18世纪中叶,法国科学家若穆成为世上第一个获得纯净胃液的人,他还发现胃液能消化牛肉。于是,一个难解的谜题展示在世人面前:胃能消化食物,为何不会消化自己?
实验证明,胃液中存在酸度很高、浓度很大的盐酸,据测定,胃液中的氢离子浓度比血液高出300~400万倍。胃液不仅能消化食物,还能溶解小铁钉。因此,法国生理学家伯尔纳惊叹道:“胃表现得如此耐腐蚀,好像是瓷做的一样。”
诚然,胃是“肉”做的。它能像瓷一样耐腐蚀,必然是健康人的胃所具有的。胃炎、胃溃疡病人的胃黏膜是经不起胃酸的腐蚀的。胃酸会使胃壁发生溃疡,引起剧痛,甚至会导致胃穿孔而致人死亡。
平凡而神奇的胃黏膜
人胃与猪肚的形状与结构相似,但功能上有较大区别。
成人胃黏膜的表面积约为800平方厘米。肉眼观察可见表面的皱襞和许多纵横交错的浅沟,分成许多直径为2~6毫米的胃小区。整个黏膜表面还遍布不规则的小孔,称为胃小凹,整个胃黏膜上约有350万个胃小凹。
胃黏膜表面有黏液细胞,它分泌的黏液层既可起润滑作用,又可防止高酸度的胃液对胃黏膜的损伤。
胃腺也称为泌酸腺。分布于胃底与胃体部黏膜,约有1500万条,是胃黏膜中数量最多、功能最重要的一种胃腺,是胃液的主要分泌腺。
壁细胞分泌盐酸与内因子,故又名泌酸细胞。正常成年人的壁细胞总数约为10亿个,壁细胞数目的多少与盐酸的排出量直接相关。电镜观察发现,壁细胞内有大量分泌小管。
一般认为,盐酸排出量可以反映胃的分泌能力,它主要取决于壁细胞的数量及功能状态。胃内的盐酸不仅能杀死进入胃内的细菌,还促进胆汁、胰液和小肠液的分泌。酸性环境有利于小肠对铁和钙的吸收。
主细胞也称胃酶细胞,胞质内充满分泌颗粒(酶原颗粒)。胃蛋白酶原被细胞释放后,受盐酸激活转变为活性的胃蛋白酶,胃蛋白酶能分解食物中的蛋白质,产生较少的多肽或氨基酸。胃蛋白酶只有在酸性环境中才能发挥作用,其最适pH值为2。
整个人体,唯有胃黏膜如此神奇!胃黏膜的壁细胞每秒钟能分泌多个氢离子,使胃腔内的酸度达到如此之高。真是独一无二!
需要注意的是,如果没有高浓度的胃酸,胃蛋白酶就无法激活,也无法消化蛋白质。如果酸度不高,随食物进入胃的各种病原菌和病毒等就会肆意繁殖,导致胃黏膜受损、感染从而引发急性胃炎,使人痛不欲生。
大白鼠也会得胃溃疡?
据调查,中国约有4/5的人患有或患过胃肠病,居世界首位。由于急性胃肠病治疗不当,往往转化为慢性胃肠病。长期慢性胃肠病又因为有害病菌分泌大量毒素,导致胃肠内腐败物质的增加,引起胃肠黏膜糜烂,乃至溃疡。
为了研究胃溃疡的发病原因及机制,必须进行动物实验。为了获得真正有效的胃药,药学家也必须在动物身上进行试验,因此医药学家常需要制备动物胃溃疡的模型,即在为了人类的健康,不得不让动物稍作牺牲。
那么,如何才能使大白鼠得胃溃疡呢?
药学家们发现,人们服用阿斯匹林、吲哚美辛(消炎药)、保泰松等时虽具有良好的消炎、止痛作用,但长期服用这些药物会引起胃出血和胃溃疡。
药学家会将较高浓度的阿斯匹林等药物灌注到大白鼠的胃内,这会导致胃黏膜出血、糜烂和溃疡。灌注高浓度的盐溶液、碱溶液或纯酒精也会导致胃黏膜出血和溃疡。令人惊讶的是,强烈的精神刺激也会导致"应激性胃溃疡"!
