胃内的损伤因素及其变化
(一)胃液中的损伤因素及胃酸分泌的调节
正常情况下,胃的自身保护即抗损伤的作用大于胃液中损伤因素的作用,因此,胃酸和胃蛋白酶只表现出其生理作用(见消化功能及其协调)。一定量的胃酸和胃蛋白酶原的分泌,对食物中蛋白质的消化是必需的。胃酸分泌过少或胃酸缺乏,常产生腹胀和腹泻等消化不良症状。但分泌过多,尤其是在胃的自身保护作用减弱时,就可消化胃黏膜上的蛋白质,进而产生胃黏膜的损伤。
正常人在禁食一昼夜后,每小时的胃酸排出量为基础排酸量(basal acid output),平均为0~5mmol/h。进食后胃酸排出量明显增多,最大排酸量(maximal acid output)可达20~25mmol/h。胃内的H+浓度比血浆中的高300万~400万倍。胃酸的分泌受神经和体液因素的调节以及食物中消化产物的影响。正常情况下,随着进食的停止和胃内食物的消化以及排空,胃酸分泌的刺激因素逐渐减弱而抑制因素逐渐增强,所以,胃酸排出量总是与进食的数量和性质以及消化过程相适应。一般说来,刺激胃酸分泌的因素亦可引起胃蛋白酶原的分泌,这样就使二者的作用紧密联系在一起。
1.刺激胃酸分泌的因素
(1)乙酰胆碱:是大部分支配胃的迷走神经末梢所释放的递质,同壁细胞上的胆碱能M3型受体结合,刺激胃酸分泌增加。其作用可被M受体阻断剂阿托品阻断。
(2)促胃液素:由胃窦部和十二指肠黏膜内的G细胞分泌,以内分泌的方式作用于壁细胞上的特异性受体,刺激其分泌胃酸。
(3)组胺:正常情况下,胃黏膜肥大细胞或肠嗜铬样细胞(enterochromaffin-like cell,ECL)恒定地释放少量组胺,通过旁分泌方式作用于壁细胞上的H2受体,刺激胃酸分泌。H2受体阻断剂西咪替丁(cimetidine)等可阻断其作用。
上述三种内源性物质,一方面直接作用于壁细胞上各自的受体发挥作用,另一方面又相互协同(图5-16)。王志均教授等在1965年证实,迷走神经兴奋释放的乙酰胆碱刺激促胃液素分泌,迷走神经-促胃液素二者间相互作用,使胃酸的分泌量远大于单一因素引起的效应。当两个因素同时作用时,胃酸分泌反应比这两个因素单独作用时反应的总和要大,这种现象被称为加强作用(potentiation)。在整体情况下,这三种物质中的无论哪两种物质同时作用于狗的海氏小胃,都具有相互促进盐酸分泌的作用。促胃液素和乙酰胆碱可作用于ECL细胞,通过增加组胺释放以刺激胃酸分泌。组胺也能加强乙酰胆碱和促胃液素对壁细胞的作用。因此,临床上用H2受体阻断剂西咪替丁治疗胃溃疡时,不仅抑制了壁细胞对组胺的反应,也使壁细胞对促胃液素和(或)乙酰胆碱的反应有所降低。
近年来的研究表明,组胺是以cAMP作为细胞内第二信使,乙酰胆碱和促胃液素主要以Ca2+为第二信使。Ca2+、乙醇和咖啡因等亦具有刺激胃酸分泌的作用。
在进食过程中引起的条件反射和非条件反射,以及食物对胃壁的扩张和消化产物的刺激等,均是通过兴奋迷走神经、刺激G细胞和ECL细胞,进而使胃酸分泌增多。
在机体遭受创伤、失血和恐惧等应激刺激时,血中糖皮质激素分泌释放增多,引起胃酸大量分泌;交感神经-肾上腺髓质系统兴奋,使胃黏膜血管强烈收缩,血供减少,HCO-3分泌减少;胃收缩减弱,十二指肠内溶物反流,胆汁酸作用于胃黏膜。在这种情况下,损伤因素的作用占优势,导致有的患者在经历大手术或失血后发生胃黏膜损伤甚至引起应激性溃疡。(https://www.daowen.com)
值得指出的是,上述刺激胃酸分泌的因素,同时又可刺激产生对抗胃酸的物质。如乙酰胆碱和促胃液素,可刺激HCO-3的分泌,使组织代谢活动增强,扩血管代谢产物CO2和腺苷等生成增多;促胃液素可促进生长抑素释放,后者具有抑制胃酸分泌的作用;组胺具有很强的扩血管作用。胃黏膜血流量增多,分泌HCO-3增多,使细胞的抗损伤能力增强。
2.抑制胃酸分泌的因素 正常消化期,除上述刺激胃酸分泌的因素外,各种抑制胃酸分泌的因素亦在不同程度地发挥作用,所以,胃酸分泌是刺激和抑制性因素共同作用的结果。抑制胃酸分泌的物质有内源性物质、胃酸和脂肪及高张溶液。个体的精神和情绪也可成为很强的抑制胃液分泌的因素。
