动物生理学消化与吸收 ppt课件.ppt
第六章 消化与吸收,第一节 概 述,第三节 胃 内 消 化,第四节 小肠消化,第六节 吸 收,第二节 口腔消化(自学),第五节 大肠消化(自学),消化(digestion):食物经消化管的运动和消化液的作用被分解的过程。,第一节概 述,吸收(absorption):食物的消化产物、水分、无机盐通过消化道粘膜进入血液和淋巴循环的过程。,一、消化方式1.机械性消化:通过消化管的运动，将食物粉碎、搅拌和推进的过程。2.化学性消化:通过消化腺分泌的消化酶将食物大分子分解成小分子的过程。(唾液，胃液，胰液，小肠液，胆汁)3.微生物消化:通过微生物的作用，饲料中的营养物质被分解过程。微生物（细菌、真菌、原虫）发酵,消化过程示意总汇,二、消化道平滑肌的生理特性(一)一般生理特性 1.有兴奋性和收缩性：但较骨骼肌低，收缩缓慢 2.有一定的伸展性 3.紧张性：常保持微弱的持续收缩状态 4.自律性：起源于平滑肌本身，不如心肌规律 5.敏感性：对电刺激不敏感，但对化学、温 度、牵张、缺血等刺激敏感,(二)电生理特性1.静息电位 平滑肌RP较小(-50-60mV)，主要由K+外流形成的；也与钠泵的生电作用有关。,肌也能够在RP的基础上，自发地周期性去极化和复极化形成缓慢的电位波动，称为慢波电位(slow wave)或基本电节律(basic electrical rhythm)。,2.慢波电位 在空腹，胃肠不收缩时，平滑,一般认为慢波电位起源于纵行肌和环行肌之间的Cajial细胞，与生电性钠泵的周期活动有关。,上升支：刺激L-Ca2+通道开放Ca2+内流AP,慢波电位波动达到阈值-40mV，即产生1-10次的AP，引起平滑肌收缩。,在RP基础上去极化达到阈电位，激发AP，引起肌肉收缩。,(2)慢波电位作用：,(1)慢波电位产生机制：,3.动作电位,（1）AP产生机制：,下降支：主要是K+外流产生。,动作电位与收缩,平滑肌细胞的AP是在慢波电位基础上产生的，肌肉收缩又是在AP基础上产生的，因而慢波电位的节律控制了平滑肌收缩的节律，强度和方向，是平滑肌的起步电位。胃肠平滑肌属于单一单位平滑肌，有缝隙连接，如同一个合胞体，活动同步,（一）消化液的种类,唾 液,胃 液,胆 汁,小肠液大肠液,胰 液,消化道的分泌功能主要体现在消化腺细胞分泌的消化液上：,三、消化道的分泌功能,（二）消化液成份 1.水：占90%以上 2.无机盐：H+、Na+、HCO3-等 3.有机物:各种粘蛋白、消化酶,（三）消化液的主要功能 1.分泌水、电解质：稀释食物，以利吸收；为各种消化酶提供适宜的环境。2.分泌黏液：保护消化道黏膜 3.分泌消化酶：水解食物中的各种成分。4.参与机体物质代谢，为微生物消化创造条件（其他蛋白质）,四、消化道功能的调节,(一)消化道的内分泌功能-是体内最大最广泛的内分泌腺,1.胃肠内分泌细胞的特点（1）分布分散；数量巨大（2）分为开放型细胞和闭合型细胞（3）具有摄取胺前体、合成肽类或活性胺的能力,2.胃肠道的内分泌细胞的分布及产物,3.胃肠激素的生理作用,（1）调节消化腺的分泌和消化道的运动；（2）调节其他激素释放；（3）营养作用：刺激消化道组织代谢和生长的作用,胃肠激素中的许多激素也存在于中枢神经系统中，这种双重分布的肽类物质被称为脑-肠肽（Brain-gut peptide）。如胃泌素、胆囊收缩素、P物质、生长抑素、神经降压素等20余种。