胃及十二指肠的解剖生理

第一节 胃及十二指肠的解剖生理

一、胃的解剖

(一)胃的外科解剖

胃位于左上腹部,是个左缘膨隆(大弯)、右缘凹陷(小弯)的不对称性囊状器官,背侧紧靠胰腺,腹侧与肝脏相邻,上端与食管连接,下端通向十二指肠,是消化管道中最膨大的部分,从上到下可将胃按解剖结构分成4部分。①贲门:是胃与食管的连接处,也是胃最近端的部分;多数位于第11胸椎锥体左侧。②胃底:是胃向左上膨胀并超过贲门水平呈穹隆状的部分,也是贮存胃酸的功能部位;它与食管左缘之间形成的夹角称为贲门切迹。③胃体:是介于胃底和胃窦之间、胃体积的最大部分。④胃窦(幽门窦):是胃的远端部分,始自角切迹,止于与十二指肠连接、位于第1腰椎右侧的幽门部,是胃的动力中心和分泌促胃液素的内分泌功能区。此外,在胃的贲门和幽门处各有一括约肌,即,①贲门括约肌:由食管下段的环形肌斜行延伸至胃,在贲门处增厚而形成的肌性高压区。当它舒张时,食物便和涎液一起下行进入胃;收缩时,可防止胃内容物向食管反流。②幽门括约肌:是完成胃排空并防止食物、肠液从十二指肠向胃逆流的重要结构(图3-1)。

图示

图3-1 胃的分区

(二)胃的组织结构

胃的组织结构可分成浆膜、肌层、黏膜下和黏膜四层。

1.浆膜层

浆膜层是包被在胃壁最表面的一层浆膜,也就是腹膜层。该层在大弯和小弯处分别与大网膜及小网膜相连,借胃与其相邻器官的浆膜反折构成肝胃、肝十二指肠、胃膈、胃脾及胃胰韧带。各韧带均由两层腹膜构成,其内有相应的血管通过,例如肝胃韧带又称小网膜,内有胃右动脉和胃左动脉转弯后的一段及其胃壁支走行。肝十二指肠韧带内有肝蒂(肝固有动脉、门静脉及胆总管)通过。胃与横结肠之间的腹膜反折又称大网膜,由胃前、后壁的双层系膜反折而成,故有四层。靠近胃大弯的前两层内有胃网膜左、右血管走行;而后两层中则通过结肠中动、静脉。故在施行胃或结肠手术时,应注意将其分开,以免误伤血管。

2.肌层

胃有三层平滑肌组织,按肌纤维的走行方向分为外纵、中环及内斜三层。外层的纵行肌与食管及十二指肠的纵肌相连,中层的环肌层及内层斜肌分别在幽门和贲门处形成同名括约肌。

3.黏膜下层

由疏松的结缔组织构成。内含丰富的营养胃壁的血管、神经和淋巴组织。

4.黏膜层

黏膜层是胃的最内层和最重要的功能部位。其特点是表面积大(约800cm2)和有一定的厚度(平均约1mm)。当胃空虚时,黏膜和黏膜下层向胃腔内凸起,形成许多肉眼可见的纵行皱褶,又称皱襞;当胃充盈时,则皱襞变浅,甚至消失。胃小弯处的纵行皱襞常不受胃舒、缩的影响而呈固定的形式,仅当胃壁发生病变时才引起变化,可作为影像学检查时诊断疾病的依据。胃黏膜层又可从内向外依次分成最靠内的上皮细胞层、当中的固有膜及靠外侧的黏膜肌层三层。显微镜下,胃黏膜表面可见到许多被纵横交错的小沟分成的4~6mm的胃区,每个胃区表面有许多由上皮细胞凹陷形成的胃小凹,是胃腺的开口。通常每个小凹底部与3~5条胃腺相连。一般来说,贲门与胃体部的胃小凹较浅,仅占黏膜厚度的1/4,幽门部的小凹较深,可达黏膜厚度的1/2。成人总计约有300万个胃小凹。此外,根据胃的功能分区,可按黏膜层固有膜内的腺体结构与分布分成贲门、胃底和幽门窦腺三个黏膜区:其中以胃底腺区最具重要性。

