第四节小肠内的消化

第四节小肠内消化食糜由胃进入小肠后．即开始小肠内的消化过程。小肠是食物消化和吸收最重要的部位。小肠内的消化也是整个消化过程中最重要的阶段。在小肠内，食物受到胰液、胆汁和小肠液的化学性消化和小肠运动的机械性消化。在这里，食物的消化基本完成，并且许多物质也是在这里被吸收的，余下的食物残渣则进入大肠。食物在小肠内所经历的时间，随其性质不同而有差异，一般混合性食物在小肠内停留的时间为3~8h。一、胰液的分泌胰腺兼有外分泌和内分泌双重功能。胰腺的外分泌部分由腺泡及导管所组成；它们所分泌的胰液具有很强的消化能力，是最重要的消化液。(一)胰液的性质、成分和作用胰液(pancreaticjuice)是无色、无臭的碱性液体，pH7.8～8.4，渗透压与血浆相等。成年人每日分泌的胰液量为l~2L。胰液的成分包括水、无机物和有机物。1．胰液的无机成分和作用胰液的无机成分中。量最大的是水，占97．6％；无机物主要由胰小导管上皮细胞分泌，其中主要的负离子是HCO3-和Cl-。当胰液大量分泌时，HCO3-的浓度是血浆中的5倍，是胰液呈碱性的主要原因。胰液中HCO3-的主要作用是中和进入十二指肠的胃酸，保护肠黏膜免受强酸的侵蚀；此外，HCO3-可为小肠内多种消化酶发挥作用提供最适宜的pH环境。2．胰液中的有机成分和作用胰液中的有机物主要是由胰腺腺泡细胞分泌的多种消化酶，包括消化淀粉、蛋白质和脂肪的水解酶。(1)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶(pancreaticamylase)系α-淀粉酶，不需激活就具有活性，其最适pH为6.7～7.0，可将淀粉、糖原及大多数其他碳水化合物水解为糊精、麦芽糖和麦芽寡糖，但不能水解纤维素。在小肠内，淀粉与胰液接触约l0min就能全部被水解，故胰淀粉酶的水解效率高、速度快。(2)蛋白质水解酶：胰液中重要的蛋白质水解酶分别是胰蛋白酶(trypsin)、糜蛋白酶(chymotrypsin)和羧基肽酶(carboxypeptidase)，其中胰蛋白酶的含量最多。它们均以无活性的酶原形式存在于胰液中。小肠液中的肠激酶(enterokinase)是激活胰蛋白酶原的特异性酶。在肠激酶的作用下，可将无活性的胰蛋白酶原(trypsinogen)转变为有活性的胰蛋白酶。随后胰蛋白酶又可激活胰蛋白酶原(正反溃)，也可激活糜蛋白酶原(chymotrypsinogen)和羧基肽酶原，使它们分别转化为相应的有活性的酶。胰蛋白酶和糜蛋白酶(chymotrypsin)作用相似，都能将蛋白质分别分解为眎和胨，当它们协同作用于蛋白质时．则可使蛋白质进一步分解成小分子的多肽和氨基酸，多肽则可被羧基肽酶进一步分解成氨基酸；此外，糜蛋白酶还有较强的凝乳作用。胰液中还含有RNA酶、DNA酶等核酸水解酶，它们也以酶原的形式存在，可被胰蛋白酶激活，激活后能使相应的核酸水解为单核苷酸。(3)脂类水解酶：胰脂肪酶(pancreaticlipase)是消化脂肪的主要酶，其最适pH为7.5～8.5。胰脂肪酶对脂肪的分解需要胰腺分泌的另一种酶，即辅脂酶(colipase)的存在，后者对胆盐微胶粒具有较高的亲和力，这一特性使胰脂肪酶、辅脂酶和胆盐形成复合物，有助于胰脂肪酶锚定于脂滴表面发挥其分解脂肪的作用，防止胆盐将胰脂肪酶从脂肪表面清除出去。胰脂肪酶可将中性脂肪分解为甘油、甘油一酯及脂肪酸。此外，胰液中还有一定量的胆固醇酯水解酶和磷脂酶A2，分别水解胆固醇酯和磷脂。正常情况下，胰液中的蛋白水解酶并不消化胰腺本身，这是因为它们是以无活性的酶原形式分泌的。同时，腺泡细胞还能分泌少量胰蛋白酶抑制物(trypsininhibitor)，后者能与胰蛋白酶和糜蛋白酶结合而形成无活性的化合物，从而防止胰腺自身被消化。但胰蛋白酶抑制物在胰液中的含量较少，作用有限，当胰腺导管梗阻、痉挛或饮食不当引起胰液分泌急剧增加时，可因胰管内压力升高导致胰小管和胰腺腺泡破裂，胰蛋白酶原渗入胰腺间质而被组织液激活．出现胰腺组织的自身消化，从而发生急性胰腺炎。