(1)抑制胃酸分泌的内源性物质的作用:抑制胃酸分泌的内源性物质前列腺素、生长抑素和上皮生长因子等。已知迷走神经兴奋和促胃液素都能引起前列腺素释放。前列腺素对进食、组胺和促胃液素引起的胃液分泌均有明显的抑制作用。生长抑素的作用则表现在多个方面:抑制G细胞和ECL细胞,使促胃液素和组胺分泌减少,间接抑制胃酸的分泌;抑制胃蛋白酶原的分泌,刺激胃黏液分泌;减轻多种毒素对胃黏膜的损伤,其机制同增强谷胱甘肽还原酶活性,防止黏膜脂质过氧化损伤有关。
(2)胃酸的反馈抑制作用。当胃酸分泌的量导致胃内pH≤1.2~1.5或十二指肠内pH≤2.5时,胃液分泌即受到抑制,这是一种负反馈调节。其机制是:①胃窦部pH降低直接抑制G细胞释放促胃液素;②胃酸刺激胃部D细胞使之释放生长抑素,后者抑制G细胞释放促胃液素或直接抑制壁细胞的分泌;③胃酸作用于十二指肠黏膜中的S细胞,使之释放促胰液素(secretin)和球抑胃素(bulbogastrone)等,进而抑制促胃液素和胃酸的分泌。
(3)脂肪和高张溶液的作用:在十二指肠内的脂肪及其消化产物,可能通过释放肠抑胃素(enterogastrone)而发挥作用。肠抑胃素可能是几种具有此种作用激素(如抑胃肽和神经降压素等)的总称。十二指肠内的高张溶液可激活小肠内的渗透压感受器,通过肠-胃反射(enterogastric reflex)引起胃酸分泌的抑制;同时,刺激小肠释放一种或多种抑制性激素而抑制胃液分泌。
刺激和抑制胃酸分泌的因素相互影响,二者在消化期和非消化期的作用处于动态平衡之中,既保证了胃酸的消化功能的实现,又防止其潜在的损伤性作用的发挥。
(二)胃内的其他损伤因素及其变化
1.十二指肠胃反流 在临床实践中可观察到,导致胃黏膜损伤或抗损伤能力减弱,除胃酸过多外,十二指肠胃反流(duodenogastric reflux)也是引起胃黏膜损伤的一个很重要因素。在反流物中,尽管胰液和肠液对胃黏膜也有损伤作用,但胆汁的作用最大。胆汁酸对胃黏膜具有两个方面的作用。一方面作为强去垢剂,可溶解胃黏液并抑制其合成和释放,黏液屏障破坏以后,H+易于达胃黏膜表面;另一方面可溶解胃黏膜脂蛋白使胃黏膜的通透性增加,减弱胃黏膜屏障的作用。胆汁酸的作用机制同促进组胺释放,抑制前列腺素和一氧化氮释放有关。胆汁酸作为一个损伤因素存在的同时,又通过以下机制产生保护作用:增加胃黏膜血流量;抑制胃蛋白酶作用;刺激胃黏膜细胞产生适应性保护;促进黏膜细胞内DNA合成,有助于细胞成分的更新。
2.幽门螺杆菌感染 幽门螺杆菌产生的尿素酶、氧化酶、磷脂酶和蛋白酶等,使其能寄生在胃黏膜内,同时可分解黏液和黏膜蛋白,增加黏膜的通透性,导致H+向胃黏膜反渗;阻断巨噬细胞和中性粒细胞的氧化杀伤机制。在胃的自身保护作用减弱时,幽门螺杆菌感染者可产生慢性胃黏膜炎症,甚至形成消化性溃疡(peptic ulcer)。据报道,40岁以上的成年人,感染此菌的有50%左右。由于此菌已在人体内寄生了数百万年,在漫长的时间里与人体形成了一种共生关系,相互适应可能产生有益的突变,故在通常情况下,胃内的保护机制和人与该菌的共生关系使胃黏膜并不发生病理改变。
幽门螺杆菌的发现要归功于Warren和Marshalln。Warren在1979年就初步发现了幽门螺杆菌,但因有悖于当时的医学认识而在相当长的时间里不为人所承认。Warren的合作者Marshalln为了证明幽门螺杆菌的致病证据及机制,服下含有病菌的肉汤而大病一场;胃窦活组织检查诊断为胃炎;随后,他用抗生素和致酸剂治愈了自己的感染。他们的发现对传统的“胃酸可杀死所有细菌,健康胃是无菌的”和“胃炎和胃溃疡的主要病因是由于精神压力和生活方式不当所致”的医学理念提出挑战,并为用抗生素治疗胃炎和胃溃疡等提供了依据。他们创立的新的治疗方法使许多患者恢复了健康。由于他们的功绩和创新精神以及献身精神而获得2005年诺贝尔生理学或医学奖。
3.其他 长期大量饮酒和吸烟以及精神和心理创伤等,均可刺激胃酸分泌增多,使胃黏膜血流量减少、HCO-3分泌减少和胃黏膜屏障的作用减弱,因而对胃黏膜造成损伤。