什麼是胃腸運動的功能
胃腸動力障礙的主要表現、吸收不良的概念及對機體的影響、腸道屏障功能障礙對機體的影響是本章的重點；胃腸動力障礙、吸收不良及腸道屏障功能障礙的病因和發病機制是本章的難點。
三、主要相關知識
（一）胃腸運動的功能
胃腸運動有多種形式，如胃腸的緊張性收縮、蠕動和分節運動等，通常都是依賴胃腸平滑肌的電活動實現的。胃腸平滑肌的電生理變化大致分為以下三種：靜息電位、慢波電位和動作電位。胃腸運動的主要功能是：順序地運送攝入的食物，使其通過胃腸道，最終將未消化吸收的食物殘渣排出體外；研磨食物，並使其與消化液混合，從而使所攝入的食物轉變為易於溶解的、可被吸收的形式；使與管腔黏膜吸收表面相接觸的物質不斷地進行更換，從而提高吸收的效率。
（二）胃腸運動的神經調節
控制胃和腸道運動的外來神經主要由植物神經系統組成，包括交感和副交感神經，其中副交感神經主要由迷走神經完成，它的細胞體位於腦幹內，其神經纖維止於肌間神經叢和黏膜下層，主要神經遞質為乙醯膽鹼，迷走神經可刺激胃腸運動，若行迷走神經切斷術後，胃的運動受損甚至消失。交感神經主要來自脊髓的胸腰段，這部分的神經分支到達交感神經節，節後纖維終止於肌間神經叢，其最主要的神經遞質是去甲腎上腺素，刺激交感神經可抑制胃腸運動。此外，腸壁還有內在神經系統，即腸神經系統(enteric nervous system,ENS)，由腸壁內的肌間神經叢和黏膜下神經叢共同組成，ENS含有大量的感覺、整合和運動神經元，胃腸運動的整合很大部分是在ENS進行的(圖17-1)。
圖17-1 腸道神經系統
應用免疫染色技術證實在豚鼠、大鼠等動物以及在人的胃腸道肌間神經叢中主要有興奮性和抑制性兩種類型的運動神經元。其中有的單純含有乙醯膽鹼，有的同時含有P物質或相關的速激肽（神經激肽A、B、Y、K），這些神經元可以是興奮性神經元或中間神經元。興奮性神經元引起平滑肌的收縮，增加基礎張力或節律性收縮的幅度。另一類神經元含有腦垂體腺苷酸環化酶活性肽（PACAP）或血管活性腸肽（VIP）等。這些神經元可以是中間神經元，也可以是抑制神經元，使平滑肌鬆弛，抑制基礎張力或節律性收縮活動。
肌間神經叢中除以上兩種主要的神經元以外，還有其他肽類神經元，包括阿片肽（ENK、DYN）、降鈣素基因相關肽（CGRP）、促胃液素釋放肽 （GRP）、甘丙素（GAL）、生長抑素（SS）和5－羥色胺（5－HT）等神經元。其中有的是中間神經元，通過其它神經元作用於平滑肌細胞（見圖17－2）。
阿片肽對興奮性和抑制性運動神經元均起抑制作用。在生理狀態下如蠕動反射的初期，阿片肽的釋放受抑制，這樣就解除了阿片肽對運動神經元的抑制，引起環行肌VIP／PACAP等的釋放和縱性肌乙醯膽鹼和速激肽的釋放，最終導致環行肌的鬆弛和縱性肌的收縮，這就構成了蠕動反射初期的運動特徵。因此，阿片肽神經元主要是作為調節性神經元來調節運動神經元的活動。
生長抑素神經元為肌間神經叢中一小部分向尾端投射的中間神經元。生長抑素神經元的神經末梢並不直接支配平滑肌。它的作用是抑制其它神經元的活動。
降鈣素基因相關肽（CGRP）神經元幾乎全部是感覺神經元。是位於腸黏膜的傳入神經末梢傳遞來自腸黏膜的刺激，誘發蠕動反射。
（三）消化管的吸收功能
1、小腸的吸收面 各種物質主要在小腸內吸收。小腸的吸收面積很大，小腸黏膜面積約為1.9~2.7m2。腸黏膜還向腸腔凸出，形成環形皺褶，又可以增加小腸黏膜面積。顯微鏡下可見，腸黏膜向上形成的腸絨毛使小腸的總面積再增大8倍。腸絨毛的柱狀上皮細胞是具有吸收功能的細胞，其腔面細胞膜形成有許多細長、緊密靠攏的微絨毛組成的的紋狀緣，在電鏡下可看見這些微絨毛。據測定，人每一腸上皮細胞約有1700根微絨毛，從而使腸吸收面積再增加14~24倍。因此，小腸總的吸收面積為200~500 m2（見圖17－3）。
A、肉眼可見皺褶；B、顯微鏡下可見絨毛；C、示微絨毛； D、E、示細胞器
2、腸的血流量
