机械消化

出处：按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第443页（5107字）

(一)消化管平滑肌的生理特性

整个消化管除了口腔、咽、食管上段和肛门外括约肌是骨骼肌外，其余部分都由平滑肌组成。机械消化主要是通过消化管平滑肌的舒缩活动来完成的。消化管平滑肌除具有肌肉组织的共性(兴奋性、传导性和收缩性)外还具有它自身的特性。

1．自动节律性(automaticity) 消化管平滑肌在离体后如置于适当的环境中，仍能自动进行节律性收缩，但与心肌相比其收缩节律较缓慢且不规律。

2．紧张性(tonus) 消化管平滑肌经常保持微弱而持续的收缩状态，其作用是使胃肠道保持一定的形状、位置和压力。胃肠道的其他运动形式都是在紧张性收缩的基础上进行的。

3．富有伸展性(extensibility) 消化管平消肌能适应容纳食物的需要而舒张展长，其生理意义是使胃肠道接受和暂存食物，而压力不发生明显的改变。

4．对化学、温度和机械牵拉的刺激比较敏感 消化管平滑肌对电刺激不敏感，但对化学、温度和机械牵拉的刺激比较敏感。如微量的乙酰胆碱、温度升高或牵拉均能引起消化管平滑肌强烈收缩，而微量的肾上腺素和温度降低又使其舒张。消化管平滑肌的这一特性是与它所处的环境分不开的，食物和消化液是消化管平滑肌的机械和化学性的自然刺激物。

5．兴奋性较低、收缩缓慢 与骨骼肌相比，消化管平滑肌的兴奋性较低，收缩的潜伏期、收缩期和舒张期也较长，故收缩持久，而不易疲劳。

(二)消化管的运动

1．咀嚼与吞咽

(1)咀嚼(mastication)是咀嚼肌顺序和协调收缩完成的反射性动作，也是随意运动。咀嚼的作用是：①切割和磨碎食物，使食物与唾液混合成食团，便于吞咽；②反射性引起胃肠运动增强和消化液分泌，为以后消化过程准备有利的条件。

(2)吞咽(swallowing；deglutation)是指食团从口腔经过咽和食管进入胃的过程，它也是一种复杂的反射性动作。吞咽可分为三期：第一期，食团从口腔被送到咽部；第二期，食团从咽部被送入食管上段；第三期，食管蠕动将食团推送入胃。

食管的蠕动(peristalsis)是由食管平滑肌顺序收缩引起的向前推进的波形运动。食团上端的环形肌收缩形成收缩波，而食团下端的纵形肌收缩形成舒张波，舒张波和收缩波不断向下移动将食团推送入胃(图9－54)。蠕动是消化管运动的一种基本形式。

图9－54 食管的蠕动

2．胃的运动

(1)胃的运动形式和作用：

a．容受性舒张(receptive relaxation)：咀嚼和吞咽反射性地引起胃底和胃体的平滑肌舒张称为容受性舒张。它的作用是容纳大量的食物而使胃内压升高不多。

b．紧张性收缩(tonic contraction)：胃壁平滑肌经常保持一定程度的轻微而持续的收缩状态称为紧张性收缩。其作用是：维持胃内一定的压力和胃的形状、位置；进食后胃的紧张性收缩加强，使胃内压升高，这有助于胃液渗入食物并促进食糜向十二指肠移行；胃的紧张性收缩是胃蠕动的基础。

c．蠕动(peristalsis)：食物进入胃约5分钟后，胃即开始蠕动。蠕动波从胃体中部开始，逐渐向幽门部推进，越接近幽门收缩越强，传播速度也越快。蠕动波的频率约每分钟3次，大约1分钟到达幽门，因此通常是一波未平一波又起，常可同时见到2～3个蠕动波(图9－55)。胃蠕动的作用：一是使食物进一步磨碎，并与消化液混匀形成食糜(chyme)，利于化学消化的进行；二是使胃内压升高，推动食物通过幽门进入十二指肠。

