化学消化
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448页（5206字）
化学消化是通过消化腺分泌的消化液来完成的。消化液的分泌是一个主动的过程，它包括三个主要步骤：①从周围血液中摄取原料；②合成分泌物并将其贮存起来；③当受到适宜刺激时，将分泌物排出。分泌过程中需要的能量由ATP供给。人每天由消化腺分泌的消化液总量达6～8L，主要由消化酶、电解质和水组成。下面具体介绍各种消化液的成分及作用。
(一)唾液
1．唾液的性状和成分 唾液(saliva)是由三对大唾液腺(腮腺、颌下腺和舌下腺)和小唾液腺分泌的混合液体，无色、无味，近于中性(pH 6．6～7．1)，正常成人每日分泌量为1．0～1．5L。其中水分约占99%，其余成分主要有黏蛋白(mucoprotein)、唾液淀粉酶(ptyalin；salivary amylase)、溶菌酶(lysosome)等有机物和无机盐。
2．唾液的作用 唾液的主要作用有以下几点：①湿润和溶解食物，引起味觉，使食物形成食团易于吞咽。②清洁和保护口腔。唾液可清除口腔中的残余食物，冲洗中和进入口腔的有害物质。唾液中的溶菌酶有杀菌作用。③对糖类进行初步消化。唾液淀粉酶可使淀粉分解为麦芽糖，其适宜pH为6．8。④唾液还具有排泄功能。如铅、汞、碘等物质进入体内后，可随唾液排出一部分；有些毒性很强的微生物，如狂犬病毒等也可从唾液中排出。
(二)胃液
1．胃液的性状
纯净的胃液(gastric juice)是一种无色、透明、酸性的液体，pH为0．9～1．5，正常人每日的分泌量为1．5～2．5L。
2．胃液的主要成分和作用
(1)胃蛋白酶(pepsin)：泌酸腺的主细胞合成无活性的胃蛋白酶原(pepsinogen)，分泌到胃腔内的胃蛋白酶原在盐酸(HCl)的作用下，转变成有活性的胃蛋白酶。已被激活的胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原，称为自身催化。胃蛋白酶的作用是将蛋白质水解为
(albumone)和胨(peptone)及少量的多肽和氨基酸。它是胃液中唯一能消化营养物质的酶。胃蛋白酶发挥作用的适宜pH为2～3．5，随着pH的升高，酶活性逐步降低，当pH超过5时，失去活性。在临床上胃蛋白酶可作为助消化药。
(2)盐酸：盐酸由泌酸腺的壁细胞分泌，又称胃酸(gastric acid)。盐酸的作用是：①激活胃蛋白酶原，提供胃蛋白酶作用的适宜酸性环境；②使食物中的蛋白质变性，易于消化；③抑制和杀灭随食物入胃的细菌；④盐酸进入十二指肠后促进胰液、胆汁和小肠液的分泌；⑤盐酸造成的酸性环境有助于小肠对铁和钙的吸收。盐酸分泌过少，会引起消化不良；分泌过多，对胃和十二指肠黏膜又有损害作用，成为消化性溃疡的原因之一。
胃液中的盐酸有两种存在形式：一种是解离的，称为游离酸，占绝大部分；另一种是与蛋白质结合的，称为结合酸。二者合称为总酸。分析胃液的分泌量和酸度可为疾病的诊断提供依据。正常成人空腹时盐酸排出量称为基础胃酸排出量，为0～5mmol／h。在食物或某些药物刺激下，盐酸排出量可高达20～25mmol／h。
胃黏膜具有防止H+迅速由胃腔侵入黏膜本身和防止Na+从黏膜内迅速向胃腔弥散的特性，称为胃黏膜屏障(gastric mucosal barrier)。该屏障可使黏膜内和胃腔间维持很高的H+的浓度梯度。胃黏膜屏障是胃上皮细胞顶部的细胞膜和连接邻近细胞的紧密连接构成的脂质蛋白层。很多物质，如酒精、乙酸、胆汁酸和阿司匹林等，以适当的浓度和时间与胃黏膜接触后，都可以破坏黏膜屏障。胃黏膜屏障的破坏在胃溃疡的发病机制中，可能具有一定的作用。