由于胰液中含有消化3种主要营养物质的消化酶，因而胰液是所有消化液中消化力最强、消化功能最全面的一种消化液。当胰液分泌缺乏时，即使其他消化腺的分泌都很正常，食物中的脂肪和蛋白质仍然不能完全被消化和吸收，常可引起脂肪泻；同时，也可使脂溶性维生素A、D、E、K等吸收受到影响，但对糖的消化和吸收影响不大。(二)胰液分泌的调节在非消化期间，胰液几乎不分泌或很少分泌。进食后，胰液开始分泌或分泌增加，食物是刺激胰腺分泌的自然因素。胰液分泌的调节，像胃液分泌的调节一样，也可分为头期、胃期和肠期。头期主要是神经调节，胃期和肠期以体液调节为主(图6-11)。1．头期的胰液分泌食物的色、香、味对感觉器官的刺激或者给动物假饲，均可引起含酶多但液体量少的胰液分泌。这是由于条件反射或食物直接刺激口咽部等感受器所引起的，其传出神经是迷走神经，递质为ACh。ACh主要作用于胰腺的腺泡细胞，而对导管细胞的作用较弱。故迷走神经兴奋引起胰液分泌的特点是水和碳酸氢盐含量较少，而酶的含量很丰富。此外，迷走神经还可通过促进胃窦和小肠黏膜释放胃泌素，后者通过血液循环作用于胰腺，间接引起胰液的分泌，但这一作用较小。头期胰液的分泌量占消化期胰液分泌量的20％左右。2．胃期的胰液分泌食物扩张胃，通过迷走-迷走反射引起含酶多但液体量少的胰液分泌。扩张胃以及蛋白质的消化产物也可刺激胃窦黏膜释放胃泌素，间接引起含酶多但液体量少的胰液分泌。此期的胰液分泌只占消化期胰液分泌量的5％~l0％。3．肠期的胰液分泌肠期的胰液分泌是消化期胰腺分泌反应的最重要时相，此期的胰液分泌量最多，占消化期胰液分泌量的70％，碳酸氢盐和酶含量也高。进入十二指肠的各种食糜成分，特别是蛋白质、脂肪的水解产物对胰液分泌具有很强的刺激作用，参与这一时相调节胰液分泌的因素主要是促胰液素和缩胆囊素。此外，消化产物刺激小肠黏膜通过迷走神经介导的迷走-迷走反射，也可在这一时相引起胰液的分泌。胰液的分泌受多种胃肠激素的调节，主要有以下几种。促胰液素(secretin)是由小肠上段黏膜内的S细胞分泌的，它是由27个氨基酸残基组成的直链多肽，它需要完整分子才能表现出最强的作用。胃酸是引起促胰液素释放最强的刺激因素，其次是蛋白质分解产物和脂酸钠，糖类则无刺激作用。促胰液素主要作用于胰腺小导管上皮细胞，使其分泌大量的水和碳酸氢盐，而酶的含量则不高，碳酸氢盐可迅速中和酸性食糜，同时使进入十二指肠的胃消化酶失活，使肠黏膜免受损伤；大量的碳酸氢盐还为胰腺分泌的消化酶提供适合的pH环境。此外，促胰液素还可促进肝胆汁分泌，抑制胃酸分泌和胃泌素的释放。缩胆囊素(cholecystokinin，CCK)又称促胰酶素(pancreozymin)．是由小肠黏膜I细胞释放的由33个氨基酸残基组成的多肽。能促进CCK释放的因素，按强弱顺序依次为蛋白质分解产物、脂肪酸、胃酸和脂肪，而糖类则无促进作用。CCK的作用有：①促进胰腺腺泡分泌多种消化酶；②促进胆囊平滑肌强烈收缩，促使胆囊胆汁排出；③对胰腺组织具有营养作用，促进胰腺组织蛋白质和核糖核酸的合成。促胰液素和缩胆囊素对胰腺的分泌作用是通过不同的细胞内信息转导机制实现的。促胰液素以cAMP为第二信使，缩胆囊素则通过激活磷脂酰肌醇系统，在Ca2+介导下而起作用。此外，促胰液素和缩胆囊素共同作用于胰腺时具有协同作用，即一种激素可以加强另一种激素的作用。胃泌素可促进胰液中胰蛋白酶原、糜蛋白酶原和淀粉酶的分泌。血管活性肠肽可促使胰导管上皮分泌水和碳酸氧盐。胰高血糖素、生长抑素、胰多肽、降钙素基因相关肽等则有抑制胰腺分泌的作用。4．胰液分泌的反馈性调节实验观察到，向动物十二指肠内注入胰蛋白酶抑制剂，可刺激CCK释放和胰酶分泌；若向十二指肠内灌注胰蛋白酶，则抑制CCK和胰酶的分泌。提示肠腔内胰蛋白酶对胰酶的分泌具有负反馈调节作用。进一步的研究表明，蛋白质水解产物及脂肪酸可刺激小肠黏膜中I细胞释放一种胰蛋白酶敏感物质。即CCK释放肽(CCK—releasingpeptide，CCK-RP)，它可介导CCK的释放，进而促进胰酶的分泌。