(1)胃底腺或壁细胞区:是胃的主要分泌功能区。胃底腺分布于胃底和胃体间的固有膜内,占据胃近端3/4的黏膜面。该腺为单管或分支管状,腺腔较细小,可分为颈、体、底部,并主要有5种功能特异的细胞实现胃的分泌功能(图3-2)。从腺体的底部向上可见到主细胞、壁细胞、嗜银细胞、颈部黏液细胞和表面黏液细胞。

A.主细胞位于胃底腺的深层,呈锥形或柱状,数量较多,是分泌胃蛋白酶原的细胞,故又称胃酶细胞。经胃酸活化后,胃蛋白酶原可转变成胃蛋白酶,在酸性环境中参与蛋白质的消化。

B.壁细胞是分泌胃酸的细胞,分布在胃底腺的各段,以颈部和上半段体部为主。细胞较大,呈圆形或三角形,有独特的细胞内小管结构,是由壁细胞游离面的胞膜向胞质内凹陷所形成,称细胞内小管。当壁细胞分泌胃酸时,小管数目减少,静止时增多。除分泌盐酸外,壁细胞还产生一种称内因子的多肽,能与维生素B12结合并帮助其吸收。

C.嗜银细胞是散在分布于胃黏膜中的内分泌细胞。这类细胞基底部有分泌颗粒,经铬盐或银盐处理能着色,故也称嗜铬或嗜银细胞。其分泌颗粒中含有的物质包括5-羟色胺、肝素、组胺等。此类细胞可能与已知的一些胃、肠、胰内分泌细胞(如G、D等细胞)具有共同的胚胎来源或同属于一类副神经元体系,又称APUD系统。

D.颈部黏液细胞位于胃底腺的颈部,夹在壁细胞之间,主要分泌黏液。

E.表面黏液细胞和胃黏膜表面的上皮细胞相同,可能分泌细胞外液。

图示

图3-2 胃底腺图解

(2)贲门腺区:位于贲门区胃食管连接处附近0.5~4cm范围的固有膜内,此处壁细胞较少,腺细胞以分泌黏液的黏液细胞为主。

(3)幽门腺区:位于胃窦及幽门区,占30%远端胃的固有膜内。腺体为分支管状腺,分支较多且弯曲。该处无壁细胞及主细胞,除有黏液细胞能分泌黏液、电解质以及溶菌酶外,还存在大量有内分泌功能的G细胞,位于腺体的中部。能释放促胃液素调节胃酸及胃蛋白酶原的分泌。此外,在动物(大鼠)的胃组织切片中观察到:在幽门腺及胃底腺内还有一种D细胞,位于G细胞和壁细胞周围,伸出细长的突起与之接触,并在局部释放激素(生长抑素)调节G细胞和壁细胞的功能,符合旁分泌作用的模式。

(三)胃的血管分布

1.动脉供应

由分布于小弯侧的胃左右动脉、大弯侧的胃网膜左右动脉及胃短动脉等提供(图3-3)。

(1)胃左、右动脉:胃左动脉多数直接从腹腔动脉干发出,极少数(2.5%~15%)可单独来自腹主动脉。该血管走行于胃胰韧带区,沿途发出4~6支胃前、后壁支。主要供应胃小弯,并与胃右动脉吻合。胃右动脉多起源于肝总或肝固有动脉,与胃左动脉形成胃小弯动脉弓。

(2)胃网膜左、右动脉:胃网膜左动脉起源于脾动脉。沿着胃大弯走行于大网膜的前两层之间,并发出到前、后胃壁的分支。主要供应大弯侧胃体部的左半,其终末支与胃网膜右动脉吻合。胃网膜右动脉来源于胃及十二指肠动脉,范围较胃网膜左动脉广,供应大弯侧胃体部的右侧半,其胃壁的分支与胃网膜左动脉吻合。由于二者吻合支附近的血管分支细小、间隔增宽,常作为胃大弯中点的标志。

