胃肠病学
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第三章 胃肠道的消化吸收与分泌

第一节 消化、吸收

一、胃肠道的消化功能
(一) 消化的概述
1.消化是食物在消化道中加工、分解的过程,它包括:
(1) 机械性消化:
通过消化道肌肉收缩活动将食物磨碎并与消化液充分混合,还将食物不断向消化道远端推送。
(2) 化学性消化:
即通过消化腺分泌的消化液中的各种消化酶,将大分子物质(如糖、脂肪及蛋白质)分解为小分子物质的过程。
机械性消化与化学性消化同时进行,相辅相成。
2.食物在胃肠道的消化过程
营养物质完全消化有赖于消化道平滑肌的机械运动和消化腺所分泌的消化液的化学作用。
(1) 消化道平滑肌:
除口、咽、食管上端肌肉及肛门外括约肌是骨骼肌,消化道的其余部分都主要由平滑肌组成。消化道平滑肌具有兴奋性、传导性和收缩性等特性,其特点如下:
1) 消化道平滑肌的兴奋性较骨骼肌为低。
2) 消化道平滑肌在体外适宜的环境内,仍能进行节律性运动,但其收缩缓慢,节律性远不如心肌规则。
3) 消化道平滑肌经常处于微弱的持续收缩状态,即具有紧张性。紧张性对消化道各部分保持一定的形态和位置,以及使消化道的管腔内保持一定的基础压力有重要意义。平滑肌的各种收缩活动也都是在紧张性的基础上发生的。
4) 消化道平滑肌有较大的伸展性。作为中空的容纳器官,这一特性使消化道可以容纳好几倍于自己原初体积的食物。
5) 消化道平滑肌对电刺激不敏感,但对于牵张、温度和化学刺激很敏感。
(2) 消化液:
人体各种消化腺分泌的消化液总量达6~8L/d。消化液的成分及其作用见表1-3-1。
表1-3-1 消化液的成分及其作用
续表
(二) 口腔内的消化
人的口腔内有三对大的唾液腺:腮腺(parotid gland)、颌下腺(salivary gland)和舌下腺(sublingual gland),还有无数散在的小唾腺。唾液就是由这些大小唾液腺分泌的混合液。
营养物质的消化过程是从口腔开始的,食物在口腔内,经咀嚼肌运动被磨碎,并与唾液充分混合形成食团,便于吞咽。从吞咽到食团入胃约需6~8秒,一般不超过15秒。因食物在口腔内停留时间短,唾液的化学性消化能力弱,所以仅有少量淀粉在唾液淀粉酶的作用下,降解为麦芽糖。
(三) 胃内的消化
1.胃内的物理性消化
食物入胃后,借胃壁运动与胃液混合,继续进行机械性消化和化学性消化。食物入胃后5分钟,胃蠕动即开始。胃蠕动有利于食物与胃液混合,协助完成胃液的化学性消化功能。食物由胃进入小肠的过程称胃排空。胃排空速度依食物的物理性质和化学成分的不同而异。三类食物中糖类排空最快,蛋白质其次,脂肪类最慢,混合性质的食物由胃完全排空约需4~6小时。
2.胃内的化学性消化
胃内消化液是胃液,它是无色酸性液体,pH为0.9~1.5。正常人胃液分泌量为1.5~2.5L/d。胃液中完成化学性消化的主要成分是盐酸和胃蛋白酶(pepsin)。盐酸不仅为胃蛋白酶提供酸性环境,而且在进入小肠后能引起促胰液素(secretin)分泌,从而促进胰液、胆汁和小肠液的分泌。胃蛋白酶原在适宜酸性环境下被激活为胃蛋白酶,它能将蛋白质降解为蛋白胨及少量多肽。胃液分泌是通过神经和体液因素调节的,进食是胃液分泌的自然刺激。
(四) 小肠内的消化
食糜由胃进入十二指肠后,即开始了小肠内的消化。小肠内消化是整个消化过程中最重要的阶段。食糜受到胰液、胆汁和小肠液的化学性消化以及小肠运动的机械性消化。许多营养物质也都在这一部位被吸收入机体。因此,食物通过小肠,消化过程基本完成。未被消化的食物残渣,从小肠进入大肠。食物在小肠内停留的时间随其性质而变化于3~8小时范围内。
1.小肠内化学性消化
主要消化液是胰液、胆汁和小肠液。
(1) 胰液:
是由胰腺分泌的消化液,它是小肠内具有很强消化能力的消化液。胰液无色,呈碱性,pH 为7.8~8.4。正常人分泌量为1~2L/d。
1) 水和碳酸氢盐:由小导管管壁细胞分泌,主要作用为中和胃酸,保护肠黏膜不受胃酸的侵蚀。
2) 蛋白质水解酶:主要有胰蛋白酶(trypsin)、糜蛋白酶(chymotrypsin)、弹性蛋白酶(elastinase)和羧基肽酶(carboxypeptidase),由腺细胞分泌,刚分泌出来是无活性的酶原。
3) 胰淀粉酶:水解淀粉为麦芽糖和葡萄糖,对生熟淀粉都能水解,效率高,速度快。
4) 胰脂肪酶:消化脂肪的主要消化酶,必须在胰腺分泌的辅脂酶的协同作用下才能发挥作用,胆盐抑制其活性。在非消化期,胰液几乎不分泌或很少分泌。进食后胰液分泌即开始。进食时胰液分泌受神经和体液因素的双重调节,以体液调节为主。
(2) 胆汁:
由肝脏分泌,其成分很复杂,其中胆盐是参与消化吸收的主要成分。胆盐能乳化脂肪,增加脂肪酶的作用面积,使其分解脂肪的作用加速。
(3) 小肠液:
为弱碱性液体,pH为7.6。正常人分泌量变动范围很大,通常为1~3L/d。小肠液渗透压与血浆相等,大量的小肠液可以稀释消化产物,使其渗透压下降,有利于吸收的进行。真正由小肠腺分泌的酶很少,主要是肠致活酶(enterokinase),它可以激活胰蛋白酶原,促进蛋白质的消化。小肠本身对食物的消化是以一种特殊的方式进行的,即在小肠上皮细胞内进行。上皮细胞内含有多种消化酶,如肽酶可将多肽分解为氨基酸、麦芽糖酶将麦芽糖分解为葡萄糖等。这些酶可随脱落的肠上皮细胞进入肠腔内,但它们对小肠内消化并不起作用。
2.小肠内物理性消化
(1) 小肠紧张性收缩能加速内容物的混合及转运。
(2) 分节运动是一种以环行肌为主的节律性收缩和舒张运动,能促使食糜与消化液充分混合,并挤压肠壁有助于血液及淋巴液回流。
(3) 小肠蠕动能将内容物向下推送。
(五) 大肠内的消化
大肠的主要功能在于吸收水分,同时为消化后的残余物质提供暂时储存的场所。大肠液的主要作用是其中的黏液蛋白对肠黏膜的保护作用和润滑粪便的作用。食物残渣进入大肠内,大肠的机械性运动将内容物向下推送,最终通过排便反射将粪便排到体外。
二、胃肠道的吸收功能
(一) 吸收过程概述