,5.胃肠激素的作用途径 1.远距分泌 通过血液循环到达靶细胞发挥作用 2.旁分泌 通过组织间液弥散至靶细胞发挥作用 3.神经分泌 VIP、P物质等可能是神经分泌激素 4.腔内分泌 还有一些激素释放后，从细胞间隙透过紧密连接弥散至胃肠腔内,1.内在N丛支配分布：从食管中段到肛门管壁内，也叫肠神经系统。组成：粘膜下N丛：主要调节腺细胞和上皮细胞功能，支配粘膜下血管。肌间N丛：主要支配平滑肌细胞。形成局部N反应系统。,(二)消化道的神经支配,2.外来N支配,双重N支配,副交感N：迷走N、盆N,交感N,内在N丛,内在N丛,平 滑 肌分泌细胞内分泌细胞,平 滑 肌分泌细胞内分泌细胞,+,-,两端:副交感N 中间:交感N副交感N：兴奋作用为主交感N：抑制作用为主,分泌 Ach,分泌 NE,消化道的神经支配图,第二节 单胃消化,功能：暂时储存食物，初步消化食物,（一）胃液的性质、成分及作用 成分：无机物（盐酸、氯化钠、氯化钾）有机物（胃蛋白酶原、黏蛋白、内因子）内分泌细胞：G细胞胃泌素；D细胞-生长抑素 贲门腺 外分泌腺：幽门腺 泌酸腺 颈粘液细胞：粘液 壁细胞：盐酸、内因子 主细胞：胃蛋白酶原 胃液：无色、无味、酸性(pH0.9-1.5)，体内pH最低,一、胃的化学消化,1.盐酸(俗称胃酸)来源：壁细胞主动分泌 形式：游离酸:110-135 mmol/L 结合酸:15-30 mmol/L 总 酸:125-165 mmol/L 分泌量：基础排酸量：空腹时，正常人0-5mmol/h。最大排酸量：20-25mmol/h（组胺试验）。,作用：激活胃蛋白酶原，提供胃蛋白酶适宜环境；使蛋白质变性，利于蛋白质的水解；促胰泌素释放胰液、胆汁和小肠液的分泌；有助于小肠对铁和钙的吸收；抑制和杀死细菌。,最大排酸量主要取决于壁细胞数量，也与壁细胞的功能状态有关。,胃酸分泌机制：壁细胞逆浓度差主动分泌，其分泌过程如图所示。,质子泵,分泌小管,质子泵是各种因素引起胃酸分泌的最后通路。选择性抑制质子泵的药物(如奥美拉唑又叫洛赛克)可有效的抑制胃酸的分泌。,2.胃蛋白酶原 来源：由主细胞分泌 作用：胃蛋白酶原,胃酸,胃蛋白酶水解蛋白,特点：始无活性；最适pH1.8-3.5，pH.0则失活；对蛋白消化并非必需；安静时：少量、恒定的速率分泌；刺激时：大量、迅速分泌。,蛋白眎、胨,3.内因子 来源：壁细胞分泌 成分：糖蛋白（2个亚单位）亚单位A12复合物:防12被水解酶破坏 亚单位B结合特异受体:吸收12 作用：促进回肠末端维生素12的吸收。临床：当壁细胞受损或减少时，可发生巨幼红细 胞性贫血。特点:分泌能力和刺激因素与胃酸相当。,来源:粘液由表面上皮细胞和颈粘液细胞分泌；HCO3-主要由胃粘膜非泌酸细胞分泌。,4.粘液和HCO3-,作用:形成胃粘液-HCO3-屏障，保护胃粘膜。润滑和保护；中和胃酸：HCO3-+H+H2CO3 减免高H+和胃蛋白酶对自身的破坏,粘液成分:主要为糖蛋白，具有较高的粘滞性和形成凝胶的特性。pH值为中性。,胃粘液碳酸氢盐屏障模式图,胃蛋白酶为什么不消化胃组织呢？,pH 2,pH 7,Na,1.促进胃液分泌的因素食物是胃液分泌的自然刺激物(蛋白质等);一些药物(Ach、组胺、乙醇等)和激素(胃泌素、糖皮质激素等)也是胃液分泌的刺激物。应激状态：如舰员出海，长时间处于应激状态，ACTH、糖皮质激素分泌增多，可诱发胃溃疡和十二指肠溃疡。