胃是一个非常特殊的消化器官,它储存食物、感知食物,并对食物进行调和(accommodation)、粉碎,最后排空食物。除吸收少量乙醇、铜、碘外,胃几乎不吸收任何营养素 [1]。
尽管如此,胃的疾病及其手术如胃癌、胃部分切除术却严重影响机体营养状况,导致严重营养不良。胃癌是营养不良发生率最高的疾病之一,胃部分切除术后患者体重丢失几乎不可避免。本文讨论胃的若干生理问题与临床联系。
1、解剖
胃从功能上分为两个区 :口区(orad region)及尾区(caudad region)。
口区即胃底,是食物储存部位。
首先摄入的固体食物排列于胃底及胃体大弯侧,后来摄入的固体食物排列于小弯侧,由下往上(贲门)排列。少量液体食物沿胃小弯往下至幽门,大量液体分布于整个胃壁黏膜层表面,将固体食物与胃壁隔开。胃底含有大量泌酸腺(oxyntic gland)、壁细胞,胃底通过迷走神经的胆碱能机制促进胃液分泌,胃液为低渗透压液体,钠含量仅为0.38%(60mmol/L)。
低渗胃液对高渗食物(钠含量约为1.8%~3%)进行稀释,将其变为等渗状态,这一过程称为胃底调和与适应机制,其作用是在不增加胃腔压力的情况下,增加胃容量。
调和是食物消化的第一步,研究发现 :40% 的消化不良是调和障碍所致,与正常人比较,调和障碍患者更早出现饱腹感,能量摄入减少 [2],见图 1。胃切除术后调和障碍可能是胃手术后营养不良的重要原因之一。
倾倒综合征是胃切除手术后的一个重要并发症,其发病主要与迷走神经切断使胃的调和机制丧失、高渗透压食物快速排出进入空肠有关 ;胃肠吻合口越大,食物渗透压越高,吻合空肠越往上(即输入袢越短),倾倒综合征发生率越高,见图 2。
尾区即胃窦,是食物的碾磨部位,摄入的食物在此被碾磨成 1μm 的食糜,幽门连同胃窦、十二指肠形成压力梯度,促使食物排空。十二指肠是食物接收器及排空调节器,通过分泌胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)抑制胃排空。
胃伸缩自如,平时容积约 50ml,进食后可达1500ml~4000ml。手术减肥的方法之一是减少食物储存,所以手术部位多选择胃底,距胃和食管交界 5cm 处。胃内球囊减肥术也是利用球囊占位,减少食物的摄入和储存 [3]。
2、分泌
胃液分泌是一个连续过程,其分泌量因时间及刺激不同而异。人类胃液分泌除了头相、胃相、肠相外,还有第四相,即消化间期相(interdigestivephase)。
前三相为消化期分泌,是刺激分泌,糖、脂肪、蛋白质三种食物中,蛋白质刺激胃泌素(即胃液)分泌作用最强,见图 3 ;第四相为消化间期分泌,是基础分泌。
胃液中的氢离子浓度比血液中的氢离子浓度高 3 百万 ~4 百万倍。
正常人空腹时血浆胃泌素浓度为 30~120ng/ml,人体 24 小时胃酸基础分泌量约 150 毫克当量,其中 60% 是在夜晚分泌的,白天胃酸分泌量占总酸量的40%,相对夜晚要少。不同时相胃液分泌特点见表 1。
临床上,营养治疗方式影响胃液分泌。
肠内营养的途径与消化期胃液分泌密切相关,采取不同的措施及不同的营养治疗途经,可以影响胃液的头相、胃相分泌 ;
口服肠内营养时,胃液的头相分泌量明显少于进食普通食物时的分泌量 ;
管饲肠内营养时,胃液头相分泌几乎为零 ;
幽门后管饲喂养时,胃液的头相及胃相分泌也几乎为零。
肠外营养时,胃液的消化期分泌减少,甚至停止。
胃液的分泌有昼夜节律。
夜晚入睡后,迷走神经活跃,促使胃酸大量分泌,可能易诱发胃和十二指肠溃疡,特别是十二指肠溃疡。白天胃酸分泌较少,而且一日三餐对胃酸具有缓冲作用,普通混合饮食可使白天的胃酸被中和 50% 左右。消化性溃疡尤其是十二指肠溃疡的空腹痛、夜间痛及进食后缓解的病理生理基础就在于此。
也因为如此,夜晚服用抑酸作用强的 H2 受体拮抗剂如法莫替丁就可以有效抑制过多的胃酸分泌,保护胃及十二指肠黏膜免遭酸的损害,以防止溃疡发生及复发。白天由于有食物对酸的缓冲作用,加之较为合理的饮食,剩余酸较少,无需再用抑酸剂。
质子泵抑制剂(proton pump inhibitors,PPI)的重要特点是作用于激活的质子泵以达到抑酸的目的,能够全面减轻消化性溃疡和胃食管反流病的症状,但在夜间对胃内 pH 控制比较差,而胃食管反流病的症状多在夜间发生,因此, PPI、 H2 受体拮抗剂两者要联合使用。
胃液由 99.5% 的水及 0.5% 的固体组成,见图4。尽管胃液的固体成分仅占 0.5%,但是却发挥着至关重要的作用。胃液回输能够显著改善腹胀、腹泻、胃瘫及消化不良,预防并治疗消化道瘘 [4]。
3、排空
禁食期间,胃每 90 分钟收缩一次,称为移行性肌电复合波(migrating myoelectric complex,MMC),以排空所有食物残渣,从而为下一次进食腾空位置。 MMC 过分强烈时即产生胃痉挛性疼痛。
胃刺激(进食)后排空的节律点位于胃底大弯侧,每分钟 3 次,见图 5。
胃运动刺激因素有 :副交感神经兴奋(通过乙酰胆碱及胃泌素)及胃内容物引起的胃扩张 ;
