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生理学ノート05「消化と吸収」

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1.消化器系の構造と機能
①消化管
口腔→咽頭→食道→胃→小腸→大腸→肛門
②消化に関わる付属機関
唾液腺、肝臓、胆嚢、膵臓
③消化
ア.機械的消化作用
消化管の運動における筋肉系の働きで、食物を粉砕、輸送、混和
イ.化学的消化作用
酵素によって加水分解する作用

④消化管の構造
基本的には内側から粘膜、粘膜下層、筋層、漿膜の順に配列
筋層の内側は輪走筋、外側は縦走筋
平滑筋の内側と外側の間には、筋層間神経叢(アウエルバッハ神経叢)
粘膜下層と内側の平滑筋との間:粘膜下神経叢(マイスネル神経叢)
二つの神経叢を合わせて壁内神経叢という

2.口腔内の消化
■1)そしゃく(咀嚼)
口腔内に入った食物はそしゃくによって唾液と混ぜられ適当な大きさの食塊となる
下顎の運動による歯のかみ合わせに、舌、口唇、頬の動きが巧妙に調節することによって行われる
咀嚼は随意的に開始されるが、一度はじめると反射性に行われる
☆下顎を持ち上げて閉じる閉口筋:側頭咬筋、内側翼突筋
下顎を下げて口を開く開放筋:外側翼突筋、舌骨上筋群

■2)嚥下
(1)第1相(口腔相)
随意運動
口唇を閉じ、舌を後上方に引き上げることで、口腔内圧が上がり、食塊が咽頭へ押し出される
(2)第2相(咽頭相)
反射運動
軟口蓋の挙上により、鼻腔への出口が
喉頭蓋の閉鎖によって気管への出口が
舌根を押し上げることによって口腔への出口が
ふさがれる
それによって咽頭内圧が上昇し、食塊が食道へ送られる
この間1~2秒は、呼吸が抑えられる
=嚥下性無呼吸
(3)第3相(食道相)
反射運動
食塊が食道を通過して胃に達するまでの相
食道の蠕動運動により食塊が胃に向かって移送される

****************************
7月5日
■3)唾液
(1)唾液の成分・作用
ア.唾液腺
唾液は唾液腺で産生・分泌される
唾液腺には左右に一対ずつ
耳下腺、舌下腺、顎下腺がある
耳下腺が一番大きい
イ.成分
唾液の大部分は水分で、残りの成分は唾液アミラーゼ(プチアリン)とムチン(粘液)である
pH=6~7
一日の分泌量:約0.5~1.5リットル
・耳下腺からはプチアリンを含む漿液性の唾液が分泌される
・舌下腺と顎下腺からはムチンを含む粘液性の唾液が分泌される

①作用
・消化酵素である唾液アミラーゼはでんプンをマルトースに分解
→作用はさほど強くない
・ムチンは食塊を滑らかにし、咀嚼や嚥下をしやすくする
また、口腔粘膜を保護する役目も担う
・食物成分をとかし、味覚を起こす
・口腔内を湿った状態にする
・口腔内と歯を清浄にに保つ
・抗菌作用

(2)分泌調節
自律神経によって調節される
・副交感神経
舌咽神経を介して耳下腺、顔面神経を介して顎下腺・舌下腺に分布
・交感神経
三つの唾液腺に分布

両者とも唾液の分泌を促進する
←拮抗的作用ではない

唾液分泌中枢は延髄に存在
☆(副交感神経)
・上唾液核:顔面神経→(神経節で枝分かれして)→舌下腺、顎下腺
・下唾液核:舌咽神経→(神経節)→耳下腺
☆(交感神経)
すべての唾液腺に

①無条件反射
食塊によって、口腔粘膜、舌、咽頭粘膜が刺激されると、反射性に唾液の分泌促進する
②条件反射
本来、唾液分泌を起こさない感覚刺激によって、唾液の分泌が促進されること