腸的血流量，特別是腸黏膜的血流量對吸收有重要意義。人進食時腸系膜的血流量約為400ml/min，食物在腸內進行消化時約為750 ml/min。如果按體重來比較各動物的血流和淋巴流量，則大鼠、狗和人的血液或淋巴流量是比較接近的。大鼠的胸導管淋巴約有80％來自腸管，約20％來自肝臟，故以胸導管的淋巴流量代表腸淋巴流量。已知腸吸收的物質先通過肝門靜脈，入肝後再轉入體循環，故可將門靜脈的血流量作為腸血流量。大鼠、狗和人腸淋巴和血液流量的比較如表17－ 1。在任何情況下血流量都為淋巴流量的500~1000倍。如果一種物質，如葡萄糖或氨基酸，進入血管和淋巴管的速率是相同的話，那麼該物質將有99％以上經血液途徑吸收。然而脂肪的吸收則主要是經淋巴途徑。
3、腸的主要吸收機制
腸吸收與單細胞生物轉運物質不同，被吸收物質必須通過吸收細胞的兩層膜，一為腔面膜，另一為細胞的底－側膜，才能轉運到血液和淋巴。上皮細胞的腔面膜和底－側膜對物質的通透性和轉運功能不同。通過腔面膜進入上皮細胞的物質，有的不以原來的形式出現於細胞另一側，它們在細胞內可經過代謝轉變成另一種物質，而出現於黏膜下組織間隙或細胞間隙，這就使吸收過程複雜化。物質通過細胞膜的動力有：順電化學梯度的簡單擴散、因滲透壓和靜水壓差引起的運動、溶液拖曳、易化擴散、逆電化學梯度的主動轉運、離子交換擴散，以及入胞和出胞等。
4、胃腸的主要消化功能
食物中的糖、蛋白質、脂肪只有在消化道水解後才能被小腸吸收。
（1）糖的腔內消化 消化道內存在的糖類消化酶有唾液腺分泌的唾液澱粉酶和胰腺分泌的胰澱粉酶，二者均為α－澱粉酶，唾液澱粉酶催化反應所需的最適pH為6.7~7.0，在酸性環境下將失去酶活性，通常咀嚼食物的時間較短，當唾液澱粉酶隨食團進入胃內後，便很快失去作用，因此消化澱粉的能力有限。胰澱粉酶是小腸腔內唯一的有消化活性的澱粉酶，它作用的適宜pH為7左右。
不論是唾液澱粉酶還是胰澱粉酶，都僅僅能水解澱粉分子內部連接單糖分子的α－1，4糖苷鍵，但對連接支鏈的α－1，6糖苷鍵、直鏈澱粉末端的α－1，4糖苷鍵及鄰近α－1，6糖苷鍵的α－1，4糖苷鍵則無水解作用。因此，澱粉經口腔和小腸內的澱粉酶消化後的水解產物是麥芽糖、麥芽寡糖及α－極限糊精，這些產物將在小腸黏膜上皮細胞的紋狀緣上消化。圖17－4 為澱粉酶腔內消化的示意圖。
小腸黏膜上皮細胞的紋狀緣上含有幾種寡糖消化酶，包括澱粉糖化酶、異麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶。根據水解特性可將它們分成兩類，一類可水解α－糖苷鍵，包括澱粉糖化酶、蔗糖酶、異麥芽糖酶。這些酶都可以水解麥芽寡糖非還原端的α－1，4糖苷鍵，從寡糖鏈裂解下單個的葡萄糖。其中澱粉糖化酶對5~9個葡萄糖單位的麥芽糖水解活性較高，異麥芽糖酶和蔗糖酶對麥芽糖和麥芽三糖作用較強。異麥芽糖酶還可以水解α－1，6糖苷鍵，將α－極限糊精裂解為麥芽糖和麥芽寡糖，因此又稱α－糊精酶。另一類可水解β－糖苷鍵，僅有乳糖酶一種，可水解乳糖分子中葡萄糖與半乳糖之間的β－1，4糖苷鍵。
（2）蛋白質的消化 蛋白質的消化起始於胃。胃液中的胃蛋白酶可以水解苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸等氨基酸組成的肽鍵。但胃內的消化是不完全的，僅可將一部分蛋白質水解為多肽。這些多肽和其它未被消化的蛋白質進入小腸後，在胰液和腸黏膜紋狀緣的蛋白酶和肽酶的作用下，進一步水解成氨基酸和寡肽，所以說小腸是蛋白質消化的主要部位。
