胃酸 いさん (いさん、英 えい : Gastric acid 、stomach acid; 胃液 いえき 〈gastric juice〉)は、胃 い 内壁 ないへき の中 なか で形成 けいせい される消化 しょうか 液 えき である。塩酸 えんさん 、塩化 えんか カリウム 、塩化 えんか ナトリウム で構成 こうせい される。タンパク質 たんぱくしつ のアミノ酸 あみのさん の長 なが い鎖 くさり を分解 ぶんかい する消化 しょうか 酵素 こうそ を活性 かっせい 化 か するという重要 じゅうよう な役割 やくわり を果 は たしている。食後 しょくご など、必要 ひつよう なときに胃酸 いさん の生産 せいさん を増 ふ やすフィードバック機構 きこう がある。
胃 い の他 ほか の細胞 さいぼう は、胃酸 いさん を緩衝 かんしょう して調整 ちょうせい されたpH を確保 かくほ するため、塩基 えんき である重 じゅう 炭酸 たんさん 塩 しお を産 さん 生 せい する。胃酸 いさん が胃 い を傷 きず つけるのを防 ふせ ぐために、これらの細胞 さいぼう は粘液 ねんえき (粘性 ねんせい のある障壁 しょうへき )を作 つく り出 だ す。膵臓 すいぞう はさらに重 じゅう 炭酸 たんさん 塩 しお を大量 たいりょう に産 さん 生 せい し膵管 を介 かい して分泌 ぶんぴつ することで十二指腸 じゅうにしちょう を通過 つうか する胃酸 いさん を中和 ちゅうわ する。
胃酸 いさん の主成分 しゅせいぶん は、胃 い 腺 せん 中 なか の壁 かべ 細胞 さいぼう で作 つく られる塩酸 えんさん である。その分泌 ぶんぴつ は、複雑 ふくざつ で比較的 ひかくてき エネルギーコストが高 たか い。壁 かべ 細胞 さいぼう は、塩酸 えんさん が胃 い の内 うち 腔 に分泌 ぶんぴつ される広範 こうはん な分泌 ぶんぴつ ネットワーク(細管 さいかん canaliculi と呼 よ ばれる)を含 ふく んでいる。ヒトの胃 い の内 うち 腔中の胃酸 いさん のpHは1.5から3.5であり、プロトンポンプ H+ /K+ ATPアーゼ (英語 えいご 版 ばん ) によって維持 いじ されている[ 1] 。壁 かべ 細胞 さいぼう は血液 けつえき 中 ちゅう に重 じゅう 炭酸 たんさん 塩 しお を放出 ほうしゅつ し、アルカリ潮 しお (英語 えいご 版 ばん ) として知 し られている血液 けつえき 中 ちゅう のpHの一時 いちじ 的 てき な上昇 じょうしょう を引 ひ き起 お こす。
胃 い の内 うち 腔内の強酸 きょうさん 性 せい 環境 かんきょう は、食品 しょくひん からのタンパク質 たんぱくしつ がその特徴 とくちょう 的 てき な折 お り畳 たた まれ構造 こうぞう を失 うしな う(変性 へんせい する)原因 げんいん となる。これにより、タンパク質 たんぱくしつ のペプチド結合 けつごう が露出 ろしゅつ する。胃 い の主 しゅ 細胞 さいぼう は、タンパク質 たんぱくしつ 分解 ぶんかい のための酵素 こうそ (不 ふ 活性 かっせい 型 がた ペプシノーゲン 、乳児 にゅうじ 期 き にはレンニン )を分泌 ぶんぴつ する。塩酸 えんさん はペプシノーゲンを活性 かっせい 化 か してペプシンという酵素 こうそ に変化 へんか させ、アミノ酸 あみのさん 結合 けつごう を壊 こわ して消化 しょうか を助 たす けるタンパク質 たんぱくしつ 分解 ぶんかい と呼 よ ばれる過程 かてい を行 おこな う。また、酸性 さんせい 環境 かんきょう 下 か では多 おお くの微生物 びせいぶつ が抑制 よくせい あるいは破壊 はかい され、これによって感染 かんせん 症 しょう や病気 びょうき を防 ふせ ぐことができる。
ヘリコバクター・ピロリ など胃酸 いさん を局所 きょくしょ 的 てき に中和 ちゅうわ して胃 い の内部 ないぶ で生息 せいそく する細菌 さいきん も存在 そんざい する。
胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ には、アセチルコリン 、ガストリン 、ヒスタミン という3つのホルモン が関与 かんよ している。