**********************************
↑期末試験の範囲
**********************************

3.胃内の消化
ア.構造
・噴門:胃の入り口
・幽門:胃の出口
・胃の構成
:胃底、胃体、幽門部(上から順に)
大きなカーブを大弯、小さなカーブを小弯
・幽門部
幽門括約筋がある

■1)胃運動
(1)内容物の受け入れ
受け入れ弛緩
胃に食物が入ると、反射性に胃壁が弛緩し、胃の内圧をあまりあげずに胃の容積を増やすこと

(2)蠕動運動
胃に食物が入ってしばらくすると、蠕動運動が始まる
毎分約3回の頻度で胃体上部から幽門に向かって伝えられる
胃内容量により、収縮度が変化する

(3)内容物の排出
蠕動運動が幽門部に及ぶと、幽門部の内圧が高まり、内容物が幽門から少量ずつ十二指腸に送られる

(4)飢餓収縮
長い間空腹状態にすると、起こる胃の激しい収縮のこと

(5)胃運動の調節
①局所性
平滑筋自体の性質および、壁内神経叢によって調節
②神経性
・副交感神経:胃運動の促進
・交感神経 :胃運動の抑制
ア.小腸-胃反射
十二指腸が伸展されると、反射性に胃運動が抑制されること

③ホルモン性
ア.ガストリン
胃幽門部に機械的・科学的刺激が加わると、幽門粘膜にあるガストリン分泌細胞(G細胞)から分泌され、胃酸の分泌を促進する
イ.GIP(胃抑制ペプチド)
十二指腸に脂肪の多い食物が入ると、十二指腸粘膜から分泌され、胃運動を抑制する

(6)嘔吐
胃の内容物を急激に吐き出す反射
嘔吐は咽頭、舌根、胃腸管粘膜などが機械的、化学的に刺激されたり、頭部の回転(乗物酔い)、内臓の痛みなどによって起こる
延髄に嘔吐中枢がある

嘔吐中枢が興奮
→悪心、唾液分泌
→食道、胃が弛緩して噴門が開く
→痙攣性吸息運動
→横隔膜と腹筋が収縮し、腹腔内圧を著しく高め、胃の内容物を吐き出す

①化学受容器引金帯
延髄にあり、ここが化学的に刺激されると、その情報が嘔吐中枢に伝えられ、嘔吐が起こる
→毒性のもの食べた時に、小腸から吸収される前に排出する防禦作用となる

■2)胃液の分泌
(1)胃腺の構成
胃の内壁は粘膜で覆われているが、この粘膜壁には胃小窩というくぼみが存在する
胃小窩の部分では、粘膜上皮細胞が内部に陥入して胃腺を形成している

①胃腺を構成する細胞
ア.粘液細胞(副細胞)
ムチンを分泌
イ.主細胞
ペプシノゲン(ペプシノゲーン)を分泌
ウ.壁細胞(傍細胞)
塩酸(HCL)の分泌
エ.内分泌細胞
各種ホルモンを分泌
ガストリン←G細胞
②胃腺の種類
ア.噴門腺
噴門部にある胃腺で、主に粘液細胞を含む
イ.胃底腺(固有胃腺)
胃底部、胃体部にある胃腺
4種の細胞すべてが含まれる
ウ.幽門腺
幽門部にある胃腺
粘膜細胞が大部分をしめるが、G細胞も多くみられる

(2)胃液の成分・作用
・色は一般に無職透明である
・一日に1~3リットル分泌される
・pHは1~2
・主成分は塩酸、消化酵素、ムチン
・その他の成分、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンなどの無機物
抗貧血ビタミン(B12)の吸収を助ける内因子を含む
①HCL(塩酸)
・ペプシノゲンを活性化してペプシンにする
・ペプシンの作用を促進する
・胃内の殺菌、消毒作用
・十二指腸におけるセクレチンの分泌を促進する
(セクレチンは胃液分泌を抑制するホルモン)
②消化酵素
ペプシノゲンがHCLの作用によりペプシンとなり、タンパク質をペプチドに分解する
☆ペプチド結合:アミノ酸同士の結合の仕方
☆ペプチド:アミノ酸がいくらか結合したもの。タンパク質よりも結合しているアミノ酸の数が少ない
③ムチン
胃粘膜の保護

