 粘液 HCO3- 分泌, 前列腺素合成破坏屏障保护作用硫糖铝等 : 与胃粘膜粘蛋白络合, 抗酸保护和加强屏障

43 内因子 Intrinsic factor 来源 : 壁细胞主要作用与维生素 B 12 结合成复合物, 保护其不被消化液所破坏促进维生素 B 12 的吸收 ( 胃大部切除术巨幼红细胞贫血 )

44 胃液分泌的调节促进胃液分泌的物质 ACh 促胃液素 Gastrin 组胺 Histamine 抑制胃液分泌的因素盐酸 : 负反馈调节脂肪胃内 ph=1.2~1.5 或十二指肠酸化促胃液素胃液小肠脂肪肠抑胃素胃液高张溶液小肠高渗食糜刺激小肠渗透压感受器肠胃反射胃液

45 消化期的胃液分泌胃液分泌的时相 Phases of gastric secretion 头期 Cephalic phase 胃期 Gastric phase 肠期 Intestinal phase

46 消化期的胃液分泌头期特点 : 量多且与食欲有关, 酸度高, 消化力强胃期特点 : 量大, 酸度高, 胃蛋白酶原含量高肠期特点 : 量少

48 胃的运动 - 机械消化胃运动的主要形式容受性舒张 (receptive relaxation ) 进食时食物刺激咽和食管等处的感受器, 反射性引起胃底和胃体平滑肌舒张适应于大量食物的涌入, 使胃更好完成容纳和贮存食物功能紧张性收缩 ( tonic contraction ) 空腹时即有使胃保持形状和位置蠕动 ( peristalsis ) 出现于食物入胃后 5 分钟起始于胃的中部约 3 次 /min 意义 : 磨碎混合推进食物

49 Contractions ti in the empty stomach 移行性复合运动 Migrating Motor Complex (MMC) 人胃在空腹时呈现以间歇性强力收缩伴有较长静息期为特征的周期性运动, 并向肠道方向扩布胃的 MMC 起始于胃体的上 1/3 部, 其收缩波以每分钟 5-10cm 的速度向远端扩布, 90min 后可达回肠末端生理作用 : 将空腹时吞下的唾液胃粘液上次进食后遗留的残渣脱落的细胞碎片和细菌等清除干净, 起清道夫作用消化间期胃肠运动减弱, 可引起功能性消化不良及肠道细菌过度繁殖等情况 MMCs can lead to hunger contractions, which are associated with discomfort, referred to as hunger pains

50 胃排空 gastric emptying 食物入胃后 5 分钟即开始动力 : 胃运动胃内压速度 : 稀流体食物 > 稠固体食物小颗粒 > 大块等渗溶液 > 非等渗溶液糖类 > 蛋白质 > 脂肪类

51 影响胃排空的因素胃内容物胃壁牵张胃泌素释放迷走 - 迷走反射内在 N 丛局部反射胃运动加速排空十二指肠内容物肠壁感受器 ( 酸脂肪高张液 ) 抑胃肽促胰液素等肠抑胃素肠 - 胃反射胃运动延缓排空胃的排空是少量, 间断性的

53 呕吐 Vomiting 一系列复杂的反射活动将胃及肠内容物从口腔强力排出体外的过程具有保护意义的防御性反射, 可把胃内的有害物质排出长期剧烈呕吐影响进食和正常消化活动, 丢失大量消化液, 造成水电解质和酸碱平衡紊乱

54 小肠内消化化学消化胰液胆汁小肠液机械消化小肠运动

55 胰液的分泌 Pancreatic secretion

56 胰液 Pancreatic juice 来源 : 腺泡细胞导管无色碱性 (ph=7.8~8.4) 等渗最重要的消化液

57 胰液 Pancreatic juice 成分 : 消化酶消化淀粉的酶 : 胰淀粉酶 pancreatic amylase 消化脂肪的酶 : 胰脂肪酶 Pancreatic lipase 辅脂酶 colipase 消化蛋白质的酶 : 碳酸氢盐水胰蛋白酶原 Trypsinogen 糜蛋白酶原 Chymotrypsinogen 羧基肽酶原 Procarboxypeptidase 弹性蛋白酶原 Proelastase

58 胰液生理作用碳酸氢盐中和胃酸保护小肠粘膜为小肠内消化酶提供适宜 ph 环境胰淀粉酶淀粉 Starches 麦芽糖葡萄糖饮食糖类主要为蔗糖乳糖和淀粉少量直链淀粉糖原酒精乳饮食糖类 : 主要为蔗糖乳糖和淀粉, 少量直链淀粉糖原酒精乳酸丙酮酸胶质糊精肉类中少量的糖衍生物

