2025年8月23日 (六) 17:23的最新版本

学习目标

完成本章学习后，应能回答以下问题：

唾液腺的功能解剖学构成包括哪些分泌成分？
对进食反应的头期和口期是什么（定义、发生原因及机制）？
胃肠道（gastrointestinal, GI）分泌作用的一般原则是什么（分泌物的来源及组成成分）？
不同腺体或胃肠道区域的分泌成分有何差异？
唾液分泌的组成与功能之间有何相关性？
唾液腺内初级和次级分泌是如何产生和调控的？
吞咽动作的事件顺序是怎样的？
引发原发性与继发性食管蠕动的刺激因素和神经通路是什么？
吞咽过程中胃运动发生哪些变化及其意义？
食管及相关结构在保护和推进功能方面的主要作用是什么？

本章将描述胃肠道（gastrointestinal, GI）在进食整合反应早期阶段发生的过程。胃肠道生理变化可分为三个阶段：(1) 食物摄入前（头期）；(2) 摄入食物在口腔时（口期）；(3) 食物从口腔转移至食管时（食管期）。胃肠道对食物存在的反应主要与消化吸收准备工作相关。

头期与口期

胃肠道是一条被细分为不同区域的管道，各区域承担与消化吸收相关的不同功能。
胃肠道内壁分为多层——黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜/外膜。
存在三种主要调控机制：激素（hormonal）、旁分泌（paracrine）和神经分泌（neurocrine）。
胃肠道的神经支配具有特殊意义，因其由两个相互作用的组分构成：外来性（extrinsic）和内在性（intrinsic）。
外来神经支配（胞体位于胃肠道壁外）包含自主神经系统（ANS）的两个分支：副交感神经（parasympathetic）和交感神经（sympathetic）。二者均具有重要的感觉（传入）成分。
内在或肠道神经系统（胞体位于胃肠道壁内）可不依赖外来神经支配独立运作。
当食糜位于管道不同区域时，感觉机制可检测营养物质的存在，并在该区域及更远端区域引发相应生理反应。这些反应通过内分泌、旁分泌和神经分泌途径介导。

注：

ANS为解剖学术语缩写，按规则保留原文
斜体学名（如parasympathetic）在中文语境中常规不加斜体处理，此处保留原文格式
"serosa/adventitia"译为"浆膜/外膜"，因不同解剖部位使用不同术语

分泌特性

一般性考量

头期（cephalic phase）的主要特征是激活胃肠道以准备接受食物。相关刺激属于认知性刺激，包括对食物摄入的预期或思考、嗅觉输入、视觉输入（饥饿时看到或闻到诱人食物）以及听觉输入。后者看似是意料之外的关联，但已在巴甫洛夫的经典条件反射实验中明确证实——他将听觉刺激与向犬类呈现食物相配对；最终仅听觉刺激即可刺激分泌。现实中的类似情况可能类似于被告知晚餐已准备好。所有这些刺激都会导致肠道兴奋性副交感神经传出活动的增强。感觉输入（如气味）刺激感觉神经，从而激活脑干的副交感神经传出。更高层次的脑区（如边缘系统、下丘脑、皮层）也参与该反应的认知成分。这种反应既可为正向也可为负向；因此，对美味食物的预期及个体的心理状态（如焦虑）可改变对餐食的认知反应。然而，最终的共同通路是激活脑干的背侧运动核（dorsal motor nucleus），即迷走神经节前神经元胞体的起源区域。该核团的激活导致迷走神经中传递至胃肠道的传出纤维活动增强。继而，传出纤维激活节后运动神经元（称为"运动"神经元，因其激活会引起效应细胞功能的变化）。副交感神经传出活动的增强促进了唾液分泌、胃酸分泌、胰酶分泌、胆囊收缩以及Oddi括约肌（胆总管与十二指肠之间的括约肌）的松弛。所有这些反应均提升胃肠道接收和消化摄入食物的能力。唾液反应通过第IX对脑神经介导；其余反应则通过迷走神经（vagus nerve）介导。