(3)胃液分泌の調節
①自律神経による調節
・副交感神経の亢進→胃液分泌の促進
・交感神経の亢進 →胃液分泌の抑制
②ホルモンによる調節
・ガストリン(幽門部から分泌)→胃液分泌を促進
・セクレチン(十二指腸から分泌)、GIP(胃抑制ペプチド)→胃液分泌を抑制
③反射性に起こる胃液の分泌
ア.頭相(脳相)
食物によって味覚、嗅覚、視覚や口腔粘膜が刺激されると、その情報が延髄に送られ迷走神経を介して反射性に胃液分泌を増加させる
イ.胃相
食物が胃に入ると、胃壁が伸展されたり、食物中の化学物質によって刺激され、胃液分泌を起こす
これは主にガストリンの作用による
食事をとった時に分泌される胃液の大部分が胃相分泌によるものである
ウ.腸相
胃の内容物が十二指腸に送られると、酸や脂肪が十二指腸からセクレチンや胃抑制ペプチドを分泌させ、胃液分泌を抑制する
☆p127:腸相における胃液分泌の促進について

4.小腸内の消化と吸収
■1)小腸の運動
(1)小腸運動の種類
①分節運動
輪走筋の働きによる運動
内容物の混和に重要
②振り子運動
縦走筋による運動
内容物の混和に重要
③蠕動運動
輪走筋と縦走筋の収縮によって起こる
この運動は、口側から肛門側に向かって進み、糜粥の移送に重要
十二指腸においては肛門側から口側に向かって逆蠕動が起こる

(2)小腸運動の神経性調節
①自律神経による調節
・副交感神経の亢進→小腸運動促進
・交感神経の亢進 →小腸運動抑制
②壁内神経叢の調節
③平滑筋による調節

(3)回盲弁
回盲部には括約筋からなる回盲弁があり、内容物の逆流を防ぐ。
内容物の量により、収縮・弛緩する
糜粥を長く回腸に滞留させ、吸収効果を高める
①胃-回腸反射
胃に食物が入ると、反射的に回腸の蠕動運動がさかんになり、回盲弁が開く

■2)膵液の分泌
(1)膵液の成分・作用
・無色透明な液
・一日=約1~1.5リットル分泌
・pH=約8
①消化酵素
ア.膵液アミラーゼ(アミロプシン)
デンプンをマルトースに分解
イ.トリプシン・キモトリプシン
タンパク質をペプチドに分解
腸液の中のエンテロキナーゼによって、トリプシノゲン・キモトリプシノゲンが活性化されたもの
ウ.膵リパーゼ(ステアプシン)
脂肪を脂肪酸とモノグリセリドに分解
☆中性脂肪(トリグリセリド)
モノグリセリド=一つの脂肪酸と一つのグリセリン
エ.ヌクレアーゼ
核酸を分解

②重炭酸ナトリウム(NaHCO3)
胃からの糜粥の中和(酸性をアルカリに近づける)

(2)膵液の分泌調節
①神経性調節
副交感神経亢進→分泌促進
交感神経亢進 →分泌抑制
②ホルモン性調節
十二指腸内に胃の内容物が入ると、S細胞からセクレチン、I細胞からコレシストキニン(CCK)が血液中に分泌され、膵液分泌を促す。
・セクレチン:水分とHCO3-に富む膵液の分泌を促す
・コレシストキニン:消化酵素に富む膵液分泌を促す

■3)胆汁の分泌
(1)胆汁の成分・作用
・黄褐色の液体
・一日:約500ミリリットル
・胆汁酸、胆汁色素(ビリルビン)、コレステロールなどを含むが、消化酵素を含まない
・脂肪の消化・吸収に重要

