Physiology · 6.3
唾液腺の機能と唾液分泌の調節。胃液分泌とその調節。
Function of the salivary glands and regulation of salivary secretion. Gastric secretion and its control.
🧠 消化管分泌はどこでも「腺房細胞acinar cell腺房細胞(acinar cell)acinar cell(腺房細胞)(一次分泌・等張)→導管細胞duct cell導管細胞(duct cell)duct cell(導管細胞)(修飾・低調整)」という二段階モデルで捉えられる。唾液腺ではこの二段階が流量依存的に組成を変え、胃では細胞ごとの役割分担(壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)=酸、主細胞=酵素、表層上皮=防御)と神経・内分泌・傍分泌paracrine signaling傍分泌(paracrine signaling)paracrine signaling(傍分泌)の三重制御(ACh/ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)/ヒスタミン)が同じ目的(消化と防御の両立)に収束する。
消化管分泌の一般原則
分泌腺の種類: 外分泌腺exocrine glands外分泌腺(exocrine glands)exocrine glands(外分泌腺)(exocrine gland:唾液腺・膵臓・肝臓)、腸管壁gut wall腸管壁(gut wall)gut wall(腸管壁)の腺(Lieberkühn陰窩, crypts of Lieberkühn・Brunner腺Brunner glandBrunner腺(Brunner gland)Brunner gland(Brunner腺), Brunner’s gland)、腸粘膜。
分泌の機能: ①防御(化学的・機械的・免疫学的)、②消化・吸収(食糜chyme食糜(chyme)chyme(食糜)の希釈・潤滑)。
| 分類 | 分泌物 |
|---|---|
| 無機物 | 水(水性環境・希釈機能に必須)、電解質(H⁺/Cl⁻=胃酸、HCO3⁻=酸性食糜chyme食糜(chyme)chyme(食糜)の緩衝、Na⁺+Cl⁻=水分泌の駆動) |
| 有機物(蛋白質) | 消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)(高分子を分解)、ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)(潤滑・粘着adhesion粘着(adhesion)adhesion(粘着)性で食糜chyme食糜(chyme)chyme(食糜)と腸壁の直接接触を防ぐ)、免疫グロブリン(防御) |
| 液性因子Humoral factors液性因子(Humoral factors)Humoral factors(液性因子) | 胆汁酸・胆汁塩bile salt胆汁塩(bile salt)bile salt(胆汁塩) |
分泌機序: エキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)(Ca²⁺/cAMPシグナルによる消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)放出など)、イオン輸送を介した水・電解質分泌(主にCl⁻の能動輸送が駆動)。
分泌の調節: 局所性localized局所性(localized)localized(局所性)調節と全身性調節(ENSを介する)。PARAは食事に応じて分泌速度を↑させ、SYMは分泌機能secretory functions分泌機能(secretory functions)secretory functions(分泌機能)を促進/抑制する二面的効果を持つ。
唾液分泌
1日800〜1500mL分泌(90%は食事中)、pH〜7。
唾液の組成: 水、電解質(Na⁺・K⁺・Ca²⁺・Mg²⁺・Cl⁻・HCO3⁻)、唾液アミラーゼsalivary amylase唾液アミラーゼ(salivary amylase)salivary amylase(唾液アミラーゼ)、舌リパーゼlingual lipase舌リパーゼ(lingual lipase)lingual lipase(舌リパーゼ)、IgA、リゾチームlysozymeリゾチーム(lysozyme)lysozyme(リゾチーム)、ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)。
唾液の機能:
- 食物を小片に破砕fragmentation破砕(fragmentation)fragmentation(破砕)
- 嚥下のための潤滑(唾液なしでは嚥下不可能)
- デンプンstarchデンプン(starch)starch(デンプン)・脂質消化の開始(特に乳児で重要)
- 味覚の補助(唾液なしでは味物質を溶解できない)
- 洗浄作用(歯表面の粒子を洗い流す)
- 抗菌作用antimicrobial activity抗菌作用(antimicrobial activity)antimicrobial activity(抗菌作用)(分泌型IgAsecretory IgA分泌型IgA(secretory IgA)secretory IgA(分泌型IgA)+リゾチームlysozymeリゾチーム(lysozyme)lysozyme(リゾチーム)=細菌細胞bacteria細菌細胞(bacteria)bacteria(細菌細胞)壁を切断する酵素)
- 食道への逆流胃分泌物の中和(産生障害→う蝕dental cariesう蝕(dental caries)dental caries(う蝕), dental caries)
- 発声(口腔が湿っている必要がある)
- Ca²⁺結合蛋白binding protein結合蛋白(binding protein)binding protein(結合蛋白)(ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)に捕捉)が歯の健康を保つ——過度の歯磨き・洗浄はこの蛋白を除去しう蝕dental cariesう蝕(dental caries)dental caries(う蝕)を招く
