胃排空相关影响因素与研究方法的研究进展

张东 1 张睿 2 姜淮芜 3

1. 川北医学院 四川省南充市 637000 2. 四川省绵阳市中心医院，四川省绵阳市 621000 3. 四川绵阳四 0 四医院 四川省绵阳市 621000

摘要：胃排空是指胃内容物由胃排入十二指肠的过程。胃排空是衡量消化道功能的一个重要指标，因其参与了许多疾病的病理生理过程，在消化道疾病的诊断与治疗中发挥着不可或缺的作用。近年来，一些消化道检测技术已经被用于胃排空的研究，如高分辨率测压系统、阻抗法、13C呼气试验、无线运动胶囊系统等，但在胃排空的影响因素、消化道疾病对胃排空的影响及测量方法等方面的研究尚不充分，本文将就上述问题在阅读文献的基础上进行综述报道，旨在为胃排空相关影响因素及测量方法的研究提供新思路。

关键词：胃排空、影响因素、研究方法

胃发挥着多种功能，如灵活储存、研磨食物和控制食糜进入十二指肠等。对胃排空的生物力学研究表明，胃的不同解剖部位的活动被整合以形成功能性的“压力”和“蠕动”泵以及在胃排空中发挥明确作用的研磨过滤器。胃有两种不同的运动模式：餐后和消化不良阶段。在消化间阶段，近端胃部处于高位，而远端胃部处于一种称为运动马达复合体（MMC）的复发性收缩模式中。摄入食物后，胃部的运动模式急剧变化：近端胃部松弛并最初用作储存器。食物摄入后，近端胃的强直收缩将食物推向远端，而远端胃则通过有力且规则的蠕动收缩方式混合并研磨食物^[1]。胃有显著的能力来调节摄入不同食物成分的排空时间和速度以及潜在的运动活动，这受到一系列神经、体液等多种因素的调节。与此相关，临床上有多种方式可以对胃排空与胃动力进行测量。下面将对胃排空的影响因素及测量方式进行综述。

1、与胃排空相关的体液因素

1.1 促进胃排空的激素

胃动素（MTL）：胃动素为肽类激素，主要是由十二指肠以及近端空肠黏膜隐窝中Mo细胞分泌，胃动素的释放除受迷走神经调节外，还可受某些胃肠激素所刺激，如胆囊收缩素、蛙皮素、阿片肽等，生长抑素则可抑制其释放。胃动素的主要生理作用是促进胃肠运动并刺激胃蛋白酶的分泌，能引发消化间期移动性运动综合波(migrating motor complex，MMC)，其中III相的强力收缩可起到肠道“清道夫”的作用。血浆胃动素浓度随MMC的周期性出现而波动，进餐后胃动素的周期性释放消失。胃动素还能引发MMC周期的下食管括约肌收缩，并加速胃的固体和液体排空,并且被认为是改善消化道运动障碍的潜在治疗药物靶点。

胃泌素：是一种肽类激素，主要由胃窦粘膜中的G细胞产生，其次为十二指肠，除了在进食后胃窦扩张以及胃窦内的蛋白质消化产物，如氨基酸和肽类可影响其分泌，同时迷走神经纤维释放的蛙皮素也可增加胃泌素的释放。胃泌素的主要生理作用是促进胃酸分泌，可使胃蛋白酶分泌增加和胃、十二指肠粘膜增殖生长。在浓度较高时可增强胃平滑肌活动从而促进胃肠运动，亦可使幽门括约肌收缩，从而产生延缓胃排空的综合作用。

在肿瘤切除术后进行消化道重建，由于切除胃窦等G细胞密集的病变段且改变正常的生理解剖结构，可直接影响胃泌素以及胃动素的分泌，并且手术操作中也会因为胃肠道的牵拉而影响其正常功能，再加以手术引起的应激反应，会极大地抑制这两种激素的分泌功能，导致术后胃瘫的发生，王茂等人的研究中也证实了胃癌患者的血清胃泌素和血清胃动素水平在胃癌根治术后可出现一过性降低^[2]。可推断消化道重建后激素分泌异常，使胃动力障碍影响正常的胃排空。