下面主要阐述内源性物质和食物（不同消化期）对胃液分泌的影响：,(二)胃液分泌的调节,促进胃酸分泌的主要内源性物质：,ACh,组胺,胃泌素,胆碱能N元,嗜铬样细胞,G细胞,磷脂酰肌醇系统 腺苷酸环化酶 磷脂酰肌醇系统 Ca2+cAMP Ca2+壁 细 胞,M3受体,H2受体,特异受体,特异受体,M受体,泌 酸,质子泵,胃酸分泌的阻断剂,消化期胃液分泌的调节,由动物实验(假饲、巴氏小胃、海氏小胃)发现，进食后胃液的分泌机制，可按食物刺激的部位，人为的划分为头期、胃期、肠期来分析。实际上这3个时期几乎同时开始，互相重叠的。,巴氏小胃(左)和海氏小胃(右),假饲实验示意图,消化期胃液分泌的调节,头期：胃液分泌食物刺激头、面部感受器,壁细胞,直接(Ach),间接,.分泌机制,.分泌特点：量多（30）、酸度和胃蛋白酶含量均很高。分泌量与食欲、精神因素有关。,口腔机械、化学刺激,G,胃期 胃液分泌 食物刺激胃引起的胃液分泌,胃底胃体机械刺激,内在N丛,.分泌机制：与胃期相似：即机械、化学刺激量发挥作用，但以体液调节为主。体液调节因素：胃泌素、肠泌酸素。.分泌特点：分泌量、酸度和胃蛋白酶含量均较低,肠期 胃液分泌 食物刺激肠引起的胃液分泌,2.抑制胃液分泌的因素,盐酸:当胃窦内pH1.2-1.5,12指肠pH2.5 时，对胃酸分泌产生抑制作用。机制：胃窦pH1.2-1.5抑制G细胞分泌胃泌素。胃窦pH1.2-1.5刺激D细胞分泌生长抑素G细胞分泌胃泌素和壁细胞分泌胃酸。12指肠pH2.5刺激S细胞分泌胰泌素胃泌素和胃液分泌。12指肠pH2.5刺激12指肠球部分泌球抑胃素胃泌素和胃液分泌。,(神经降压素、抑胃肽等),脂肪:脂肪及其消化产物刺激小肠粘膜“肠抑胃素”抑制胃液分泌。,高渗溶液:激活小肠内渗透压感受器肠-胃反射PEG 抑制胃液分泌。刺激小肠粘膜”肠抑胃素”抑制胃液分泌。,小结：影响胃液分泌的因素 促 进 抑 制食物 蛋白质 糖 盐酸 脂肪 高渗溶液激素 胃泌素 糖皮质激素 胰泌素 胰高血糖素 ACTH 胰岛素 生长抑素 抑胃肽 PG 缩胆囊素 肠泌酸素 肠抑胃素 球抑胃素药物 ACh 组胺 阿托品 甲氰咪呱 咖啡因 乙醇 奥美拉唑（洛赛克）Ca2+毛果云香碱神经 迷走N+壁内N丛反射 交感N+肠-胃反射 迷走-迷走反射情绪 应激状态 恶劣情绪,一、胃的机械消化（一）胃运动的主要形式(1)容受性舒张:迷走-迷走反射，传出N为迷走N抑制性f，释放肽类或NO递质，引起胃壁平滑肌舒张。作用：增加胃容纳和贮存食物，防食糜过早排入12指肠，但胃内压变化不大。(2)紧张性收缩:胃壁平滑肌缓慢而持续的收缩。作用：增强胃内压，有助于胃液渗入食物和促进胃排空；保持胃的正常形状和位置，不致出现胃下垂。,(3)蠕动:蠕动波起自胃体中部，逐步向幽门部推进。蠕动受慢波电位的控制。迷走神经、胃泌素、胃动素增加其频率和强度；交感神经、胰泌素、抑胃肽则相反。作用：使食糜与胃液充分混合和研磨,促进内容物排入十二指肠。,（二）胃的排空（gastric emptying）概念：食糜由胃排入12指肠的过程。速度：因食物而异(颗粒大小、渗透压、食物类型)水 糖 蛋 脂 10min 2h 2-3h 5-6h（一餐混合食物由胃完全排空约需4-6小时）动力:直接动力:胃与十二指肠的压力差。原 动 力:胃的运动。影响因素：.胃内促进排空的因素：食物的机械扩张刺激壁内N丛和迷走-迷走反射胃运动胃排空；胃泌素.12指肠内抑制排空的因素：肠-胃反射；肠抑胃素（胰泌素、抑胃肽等）。