⚠️ 唾液分泌salivary secretion唾液分泌(salivary secretion)salivary secretion(唾液分泌)が不十分(口腔乾燥xerostomia口腔乾燥(xerostomia)xerostomia(口腔乾燥)=xerostomia)だと、う蝕dental cariesう蝕(dental caries)dental caries(う蝕)・食道びらんなどが生じる。
主要唾液腺
構造: 管状腺房構造tubuloacinar structure管状腺房構造(tubuloacinar structure)tubuloacinar structure(管状腺房構造)。腺房部分は漿液性(酵素顆粒=チモーゲン顆粒を含む)と粘液性mucous粘液性(mucous)mucous(粘液性)(ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)という糖蛋白を産生)に分類される。分泌経路secretory pathway分泌経路(secretory pathway)secretory pathway(分泌経路)は小葉内介在部導管intralobular intercalated duct小葉内介在部導管(intralobular intercalated duct)intralobular intercalated duct(小葉内介在部導管)→小葉内線条部導管striated duct小葉内線条部導管(striated duct)striated duct(小葉内線条部導管)→小葉間導管interlobular duct小葉間導管(interlobular duct)interlobular duct(小葉間導管)→小葉間排泄導管→主排泄導管。
| 分類 | 腺 | 型 |
|---|---|---|
| 外因性(口腔外) | 耳下腺 | 漿液性 |
| 舌下腺sublingual gland舌下腺(sublingual gland)sublingual gland(舌下腺) | 主に粘液性mucous粘液性(mucous)mucous(粘液性) | |
| 顎下腺submandibular gland顎下腺(submandibular gland)submandibular gland(顎下腺) | 混合性mixed混合性(mixed)mixed(混合性) | |
| 内因性(口腔内) | 頬腺・口唇腺・口蓋腺 | 粘液性mucous粘液性(mucous)mucous(粘液性)、常時分泌して口腔を湿潤に保つ |
唾液分泌の二段階モデル
flowchart TD
A["一次分泌:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acinar cell'>腺房細胞</span>"] --> B["蛋白質・水・電解質を産生<br>血漿と同程度の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isotonic fluid'>等張液</span><br>Cl⁻の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='secondary active transport'>二次性能動輸送</span>が駆動"]
B --> C["二次分泌:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='duct cell'>導管細胞</span>"]
C --> D["Na⁺・Cl⁻を吸収、K⁺・HCO3⁻を分泌<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='Aquaporins'>アクアポリン</span>欠如+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tight junction'>密着結合</span>→水不透過性上皮"]
D --> E["流量依存的な組成変化<br>低流量:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hypotonic'>低張</span>・低HCO3⁻<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='high flow'>高流量</span>:一次分泌に近い組成"]
💡 唾液はどの流量でも常に血漿に対して低張hypotonic低張(hypotonic)hypotonic(低張)である。 導管上皮はアクアポリンAquaporinsアクアポリン(Aquaporins)Aquaporins(アクアポリン)を欠き密着結合tight junction密着結合(tight junction)tight junction(密着結合)で覆われているため、イオンが吸収/分泌されても水がそれに追随できない。流量が高いほど導管細胞duct cell導管細胞(duct cell)duct cell(導管細胞)がイオン修飾にかける時間が短くなり、最終的な唾液組成は一次分泌(等張)に近づく——「流量が唾液組成を決める」という関係の核心。
唾液分泌の調節(純粋に神経性)
| 系統 | 機序 | 効果 |
|---|---|---|
| 副交感神経 | VIP(Gs)→血管拡張 | 水分泌↑↑ |
| ACh(M3受容体M3 muscarinic receptorM3受容体(M3 muscarinic receptor)M3 muscarinic receptor(M3受容体)、Gq)→Ca²⁺シグナル | エキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス)↑(アミラーゼamylaseアミラーゼ(amylase)amylase(アミラーゼ)/リパーゼ)+腺房細胞acinar cell腺房細胞(acinar cell)acinar cell(腺房細胞)収縮→細胞間隙拡大→傍細胞性の水分泌↑ | |