吸收是指食物的消化产物(如葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸)、水和无机盐等,通过消化道黏膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程。整个胃肠道都具有吸收功能,但营养物质的吸收主要在小肠完成。胃仅能吸收少量的水、无机盐和乙醇,大肠主要吸收水分、无机盐和部分维生素,而小肠则完成了葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸、水、无机盐和维生素等大部分营养素的吸收。人体摄食后食物在小肠停留约3~8小时,小肠被覆单层柱状上皮细胞,其绒毛和微绒毛结构可使吸收面积达200m 2,其上富集表达了许多与吸收功能相关的转运蛋白,这为小肠营养吸收提供了充足的时间、空间及物质基础。
(二) 吸收的途径和方式
1.跨细胞途径
即通过绒毛柱状上皮细胞腔面膜进入细胞内,再经细胞的基底侧膜进入血液或淋巴,营养物质的跨膜转运包括原发性主动转运、继发性主动转运、被动转运(包括简单扩散、滤过和易化扩散)和入胞、出胞等。
2.细胞旁途径
即营养物质通过细胞间的紧密连接进入细胞间隙,再进入血液或淋巴。
(三) 主要营养物质的吸收
1.水的吸收
水在胃肠道的吸收是被动的,各种溶质造成的细胞内外渗透梯度,是水吸收的主要动力。每日进入小肠的水约9L,通过细胞旁途径、简单扩散及水通道蛋白介导的快速跨膜转运,其中90%可被小肠吸收。从十二指肠到回肠,肠黏膜对水的通透性逐渐下降。
2.无机盐的吸收
(1) 钠的吸收:
小肠上皮细胞基底侧细胞膜上的钠泵将胞内的Na +逆浓度梯度主动转运入细胞间隙,造成肠上皮胞内相对低Na +环境。肠腔内的Na +借助于肠绒毛细胞上的载体,通过易化扩散的形式进入细胞内。肠腔中95%~99%的钠被主动吸收。钠的转运往往伴随着水、葡萄糖、氨基酸、阴离子等物质的吸收。
(2) 铁的吸收:
铁主要在十二指肠和空肠被吸收。消化道的其他部位如胃、回肠、盲肠也能吸收少量的铁。食物中的铁仅有很少部分(5%~8%)被吸收,其余的则通过肠道随粪便排出。
(3) 钙的吸收:
小肠各部位都有吸收钙的能力,尤其是十二指肠。钙盐只有在水溶液状态才能被吸收,离子钙最容易被吸收。钙的吸收是主动转运过程,钙通过钙通道进入肠上皮细胞,借由基底膜上的钙泵和Na +/Ca 2+交换机制进入血液。影响钙吸收的因素有:①维生素D促进小肠对钙的吸收;②胆汁酸促进钙的吸收;③酸性环境促进钙的吸收;④磷酸、草酸等易与钙沉淀为盐的物质阻碍钙的吸收;⑤机体对钙的需求。
(4) 氯离子的吸收:
氯离子主要的吸收途径是:①全小肠表达的电压门控Cl 离子通道;②回结肠表达中的Na +-H +转运体及Cl - 转运体协同实现的NaCl电中性转运;③结肠上 依赖的Cl 转运。
3.糖的吸收
小肠是碳水化合物吸收的主要场所,在空肠远端以前,糖全部以单糖的形式被吸收。各种单糖的吸收速率有很大差别,己糖的吸收很快,而戊糖则很慢。在己糖中,又以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快,果糖次之,甘露糖最慢。单糖的吸收是通过主动转运和易化扩散方式。糖的吸收主要依赖小肠黏膜上皮细胞表达的Na +依赖性单糖转运体1(Sodium Depen- dent Glucose Transporter 1,SGLT1)与Na +和葡萄糖结合,形成“Na +-葡萄糖-载体”复合物,并依靠Na +的电化学梯度从膜的肠腔面将二者转移至细胞内。小肠黏膜上皮细胞还表达易化性单糖转运体2(Facilitated Glucose Transporter 2,GLUT2)和易化性单糖转运体5(Facilitated Glucose Transporter 5,GLUT5)参与糖的易化扩散转运入血。葡萄糖-半乳糖吸收障碍是一种常染色体隐性遗传疾病,病因为SGLT1功能障碍,临床表现为剧烈腹泻和脱水症状,在膳食中去除乳糖、蔗糖和半乳糖可以控制症状。其他糖转运体功能障碍不会引起明显的胃肠道症状,但可引起肾脏、肝脏的功能改变。
4.蛋白质的吸收
食物在胃内停留时间较短,蛋白质在胃内消化很不完全,消化产物及未被消化的蛋白质在小肠内胰液及小肠黏膜细胞分泌的多种蛋白酶及肽酶的共同作用下,进一步水解为游离氨基酸、二肽及三肽而被吸收。氨基酸的吸收是主动转运过程,其机制类似葡萄糖的吸收,通过钠依赖性转运系统以继发性主动转运的方式进入小肠细胞。目前在小肠壁上已确定出三种主要的转运氨基酸的特殊运载系统,它们分别转动中性、酸性或碱性氨基酸。在体内肠黏膜细胞上也存在着吸收二肽或三肽的耗能主动运转体系,小肠近端吸收短肽的能力强,而小肠远端吸收游离氨基酸的能力强,这主要由不同转运体的空间分布决定。短肽在上皮细胞内被进一步水解成氨基酸而被机体利用。完整蛋白也可被人的小肠上皮细胞吸收,但吸收的量很少,从营养的角度来看是无意义的。相反,肠内细胞的毒素、食物抗原等可能会进入血液成为致病因子,引起过敏反应或中毒反应。
5.脂肪的吸收
脂肪吸收有两种形式:①中、短链的脂肪酸及其甘油一酯是水溶性的,在十二指肠和空肠,可通过扩散直接进入血液。②长链脂肪酸以混合微胶粒的方式进入黏膜细胞,在胞内形成乳糜微粒,以出胞的形式释放到组织间隙,经淋巴途径而被吸收。脂肪或甘油三酯在肠腔内被胰脂肪酶分解为两个分子的游离脂肪酸(FFA)和一分子的甘油一酯。这两种分解产物是脂溶性的。它们在吸收前必须先与胆汁酸形成水溶性的微胶粒,才能通过覆盖小肠上皮表面的水层。这样的脂类微胶粒在到达吸收面后,又分离出FFA和甘油一酯,两者则可通过细胞膜扩散入细胞内。脂肪酸和甘油一酯在细胞内的光滑内质网内重新合成甘油三酯。以甘油三酯和胆固醇酯等非极性物质为核心,周围以极性较大的载脂蛋白和磷脂等为外壳,从而形成乳糜微粒。乳糜微粒在高尔基复合体被包装为分泌小泡,小泡移向细胞的基底侧膜,并与侧膜融合,通过出胞作用而被释入细胞旁间隙,穿过基底膜和固有膜,最后进入淋巴管,至此才完成脂肪吸收的全过程。胆固醇的吸收机制与长链脂肪酸及其甘油一酯的类似。
6.维生素及微量元素的吸收