,影响胃排空的因素,反刍动物具有庞大的复胃。复胃的前三室瘤胃、网胃和瓣胃合称前胃。前胃的粘膜没有胃腺，只有复胃的第四室皱胃能分泌胃液。复胃消化与单胃消化的区别主要在前胃，除了特有的反刍、食管沟反射和瘤胃运动外，主要是前胃内进行微生物消化。,第三节 复胃消化,一、瘤胃瘤胃的环境特点：是一个供厌氧微生物高效繁殖的活体发酵罐，(1)食物、水份相对稳定，营养丰富；(2)节律性搅和（瘤胃节律性运动将内容物搅和）；(3)温度适宜39-41；(4)饲料发酵产生的大量挥发性脂肪酸(VFA)和氨不断被瘤胃上皮吸收，或被唾液HCO3-中和，pH维持在5.5-7.5,瘤胃内微生物：细菌：纤维素分解菌、蛋白质分解菌、蛋白合成菌、维 生素合成菌原虫：纤毛虫和草履虫真菌：厌氧型真菌,2.瘤胃内的消化(1)糖类的分解和利用.饲料中的纤维素主要靠瘤胃微生物的纤维素分解酶作用，主要产生乙酸（70%）、丙酸（20%）、丁酸（10%）等挥发性脂肪酸和少量较高级的脂肪酸。如图：.可溶性糖类 单、双糖微生物糖元葡萄糖利用：乙酸和丁酸是泌乳期反刍动物乳脂合成的主要原料，吸收入血液的葡萄糖也用来合成牛乳。,(2)瘤胃内蛋白质分解和氨的产生、利用.蛋白质和非蛋白含氮物的分解和氨的生成进入瘤胃的饲料蛋白质，约有30-50未被分解而排入后段消化道，其余50-70在瘤胃内被微生物蛋白酶分解为肽、氨基酸，氨基酸进一步分解产生NH3。饲料中的非蛋白含氮物，如尿素、铵盐、酰胺等被微生物分解后产生氨。一部分氨被微生物利用，另一部分则被瘤胃壁代谢和吸收，其余进入瓣胃。将饲料Pro用甲醛溶液或加热法进行预处理后饲喂牛、羊，可保护Pro，避免瘤胃微生物的分解，提高日粮Pro的利用率。,.瘤胃内微生物对氨的利用 碳链：VFA和CO2;能量：糖 NH3 氨基酸 蛋白质瘤胃微生物（主要是细菌）能直接利用氨基酸合成蛋白质或先利用氨合成氨基酸后，再转变成微生物蛋白质。利用氨合成氨基酸，需要碳链和能量。糖、VFA和CO2都是碳链的来源，糖是能量的主要供给者；瘤胃合成微生物蛋白过程中，氮代谢和糖代谢是密切相互联系的。故畜牧生产中，尿素可用来代替日粮中约30的蛋白质，,在瘤胃脲酶作用下：尿素NH3 氨基酸 蛋白质，但是尿素产生氨的速度约为微生物利用速度的4倍，因此，必须控制尿素的分解速度，以免瘤胃内氨储积过多发生氨中毒和提高尿素利用效率。通常通过抑制脲酶活性、制成胶凝淀粉尿素或尿素衍生物的方法使释放氨的速度延缓；另外日粮中供给易消化糖类，使微生物能利用更多的氨合成蛋白质也是一种有效手段。,.尿素再循环尿素再循环：瘤胃内的氨除了被微生物利用外，其余一部分被吸收运送至肝脏，在肝内经鸟氨酸循环合成尿素。内源性尿素一部分经血液分泌于唾液内，随唾液重新进入瘤胃，另一部分通过瘤胃上皮扩散到瘤胃内，其余随尿排泄。进入瘤胃的尿素，又可被微生物利用。脂肪的分解 甘油 丙酮酸甘油三酯 脂肪酸分解或者氢化为饱和脂肪酸,维生素合成瘤胃微生物能合成某些B族维生素(包括硫胺素、核黄素、生物素、吡哆醇、泛酸和维生素B12)及维生素K。在一般情况下，即使日粮中缺乏这类维生素，也不影响反刍动物的健康。对成年反刍动物，当日粮中钴的含量不足时，瘤胃微生物不能完全合成维生素B12(氰基钴维生素)，动物出现食欲抑制，幼畜生长不良。,一、小肠的机械消化1.紧张性收缩:对肠内容物施压，是分节运动和蠕动的基础。2.