1.2 抑制胃排空激素

缩胆囊素（CCK）：是一种肽类激素，主要由小肠上段神经内分泌细胞分泌，主要由氨基酸、脂肪酸、盐酸等刺激而分泌，CCK的促进胰液分泌以及促进胆囊收缩、Oddi括约肌松弛利于排放胆汁等，同时可增强小肠与大肠的运动，并且使幽门括约肌收缩而抑制胃排空。CCK同时与胰高血糖素样肽-1（GLP‐1）和胆汁盐密切相互作用。据报道，食糜进入肠道会刺激CCK分泌，导致胆囊排空和胆盐升高，胆盐刺激肠道内分泌L细胞基底外侧的Takeda G‐蛋白偶联受体5 (TGR5)引起GLP‐1分泌。CCK还在刺激迷走神经抑制回路的迷走神经传入末梢、增强孤束核中谷氨酸的释放、刺激肌间非肾上腺素能非胆碱能(NANC)抑制神经等多个层面上刺激GIVC。胆囊收缩素的所有这些作用导致强烈的胃抑制和胃排空减慢。在消化道重建术后，如切除小肠上段，势必会影响CCK的分泌，从而使消化功能出现异常，在张华^[3]等人的研究中也证实术后CCK水平与手术重建方式密切相关，在保留十二指肠通道术式中,血浆胆囊收缩素较术前升高，而不保留十二指肠通道,血浆胆囊收缩素较术前降低，保留十二指肠通道的重建方式与不保留的相比,前者血浆胆囊收缩素明显升高。由此也可见术中尽可能的保证消化道重建后更接近正常的生理解剖结构对保证CCK分泌的重要性，也使胃排空更趋于正常生理状态。

抑胃肽（GIP）：是一种肽类激素，最早于动物实验中发现，多由小肠上段，即十二指肠、空肠等黏膜中的K细胞分泌，它的释放主要是肠腔内的各种营养成分，如糖类、蛋白和脂肪等刺激控制的。其主要生理作用是抑制胃蛋白酶和胃酸分泌、抑制胃蠕动使胃排空减缓，还可以促进胰岛素和胰高血糖素分泌。在手术作胃大部切除患者亦或是肿瘤切除部分小肠患者，由于胃酸的减少和小肠上段切除后S细胞、K细胞的减少可致使促胰液素以及抑胃肽的分泌受到影响，从而可使胃排空出现异常。在刘斌^[4]等人的动物研究中证实胃旁路转流术（GBP）后，可减少食物对十二指肠及近端空肠的刺激，减少了Ｋ细胞GIP的分泌，从而减少了周围组织的胰岛素抵抗，也正是因为如此，GBP手术已成为治疗2型糖尿病的有效手段，那么可以推断当切除小肠上段后亦限制了营养物质对有效K细胞刺激而影响GIP的分泌，得以相互作用使胃的排空受到影响。

促胰液素：主要由小肠上段黏膜S细胞分泌的一种肽类激素，其分泌最重要的刺激因素为盐酸、脂肪酸等。促胰液素的主要作用是促进胰腺小导管的上皮细胞，引起水分和碳酸氢盐的分泌，抑制胃泌素释放和胃酸分泌，同时胃肠运动减弱和收缩幽门括约肌从而延缓胃排空。

胃瘦素通过蛋白质负荷和迷走神经刺激与胃液中的胃蛋白酶一起从主要细胞中释放出来。它在小肠中被重新加工，作为激素释放。瘦素可能通过CCK1受体产生外周效应。然而，瘦素的主要来源是白色脂肪细胞(脂肪因子瘦素)。胃瘦素减缓对蛋白质餐的胃排空。脂肪因子瘦素的分泌是组成性的，并对下丘脑核发挥其主要作用，以抑制食物摄入和胃排空。这种抑制作用与卡路里数成正比，但与食物类型无关，并由CCK和5-羟色胺(5HT)介导。瘦素诱导一种缓慢的调节，这种调节持续数小时，是抑制进食所必需的^[5]。

