啮齿类动物的消化生理
来源：未知 |发布时间：2018-06-11 09:07|点击:次
啮齿类动物的消化系统包括口、食道、胃、肠及肛门以及消化腺。消化器官通过运动完成对食物的摄取及机械加工并将食物从消化管的一部分移至另一部分,使食物与消化液充分混合,进行机械消化。消化管外的唾液腺、胰腺、肝脏等消化腺与位于消化管黏膜层内的消化腺,将含有消化酶的消化液及黏液分泌到消化腔内,对食物进行化学消化。消化后的营养物质亦在消化管内被吸收进入血液,未被吸收的食物残渣及排泄到管腔的残余分泌物等由肛门排出体外。化学消化与机械消化是互相配合同时进行的。
1.摄食
摄食( feeding)是利用食物获得营养的初始过程。下丘脑的摄食中枢调节着代谢平衡及体内脂肪的贮存。损坏大鼠的下丘脑会导致过量进食变肥硕。生长激素也影响食物的摄入。成年大鼠注射生长激素,同时对其摄食量不加限制,30d内可使体重增加30%,并出现继续增长状态。啮齿类动物有多种摄食行为。啮齿类动物牙齿具有切断、磨碎的功能。生活在复杂环境中的啮齿类动物靠寻觅而得到食物,一般获取食物的进食量比需要量要多,才能维持到要找到下一次食物的时候。因此,要有一些储备,冬眠鼠种能够将摄入的食物储备积累起来,以维持冬季消耗。
2.消化
消化( digestion)是一个复杂的化学过程,各种酶促反应把食物成分中不能溶解渗透的、复杂的大分子物质,水解为简单的可溶的小分子物质,使其得以透过消化管上皮细胞膜,经循环系统运送至全身,为组织细胞所利用。同时,消化器官的活动有助于水和电解质保持稳态。食物分解后产生的营养物质经消化器官上皮细胞膜进入血液与淋巴的过程为吸收( absorption)。消化与吸收是相辅相成,紧密联系的。啮齿动物的消化系统经机械消化,把大块食物磨碎成小块食物,使其具有更大的面积与酶作用。经消化酶的作用,大的、不溶的分子被水解为小的、可溶的分子,如氨基酸、甘油、脂肪酸、葡萄糖等,这些作用是在细胞外进行的,称为细胞外消化( extra- cellular digestion)。消化器官的活动有两种方式:一是混合食物,即在消化器官内将内容物充分混合,此种运动靠肠壁的蠕动或局部的分节运动;二是推动内容物从一部位至另一部位的推进式运动,即推进食物在消化管内以适宜的速度前进,使之被消化与吸收。这些运动包括蠕动、分节运动、摆动和紧张性收缩等。
胃肠道还起着免疫的作用,能阻止各种有害大分子物质进入体内,保护动物不受致命微生物的侵入,防止对各种异体抗原(包括食物抗原)产生过敏反应。消化系统中免疫组织有保护机能和调节免疫作用,可阻止肠道内微生物、内毒素、外来抗原等有害物质的入侵。消化管的运动方式及作用见图2-1。
肝为体内最大的消化腺体,具有消化、吸收、代谢、清除、解毒、造血和排泄等功能。肝细胞分泌的胆汁对脂肪的消化和吸收起重要作用。脂类、不溶于水的物质以及胆汁中的胆盐能将脂类乳化成微小脂滴分散在消化液中,胰脂肪酶也需胆汁激活。肝细胞除具有一般细胞共有的代谢功能外,对糖、脂类及蛋白质等代谢起主要作用,并维持血糖浓度恒定。从肠道吸收入血液的葡萄糖浓度增高时,肝脏即将其合成肝糖原而贮存起来;而在血糖浓度下降时,肝糖原分解成6-磷酸葡萄糖,在6-磷酸葡萄糖酶作用下水解产生葡萄糖,补充血糖。肝除合成其本身所需要的各种蛋白质外还能合成血浆蛋白,如清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等。同时肝能贮存蛋白质,对维持全身组织蛋白质起着动态平衡的作用。在肝内还有与氨基酸代谢有关的酶,氨基酸的转氨基、脱氨基、脱羧基等都在肝内进行。
3.吸收