①胆汁酸
脂肪を乳化し、消化酵素の働きを助ける
脂肪酸やモノグリセリドに作用して、水溶性のミセルを形成し、小腸から吸収されやすい形にする
腸内に分泌された胆汁酸の90~95%は小腸で再吸収され、腸肝循環を繰り返す

(2)胆汁の分泌調節
①神経性調節
副交感神経の亢進→胆嚢収縮により分泌促進
交感神経の亢進 →胆嚢弛緩により分泌抑制
②ホルモン性調節
・セクレチン→胆汁分泌の促進
・コレシストキニン→胆汁分泌の促進
脂肪性食物が十二指腸を刺激した場合に、よりコレシストキニンが分泌される

■4)腸液の分泌
ア.分泌腺
・ブルンネル腺(十二指腸腺)
十二指腸上部にのみ分布
粘液とNaHCO3を多く含み糜粥を中和
・リーベルキューン腺(腸腺)
小腸全体に分布
各種消化酵素と粘液を含み、消化を完成させる

(1)腸液の成分・作用
・pH=7~8.5
・一日:1.5~3リットル
・各種の消化酵素は、小腸上皮細胞の刷子縁膜で消化作用をおこなう
①アミノペプチダーゼ
ペプチドをアミノ酸に分解
②マルターゼ
マルトースをグルコースに分解
③スクラーゼ
スクロースをグルコースとフルクトースに分解
④ラクターゼ
ラクトースをグルコースとガラクトースに分解
⑤リパーゼ
脂肪を脂肪酸とモノグリセリドに分解
⑥ヌクレアーゼ
核酸を分解
⑦エンテロキナーゼ

(2)腸液の分泌調節
副交感神経の亢進→分泌促進
セクレチンの作用→分泌促進

■5)小腸吸収の機序
①小腸粘膜の構造
小腸には多数の輪状ヒダがあり、その表面には無数の絨毛が突出する
絨毛の表層は一層の上皮細胞からなり、この細胞にも微絨毛がある
絨毛
・刷子縁膜:微絨毛が刷毛のように並んでいることからこのようによぶ
・絨毛:絨毛の中心にはリンパ管(乳び管)が発達しており、これを毛細血管がとりまく
・毛細血管:糖質やアミノ酸を吸収運搬
・乳び管:脂肪を吸収運搬

■6)各種栄養素の吸収
(1)糖質の吸収
単糖類の形で吸収される
①グルコース(ブドウ糖)
能動輸送によって吸収
刷子縁膜にある特殊な担体により、グルコースー担体ーNa+ という三者複合体が作られ膜を通過する(共輸送)
②ガラクトース
能動輸送によって吸収
③フルクトース
拡散によって吸収
(2)アミノ酸の吸収
能動輸送によって上皮細胞内に吸収され、拡散によって毛細血管に移動する
アミノ酸の輸送もグルコース同様、共輸送
拡散による輸送もあり
(3)脂肪の吸収
脂肪酸、モノグリセリドはそのままでは不溶性であるが、胆汁酸と結合して水溶性のミセルとなり、拡散によって小腸上皮細胞内に吸収され、その中で脂肪に再合成され、キロミクロンになった後リンパ管にはいる
(4)水と電解質の吸収
<水分>
成人の一日の水分摂取量:約2リットル
分泌される消化液の量:約7リットル
・消化管内の水分の吸収
小腸:83%
大腸:16%
糞便中排出:1%

<Na+>
小腸では大部分が能動輸送、一部が受動輸送で吸収
大腸では能動輸送で吸収
<Cl-、水分>
ナトリウムイオンの吸収に伴い受動的に行われる
<その他>
Ca2+やFe2+は能動輸送によって吸収

(5)ビタミンの吸収
・脂溶性ビタミン:ビタミンA、D、E、K
ミセルとなって拡散によって吸収
・水溶性ビタミン:ビタミンB、C
拡散、あるいは小腸壁の担体分子によって速やかに吸収される(担体を使ってもエネルギーは使わない、受動輸送)