水溶性维生素主要以易化扩散的方式在小肠上段被吸收。而维生素B 12必须与内因子形成复合物才能在回肠末端被吸收。脂溶性维生素(Vitamin A、Vitamin D、Vitamin E和 Vitamin K)的吸收与脂肪相似。在胆酸、胰液和脂肪存在时,脂溶性维生素在脂酶的作用下以混合微粒的形式在小肠上部经非饱和的被动扩散方式被肠上皮细胞吸收。吸收后它们大多由乳糜微粒携带,经淋巴系统到达肝脏,然后再经由乳糜微粒、极低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)等的载体作用进入血浆而被利用。微量元素易溶于酸而不易溶于碱,有趣是大部分的微量元素都是在小肠被吸收。目前认同各种微量元素的转运,存在特异性的转运蛋白。

(邹多武)

第二节 胃的分泌

一、胃黏膜的分泌细胞
胃黏膜是胃完成化学消化功能的最重要的结构,主要含有外分泌细胞和内分泌细胞两类分泌细胞。
(一) 外分泌细胞
外分泌细胞组成外分泌腺。胃的外分泌腺有三种,胃液的主要成分是由这三种外分泌腺的分泌物组成。
1.贲门腺
贲门腺(cardiac gland)位于胃与食管连接处的环状区内,主要由黏液细胞组成,分泌碱性黏液,其分泌活动不受神经调节。
2.泌酸腺
位于胃体和胃底的黏膜内,大约占整个胃黏膜的80%左右。泌酸腺分泌盐酸、胃蛋白酶原、内因子和黏液。它由三种细胞组成:①颈黏液细胞(mucous neck cells),主要分泌黏液和少量胃蛋白酶原;②主细胞(chief cell),分泌大量的胃蛋白酶原;③壁细胞(acid cell),分泌盐酸和内因子。壁细胞分布于泌酸腺的深处,是唯一能够分泌盐酸的细胞。盐酸的分泌受内分泌和神经系统的调节。
3.幽门腺
分布于胃窦,主要分泌黏液,保护幽门黏膜不被胃酸腐蚀,同时还分泌少量的胃蛋白酶原和胃泌素(gastrin)。幽门腺(pyloric gland)内主细胞较少,基本没有壁细胞,而是大量的黏液细胞,因此幽门腺分泌少量的胃蛋白酶原和大量的细胞黏液。此外,幽门腺还分泌胃泌素,胃泌素在调节胃液分泌中具有重要作用。
(二) 内分泌细胞
胃黏膜的内分泌细胞主要有:①G细胞:分布于胃窦部,能分泌胃泌素和ACTH样物质。② D细胞:分布于胃体、胃窦,能分泌生长抑素(somatostatin)。胃内D细胞与G细胞有一定的比率,通常为1∶3。D细胞对胃泌素和胃液分泌的调节起重要作用。③肠嗜铬样细胞(ECL细胞):分布于胃底胃体,能合成和释放组胺。
二、胃液的性质、成分和作用
纯净的胃液是一种无色的酸性液体,pH约为0.9~1.5。正常成人每日胃液分泌量约为1~2.5L。胃液中除含大量水外,主要成分包括无机物,如盐酸、 、Na +、K +等,以及有机物如胃蛋白酶原、黏蛋白、内因子等。胃液的成分随分泌的速率不同而变化。
(一) 盐酸
盐酸在胃液中以两种形式存在:一种是解离状态的游离酸;另一种为与蛋白质结合的盐酸蛋白盐。纯胃液中游离酸占绝大部分。正常人空腹时,胃酸的分泌量约为0~5mmol/h(基础酸排出量)。食物或者某些药物(如组胺、胃泌素)可使盐酸的分泌量明显增加,盐酸的最大分泌量可达20~25mmol/h。胃酸的分泌量除受上述因素影响外,还与壁细胞的数量和功能状态密切相关。
盐酸的主要生理作用包括:①把无活性的胃蛋白酶原激活为有活性的胃蛋白酶,并为胃蛋白酶提供分解蛋白质所需要的酸性环境;②杀死随食物进入胃内的微生物;③盐酸进入小肠后,引起胰泌素(secretin)、胆囊收缩素等激素的释放,促进胰液、胆汁和肠液的分泌;④有利于小肠对铁和钙的吸收。胃酸分泌过多时会对胃和十二指肠产生侵蚀作用,使胃和十二指肠黏膜受损,严重者会导致胃溃疡和十二指肠溃疡。
(二) 胃蛋白酶原的分泌与激活
除主细胞能合成和分泌胃蛋白酶原外,黏液颈细胞、贲门腺和幽门腺的黏液细胞及十二指肠近端的腺体也分泌几种结构略有不同但是功能相同的胃蛋白酶原。胃蛋白酶原被分泌时,没有消化活性,但是当它接触到盐酸时,被激活成有活性的胃蛋白酶。在这个过程中,分子量约为42 500的胃蛋白酶原分子被分解为分子量约为35 000的胃蛋白酶分子。胃蛋白酶又能反过来对胃蛋白酶原起激活作用(自我激活),形成局部正反馈。
胃蛋白酶属于内切酶,能水解食物中的蛋白质,形成多肽和少量的氨基酸。胃蛋白酶的最适合pH为1.8~3.5,当pH升高时,胃蛋白酶的活性便随之降低,它几乎没有任何蛋白水解活性,并在短时间内完全灭活。
(三) 黏液
胃的黏液由胃黏膜表面的上皮细胞、黏液颈细胞、幽门腺和贲门腺共同分泌,其主要成分为糖蛋白。黏液覆盖在胃黏膜表面,形成一层凝胶保护层。胃黏液具有润滑作用,保护胃黏膜免受粗糙食物的机械性损伤。同时,这层黏液为碱性黏液,这样可以避免黏液下的正常胃壁直接暴露于高浓度酸性且具有蛋白水解活性的胃液。黏液具有较强的黏滞性和形成凝胶的特性,可显著减慢 和H +等离子在黏液层的扩散速度。这种由黏液和 共同构筑的抗损伤屏障,被称为黏液-碳酸氢盐屏障(mucus-bicarbonate barrier)。
(四) 内因子的分泌
内因子(intrinsic factor)是伴随壁细胞分泌盐酸时分泌的,分子量在50 000~60 000之间。它对维生素B 12在回肠的吸收必不可少。胃腺体的壁细胞分泌的内因子和糖蛋白,可以和食物里的维生素B 12结合,结合后的维生素B 12能够被肠道吸收。当慢性胃炎导致产生胃酸的壁细胞被破坏时,患者不仅出现胃酸缺乏,同时也因为缺乏内因子会引起维生素B 12吸收减少,从而导致体内可利用的维生素B 12减少。由于缺乏维生素B 12,红细胞的成熟发生障碍,导致巨幼红细胞贫血。
三、胃液的分泌受多种因素的调节
在空腹时,胃的运动较弱,胃液分泌很少,每小时约几毫升,而且几乎是非酸性的,主要由黏液和少量的胃蛋白酶原组成。进食时和进食后,胃的运动增强,胃液分泌增多,这种适应性变化是在神经和体液因素,包括中枢神经系统、肠神经系统、激素、旁分泌物质及胞内信使等调节下完成。
(一) 中枢神经系统的调节作用
引起胃酸分泌的神经冲动约有半数来源于迷走神经运动核。这些神经冲动通过迷走神经首先传到胃壁的肠神经系统,然后抵达胃腺。但分布到迷走神经传出纤维中也有部分来自疑核,后者主要与胃的运动调节有关。迷走神经运动核能对下丘脑的中枢感觉传入和孤束核的内脏感觉传入整合,从而调节胃酸分泌。
(二) 刺激胃酸分泌的内源性物质
1.乙酰胆碱(ACh)