蛋白質在小腸腔內的消化主要依賴於胰腺分泌的各種蛋白酶，按其水解部位不同分為內肽酶和外肽酶兩類。內肽酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶，這類蛋白酶主要水解蛋白質分子內部的肽鍵。其中胰蛋白酶主要水解鹼性氨基酸組成的肽鍵；糜蛋白酶主要水解芳香族氨基酸組成的肽鍵；彈性蛋白酶主要水解脂肪族氨基酸組成的肽鍵。外肽酶包括氨基肽酶和羧基肽酶，前者可以將肽鏈羧基端的中性氨基酸 （芳香族和脂肪族氨基酸）的肽鍵水解；後者可將羧基端鹼性氨基酸的肽鍵水解。小腸腔中的蛋白質在內肽酶和外肽酶的協同作用下被水解為氨基酸和含有2~6個氨基酸殘基的寡肽（見圖17－5）。而這些寡肽在位於紋狀緣上或細胞漿中的肽酶作用下被水解為可以吸收的氨基酸和2~3個氨基酸的小肽。
圖17－5 蛋白質在小腸內被胰腺分泌的內肽酶和外肽酶水解的情況
（3）脂肪的消化 甘油三酯的消化起始於胃，涉及的消化酶包括唾液腺分泌的舌脂肪酶和胃黏膜分泌的胃脂肪酶，可將甘油三酯水解為甘油二酯和脂肪酸，這兩種酶的活性在酸性環境下最高，因此，二者也被稱為酸性脂肪酶。胃脂肪酶作用的適宜pH環境為3.0~6.0，舌脂肪酶為4，但在pH6.0~6.5時仍有活性，說明它們不僅在胃內發揮作用，而且在小腸中也有一定活性。
在嬰兒，舌脂肪酶和胃脂肪酶在脂肪的消化中具有重要意義，因為新生兒胰脂肪酶的分泌很少，乳汁中的脂肪主要是中鏈甘油三酯。在成年人，舌脂肪酶和胃脂肪酶在脂肪的消化中也有重要的作用。首先，胃內水解產生的脂肪酸進入十二指腸後可刺激膽囊收縮素（CCK）和促胰液素的釋放；其次，脂肪酸進入十二指腸後，在腸內pH條件下大部分變成解離狀態，使其溶解和在油－水界面上的表面活性大為增加，這有利於甘油三酯在小腸上部維持於穩定的乳化狀態；此外，脂肪酸還可促進輔脂酶與甘油三酯乳化顆粒表面結合，從而有利於胰脂肪酶的消化作用。
脂肪的消化主要在小腸。在此，胰液中的各種脂酶在膽鹽的協助下，將甘油三酯、磷脂、膽固醇酯水解為脂肪酸、甘油一酯、溶血性磷脂、膽固醇。有關的消化酶包括：胰脂肪酶、輔脂酶、磷脂酶和膽固醇酯酶。
（四）腸道屏障的構成及功能
腸道屏障(gut barrier)主要由機械屏障、生物屏障、化學屏障及免疫屏障組成。由於腸道具有較為完善的防禦功能，使機體內環境保持相對穩定，從而維持了機體的正常生命活動。
機械屏障 由腸黏膜上皮細胞、上皮細胞側面的細胞連接、上皮基膜及上皮表面的菌膜構成。
生理狀態下，腸道的粘液形成一種彈性凝膠層被覆在腸黏膜表面，組成一道腸道細菌不能自由逾越的物理屏障。有了這道粘液層可保護腸黏膜免受化學和機械性損傷；通過結合和捕獲細菌，阻止條件致病菌在腸黏膜表面的粘附和定植。
研究發現在腸黏膜表面的粘液層中有專供厭氧菌結合的特異性受體，使定植於腸內的常駐菌有序地嵌入上皮細胞間，構成有層次的菌膜結構，能有效地阻止細菌穿透黏膜進入深部組織。
生物屏障 由厭氧菌、需氧菌與兼性厭氧菌組成，絕大多數都是厭氧菌。正常情況下，正常菌群之間保持著相當穩定的比例關係。腸道常駐菌與宿主的微空間結構，形成一個相互依賴、又相互作用的微生態系統，它們與腸道黏膜結合、或粘附、或嵌合，形成一定規律的膜菌群，構成了腸道生物屏障。這種腸道菌群的定植性、繁殖性和排它性作用使外籍菌無法在腸道定植及繁殖。
化學屏障 由胃酸、膽汁、溶菌酶、粘多糖、水解酶等組成，它們均可發揮化學殺菌作用。
免疫屏障 由腸相關淋巴組織及腸黏膜表面的主要體液免疫成分—分泌型免疫球蛋白（sIgA）組成。
腸是人體最大的免疫器官之一。腸黏膜抗感染免疫防疫系統是由peyer斑、腸系膜淋巴結、漿細胞、B細胞和T輔助淋巴細胞組成。peyer斑表面覆有一層經過特殊分化的膜細胞－M細胞，M細胞在攝取和處理腸腔內的細菌抗原後將其傳遞給下層的淋巴細胞，促使後者分化為T、B淋巴細胞，這些母細胞化的淋巴細胞經過血液循環定植在腸黏膜下層，進一步分化為成熟的T輔助／T誘導淋巴細胞。
腸黏膜表面主要的體液免疫成分是sIgA，它是機體內分泌量最大的免疫球蛋白，在腸黏膜表面抑制細菌吸附到腸黏膜上皮細胞表面並阻止其在腸黏膜表面定植、中和腸道中的毒素和抑制抗原的吸附，與補體、溶菌酶協同還具有殺菌作用。
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