胃,你好嗎?
胃是重要的消化器官,位于膈下,上連食道,下續(xù)十二指腸,成人胃的容量約1500 mL。胃的主要功能是分泌胃液,消化食物,胃自身也可以吸收少量水、酒精和無(wú)機(jī)鹽;此外,胃還有內(nèi)分泌的功能。隨著生活節(jié)奏的加快,飲食種類的豐富,胃的壓力也越來(lái)越大,呵護(hù)好自己的胃,是享受健康生活的重要前提。本期推文將為大家分享胃的基礎(chǔ)知識(shí),科普胃的細(xì)胞類型,并介紹研究胃常用的幾種工具小鼠。
胃的形態(tài)
胃的大小形態(tài)因人而異,受體型、性別、年齡、體位等多種因素的影響;在大量進(jìn)食后胃呈球囊狀,在完全空虛時(shí),胃呈管狀。人的胃通??梢詣澐譃樗姆N類型(圖1),其中鉤型胃最常見,多見于中等體型的人;牛角型胃多見于體型肥胖者;長(zhǎng)型胃又稱無(wú)力型胃,多見于體型瘦長(zhǎng)者,且女性多見;瀑布型胃較少見,而且該型胃在飯后容易產(chǎn)生胃脹、嘔吐等現(xiàn)象[1]。
圖1 胃的不同形狀。牛角型胃(A),鉤型胃(B),長(zhǎng)型胃(C),瀑布型胃(D)
為什么有些人吃幾口就飽了,為什么有些大胃王能一次性吃下超出常人幾倍的食物,這些實(shí)際上跟胃的形態(tài)沒有太大關(guān)系。胃壁富含肌肉組織,伸縮性很強(qiáng),進(jìn)食后胃的容積可以擴(kuò)大近30倍,胃容量上正常人和大胃王都是基本相近的。大胃王主要是消化吸收能力強(qiáng)于正常人,食物在胃中停留的時(shí)間短,能較快的進(jìn)入腸道被吸收掉。
胃的結(jié)構(gòu)
胃可分為賁門、胃底、胃體、胃竇和幽門幾部分。賁門位于胃的入口,與食管相連,其與食管的交接處有條齒狀的括約肌,可以防止胃內(nèi)容物向食管反流;幽門位于胃的出口,與十二指腸相連,幽門對(duì)于胃內(nèi)容物的排空和防止十二指腸內(nèi)容物的反流有一定的作用,一般慢性胃炎多發(fā)生在幽門,這里也是幽門螺旋桿菌主要寄生的地方;胃底部位于賁門左側(cè),是賁門以上的隆起部分,胃體部是胃腔最大的部分,介于賁門和幽門之間[1]。
圖2?胃的結(jié)構(gòu)
胃壁的分層
胃壁自內(nèi)向外分為黏膜、黏膜下層、肌層與外膜(漿膜)四層。黏膜層厚度占胃壁的一半,其表面遍布約300多萬(wàn)個(gè)不規(guī)則小孔,稱胃小凹,每個(gè)胃小凹底部與3-5條腺體聯(lián)通。黏膜層又可分為上皮層、固有層和黏膜肌層三部分,上皮層主要由分泌粘液的細(xì)胞組成;固有層內(nèi)有緊密排列的大量管狀腺;黏膜肌層由兩薄層平滑肌組成。黏膜層細(xì)胞類型眾多,功能復(fù)雜,且與食物和胃酸接觸,向來(lái)是胃病的好發(fā)部位和研究的重點(diǎn)。
圖3?胃壁的分層
黏膜下層為疏松的結(jié)締組織,內(nèi)含較粗的血管、淋巴管、神經(jīng)和成群的脂肪細(xì)胞,此層是整個(gè)胃壁中最有支持力的結(jié)構(gòu)。肌層由三層平滑肌構(gòu)成,負(fù)責(zé)胃的蠕動(dòng)。最外層的漿膜層,比較結(jié)實(shí),包裹著胃,對(duì)胃有保護(hù)作用[1]。
胃的主要細(xì)胞類型
胃由來(lái)自3個(gè)胚胎胚層的細(xì)胞組成,包括外胚層來(lái)源的腸神經(jīng)細(xì)胞,中胚層來(lái)源的平滑肌細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞,以及內(nèi)胚層來(lái)源的胃腔上皮細(xì)胞。胃的內(nèi)表面遍布管狀凹陷的胃腺體,由淺入深可將胃腺體分為峽部、頸部和底部。胃腺體由上皮細(xì)胞、粘液細(xì)胞、簇細(xì)胞、主細(xì)胞、壁細(xì)胞等多種細(xì)胞組成[2]。
圖4?胃的主要細(xì)胞類型
胃干細(xì)胞(Gastric stem cell)
胃干細(xì)胞是存在于胃組織中的成體干細(xì)胞,具有自我更新和高度增殖能力,它有多向分化潛能,能分化形成各種黏膜上皮細(xì)胞,胃干細(xì)胞在胃黏膜上皮動(dòng)態(tài)更新和損傷修復(fù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。大量的研究已證實(shí)胃腺體的頸部、峽部、基底部都存在胃干細(xì)胞,其中頸部、峽部的胃干細(xì)胞屬于快速循干細(xì)胞,可以分化為所有類型的胃上皮細(xì)胞,約2-7d完成一輪胃黏膜的更新;位于基底部的胃干細(xì)胞正常處于靜息狀態(tài),在胃損傷時(shí)被激活,參與損傷修復(fù),維持胃上皮穩(wěn)態(tài)[3]。
圖5?不同解剖位下胃干細(xì)胞的位置?