口腔期（oral phase）的许多特征与头期难以区分。唯一差异在于食物与胃肠道表面接触。因此，口腔会产生额外的机械性和化学性（味觉）刺激。然而，由于传出通路相同，口腔内食物存在所引发的许多反应与头期启动的反应一致。下文将重点讨论口腔内特异性启动的反应（主要为唾液分泌的刺激）。

口腔对食物的机械分解和消化启动具有重要作用。咀嚼将食物分割并与唾液淀粉酶（salivary amylase）、舌脂肪酶（lingual lipase）及糖蛋白粘蛋白（mucin）混合，后者可润滑食物以利于咀嚼和吞咽。口腔内的吸收极少，但酒精和某些药物可经口腔吸收，这在临床上具有重要意义。然而，与头期类似，需认识到口腔刺激会通过迷走神经传出通路引发远端胃肠道的反应，包括胃酸分泌增加、胰酶分泌增加、胆囊收缩及Oddi括约肌松弛。

消化道分泌物的来源

消化道的分泌物来源于与之相关的腺体（唾液腺、胰腺和肝脏）、由消化道壁自身形成的腺体（如食管和十二指肠的黏膜下腺）以及肠黏膜本身。分泌物的具体性质差异极大，这取决于消化道不同区域的功能。然而，这些分泌物具有一些共同特征。消化道及相关腺体的分泌物包括水、电解质、蛋白质和体液因子。水对于形成酶高效作用的水环境至关重要。电解质的分泌对于产生渗透梯度以驱动水的移动十分重要。分泌液中的消化酶催化摄入食物中大分子营养物质的分解。此外，消化道分泌的许多其他蛋白质具有特殊功能，其中一些功能已被充分理解（如粘蛋白【mucin】和免疫球蛋白），而另一些（如三叶肽【trefoil peptides】）的功能研究则刚刚起步。

分泌过程由与摄食相关的多种信号启动，包括化学、渗透和机械成分。分泌由称为促分泌素【secretagogues】的特定效应物质作用于分泌细胞所引发。促分泌素通过第27章已描述的三种方式之一发挥作用——内分泌、旁分泌和神经调节。

分泌物的组成

无机分泌成分具有区域或腺体特异性，这取决于消化道该部分所需的具体条件。无机成分包括电解质，如H+和HCO3-。两种不同分泌物的例子包括胃中的酸（HCl）（用于激活胃蛋白酶并启动蛋白质消化）和十二指肠中的HCO3-（用于中和胃酸并为小肠消化酶的作用提供最佳条件）。

框28.1 唾液与咀嚼的功能

分解食物产生更小颗粒
形成食团以便吞咽
启动淀粉和脂质消化
促进味觉
在胃内产生腔内刺激
调节摄食行为和食物摄入
口腔清洁及选择性抗菌作用
中和反流的胃内容物
促进消化道其他部位的黏膜生长与保护
辅助言语

有机分泌成分同样具有腺体或器官特异性，并取决于肠道该区域的功能。有机成分包括酶（用于消化）、粘蛋白（mucin）（用于润滑和黏膜保护）以及其他因子（如生长因子、免疫球蛋白、胆汁酸和吸收因子）。

唾液分泌

餐中头期与口腔期的唾液分泌调节

在进食的头期和口腔期，唾液分泌受到显著刺激。唾液具有多种功能，包括对餐后整合反应和其他生理过程至关重要的作用（\mathrm{Box~}28.1）。其在消化中的主要功能包括：润滑和湿润食物以便吞咽、溶解物质以辅助味觉、启动碳水化合物消化，以及清除并中和食管内反流的胃分泌物。唾液还具有抗菌作用，对口腔和牙齿的整体健康至关重要。

唾液腺的功能解剖

人体有三对主要唾液腺：腮腺（parotid）、下颌下腺（submandibular）和舌下腺（sublingual）。此外，舌、唇和腭部还有许多小腺体。这些腺体具有消化道腺体的典型管泡状（tubuloalveolar）结构（图28.1）。腺体的腺泡部分按其主要分泌类型分类：浆液性（"水样"）、黏液性或混合性。腮腺主要分泌浆液，舌下腺以黏液分泌为主，而下颌下腺产生混合性分泌物。