食事 しょくじ を摂 と ろうとすると、脳 のう からの刺激 しげき が副 ふく 交感神経 こうかんしんけい に伝 つた わり、アセチルコリンが分泌 ぶんぴつ される。アセチルコリンは胃壁 いへき 細胞 さいぼう のムスカリン受容 じゅよう 体 たい に結合 けつごう して、胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ が起 お こる。
食物 しょくもつ が胃 い に入 はい ると、その刺激 しげき によりガストリン細胞 さいぼう がガストリンを分泌 ぶんぴつ する。ガストリンは胃壁 いへき 細胞 さいぼう のガストリン受容 じゅよう 体 たい に結合 けつごう して、胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ が起 お こる。
ガストリンはECL細胞 さいぼう や肥満 ひまん 細胞 さいぼう を刺激 しげき して、ヒスタミンを放出 ほうしゅつ させる。ヒスタミンは胃壁 いへき 細胞 さいぼう のH2受容 じゅよう 体 たい に結合 けつごう して、胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ が起 お こる。
典型 てんけい 的 てき な大人 おとな のヒトの胃 い は毎日 まいにち 約 やく 1.5リットルの胃酸 いさん を分泌 ぶんぴつ する[ 2] 。胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ はいくつかの段階 だんかい から成 な る。塩化 えんか 物 ぶつ イオンと水素 すいそ イオンは、壁 かべ 細胞 さいぼう の細胞 さいぼう 質 しつ から別々 べつべつ に分泌 ぶんぴつ され、細管 さいかん 内 ない で混合 こんごう される。胃酸 いさん は、その後 ご 、胃 い 腺 せん の内 うち 腔に分泌 ぶんぴつ され、徐々 じょじょ に胃 い の主 おも 内 ない 腔に達 たっ する[ 2] 。酸 さん が最初 さいしょ に比較的 ひかくてき pH中性 ちゅうせい の胃 い 粘液 ねんえき 層 そう を横断 おうだん しなければならないので、分泌 ぶんぴつ された酸 さん が胃 い の内 うち 腔に達 たっ する正確 せいかく な方法 ほうほう については、論争 ろんそう の的 まと になっている。
塩化 えんか 物 ぶつ イオンとナトリウムイオンは、壁 かべ 細胞 さいぼう の細胞 さいぼう 質 しつ から細管 さいかん の内 うち 腔に活発 かっぱつ に分泌 ぶんぴつ される。これにより、壁 かべ 細胞 さいぼう 膜 まく を横切 よこぎ って−40 mV - −70 mVの負 まけ の電位 でんい が発生 はっせい し、これによりカリウムイオンと少量 しょうりょう のナトリウムイオンが細胞 さいぼう 質 しつ から壁 かべ 細胞 さいぼう の細管 さいかん 内 ない に拡散 かくさん する。
炭酸 たんさん 脱水 だっすい 酵素 こうそ は、二酸化炭素 にさんかたんそ と水 みず の反応 はんのう を触媒 しょくばい して炭酸 たんさん を生成 せいせい する。この酸 さん はすぐに水素 すいそ イオンと重 じゅう 炭酸 たんさん イオンに解離 かいり する。水素 すいそ イオンは、H+ /K+ ATPアーゼ アンチポーター (交換 こうかん 輸送 ゆそう 体 たい )ポンプを介 かい して細胞 さいぼう から出 で ていく。
同時 どうじ に、ナトリウムイオンは活発 かっぱつ に再 さい 吸収 きゅうしゅう される。つまり、分泌 ぶんぴつ されたK+ イオンとNa+ イオンの大 だい 部分 ぶぶん は細胞 さいぼう 質 しつ に戻 もど る。細管 さいかん 内 ない では、分泌 ぶんぴつ された水素 すいそ イオンと塩化 えんか 物 ぶつ イオンが混 ま ざり合 あ い、酸 さん 分泌 ぶんぴつ 腺 せん の内 うち 腔に分泌 ぶんぴつ される。
胃酸 いさん が胃 い の中 なか で到達 とうたつ する最高 さいこう 濃度 のうど は、細管 さいかん 内 ない の160 mM である。これは動脈 どうみゃく 血 ち の約 やく 300万 まん 倍 ばい であるが、他 た の体液 たいえき とほぼ正確 せいかく に等 とう 張 はり 性 せい (英語 えいご 版 ばん ) である。分泌 ぶんぴつ された酸 さん の最低 さいてい pHは0.8であるが[ 3] 、胃酸 いさん は胃 い 内 ない 腔においてpH 1から3の間 あいだ に希釈 きしゃく される。塩酸 えんさん 濃度 のうど としては、0.1mol/Lおよび0.3%程度 ていど である。
