生理學/胰液的分泌
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胰液是兼有外分泌和內分泌功能的腺體。胰腺的內分泌功能主要與糖代謝的調節有關,將在內分泌章中討論。胰腺的外分泌為胰液,是由胰腺的腺泡細胞和小的導管管壁細胞所分泌的,具有很強的消化能力。
(一)胰液的成分和作用
胰液是列色無嗅的鹼性液體,pH約為7.8-8.4,滲透壓約為血漿相等。人每日分泌的胰液量約為1-2L。
胰液中含有無機物和有機物。在無機成分中,碳酸氫鹽的含量很高,它是由胰腺內的小的導管細胞分泌的。導管細胞內含有較高濃度的碳酸酐酶,在它的催化下,二氧化碳可水化而產生碳酸,後者經過解離而產生碳酸氫根(HCO3),人胰液中的HCO3的最高濃度為140mmol/L,其濃度隨分泌速度的增加而增加(圖6-19)。HCO3的主要作用是中和進入十二指腸的胃酸,使腸粘膜免受強酸的侵蝕;同時也提供了小腸內多種消化酶活動的最適宜的pH環境(pH 7-8)。除HCO3外,占第二位的主要負離子是CI-。CI-的濃度隨HCO3的濃度的變化而有變化,當HCO3濃度升高時,CI-的濃度就下降。胰液中的正離子有Na+、K+、Ca2+等,它們在胰液中的濃度與血漿中的濃度非常接近,不依賴於分泌的速度。
圖6-19 胰液中電解質成分和分泌率的關係
胰液中的有機物主要是蛋白質,含量由0.1%-10%不等,隨分泌的速度不同而有不同。胰液中的蛋白質主要由多種消化酶組成,它們是由腺泡細胞分泌的。胰液中的消化酶主要有:
1.胰澱粉酶 胰澱粉酶是一種α-澱粉酶,它對生的或熟的澱粉的水解效率都很高,消化產物為糊精、麥芽糖。胰澱粉酶作用的最知pH為6.7-7.0。
2.胰脂肪酶 胰脂肪酶可分解甘油三酯為脂肪酸、甘油一酯和甘油。它的最適pH為7.5-8.5。
目前認為,胰脂肪酶只有在胰腺分泌的另一種小分子 蛋白質——輔脂酶存在條件下才能發揮作用。胰脂肪酶與輔脂酶在甘油三酯的表面形成一種高親和度的複合物,牢固地附著在脂肪顆粒表面,防止膽鹽把脂肪酶從脂肪表面置換下來。因此,輔脂酶的作用可比喻為附著在甘油三酯表面的「錨」。
胰液中還含有一定量的膽固醇和磷脂酶A2,它們分別水解膽固醇酯和卵磷脂。
3. 胰蛋白酶和糜蛋白酶 這兩種酶者是以不具有活性的酶原形式存在於胰液中的。腸液中的腸致活酶可以激活蛋白酶原,使之變為具有活性的胰蛋白酶。此外,酸、胰蛋白酶本身,以及組織液也能使胰蛋白酶原活化。糜蛋白酶原是在胰蛋白酶作用下轉化為有活性的糜蛋白酶的。
胰蛋白酶和糜蛋白酶的作用極相似,都能分解蛋白質為腖,當兩者一同作用於蛋白質時,則可消化蛋白質為小分子的多肽和胺基酸。
正常胰液中還含有羧基肽酶、核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶等水解酶。羧基肽酶可作用於多肽末端的肽鍵,釋放出具有自由羧基的胺基酸,後兩種酶則可使相應的核酸部分地水解為單核苷酸。
由於胰液中含有水解三種主要食物的消化酶,因而是所有消化液中最重要的一種。臨床和實驗均證明,當胰液分泌障礙時,即使其它消化腺的分泌都正常,食物中的脂肪和蛋白質仍不能完全消化,從而也影響吸收,但糖的消化和吸收一般不受影響。
(二)胰液分泌的調節
在非消化期,胰液幾乎是不分泌或很少分泌的。進食開始後,胰液分泌即開始。所以,食物是興奮胰腺的自然因素。進食時胰液受神經和體液雙重控制,但以體液調節為主。
1.神經調節 食物的形象、氣味、食物對口腔、食管、胃和小腸的刺激,都可通過神經反射(包括條件反射和非條件反射)引起胰液分泌。反射的傳出神經主要是迷走神經。切斷迷走神經,或注射阿托品阻斷迷走神經的作用,都可顯著地減少胰液分泌。迷走神經可通過其末稍釋放乙醯膽鹼直接作用於胰腺,也可通過引起胃泌素的釋放,間接地引起胰腺分泌(圖6-20)。迷走神經主要作用於胰腺的腺泡細胞,對導管細胞的作用較弱,因此,迷走神經興奮引起胰液分泌的特點是:水分和碳酸氫鹽含量很少,而酶的含量卻很豐富。
內臟大神經對胰液分泌的影響不明顯。內臟大神經中的膽鹼能纖維可增加胰液分泌,但其上腺素能纖維則因使胰腺血管收縮,對胰液分泌產生抑制作用。
2.體液調節 調節胰液分泌的體液因素主要有促胰液素和膽囊收縮素(也稱促胰酶素)兩種,分述如下:
(1)促胰液素:當酸性食糜進入小腸後,可刺激小腸粘膜釋放促胰液素。小腸上段粘膜含促胰液素較多,距幽門越遠,含量越小。產生促胰液素的細胞為S細胞。王志均等曾在具有移植胰的狗身上觀察引起促胰液素釋放的因素,結果表明,鹽酸是最強制刺激因素,其次為蛋白質分解產物和脂酸鈉,糖類幾乎無沒有作用。小腸內促胰液素釋放的pH閾值為4.5。迷走神經的興奮不引起起促胰液素的釋放;切除小腸的外來神經,鹽酸在小腸內仍能引起胰液分泌,說明促胰液素的釋放不依賴於腸管外來神經。
促胰液素主要作用於胰腺小導管的上皮細胞,使其分泌大量的水分和碳酸氫鹽,因而使胰液的分泌量大為增加,便酶的含量卻很低。
(2)膽囊收縮素:這是小腸粘膜中I細胞釋放的一種肽類激素。引起膽囊收縮素釋放的因素(由強至弱)為:蛋白質分解產物、脂酸鈉、鹽酸、脂肪。糖類沒有作用。
促進胰液中各種酶的分泌是膽囊收縮素的一個重要作用,因而也稱促胰酶素;它的另一重要作用是促進膽囊強烈收縮,排出膽汁。膽囊收縮素對胰腺組織還有營養作用,它促進胰組織蛋白質和核糖核酸的合成。
影響胰液分泌的體液因素還有胃竇分泌的胃泌素、小腸分泌的血管活性腸肽等,它們在作用分別與膽囊的收縮素和促胰液素相似。
近年來的資料表明,促胰液素和膽囊收縮素對胰液分泌的作用是通過不同機制實現的,前者以cAMP為第二信使,後者則通過磷脂醯醇系統,在Ca2+介導下起作用的(圖6-20)。
促胰液素和膽囊收縮素之間具有協同作用,即一個激素可加強另一個激素的作用。此外,迷走神經對促胰液素的作用也有加強作用,例如阻斷迷走神經後,促胰液素引起的胰液分泌量將大大減少。激素之間,以及激素與神經之間的相互加強作用,對進餐時胰液的大量分泌具有重要意義。
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