图9－55 胃的蠕动

(2)胃的排空(gastric emptying)：食物由胃排入十二指肠的过程称为胃的排空。胃紧张性收缩和蠕动产生的胃内压是胃排空的动力，当胃内压高于十二指肠内压时食糜排入十二指肠，通常每次蠕动波到达幽门可推动1～3ml食糜进入十二指肠。随着蠕动波的消失，幽门关闭，排空暂停，所以胃排空是少量间断进行的。胃的排空受神经、体液因素的调节，凡是影响胃运动的因素都会影响胃的排空。胃运动增强，胃排空加快，否则相反。胃的排空与食物的性质有关，流体食物快，固体食物慢；糖类食物快，蛋白质稍慢，脂肪最慢，混合食物约需4～6小时。

(3)呕吐(vomiting)：呕吐是指胃和肠里的内容物被强力挤压，逆行通过食管从口腔排出的过程。呕吐前常伴有恶心、流涎、呼吸急促和心跳加快等症状。呕吐时深吸气，声门紧闭，胃体和食管舒张，膈肌和腹肌猛烈收缩，压迫胃内容物吐出。有时，十二指肠和空肠上段发生逆蠕动，肠内压超过胃内压，使十二指肠内容物反流入胃，因此呕吐物中可混有胆汁和小肠内容物。

呕吐是一种复杂的反射活动，呕吐中枢位于延髓迷走神经背核水平的孤束核附近。引起呕吐的原因很多。机械或化学刺激作用于咽、胃肠道和胆总管等处的感受器是引起呕吐最常见的原因，此外如泌尿生殖器官、视觉、味觉、嗅觉和内耳前庭器官等处的感受器受到异常刺激也可引起呕吐。颅内压升高，可直接刺激呕吐中枢引起呕吐。在延髓呕吐中枢附近第四脑室底两侧的后缘区(最后区，area postrema)，存在一个特殊的化学感受区(chemoreceptor trigger zone)。糖尿病酸中毒、肾功能衰竭、肝功能衰竭时产生的内源性催吐物质及某些中枢性催吐药可通过刺激该化学感受区再兴奋呕吐中枢引起呕吐。

呕吐可将胃内有害物质排出，是一种具有保护意义的防御性反射。但长时间、剧烈的呕吐，不仅影响正常进食和消化活动，而且使大量消化液丢失，引起水、电解质和酸碱平衡的紊乱。

3．小肠的运动

(1)紧张性收缩(tonic contraction)：紧张性收缩是消化管平滑肌普遍存在的一种运动形式。小肠平滑肌也经常处于一种轻微、持续的收缩状态，它也是小肠其他运动形式进行的基础。小肠的紧张性收缩使肠管保持一定的形态和压力。当紧张性收缩降低时，肠腔易于扩张，肠内容物的混合、运送减慢。

(2)蠕动(peristalsis)：小肠蠕动的产生形式与食管和胃相似，也是由环形肌和纵形肌交替收缩引起的向前推进的波形运动。一般蠕动可发生于小肠的任何部位，但小肠上段的蠕动频率较高。一般蠕动传播的速度较慢(1～2cm／s)，推进的距离也较短，常推进数厘米后即消失。蠕动的方向是从小肠的上段向下段进行，所以通过蠕动，食糜从小肠上段向下段移行，最后通过回肠末端的回盲口(ileocecal orifice)进入结肠。除一般蠕动外小肠内还存在一种推进速度快、传播距离远的蠕动形式，称为蠕动冲(peristaltic rush)。蠕动冲传播的速度可高达25cm／s，它可起于十二指肠而播及整个小肠，将食糜从十二指肠一直推送到小肠末端，甚至大肠。在十二指肠和回肠末端还可见到一种蠕动方向相反的逆蠕动(reversed peristalsis)，逆蠕动的存在可使食糜在这些部位存留的时间延长，利于食物的充分消化和吸收。