(3)胃短动脉:起源于脾动脉或胃网膜左动脉,在胃脾之间发出4~6个分支,供应胃底部外侧,而内侧则由膈下动脉分支营养。

图示

图3-3 胃的动脉

2.静脉走行

除了胃大弯或胃小弯侧与同名动脉伴行的胃网膜左、右静脉或胃左、右静脉注入门静脉外,还可与体循环的静脉系统互相交通。如胃左静脉可与食管下段的静脉丛经吻合支流向奇静脉。

(四)胃的淋巴引流

分布在胃黏膜层的淋巴管,互相连成网络,穿过黏膜、肌层及浆膜各层流向胃周围的淋巴结,最后经腹腔淋巴结汇入乳糜池。再经胸导管流向左颈静脉(所以胃肿瘤患者可在左锁骨上窝触到转移淋巴结)。胃有四组周围淋巴结,依胃上、胃下、幽门及胰脾的次序,可沿着胃左、右动脉,胃网膜左、右动脉,胃及十二指肠动脉及脾动脉等局部动脉伴行的淋巴道向周围扩散。

(五)胃的神经

胃的运动和分泌功能受来自腹腔神经丛的交感神经和左、右迷走神经的支配。其中,交感神经抑制胃的功能,而迷走神经则对胃功能起兴奋作用。因此,了解胃迷走神经的解剖部位与分布,对施行迷走神经切断术、治疗迷走神经张力过高和高胃酸分泌的十二指肠溃疡十分重要。胃的左、右迷走神经主干,分别支配胃的前、后壁。两条神经主干紧贴着食管肌、穿过食管裂孔,在胃和食管连接处相当于贲门水平,分别发出分支到肝丛和腹腔丛。其余者转向胃小弯的前、后壁称为前或后拉塔尔热(Latarjet)神经,或者称迷走神经胃前或后支,并发出若干胃壁分支,向下走行至角切迹处形成若干条,如乌鸦爪状分支,专门调节幽门的排空功能。此外,迷走神经在分出肝和腹腔支之前,在贲门上方先分出到胃底、贲门的分支,在做选择性迷走神经切断术时,不要遗漏(图3-4)。

图示

图3-4 胃迷走神经的基本形态

二、十二指肠的解剖

(一)十二指肠的外科解剖

十二指肠是小肠的起始部分,也是消化系统中最具解剖和生理重要性的部分。从大体解剖上看,十二指肠形同“C”字,上端与胃幽门相连,然后呈马蹄形环绕胰头,并在其内侧中段与胆胰管相通,下端与空肠连接(图3-5),全长25~30cm,依其走行可分成下述极具解剖重要性的4段。

图示

图3-5 十二指肠大体解剖

1.球部

约5cm长,位于幽门远端,是溃疡病的好发部位。跨过胆总管走行,并在外侧胰头处与肝十二指肠韧带相连。其后方有胃及十二指肠动脉通过,因此,当发生穿透性溃疡时容易腐蚀到该血管,引起溃疡大出血。球部的远侧位于腹膜后并与下一段相连。(https://www.daowen.com)

2.降部

降部是十二指肠较重要的一段,在脊柱右侧下行,长约7cm。该段由于环绕胰头走行,与胰体为同一血液供应,故与胰体关系十分密切。该段与球部交界的上方便是Winslow孔。十二指肠降部的前外侧为腹膜覆盖,其余部分皆位于后腹壁。外侧为结肠肝曲,前面是横结肠,后面有右肾和下腔静脉。后内侧中点处便是十二指肠乳头,胆、胰管多共同开口于此。

3.水平部

由降部向左侧水平走行,横过脊柱止于第3腰椎左侧,长约12cm,其上方与胰体的钩突连接,后方为下腔静脉和腹主动脉,前方则有肠系膜上动、静脉通过。

4.升部

升部是十二指肠的最后一段,沿脊柱左侧向上和向左约2.5cm,再向前下方扭转形成十二指肠空肠曲,随后移向空肠。实际上,此段是靠屈氏(Treitz)韧带将其悬吊固定在后腹壁的,故又称十二指肠悬韧带,并成为十二指肠与空肠的分界标志。

(二)十二指肠的组织学结构

十二指肠的组织结构与小肠其他处相似,从内至外可分为黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜层。