支配胃的大部分迷走神经末梢和部分肠壁内在的神经末梢都释放乙酰胆碱。乙酰胆碱与壁细胞膜上的M 3型毒蕈碱受体结合后,通过一种GTP结合蛋白与磷脂酶C耦联,一旦激活后者,即催化磷脂酰二磷酸肌醇(PIP 2)转变为三磷酸肌醇(IP 3)和二酰甘油(DG)。IP 3则引起细胞内钙库释放Ca 2+,使Ca 2+浓度升高,从而导致质子泵激活,H +分泌增多。在胃窦部,乙酰胆碱能兴奋G细胞释放胃泌素,后者通过血循环刺激胃底和胃窦部的肠嗜铬细胞(ECL)分泌组胺,组胺与壁细胞上的H 2受体结合,使胃酸分泌增多。乙酰胆碱还可以抑制D细胞释放生长抑素而增强对G细胞的直接刺激作用。此外,乙酰胆碱还能引起主细胞分泌胃蛋白酶原及黏液细胞分泌黏液。
2.组胺
是胃酸分泌的强刺激剂和中心调控因素。由于壁细胞是唯一分泌胃酸的细胞,而壁细胞的分泌活动与分泌组胺和ECL细胞有密切关系。胃黏膜内ECL细胞分泌的组胺与壁细胞的H 2型组胺受体结合后,有很强的促进壁细胞分泌胃酸的作用。ECL细胞上存在着乙酰胆碱受体、胃泌素受体和β肾上腺素受体。乙酰胆碱和胃泌素作用于各自的受体后,通过胞内Ca 2+来调节ECL分泌组胺;而肾上腺素与其受体结合后则通过改变cAMP进行调节。另外,ECL细胞上也有生长抑素受体,生长抑素作用于其受体,能抑制胃泌素引起的组胺释放。生长抑素和组胺类似物可通过相应受体来抑制组胺的释放。
3.胃泌素
是由Edkins于1905年首次发现并命名,是由胃窦和十二指肠黏膜的胃泌素细胞(又称G细胞)分泌的一种激素。体内的胃泌素80%存在于胃黏膜中,并以胃窦黏膜的胃泌素活性最高。体内的胃泌素主要有两种:大胃泌素(G-34)和小胃泌素(G-17)。胃泌素的作用比较广泛,主要是:①刺激胃液分泌,也能引起少量胃蛋白原分泌;②促进胃肠道黏膜生长及刺激胃、肠、胰的蛋白质、RNA和DNA合成增加,调节胃泌酸区黏膜的生长;③其他作用:小剂量的胃泌素可刺激胃窦部运动,使其收缩频率和幅度增加,对胰酶分泌也有较弱的刺激作用。
食物进入胃后,可通过中枢神经系统活动、扩张胃窦及食物化学成分引起胃泌素的生理性释放。迷走神经兴奋和局部肠神经反射可引起胃泌素分泌。近年证实,铃蟾肽也可使胃泌素释放增加。相反,生长抑素、抑胃肽、血管活性肠肽等则抑制胃泌素的释放。当胃内食糜酸化到pH < 3时,胃泌素的释放可完全被抑制。
4.乙酰胆碱、胃泌素和组胺在引起胃酸分泌中的相互作用
单独应用乙酰胆碱、胃泌素或组胺时,仅引起少量的胃酸分泌,因此推测,只有当这三种内源性物质的受体同时兴奋时,才能引起胃酸的有效分泌。另有研究表明,用抗组胺类药物拮抗组胺的作用后,无论是乙酰胆碱或胃泌素都不能引起胃酸分泌明显增多,表明组胺是促进胃酸分泌的重要因素。
(三) 抑制胃酸分泌的内源性物质
1.生长抑素
是由胃窦、胃底以及小肠黏膜及胰腺的D细胞所分泌,其生物学效应为抑制各种胃肠激素的释放,对胃酸的分泌有很强的抑制作用。生长抑素可通过直接抑制壁细胞泌酸、抑制G细胞分泌胃泌素及抑制ECL细胞释放组胺的多种途径使胃酸分泌减少。在离体灌流的胃,生长抑素抗血清能明显促进胃酸分泌,表明正常情况下,生长抑素对胃泌素、组胺等引起的胃酸分泌有紧张性的抑制作用。
2.胰泌素
分泌胰泌素的细胞称为S细胞,主要存在于十二指肠黏膜,少量分布于空肠、回肠和胃窦部。其主要生物学效应是促进胃肠道消化腺、胰腺、肝胆管的水和电解质分泌,增强缩胆囊素的作用和胰酶的分泌,抑制胃酸分泌和胃泌素的释放,抑制胃运动。
3.5-羟色胺(5-HT)
是存在肌间神经丛的神经递质,能抑制胃泌素和氨甲酰胆碱引起的胃酸分泌,但对基础胃酸分泌无抑制作用。
4.前列腺素
前列腺素存在胃黏膜和肌层中。迷走神经兴奋和胃泌素均可引起前列腺素分泌增多。前列腺素对进食、胃泌素、组胺等引起的胃液分泌具有显著的抑制作用,在胃液分泌的负反馈机制中起重要作用。
(四) 消化期抑制胃液分泌的其他因素
在进食过程中,胃液分泌受兴奋性因素和抑制性因素的双重调节。抑制因素中除上述抑制胃酸分泌的几种物质外,还有以下几种:
1.盐酸
由泌酸腺分泌,当胃和小肠内的pH降到一定的程度时,会对胃液分泌起抑制作用,这是一种负反馈调节机制,对维持胃酸水平的调节具有重要的生理意义。
2.脂肪
脂肪及其消化产物是抑制肠期胃液分泌的主要因素之一。
3.高张溶液
是抑制肠期胃液分泌的另外一个重要因素。在十二指肠内,食物消化过后形成的高张溶液可通过两条途径抑制胃液分泌:①兴奋小肠内渗透压感受器,通过肠-胃反射(entero-gastric reflex)抑制胃液分泌;②刺激小肠黏膜释放一种或几种抑制胃酸分泌的激素。
四、消化期胃液分泌的分期
进食后,胃液分泌开始增多,此即消化期的胃液分泌。一般按感受食物刺激的部位不同,消化期胃液的分泌可分为三期:头期、胃期和肠期。事实上,这三个时期是互相重叠的,也可同时发生,而且都受神经和体液因素的双重调节。
(一) 头期
在食物进入胃之前,尤其是开始咀嚼食物的时候,胃液就已经开始分泌,这称为头期,其分泌来自于视觉、嗅觉、味觉及食欲的刺激。食欲越强,胃液分泌越多。其机制包括条件反射和非条件反射。前者是指食物的颜色、形状、气味以及与食物有关的声音等刺激作用于头部的视觉、嗅觉、听觉感受器而引起,后者则是在咀嚼和吞咽食物时食物刺激了位于口腔和咽部的化学和机械感受器而引起。头期胃液分泌的特点是持续时间长、酸度高、量多、胃蛋白酶原含量高,因而消化力强。头期分泌的胃液约占单次进食时总胃液分泌量的20%。
(二) 胃期
胃期胃液分泌是指食物进入胃后通过对胃的机械性和化学性刺激引起胃液的分泌。其主要机制是:①食物进入胃内引起的扩张刺激胃底和胃体,通过迷走-迷走长反射和壁内神经丛的短反射引起胃腺分泌。②胃容纳食物引起的扩张刺激胃幽门部感受器,通过壁内神经丛作用于G细胞引起胃泌素释放,后者引起胃液分泌。③食物的化学成分,主要是蛋白质消化产物肽和氨基酸等,直接刺激壁细胞和G细胞,引起胃液和促胃液素分泌。不同的氨基酸对胃酸分泌的刺激作用不同,在人体苯丙氨酸和色氨酸的作用最强。此外,咖啡、茶、牛奶等饮料对胃酸的分泌都有很强的刺激作用,高浓度乙醇也能明显促进胃酸的分泌。胃期胃液分泌量约为单次进食总胃液分泌量的70%,占每日1500ml胃液总量的大部分。
(三) 肠期
