四、胃腸激素
在胃腸的粘膜層內(nèi), 不僅存在多種外分泌腺體,還含有十種內(nèi)分泌細(xì)胞,這些細(xì)胞分泌的激素統(tǒng)稱(chēng)為胃腸激素(gastrointestinal hormone)。胃腸激素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上都是由氨基酸殘基組成的肽類(lèi),分子量大多數(shù)在5000以?xún)?nèi)。
(一)胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞的形態(tài)及分布
用細(xì)胞免疫細(xì)胞化學(xué)的方法已經(jīng)證明,從胃到大腸的粘膜層內(nèi),存在有40多種內(nèi)分泌細(xì)胞,它們分散地分布在胃腸粘膜的跑非內(nèi)分泌細(xì)胞之間。由于胃腸粘膜的面積巨大,胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞的總數(shù)很大有大,大大地超過(guò)了體內(nèi)所有內(nèi)分泌腺的總和。因此,消化道已不僅僅是人體內(nèi)的消化器官,它也是體內(nèi)最大最復(fù)雜的內(nèi)分泌器官(表6-2)。
胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞在形成上有兩個(gè)明顯的特點(diǎn),一是細(xì)胞內(nèi)的分泌顆粒均分布在核和基底之間,故屬于基底顆粒細(xì)胞。不同的內(nèi)分泌細(xì)胞的分泌顆粒大小、形狀和密度均不同。胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞的另一特點(diǎn)是,大部分細(xì)胞呈錐形,其頂端有絨毛突起,伸入胃腸腔內(nèi)(圖6-6),微絨毛可直接感受胃腸內(nèi)食物成分和pH的一刺激而引起細(xì)胞的分泌活動(dòng)。只有少數(shù)胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞無(wú)微絨毛,它們與胃腸腔無(wú)直接接觸,它們的分泌可由神經(jīng)興奮或局部?jī)?nèi)環(huán)境的變化而引起,而與胃腸腔內(nèi)的食物成分無(wú)關(guān)。這兩種類(lèi)型的細(xì)胞,前者被稱(chēng)為開(kāi)放型細(xì)胞,后者為閉合型細(xì)胞。
表6-2 主要胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞的名稱(chēng)、分布和分泌產(chǎn)物
細(xì)胞名稱(chēng) | 分泌產(chǎn)物 | 分布部位 |
A細(xì)胞 | 胰高血糖素 | 胰島 |
B細(xì)胞 | 胰島素 | 胰島 |
D細(xì)胞 | 生長(zhǎng) 抑素 | 胰島、胃、小腸、結(jié)腸 |
G細(xì)胞 | 胃泌素 | 胃竇、十二指腸 |
I細(xì)胞 | 膽囊收縮素 | 小腸上部 |
K細(xì)胞 | 抑胃肽 | 小腸上部 |
Mo細(xì)胞 | 胃動(dòng)素 | 小腸 |
N細(xì)胞 | 神經(jīng)降壓素 | 回腸 |
PP細(xì)胞 | 胰多肽 | 胰島、胰腺外分沁部分、胃、小腸、大腸 |
S細(xì)胞 | 促胰液素 | 小腸上部 |
圖6-6 胃竇粘膜內(nèi)的G細(xì)胞(開(kāi)放型細(xì)胞)示細(xì)胞頂端的絨毛
胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞在生物化學(xué)方面都具有攝取胺前體,進(jìn)行脫羥而產(chǎn)生肽類(lèi)或活性胺的能力。具有這種能力的細(xì)胞統(tǒng)稱(chēng)為APUD(amine precursor uptake and decarboxy-lation)細(xì)胞。除胃腸和胰腺的內(nèi)分泌細(xì)胞外,神經(jīng)系統(tǒng)、甲狀腺、腎上腺髓質(zhì)、垂體等組織中也含有APUD細(xì)胞。
(二)胃腸激素的作用
胃腸激素與神經(jīng)系統(tǒng)一起,共同調(diào)節(jié)消化器官的運(yùn)動(dòng)、分泌和吸收功能。此外,胃腸激素對(duì)體內(nèi)其它器官的活動(dòng)也具有廣泛的影響。其作用有三個(gè)主要方面。
1.調(diào)節(jié)消化腺的分泌和消化道的運(yùn)動(dòng) 這一作用的靶器官包括唾液腺、胃腺、胰腺、腸腺、肝細(xì)胞、食管-胃括約肌、胃腸平滑肌及膽囊等。三個(gè)主要胃腸激素的作用見(jiàn)表6-3及后文。
表6-3 三種胃腸對(duì)消化腺分泌和消化管運(yùn)動(dòng)地作用