| 交感神経 | NE→β2受容体beta-2 receptorβ2受容体(beta-2 receptor)beta-2 receptor(β2受容体) | ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)分泌↑(内容・容量↑) |
| NE→α1受容体(血管) | 血管収縮→水分泌↓ |
⭐ 唾液分泌salivary secretion唾液分泌(salivary secretion)salivary secretion(唾液分泌)の調節はSYM・PARAどちらも「体液分泌を増加させる」方向に働きうる点が消化管の他部位と異なる。 SYMが通常は抑制的に働く消化管運動GI motility消化管運動(GI motility)GI motility(消化管運動)とは対照的に、唾液腺ではβ2を介したムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)分泌増加という促進的な側面も持つ。
胃液分泌
胃粘膜gastric mucosa胃粘膜(gastric mucosa)gastric mucosa(胃粘膜)が分泌する胃液は複数の細胞由来の分泌産物の混合物で、各種細胞が並行して胃内腔へ分泌する。1〜1.5L/日。組成:水、電解質(H⁺・Cl⁻)、HCO3⁻、蛋白質(ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)、消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素))。
胃液の機能:
- H⁺(プロトン):消化・微生物殺菌・食物の消毒に重要
- 不活性ペプシノゲンinactive pepsinogen不活性ペプシノゲン(inactive pepsinogen)inactive pepsinogen(不活性ペプシノゲン)の活性型ペプシンactive pepsin活性型ペプシン(active pepsin)active pepsin(活性型ペプシン)への変換→蛋白質の化学的消化
- 内因子intrinsic factor内因子(intrinsic factor)intrinsic factor(内因子):ビタミンB12吸収に必須(欠損すると重篤な病態)
- HCO3⁻+ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)による粘膜の保護(酸性の管腔環境から;欠如すると潰瘍, ulcer)
- H2Oによる食糜chyme食糜(chyme)chyme(食糜)等の潤滑
胃底腺fundic gland胃底腺(fundic gland)fundic gland(胃底腺)の細胞構成:
| 細胞 | 分泌物 |
|---|---|
| 壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞) | HCl+内因子intrinsic factor内因子(intrinsic factor)intrinsic factor(内因子)(B12吸収) |
| 主細胞 | 消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)(ペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノゲン)) |
| 表層上皮細胞surface epithelial cell表層上皮細胞(surface epithelial cell)surface epithelial cell(表層上皮細胞) | HCO3⁻・ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)→粘膜を胃酸から保護 |
壁細胞
胃酸産生を担う。静止型は細胞質内に小管小胞装置tubulovesicular system小管小胞装置(tubulovesicular system)tubulovesicular system(小管小胞装置)と細胞内分泌細管intracellular canaliculus細胞内分泌細管(intracellular canaliculus)intracellular canaliculus(細胞内分泌細管)を持ち、活性型では①小管小胞膜が分泌細管secretory canaliculus分泌細管(secretory canaliculus)secretory canaliculus(分泌細管)の細胞膜と融合し表面積が増大、②膨大なミトコンドリアが高いエネルギー需要を支える。
⚠️ 長期の嘔吐は代謝性アルカローシスmetabolic alkalosis代謝性アルカローシス(metabolic alkalosis)metabolic alkalosis(代謝性アルカローシス)を招く。 胃内腔のH⁺が失われる一方、壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)はHCO3⁻を産生して血中へ放出し続けるため、この血中HCO3⁻蓄積がアルカローシスとして現れる。
壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)は胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)・水分泌・内因子intrinsic factor内因子(intrinsic factor)intrinsic factor(内因子)分泌(エキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス(exocytosis)exocytosis(エキソサイトーシス))を担う。
壁細胞の調節
| 経路 | 因子 |
|---|---|
| 神経性 | 神経由来のACh |
| 内分泌性endocrine (hormonal)内分泌性(endocrine (hormonal))endocrine (hormonal)(内分泌性) | 血流由来のガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン) |