分泌终末部（即腺泡）的细胞称为腺泡细胞（acinar cells），其特征为基底侧分布的细胞核、丰富的粗面内质网，以及顶端分布的分泌颗粒（含淀粉酶和其他分泌蛋白）。腺泡内还有黏液细胞，其颗粒较大，含有特异性糖蛋白黏液素（mucin）。腺体内有三种导管负责将分泌物从腺泡运输至口腔开口，并修饰分泌物：闰管（intercalated ducts）将腺泡液引流至较大的纹状管（striated ducts），后者再汇入更大的排泄管。此外，每条腺体通过单一主导管将唾液引流至口腔。尤其是纹状管的导管细胞，可调节唾液的离子组成和渗透压。

• 图28.1 与消化道相关的管泡状分泌腺（如唾液腺、胰腺）的一般结构。

唾液的成分

唾液的重要特性包括：相对于腺体质量的较大流速、低渗透压、高K+浓度，以及有机成分（如酶类【淀粉酶（amylase）、脂肪酶（lipase）】、黏液素和生长因子）。后者虽对餐后整合反应不重要，但对胃肠道黏膜的长期维持至关重要。

无机成分完全取决于刺激类型和唾液流速。人类唾液分泌始终为低渗状态，主要成分包括Na+、K+、HCO3-、Ca++、Mg++和Cl-。氟化物可通过唾液分泌，这构成了口服氟化物预防龋齿的基础。离子浓度随分泌速率变化，而唾液分泌流速在餐后阶段受刺激增加。

初级分泌液由分泌末房（或腺泡）中的腺泡细胞（acinar cells）产生，当唾液流经导管时，导管细胞（duct cells）会对其成分进行修饰。初级分泌液是等渗的，其主要离子浓度与血浆相似。分泌过程主要由Ca++依赖性信号通路驱动，该通路可开启腺泡细胞顶端的Cl−通道。因此，Cl-流入导管腔并建立渗透压梯度和电化学梯度。由于腺泡上皮的通透性较高，Na+和水随后通过紧密连接（即通过细胞旁运输(paracellular transport)）跨上皮流动。跨细胞水转运也可能发生，由水通道蛋白(aquaporin)5介导。淀粉酶含量和液体分泌速率随刺激类型和强度而变化。

当液体流经导管时，排泄导管和纹状导管细胞会修饰初级分泌液的离子组成，形成次级分泌液。导管细胞重吸收Na+和Cl-，并向管腔分泌K+和HCO3-。Na+与质子交换，但部分分泌的质子随后会通过K+交换被重吸收。而HCO3-仅通过Cl-交换分泌，从而使唾液分泌碱化。

静息状态下，最终唾液分泌液呈低渗且弱碱性。唾液的碱性特性对抑制口腔微生物生长以及中和吞咽后反流的胃酸具有重要作用。当唾液分泌受刺激时，K+浓度会轻微下降（但仍高于血浆浓度），Na+浓度向血浆水平趋近，Cl-和HCO3-浓度升高，因此分泌液碱性进一步增强（图28.2）。需注意促分泌素(secretagogues)可直接作用于导管细胞刺激HCO3-分泌。导管上皮通透性较低且不表达水通道蛋白，因此在受刺激的唾液分泌过程中，当分泌速率处于中高水平时，水无法足够快速地跟随离子流动以维持等渗性。因此，随着分泌速率增加，导管细胞进行离子修饰的时间减少，最终唾液成分更接近初级分泌液（即血浆）。然而，由于导管细胞（可能还包括腺泡细胞）的分泌被激活，[HCO3-]仍保持较高水平（图28.2）。