吸收( absorption)是将食物的消化产物、水和无机盐等通过消化管黏膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程。消化管的不同部位,吸收速度不同。在口腔和食管,食物不被吸收。少量水分及水溶性物质,如钠、钾、葡萄糖和氨基酸等可通过胃黏膜被吸收。吸收的主要部位在小肠,小肠黏膜及部分黏膜下层向肠腔突出形成许多皱襞,使小肠壁吸收面积增大近3倍;从十二指肠近端的胆总管开口直到回盲瓣,全部小肠表面有由黏膜上皮和固有膜伸向肠腔而形成的小肠绒毛(vill)(图2-2),使小肠吸收面积增加近10倍左右。每个绒毛表面和单层柱状上皮游离面细胞膜伸出约1000个微绒毛( microvilli),长0.75~1.5gm,其中吸收上皮的微绒毛密而长,又使小肠吸收面积增大近20倍。这些结构使小肠的吸收面积比同样长度的圆筒面积增大近600倍。
营养吸收的方式可分为被动转运( passive transference)、主动转运( activetransference)和交换扩散( exchange diffusion)3种方式。
被动转运有滤过作用( filtration)和扩散作用( diffusion)2种形式。滤过作用取决于膜两边的流体静压差。细胞膜为脂质双分子层,除脂溶性物质可以通过外,水和水溶性物质不能透过,只能通过其上镶嵌的蛋白质形成的通道出入细胞。而当水或其他溶剂通过时,小分子溶质可通过质膜而进入细胞内。扩散作用是膜两边流体静压相同而溶质浓度不同时,溶质分子从膜的一边扩散至另一边。如脂溶性物质透过膜的扩散,小分子物质通过上皮微孔的扩散,以及顺浓度差的载体易化扩散( facilitated diffusion),载体为高度特异性蛋白。运用同一载体的物质间有竞争,如运转单糖时,需要Na存在。与Na+竞争载体的K+都影响的转运。
主动转运属于逆浓度梯度或电化学梯度,需消耗细胞代谢能量的转运方式由ATP产生的能量,如Na+K+ATP酶,亦常称之为Na泵或Na+K+泵,这是镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的一种特殊蛋白质,具ATP酶特性,可分解ATP以获得能量。一些物质在转运过程中需在细胞膜外表面与相应载体相结合,形成偶联。载体可将此物质转运到膜的内表面,通过ATP分解产生的能量,使此物质与载体分离而被释放至细胞内,载体复回到细胞外表面又与相应物质相结合。Na+、K+、氨基酸等都以此种方式被转运吸收。
交换扩散发生在两种离子通过上皮细胞转运时,一种为逆浓度梯度的主动转运,同时伴随另一种离子顺浓度梯度或电化学梯度而被动的转运,顺浓度梯度或电化学梯度的被动转运为逆浓度梯度的主动转运提供动力,此为离子通过上皮细胞层的交换扩散。如H+从细胞向肠腔运出,Na+从肠腔向细胞内透入。
1.摄食
摄食( feeding)是利用食物获得营养的初始过程。下丘脑的摄食中枢调节着代谢平衡及体内脂肪的贮存。损坏大鼠的下丘脑会导致过量进食变肥硕。生长激素也影响食物的摄入。成年大鼠注射生长激素,同时对其摄食量不加限制,30d内可使体重增加30%,并出现继续增长状态。啮齿类动物有多种摄食行为。啮齿类动物牙齿具有切断、磨碎的功能。生活在复杂环境中的啮齿类动物靠寻觅而得到食物,一般获取食物的进食量比需要量要多,才能维持到要找到下一次食物的时候。因此,要有一些储备,冬眠鼠种能够将摄入的食物储备积累起来,以维持冬季消耗。
2.消化
消化( digestion)是一个复杂的化学过程,各种酶促反应把食物成分中不能溶解渗透的、复杂的大分子物质,水解为简单的可溶的小分子物质,使其得以透过消化管上皮细胞膜,经循环系统运送至全身,为组织细胞所利用。同时,消化器官的活动有助于水和电解质保持稳态。食物分解后产生的营养物质经消化器官上皮细胞膜进入血液与淋巴的过程为吸收( absorption)。消化与吸收是相辅相成,紧密联系的。啮齿动物的消化系统经机械消化,把大块食物磨碎成小块食物,使其具有更大的面积与酶作用。经消化酶的作用,大的、不溶的分子被水解为小的、可溶的分子,如氨基酸、甘油、脂肪酸、葡萄糖等,这些作用是在细胞外进行的,称为细胞外消化( extra- cellular digestion)。消化器官的活动有两种方式:一是混合食物,即在消化器官内将内容物充分混合,此种运动靠肠壁的蠕动或局部的分节运动;二是推动内容物从一部位至另一部位的推进式运动,即推进食物在消化管内以适宜的速度前进,使之被消化与吸收。这些运动包括蠕动、分节运动、摆动和紧张性收缩等。