| 傍分泌性paracrine傍分泌性(paracrine)paracrine(傍分泌性) | ヒスタミン(傍分泌paracrine signaling傍分泌(paracrine signaling)paracrine signaling(傍分泌)メディエーター) |
胃酸分泌の調節
G細胞G cellG細胞(G cell)G cell(G細胞)が胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)の最重要調節因子——ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)を分泌し、壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)またはECL細胞enterochromaffin-like cell, ECL cellECL細胞(enterochromaffin-like cell, ECL cell)enterochromaffin-like cell, ECL cell(ECL細胞)に直接作用direct action直接作用(direct action)direct action(直接作用)する。
G細胞G cellG細胞(G cell)G cell(G細胞)を活性化する因子: ACh、GRP(ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)放出ペプチド, gastrin-releasing peptide)、壁の伸展(摂取食物の存在)、アルコール、炭酸飲料・コーラ・紅茶・カフェインcaffeineカフェイン(caffeine)caffeine(カフェイン)、ピロリHelicobacter pyloriピロリ(Helicobacter pylori)Helicobacter pylori(ピロリ)(持続的な胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)↑→潰瘍性疾患)、NE→β2受容体beta-2 receptorβ2受容体(beta-2 receptor)beta-2 receptor(β2受容体)。
⭐ ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)は血流を介して作用するため内分泌性endocrine (hormonal)内分泌性(endocrine (hormonal))endocrine (hormonal)(内分泌性)調節因子として働く。
ECL(腸クロム親和性chromaffinクロム親和性(chromaffin)chromaffin(クロム親和性)様, enterochromaffin-like)細胞: PARAまたはガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)により活性化され、ヒスタミン(傍分泌paracrine signaling傍分泌(paracrine signaling)paracrine signaling(傍分泌)メディエーター)を放出し壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)に作用する。
胃酸分泌の相
- 頭相cephalic phase頭相(cephalic phase)cephalic phase(頭相): 食物の匂い・味が迷走神経刺激vagal stimulation (vagal maneuver)迷走神経刺激(vagal stimulation (vagal maneuver))vagal stimulation (vagal maneuver)(迷走神経刺激)を介して胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)を↑させる。
- 胃相gastric phase胃相(gastric phase)gastric phase(胃相): 食後の一定期間に最大の胃分泌刺激を生む。遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性線維がAChを放出し胃上皮の細胞を活性化。迷走神経刺激vagal stimulation (vagal maneuver)迷走神経刺激(vagal stimulation (vagal maneuver))vagal stimulation (vagal maneuver)(迷走神経刺激)によりペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノゲン)・粘液・HCO3⁻・内因子intrinsic factor内因子(intrinsic factor)intrinsic factor(内因子)の分泌が生じる。
迷走迷走反射vagovagal reflex迷走迷走反射(vagovagal reflex)vagovagal reflex(迷走迷走反射): 胃相gastric phase胃相(gastric phase)gastric phase(胃相)で食物の存在により活性化される。胃壁の伸展・拡張が壁内intramural壁内(intramural)intramural(壁内)の求心性線維afferent fiber求心性線維(afferent fiber)afferent fiber(求心性線維)で検出され、脳幹を刺激し迷走神経遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性線維の活動を駆動する。
胃酸分泌のフィードバック調節