食物在近端小肠,尤其是十二指肠时,仍可刺激胃分泌少量的胃液。食物进入小肠上段(主要是十二指肠)所引起的胃液分泌称为肠期胃液分泌。切断支配胃的迷走神经后,不能消除肠期的胃液分泌,提示肠期胃液分泌中,神经调节的作用不重要,而主要是通过体液因素调节。这表明十二指肠黏膜分泌的胃泌素、肠泌酸素、小肠吸收的氨基酸均参与肠期胃液分泌的体液调节。肠期胃液分泌的量不多,约占进食后胃液分泌总量的10%,胃蛋白酶原的含量也较少。
五、消化间期胃液的分泌
在消化间期,胃分泌少量胃液,消化道几乎没有产生任何消化功能。分泌的胃液也基本没有胃酸,主要由黏液和少量的胃蛋白酶组成。然而,在情绪激动的时候,消化间期的胃液分泌增加,可达50ml/h以上,并且胃蛋白酶和胃酸浓度增加。情绪刺激引起的胃分泌的增加是发生消化性溃疡的因素之一。

(邹多武)

第三节 胰的分泌

一、胰腺外分泌
(一) 胰液的组成
正常人胰腺外分泌组织每天分泌1000~2000ml胰液,与血浆等渗,无色、无味、低稠度,呈碱性,pH 为7.8~8.2。主要含有水、各种消化酶及碳酸氢盐等电解质。帮助食物消化的各种消化酶由胰腺的腺泡细胞合成。碳酸氢钠等电解质由导管细胞及腺泡中心细胞分泌。
1.电解质
胰液中主要阳离子为Na +、K +,同时还有Ca 2+及微量Mg 2+和Zn 2+。主要阴离子为 及Cl 及Cl 的毫分子量总和保持恒定,与Na +、K +的总和大致相同,为(154 ± 10)mmol/(kg·H 2O)。胰液中的电解质除了运送胰酶至十二指肠外,其主要成分碳酸氢盐,可缓冲进入十二指肠的胃酸,保护肠黏膜,并可提供胰消化酶最适合的pH环境。
2.胰液消化酶
胰液内的酶组成极为复杂,以水解酶为主。各种成分的比例可因不同条件影响(如进食食物成分改变)而发生变化。胰液中蛋白质含量约为0.7%~10%,大部分为酶和酶原,其余为血浆蛋白、胰蛋白酶抑制物和黏蛋白。
(1) 蛋白水解酶:
可分为内肽酶和外肽酶两类。内肽酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶(又称胰肽酶),外肽酶包括羧基肽酶A和B。蛋白水解酶、脂肪水解酶和淀粉水解酶为三类最主要的胰酶。蛋白水解酶在分泌时均呈无活性的酶原形式,可防止胰腺自身消化。
1) 胰蛋白酶:其前体为胰蛋白酶原,分子量约为25 000,为299个氨基酸组成的单条多肽链,其分子中第六和第七个氨基酸残基之间切断后即被激活,形成有活性的酶。胰蛋白酶可水解天然蛋白质,可激活胰液中许多其他酶原,在消化中起重要作用。当胰蛋白酶原被分泌进入小肠肠腔,与肠黏膜接触后可被肠黏膜释放的肠激酶或胰蛋白酶本身所激活。最适pH约为8~9。
2) 糜蛋白酶:其前体为糜蛋白酶原,分子量为25 700,亦为单条多肽链,由246个氨基酸组成,其分子中第十五和第十六个氨基酸残基间切断后即被激活,成为具有活性的糜蛋白酶。糜蛋白酶原仅能被有活性的胰蛋白酶催化而转变为糜蛋白酶。糜蛋白酶功能与胰蛋白酶相似,但对酪蛋白消化更快。在酸溶液中加热可使其可逆性灭活。最适pH约为8~9。
3) 弹性蛋白酶:其前体为前弹性蛋白酶,由有活性的胰蛋白酶激活,可水解弹力纤维中的弹性蛋白。
(2) 脂肪水解酶:
主要包括胰脂肪酶、磷脂酶和胆固醇酯酶三种。
1) 胰脂肪酶:食物脂肪主要依赖其消化,由胰腺腺泡细胞以活性形式分泌,必须同时有蛋白辅酶因子-辅脂酶的存在才能维持其活性。其作用主要为在胆盐及辅脂酶存在条件下,将脂肪分解为脂肪酸、甘油一酯和甘油。胆盐、脂肪酸和甘油一酯又可形成混合微胶粒,消除脂肪水解产物对脂肪酸的抑制作用,从而维持脂肪酶活性,促进脂肪酸的水解。
2) 磷脂酶:可分为磷脂酶A和B两种,以无活性的酶原形式被分泌,少量有活性的胰蛋白酶即可迅速激活其转变为活性磷脂酶。其发挥作用需胆汁酸盐及钙离子,最适pH为7.5。胆汁中含有丰富的卵磷脂,后者可被磷脂酶A转变为溶血卵磷脂,而溶血卵磷脂是一种有效的表面活化剂,有助于食物中脂类的乳化,从而促进脂肪消化。磷脂酶B则可催化溶血卵磷脂转变为甘油磷脂酰胆碱。
3) 胆固醇酯酶:又称为羧酯水解酶,在肠腔内该酶可水解胆固醇酯为脂肪酸及胆固醇,最适pH为6.6~8.0。
(3) 淀粉水解酶:
分为α和β两类,人胰液中的为α-淀粉酶,为糖蛋白,其发挥作用需要钙离子的存在,可催化淀粉及糖原的水解,最适pH为6.9~7.1。
总之,胰液中含有多种消化酶,均在中性和弱碱性环境下作用最强,可消化大部分糖类、蛋白质及脂肪。
(二) 胰液的分泌机制
1.电解质的分泌机制
胰液中的水和电解质主要是由导管细胞及腺泡中心细胞分泌,这些细胞内含有丰富的碳酸酐酶,在该酶催化下,CO 2和水可合成碳酸,后者电解生成 。目前认为胰液分泌主要依赖于 的主动运输和Na +的被动转运。
(1) 和Cl 分泌:
的分泌是一个消耗能量的主动过程,受到cAMP的控制,期间有酶参与,依赖于Na +-K +的转运,Na +的梯度在其中起到重要作用,95%的 来源于血浆,仅有5%来自CO 2代谢。Cl 主要由腺泡细胞分泌。
(2) Na +、K +的分泌:
目前认为Na +、K +的转运为被动的,主要依赖于H +-Na +泵及Na +-K +泵。
2.酶的分泌机制
胰酶首先由腺泡细胞质内的核糖体合成,之后经粗面内质网通过膜转移入囊泡内,再转移至高尔基复合体进一步浓缩加工所形成。腺泡细胞受到促泌物刺激后将其释放入胰管腔,整个过程约需50分钟。
(三) 胰液的分泌调节
胰腺的分泌受神经和体液机制双重调节。胰液分泌的神经调节依赖于交感及副交感神经系统,体液调节则依赖于胰泌素、血管活性肠肽及胆囊收缩素-促胰酶素等。
1.神经调节
支配胰腺的交感神经主要通过内脏神经进入胰腺,有两种成分:一种为肾上腺素能纤维,大部分分布于血管,少量分布于腺泡及导管;另一种为胆碱能纤维,可被阿托品阻断。而副交感神经或迷走神经对胰腺外分泌有直接调节作用,近期越来越受到重视。
(1) 交感神经:
内脏神经的兴奋可能引起血管收缩,从而减少胰腺内血流,也可能使胰管收缩,减少胰液的流出,可减弱胰腺对各种刺激物的反应,对胰腺外分泌及内分泌均起抑制作用。
(2) 迷走神经:
其兴奋可释放胆囊收缩素、促胰液素,并可通过肠-胰反射直接作用于胰腺促进胰液分泌。
2.体液调节