(3)黏液(mucus)：黏液是由胃黏膜表面的上皮细胞、泌酸腺的黏液颈细胞、贲门腺和幽门腺共同分泌的，其主要成分为糖蛋白(glucoprotein)。黏液具有较高的黏滞性和形成凝胶的特性，黏液覆盖在胃黏膜的表面，形成约0．5～1mm厚的凝胶层，它具有润滑作用，并可减少粗糙的食物对胃黏膜的机械损伤。近年来的研究认为，黏液与胃黏膜分泌的HCO3－一起，构成黏液－碳酸氢盐屏障(mucus-bicarbonate barrier)，它的主要作用是降低H+向胃黏膜扩散的速度，并中和H+，从而有效地防止胃酸和胃蛋白酶对黏膜的侵蚀。如果过量饮酒或服用大量乙酰水杨酸类药物，可破坏这种保护作用。
(4)内因子(intrinsic factor)：壁细胞还分泌一种分子量约为6万的糖蛋白(glucoprotein)，称为内因子。它可与维生素B12结合形成复合物，保护维生素B12不被小肠内水解酶破坏。当复合物到达回肠时，维生素B12与回肠黏膜上的特殊受体结合从而促进它的吸收。当机体缺乏内因子或产生内因子抗体时，维生素B12的吸收发生障碍，影响红细胞的生成，将引起巨幼红细胞性贫血。
(三)胰液
胰液(pancreatic juice)是胰腺的外分泌物，胰液中含有丰富的消化酶，具有很强的消化能力。
1．胰液的性状 胰液是无色透明的碱性液体，pH为7．8～8．4。成人每日的分泌量为1～2L。
2．胰液的主要成分和作用
(1)碳酸氢盐(bicarbonate)：胰液中的无机物主要是碳酸氢盐，它是由胰腺的小导管的管壁细胞分泌的。它的主要作用是：①中和进入十二指肠的胃酸，使肠黏膜免受强酸的侵蚀；②为小肠内多种消化酶提供适宜的pH环境。
胰液中的有机物主要是消化酶，它们是由胰腺的腺泡细胞分泌的。
(2)胰淀粉酶(pancreatic amylase)：胰淀粉酶能将淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖。它的最适pH为6．7～7．0。
(3)胰脂肪酶((pancreatic lipase)：胰脂肪酶能将甘油三酯(triglyceride)水解为脂肪酸(fatty acid)、甘油一酯(monoglyceride)和甘油(glycerin)。它的最适pH为7．5～8．5。胰脂肪酶是消化脂肪的主要消化酶，如果胰脂肪酶缺乏，将引起脂肪的消化不良，导致脂肪泻(fatty diarrhea，steatorrhea)。
(4)胰蛋白酶(trypsin)和糜蛋白酶(chymotrypsin)：这两种酶都是以无活性的酶原形式存在于胰液中。肠液中的肠激酶(enterokinase)可激活胰蛋白酶原(trypsinogen)，使它转变成有活性的胰蛋白酶。此外，酸、组织液和胰蛋白酶本身也能使胰蛋白酶原激活。胰蛋白酶又可使糜蛋白酶原(chymotrypsinogen)转化成有活性的糜蛋白酶。胰蛋白酶和糜蛋白酶的适宜pH为8～9，它们都可将蛋白质分解为
和胨，二者共同作用时，可使蛋白质分解为小分子的多肽(polypeptide)和氨基酸(amino acid)。此外，糜蛋白酶还有较强的凝乳作用。胰蛋白酶和糜蛋白酶是消化蛋白质的主要消化酶，如果它们缺乏，可引起蛋白质消化不良。