59 生理作用胰液胰脂肪酶辅脂酶 (colipase) 甘油三酯甘油甘油一酯和脂肪酸甘油一酯和脂肪酸 ( 辅脂酶和胆盐存在 )

60 胰液胰蛋白酶原和糜蛋白酶原胰蛋白酶原激活 : 肠致活酶 H + 自我激活 ( 正反馈 ) 胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原激活 : 胰蛋白酶生理作用糜蛋白酶原糜蛋白酶蛋白质眎胨 ( 分别作用 ) 蛋白质多肽氨基酸 ( 共同作用 ) 弹性蛋白酶 : 分解弹力纤维 ( 肉类 ) 急性胰腺炎 : 大量胰蛋白酶原激活

62 小肠上皮细胞 : 氨基肽酶二肽酶 ( 多肽三肽二肽氨基酸 )

63 胰液分泌调节 : 进食神经调节非条件反射和条件反射迷走神经 ACh 腺泡细胞胰液 ( 胰酶 ) 迷走神经促胃液素腺泡细胞胰液 ( 胰酶 ) 体液调节刺激物 : 盐酸蛋白质和脂肪消化产物促胰液素导管细胞胰液 ( 碳酸氢盐水 ) 胆囊收缩素 (CCK) 腺泡细胞胰液 ( 胰酶 )

65 消化期胰液的分泌头期 Cephalic Phase 神经调节 : 条件反射和非条件反射胰液分泌量 : 占 20% 左右胃期 Gastric Phase 神经体液调节 : 迷走 - 迷走反射 ( vago-vagal reflex ) ( 肠 - 膜反射 ) 胰液分泌量 :5%~ 10% 肠期 Intestinal Phase 体液调节 : 促膜液素 CCK 胰液分泌量 :70%

66 胰液分泌的神经和体液调节示意图实线表示引起水样分泌虚线表示引起酶的分泌

67 The three phases of pancreatic secretion Phase Cephalic Gastric Intestinal Stimulant Sight Smell Taste Mastication Distention Gastrin? Amino acids Fatty acids H+ Regulatory Percentage of Maximum Pathway Enzyme Secretion Vagal pathways 25% Vagal-cholinergic 10%-20% Cholecystokinin Secretin 50%-80% Enteropancreatic reflexes

68 Mechanisms that protect the acinar cell from autodigestion Protective Factor Mechanism Packaging of many digestive proteins Precursor proteins lack enzymatic as zymogens activity Restricts the interaction of secretory Selective sorting of secretory proteins proteins with other cellular and storage in zymogen granules compartments Protease inhibitors in the zymogen Block the action of prematurely granule activated t enzymes Condensation of secretory proteins at Limits the activity of active enzymes low ph Nondigestive proteases Degrade active enzymes

69 膜蛋白酶抑制物 Trypsin Inhibitor Inhibits the activity of trypsin and thus guards against the possible activation of trypsin and the subsequent autodigestion of the pancreas

70 急性胰腺炎 Acute pancreatitis

71 Acute pancreatitis Acute pancreatitis is sudden swelling and inflammation of the pancreas The symptomatology and complications of acute pancreatitis are caused by autodigestion (resulting from the leakage of pancreatic enzymes) of the pancreas and surrounding tissue It is commonly due to biliary tract disease, complications of heavy alcohol use, or idiopathic causes Mortality rates range from below 10% to more than 50%, depending on severity

72 胆汁的分泌 Bile secretion 分泌自肝细胞肝胆汁 : 金黄色弱碱性贮存在胆囊胆囊胆汁 : 深绿色弱酸性 Bile is stored and concentrated in the gall bladder during the interdigestive period

73 胆汁的成分无机成分水分和钠钾钙碳酸氢盐等有机成分胆汁酸 bile acid 胆色素脂肪酸胆固醇卵磷脂和粘蛋白等无消化酶

74 Excretion of bilirubin

75 Jaundice Jaundice is the most visible manifestation of an underlying hepatic and/or biliary tract disease. This is a yellow discoloration of the skin, sclerae, and mucous membranes that occurs secondary to elevated serum bilirubin in adults. Jaundice is usually not clinically apparent until the serum bilirubin concentration is >2.5mg/dL.