胃肠激素、某些化学介质和电解质在胰腺外分泌调节中起到重要作用,有的促进胰液分泌,有的抑制胰液分泌,有的可能有抑制和兴奋双重作用。
(1) 胰泌素:
由十二指肠上的S细胞分泌,为27个氨基酸组成的多肽,其可直接作用于胰腺腺泡细胞及导管细胞,能同时促进 和胰酶的分泌。
(2) 胆囊收缩素-促胰酶素:
由上段小肠的I细胞分泌,由33个氨基酸组成的多肽,是胰酶释放的最主要因素,其与胰泌素对于 和胰酶的分泌具有相互协同及增效作用。
(3) 血管活性肠肽:
广泛分布于肠道,但以小肠上段密度最大,结构类似胰泌素,由28个氨基酸组成。其主要作用为促进 的分泌,类似于胰泌素,但促进作用明显较胰泌素弱。
(4) 胰岛素:
可直接和间接地调节胰液分泌。胰岛素(insulin)能直接在转录水平调节胰淀粉酶的合成,并可通过促进胆囊收缩素-促胰酶素间接地促进胰液分泌。
(5) 胰高血糖素:
为抑制 和胰酶分泌的最主要激素之一,其抑制作用与其剂量呈正相关。
(6) 降钙素:
可明显降低胰泌素及胆囊收缩素-促胰酶素对胰液分泌的促进作用,从而抑制胰液分泌,但主要是抑制胰酶的分泌。
总之,胰液分泌的调节是一个复杂的过程,各种激素之间、神经之间、激素与神经之间都可通过各种方式互相影响。
二、胰腺内分泌
胰腺内分泌部分通常指胰岛(pancreas islet),又称“Langerhans岛”,是由胰腺内分泌细胞聚集形成的10万~200万个内分泌腺体,占胰腺总重的1%~2%。但胰腺内还有很多散在于腺管和腺泡中的内分泌细胞,故将胰腺全部内分泌细胞称为内分泌胰腺更为确切。内分泌胰腺含有的形态功能明确的主要内分泌细胞即B、A、D和PP等细胞,后三者统称为非B细胞。
(一) 胰岛结构及特点
胰岛以胰尾分布最多,体部次之,头部较少。采用特异性抗体作免疫组织化学染色和特殊染色法,可区分不同类型的细胞。
1.A(α)细胞
在胰尾、体部分布较多,约占胰岛细胞总数的20%。位于胰岛的周边部,呈多边形,所含颗粒粗大,嗜银性。电镜下分泌颗粒为200~250nm,电子密度高。能分泌胰高血糖素。
2.B(β)细胞
是胰岛的主要细胞,占胰岛细胞总数的75%。胞质内富含细小的橘黄色颗粒(Mallory-Azan染色);电镜下B细胞分泌颗粒为250~350nm。能分泌胰岛素。
3.D(δ)细胞
约占胰岛细胞的3%~5%。除散在腺泡和导管上皮外,在胰岛中位于A和B细胞之间。Mallory-Azan染色见大量蓝染颗粒,电镜下分泌颗粒为300~350nm,电子密度较低,细颗粒状。能分泌生长抑素。
4.PP细胞
即胰多肽细胞,此细胞含量甚少,主要存在于胰头部。电镜下分泌颗粒为120~160nm,电子密度很高。能分泌胰多肽。
(二) 胰岛激素的分子结构和生物合成
1.胰岛素
是一种双链结构的多肽,分别为21个氨基酸的A链,30个氨基酸的B链,两条链间由二硫键连接,分子量为5734道尔顿,等电点为5.35,在pH 2.5~3.5的环境中比较稳定,碱性环境中易被破坏。人胰岛素每天分泌1mg(25~30U),主要代谢器官为肝脏。
2.胰高血糖素
由胰岛A细胞分泌的一种29个氨基酸组成的直链多肽,分子量3485道尔顿,等电点7.5~8.5。以游离状态存在于血循环中。成人每日分泌约1mg,在血清中的浓度为50~100ng/L。主要代谢器官是肝、肾及血液。
3.生长抑素
由胰岛D细胞合成,由14个氨基酸组成的多肽,分子量1658道尔顿。正常人基础生长抑素浓度为(10.1 ± 7.2)pg/ml,其半衰期为1分钟。
4.胰多肽
由胰岛PP细胞合成,由36个氨基酸组成的直链多肽,平均分子量为4200道尔顿。
(三) 胰岛激素的分泌及其调节
1.胰岛素
碳水化合物葡萄糖是调节胰岛素释放的主要刺激物。口服或静脉注射葡萄糖后,胰岛素分泌呈剂量依赖性的增加。口服葡萄糖所致的胰岛素分泌具有增强效应,被称为肠降血糖素作用。葡萄糖刺激B细胞分泌胰岛素的机制,主要有受体学说和代谢学说两种学说。
非碳水化合物在缺乏葡萄糖的情况下,氨基酸也可表现出对胰岛素释放的刺激作用,最有效的刺激物为必需氨基酸。而脂类以及其代谢物对胰岛素释放只有很微弱的作用。
许多胃肠道激素协同参与餐后胰岛素的释放,包括葡萄糖依赖性胰岛素释放肽(GIP)、胆囊收缩素(CCK)以及胰高血糖素样肽-1(GLP-1)等。神经迷走神经兴奋可以促进胰岛素分泌,而交感神经刺激则抑制胰岛素分泌。
2.胰高血糖素
最有效的调节因素为葡萄糖。高血糖可抑制胰高血糖素分泌;氨基酸如精氨酸也能刺激胰高血糖素分泌;脂类代谢产物能否刺激胰高血糖素分泌目前尚不清楚;激素也参与了胰高血糖素分泌调控。此外,低血糖时副交感神经也参与胰高血糖素分泌调节。
3.生长抑素
凡能促进胰岛素分泌的因素如葡萄糖、胰高血糖素等也能促进生长抑素分泌,但是也有胰岛素和生长抑素的分泌呈分离的情况。生长抑素的释放也受迷走和α肾上腺素能神经的控制。
4.胰多肽
不同生理条件对其分泌有明显的影响:①胰多肽水平随着年龄增加而增高,这可能与年龄增加、迷走张力增强有关;②饥饿空腹时机体可通过迷走神经兴奋而影响PP分泌;③进食蛋白质是PP分泌最有力的刺激物。
(四) 胰岛激素的生理功能
1.胰岛素
胰岛素能促进葡萄糖利用;抑制基础和胰高血糖素刺激后肝糖输出;促进底物在脂肪组织、肝脏和肌肉的合成代谢作用;抑制脂肪组织脂解、糖原分解和蛋白质的降解;还能促进细胞的生长和分化。胰岛素生理功能通过以下几种机制实现:
(1) 信号转导通路
1) 胰岛素受体及其底物:胰岛素与受体α亚单位结合,通过蛋白水解或遗传缺失除去α亚单位,引起对β亚单位的抑制解除而导致酪氨酸激酶激活。
2) 胰岛素信号的关闭:胰岛素维持葡萄糖稳态作用是通过胰岛素信号的快速开放和关闭实现的。
3) 葡萄糖转运的调控:胰岛素维持葡萄糖稳态的经典作用是它能刺激脂肪和肌肉细胞的葡萄糖转运。其机制是胰岛素可显著提高GLUT4囊泡的出泡作用,轻度降低GLUT4蛋白的内化速度,影响GLUT4的转位,而促进葡萄糖转运。
(2) 葡萄糖和脂肪代谢的调控
1) 葡萄糖氧化和储存:胰岛素参与糖酵解、糖原和脂肪合成酶的调节,而影响氧化磷酸化、糖原合成等过程。
2) 糖异生:胰岛素能通过阻断葡萄糖异生和糖原分解来抑制肝脏和肾脏葡萄糖的产生和释放。