实验医学家将大白鼠禁食一天后,固定其四肢在一块木板上,限制其活动,并将木板放入水中,淹没其下半身。5小时后,取下大白鼠。这些遭受又饿又冷、又被淹水并受到心理恐慌的可怜大白鼠中,有98%以上都发生了应激性胃溃疡!
从上述动物模型中得到启示:长期服用消炎止痛药时,要小心不要引发胃出血和溃疡。同时,心理健康对于胃的健康至关重要!
胃黏膜的自我保护
在亿万年的生物进化过程中,人类不仅能通过消化道的消化吸收获得各种营养物质,也具备保护自身胃肠黏膜,避免黏膜受到多种化学性质食物的伤害的能力。也就是说,消化道黏膜虽然脆弱,但却有自我保护的能力。我国生理学家王志均教授的研究团队对此进行了几十年的研究,并发现了一系列细胞保护物质,为保护胃的健康做出了贡献。
王教授认为,胃黏膜的自我保护机制非常复杂,形成了一个互相联系、互相作用的胃黏膜保护网络体系。这个胃黏膜保护网络可分为五级:第一级包括分泌到胃腔内的化学物质,如碳酸氢盐、黏液、免疫球蛋白以及其他抗菌物质和表面活性磷脂等;第二级指的是黏膜上皮细胞之间形成的紧密连接,能经受住氢离子的逆向扩散;第三级是黏膜的微循环,包括体液、血液和神经介质及其调节等;第四级指的是黏膜的免疫系统,包括"警戒细胞",如肥大细胞、巨噬细胞和T细胞等;最后一级是黏膜损伤时,上皮和腺体迅速修复和生长。
现代胃黏膜保护机制的研究包括:
1、黏液-碳酸氢盐屏障:这是胃黏膜保护的第一道防线,由胃黏膜上皮细胞分泌的黏液组成。黏液富含糖蛋白,是一种黏稠的凝胶,能有效防止食物、胃酸和胃蛋白酶对胃黏膜的损伤。
2、胃黏膜屏障:组织胃黏膜上皮细胞之间形成的连接结构,能显著抵抗氢离子的逆向扩散,防止胃酸侵害和细胞内酸化。
3、胃黏膜的快速修复:正常情况下,胃黏膜受到浅表损伤时,健康细胞会伸出细胞突起,将裸露区域完全覆盖,并形成细胞间紧密连接,从而迅速恢复完整。胃黏膜上皮细胞具有快速更新的能力,一般为3-5天。
4、胃黏膜的微循环和全身酸碱平衡:胃黏膜血流能提供营养物质和氧气,同时带走组织中多余的氢离子、代谢产物、毒素和自由基,对细胞代谢和维持全身酸碱平衡起重要作用。
胃黏膜的保护神 - 前列腺素
上世纪30年代,人们发现在人的精液中存在一种能够引起子宫收缩或舒张的物质,最初被认为是由前列腺分泌的,因此被称为前列腺素。后来研究发现,前列腺素广泛存在于消化道中,尤其是胃肠黏膜中,成为胃肠黏膜的保护神。
大量实验证实,前列腺素可以强烈抑制胃液分泌,包括胃酸量、胃酸浓度和酸排出量,以及胃蛋白酶排出量等,并具有很强的抗胃溃疡作用。
此外,前列腺素能刺激胃黏液的分泌,增加表面活性磷脂的生成,加强胃黏膜屏障的疏水特性,保护胃黏膜微循环的完整性,维持胃黏膜的血供,促进黏膜修复和上皮细胞更新,抑制胃蠕动过强等机制,以实现胃黏膜的保护作用。因此,在溃疡愈合和黏膜损伤修复过程中,前列腺素起着重要的作用。
临床研究还发现,长期服用阿斯匹林等药物的人,容易引发胃出血和胃溃疡。但如果同时服用前列腺素,可以防止胃黏膜的损伤,甚至已经产生的胃溃疡在两周内就会显著愈合。