运动抑制因素有 :胃内容物 pH 降低(pH 降低刺激胰泌素)及十二指肠因素(十二指肠扩张,内容物高渗透压,脂肪刺激 CCK)。
不同食物的排空速度是不同的,碳水化合物排空速度最快,蛋白质次之,脂肪排空速度最慢,这就是进食油腻食物后会产生饱腹感与耐饿的原因。
液体食物与固体食物以不同的速率排空 :液体食物在进食后即刻开始排空,其排空是被动的,受胃近端(胃底)控制,它们以指数方式(expo-nential fashion)排空,有一个早期快速排空期,以及一个较长尾巴的延迟排空期。液体排空的压力梯度来源于胃底的收缩形成胃窦 - 幽门 - 十二指肠压力梯度,半排空期 29 分钟。胃近端(胃底)控制液体食物排空。固体食物的排空起始较晚,进食后有一个碾磨期,平均持续约 45 分钟,此时几乎没有固体食物排空,一旦碾磨完毕,食糜即以线性方式(linear fashion)排空,连续不断,直至胃内完全空虚。
半排空期平均 43 分钟,所以,固体食物在进食后 1.5 小时排空一半。离开胃的食糜99% 小于 1mm,95% 小于 0.5mm。胃远端(胃窦)通过胃环形收缩控制固体食物排空。
胃瘫在临床上并不少见 [5]。近端胃切除术由于切除了胃的节律点,引起食物排空障碍,所以需要行幽门成形术。
胃 Auerbach(肌间)神经丛由三种神经元组成 :胆碱能神经元、非胆碱能神经元及多巴胺神经元,前者为刺激性神经元,后二者为抑制性神经元。
不同药物通过不同机制发挥调节胃运动的作用。红霉素治疗胃瘫的机制在于直接兴奋胃动素受体(motilin receptor,MR),引起移行性复合运动,促进胃排空。
4、气体
胃肠道气体来源 :
外源性,占 90%,由吞咽及饮用碳酸饮料引起 ;
内源性,占 10%,由食物消化及食物与细菌的作用引起。
胃肠道气体排出 :
嗳气(打嗝):人体 95% 的胃气经嗳气排出,夏天喝碳酸饮料降温的机制也在于此 ;
放屁 :人体 5% 的胃气进入肠道,与食物在肠道经细菌发酵产生的气体一起,经肛门排出。
屁是一种混合气体,包括
(A)吞咽的无味气体 :氮气(主要成份)及氧气 ;
(B)细菌产生的无味气体 :甲烷、二氧化碳及氢气 ;
(C)有气味的物质如低分子量脂肪酸(丁酸)、还原硫化物(硫化氢、氧硫化碳)。
肠气量平均约 500~1500ml/d, 10~25 个屁 / 天。屁主要来源于肠道产生的气体,占 90% 以上,少量来源于吞咽气体。肠道气体来源如下 :
细菌作用于未消化的糖,某些产气食物(如奶酪、酵母、燕麦、洋葱、豆、卷心菜、奶)的消化。
研究发现 :
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)富含尿素酶,胃镜检查后给受检者口服微剂量 13C 标记的尿素,胃内 Hp 产生的尿素酶催化尿素迅速水解成 NH4+ 和 H13CO3-,后者吸收入血并经肺以二氧化碳形式呼出, 25 分钟后收集呼气标本并测量 13CO2 便可判断 Hp 感染的存在,此乃13C- 尿素呼气试验。
健康人口腔呼出的气体是无味的。
口气味道浓烈的原因有两个 :一是胃排空障碍,二是口腔炎症,前者是主要原因,所以,对口气浓烈者应该检查胃的运动功能。
参考文献:
1. Holtmann G, Talley NJ. The stomach-brain axis. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2014;28(6):967-979.
2. Tack J, Caenepeel P, Piessevaux H, et al. Assessment of meal induced gastric accommodation by a satiety drinking test in health and in severe functional dyspepsia. Gut. 2003;52(9):1271-1277.
3. Kumar N. Endoscopic therapy for weight loss: gastroplasty, duodenal sleeves, intragastric balloons, and aspiration. World J Gastrointest Endosc. 2015;7(9):847-859.
4. Lévy E, Palmer DL, Frileux P, et al. Inhibition of upper gastrointestinal secretions by reinfusion of succus entericus into the distal small bowel. A clinical study of 30 patients with peritonitis and temporary enterostomy. Ann Surg. 1983;198(5):596-600.
5. Camilleri M. Novel diet, drugs, and gastric interventions f.
题图来源:123rf图库