可见，当食糜进入小肠后，一方面刺激CCK-RP释放，引起CCK和胰酶的分泌；另一方面，分泌的胰蛋白酶又可使CCK-RP失活，反馈抑制CCK和胰蛋白酶的进一步分泌。胰蛋白酶分泌反馈性调节的生理意义在于防止胰蛋白酶的过度分泌。慢性胰腺炎患者由于胰酶分泌减少，其反馈性抑制作用减弱，将导致CCK释放增加，刺激胰腺分泌，因而产生持续性疼痛。二、胆汁的分泌和排出肝细胞能持续生成胆汁(bile)，胆汁生成后由肝管流出，经胆总管排入十二指肠，或由肝管转入胆囊管而储存于胆囊中，在消化期再由胆囊排至十二指肠。(一)胆汁的性质和成分胆汁系一种味苦的有色液汁，由肝细胞分泌后直接流入小肠的胆汁称为肝胆汁，肝胆汁呈金黄色或橘棕色，pH约7.4，比重1.009；在胆囊中储存过的胆汁称为胆囊胆汁，胆囊胆汁因在胆囊中被浓缩而颜色变深，并因碳酸氢盐被胆囊吸收而呈弱酸性，pH约6.8。成年人每日分泌的胆汁为800~1000ml。胆囊能储存40~70ml胆汁。胆汁的成分很复杂，除水分和Na+、K+、Cl-、Ca2+、HCO3-等无机成分外．其有机成分有胆盐、胆色素、胆固醇、脂肪酸、卵磷脂和黏蛋白。此外，还含少量重金属离子，如Cu2+、Zn2+、Mn2+、Al3+等。胆汁中不含消化酶。1.胆盐胆盐(bilesalt)是由肝细胞分泌的胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合而形成的钠盐或钾盐。它是胆汁中参与脂肪消化和吸收的主要成分。胆盐随肝胆汁排至小肠后，约有95％在回肠末端被吸收入血，经门静脉进入肝脏再合成胆汁，而后又被排入肠内，这个过程称为胆盐的肠-肝循环(enterohepaticcirculationofbilesalt)(图6-12)。每循环1次，胆盐约损失5％，胆盐的肠-肝循环在每次餐后可进行2~3次。2.胆固醇胆固醇是体内脂肪代谢的产物，占胆汁固体成分的4%。正常情况下，胆汁中的胆盐(或胆汁酸)、胆固醇和卵磷脂之间有适当的比例，这是维持胆固醇呈溶解状态的必要条件。当胆固醇分泌过多，或胆盐(更主要的是卵磷脂)减少时，胆固醇可析出而形成胆固醇结晶，这是形成胆结石的原因之一。3.胆色素胆色素占胆汁固体成分的2%，是血红蛋白的分解产物。(二)胆汁的作用胆汁在消化中的作用主要由胆盐来承担，它对脂肪的消化和吸收具有重要意义。1．乳化脂肪促进脂肪消化分解胆汁中的胆盐、胆固醇和卵磷脂可作为乳化剂，降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成直径仅为3~10μm的脂肪微滴，分散在肠腔内，从而增加了与胰脂肪酶的接触面积，可加快脂肪酶对脂肪消化分解。2．促进脂肪的吸收胆汁中的胆盐能够帮助脂肪酸、甘油一酯及其他脂类从小肠黏膜吸收。胆盐达到一定浓度后，其分子可聚合成为直径3~6μm的微胶粒(micelle)，肠腔中脂肪分解产物，如脂肪酸和甘油一酯及胆固醇等均可渗入到微胶粒中，形成水溶性复合物，即混合微胶粒(mixedmicelle)。这样，胆盐作为运载工具，能将不溶于水的脂肪分解产物运送到小肠黏膜表面，从而促进脂肪消化产物的吸收。如果缺乏胆盐，食入的脂肪将有40％左右不能被消化和吸收。3．促进脂溶性维生素的吸收由于胆汁能促进脂肪的消化吸收，所以对脂溶性维生素A、D、E、K的吸收也有促进作用。4．其他作用胆汁在十二指肠内可中和胃酸；通过肠-肝循环而被重吸收后的胆盐，可直接刺激肝细胞合成和分泌胆汁；微胶粒中的胆盐(更主要的是卵磷脂)是胆固醇的有效溶剂，因而可防止胆固醇析出而形成胆固醇结晶结石。（三）胆汁的分泌、排放及其调节1.胆汁的分泌和排放在非消化期，由肝细胞持续分泌的胆汁大部分流入胆囊储存。胆囊可吸收胆汁中的水和无机盐，使胆汁浓缩4~10倍，因而能增加储存效能。在消化期，胆汁可直接由肝脏以及由胆囊经胆总管排至十二指肠。消化道内的食物是引起胆汁分泌和排放的自然刺激物。高蛋白食物(蛋黄、肉类)引起的胆汁排放量最多，高脂肪或混合性食物次之，糖类食物的作用最小。在胆汁排出的过程中，胆囊和Oddi括约肌的活