食事 しょくじ の間 あいだ に通常 つうじょう 10 mEq/hour未満 みまん の少量 しょうりょう の胃酸 いさん の持続 じぞく 的 てき な基礎 きそ 分泌 ぶんぴつ がある[ 4] 。
食事 しょくじ を消化 しょうか するために分泌 ぶんぴつ 量 りょう を増 ふ やす胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ には以下 いか の3つの相 そう がある[ 2] 。
脳 のう 相 しょう (英語 えいご 版 ばん ) (cephalic phase): 胃酸 いさん の分泌 ぶんぴつ 量 りょう の30%は、食 た べることへの期待 きたい 感 かん や食 た べ物 もの の匂 にお いや味 あじ が刺激 しげき されることで分泌 ぶんぴつ される。このシグナルは迷走 めいそう 神経 しんけい (第 だい X脳神経 のうしんけい )を介 かい して脳 のう の高次 こうじ 中枢 ちゅうすう から発生 はっせい する。それは、壁 かべ 細胞 さいぼう を活性 かっせい 化 か して酸 さん を放出 ほうしゅつ し、ECL細胞 さいぼう (英語 えいご 版 ばん ) を活性 かっせい 化 か してヒスタミン を放出 ほうしゅつ する。迷走 めいそう 神経 しんけい (CN X)はまた、G細胞 さいぼう (英語 えいご 版 ばん ) にガストリン放出 ほうしゅつ ペプチド (英語 えいご 版 ばん ) を放出 ほうしゅつ します。最後 さいご に、D細胞 さいぼう (英語 えいご 版 ばん ) からのソマトスタチン 放出 ほうしゅつ も抑制 よくせい する.[ 5] 。
胃 い 相 しょう : 食事 しょくじ の消化 しょうか のための酸 さん の約 やく 6割 わり がこの段階 だんかい で分泌 ぶんぴつ される。酸 さん の分泌 ぶんぴつ は、胃 い の膨張 ぼうちょう と食物 しょくもつ 中 ちゅう に存在 そんざい するアミノ酸 あみのさん によって刺激 しげき される。
腸 ちょう 相 しょう : 残 のこ りの10%の酸 さん は糜汁 (英語 えいご 版 ばん ) が小腸 しょうちょう に入 はい ると分泌 ぶんぴつ され、小腸 しょうちょう の肥大 ひだい 化 か やアミノ酸 あみのさん によって刺激 しげき を受 う ける。十二指腸 じゅうにしちょう 細胞 さいぼう からは、ガストリンに影響 えいきょう を与 あた えずに壁 かべ 細胞 さいぼう に作用 さよう するエンテロオキシンチン (英語 えいご 版 ばん ) が分泌 ぶんぴつ される[ 5] 。
消化 しょうか 性 せい 潰瘍 かいよう 疾患 しっかん (PUD)および胃 い 食道 しょくどう 逆流 ぎゃくりゅう 症 しょう (GERD)の創 そう 薬 やく 標的 ひょうてき を含 ふく む胃酸 いさん 分泌 ぶんぴつ の主 おも な決定 けってい 因子 いんし を示 しめ す図 ず 。
胃酸 いさん の産 さん 生 せい は、自律 じりつ 神経 しんけい 系 けい といくつかのホルモン の両方 りょうほう によって調節 ちょうせつ されている。迷走 めいそう 神経 しんけい を介 かい した副 ふく 交感神経 こうかんしんけい 系 けい とガストリン というホルモンは、壁 かべ 細胞 さいぼう を刺激 しげき して胃酸 いさん を産 さん 生 む し、壁 かべ 細胞 さいぼう に直接 ちょくせつ 作用 さよう し、間接 かんせつ 的 てき には腸 ちょう クロム親和 しんわ 性 せい 細胞 さいぼう 様 さま 細胞 さいぼう (ECL)からのヒスタミン というホルモンの分泌 ぶんぴつ を刺激 しげき する。血管 けっかん 作動 さどう 性 せい 腸管 ちょうかん ペプチド 、コレシストキニン 、セクレチン はいずれも産 さん 生 せい を阻害 そがい する。
胃 い の中 なか での胃酸 いさん の産 さん 生 せい は、正 せい の調節 ちょうせつ 因子 いんし と負 まけ のフィードバック機構 きこう によって厳密 げんみつ に調節 ちょうせつ されている。壁 かべ 細胞 さいぼう 、G細胞 さいぼう 、δ でるた 細胞 さいぼう 、腸 ちょう クロム親和 しんわ 性 せい 細胞 さいぼう 様 さま 細胞 さいぼう という4種類 しゅるい の細胞 さいぼう がこのプロセスに関与 かんよ している。これに加 くわ えて、迷走 めいそう 神経 しんけい (CN X)の末端 まったん と腸 ちょう 壁 かべ 内 ない 神経 しんけい 叢 くさむら が分泌 ぶんぴつ に大 おお きく影響 えいきょう します。