胃前庭部・幽門部pylorus幽門部(pylorus)pylorus(幽門部)の酸の存在は壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)を抑制する負のフィードバックループcroupクループ(croup)croup(クループ)を誘導する。管腔pH < 3になるとD細胞D cellD細胞(D cell)D cell(D細胞)からソマトスタチンが放出され、G細胞G cellG細胞(G cell)G cell(G細胞)に傍分泌的paracrine傍分泌的(paracrine)paracrine(傍分泌的)に作用してガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)分泌・胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)を減少させる。
壁細胞のシグナル伝達機序
cAMP+Ca²⁺シグナル→胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)↑: ①壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)が活性化し内膜が頂端膜apical membrane頂端膜(apical membrane)apical membrane(頂端膜)と融合→輸送体が移行し表面積↑、②これら輸送体の活性が増強される。
PG(プロスタグランジン, prostaglandin)+SST(ソマトスタチン)シグナル→胃酸分泌gastric acid secretion胃酸分泌(gastric acid secretion)gastric acid secretion(胃酸分泌)↓: 過剰分泌からの防御。
⚠️ PGはシクロオキシゲナーゼcyclooxygenase, COXシクロオキシゲナーゼ(cyclooxygenase, COX)cyclooxygenase, COX(シクロオキシゲナーゼ)により産生される。アスピリンはPG形成を阻害するため、Gi シグナルによる基礎抑制効果を阻害してしまう——過剰なアスピリン摂取が粘膜を傷害し潰瘍を招く機序はここにある。
分泌速度と胃液のイオン組成
基礎分泌basal基礎分泌(basal)basal(基礎分泌)時は多量のNa⁺・Cl⁻、少量のK⁺・H⁺が分泌される。分泌速度が上昇するとH⁺分泌も上昇する。
| 指標 | 値 |
|---|---|
| 基礎酸分泌量basal acid output, BAO基礎酸分泌量(basal acid output, BAO)basal acid output, BAO(基礎酸分泌量) | 1.5〜2.5 mmol H⁺/時間 |
| 最大酸分泌acid secretion酸分泌(acid secretion)acid secretion(酸分泌)量(peak acid output, PAO、食後反応) | 女性:25 mmol H⁺/時間、男性:35 mmol H⁺/時間(壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)数がより多いため) |
表層上皮細胞
胃粘膜gastric mucosa胃粘膜(gastric mucosa)gastric mucosa(胃粘膜)全域に存在し、防御的役割を担う。無機成分(Na⁺・Cl⁻・HCO3⁻)と有機成分(ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン))から構成され、両者が防御機能を果たす。食事に応じて胃酸産生が増えると、それだけムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)・HCO3⁻の需要も増える。
胃粘膜バリアgastric mucosal barrier胃粘膜バリア(gastric mucosal barrier)gastric mucosal barrier(胃粘膜バリア): 厚さ0.2mmのムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)に富む粘着adhesion粘着(adhesion)adhesion(粘着)性の薄層。HCO3⁻に富む分泌による緩衝作用buffering緩衝作用(buffering)buffering(緩衝作用)と、粘液層mucus layer粘液層(mucus layer)mucus layer(粘液層)の高粘性viscosity粘性(viscosity)viscosity(粘性)による対流convection対流(convection)convection(対流)混合の抑制により、胃液内腔のpHが1〜2であるのに対し、細胞表面のpHは7近くに保たれる。ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)(糖蛋白、重量の80%が炭水化物)はペプシンpepsinペプシン(pepsin)pepsin(ペプシン)により分解されるため、継続的な再生が必要。
主細胞
胃底fundus胃底(fundus)fundus(胃底)・胃体gastric body (corpus)胃体(gastric body (corpus))gastric body (corpus)(胃体)に存在し、ペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノゲン)(蛋白分解proteolysis蛋白分解(proteolysis)proteolysis(蛋白分解)、低pHで活性化)と胃リパーゼgastric lipase胃リパーゼ(gastric lipase)gastric lipase(胃リパーゼ)(脂質分解)を産生する。ペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノゲン)分泌はガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)(Gq)、ACh(M3)、ヒスタミン(Gs)、セクレチンsecretinセクレチン(secretin)secretin(セクレチン)により刺激される。胃小窩gastric pit胃小窩(gastric pit)gastric pit(胃小窩)の深部に位置し、食事に応じて消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)を分泌する。