唾液的有机成分——蛋白质和糖蛋白——由腺泡细胞合成、储存和分泌。主要产物包括：淀粉酶（启动淀粉消化的酶）、脂肪酶（对脂质消化重要）、糖蛋白（黏蛋白(mucin)，水合后形成黏液）和溶菌酶（攻击细菌细胞壁以限制口腔细菌定植）。虽然唾液淀粉酶启动了碳水化合物的消化过程，但健康成年人并不依赖该酶，因为胰淀粉酶分泌充足。类似地，舌脂肪酶的重要性尚不明确。

• 图28.2 A，唾液分泌成分随唾液流速变化与血浆离子浓度的比较。所有流速下唾液均相对血浆呈低渗状态。除极低流速外，唾液中[HCO3-]浓度均高于血浆。B，唾液分泌两阶段模型示意图。腺泡细胞产生含有淀粉酶和电解质的初级分泌液。初级分泌液中的电解质浓度与血浆相似，但在流经导管时发生改变：导管吸收Na+和Cl-，分泌K+和HCO3-。

唾液腺的代谢与血流

唾液腺可产生大量唾液。人类唾液分泌的最大速率约为1 mL/min/g腺体组织；按此速率计算，腺体每分钟产生的唾液量相当于其自身重量。唾液腺具有高代谢率和高血流量，两者均与唾液形成速率成正比。最大分泌状态下唾液腺的血流量约为同等质量骨骼肌剧烈收缩时血流量的10倍。刺激唾液腺副交感神经可通过扩张腺体血管来增加血流量。血管活性肠肽(VIP)和乙酰胆碱从唾液腺副交感神经末梢释放，在分泌过程中发挥血管舒张作用。

唾液分泌的调节

唾液分泌完全受神经调控。自主神经系统的交感神经和副交感神经分支均可刺激唾液分泌。进食反应中对唾液腺的主要生理调控通过副交感神经系统实现。腺泡细胞和导管细胞均接受副交感神经末梢支配。副交感神经刺激可增加唾液淀粉酶和粘蛋白的合成与分泌，增强导管上皮的转运活性，显著增加腺体血流量，并刺激腺体代谢与生长。

若副交感神经支配中断，唾液分泌会严重受损并导致唾液腺萎缩。

支配唾液腺的交感纤维起源于颈上神经节。副交感节前纤维通过面神经和舌咽神经分支（分别为第VII和第IX对脑神经）走行，与位于唾液腺内或附近的节后神经元形成突触连接。

唾液分泌的离子机制

腺泡细胞的离子转运

图28.3展示了浆液性腺泡细胞离子分泌机制的简化视图。细胞的基底外侧膜含有钠钾泵（Na⁺, K⁺-ATPase）和一个钠-钾-2氯同向转运蛋白（Na⁺-K⁺-2Cl⁻ symporter）。基底外侧膜两侧的钠离子浓度梯度（依赖于钠钾泵）为钠离子、钾离子和氯离子进入细胞提供了驱动力。氯离子和碳酸氢根离子通过位于腺泡细胞顶膜的阴离子通道离开细胞进入管腔。阴离子的分泌驱动钠离子（以及水分）通过相对疏松的紧密连接进入腺泡腔。

• 图28.3 唾液腺泡细胞中淀粉酶和电解质分泌相关的离子转运机制

腺泡细胞的液体分泌会因乙酰胆碱毒蕈碱受体激活导致细胞内钙离子浓度（[Ca²⁺]）升高而显著增强。

导管细胞的离子转运

图28.4展示了排泄管和纹状管上皮细胞中离子转运过程的简化模型。位于基底外侧膜的钠钾泵维持着钠离子和钾离子的电化学梯度，这些梯度驱动细胞的其他离子转运过程。在顶膜中，钠/氢逆向转运蛋白（Na⁺/H⁺ antiporter）、氯/碳酸氢根逆向转运蛋白（Cl⁻/HCO₃⁻ antiporter）和氢/钾逆向转运蛋白（H⁺/K⁺ antiporter）的协同运作，导致钠离子和氯离子从管腔被重吸收，同时钾离子和碳酸氢根被分泌入管腔。导管上皮对水的相对不通透性可防止导管通过渗透作用吸收过多水分。