76 胆结石胆固醇过多胆盐 ( 胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的盐 ) 卵磷脂减少

77 胆汁的作用乳化脂肪促进消化乳化剂 : 胆盐 bile salt 胆固醇和卵磷脂促进脂肪吸收 ( 通过混合微胶粒 ) 促进脂溶性维生素 ( 维生素 A D E K) 吸收被吸收后促进胆汁自身分泌

78 Emulsifying large fat particles to facilitate its digestion

79 Bile salts interact with cholesterol to form micelles to facilitate the absorption of insoluble fat products

80 胆汁分泌和排出的调节神经调节迷走神经胆汁分泌, 胆囊轻度收缩体液调节 : 为主促胃液素 : 刺激肝胆汁分泌促胰液素 : 刺激肝胆汁分泌缩胆囊素 : 刺激胆汁排出胆盐的作用肠 - 肝循环肝胆汁分泌

82 小肠液的分泌 Small intestinal juices 成分和作用来源 : 十二指肠腺小肠腺分泌量 : 最多 (1~3L) 弱碱性成分 : 肠致活酶粘蛋白 IgA 电解质等作用稀释消化产物, 降低渗透压, 促进吸收保护作用 : 润滑中和消化作用 : 肠致活酶激活胰蛋白酶, 促进蛋白质消化分泌调节神经和体液调节 : 最重要为局部神经反射

83 小肠运动 - 机械消化运动形式紧张性收缩分节运动 segmentation contraction: 环形肌的节律性收缩和舒张促进食糜与消化液充分混合促进食糜与肠壁密切接触促进血液和淋巴回流

84 小肠的运动运动形式蠕动 : 混合推进逆蠕动 : 延缓消化吸收时间十二指肠和回肠末段蠕动冲 : 速度快 (2~25cm/s) 传播远肠鸣音 : 肠麻痹肠鸣音减弱或消失移行性复合运动 (MMC) 饥饿或小肠内容物大部分被吸收后 ( 消化间期 ) 间歇性强力收缩, 伴较长静息期的周期性活动小肠的管家 : 清除肠内容

85 小肠的运动调节神经调节交感神经 (+)-- 运动副交感神经 (+)-- 运动壁内神经丛 : 局部反射 -- 运动体液调节促进 : 促胃液素 CCK 胃动素 motilin 5-HT 抑制 : 促胰液素肾上腺素抑胃肽回盲括约肌的功能 : 防过快进入大肠防止逆流

86 大肠的消化大肠液 : 碳酸氢盐粘蛋白大肠的作用 : 吸收水分和无机盐形成粪便细菌 (20~30% 固体 ) 的作用发酵 : 分解糖和脂肪产生乳酸乙酸 CO 2 甲烷等腐败 : 分解蛋白质产生氨硫化氢组胺吲哚等细菌合成维生素 B K

87 大肠的运动 Motility of the colon 袋状往返运动 Haustration: ti mixing i movement 环肌自发活动空腹常见集团蠕动 Mass movement: propulsive movement 起于横结肠餐后常见分节或多袋推进运动 Segmentation 环肌位相性收缩进食或结肠受刺激时出现 A normal colon, with the typical haustration Two mass movements

88 膳食纤维 - 难以消化吸收的糖防止便秘 ( 多糖纤维 + 水凝胶 ) 为结肠内正常生长的有益菌群提供食物来源纤维素刺激肠运动, 减少有害物质的毒害作用纤维素降低食物中热量比例, 产生饱感, 防止摄入过多热量, 利于纠正肥胖与心血管疾病和消化道疾病的低发病率有关, 预防便秘痔疮结肠癌等

89 排便 defecation reflex 排便大脑皮层便意 (+) 条件不许可粪便盆 N 脊髓 (-) 刺激直肠腹下 N 腰骶段盆 N(+) 阴部 N(-) (+)(-) 排便反射

90 Summary 食物的消化机械消化 : 咀嚼胃肠运动化学消化 : 唾液胃液胰液胆汁小肠液淀粉消化 : 口腔开始, 小肠上段完成唾液淀粉酶胰淀粉酶蛋白质消化 : 胃内开始, 小肠上皮细胞最后完成胃蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶弹性蛋白酶小肠上皮细胞肽酶脂肪消化 : 小肠内完成胰脂肪酶辅脂酶胆固醇酯酶胆汁胆汁

91 End.

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション 1 第六篇消化和吸收概述消化 (digestion): 食物在消化道内被分解为小分子物质的过程吸收 (absorption): 食物经消化后, 透过消化道粘膜, 进入血液和淋巴液的过程 2 六大营养物质糖脂蛋水无机盐维生素消化机械性消化化学性消化消化道平滑肌的机械收缩消化腺分泌消化酶吸收已消化物质进入血管或淋巴管的过程 3 消化系统消化系统的主要功能 : 1. 通过消化和吸收,