5.大腸内の消化と吸収
(1)大腸運動
①分節運動・振子運動・
輪走筋による分節運動や、縦走筋による振子運動によって、内容物の攪拌が行われる
主に横行結腸で行われる
②蠕動運動
ア.逆蠕動
盲腸から上行結腸にかけておこり、内容物が押し戻され、水分やNa+の吸収や、腸内細菌による内容物の分解が行われる
イ.大蠕動
横行結腸からS状結腸にかけて、平滑筋が同時に収縮し、内容物を一気に直腸に運ぶ現象
これはしばしば摂食後数分以内に起こるが、胃の充満によって起こる胃-大腸反射によるものである
一日数回起こる

(2)大腸運動の調節
副交感神経によってその運動が促進され、交感神経によって抑制される
①大腸の支配神経
・上行結腸、横行結腸の口側より
迷走神経中の副交感神経によって支配
内臓神経中の交感神経によって支配
・下行結腸、横行結腸の肛門側より
骨盤神経中の副交感神経
下腹神経中の交感神経によって支配

②直腸の終末部
・内側:内肛門括約筋(平滑筋)
交感神経の亢進→収縮
副交感神経の亢進→弛緩
・外側:外肛門括約筋(横紋筋随意筋)
陰部神経によって支配

(3)大腸の分泌機能
大腸液はアルカリ性で消化酵素を含まないが、粘液を富む
大腸壁の保護、内容物の移送に役立つ

(4)大腸における吸収
主に水、Na+が吸収される

(5)腸内細菌
大腸菌など、大腸には多くの細菌が常在している
小腸での未消化物を分解する
・食物繊維
食物繊維が発酵され、酪酸、酢酸、CO2、H2、メタンなどを発生させる
・アミノ酸
アミノ酸からはインドール、スカトールなどを生成し、糞便集の原因となる

(6)直腸・肛門と排便
糞便によって直腸が伸展されると、その情報が大脳に伝えられ、便意が起こるとともに、排便反射が起こる
平素は大脳によってこの反射は抑制されている
①排便反射(大脳の支配によって我慢もできる)
直腸壁の伸展→
骨盤神経を通って中枢へ→
腰仙髄の排便中枢→
骨盤神経中の副交感神経の亢進、下腹神経中の交感神経の抑制、陰部神経の抑制→
S状結腸・直腸の収縮、内肛門括約筋の弛緩、外肛門括約筋の弛緩
意志による排便動作が加わると、陰部神経を介して外肛門括約筋の弛緩が始まる
さらに横隔膜、腹筋を収縮させて腹圧を高め、排便を容易にする
☆陰部神経だけは随意神経で、外肛門括約筋を調節

7.消化管ホルモン
(1)VIP(血管作動性腸ペプチド)
血圧降下
平滑筋弛緩作用
消化管壁に存在する神経細胞から分泌される

(2)モチリン
胃、小腸、大腸から分泌
消化管運動の亢進

(3)ソマトスタチン
胃、十二指腸粘膜に存在
消化器系の分泌腺の働きを抑制

(4)腸管グルカゴン
インスリン分泌の促進

8.肝臓の働き
(1)物質代謝
①糖代謝
血液中のグルコースをグリコーゲンに合成して貯蔵
②タンパク質代謝
血漿タンパク
アミノ酸から各種タンパク質を合成(アルブミンなど)
アミノ酸から別のアミノ酸を合成
不要なアミノ酸の分解産物であるアンモニアを尿素に転換
③脂質代謝
脂肪の合成、分解に関与
コレステロールの生成
④ビタミン、無機質の代謝
各種ビタミンや無機質の貯蔵と放出
ホルモンの代謝
ホルモンの前駆物質の産生
ホルモンそのものの不活性化

(2)胆汁の生成

(3)解毒作用
血液中の有害物質をグルクロン酸抱合や酸化などで無害化

(4)血液凝固における働き
フィブリノゲン、プロトロンビン、ヘパリンなどの生成

(5)血液の貯蔵

(6)生体の防衛作用
クッパー細胞の食作用によって血液中の異物を除去

(7)熱の発生





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