1.黏膜

十二指肠的黏膜具有重要的分泌功能,尤其是内分泌功能和一定的吸收能力,主要在十二指肠的下段和空肠上段。从组织结构上,黏膜层厚500~900μm,并以存在黏膜环形皱襞和小肠绒毛为特征。显微镜下,小肠绒毛像手指样突起伸向肠腔,其中含有专司黏液分泌的杯状细胞和具有吸收功能的吸收细胞。吸收细胞借助其肠腔面上的微绒毛及其基底面与毛细血管的密切接触,将所吸收的营养物质穿过基膜送至黏膜固有层,最后进入中央乳糜管,再经乳糜管周围的毛细血管网对完成吸收活动后的营养物质进行运输。分泌黏液的杯状细胞呈基底窄、顶端宽,并贮存其分泌物黏蛋白液于其中,因状似高脚杯样而得名。在绒毛之间的隐窝处存在大量内分泌细胞,与吸收细胞不同的是,内分泌细胞的胞核位于肠腔侧以便于其内分泌产物进入血流而不到肠腔中。目前所知,十二指肠能产生的内分泌物质包括缩胆囊素(CCK)、促胰液素、生长抑素、胃抑多肽(GIP)、神经降压肽等。

2.黏膜下层

与小肠组织类似,也由疏松结缔组织构成,内含丰富的黏膜下血管丛、淋巴管和神经丛。此外,还有一种十二指肠特有的Brunner腺,位于十二指肠近端。该腺体能分泌一种pH值8.2~9.3的碱性黏液,除保护十二指肠黏膜外,还为胰酶的消化作用提供适宜的pH值环境。此外,在腺上皮内,也存在许多内分泌细胞,分泌上述各种激素。

3.肌层

由内环、外纵两层平滑肌组成。

4.浆膜

十二指肠的腹膜覆盖很不完全。十二指肠因走行较深,其后壁位于腹膜后,故没有浆膜。前壁,也只在幽门向右、向后至十二指肠上弯曲部及降部的前外侧有完整的腹膜覆盖。其水平部和升部也因为位于腹膜后而没有完整的浆膜层。

(三)十二指肠的血管分布

1.动脉供应

十二指肠的营养主要由胰十二指肠上、下动脉供给。这两条血管分别来自胃、十二指肠动脉和肠系膜下动脉。胰十二指肠上动脉沿十二指肠降部与胰头间沟下行,图3-6十二指肠的动脉与上行的胰十二指肠下动脉构成吻合动脉弓发出分支到十二指肠及胰头。此外,由邻近的血管如十二指肠上动脉、后动脉和空肠动脉的分支,分别参与供应十二指肠各部(图3-6)。

2.静脉走行

与同名动脉伴行,经胰十二指肠前后的静脉弓引流至门静脉及肠系膜上静脉(图3-7)。

图示

图3-6 十二指肠的动脉

图示

图3-7 十二指肠的静脉

3.十二指肠的淋巴引流

分别引流至沿胰十二指肠动脉弓排列的胰十二指肠前、后淋巴结。前者引流至幽门下淋巴结,后者向下汇入肠系膜上淋巴结。

(四)十二指肠的神经支配

受自主神经系统中的肝丛和肠系膜上丛支配。它们是从腹腔丛中发出纤维,在肝动脉和肠系膜上动脉周围形成的。该神经纤维部分可沿血管分支到肠壁,也可直接到肠壁。其中交感神经抑制十二指肠的运动和肠腺的分泌功能,而迷走神经则起兴奋作用。