胃 い の神経 しんけい 終末 しゅうまつ は、2つの刺激 しげき 性 せい 神経 しんけい 伝達 でんたつ 物質 ぶっしつ 、アセチルコリン およびガストリン放出 ほうしゅつ ペプチド を分泌 ぶんぴつ する。これらは、壁 かべ 細胞 さいぼう に直接 ちょくせつ 作用 さよう し、G細胞 さいぼう からのガストリンの分泌 ぶんぴつ と腸 ちょう クロム親和 しんわ 性 せい 細胞 さいぼう 様 さま 細胞 さいぼう からのヒスタミンの分泌 ぶんぴつ により媒介 ばいかい される。ガストリンは、ヒスタミンの放出 ほうしゅつ を刺激 しげき することで、直接的 ちょくせつてき 、間接 かんせつ 的 てき に壁 かべ 細胞 さいぼう に作用 さよう する。
ヒスタミンの放出 ほうしゅつ は、胃 い における胃酸 いさん 分泌 ぶんぴつ の最 もっと も重要 じゅうよう な正 せい の調節 ちょうせつ 機構 きこう である。その放出 ほうしゅつ はガストリンとアセチルコリンによって刺激 しげき され、ソマトスタチン によって阻害 そがい される。
十二指腸 じゅうにしちょう では、胃酸 いさん は炭酸 たんさん 水素 すいそ ナトリウム によって中和 ちゅうわ される。これにより、pHの酸性 さんせい 域 いき に至 いたり 適 てき 条件 じょうけん を持 も つ胃 い 酵素 こうそ 群 ぐん も妨害 ぼうがい される。膵臓 すいぞう からの炭酸 たんさん 水素 すいそ ナトリウムの分泌 ぶんぴつ は、セクレチン によって刺激 しげき される。このポリペプチド ホルモンは、十二指腸 じゅうにしちょう のpHが4.5から5.0を下回 したまわ ると、十二指腸 じゅうにしちょう および空 そら 腸 ちょう の粘膜 ねんまく のいわゆるS細胞 さいぼう (英語 えいご 版 ばん ) から活性 かっせい 化 か されて分泌 ぶんぴつ される。中和 ちゅうわ は以下 いか の式 しき で表 あらわ される。
HCl + NaHCO3 → NaCl + H2 CO3
炭酸 たんさん は、腸 ちょう の上皮 じょうひ 内 ない 膜 まく に結合 けつごう した炭酸 たんさん 脱水 だっすい 酵素 こうそ による触媒 しょくばい 作用 さよう により、二酸化炭素 にさんかたんそ および水 みず と急速 きゅうそく に平衡 へいこう 化 か し[ 6] 、中和 ちゅうわ に関連 かんれん した内 うち 腔内の炭酸 たんさん ガス の純 じゅん 放出 ほうしゅつ につながる。十二指腸 じゅうにしちょう といった吸収 きゅうしゅう 性 せい 上 じょう 腸 ちょう では、溶解 ようかい した二酸化炭素 にさんかたんそ と炭酸 たんさん の両方 りょうほう が血液 けつえき と平衡 へいこう 化 か する傾向 けいこう があり、これによって中和 ちゅうわ で生成 せいせい されたガスの大 だい 部分 ぶぶん が肺 はい から吐 は き出 だ される。
低 てい 酸 さん 症 しょう (英語 えいご 版 ばん ) および無 む 酸 さん 症 しょう では、胃酸 いさん が少 すく ない、または全 まった くない状態 じょうたい であり、胃 い 内 ない 腔の殺菌 さっきん 作用 さよう が低下 ていか しているため、問題 もんだい が生 しょう じる可能 かのう 性 せい がある。このような状態 じょうたい では、消化 しょうか 管 かん の感染 かんせん 症 しょう (ビブリオ属 ぞく 細菌 さいきん やヘリコバクター属 ぞく 細菌 さいきん の感染 かんせん など)のリスクが高 たか くなる。
ゾリンジャー-エリソン症候群 しょうこうぐん (英語 えいご 版 ばん ) および高 こう カルシウム血 ち 症 しょう では、ガストリン 値 ね の上昇 じょうしょう があり、これが胃酸 いさん の過剰 かじょう 産 さん 生 せい につながり、胃潰瘍 いかいよう の原因 げんいん となる。
過剰 かじょう 嘔吐 おうと を特徴 とくちょう とする疾患 しっかん では、低 てい 塩 しお 素性 すじょう (英語 えいご 版 ばん ) 代謝 たいしゃ 性 せい アルカローシス(英語 えいご 版 ばん ) (H+ と塩素 えんそ 欠乏 けつぼう による血 ち 中 ちゅう 酸性 さんせい 度 ど の低下 ていか )を発症 はっしょう する。
