Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Edition

1. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.

2. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
65章 消化管内の分泌機能
UNIT XII.
胃腸の生理学

3. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
二つの主要な機能を持つ
1. 口から回腸端末に到るまで,ほとんどの部分で消
化酵素が分泌される.
2. 口から肛門に到るまで粘液腺が存在し,滑剤とし
ての粘液を分泌し,全ての消化管を保護している.
多くの消化分泌液は,管内の食物に反応して
分泌され,各区分で,適切な消化に必要な量が
分泌される.
存在する食物によって,酵素のタイプや,分泌物
構成物質は異なる.
消化管の分泌腺

4. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
消化管分泌の全般的な原則

5. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 粘液細胞
単一細胞の粘液腺
goblet cell杯細胞とも呼ばれる.
上皮の局所的刺激により機能.
粘液を,直接粘膜上皮表面に押しだし,滑剤として機能
すると同時に,表面を擦過傷や消化から保護する機能
を有する.
2. pit穴
上皮が粘膜下層まで嵌入して出来る凹みで,分泌腺を
含む.
小腸では,crypts of LieberkÜhnリーベルキューン濾
胞
消化管の腺の型

6. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腺細胞の典型的構造
網細血管
神経
線維 小胞体
Golgi
装置
分泌
酵素原
顆粒
リボゾーム
ミトコンドリア
基底膜

7. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃酸分泌腺 oxyntic gland
胃小窩
粘液層
表面
上皮
胃腺頸部
粘液細胞
胃酸分泌
細胞
(壁細胞)
消化細胞
(主細胞)
ECL細胞
ECL, Enterochromaffin-like cells

8. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
3. 管状腺tubular gland
胃,上部十二指腸
胃内では, 酸とpepsinogenを分泌(胃酸分泌
腺,acid gland,oxyntic gland)
4. いくつかの複雑な腺
唾液腺
膵臓
肝臓
消化管の外に位置しているため,他の消化管の腺と異な
り,分泌腺細胞に裏打ちされた数百万の腺胞acinusを含
み,腺胞は,最終的に消化管に注ぐ管に分泌液を分泌.
消化管の腺の型

9. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
顎下唾液腺による唾液の産生,分泌
一次分泌:
1. Ptyalin
2. 粘液
3. 細胞外液
Na+ 能動吸着
Cl- 受動吸着
K+ 能動分泌
HCO3
- 分泌
唾液

10. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食物と粘膜との接触が,腸管神経系を活性化して
分泌を刺激.
胃腸管のあるセグメントに食物が存在すると,その周辺
の腺が刺激されて中等量から大量の消化液が分泌さ
れる.
この局所効果のうち,粘液細胞からの粘液分泌は,食
物と表面にある腺細胞との直接接触刺激による.
局所の上皮細胞の刺激は,腸管神経系も活性化する.
1. 接触刺激
2. 化学刺激
3. 腸管壁の膨張
消化腺を刺激する基本的機構

11. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
副交感神経系の刺激が,消化管の腺分泌速度を
増す.
消化管に対する副交感神経系の刺激により,常に消化
液の分泌は増える.
この分泌速度の上昇は,上部(舌咽神経および迷走神
経支配域)で特に顕著.唾液腺,食道腺,胃腺,膵臓,十
二指腸のBrunner腺など.
骨盤副交感神経に支配される大腸の後半でも,同様に
刺激を受ける.
残りの小腸,大腸の初めの2/3部分は,主に区分毎
に,局所神経系およびホルモン刺激に反応して分
泌が増加.
自律神経系の刺激による分泌

12. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
交感神経系の刺激は,消化管に二面性の効果
を及ぼす
1. 交感神経刺激そのものは,わずかに分泌を増加
2. 副交感神経や内分泌刺激により,すでに大量の分
泌が起きている場合,重複する交感神経刺激は,
血管収縮による血液供給減少から,分泌を,時に
著明に減少させる.
自律神経系の刺激による分泌

13. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃と腸は,いくつかの異なる胃腸ホルモンによる
分泌量,分泌成分の調節を受けている.
消化管内の食物の存在に反応して,胃腸粘膜から
ホルモンが分泌され,そのホルモンは,血管内に吸収
され分泌腺に移送され,分泌を刺激.
このタイプの刺激は,胃や十二指腸に食物が入った
時に,胃液,膵液の分泌量を増加する際に,ひときわ
有用.
化学的には,ポリペプチドないしポリペプチド由来の
ホルモン.
ホルモンによる分泌調節

14. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 分泌液生成に必要な栄養物質が,毛細血管
から拡散ないし能動輸送により腺細胞の基部
に移送される必要がある.
2. 腺細胞の内側にある多数のミトコンドリア
が,ATP生成のために酸化エネルギーを利用.
3. 栄養基質とATPのエネルギーにより,有機分泌
物質を合成;この合成は,ほぼ完全に小胞
体,Golgi体内で行われる.小胞体に付着する
ribosomeは,蛋白合成の任を有する.
腺細胞の分泌の基本的機構

15. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
4. 分泌液は,小胞体の管を通り,約20分でGolgi体の小胞に
移動.
5. 分泌液は,Golgi体内で修飾,付加,濃縮され分泌胞の形で
細胞形質内に放出され,分泌細胞の先端付近に貯蔵され
る.
6. これらの小胞は,神経ないしホルモン制御信号により,小胞
内容を細胞表面から押し出すexocytosisまで貯蔵される.
I. ホルモンが,受容体に結合
II. 細胞信号機構の一つを介して,細胞膜のCa2+に対する透
過性を促進.
III. Ca2+が細胞内に流入し,多くの小胞が,先端の細胞膜と
癒合.
IV. 先端の細胞膜が破れ, 開放されることにより,小胞内容が
外に流出.
腺細胞の分泌の基本的機構

16. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腺細胞の典型的構造
網細血管
神経
線維 小胞体
Golgi
装置
分泌
酵素原
顆粒
リボゾーム
ミトコンドリア
基底膜

17. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腺分泌では,有機物質と共に水,電解質を十分
に分泌する必要がある.
唾液腺による分泌は,神経刺激により腺細胞から
多量の水と塩分が分泌される例で,細胞の分泌部
位で有機物質の洗浄も行っている.
いくつかの腺細胞の細胞膜に作用するホルモンも,
神経刺激と同様の分泌効果を引き起こす.
水分,電解質の分泌

18. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
粘液mucusは,濃い,分泌液で主に,水,電解質
および大きな多糖類とずっと少量の蛋白質とか
ら成るいくつかの糖タンパク質
polysaccharideで構成されている.
粘液は,消化管の場所により若干異なるが,全
ての部位で優れた潤滑剤,消化管壁の防御作
用という重要な特徴を有する.
粘液の潤滑,防御作用

19. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 粘着性を有し,食物その他に強く粘着し,その表面上を
薄いフィルム状に拡がる.
2. 腸管壁を覆う厚い物質を有し,多くの食物粒子と粘膜
が直接接触するのを防止.
3. 滑り抵抗が少なく,粒子は,上皮に沿って容易に滑走が
可能
4. 糞塊を,互いに付着させることにより,蠕動で排出される.
5. 消化酵素による消化に強い抵抗を有する.
6. 粘液の糖タンパクは,両性amphoteric propertyを有
し,酸,アルカリの両方を緩衝することが可能;粘液によっ
ては,中等量のHCO3
-を含み,酸を特異的に中和できる.
粘液の潤滑,防御作用

20. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
唾液の分泌

21. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
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基本的な唾液分泌腺
 耳下腺 ほぼ完全に漿液
 顎下腺 漿液,粘液両方
 舌下腺 漿液,粘液両方
 頬腺 粘液のみ
分泌量
 800-1500mL/日(平均1000mL/日)
漿液
 ptyalin(α-amylase) 澱粉消化酵素
粘液
 mucin 潤滑,表面保護
pH 6.0-7.0 ptyalinの消化作用上好ましい範囲
唾液は,漿液,粘液を含む

22. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
分泌液 日量(mL) pH
唾液 1000 6.0-7.0
胃液 1500 1.0-3.5
膵液 1000 8.0-8.3
胆汁 1000 7.8
小腸 1800 7.5-8.0
Brunner腺分泌 200 8.0-8.9
大腸分泌 200 7.5-8.0
合計 6700
消化管分泌液の日量

23. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
K+,HCO3
-は,大量に含有
Na+,Cl-は,血漿の数分の一
唾液内のイオン

24. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
顎下唾液腺による唾液の産生,分泌
一次分泌:acini腺房
1. Ptyalin
2. 粘液
3. 細胞外液
Na+ 能動吸着
Cl- 受動吸着
K+ 能動分泌
HCO3
- 分泌
唾液
♣ 唾液は,K+,HCO3
-を大量に含
み,Na+,Cl-は血漿の数分の一
しか含まない.
♣ 顎下腺は,典型的な複合腺で
acini腺胞とsalivary duct唾
液腺管を含む.
salivary duct
唾液腺管

25. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
顎下唾液腺による唾液の産生,分泌
一次分泌:
1. Ptyalin
2. 粘液
3. 細胞外液
Na+ 能動吸着
Cl- 受動吸着
K+ 能動分泌
HCO3
- 分泌
唾液
♣ 唾液分泌は,二段階操作
1. acini腺胞
ptyalin and/or
mucinとECF液を分泌
2. salivary duct唾液腺管
① Na+が能動的に吸着さ
れ,K+が能動的に分泌さ
れる.Na+の吸着がK+の
分泌より過剰となり,管内
の電位は-70mVの負と
る.結果としてCl-が,受動
的に再吸収され,低濃度と
なる.
一次分泌:acini腺房
salivary duct
唾液腺管

26. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
顎下唾液腺による唾液の産生,分泌
一次分泌:
1. Ptyalin
2. 粘液
3. 細胞外液
Na+ 能動吸着
Cl- 受動吸着
K+ 能動分泌
HCO3
- 分泌
唾液
2. salivary duct唾液腺管
② HCO3
-が,管の上皮細胞
から管腔に分泌される.
(一部は,Cl-とHCO3
-が受
動的に交換.一部
は,HCO3
-の能動的分泌
による)
♣ 最終的に安静時は,唾液内
のNa+,Cl-は約15mEq/L(血
漿の1/7～1/10),K+は
30mEq/L(血漿の7
倍),HCO3
-は,50-
70mEq/L(血漿の2,3倍)
一次分泌:acini腺房
salivary duct
唾液腺管

27. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
顎下唾液腺による唾液の産生,分泌
最大唾液分泌時
aciniによる一時分泌速度は,20倍にまで増加
この分泌液が,salivary duct唾液腺管内を流れる
速度が,非常に速いために,管内での分泌液の修飾
は,非常に低下する.
大量に唾液が分泌されるときには,Na+,Cl-の濃度
は血漿の約1/2～1/3程度となり,K+は血漿のわず
か4倍程度にしか上がらない.

28. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
基本的な覚醒状態では,ほぼ完全に粘液型の
唾液が,0.5mL/分分泌されている.
睡眠中は,わずかしか分泌されない.
この分泌が,健常な口腔組織の維持の上で重
要な役割.
口は,組織を容易に破壊し,歯のカリエスの原因
となる病原菌を負う
唾液が,悪化過程を予防している.
唾液の口腔衛生機能

29. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 唾液の流れが,病原菌の洗浄に有用
2. 唾液が,殺菌の因子を含む
 thiocyanate ions
 蛋白分解酵素 Lysozyme
a. 菌を攻撃
b. thiocyanateイオンが,菌体内に入り殺菌作用を発
揮するのを補助
c. 食物を消化し,菌の代謝面の支持を除く
3. 歯のカリエスなどの原因となる口腔内細菌を破
壊する抗体を相当量含む.
唾液がないと,口腔組織は潰瘍形成をきたすか感
染し,歯のカリエスがはびこる可能性がある.
唾液の口腔衛生機能

30. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
唾液分泌の神経調節
上,下唾液核
孤束 顎下
神経節
顎下腺
舌下腺
耳下腺
耳神経節
舌咽神経
味覚刺激
舌
鼓索神経
顔面
神経
♣ 唾液核は,ほぼ延髄と橋
の接合部に位置
♣ 舌およぶ口腔,咽頭の味
覚,触覚により刺激を受け
る.
♣ 多くの味覚,特に酸などに
よる酸味刺激は,大量の
唾液分泌を刺激する.
 基礎分泌量の8~20
倍
♣ 口腔内の平滑な物体は,
著明な唾液分泌をもたら
すが,粗な物体は唾液分
泌を抑制する.

31. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
唾液分泌の神経調節
中枢神経系の,より高位から唾液核への刺激,抑制
 人が,好みの食物の臭いを嗅いだり,食べたりした場合,嫌いな食
物を食したり,臭いを嗅いだりした場合より,唾液分泌は多くなる.
 脳の食欲中枢領域が,こうした調節の一部を担っているが,場所
的には前視床下部の副交感神経中枢に近接していて,機能的に
はかなりの部分,大脳皮質の味覚,臭い領域あるは扁桃
amygdalaからの信号に反応している.
胃や上部小腸からの反射に反応して唾液分泌が行われる.
 刺激的な食物を嚥下した場合.
 胃腸の異常状態で,悪心を自覚した場合.
 唾液を飲み込むことにより,刺激物を希釈,中和することにより刺激
因子を取り除く.

32. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
唾液分泌の神経調節
交感神経刺激
副交感神経刺激ほどではないが,わずかに唾液分
泌を増加
交感神経刺激により産生された唾液は,より濃い.
交感神経は,上頚部交感神経節に端を発し,血管
の表面に沿って,唾液腺に到る.

33. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
唾液分泌には,血液からの栄養補給が必要.
副交感神経信号
唾液を大量に分泌
血管を中等度に拡張
唾液分泌が,直接血管拡張
分泌細胞が必要とする栄養を分泌腺に提供
α2-globulinを開裂して,強力な血管拡張物
質bradykininを形成するkallilreinが,刺激を
受けた唾液細胞から分泌されて,血管が拡張
唾液腺への血流支配

34. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
完全に粘液分泌で,嚥下を促進する潤滑目的
食道の主体部分は,多くの単純粘液腺で裏打ちさ
れている.
食道入口部,胃側端には,多くの複合粘液腺も認
められる.
入口部の複合粘液腺から分泌される粘液は,新たに食
道に入ってくる食物による,食道粘膜の擦過傷を防ぐ.
食道胃接合部付近の複合粘液腺は,胃から下部食道
に逆流する酸性胃液による消化から食道壁を防御.
この防御機構があっても,食道の胃側端では,ときに消
化性潰瘍がおこる.
食道の分泌

35. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃の分泌
•
•

36. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃酸分泌腺 oxyntic gland
胃小窩
粘液層
表面
上皮
胃腺頸部
粘液細胞
胃酸分泌
細胞
(壁細胞)
消化細胞
(主細胞)
ECL細胞
ECL, Enterochromaffin-like cells
1. 胃腺頚部粘液細胞;主に粘液
を分泌.
2. 消化細胞(主細胞);大量の
pepsinogenを分泌
3. 壁細胞(胃酸分泌細胞);HClと
内因性因子を分泌.
histamineを分泌する
enterochormaffin-like(ECL)
cell腸クロム親和細胞を含むい
くつかの追加的な細胞を含む.

37. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
壁細胞parietal cellが,刺激を受けると,約
160mmoL/LのHClを含む酸性溶液を分泌す
る.
ほぼ体液と等張
pH 約0.8(動脈血H+濃度の約3百万倍)
H+を,この濃度に濃縮するためには,胃液1Lあたり
1500calのエネルギーを要する.
H+が分泌されると同時に,HCO3
-が血中に拡散する
ため,胃静脈血は胃が酸を分泌している間は,動脈
血のpHより高い値になる.
塩酸分泌の基本メカニズム

38. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃酸分泌細胞内の小管の解剖図
胃腺頸部
粘液細胞
胃酸分泌細
胞
(壁細胞)
小管
canaliculi
分泌
♣ 塩酸は,小管内の絨毛に
似た突起部分から分泌さ
れ,分泌端に移動する.

39. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
塩酸分泌の仮説
主たる駆動力は,H+-K+ATPase
間質液 小管腔
canaliculi
壁細胞
(浸透作用)
1. 壁細胞内の水が,細
胞質内でH+とOH-に解
離.そのH+は能動的に
小菅に出て,K+が交換
で入る.この能動的交
換過程は,H+-K+
ATPaseポンプにより
触媒される.基底外側
(細胞外)側にあるNa+-
K+ATPaseにより細胞
内に移送されたK+は小
管腔に漏れ出る傾向に
あるが, H+-K+ATPase
ポンプにより細胞内に
戻される.

40. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
塩酸分泌の仮説
主たる駆動力は,H+-K+ATPase
間質液 小管腔
canaliculi
壁細胞
(浸透作用)
1. Na+-K+ATPaseによ
り細胞内Na+濃度が低
く保たれ,小管腔からの
Na+再吸収に貢献.
小管腔のK+,Na+の多
くは細胞内に再吸収さ
れ, 小菅腔内ではH+が
それに取って代わる.

41. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
塩酸分泌の仮説
主たる駆動力は,H+-K+ATPase
間質液 小管腔
canaliculi
壁細胞
(浸透作用)
2. H+-K+ATPaseによる
H+の汲み出しにより細
胞内のOH-が蓄積
し,CO2と反応して
HCO3
-を形成.この反
応は,炭酸脱水酵素に
より触媒される.生成さ
れたHCO3
-は,基底外
側膜で,Cl-との交換で
間質液にでる.細胞内
に入ったCl-は,Clチャン
ネルから分泌されて小
管腔にいたり,HCl溶液
を生成.HClは,小管腔
の開口部から腺の内
腔に分泌される.

42. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
塩酸分泌の仮説
主たる駆動力は,H+-K+ATPase
間質液 小管腔
canaliculi
壁細胞
(浸透作用)
3. 小管腔には,余分な
ionが分泌されるため,
浸透により水が小管腔
に流入.
♣ 小管腔からの最終的
分泌液には,
 水
 HCl 150-
160mEq/L
 KCl 15mEq/L
 NaCl少量
が含まれる.

43. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃液のpH1.0-3.5を達成するためには,分泌さ
れた酸が,粘膜に逆戻りする量を最少に留める
必要がある.
アルカリ性粘液の生成による胃の障壁
上皮細胞間のtight junction
過剰なaspirinやalcoholでこれらの障壁が破
壊されると,胃粘膜障害を起こす.
塩酸分泌

44. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Acetylcholine;副交感神経系の刺激により
分泌され,酵素源細胞(消化細胞)からの
pepsinogenの分泌,壁細胞によるHCl分泌,
粘液細胞による粘液の分泌を刺激.
gastrinおよびhistamine;壁細胞からのHCl
分泌を強く刺激するが,他の細胞に対する影響
はほとんど無い.
胃液分泌刺激

45. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃腺の消化細胞,粘液細胞からは,いくつかの異な
るタイプのpepsinogenが分泌される.
何れも,基本的な機能は同様.
分泌されたばかりのpepsinogenは,消化活性を
有さない.
pepsinogenが,塩酸と接触すると,即座に活性型
pepsinに賦活化される.
この過程で,分子量42,500のpepsinogen分子
は,分子量約35,000のpepsinに乖離する.
pepsinは,強い酸性液(理想的pH1.8-3.5)内で,
活性型蛋白分解酵素として機能するが,pH5以上
では,蛋白分解酵素活性がほとんど無くなる.
pepsinogenの分泌,賦活化

46. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
内性因子intrinsic factor:
空腸におけるVit.B12吸収に必須
HClの分泌に伴い壁細胞から分泌される.
酸を分泌する胃の壁細胞が破壊される(慢性胃炎
の患者に起こりがち)と,achlorhydria塩酸欠乏症
(無酸症,無遊離塩酸症)となるが,しばしば骨髄に
対するVit.B12刺激の欠損からRBCの成熟障害を
来たし,pernicious anemia悪性貧血を発症する.
壁細胞による内性因子の分泌