分泌刺激: 神経性(PARA、ENSを介したACh)、液性(セクレチンsecretinセクレチン(secretin)secretin(セクレチン)、ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)、CCK→主細胞の消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)分泌↑)。
小腸の分泌
小腸粘膜表層の約2/3は吸収、残り1/3が分泌を担う(増殖細胞が上皮を更新)。分泌量1.5〜2.0L/日、主に水+等張液isotonic fluid等張液(isotonic fluid)isotonic fluid(等張液)(HCO3⁻に富み酸性内容物を中和)。消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)産生はない(粘膜自体は消化を担わない)。多量のムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)を産生し、食糜chyme食糜(chyme)chyme(食糜)の流動性fluidity流動性(fluidity)fluidity(流動性)維持と微生物の洗い流しに寄与する。
⚠️ 下痢は代謝性アシドーシスを招く。 小腸からの持続的な体液産生に伴いHCO3⁻が体外へ失われ続けるため。
大腸の分泌
構造の違いから小腸粘膜分泌とは異なる。表面積は小さく体液分泌量は少ないが、便の流動性fluidity流動性(fluidity)fluidity(流動性)維持のため杯細胞goblet cell杯細胞(goblet cell)goblet cell(杯細胞)が多くムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)に富む溶液を分泌する。容量は小さいがムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)に富み、消化酵素digestive enzyme消化酵素(digestive enzyme)digestive enzyme(消化酵素)を含まない等張性isotonic等張性(isotonic)isotonic(等張性)のHCO3⁻に富む溶液である。
大腸分泌の調節(純粋に神経性)
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cholera toxin'>コレラ毒素</span>"] --> B["Gαs サブユニットを不可逆的に活性化"]
B --> C["cAMPシグナル持続的高値"]
C --> D["CFTR(Cl-チャネル)のリン酸化・膜移行↑"]
D --> E["Cl-分泌↑→Na+・H2O分泌↑"]
E --> F["水様性下痢(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cholera'>コレラ</span>)"]
- PARA→分泌↑(VIP・ACh):VIPはGs→cAMPシグナル→PKAによるCFTR(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)チャネルのリン酸化・移行を介してCFTRチャネル数を増加させる。コレラ毒素cholera toxinコレラ毒素(cholera toxin)cholera toxin(コレラ毒素)はこの経路のGαsを不可逆的に活性化し続けることで水様性下痢を引き起こす。
- SYM→分泌↓
- ENS→分泌↑:腸壁の伸展・化学受容器chemoreceptor化学受容器(chemoreceptor)chemoreceptor(化学受容器)細胞の活性化を介する。
- 傍分泌性paracrine傍分泌性(paracrine)paracrine(傍分泌性)メディエーター(セロトニン、5-HT): 小腸局所の免疫系を活性化し、体液産生増加により有害微生物を洗い流す。
まとめ
- 消化管分泌は「一次分泌(腺房・等張)→二次分泌(導管・修飾)」の二段階モデルで統一的に理解できる。唾液は流量依存的に組成が変わり、常に血漿より低張hypotonic低張(hypotonic)hypotonic(低張)。
- 唾液分泌salivary secretion唾液分泌(salivary secretion)salivary secretion(唾液分泌)は純粋に神経性(PARA=VIP/ACh、SYM=β2/α1)で、消化・潤滑・抗菌・歯保護など多面的な機能を持つ。
- 胃液は壁細胞parietal cell壁細胞(parietal cell)parietal cell(壁細胞)(HCl・内因子intrinsic factor内因子(intrinsic factor)intrinsic factor(内因子))、主細胞(ペプシノゲンpepsinogenペプシノゲン(pepsinogen)pepsinogen(ペプシノゲン)・胃リパーゼgastric lipase胃リパーゼ(gastric lipase)gastric lipase(胃リパーゼ))、表層上皮細胞surface epithelial cell表層上皮細胞(surface epithelial cell)surface epithelial cell(表層上皮細胞)(ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)・HCO3⁻)が分業し、ガストリンgastrinガストリン(gastrin)gastrin(ガストリン)(内分泌)・ヒスタミン(傍分泌paracrine signaling傍分泌(paracrine signaling)paracrine signaling(傍分泌))・ACh(神経性)の三重制御と、pH<3でのソマトスタチンによる負のフィードバックでバランスが保たれる。
- 小腸・大腸の分泌は水・HCO3⁻・ムチンmucinsムチン(mucins)mucins(ムチン)が主体で、PARA/VIPを介したCFTR活性化が生理的機序である一方、コレラ毒素cholera toxinコレラ毒素(cholera toxin)cholera toxin(コレラ毒素)はこの経路を病的に固定化することで水様性下痢を引き起こす。