三、胃及十二指肠的外科生理

作为消化管道的一部分,胃和十二指肠共同承担着重要的分泌、消化和运输功能。

(一)胃的分泌功能

胃的分泌包括胃液和胃酸分泌、胃蛋白酶原及内因子分泌,以及碳酸氢根分泌和黏液分泌等。

1.胃液分泌及胃酸释放

胃液分泌包括壁细胞及非壁细胞性分泌两部分。壁细胞分泌的特点是:壁细胞以高于血清100万倍以上的浓度分泌氢离子,相当于150~170mmol/L。同时也分泌165~170mmol/L的氯和7mmol/L的钾,不含钠。非壁细胞性胃液分泌物则与细胞外液相同,主要的阳离子是钠,约150mmol/L,不含氢。因此,胃腔内胃酸的实际浓度取决于壁细胞及非壁细胞性分泌物二者混合后的浓度。胃液分泌可分为自主性分泌或基础分泌(消化间期分泌)和刺激性或进餐分泌两种。前者分泌的量较少,约占最大分泌量的10%,胃酸分泌率也较低。例如正常人一昼夜的胃液量为1.5~2L,胃酸的排出率平均为0~5mmol/h,称为基础胃酸分泌率(BAO)。后者称为最大胃酸分泌率(MAO),平均为(16.3±8.6)mmol/h。基础胃酸分泌率有明显的昼夜节律,一般早晨低,午后至次晨高,可能与迷走神经的张力变化有关。刺激后的胃液分泌比较复杂,通常分成头相、胃相和肠相三个时期。其中头相胃液分泌过程是通过视觉、嗅觉或味觉等神经传入通路刺激延髓的迷走核,然后经迷走神经实施的。目前认为:头相胃液分泌是迷走神经通过对壁细胞的直接刺激,以及经促胃液素释放而引起壁细胞兴奋双重作用的结果。刺激的传递者是乙酰胆碱。此外一些肽能神经的递质如组胺、蛉蟾肽、促胃液素释放肽(gastrin-releasing peptide,GRP)、脑啡肽、P物质等也与此阶段的分泌有关。头相胃液分泌所产生的胃酸分泌量相当于真正进食或五肽促胃液素引起的最大分泌量(MAO)的55%~65%。食物入胃引起的胃液分泌称为胃相胃液分泌,包括食物引起胃物理性膨胀和食物的化学成分对胃黏膜刺激造成胃液分泌两部分。前者由迷走神经介导,后者则由促胃液素刺激壁细胞所引起,是胃相分泌的主要部分。整个胃相的胃液分泌约占进餐后最大分泌量的1/3。咖啡、乙醇、钙、茶碱、蛋白质消化产物、氨基酸等均可通过刺激促胃液素释放或刺激壁细胞而引起产酸反应。正常人空腹血清促胃液素浓度为63~120pg/mL。促胃液素的释放受胃窦酸度的调节。当胃窦部的pH值达到3.5时,促胃液素的释放便被抑制;当pH值为1.5时,促胃液素便停止释放,因此胃酸及促胃液素得以维持在正常水平。最后,当各种食物进入小肠后引起的胃酸分泌称为肠相胃液分泌,也包括小肠膨胀及化学物质刺激肠黏膜引起胃酸分泌两部分,后者是主要部分。目前所知,肠相胃液分泌的刺激者是氨基酸。

正常的胃液分泌在兴奋和抑制两方面因素调节下实现。胃酸分泌后又可反馈性地抑制胃酸的继续分泌,这是正常人调节胃酸生理性分泌的重要途径。生长抑素则经旁分泌途径直接抑制促胃液素和壁细胞分泌胃酸,也是胃酸分泌的抑制机制。此外,胃黏膜中的前列腺素能同时抑制促胃液素及组胺所引起的胃酸分泌,而十二指肠内pH值下降及脂肪等食物(包括酸、糖、盐、蛋白胨、高渗溶液等)进入小肠均对胃酸分泌有抑制作用,据认为是由一类称为肠抑胃素的激素造成的。肠抑胃素包括生长抑素、神经降压肽、胃抑多肽(GIP)。

2.胃蛋白酶原和内因子分泌

胃蛋白酶原由主细胞分泌,受组胺及促胃液素的调节和迷走神经以及胆碱能因子的刺激。小肠内有酸也可引起胃蛋白酶原分泌,这也是由pH值敏感的反馈机制调节的。当十二指肠pH值6.5~2.5时能刺激释放,当pH值<2.5时便受抑制。内因子是由壁细胞分泌的多肽,该分泌受组胺、促胃液素及胆碱能物质的刺激,可被西咪替丁所抑制。