47. 33 Red Blood Cells, Anemia, and Polycythemia 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
RBCは,間断なく補充する必要があり,骨髄の赤血球生
成の為の細胞erythropoietic cellは,体内で最も速く
成熟,再生する細胞
 個人の栄養状態が,成熟,生成速度に影響.
Vit.B12と葉酸
 thymidine triphosphate(DNA組み立てに必須のブロッ
ク)の形成に必要
 いずれかの欠損は,核の成熟,細胞分裂不全を起こす.
 赤芽球は,これらのビタミン不足から,迅速に増殖できず,正
常より大きなmacrocyte大赤血球を生じる.
 macrocyte
薄弱な膜,不規則で,大きな卵形
正常に酸素を運搬できる
短命で正常の1/2~1/3の寿命.
RBCsの成熟

48. 33 Red Blood Cells, Anemia, and Polycythemia 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
悪性貧血pernicious anemia
胃腸からのVit.B12吸収障害によるRBC成熟不全.
胃粘膜の萎縮による,分泌不全
胃の腺細胞である壁細胞parietal cellが
glycoprotein 内性因子intrinsic factorを分泌.
内性因子が,食物中のVit.B12と結合して消化管か
らのVit.B12吸収を可能にする
Vit.B12吸収障害による貧血

49. 33 Red Blood Cells, Anemia, and Polycythemia 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
内性因子とVit.B12の結合
1. 内性因子とVit.B12が強く結合することにより, Vit.B12が
消化管分泌液により消化されるのを防止.
2. 内性因子は,Vit.B12と結合したまま,回腸粘膜の刷子縁膜
の特異的受容体に結合.
3. Vit.B12と内性因子は,pinocytosisにより,結合後の数時
間で血中に移送される.
 Vit.B12の貯蔵
 肝臓で大量に貯蔵され,骨髄の需要に応じて少しずつ分泌.
 RBC成熟に必要なVit.B12は,1~3μg/日.
 肝その他で貯蔵されているVit.B12は,その約1000倍
 貧血に至るには, 3-4年のVit.B12吸収不全期間を要する
Vit.B12吸収障害による貧血

50. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
幽門腺pyloric gland
構造的には,酸分泌腺と類似しているが,消化細胞
は少なく,ほとんど壁細胞は無い.
酸分泌細胞の頚部粘液細胞と同一の粘液細胞が
ほとんど.
少量のpepsinogenと,大量の薄い粘液を分泌し
食物移動の潤滑補助,消化酵素による消化か胃壁
を防御.
gastrinも分泌
幽門腺による粘液,gastrin分泌

51. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃腺の合間の胃粘膜は,全て表面粘液細胞
surface mucous cellsと呼ばれる連続した,特
別なタイプの粘液細胞の層に覆われている.
大量の粘稠な粘液を分泌して,胃粘膜を覆う.
厚さ1mm以上の粘液のGel層を形成し,胃壁防御の
外皮を形成
食物移動の滑剤.
alkaline性なので,酸性,蛋白分解性胃液に胃壁が直
接暴露されることが無い.
食物との接触,粘膜の刺激が表面粘液細胞を直接刺
激し,さらなる濃いアルカリ性の粘稠な粘液の分泌を促
す.
表面粘液細胞

52. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
表面粘液細胞
Kierszenbaum AL et al. Histology and cell Biology : An Introduction to Pathology 5th Edition

53. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 酸分泌腺oxyntic glandの壁細胞parietal cellが,HClを分泌する唯一の
細胞
 壁細胞から分泌される液のpHは,0.8という低さ
 この酸の分泌は,内分泌,神経信号の両方により持続的に制御されてい
る.
 壁細胞は,enterochromaffin-like cells(ECL cells)腸クロム親和細
胞と協調して作用.
 ECL細胞の主作用は,histamine分泌.
 ECL細胞は,酸分泌腺の凹みの深いところに位置してhistamineを分泌するた
め,ヒスタミンは壁細胞と直接接する.
 壁細胞によるHClの産生,分泌はECL細胞によるhistamine分泌量と
直接関係.
 ECL細胞は,ホルモンgastrinによってhistamine分泌の刺激を受ける.
 gastrinは,消化される食物内の蛋白に反応してantrum付近の胃粘膜から分
泌される.
 ECL細胞は,胃壁の神経系の刺激も受ける.
胃酸分泌の刺激

54. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
gastrin
胃の遠位端にある幽門腺内にあるgastrin cell(G
cell)から分泌
大きなpolypeptideで,二つの型で分泌される.
G-34
–34種類のアミノ酸からなる
G-17
–17種類のアミノ酸からなる.
何れの型も重要だが,G-17の方が豊富.
gastrinによる酸分泌刺激

55. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
蛋白を含む食物が,胃のantrum付近に到達す
ると,幽門腺にあるgastrin cellを刺激
し,gastrinを血中に放出し,そのgastrinは,胃
のECL細胞に移送される.
胃液の強力な攪拌は,胃体部でgastrinを急
速にECL細胞に送り,oxyntic gland酸分泌
腺の深部でhistamineを直接放出.
histamineは,胃酸分泌を速やかに刺激.
gastrinによる酸分泌刺激

56. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
pepsinogen分泌の刺激は,二つのタイプの信号
に反応して起こる.
1. 迷走神経ないし胃腸神経系からのAch.の放出.
2. 胃内の酸.
酸が直接消化細胞を刺激する事は無く,本来の消化
細胞に対する神経信号を支持する付加的な腸管神経
反射を誘発する.
蛋白を消化する酵素pepsinの前駆物質である
pepsinogenの分泌速度は,胃内の酸の量の影
響を強く受ける.
通常量の酸を分泌出来なくなった人では,消化細胞が
正常に見えても,pepsinogenの分泌が減少する.
pepsinogen分泌の調節

57. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胃液分泌の段階
延髄迷走神経中枢
求心線維 迷走
神経幹
局所
神経叢
迷走神経を介した頭相
副交感神経による
pepsin,酸産生刺激
循環系
分泌
線維 胃相:
1,局所神経分泌反射
2,迷走神経反射
3,Gastrin-
histamine刺激
腸管相:
1,神経メカニズム
2,ホルモンメカニズム
小腸
食物

58. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食物が胃に入る以前から始まる.
視覚,嗅覚,思考,食物の味,食欲が強いほど刺
激は強まる.
頭相を誘発する神経原性信号の源は,大脳皮
質,扁桃の食欲中枢,視床下部に存在.
信号は,迷走神経の背側運動神経核を介し,そ
こから迷走神経を通って胃に伝達される.
頭相の分泌量は,食事関連の胃液分泌の約
30%を占める.
胃液分泌の頭相cephalic phase

59. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食物が胃に入ることにより,以下の刺激がおこる.
1. 胃から脳,脳から胃にもどるvagovagal reflex迷
走神経反射
2. 局所腸管反射
3. gastrin機構
何れも,胃内に食物か留まる数時間の間,胃液
の分泌を引き起こす.
胃相は,食事に関わる胃液分泌量の約60%に
相当→一日の総胃液分泌量約1500mLの大
部分に相当
胃液分泌の胃相gastric phase

60. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
小腸の上位,特に十二指腸に食物が存在する
間,持続的に少量の胃液分泌が行われる.
一部は,十二指腸粘膜から分泌される少量の
gastrinによる.
食事に関する胃液分泌の約10%を占める.
胃液分泌の腸管相intestinal phase

61. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腸管内のchymeの存在は,腸相初期には胃液分
泌を刺激するが,その他の時期では,逆説的に胃液
分泌を抑制する.その二つの要因は,
1. 小腸内の食物の存在が,逆腸胃反射reverse
enterogastric reflexを誘発.反射は,筋層間神経叢
と外因性の交感神経,迷走神経を介して,胃の分泌を
抑制.
a. 小腸の膨張
b. 小腸上部の酸の存在
c. 蛋白分解産物の存在
d. 粘膜の刺激
この反射は,小腸が充満している際に,胃内容排出を減
速する複雑な仕組みの一部分.
胃液分泌の抑制

62. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腸管内のchymeの存在は,腸相初期には胃液分
泌を刺激するが,その他の時期では,逆説的に胃液
分泌を抑制する.その二つの要因は,
2. 上部小腸内の酸,脂肪,蛋白分解産物,高浸透圧な
いし低浸透圧液,あるいは何らかの刺激因子の存在
は,以下の腸ホルモンを放出し,胃分泌を抑制する.
 secretin:膵分泌に重要だが,胃の分泌は抑制
 glucose-dependent insulinotropic
peptide(gastric inhibitory peptide)
 vasoactive intestinal polypeptide
 somatostatin
胃液分泌の抑制

63. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腸の因子の目的
腸がすでに充満しているか,過活動状態の時に,胃
からのchymeの排出を減速すること
腸胃抑制反射と抑制性ホルモンは,分泌抑制と共
に,胃の運動性を抑制する.
胃液分泌抑制

64. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
消化管の何れの場所でもほとんどあるいは全く消
化活動が行われていない”interdigestive
period 食間”でも,胃は数mL/hrの胃液を分泌し
ている.
分泌液はほぼ完全に非酸分泌型で,主に粘液,および
少量のpepsinを含み酸は含まない.
情緒刺激が,食間の胃分泌(高度に消化性,酸性)
を刺激して50mL/hrかそれ以上に増やす可能性が
ある.
ほぼ,食事開始時の胃酸分泌の頭相の場合と同様.
この情緒刺激による胃酸分泌増加は,消化性潰瘍発
症に関係している可能性がある.
食間の胃液分泌

65. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
gastrin;M.W. 2000
cholecystokinin(CCK);M.W.4200
secretin;M.W. 3400
何れも大きなポリペプチドで,gastrinとCCKの分
子鎖の端末の5つのアミノ酸は共通.
gastrinの機能的活性は,端末4アミノ酸にあ
り,CCKの活性は端末8アミノ酸に存在.secretin
分子の場合は,全てのアミノ酸が必須.
合成gastrinであるpentagastrinは,自然
gastrinの端末4アミノ酸+alanineで構成され,生
理学的作用は,自然gastrinと全く同様.
gastrinその他の化学成分

66. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵液分泌

67. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
小腸上部のchymeの存在に反応して大量に
分泌される.
分泌される膵液の特徴は,cyhme内の食物の
タイプにより決まる.
膵臓は,insulinも分泌するが,膵液が消化管
内に分泌されるのと違い,insulinは
Langerhans島から血管内に直接分泌される
膵液 pancreatic juice

68. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
蛋白,炭水化物,脂質の三大栄養素を消化するた
めの複数の酵素を分泌
chymeに含まれる胃酸を中和するための大量の
HCO3
-を含む.
蛋白消化酵素
 trypsin,chymotrypsin,carboxypolypeptidase
 trypsinがもっとも豊富
 trypsin,chymotrypsinは,蛋白を様々なサイズの
peptideに分解するが,アミノ酸にまでは分解しない.
 carbocypolypeptidaseは,いくつかのpeptideをアミノ
酸まで分解.
膵消化酵素

69. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
炭水化物消化酵素
pancreatic amylase
澱粉,グリコーゲン,celluloseを除くその他の炭水化物
を加水分解し,多くの二糖類,多少の三糖類にまで消化.
脂質消化酵素
1. pancreatic lipase:中性脂肪を脂肪酸と
monoglycerideに水解
2. cholesterol esterase:cholesterol esterを水解
3. phospholipase:phospholipidから脂肪酸に分解
膵消化酵素

70. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵細胞内で最初に合成される蛋白分解酵素は,
当初,酵素的には不活性型
trypsinogen,chymotrypsinogen,
procarboxypolypeptidase
 何れも,消化管内に分泌されて初めて活性化され
る.
 trypsinogenは,enterokinaseにより活性化
 trypsinogenは,すでに活性化されたtrypsinによる
自触反応autocatalysisでも活性化をうける.
 chymotrypsinogenは,trypsinによって活性化され
chymotrypsinを形成.
 procaarboxypolypeptidaseも同様.
蛋白消化酵素の活性化

71. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
trypsinが,消化管内に分泌されるまでは,膵臓を
消化しないように,非活性状態にしておくことが重
要.
膵臓の腺胞acini内に蛋白分解酵素を分泌する
細胞そのものが,同時にtrypsin inhibitorと呼ば
れる物質を分泌する.
腺細胞の細胞質で生成
分泌細胞,腺胞,膵管内のtrypsinの活性化を阻止
trypsinは,他の膵蛋白分解酵素の活性化も担うため,
それらの活性化防止にもつながる.
trypsin inhibitorが膵臓消化を防止

72. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵臓が著しく障害されるか,膵管が閉塞された
場合.
大量の膵液が,障害を受けた膵臓に貯留.
trypsin inhibitorの効果が圧倒される.
膵液は,急速に活性化を受け,数時間以内に膵臓
全体を文字通り消化し,急性膵炎と呼ばれる状態
を発症.
循環系のショックを伴い,時に致命的となる.死に至
らずとも,しばしば生涯,膵臓不全に陥る.
膵臓障害時

73. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵液内の酵素は,完全に膵臓腺の腺胞から分
泌されるが,膵液の他の二つの重要な成分,水
とHCO3
-は,腺胞に連なる大小の導管の上皮
細胞から分泌される.
膵臓が,大量の膵液を分泌するように刺激を受
けると,HCO3
-濃度は145mWq/L(血漿の約5
倍)にもなり,胃から十二指腸に排出された酸の
中和に必要なalkaliを供する.
重炭酸イオンの分泌

74. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
重炭酸Na分泌のメカニズム
間質液 管腔
膵管細胞
1. 血管内から膵管細胞
内にCO2が拡散し,炭
酸脱水酵素の
下,HCO3
-とH+とに解
離.HCO3
-は,基底外
側膜でNa+との共輸送
を受けることでも細胞
内に流入.HCO3
-は,膵
管との境界部で二次
的能動輸送によりCl-
との交換で膵管腔に
到る.Cl-は,特別なCl-
チャンネルから管腔に
戻る.

75. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
重炭酸Na分泌のメカニズム
間質液 管腔
膵管細胞
2. 炭酸の解離でできた
H+は,基底外側膜の
二次的能動輸送によ
りNa+と交換される.
さらにNa+は,基底外側
膜の共輸送により
HCO3
-と共に細胞内に
入る.Na+は,その後管
腔内に移動.管腔内の
電位が負のため,細胞
間の接着結合の間隙
から管腔に引っ張られ
る.

76. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
重炭酸Na分泌のメカニズム
間質液 管腔
膵管細胞
3. 血中からNa+,HCO3
-
が膵管腔内に移動す
るため,浸透圧較差を
生じ,管腔内への水の
浸透を起こし,ほぼ完
全に等張な重炭酸溶
液が完成する.

77. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵液分泌を起こす基本的な刺激
1. acethlcholine:迷走神経端末,および腸管
神経系のコリン作働性神経から分泌
2. cholecystokinin(CCK):食物が,小腸に入っ
たときに十二指腸,空腸粘膜から分泌
3. secretin:小腸に高度に酸性の食物が入った
時に十二指腸,空腸粘膜から分泌
1,2は消化酵素の分泌を刺激.3は,重炭酸Na
の分泌を刺激.
膵液分泌の調節

78. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
全ての異なる分泌刺激が同時に起きた場合,
個々の刺激が別々に起きた場合の分泌液量
の合計よりは,はるかに多量の分泌が生じる.
各々の刺激はお互いに,”相乗的”,”相加的”
膵液分泌は,基本刺激が単独で起こすのでは
無く,複数の基本刺激が複合的に起こす効果と
言える.
異なる刺激の複合的効果

79. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
頭相,胃相
頭相の間,胃の分泌を起こす脳からの信号と同じ信号
が,膵臓において迷走神経端末からAch.を放出.
この信号により,膵腺胞内に中等量の酵素の分泌を
起こし,食後の全膵酵素分泌量の約20%に相当する.
酵素と共に分泌される水,電解質の量が少ないため,
直ちに消化管内に到ることは無い.
胃相の間,神経系の酵素分泌刺激により食後の全膵
酵素分泌量の5-10%相当が分泌される.
やはり,同時に分泌される水が少なく,少量の酵素が十
二指腸に届くのみ.
膵液分泌の位相

80. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腸相
chymeが胃から小腸に到ると,secretinに反応し
て,膵液分泌が多量になる.
膵液分泌の位相

81. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
secretin
27個のアミノ酸を含むpolypeptide
M.W. 約3400
十二指腸,空腸の粘膜内のS細胞に,prosecretin
という不活性型で存在.
pH<4.5～5.0のchymeが胃からに十二指腸に入
ると,十二指腸粘膜がsecretinを放出,活性化し,
血液内に吸収される.
secretinが,膵臓に作用して高濃度のHCO3
-(最大
145mEq/L)と低濃度のCl-を含む液を大量に分泌.
secretinが重炭酸イオン分泌を刺激

82. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
十二指腸内容のpHが4.5～5.0以下に低下すると,
小腸粘膜からの分泌が始まる.pHが,3.0まで低下
すると,分泌量は著増.
secretinの分泌増加により,NaHCO3を豊富に含
んだ膵液が大量に分泌され,以下の反応が進行
→HCl+NaHCO3→NaCl+H2CO3
生成された炭酸は,直ちにCO2と水に解離し,CO2は血
中に吸収され肺から呼出され,十二指腸内に中性溶液
が残る.
よって,胃液による十二指腸内の消化作用は阻止され
る.
小腸粘膜は,胃酸の消化作用に耐えられないため,この
防御機構は十二指腸潰瘍発症予防に必須.
secretin分泌が重要な理由

83. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵臓による重炭酸イオンの分泌は,膵消化酵
素に適切なpHを提供する.
膵消化酵素は,ややalkalineか中性の液,pH 7.0
～8.0で最高に機能する.
幸いなことに,分泌されるNaHCO3のpHは平均8.0.
secretin分泌が重要な理由

84. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
上部小腸に食物が存在すると,アミノ酸33個をふく
むpeptide,CCKが十二指腸,上部空腸粘膜のI
細胞から放出される.
このCCK放出は,proteose,peptone(蛋白の部
分的消化産物)と⾧鎖脂肪酸がchymeの中に含
まれると行われる.
CCKは,血中から膵臓に移動し,腺胞細胞からの
膵消化酵素の分泌を起こす.
この効果は,迷走神経刺激効果と同様だが,より顕
著で,食後の膵酵素分泌量の70-80%を占める.
cholecystokinin(CCK)が消化酵素分泌を制御

85. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
十二指腸内のHCl,脂肪,peptoneと
水,NaHCO3,酵素分泌
膵液の分泌速度
水と
NaHCO3
酵素
脂肪

86. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
膵液分泌調節の重要因子
総胆管
胃からの酸が,十二指
腸壁からのsecretinを
分泌;脂質とアミノ酸は
cholecystokininの
放出を促す.
secretinとcholecystokinin
とが血流に吸収される.
迷走神経刺
激により酵素
が腺胞内に
放出される.
迷走神経刺
激により酵素
が腺胞内に
放出される.
secretinが,大量の
膵液と重炭酸イオン
の分泌を引き起こし
cholecystokininが
酵素類の分泌を引き
起こす.
secretinが,大量の
膵液と重炭酸イオン
の分泌を引き起こし
cholecystokininが
酵素類の分泌を引き
起こす.
膵液の分泌量は,約1L/日

87. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
肝臓による胆汁分泌

88. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1. 脂肪の消化,吸収に重要
胆汁酸の二つの機能
i. 食物の大きな脂肪粒を,多数の小さな粒に乳化し,
膵液から分泌されるlipaseが作用しやすくする.
ii. 脂肪の消化産物を腸粘膜から吸収されるのを容
易にする.
2. 血中の老廃物を排泄
bilirubin
cholesterol
胆汁の役割

89. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁は,肝臓から二段階を経て分泌
1. 初めの分泌段階
a. 肝の主要な機能細胞,肝(実質)細胞hepatocyteか
ら分泌.この分泌液には大量の胆汁酸,cholesterol,
その他の有機成分が含まれる.分泌液は,肝細胞間に
端を発する細い毛細胆管 bile canaliculiに分泌さ
れる.
b. 胆汁は,毛細胆管から小葉間中隔interlobular
septumに向けて流れ,終末胆管terminal bile
ductsに注ぎ,最終的には肝管hepatic duct,総胆管
common bile ductに達する.胆汁は,総胆管から直
接十二指腸に注ぐ分と,何分間か数時間,胆嚢管
cystic ductを通って胆嚢gallbladderに迂回する分
とがある.
胆汁系の生理学的解剖

90. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁は,肝臓から二段階を経て分泌
2. 二段階目の分泌液が,当初の胆汁に付加され
る.この第二の分泌液は,胆管を裏打ちする上
皮細胞から分泌されるNa+とHCO3
-からなる
水溶液.
この分泌液で,胆汁の総量が2倍に増加.
第二の分泌は,secretinにより刺激され,膵液の
HCO3
-を付加する,追加的なHCO3
-分泌となる.
胃から十二指腸に入る酸の中和目的.
胆汁系の生理学的解剖

91. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁は,肝細胞から持続的に分泌されるが,その多くは,
十二指腸で必要となるまで胆嚢に貯留されている.
胆嚢の最大容量は,わずか30-60mLに過ぎないのに,胆
汁分泌量12時間分(通常≈450mL)を貯留可能.
∵水,Na,Cl,その他多くの小さな電解質は胆嚢粘膜か
ら持続的に吸収され,胆汁酸塩, cholesterol,
lecithin,bilirubinなどを含む胆汁成分を濃縮している
ため.
 この胆嚢による吸収は,胆嚢上皮を介したNa+の能動輸送と,
それに続く二次的なCl-,水,その他の拡散成分の吸収による.
胆汁は,通常約5倍に濃縮されるが,最大では20倍まで
濃縮可能.
胆嚢は,胆汁を貯留,濃縮

92. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
物質 肝胆汁 胆嚢胆汁
水 97.5g/dL 92g/dL
胆汁酸塩 1.1g/dL 6g/dL
bilirubin 0.04g/dL 0.3g/dL
cholesterol 0.1g/dL 0.3-0.9g/dL
脂肪酸 0.12g/dL 0.3-1.2g/dL
lecithin 0.04g/dL 0.3g/dL
Na+ 145mEq/L 130mEq/L
K+ 5mEq/L 12mEq/L
Ca2+ 5mEq/L 23mEq/L
Cl- 100mEq/L 25mEq/L
HCO3
- 28mEq/L 10mEq/L
胆汁の成分

93. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
食物が,上部消化管で消化され始めると,胆嚢
が収縮し始める.
特に,脂質に富んだ食物が,食後約30分に十二指
腸に到達すると,刺激を受ける.
律動的な,胆嚢収縮と,同時にOddi括約筋の弛緩
最も強力な胆嚢収縮刺激は,CCKによる.
CCKは,膵臓の腺胞細胞からの消化酵素分泌も
刺激
十二指腸粘膜から血中に分泌されるCCKは,十二
指腸内の脂肪に富んだ食材の存在で刺激される.
cholecystokininが胆嚢排出促進

94. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
要約
主に,脂肪性食材に誘発されるCCK刺激に反応し
て,胆嚢に貯留,濃縮された胆汁が十二指腸に排出
される.
食物に,脂質が含まれていなければ,胆嚢の排出は
ほとんど無く,逆に脂肪が相当量存在する場合は,
約１時間で完全に胆嚢内容が排出される.
cholecystokininが胆嚢排出促進

95. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁分泌,胆嚢の貯留と胆汁排出
血液を介した胆汁酸の刺
激が,管実質の分泌を刺激
迷走神経刺激により胆嚢の
弱い収縮を起こす.
血流を介した
分泌が肝管
の分泌を刺
激する.
胆汁は,胆嚢内
に貯蔵され,15
倍に濃縮される.
血流からのcholecystokininにより,
1,胆嚢収縮
2,Oddi括約筋の弛緩

96. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
肝は,胆汁酸塩を約6g/日合成する.
胆汁酸塩の前駆物質がcholesterol
食材中に存在
脂質代謝の過程で,肝臓で合成
cholesterolは,当初cholic acidコール酸ないし
chenodeoxycholic acidケノデオキシコール酸に,ほぼ
同量づつ変換.
この酸が,glycineないし少量はtaurineと結合して
glyco-conjugated bile acids糖抱合型胆汁
酸,tauro-conjugated bile acidsタウロ抱合型胆汁
酸を形成.
この酸のNa塩が胆汁に分泌される.
脂肪消化,吸収における胆汁酸塩の役割

97. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
消化管において,二つの重要な作用を有する.
1. 食物内の脂肪粒子を洗浄.
粒子の表面張力を減らし,消化管の撹拌により脂
肪滴をより小さなサイズに破壊する.
胆汁酸塩の”乳化emulsifying”機能
胆汁酸塩の”洗浄detergent”機能
脂肪消化,吸収における胆汁酸塩の役割

98. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
消化管において,二つの重要な作用を有する.
2. 消化管における以下の吸収を補助
①脂肪酸② monoglyceride
③cholesterol④その他の脂質
胆汁酸塩が,これらの脂質とmicelleミセルと呼ばれ
る複合体を形成.micelleは,胆汁酸塩の荷電によ
りchyme内で,半溶解状態となり腸粘膜に移送さ
れ,そこで血液に吸収される.
胆汁酸塩が,消化管に存在しないと,摂取した脂肪
は便中に失われ,この栄養素の損失のために,しばし
ば代謝障害が発生する.
脂肪消化,吸収における胆汁酸塩の役割

99. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁酸塩の約94%は,小腸から血中に再吸収され
る.
約半分は,小腸上部の粘膜から拡散により吸収される.
残りは,回腸遠位の粘膜から能動輸送により吸収され
る.
いずれも門脈から肝臓にもどり,最初に肝静脈洞を
通過する際に,完全に肝細胞に再吸収され,再び
胆汁に分泌される.
約94%が再吸収されるため,胆汁酸塩は,便中に
排泄されるまでに平均17回循環する.
便中に排泄された胆汁酸塩の分は,肝細胞により
持続的に合成される分で補われる.
胆汁酸塩の腸肝循環

100. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
一日に肝臓から分泌される胆汁の量は,利用可能な胆
汁酸塩の量に大きく依存.
 腸肝循環の胆汁酸塩の量が多いほど(通常,合計僅か
≈2.5g),胆汁分泌速度が大きい.
 胆汁酸を補足的に内服すると,胆汁分泌量は数百mL/日ま
で増加する.
もし胆汁瘻により,数日から数週間胆汁酸塩が外にもれ
て回腸から再吸収できない場合,肝臓は,胆汁酸塩の産
生量を6-10倍にまで増加し,胆汁分泌量を正常まで復
帰させる.
肝臓の胆汁酸塩分泌量は,腸肝循環における胆汁酸塩
の利用可能量(ないし不足量)により能動的に制御され
ている.
胆汁酸塩の腸肝循環

101. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁酸が胆汁分泌を刺激することに加え
て,secretinが,膵液分泌にと共に胆汁分泌を
刺激する.
食後は,数時間の間,2倍以上に胆汁分泌を増加
この増加は,肝実質細胞からの分泌では無く,胆管
上皮からの重炭酸Naに富んだ水溶液の増加
膵臓からの重炭酸イオンと共に,小腸で,胃に由来
するHClを中和する.
胆汁分泌とsecretin

102. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
胆汁酸塩は,肝細胞内で血漿cholesterolか
ら生成される.
胆汁酸塩分泌過程で,約2g/日のcholesterol
が血漿から除かれ胆汁に分泌される.
cholesterolは,ほぼ完全に水に不溶性で,胆
汁内で胆汁酸塩とlecithinが物理的に
cholesterolと結合して膠質液様の超顕微鏡
的micelleを形成.
胆嚢内で,胆汁が濃縮されると,cholesterolと
ともに胆汁酸塩とlecithinも濃縮される.
肝のcholesterol分泌と胆石

103. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
cholesterol胆石の形成
胆石の原因:
1,胆汁からの過剰な水分吸収
2,胆汁からの過剰な胆汁酸の吸収
3,胆汁内の過剰なcholesterol
4,上皮の炎症
膵管
Oddi括約筋
十二指腸
Vater乳頭
胆嚢
胆石
胆嚢管
肝臓
石
肝管
胆汁の流れ:
1,安静時
2,消化時
総胆管

104. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
cholesterol胆石の形成
 肝細胞は,体内の脂質代謝産物の一つとして
cholesterolを合成しているので,胆汁内の
cholesterolは,人の摂取する脂肪の量によってあ
る程度決まる.
 高脂肪食を何年もの間摂取している肥満の人は,
胆石になりやすい.
 高齢,女性,DM,遺伝的素因もリスク因子
 胆嚢の慢性炎症により,水と胆汁酸塩の吸収が
過剰となり,結果的に胆嚢内のcholesterolが進
行性に高度に濃縮され,沈殿し,大きな胆石に進展
する場合もある.

105. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
小腸の分泌

106. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Brunner腺:十二指腸のはじめの数cm,主に幽門
とVater乳頭との間にある複合腺
以下に応じて,大量のアルカリ性粘液を分泌
1. 十二指腸粘膜の接触刺激,炎症
2. 迷走神経刺激
3. 胃腸ホルモン,とくにsecretin
 胃酸による消化から十二指腸壁を防御.
 大量のHCO3
-を含む.
 交感神経刺激により分泌が抑制される.よって,興奮し
やすい人は,十二指腸球部が無防備になり,消化性潰
瘍の50%がこの部分に発症.
十二指腸のBrunner腺による粘液分泌

107. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
crypt of Lieberkühn
粘液杯細胞
mucous goblet cell
上皮細胞
Epithelial cell
パーネト(顆粒)細胞
Paneth cell
♣ 全小腸表面に存在.腸絨毛間
にある陰窩crypt
♣ 二つの型の細胞からなる上皮
で被われている.
1. 中等度の数のgoblet
cell杯細胞:腸の表面を
潤滑にして防御する粘液
を分泌
2. 多数のenterocyte腸細
胞:陰窩内で大量の水,電
解質を分泌
♣ 周辺の絨毛表面では,消化
産物とともに水,電解質を再
吸収.

108. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
crypt内のenterocyteにより約1800mL/日生成
される.
ほぼ純粋な細胞外液.
ややアルカリ性 pH 7.5~8.0
分泌された液は,絨毛で速やかに再吸収される.
このcryptから絨毛への液体の流れが,chymeが
絨毛と接触した際の物質吸収のための媒体
vehicleの役を果たしている.
栄養素,消化産物を血中に吸収する事が小腸の
主要な機能
小腸分泌

109. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
crypt of Lieberkühnから水様液を分泌する
正確なメカニズムは,未だに不明.
少なくとも二つの能動的分泌過程が含まれると
信じられている.
1. crypt内への能動的Cl-分泌
2. 能動的HCO3
-分泌
 二つのイオンの分泌により,陽性に荷電した
Na+を電気的に引き込む力を生じ,これらのイ
オンが併せて,最終的には水の浸透に寄与す
る.
水様液分泌に仕組み

110. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
絨毛を覆う粘膜の腸細胞は,上皮細胞から吸
収される特異的な食物成分を消化する消化酵
素を有する.
1. 小さなpeptideをアミノ酸に分解するいくつかの
peptidase
2. 4種の酵素が,二糖類を単糖類に分解
sucrase, maltase, isomaltase, lactase
3. 少量の腸lipase. 中性脂肪をglycerolと脂肪酸
に分解
小腸分泌液の消化酵素

111. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
crypt of Lieberkühn深部の上皮細胞は,持
続的に有糸分裂を行い,crypt外の絨毛尖端に
向けて基底膜沿いを遊走.
よって,絨毛上皮は持続的に交替していて新た
な消化酵素を生成している.
絨毛細胞は,老けると腸分泌液内に落ちて行く.
小腸上皮の寿命は約5日間.
新しい細胞が速やかに成⾧する事により,粘膜
に発生する擦過傷の修復を迅速に行う事がで
きる.
小腸上皮の寿命

112. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
小腸分泌の調節を行っているはるかに重要な
方法は,腸局所神経反射
腸の中のchymeに由来する
接触刺激tactile
刺激性irritative
に対する腸局所性神経反射
小腸分泌の調節

113. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
大腸の粘液分泌

114. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
大腸も,多数のcrypts of Lieberkühnを有する
が,絨毛は無い.
上皮細胞は,ほとんど消化酵素を分泌しない.
かわりに,粘液だけを分泌する粘液細胞が上皮に
存在
この粘液は,非粘液分泌細胞から分泌される中等
量のHCO3
-を含む.
粘液分泌速度は,基本的に大腸を裏打ちする上
皮細胞に対する直接接触刺激とcrypts of
Lieberkühn内の粘液細胞に対する局所神経反
射により調節されている.
粘液分泌

115. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
pelvic nerve骨盤神経
大腸の遠位1/2~2/3を支配する副交感神経
刺激により,蠕動促進と,著明な粘液分泌増加
情緒障害時に,極度の副交感神経刺激から大量
の粘液が大腸に分泌され,その人は30分ごとに粘
液の排便をする.その粘液には,糞便物質がほとんど,
または全く含まれない事がままある.
骨盤神経刺激による粘液分泌

116. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
大腸壁を擦過傷から防御
糞塊をまとめる癒着媒体
大量の細菌活動から大腸壁を防御
便の中で産生される酸による腸管壁への攻撃
に対して,アルカリ性(大量のNaHCO3による)の
分泌液により障壁を形成.
大腸の粘液

117. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腸炎などの細菌感染で大腸が非常に過敏にな
ると,粘膜は大量の水,電解質を分泌.
この分泌により,刺激因子を希釈し,便を速やか
に肛門側に移動させる.
結果として下痢が生じる.
水,電解質の大量喪失
下痢により,刺激因子を速やかに洗浄除去し,速や
かな回復を促進
刺激に対する過剰な水電解質分泌による下痢

118. 65 Secretory Functions of the Alimentary Tract
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
65章 消化管内の分泌機能
UNIT XII.
胃腸の生理学