解剖学・生理学

学習目標

このセクションの終わりには、以下のことができるようになります。

  • 消化管の近位部から遠位部までの器官を特定し、それらの機能を簡単に説明することができる。
  • 消化管の近位から遠位までの器官を識別し、その機能を簡単に述べる
  • 副消化管を識別し、その機能を簡単に述べる
  • 消化管の4つの基本的な組織層を説明する
  • 腸管神経と自律神経の貢献を対比させる。

消化器系の機能は、食べたものを分解し、栄養素を放出し、吸収することです。 消化器系の働きは、食べたものを分解して栄養分を放出し、その栄養分を体内に吸収することです。

この図は人間の消化器系を示しており、主要な器官にはラベルが付けられています

図1.

すべての体の仕組みと同じように、消化器系も単独で機能しているわけではなく、体の他の仕組みと協力して機能しています。 例えば、消化器系と循環器系との相互関係を考えてみましょう。 動脈は消化器官に酸素と加工された栄養を供給し、静脈は消化管を排出します。 肝門系を構成する腸管静脈は独特で、血液を直接心臓に戻すことはない。 むしろ、この血液は肝臓に導かれ、そこで栄養分が取り除かれ、処理された後、血液は心臓に戻るという循環をしている。 同時に、消化器系は心筋や血管組織に栄養分を供給し、その機能をサポートする。 また、消化器系と内分泌系の相互関係も重要である。 いくつかの内分泌腺や、膵臓、胃、小腸の内分泌細胞から分泌されるホルモンは、消化と栄養代謝の制御に貢献している。 消化器系は、内分泌系の機能に必要な栄養素を供給します。

Table 1. 消化器系に対する他の身体システムの貢献度
身体システム 消化器系が受ける恩恵
循環器系 血液は消化器官に酸素を供給し、処理された
内分泌 内分泌ホルモンは、消化腺や付属器官の分泌を調整するのに役立ちます
内分泌 Integumentary 皮膚は消化器官を保護し、カルシウム吸収のためにビタミンDを合成するのに役立ちます
Lymphatic Mucosa-
リンパ系
粘膜-リンパ系組織と他のリンパ系組織は、病原体の侵入を防ぎます。 乳腺は脂質を吸収します。
筋肉 骨格筋は腹部の器官を支え、保護する
神経 感覚と運動ニューロンは、分泌物や消化管の筋肉の収縮を制御する。
呼吸器系 呼吸器は酸素を供給し、二酸化炭素を排出します
骨格系 骨は消化器を保護しサポートします
泌尿器系 腎臓はビタミンDを活性型に変換します。
  • 消化器系の機能 – 食べ物の分解と栄養素の吸収
  • 消化器系の2つの部門。
  1. 消化管 – 食べ物が通過する器官:口、咽頭、食道、胃、小腸、大腸、肛門
  2. 付属器官 – 消化を助ける構造物。 歯、唾液腺、肝臓、胆嚢、膵臓
  • 機械的消化 – 食べ物を物理的に細かく分解することで、消化液と接触する表面積が大きくなる
  • 化学的消化 – 複雑な非吸収性の食べ物の分子を、吸収可能な栄養分子に分割すること
  • 食道、胃、小腸、大腸
  • 付属器官 – 消化を助ける構造物。
        • 炭水化物 → グルコース
        • トリグリセリド → 脂肪酸
        • タンパク質 → アミノ酸
        • トリグリセリド → 脂肪酸
        • トリグリセリド → 脂肪酸
        • トリグリセリド → 脂肪酸
        • トリグリセリド → 脂肪酸
        • トリグリセリド → 脂肪酸li
        • タンパク質 → アミノ酸
        • 核酸 → ヌクレオチド
      • 加水分解 – 水を加えて化学的に消化すること。 加水分解は非常にゆっくりと行われるため、消化酵素を加えることで反応を早める
      • 特定の反応には特定の酵素が存在する
      • 。 基質-特定の基質に適合する化合物です。 例えば、アミラーゼはアミロースを分解する酵素です。 アミラーゼは酵素で、アミロースは基質です

    消化器系の臓器

    消化器系を理解する最も簡単な方法は、その臓器を2つの主要なカテゴリーに分けることです。 第一のグループは消化管を構成する器官です。 消化管を構成する器官と、食物を分解し、その栄養素を体内に吸収するために重要な役割を果たす副消化管に分けられます。

    消化管

    消化管は、胃腸管や腸とも呼ばれる一方通行の管で、生前は約7.62メートル、死後に平滑筋が失われると約10.67メートルになります。 消化管の各器官の主な機能は、体に栄養を与えることである。 消化管は、口から始まり、肛門で終わります。 その間に、咽頭、食道、胃、小腸、大腸と、体の機能に合わせて変化していく。 口と肛門はともに外部環境に開放されているため、消化管内の食物と老廃物は厳密には体外にあると考えられる。