壁細(xì)胞(Parietal cell)
壁細(xì)胞在胃腺的上半尤以頸部最密,下半較稀疏,底部最少,它體積大,胞質(zhì)內(nèi)含有極豐富的線粒體;壁細(xì)胞的主要作用是分泌胃酸,因此又被稱為泌酸細(xì)胞(Oxyntic cell)。胃酸可以幫助胃消化食物、吸收礦物質(zhì),還可以殺死有害細(xì)菌。胃酸分泌不足會(huì)影響食物的消化,鈣和維生素的吸收;胃酸分泌過多則容易腐蝕胃黏膜,誘發(fā)胃潰瘍,胃炎等疾病。因此,胃酸的分泌是受到精確調(diào)控的,胃腸的多種內(nèi)分泌細(xì)胞,腸道的神經(jīng)系統(tǒng)等均參與了胃酸分泌的調(diào)節(jié)[2]。
圖6 胃酸分泌的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)
壁細(xì)胞除了分泌胃酸外,還可以分泌多種生長(zhǎng)因子,在維持胃黏膜穩(wěn)態(tài)中也有重要作用。
內(nèi)分泌細(xì)胞(Endocrine cell)
內(nèi)分泌細(xì)胞分散在胃的上皮細(xì)胞和腺體細(xì)胞之間,主要為ECL(enterochromaffin-like)?細(xì)胞和D細(xì)胞。ECL細(xì)胞通過分泌組胺,促進(jìn)臨近的壁細(xì)胞分泌胃酸;D細(xì)胞主要分泌生長(zhǎng)抑素,既可以直接抑制壁細(xì)胞分泌胃酸,也可以通過抑制ECL細(xì)胞來(lái)間接的調(diào)控壁細(xì)胞。除了ECL細(xì)胞和D細(xì)胞外,還有分泌胃泌素的G細(xì)胞、分泌神經(jīng)降壓素的N細(xì)胞、分泌縮膽囊素-促胰液素的I細(xì)胞等10余種內(nèi)分泌細(xì)胞。這些內(nèi)分泌細(xì)胞相互協(xié)作,共同調(diào)節(jié)食物消化吸收、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝等生理過程[2]。
圖7?胃酸分泌的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)?
表面黏液細(xì)胞(Surface?mucous?cell)
表面黏液細(xì)胞位于胃腺的頂部,約占胃腺細(xì)胞總數(shù)的11%。顧名思義,表面黏液細(xì)胞的主要作用是分泌含高濃度碳酸氫根的不可溶性黏液,覆蓋于上皮表面,可以防止胃酸對(duì)胃的腐蝕[4]。這些細(xì)胞排列在胃粘膜上,對(duì)胃粘膜有重要的保護(hù)作用,平均壽命僅3-5天。
頸黏液細(xì)胞(mucous neck cell)
頸黏液細(xì)胞數(shù)量不多,位于胃底腺的頸部,一般多成群存在,有的也單獨(dú)夾在體細(xì)胞或底部其它細(xì)胞之間。頸黏液細(xì)胞胞質(zhì)頂部充滿粘原顆粒,所分泌的粘液是中性粘液還是酸性粘液至今仍有爭(zhēng)議。但可以肯定的是,其分泌的粘液與其他類型胃上皮細(xì)胞、腺細(xì)胞分泌的粘液一起,共同構(gòu)成了胃黏膜的保護(hù)屏障[4]。
主細(xì)胞(Chief cell)
主細(xì)胞又稱胃酶細(xì)胞(Zymogenic cell),數(shù)量較多,主要分布于胃腺的基底部。主要功能是分泌胃蛋白酶原、胃脂酶等消化酶;嬰兒的主細(xì)胞還可以分泌凝乳酶。這些消化酶可以對(duì)蛋白質(zhì)等生物大分子進(jìn)行初步降解,方便后續(xù)腸道進(jìn)行吸收。諸多研究表明,部分主細(xì)胞表達(dá)胃干細(xì)胞的標(biāo)志物L(fēng)gr5+,它們?cè)谖笓p傷時(shí)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)分化,成為表達(dá)解痙多肽的化生組織(spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia, SPEM),這是胃癌的起源方式之一[5]。
圖8?主細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化
簇狀細(xì)胞(Tuft cell)
簇狀細(xì)胞是是一類獨(dú)立的化學(xué)感應(yīng)細(xì)胞,非常罕見,在一組胃標(biāo)本中通常不超過20個(gè),它的主要功能是檢測(cè)和傳遞環(huán)境信號(hào)[6]。
胃細(xì)胞研究工具鼠
南模生物在小鼠胃細(xì)胞標(biāo)志基因中敲入重組酶元件,構(gòu)建了三種Cre工具鼠,有助于滿足大家不同的科研需求,模型信息見下表。
南模生物深耕基因編輯領(lǐng)域,提供全方位模式生物服務(wù),包括基因修飾成品模型供應(yīng)、個(gè)性化模型定制、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥效評(píng)價(jià)等,滿足不同實(shí)驗(yàn)室需求。
Reference:
[1]系統(tǒng)解剖學(xué)第八版.?柏樹令?應(yīng)大君
[2]Physiol Rev . 2020 Apr 1;100(2):573-602.
[3]Front Cell Dev Biol . 2020 Sep 17;8:571536
[4]Cell Rep . 2021 Mar 9;34(10):108819.
[5]Exp Cell Res. 2011 Nov 15; 317(19): 2759–2764.
[6]Gut . 2014 Nov;63(11):1711-20.
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