プロトンポンプ酵素 こうそ はプロトンポンプ阻害 そがい 薬 やく の標的 ひょうてき であり、過剰 かじょう な酸 さん を特徴 とくちょう とする疾患 しっかん において胃 い のpHを上昇 じょうしょう させる(したがって胃酸 いさん 値 ち を低下 ていか させる)ために使用 しよう される。H2 アンタゴニスト は、間接 かんせつ 的 てき に胃酸 いさん の産 さん 生 せい を減少 げんしょう させる。制 せい 酸 さん 薬 やく は存在 そんざい する酸 さん を中和 ちゅうわ する。
この
節 ふし の
加筆 かひつ が
望 のぞ まれています。
(2010年 ねん 11月 )
消化 しょうか における胃酸 いさん の役割 やくわり は、1820年代 ねんだい から1830年代 ねんだい にかけて、事故 じこ により胃 い に瘻孔 (穴 あな )が開 ひら いたアレクシ・サンマルタン (英語 えいご 版 ばん ) の協力 きょうりょく を得 え て行 おこな われたウィリアム・ボーモント の研究 けんきゅう によって確立 かくりつ された。ボーモントは消化 しょうか の過程 かてい を観察 かんさつ して胃酸 いさん を抽出 ちゅうしゅつ し、酸 さん が消化 しょうか に重要 じゅうよう な役割 やくわり を果 は たしていることを検証 けんしょう した[ 7] 。
^ Elaine N. Marieb, Katja Hoehn, Katja N. Hoehn (2018). Human Anatomy and Physiology, 11th edition . Pearson Education, Inc. pp. 1264. ISBN 0134580990 . https://books.google.ca/books/about/Human_Anatomy_Physiology.html?id=6MrdswEACAAJ&redir_esc=y
^ a b c Dworken, Harvey J (2016). Human digestive system: gastric secretion . Encyclopædia Britannica Inc.. http://www.britannica.com/science/human-digestive-system/Gastric-secretion
^ Guyton, Arthur C.; John E. Hall (2006). Textbook of Medical Physiology (11 ed.). Philadelphia: Elsevier Saunders. p. 797. ISBN 0-7216-0240-1
^ Page 192 in: Elizabeth D Agabegi; Agabegi, Steven S. (2008). Step-Up to Medicine (Step-Up Series) . Hagerstwon, MD: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-7153-6 . https://archive.org/details/stepuptomedicine0000agab
^ a b Lecture, "Function of the Stomach and Small Intestine" Deakin University School of Medicine. October 15, 2012
^ Lönnerholm, G.; Knutson, L.; Wistrand, P. J.; Flemström, G. (1989). “Carbonic anhydrase in the normal rat stomach and duodenum and after treatment with omeprazole and ranitidine”. Acta Physiologica Scandinavica 136 (2): 253–262. doi :10.1111/j.1748-1716.1989.tb08659.x . PMID 2506730 .
^ Harré, R. (1981). Great Scientific Experiments . Phaidon (Oxford). pp. 39–47 . ISBN 0-7148-2096-2 . https://archive.org/details/greatscientifice00romh/page/39
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