胃肠道还起着免疫的作用,能阻止各种有害大分子物质进入体内,保护动物不受致命微生物的侵入,防止对各种异体抗原(包括食物抗原)产生过敏反应。消化系统中免疫组织有保护机能和调节免疫作用,可阻止肠道内微生物、内毒素、外来抗原等有害物质的入侵。消化管的运动方式及作用见图2-1。
3.吸收
吸收( absorption)是将食物的消化产物、水和无机盐等通过消化管黏膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程。消化管的不同部位,吸收速度不同。在口腔和食管,食物不被吸收。少量水分及水溶性物质,如钠、钾、葡萄糖和氨基酸等可通过胃黏膜被吸收。吸收的主要部位在小肠,小肠黏膜及部分黏膜下层向肠腔突出形成许多皱襞,使小肠壁吸收面积增大近3倍;从十二指肠近端的胆总管开口直到回盲瓣,全部小肠表面有由黏膜上皮和固有膜伸向肠腔而形成的小肠绒毛(vill)(图2-2),使小肠吸收面积增加近10倍左右。每个绒毛表面和单层柱状上皮游离面细胞膜伸出约1000个微绒毛( microvilli),长0.75~1.5gm,其中吸收上皮的微绒毛密而长,又使小肠吸收面积增大近20倍。这些结构使小肠的吸收面积比同样长度的圆筒面积增大近600倍。
营养吸收的方式可分为被动转运( passive transference)、主动转运( activetransference)和交换扩散( exchange diffusion)3种方式。
被动转运有滤过作用( filtration)和扩散作用( diffusion)2种形式。滤过作用取决于膜两边的流体静压差。细胞膜为脂质双分子层,除脂溶性物质可以通过外,水和水溶性物质不能透过,只能通过其上镶嵌的蛋白质形成的通道出入细胞。而当水或其他溶剂通过时,小分子溶质可通过质膜而进入细胞内。扩散作用是膜两边流体静压相同而溶质浓度不同时,溶质分子从膜的一边扩散至另一边。如脂溶性物质透过膜的扩散,小分子物质通过上皮微孔的扩散,以及顺浓度差的载体易化扩散( facilitated diffusion),载体为高度特异性蛋白。运用同一载体的物质间有竞争,如运转单糖时,需要Na存在。与Na+竞争载体的K+都影响的转运。
主动转运属于逆浓度梯度或电化学梯度,需消耗细胞代谢能量的转运方式由ATP产生的能量,如Na+K+ATP酶,亦常称之为Na泵或Na+K+泵,这是镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的一种特殊蛋白质,具ATP酶特性,可分解ATP以获得能量。一些物质在转运过程中需在细胞膜外表面与相应载体相结合,形成偶联。载体可将此物质转运到膜的内表面,通过ATP分解产生的能量,使此物质与载体分离而被释放至细胞内,载体复回到细胞外表面又与相应物质相结合。Na+、K+、氨基酸等都以此种方式被转运吸收。
交换扩散发生在两种离子通过上皮细胞转运时,一种为逆浓度梯度的主动转运,同时伴随另一种离子顺浓度梯度或电化学梯度而被动的转运,顺浓度梯度或电化学梯度的被动转运为逆浓度梯度的主动转运提供动力,此为离子通过上皮细胞层的交换扩散。如H+从细胞向肠腔运出,Na+从肠腔向细胞内透入。
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