3.碳酸氢盐和黏液分泌

碳酸氢盐是由胃黏膜的表面黏液及颈部黏液细胞在细胞内的碳酸酐酶作用下形成的。它形成了穿过黏液层的碱性pH值梯度,对黏膜有一定的保护作用,使其免受氢离子的损害。此外,胃表面的上皮细胞及胃腺内的黏液细胞能分泌黏液,铺在胃黏膜上皮细胞表面形成一层黏液胶,厚度约500μm。它与HCO-3离子一起构成胃的“黏液HCO-3屏障”,可避免胃腔内的H+与胃壁接触,使H+在黏液层中的扩散速度比在水溶液中减慢3~5倍,当H+从黏液的腔面向深层缓慢扩散时,便与从黏液深层的上皮细胞向表面扩散的HCO-3相遇,二者发生中和,故在黏液层内产生pH值梯度:近腔面pH值为2.25~2.31,而深部pH值为6.96~7.296。局部刺激、迷走神经兴奋、促胃液素、组胺、前列腺素E2等均有促进黏液分泌作用,而皮质激素、乙醇、胆盐、阿司匹林等化学物质则有抑制作用。

(二)胃的消化功能

从消化活动整体上看,胃主要是把食物与胃液混合、搅拌、改造成酸性食糜,进行物理性消化和部分化学性消化(胃蛋白酶分解、消化部分蛋白质食物),而十二指肠则是完成化学性消化(食糜经胰液、胆汁处理完成蛋白质、淀粉食物的完全消化和脂肪食物乳化后的完全消化)和部分营养物质吸收。

(三)胃的运输功能

把食物从胃送到小肠的过程称为胃的排空,是胃正常运输功能的体现,通常需4~6h。该过程是在幽门前-十二指肠复合体协调下完成的,其间牵涉胃的三个部位,即胃底、胃窦和幽门。以往认为幽门及其括约肌是控制胃排空及十二指肠内容物反流的主要因素,事实上,幽门本身的作用有限,而是靠幽门与胃窦及十二指肠第一部分共同形成一个压力梯度,促使胃排空。其中,胃窦对食物进行磨碎、加工,胃底则是待加工食物在排空前的储存处。十二指肠不单是胃排空的接收器,也对胃的排空有生理调节作用。目前认为,十二指肠肠壁上具有对酸、脂肪及渗透压不同食物敏感的感受装置,并对食物的直接刺激产生反应,而引起中和胃酸、延缓胃的排空、释放激素等。这一过程是在幽门括约肌的参与下实现的,后者对限制胃排空、防止十二指肠逆流起重要作用。当酸性胃内容物送至幽门窦时能引起幽门收缩关闭,而当该酸性内容物被幽门及十二指肠分泌的碱性分泌液中和后,幽门便重新扩张,将食物向前推进。其中,胃对液体和固体食物的排空机制略有不同,前者取决于幽门两侧胃和十二指肠内的压力差,而后者必须经胃窦加工、磨碎至直径2mm以下,并经胃的初步消化转变成液态食糜后才能被送到十二指肠。在胃排空过程中,胃窦的功能主要受迷走神经支配,迷走神经可刺激胃窦平滑肌引起主动收缩,因此迷走神经切断术会导致胃排空障碍,必须附加引流术。此外,由于炎症、手术损伤影响到胃窦功能使其失调时,也将进一步影响胃的排空。调节胃排空的因素除迷走神经外,一些胃肠激素如神经肽Y、脑内的CCK,以及局部因素如胃的延伸受体、远端肠道刺激等均会不同程度地抑制胃排空。

(四)胃的黏膜屏障

胃黏膜上皮细胞顶部的细胞膜与邻近细胞间紧密连接,对于防止胃腔内的H+逆向扩散入黏膜和Na+从黏膜内向胃腔的扩散起生理性屏障作用,称为胃黏膜屏障。

早在20世纪50年代,Hollander便提出双重屏障学说,认为位于胃黏膜上皮表面的黏液层,即目前所知道的黏液HCO-3屏障是胃的第一道防御屏障,而黏膜上皮对各种机械及化学刺激的抵御能力构成第二道保护性屏障。此外,胃黏膜下的毛细血管网除充分供给黏膜细胞营养物质和氧以外,还可带走组织中的H+,并向黏膜表面细胞运送HCO-3,因此黏膜血流对于保护黏膜免于遭受腔内胃酸的损伤具有重要的作用,被认为是胃黏膜的第三道屏障。