胰液中含有水解三种主要营养物质的消化酶，因而是所有消化液中最重要的一种。当胰液分泌障碍时，即使其他消化液分泌正常，食物中的脂肪和蛋白质仍不能完全消化，从而影响它们的吸收。脂肪吸收的障碍又可使脂溶性维生素A、D、E、K的吸收受到影响。但糖的消化和吸收一般不受影响。胰酶可作为助消化药。
正常情况下胰腺分泌的消化酶仅有很少量进入血液，但在急性胰腺炎时血液中的胰酶显着升高，测定血浆中的胰淀粉酶和胰脂肪酶浓度可协助诊断。
(四)胆汁
1．胆汁的性状胆汁(bile)是由肝细胞分泌的较黏稠并具有苦味的有色液体。正常成人每日分泌量为0．8～1L。肝脏分泌胆汁是连续不断的。肝细胞直接分泌的胆汁称为肝胆汁(hepatic bile)，呈金黄色或桔黄色，弱碱性，pH 7．4。消化期肝胆汁从肝管流出，经胆总管直接进入十二指肠。非消化期肝胆汁可由肝管转入胆囊贮存，称为胆囊胆汁(gall bladder bile)。贮存期间水分被吸收而变浓，呈深绿色，碳酸氢钠被吸收而呈弱酸性，pH为6．8。在消化期胆囊收缩，将胆汁再由胆囊排至十二指肠。
2．胆汁的主要成分及作用
(1)胆盐(bile salt)：胆汁中不含消化酶，胆汁主要通过胆盐发挥作用。胆盐对脂肪的消化和吸收具有重要意义：①乳化脂肪(emulsification of fat)，促进脂肪的消化。脂肪不溶于水，胆盐可作为乳化剂，降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成微滴，从而增加胰脂肪酶的作用面积，有利于脂肪的消化。②促进脂肪和脂溶性维生素的吸收。胆盐可与脂肪酸、甘油一酯等结合，形成水溶性复合物称为混合微胶粒(mixedmicelle)，促进脂肪和脂溶性维生素的吸收。③促进胆汁的分泌。胆汁排入小肠后，到达回肠末端时，绝大部分被吸收入血，通过门静脉再回到肝脏，再组成胆汁，这一过程称为胆盐的肠－肝循环(enterohepatic circulation of bile salt)。返回到肝脏的胆盐可促进胆汁的分泌，所以胆盐可作为利胆剂。
(2)胆色素(bile pigments)：胆汁中的胆色素是血红蛋白的代谢产物，它们由胆汁排出。
(3)其他成分：胆汁中还有许多其他物质，如胆固醇、脂肪酸、卵磷脂以及血浆中所有的无机盐等。胆固醇是脂肪的代谢产物，从胆道排泄。胆固醇和卵磷脂也有乳化脂肪的作用。正常情况下，胆汁中的胆盐、胆固醇和卵磷脂保持适当的比例，维持胆固醇处于溶解状态。当胆固醇分泌过多，或胆盐、卵磷脂合成减少时，胆固醇就容易沉积下来，这是形成胆石的原因之一。
(五)小肠液
1．小肠液的性状 小肠液(intestinal iuice)是由十二指肠腺和小肠腺分泌的。小肠液为等渗的弱碱性液体，pH约为7．6，其分泌量变动很大，成人每日约1～3L。
2．小肠液的成分及作用 小肠液中除水和电解质外，还含有黏液和免疫球蛋白。过去认为小肠液内还含有多种消化酶，近年来认为，真正由小肠腺分泌的酶只有肠激酶，它激活胰蛋白酶原，使之变为有活性的胰蛋白酶。现已证明，其他消化酶并不是小肠腺的分泌物，而是存在于小肠黏膜上皮细胞内，如分解多肽的肽酶、分解双糖的蔗糖酶和麦芽糖酶等。当这些营养物质被吸收入上皮细胞后，这些消化酶继续对它们进行消化。
小肠液含有大量的水分，可以稀释肠内容物，使其渗透压下降，有利于吸收。十二指肠腺分泌黏稠的碱性液体，能保护肠黏膜免受机械性损伤和胃酸的侵蚀。
有些成年人，小肠中乳糖酶的活性较婴幼儿时期显着降低，因此在饮牛奶以后，会产生腹胀和腹泻的症状。
(六)大肠液
大肠液由大肠黏膜表面的柱状上皮和杯状细胞分泌，富含黏液和碳酸氢盐，pH为8．3～8．4。它的主要作用是保护肠黏膜和润滑粪便。