肠蠕动时肠内容物震动产生一种声音，用听诊器可在腹壁上听到，称为肠鸣音(bowel sound)。肠蠕动亢进时，肠鸣音增强；肠麻痹时，肠鸣音消失。

(3)分节运动(segmentation)：分节运动是小肠特有的一种运动形式，它是一种以环形肌为主的节律性收缩和舒张运动。它主要发生在有食糜的肠管上，这段管壁上许多部位的环行肌同时收缩，把食糜分割成许多节段，随后原来收缩的部位舒张，原来舒张的部位收缩，使每个节段的食糜又分为两半，相邻的两半又合拢形成新的节段，如此反复进行(图9－56)。分节运动的主要作用是使食糜与消化液充分混合，便于化学消化的进行；它还增加食糜与肠黏膜接触的机会，节律性挤压肠壁，促进血液与淋巴液的回流，利于吸收。分节运动的推进作用较小。

图9－56 小肠的分节运动示意图

4．大肠的运动和排便

(1)大肠的运动：大肠的运动特点是少而缓慢，这与大肠吸收水分和暂存粪便的功能相适应。大肠的一种运动形式称为袋状往返运动(haustral shatting)。它类似小肠的分节运动，只是参与收缩的肠管较长，收缩的环行肌较宽而有力，同时纵行肌也收缩，使邻近未收缩的结肠段形成许多袋状的节段，故称为袋状收缩(haustral contraction)。一段结肠袋状收缩持续一段时间后消失，邻近部位的结肠又发生袋状收缩，如此反复进行，形成袋状往返运动。其主要作用是将大肠内容物混合，使肠黏膜与肠内容物充分接触，促进水和无机盐的吸收。大肠也有蠕动，但传播速度很慢，约为5cm／h。大肠还有一种行进快、传播远且力量强的蠕动称为集团运动(mass peristalsis)。集团运动多发生于清晨和饭后，每日1～3次，可能是胃内食物进入十二指肠，由十二指肠－结肠反射所引起。集团运动常自横结肠开始，可将部分大肠内容物一直推送到降结肠、乙状结肠、甚至直肠而引起便意(awareness of defecation)。

(2)排便(defecation)：食物残渣中的水分绝大部分被大肠黏膜吸收，细菌分解后的食物残渣及其分解产物、肠黏膜的分泌物、脱落的肠上皮细胞和大量的细菌一起形成粪便(feces；stool)，通过排便反射(defecation reflex)排出体外。

正常人的直肠内无粪便，当大肠发生集团运动时粪便被推入直肠，可刺激直肠壁上的压力感受器，冲动经盆神经和腹下神经中的传入纤维传至脊髓腰骶段的初级排便中枢，再上传至大脑皮层引起便意。如果条件许可，冲动通过盆神经中的副交感纤维传出，引起降结肠、乙状结肠和直肠的平滑肌收缩，肛门内括约肌舒张；同时阴部神经(属躯体神经)传出冲动减少，肛门外括约肌舒张，使粪便排出体外。如果条件不许可，大脑皮层发出冲动，抑制脊髓初级排便中枢的活动，抑制排便(图9－57)。

图9－57 排便反射示意图

排便反射受大脑皮层的控制，若经常有意识地抑制排便，会逐渐使直肠壁压力感受器的敏感性降低，粪便在大肠中停留时间过久，水分被吸收而变得干硬，不易排出，这是导致便秘(constipation)的原因之一。婴幼儿大脑皮层未发育完全，不能有意识地控制排便反射。当直肠黏膜由于炎症使直肠壁内的感受器敏感性增高时，肠内只有少量粪便、黏液即可引起便意和排便反射，便后总有未尽的感觉，临床上称为“里急后重”(tenesmus)。排便反射的反射弧受损，大便不能排出称为大便潴留(retention of feces)。初级中枢和高级中枢的联系发生障碍，使大脑皮层失去对排便反射的控制称为大便失禁(incontinence of feces)。