    付属構造

    それぞれの付属消化器は、食物の分解を助けます。 口の中では、歯と舌が機械的な消化を始め、唾液腺が化学的な消化を始めます。 食物が小腸に入ると、胆嚢、肝臓、膵臓から胆汁や酵素などの消化に必要な分泌物が分泌されます。 これらを総称して「付属器官」と呼ぶが、これは発達中の腸の内皮細胞(粘膜)から生まれ、腸の機能を増強するためのもので、これらの器官がなければ生きていけないし、多くの重大な疾患はこれらの器官の不調に起因する。

    消化管の組織学

    消化管は全長にわたって同じ4つの組織層で構成されていますが、その構造の詳細はそれぞれの機能に合わせて異なります。

    この画像は消化管の断面図です。 消化管の各層は同心円状に表示されており、主要な筋肉や静脈が表示されています。

    粘膜は、粘液の産生が腸の上皮の特徴であることから、粘膜と呼ばれています。 粘膜は、摂取した食物に直接触れる上皮と、真皮に類似した結合組織の層である固有層から構成されています。

    • 上皮-口、咽頭、食道、肛門管では、上皮は主に非角化の層状扁平上皮である。 胃や腸では、単純な柱状の上皮である。 上皮は、消化管内の空間である内腔と直接接していることに注目してほしい。 その上皮細胞の間には、粘液や液体を内腔に分泌する杯細胞や、細胞間の間質にホルモンを分泌する腸内分泌細胞が散在している。 上皮細胞の寿命は非常に短く、平均してわずか数日(口の中)から約1週間(腸の中)である。
    • 固有層-緩い結合組織に加えて、固有層には消化管から吸収された栄養分を体の他の部分に運ぶ多数の血液およびリンパ管が含まれています。 また、粘膜固有層には、粘膜関連リンパ組織(MALT)を構成するリンパ球のクラスターが存在し、免疫機能を果たしている。 これらのリンパ球群は、パイエル板と呼ばれる回腸遠位部で特に充実している。 消化管は食物由来の細菌やその他の異物にさらされていることを考えると、免疫系が消化管内で遭遇する病原体を防御する手段を進化させた理由を理解するのは難しいことではありません。
    • 粘膜筋-この平滑筋の薄い層は常に緊張状態にあり、胃や小腸の粘膜をうねるようなひだ状に引っ張っています。

    粘膜下層は、その名の通り、粘膜のすぐ下にあります。

    粘膜下層は、その名の通り粘膜のすぐ下にあり、粘膜と筋層をつなぐ緻密な結合組織です。 粘膜下層には、吸収された栄養分を運ぶ血管やリンパ管、消化液を分泌する粘膜下腺が点在しています。

    消化管の第3層は、筋層(外層筋膜ともいう)である。 小腸の筋層は、内側の円形層と外側の縦方向の層の2層の平滑筋で構成されています。 これらの層が収縮することにより、機械的な消化が促進され、食物の多くが消化化学物質にさらされ、食物が管に沿って移動する。 口、咽頭、食道の前部、外肛門括約筋など、消化管の最も近位および遠位の領域では、筋膜は骨格筋で構成されており、嚥下や排便を随意にコントロールすることができる。 小腸で見られる基本的な2層構造は、その近位と遠位の臓器で変化している。 胃は、斜角筋という第3の層を加えることで、胃をかき回す機能を備えています。

    漿膜は、消化管の筋層よりも表側の部分です。

    漿膜は、消化管の筋層より表側の部分で、腹腔内の消化管領域にのみ存在し、緩い結合組織の層の上に内臓腹膜の層が重なっている。 口腔、咽頭、食道には、漿膜の代わりに、副膜と呼ばれるコラーゲン繊維の密な鞘がある。

    神経の供給

    食べ物が口に入るとすぐに、脳神経の感覚ニューロンに沿ってインパルスを送る受容器によって検出されます。 これらの神経がなければ、食べ物の味がしないだけでなく、食べ物や口の中の構造を感じることができず、脳神経の運動枝によって可能になる噛むという動作を避けることもできません。

    消化管の大部分を内在的に支配しているのは、食道から肛門まで続く腸管神経系で、約1億個の運動ニューロン、感覚ニューロン、介在ニューロン(末梢神経系の他の部分と比較して、この系に特有のもの)を含んでいます。 これらの腸管ニューロンは2つの神経叢に分類される。 腸管神経叢(アウエルバッハ神経叢)は消化管の筋層にあり、運動、特に筋層の収縮のリズムと力をつかさどる。

    消化管の外因性神経は、交感神経と副交感神経の両方を含む自律神経系によって提供されています。 一般的に、交感神経の活性化(闘争・逃走反応)は、腸のニューロンの活動を制限し、GIの分泌と運動を低下させます。

    血液供給

    消化器系の血管には2つの機能があります。 食物が消化されて粘膜細胞に吸収されたタンパク質や炭水化物の栄養分を内腔に運ぶ。 脂質は、リンパ系の小さな構造物であるラクチアルから吸収されます。

    具体的には、消化管のより前方の部分は、大動脈弓と胸部大動脈から分岐した動脈によって血液が供給されています。 それ以下の部分は、腹部大動脈から分岐した動脈が血液を供給している。