分节运动:是小肠特有的运动形式，以环形肌为主的节律性收缩和舒张相交替的运动。作用:促消化；使食糜与肠壁紧贴促吸收；挤压肠壁，促进血液和淋巴回流。3.蠕动：自上而下顺序收缩和舒张的运动。作用：使经过分节运动的食糜向前推进。,第四节 小 肠 内 消 化,二、小肠的化学消化(一)胰液 1.胰液的性质：无色透明硷性液体。2.胰液的成分和作用(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，保护肠粘膜不受胃酸的侵蚀。(2)肠激酶：小肠内唯一释放进入肠道的酶(3)胰淀粉酶：直接具有活性，将淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖，对生熟淀粉都能水解，效率高、速度快。,(5)蛋白水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶，腺细胞分泌，刚分泌出来是无活性酶原。,(4)胰脂肪酶：是消化脂肪的主要消化酶，以活性形式直接释放，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。,(5)胰蛋白酶抑制因子:正常时胰液中的蛋白水解酶并不消化胰腺本身，因为：胰蛋白酶和糜蛋白酶以酶原形式分泌(肠腔中激活)。胰蛋白酶抑制因子（PST1）:失活胰蛋白酶，抑制糜蛋白酶的活性。但因量少、作用小，当暴饮暴食时不能阻止大量胰蛋白酶原活化后的自身消化过程（急性胰腺炎）。,3.胰液分泌的调节,神经调节 迷走N酶多，水盐少 交感N,E能f血管收缩胰液分泌受抑制。,Ach能f胰液分泌,体液调节 胰泌素（促胰液素）酶少，水盐多 胃泌素和CCK（胆缩素，促胰酶素）酶多，水盐少,胰液分泌的调节总汇,CCK-释放肽与胰酶间的反馈性调节,反馈性调节的意义：防止胰酶的过度分泌。在慢性胰腺炎患者胰酶分泌反馈性抑制作用CCK释放刺激胰腺分泌，并产生持续性疼痛。,(二)胆汁,1.胆汁的性质和成分,性质：味苦的有色液体：肝胆汁呈金黄色，pH=7.4；胆囊胆汁色深；pH=6.8。分泌量：800-1200ml/日。水成分：有机物：胆盐、胆固醇、胆色素等 无机物：Na+、Cl、K+、HCO3等。不含消化酶。,(1)胆盐乳化脂肪 主要为甘氨胆酸钠/钾和牛磺胆酸钠/钾 胆盐的肠肝循环(2)胆固醇形成胆结石 肝脏脂肪代谢的产物(3)胆色素：包括胆红素和胆绿素 血红素的降解产物,胆盐进入小肠后，90%以上被回肠末端粘膜吸收，通过门V又回到肝脏，再成为合成胆汁的原料，然后胆汁又分泌入肠，这一过程称为胆盐的肠肝循环。返回肝脏的胆盐有刺激肝胆汁分泌的作用。,2.胆汁的作用：,胆汁对于脂肪的消化和吸收有重要意义。,(1)乳化脂肪，促进脂肪消化和吸收(2)促进脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收(3)胆盐的“肠肝循环”，促进肝胆汁的分泌,3.胆汁分泌、排放及其调节,呈持续分泌、间歇排放的特点。,胆汁分泌和排放的调节总汇,（三）小肠液的分泌,1.小肠液的性质、成分和作用 性质：呈弱碱性（pH7.6），渗透压与血浆相等 水 成分：无机成分 有机成分：肠激酶等。作用：(1)中和胃酸，保护小肠粘膜；(2)稀释肠腔内容物，利于吸收；(3)肠激酶刺激胰蛋白酶原胰蛋白酶；(4)多种消化酶进一步消化水解食糜。,2.小肠液分泌的调节,思 考 题 1.