3) 脂肪合成和分解的调控:胰岛素也促进脂肪合成并抑制其降解。在脂肪细胞,胰岛素主要通过脂肪合成酶活性增加及抑制激素敏感性酯酶调节脂肪代谢。
2.胰高血糖素
生理作用表现在食物吸收后和空腹时激活关键酶,促进肝糖分解和糖异生以及酮体生成;刺激脂肪细胞脂解及肌肉糖原分解,动员能量储备。
3.生长抑素
是多种激素的抑制物。①能抑制生长激素的分泌,此作用主要是通过与特异性受体结合,影响cAMP代谢介导的;②抑制垂体其他激素、胰腺分泌激素的释放;③抑制氨基酸、葡萄糖、甘油三酯等的吸收等。
4.胰多肽
主要作用在于调节消化液的分泌。表现在:①抑制胰腺外分泌功能;②抑制胆囊收缩,直接抑制胆汁排泄;③降低胃动素浓度,但不影响胃消化液的分泌。

(邹多武)

第四节 胆汁的分泌与淤胆

一、胆汁的来源及组成
肝细胞和胆管上皮均可分泌胆汁,其中肝细胞性为主。胆汁分泌后先汇入肝内胆管系统,随后流出并储存于胆囊,在胆囊内浓缩成胆囊胆汁后,再通过肝外胆管系统进入十二指肠,参与脂类的消化和吸收。按生成过程可分为肝胆汁和胆囊胆汁。肝胆汁即肝细胞初分泌的胆汁,呈橘黄色,清澈透明。肝胆汁进入胆囊,经胆囊壁上皮细胞吸收部分水和其他一些成分,并分泌黏液进入胆汁,浓缩成为胆囊胆汁。
胆汁是一种复杂的水溶性分泌物,包括有机物和无机物。有机物为胆汁酸、蛋白质、脂质、胆固醇、胆色素、类固醇。无机物由无机离子构成,主要是钠、钾、钙、镁、氯离子和碳酸氢盐。进入机体的重金属盐类、药物和毒物等异源物质,经过肝脏的生物转化作用亦可随胆汁排出体外。胆汁中还有多种酶类,脂肪酶、磷脂酶、淀粉酶、磷酸酶等。胆汁酸盐和部分酶类与脂类消化、吸收有关,磷脂除与胆汁中胆固醇溶解状态有关外,其他成分多属排泄物。
二、胆红素的代谢
胆色素是铁卟啉化合物在体内分解代谢的产物,包括胆红素、胆绿素、胆素原、胆素等化合物。胆红素居于胆色素代谢的中心,是胆汁中的主要色素。胆红素生成、排泄过程涉及临床诸多病理生理过程,掌握胆红素的代谢对临床伴有黄疸体征的疾病诊断及鉴别诊断有重要意义。
(一) 胆红素的来源及生成
胆红素是一种四吡咯色素,成人每日约产生250mg。主要有三个来源:①衰老红细胞中血红蛋白的分解。正常成人每天约有6~7g血红蛋白被分解,由此约产生胆红素220~250mg。②少部分来自造血过程中尚未成熟的红细胞在骨髓中被破坏(即无效造血)。正常情况下,这种胆红素约占总胆红素的3%以下。③少量来自细胞色素、肌红蛋白、过氧化物酶等裂解。其中肝细胞微粒体内的细胞色素P450和细胞色素b6分解而形成的胆红素占相当重要的地位。这种非衰老红细胞分解产生的胆红素称为“旁路胆红素”。
(二) 胆红素的生成及调节
1.胆红素在血液中的过程
胆红素在单核巨噬细胞生成以后能自由透过细胞膜进入血液。胆红素主要与血浆清蛋白结合(少部分和α 1球蛋白结合)成复合物进行运输。这种结合一方面使胆红素的水溶性增加,便于运输;另一方面限制它自由通透各种膜,避免损伤组织细胞。胆红素与清蛋白的结合是非特异、非共价、可逆性的。血浆清蛋白的含量、某些有机阴离子及氢离子浓度影响这种结合。如磺胺类、胆汁酸、脂肪酸、水杨酸等,可与胆红素竞争结合清蛋白,使胆红素游离出来。过多的游离胆红素和脑部基底核的脂类结合,会干扰脑的正常功能,称为胆红素脑病(bilirubin encephalopathy)或核黄疸。
2.胆红素在肝脏的代谢
(1) 胆红素的摄取:
胆红素-清蛋白复合体在肝细胞摄取前与清蛋白分离。游离的胆红素从血窦内皮细胞窗孔进入血窦内皮细胞和肝细胞间的Disse隙,再经血窦面肝细胞膜上有机阴离子转运蛋白介导下进入肝细胞。生理条件下,约97%的非结合胆红素可被肝细胞摄取。
(2) 胆红素的转运及酯化:
胆红素进入肝细胞后,在细胞质内与Y蛋白和Z蛋白结合,以Y蛋白为主。结合后即以胆红素-Y蛋白/胆红素-Z蛋白形式进入肝细胞滑面内质网,在UDP-葡葡糖醛酸基转移酶催化下,与葡葡糖醛酸以酯键结合,生成胆红素葡葡糖醛酸酯。胆红素经上述转化后变为结合胆红素。结合的胆红素分子内不含氢键,分子中的甲烯桥可迅速、直接与重氮试剂反应,故又称为直接胆红素。
(3) 胆红素的排泄:
结合胆红素水溶性强,从肝细胞分泌进入毛细胆管腔,并经胆道进入肠管。肝细胞对结合胆红素的分泌是在多耐药相关蛋白介导下逆浓度梯度的主动转运过程。毛细胆管内胆红素浓度约是肝细胞内浓度的150倍,胆红素排泄一旦受损,结合胆红素就可反流入血,诱发高胆红素血症(hyperbilirubinemia)。
(三) 胆红素的肠肝循环
结合胆红素随胆汁排入肠道后,在回肠下段至结肠的肠菌分解,脱去葡萄糖醛酸,生成未结合胆红素,并被多次还原生成中胆素原、尿胆素原、粪胆素原,这些物质统称为胆素原。大部分胆素原随粪便排出体外,在肠道下段,这些无色的胆素原接触空气后分别被氧化成尿胆素和粪胆素。粪胆素呈棕褐色,是粪便的主要颜色。胆道完全梗阻时,结合胆红素不能进入肠道形成胆素原进而形成胆素,粪便呈灰白色或陶土色。新生儿肠道菌群不足,结合胆红素未被肠道细菌分解完全,粪便呈橘黄色。
肠道中10%~20%的胆素原可被肠道黏膜重吸收入血,经门静脉再次入肝。其中大部分经肝细胞摄取并以原形再次随胆汁排入肠腔,形成胆素原的肠肝循环。在此过程中,少量胆素原进入体循环,可通过肾小球滤过随尿排出,即为尿胆素原。正常成人每天排出尿胆素原约0.5~4mg。尿胆素原被空气氧化后生成尿胆素,是尿液的主要色素。正常人尿中检测不到胆红素。
(四) 高胆红素血症和黄疸
正常人血浆中胆红素总量为3.4~17.1μmol/L(0.2~1mg/dl),其中未结合胆红素占80%,其余是结合胆红素。未结合胆红素脂溶性强,易透过细胞膜进入细胞,神经细胞富含脂质,容易受非结合胆红素损伤。肝细胞对血浆胆红素有强大的处理能力,正常人每天可产生200~300mg胆红素,但正常肝每天可清除3000mg以上的胆红素,因此正常人血清胆红素的含量甚微。
体内胆红素生成过多,或肝细胞对胆红素处理能力下降时均可使血中胆红素浓度升高,称为高胆红素血症。血浆胆红素浓度超过34.2μmol/L(2mg/dl)时,肉眼可见皮肤、黏膜及巩膜黄染,称为显性黄疸。血浆胆红素在17.1 ~34.2 μmol/L之间时,肉眼看不出黄染,称为隐性黄疸。