|
胃酸 |
胰HCO3 |
肝膽汁 |
小腸液 |
食管-括約肌 |
胃運(yùn)動(dòng) |
小腸運(yùn)動(dòng) |
膽囊收縮 | |
胃沁素 |
++ |
+ |
++ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
促胰液素 |
- |
++ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
- |
+ |
膽囊收縮素 |
+ |
+ |
++ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
++ |
+:興奮 ++:強(qiáng)興奮 -:抑制
2.調(diào)節(jié)其它激素的釋放已經(jīng)證明,食物消化時(shí),從胃腸釋放的抑胃肽(gastric inhibitory polypeptide,GIP)有很強(qiáng)的刺激胰島素分泌的作用。因此,口服葡萄糖比靜脈注射相同劑量的葡萄糖,能引起更多的胰島素分泌。進(jìn)餐時(shí),不僅由于葡萄糖的吸收入血直接作用于胰島B細(xì)胞,促進(jìn)其分泌胰島素,而且還可通過(guò)抑胃肽及早地把信息傳遞到胰島,引起胰島素較早的分泌;使血糖不至于升得過(guò)高而從尿中丟失,這對(duì)于有效地保持機(jī)體所獲得的能源,具有重要的生理意義。
影響其它激素釋放的胃腸激素還有:生長(zhǎng)抑素、胰多肽、血管活性肽等,它們對(duì)生長(zhǎng)激素、胰島素、胰高血糖素、胃沁素等的釋放均有調(diào)節(jié)作用。
3.營(yíng)養(yǎng)作用 一些胃腸激素具有刺激消化道組織的代謝和促進(jìn)生長(zhǎng)的作用,稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)作用(trophic action)。例如,胃泌素能刺激胃沁酸部和粘膜和十二指腸粘膜的蛋白質(zhì)、RNA和DNA的合成。從而促進(jìn)其生長(zhǎng)。給動(dòng)物長(zhǎng)期注射五肽胃泌素(一種人工合成的胃泌素,含有胃泌素活性的最小片段-羧基端的5個(gè)氨基酸片段),可引起壁細(xì)胞增生。在臨床上也觀察到,切除胃竇的病人,血清胃泌素水平下降,同時(shí)可發(fā)生胃粘膜萎縮;相反,在患有胃泌素瘤的病人,血清胃泌素水平很高,這種病人多有胃粘膜增生、肥厚。此外,近年來(lái)還發(fā)現(xiàn),小腸粘膜內(nèi)I細(xì)胞釋放的膽囊收縮素也具有重要的營(yíng)養(yǎng)作用,它能引起胰腺內(nèi)DNA、RAN和蛋白質(zhì)的合成增加,促進(jìn)胰腺外分泌組織的生長(zhǎng)。
由胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞釋放的激素主要是通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)送到靶細(xì)胞起作用的,這些出現(xiàn)在血液中的激素,可用放射免疫方法從血液中測(cè)定出來(lái)。但有一些胃腸激素釋放后并不進(jìn)入血液循環(huán),而是通過(guò)細(xì)胞外注彌散至鄰近的靶細(xì)胞,這種傳遞局部信息的方式也稱(chēng)為旁分泌(paracrine)。由胃竇部或胰島內(nèi)的D細(xì)胞釋放的生長(zhǎng)抑素,很可能是以這種方式發(fā)揮其對(duì)鄰近的胃泌素細(xì)胞(G細(xì)胞)或胰B細(xì)胞的抑制性調(diào)節(jié)作用的。圖6-7是胃腸激素這兩種作用方式的模式圖。
圖6-7 胃腸激素作用的兩種主要方式
A:經(jīng)典的內(nèi)分泌方式 B和C:旁分泌方式
。ㄈ)腦-腸肽的概念
近年來(lái)的研究證實(shí),一些產(chǎn)生胃腸道的肽,不僅存在于胃腸道,也存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi);而原來(lái)認(rèn)為只存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)肽,也在消化道中發(fā)現(xiàn)。這些雙重分布的肽被統(tǒng)稱(chēng)為腦-腸肽(braingut peptide)。已知的腦-腸肽有胃泌素、膽囊收縮素、P物質(zhì)、生長(zhǎng)抑素、神經(jīng)降壓素等約20余種。這些肽類(lèi)雙重分布的生理意義已引起人們的重視,例如膽囊收縮素在外周對(duì)胰酶分泌和膽汁排放的調(diào)節(jié)作用及其在中樞對(duì)攝食的抑制作用,提示腦內(nèi)及胃腸內(nèi)的膽囊收縮素在消化和吸收中具有協(xié)調(diào)作用。