    小腸から栄養価の高い血液を集めた静脈(ここでほとんどの吸収が行われる)は、肝門系に流れ込む。

    小腸から栄養豊富な血液を集めた静脈(吸収率の高い場所)は、肝門系に流れ込みます。 その後、消化管内臓から排出された血液は、心臓に戻ってくる。

    腹膜

    腹腔内の消化器官は、腹膜によって固定されています。腹膜は、結合組織に囲まれた扁平上皮組織からなる広い漿液性の膜状の袋です。 腹膜は、腹壁を覆う頭頂部腹膜と、腹腔内の臓器を包む内臓腹膜の2つの領域で構成されています。 腹腔は、内臓腹膜と頭頂部腹膜の表面で囲まれた空間である。

    この図は腹部の断面図です。 腹膜は暗い線で腹部の臓器と区別できるようになっています。

    図3. 腹部の断面図は、腹部の臓器と腹膜(濃い線)の関係を示しています。

    消化器系の疾患。 腹膜炎

    腹膜に炎症が起きた状態を腹膜炎といいます。 化学性腹膜炎は、消化管の壁が破れて内腔の内容物が腹膜腔に侵入した場合に発症する。 例えば、潰瘍が胃壁に穴を開けた場合、胃液が腹腔内に流出します。 出血性腹膜炎は、卵管妊娠の破裂や、肝臓や脾臓の外傷により、腹腔内に血液が充満して起こります。 さらに重篤な腹膜炎は、虫垂炎、大腸憩室炎、骨盤内炎症性疾患(通常、性感染症の細菌による子宮管の感染)などで見られる細菌感染症に関連しています。 腹膜炎は生命を脅かすもので、多くの場合、根本的な問題を解決するための緊急手術と集中的な抗生物質治療が必要となります。 あなたの曾祖父母や両親が若い頃は、腹膜炎による死亡率は高かったのです。 積極的な手術、麻酔の安全性の向上、クリティカルケアの専門知識の進歩、そして抗生物質の使用により、この疾患による死亡率は大幅に改善されました。

    内臓腹膜は、複数の大きなひだで腹部のさまざまな臓器を包み込み、体壁の背側に保持しています。 この腹膜の中には、血管、リンパ管、そして接触している臓器を支配する神経があり、隣接する臓器に供給しています。 表2に5つの主要な腹膜の構造を示す。 なお、胎児期には、小腸の最初の部分(十二指腸)、膵臓、大腸の一部(上行結腸、下行結腸、直腸)などの消化器系の構造物は、完全にあるいは部分的に腹膜の後方に位置している。

    d

    Table 2. 5つの主要な腹膜フォールド
    フォールド 説明
    後腹膜 小腸と横行結腸の表層にあるエプロンのような構造物。
    鷹の爪靭帯 肝臓を前腹壁と横隔膜の下縁に固定している
    小黄斑部 肝臓の下縁から胃を吊り下げている。
    メソコリー 腰椎の前方にある縦の帯状の組織で、最初の部分(十二指腸)を除くすべての小腸を固定している
    メソコリー

    練習問題

    食べたものがどうなるのか、短いビデオを見てみましょう。 食物が口から腸に届くまでの短い動画をご覧ください。 その過程で、食べ物がどのように固さや形を変えるかに注目してください。

    Show Answer

    Answer may vary.

    Chapter Review

    消化器系には、消化管の器官と付属構造物があります。 消化管は、両端が外部環境に開放された連続した管を形成しています。 消化管の器官は、口、咽頭、食道、胃、小腸、大腸である。 消化管の付属構造物は、歯、舌、唾液腺、肝臓、膵臓、胆嚢である。 消化管の壁は、粘膜、粘膜下層、筋層、漿膜の4つの基本組織層で構成されている。

    Self Check

    以下の質問に答えて、前のセクションで取り上げたトピックをどの程度理解しているかを確認してください。

    Critical Thinking Questions

    1. 腸管神経系がどのように消化器系を支えているかを説明してください。 自律神経系が消化に悪影響を及ぼすようなことが起こる可能性はありますか?
    2. 消化管組織のどの層が、どのようなメカニズムで病気から体を守るのを助けることができますか?
    Show Answers

    1. 腸管神経系は、消化管の運動や消化液の分泌を調節し、消化を促進します。
    2. 粘膜固有層にはMALTを構成するリンパ組織があり、消化管内で遭遇した病原体に反応します。

    用語解説

    付属消化器:歯、舌、唾液腺、胆嚢、肝臓、膵臓などを含む

    消化管:口から肛門まで続く連続した筋肉質の消化管

    運動性。 消化管内での食物の移動

    粘膜:消化管の最内層

    筋層:消化管壁の筋肉(骨格または平滑)層

    腸神経叢。 アウエルバッハ神経叢)消化管壁への主要な神経供給、運動を制御する

    後腹膜:腹膜の後方に位置する

    漿膜。 腹腔内に存在する消化管壁の一番外側の層

    粘膜下層:消化管壁の密な結合組織の層で、上にある粘膜を下にある筋層に結合している

    粘膜下層の神経叢。 マイズナー神経叢)腺や平滑筋の活動を制御する神経供給源

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