胆红素来源过多,排出受阻或肝脏处理胆红素能力降低均可使血中胆红素浓度升高,引起黄疸。根据病因,临床上可将黄疸分为三类:溶血性黄疸、梗阻性黄疸和肝细胞性黄疸。上述三种黄疸的鉴别参见表1-3-2。
表1-3-2 黄疸的鉴别
三、胆汁酸的分类与代谢
胆汁酸是胆汁中的主要固体成分,是一类含有固醇核的24碳羧酸化合物,在肝内由胆固醇转变生成,以钠盐或钾盐的形式存在,称为胆汁酸盐。胆汁酸是离子化的去垢剂,在脂酸吸收、转运、分泌和调节胆固醇代谢方面起重要作用。胆汁酸既是胆固醇的一种水溶性代谢产物,又是一种有重要生理功能的分泌物。
胆汁酸按其结构可分为游离型胆汁酸和结合型胆汁酸两大类。胆汁酸按其来源又可分为初级胆汁酸和次级胆汁酸。初级胆汁酸是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸,包括胆酸、鹅脱氧胆酸及与甘氨酸或牛磺酸的结合产物。在肠道细菌作用下初级胆汁酸第七位α羟基脱氧生成次级胆汁酸,包括石胆酸、脱氧胆酸及与甘氨酸、牛磺酸结合的产物。胆固醇在肝细胞作用下直接合成初级胆汁酸,这是胆固醇在体内的主要代谢途径。初级胆汁酸进入肠道促进脂类物质的消化和吸收后,在回肠和结肠上段肠道细菌酶的作用下,发生去结合反应和脱7α-羟基作用,转变为次级胆汁酸。胆汁酸分泌入胆汁,在胆囊中储存。进餐后胆囊收缩,储存的胆汁排入十二指肠,经空肠转运到回肠。90%~95%的胆盐在回肠被重吸收并转运回肝脏。剩余的胆盐进入结肠,在细菌作用下由初级胆盐代谢为次级胆盐。部分次级胆盐仍可被重吸收,其余则随粪便排出。
四、胆汁酸的肠肝循环
各种胆汁酸经胆总管进入肠道,约95%以上可被重吸收入血。结合型胆汁酸在回肠以主动重吸收为主,少量游离型胆汁酸在小肠各部和结肠被动重吸收。重吸收的胆汁酸经门静脉重新入肝,游离型胆汁酸在肝内可重新合成为结合胆汁酸与肝新合成的初级结合型胆汁酸一同再次进入肠道。胆汁酸在肝及肠道间的这种不断循环过程称为胆汁酸的肠肝循环。胆汁酸肠肝循环的意义在于使体内有限的胆汁酸重复利用。正常成人每天约合成胆固醇1~1.5g,其中约0.4~0.6g在肝内转变为胆汁酸。成人胆汁酸库有3~5g,即使全部进入肠道也难以满足每日膳食内脂类物质的消化和吸收。人体每天约进行6~12次肠肝循环,从肠道重吸收利用的胆汁酸约12~32g,借此弥补胆汁酸合成不足,使有限的胆汁酸池能发挥最大限度乳化作用,满足机体对胆汁酸的生理需要。若胆汁酸的肠肝循环被破坏,如腹泻、回肠病变或切除回肠,则胆汁酸不能被重吸收,影响脂肪的消化和吸收,同时造成胆汁中胆汁酸、卵磷脂与胆固醇的比值降低(< 10∶1),极易形成胆固醇结石。
五、胆汁淤积
胆汁淤积是胆汁的生成、分泌或排泄出现障碍,使正常分泌到胆汁的物质蓄积在肝和血清内。凡是可以导致肝细胞和(或)毛细胆管功能障碍,引起肝内小胆管弥漫性梗阻,使得胆汁排泄受阻,均能导致胆汁淤积。胆汁淤积可以分为肝外胆汁淤积和肝内胆汁淤积。
(一) 肝内胆汁淤积
肝内胆汁淤积是指原发于肝内的胆汁分泌障碍,可能是发生于肝细胞水平胆汁形成的功能缺陷,无胆管阻塞,称为原发性(代谢性)胆汁淤积症;也可能发生于胆小管或胆管水平的胆汁分泌受损,使胆道发生阻塞引起的,称为继发性(机械性)胆汁淤积症。
分类和病因:
(1) 肝细胞损伤和遗传代谢性疾病:常见病因有病毒性肝炎与肝硬化,肝的病变主要为毛细胆管内胆汁淤积,肝细胞损害较轻。酒精性肝病患者由于肝细胞严重脂肪变压迫毛细胆管、肝细胞的毛细胆管周围空泡数目增多,使肝细胞分泌胆汁过程障碍。许多药物可引起急性肝内胆汁淤积,常见于氯丙嗪、磺胺、异烟肼等,同时伴有肝细胞及汇管区炎症反应,既有阻塞性黄疸又有肝细胞性黄疸表现。其他如细菌感染、Wilson病、Gilbert综合征、家族性胆汁淤积综合征、Dubin-Johnson综合征等均以引起肝细胞分泌胆汁障碍为主。
(2) 肝内胆管病变:临床上常见的有原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis,PBC),它是一种原因不明的,以肝内小胆管非化脓性进行性损伤为特征的慢性胆汁淤积性自身免疫性肝病。另一常见的为原发性硬化性胆管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC),该病则是以胆管非特异性炎性纤维化为特征的慢性进行性疾病,胆管出现不同程度的狭窄和扩张,甚至纤维化闭锁,使胆汁排出受阻,进而出现淤胆。其他如妊娠肝内胆汁淤积、胆管消失综合征、移植后肝病等均表现为肝内胆管不同程度受阻引起胆汁淤积。
(二) 肝外胆汁淤积
肝外胆汁淤积是胆汁经胆管向肠道排出过程障碍,即胆管狭窄或梗阻致胆汁淤积。常见于胆总管结石或胰腺癌,其他不常见因素包括胆总管良性狭窄、胆管癌、壶腹部占位、胰腺炎或胰腺假性囊肿及硬化性胆管炎。
(三) 常见临床表现
1.黄疸
一般为胆汁淤积的首发表现,肝内胆汁淤积和肝外胆汁淤积均可引起黄疸。黄疸往往发生在皮肤瘙痒或血清碱性磷酸酶升高数周后,最常见于原发性胆汁性肝硬化。
2.瘙痒
是胆汁淤积常见的临床表现。多出现在傍晚或夜间,皮肤可见抓痕,多会影响睡眠,长期甚至引起抑郁、自杀倾向。既往认为血和皮肤内胆盐潴留所致,但仍缺乏直接证据证明上述假说。瘙痒呈周期性,而胆酸浓度却没有相应变化,瘙痒和胆酸浓度改变非正相关。而且在肝功能衰竭时,血清胆酸仍高,胆汁淤积引起的瘙痒却趋于消失。另一方面通过其他因素减轻瘙痒并不伴有血清胆酸浓度下降。有研究发现,某些阿片剂的激动剂会引起瘙痒,阿片制剂抑制剂可改善胆汁淤积引起的瘙痒;胆汁淤积时观察到阿片水平、血清脑啡肽浓度和肝细胞脑啡肽mRNA增加。
3.乏力
也是慢性胆汁淤积的常见临床症状,在原发性胆汁性肝硬化中更为常见,其发病机制尚不清楚。
4.黄色瘤
长期且较为严重胆汁淤积症时还可出现黄色瘤。黄色瘤多发生在眼眶周围皮肤褶皱处、腱鞘、骨突出部及周围等处,由于胆固醇沉着引起,也和慢性高脂血症相关。
5.脂肪泻
在慢性胆汁淤积性肝病晚期出现,主要原因是肠道内胆酸不足导致脂质消化吸收障碍。

(邹多武)

主要参考文献

1. 朱文玉.医学生理学.第2版.北京:北京大学出版社,2009
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