何谓消化、吸收、机械消化、化学消化？.何谓胃的排空？胃排空的动力是什么？决定因 素是什么？.消化道平滑肌的一般生理特性有哪些？.胃酸有何生理功能？.为什么小肠是营养物质的主要吸收部位？.试述胰液的主要成分及其作用.,第五节吸收一、吸收部位 大部分在小肠（12指肠、空肠）；VB12、胆盐主要在回肠。,小肠特点：5-6m长，停留时间长 面积大200 m2 运输条件好，毛细血管，淋巴管丰富 食物已彻底消化,(一)水和无机盐的吸收 1.钠和水的吸收 肠上皮细胞底-侧膜上存在着钠泵，使Na+逆电-化学梯度而主动转运。肠腔中的Na+，95-99被主动吸收。,Na+的吸收往往伴随着水、葡萄糖、氨基酸和氯离子等物质的吸收。水的吸收是被动的。,二、吸收的机制,2.钙的吸收 钙吸收的部位：小肠，尤其十二指肠。钙吸收的状态：可溶性钙 钙吸收的影响因素：钙吸收的量受机体需要的影响；维生素D、脂肪酸、酸性环境促进钙的吸收；凡与钙结合而形成沉淀的盐，则不能被吸收。钙吸收的机制：主动转运。,3.铁的吸收 吸收部位：小肠上段。,肠上皮细胞释放转铁蛋白转铁蛋白与Fe2+结合成复合物复合物与转铁蛋白受体结合复合物入胞后Fe2+游离。,吸收机制：为主动吸收,约1mg/日，其吸收量与机体对铁的需要量有关。,吸收量：,(二)糖的吸收 食物中的淀粉,淀粉酶,双糖酶,单糖,麦芽糖,吸收机制：逆浓度差、耗能的继发性主动转运。,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖的吸收：,葡萄糖通过易化扩散方式进入血液，Na+则由钠泵转运至细胞间隙。继发性主动转运,以Na+载体葡萄糖复合物形式，与Na+同向转运入肠粘膜上皮细胞内；,管腔侧：,管底侧：,(三)蛋白质的吸收 吸收机制：与葡萄糖相似，为继发性主动转运。新生儿还可通过胞吞作用吸收多肽和蛋白质，故可从母乳中吸收抗体，产生被动免疫。未消化完全的蛋白质也可微量吸收，但无营养作用，相反，可作为抗原引起过敏反应。,氨基酸转运系统,Na+,蛋白酶,氨基肽酶,(四)脂肪的吸收 机制：被动。混合微胶粒 长链脂肪酸甘油一脂甘油三脂乳糜微粒 途径：淋巴途径为主。,甘油,载脂,胞吐,（中、短链脂肪酸）,血 管,淋巴管,(五)挥发性脂肪酸（VFA）的吸收瘤胃是VFA的主要吸收部位。瘤胃内吸收VFA的机制.VFA在瘤胃正常的PH环境中(中性偏酸)，大部分以负电荷的离子形态(用AC-表示)存在，AC-难于透过上皮细胞膜的脂质双层被吸收。.瘤胃内CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+，H+与离子态VFA形成分子态VFA(H+AC-HAC)。.HAC比AC-的脂溶性大，易于作跨膜转运；VFA顺浓度差由瘤胃腔进入瘤胃上皮细胞。每吸收一分子VFA，瘤胃中出现一个HCO3-，既可以透入上皮细胞(与Cl-交换)，也可以与瘤胃液中的Na+生成碳酸氢盐，参与瘤胃内缓冲体系。,上皮细胞内VFA的去路吸收入上皮细胞的VFA有3种出路：通过基底膜进入血液；在细胞内被代谢。丁酸、乙酸酮体，丙酸乳酸+葡萄糖。离解为AC-后经基底膜扩散入血(基底膜对AC-的通透性大于胃腔侧的膜)。,(五)维生素的吸收 水溶性维生素主要以易化扩散方式在小肠上段被吸收。维生素B12必须与内因子结合成复合物，才能在回肠吸收。脂溶性维生素A、D、E、K的吸收机制与脂肪相似。,