• 图28.4 唾液腺纹状管和排泄管上皮细胞分泌与吸收相关的离子转运机制

吞咽

吞咽动作可主动发起，但此后几乎完全由反射控制。吞咽反射是一系列严格有序的事件，可将食物从口腔推入咽部，再进入胃部。该反射还能抑制呼吸运动并防止食物在吞咽时进入气管。当触觉感受器（尤其是咽部开口附近的感受器）受到刺激时，吞咽反射的传入支即被激活。来自这些感受器的感觉冲动传递至延髓和脑桥下部称为吞咽中枢的区域。运动冲动从吞咽中枢通过各脑神经传递至咽部和食管上段的肌肉组织，并通过迷走神经运动神经元传递至食管其余部分。

细胞水平

临床相关知识

吞咽困难（dysphagia）患者常伴有吞咽时疼痛（odynophagia），表现为吞咽动作难以完成。吞咽是一个复杂的过程，需要协调口腔（舌与颌肌）、咽部和食管多个肌群的随意与非随意反射控制。当这些结构的神经控制或协调出现缺陷时，就会发生吞咽困难。严重情况下，患者甚至难以吞咽液体（包括自身唾液），并可能导致营养摄入不足。吞咽困难在老年人群中最为常见，常与卒中、头部损伤或神经退行性疾病（如帕金森病、肌萎缩侧索硬化症（ALS）或认知衰退）相关。某些头颈部或食管癌的治疗也可能引发吞咽困难。目前治疗手段有限，主要通过物理治疗帮助患者改善行为模式、增强肌力和调整姿势。

图28.5展示了吞咽过程中各事件的时序关系。吞咽的随意阶段始于舌尖将食团从口腔食物中分离。首先舌尖、随后舌后部抵住硬腭。舌的运动将食团向上推，再向后送入咽部。食团进入咽部后，刺激触觉感受器启动吞咽反射。咽部吞咽阶段包含以下连续事件，整个过程在1秒内完成：

• 图28.5 吞咽过程中咽部与上食管括约肌（UES）运动事件的时序关系。UES：上食管括约肌。

临床相关知识

临床相关

胃食管反流病（GERD）通常被称为烧心或消化不良，是非心源性胸痛的常见病因。该疾病主要与下食管括约肌（LES）功能异常相关，当LES允许胃内酸性内容物反流至食管远端时即发生。这被认为是由于LES发生与吞咽无关的短暂性松弛所致。这种现象即使在健康人群中也不罕见，但仅有小部分反流事件会产生症状。与胃不同，食管该区域缺乏完善的黏膜保护系统。胃酸会激活痛觉纤维导致不适和疼痛，长期持续反流可造成食管黏膜损伤。GERD可通过减少胃酸分泌的疗法进行治疗，例如使用\mathsf{H}_{2}受体拮抗剂（如雷尼替丁[Zantac]）或质子泵抑制剂（如奥美拉唑[Prilosec]）。对于治疗无效的GERD患者，可采用名为胃底折叠术的抗反流手术，即通过将胃上部包裹LES来加强其功能，但该手术的应用存在争议。

食管相

食管、上食管括约肌（UES）和下食管括约肌（LES）具有两大主要功能（图28.6）。首先，它们推动食物从口腔进入胃。其次，这些括约肌在吞咽过程中保护气道，并防止酸性胃分泌物反流至食管。

能够测量和监测反映整体健康状况的多种分子成分，对于疾病诊断和病程监测具有重要意义。唾液因其易于获取且采集无创的特点，被用于识别患病个体（通过生物标志物检测）以及监测接受治疗患者的病情进展。在内分泌学领域，唾液中类固醇激素（如应激激素皮质醇和性激素雌二醇、孕酮、睾酮）的游离形式水平可直接测定，而血浆中则需区分游离与结合形式。通过聚合酶链反应（PCR）技术可检测人类免疫缺陷病毒（HIV）、疱疹病毒、丙型肝炎病毒、SARS-CoV-2和EB病毒感染等病毒感染。唾液同样可用于检测幽门螺杆菌等细菌感染，并监测药物浓度。

软腭上提，咽腭襞向中线靠拢；这些运动可防止食物反流至鼻咽部，同时开放狭窄通道使食物进入咽部。
声带内收，喉部向前上方移动抵住会厌；这些动作可防止食物进入气管，并有助于开放上食管括约肌（UES）。
UES松弛以接纳食团。
咽上缩肌强力收缩，推动食团深入咽部。

随着咽上缩肌的收缩启动蠕动波，该波向食管方向推进，迫使食团通过松弛的UES。在吞咽的咽相阶段，呼吸运动被反射性抑制。当食团通过UES后，反射作用使括约肌收缩。

食管运动功能的神经调控机制

引发平滑肌活动变化（最终产生推进和保护功能）的刺激是机械性的，包括吞咽时的咽部刺激和食管壁本身的扩张。其调控通路完全通过神经系统，涉及外源性和内源性反射通路。分布于外源性（迷走）神经和内源性神经通路的机械敏感传入纤维（mechanosensitive afferents）可对食管扩张产生应答。这些通路包括经脑干激活的反射通路（外源性，迷走神经）或单纯的内源性通路。横纹肌由脑干疑核（nucleus ambiguus）调控，而平滑肌则通过迷走神经的副交感神经传出进行调节。机械刺激和反射通路激活导致的功能变化包括：横纹肌与平滑肌的蠕动、食管下括约肌（LES）松弛以及胃近端部分的舒张。

食管及相关结构的机能解剖

食管与其他胃肠道结构相同，具有环行肌和纵行肌两层肌层，但食管是消化道中两处存在横纹肌的部位之一（另一处为肛门外括约肌）。食管不同节段的肌组织类型（横纹肌或平滑肌）存在差异。食管上括约肌（UES）和食管下括约肌（LES）分别由横纹肌或环行平滑肌增厚形成。

食管期的运动活动

UES、食管和LES通过协调作用将食团从咽部推送至胃。吞咽结束时，食团通过UES，其存在通过机械感受器刺激和反射通路激活，引发沿食管传播的蠕动波（肌肉交替收缩与舒张），称为原发性蠕动（图28.7）。该波沿食管缓慢下移（3-5厘米/秒）。运动中的食团对食管的扩张可引发另一种称为继发性蠕动的波动。通常需要重复的继发性蠕动才能将食团从食管完全清除。被吞咽食团对咽部的刺激也会反射性引起LES和胃最近端区域的舒张。因此当食团到达LES时，括约肌已处于松弛状态以便食团进入胃。同理，接收食团的胃部区域也处于舒张状态。此外，食管扩张可进一步引起胃的容受性舒张。

• 图28.6 食管及其相关括约肌具有将食物从口腔输送至胃的多重功能，同时参与保护气道和食管。LES，食管下括约肌；UES，食管上括约肌。

• 图28.7 吞咽过程中咽部、食管不同区域及相关括约肌的压力变化示意图。压力轨迹图是通过人体清醒状态下测压法获得的示意图解。食团存在对咽部的刺激引发上食管括约肌（UES）压力下降（\mathrm{\check{\Pi}}= 开放）以及沿食管传播的蠕动收缩波。咽部刺激同时使下食管括约肌（LES）的平滑肌松弛，为食物进入胃部做准备。

胃近端部分与LES同时发生松弛；这种反应随每次吞咽发生，其功能是使胃能够容纳大量食物而胃内压仅轻微升高。这一过程称为容受性舒张（receptive relaxation）（图28.8）。

LES还具有重要的保护功能。它参与防止胃酸反流进入食管。LES张力性收缩不足与反流性疾病相关，会导致食管黏膜逐渐受损，因为食管黏膜不像胃和十二指肠黏膜具有完善的保护机制。另有证据表明，非吞咽状态下的蠕动（次级蠕动）对清除反流胃内容物具有重要作用。

• 图28.8 以咽部刺激形式引发的吞咽动作通过神经反射使LES和胃近端部分松弛，允许食物进入胃腔。