其他激素如胰岛素和胰岛淀粉样肽(胰淀素)由β细胞共同分泌。这两种激素都有减缓胃排空和减少食欲的作用。

2. 胃排空的神经调节

过去普遍认为副交感神经和交感运动神经分别对胃产生兴奋和抑制作用。然而，研究表明，交感神经在胃运动的生理调节中没有重要作用，而迷走神经通过胃抑制性迷走神经运动回路和胃兴奋性迷走神经回路对胃施加抑制和兴奋作用^[6-8]。

胃抑制性迷走运动回路由迷走神经中的节前胆碱能神经元和肌间神经丛中的节后非肾上腺素能非胆碱能抑制神经元组成，对下食管括约肌和胃施加紧张性抑制作用^[9]。胃不同区域的迷走神经运动纤维分别支配胃底、胃体、胃窦和幽门括约肌，为治疗消化性溃疡疾病而进行的各种类型的迷走神经切断术提供了重要信息。近端胃迷走神经切断术导致胃底和近端体的迷走神经切断，并损害胃底的调节,这些变化增加了胃底张力，并导致液体快速排空。选择性迷走神经切断术使包括幽门在内的大部分胃失去神经，会导致顺应性降低和松弛丧失，从而导致幽门梗阻和胃淤滞。临床上，在消化性溃疡的外科治疗中，选择性迷走神经切断术总是与幽门成形术结合使用，以防止胃淤滞。

胃兴奋性运动回路由节前胆碱能神经元和节后胆碱能神经元组成，是胃酸分泌和激素释放的主要调节因子，但在胃动力中起着不太重要的作用^[10]。胆碱能兴奋性运动反应通常被更强的抑制性反应所掩盖^[11]。根据受体类型和神经输入，多种神经递质和内源性化学物质可能对迷走神经回路产生不同的影响。例如，多巴胺可以通过多巴胺1 (DA1)受体发挥刺激作用，也可以通过多巴胺2 (DA2)受体对抑制性神经元发挥抑制作用。此外，DA2受体介导的效应比DA1受体介导的效应更为突出^[12]。

3、胃动力的测量方法

3.1 高分辨率测压系统（HRM）

根据定义，HRM不是一项新技术，取而代之的是，它代表了一种方法上的改进，可以提供更高的分辨率，同时简化了数据解释。高分辨率的实际要求通常是指压力传感器的间距小于1 cm，这样不会明显损失可收缩的信息。可以用灌注或固态导管研究胃窦的相位收缩和幽门蠕动，但是准确的压力测量需要连续监测导管相对于幽门的位置。其原因是，导管相对于幽门的相对较小的运动对正被测量的肛门收缩的幅度有很大的影响^[13]。在患有功能性消化不良和糖尿病性胃轻瘫的患者中，已观察到餐后胃窦收缩不足^[14-15]。由于迄今尚未描述特定疾病的幽门运动异常，因此幽门压力监测与临床无关。

3.2 阻抗法

腔内阻抗的创建是为了提供有关推注通过的信息，并避免了在放射检查中发现的辐射需求。阻抗监控通过使用交流发电机在由隔离器分隔的两个金属电极环之间施加电势来进行。电流只能通过与两个金属电极环相邻的周围材料的电荷传导来桥接。空气，盐水，回流液和胃壁均具有独特的阻抗特性，从而可以轻松识别位于金属电极之间的材料。空气对电流具有很高的抵抗力，因此具有很高的阻抗，而盐水和胃液则具有很低的阻抗和非常低的阻抗值。胃粘膜具有中等阻抗范围，因此可作为监测的基线^[16]。

3.3 13C呼气试验

氢呼气测试是一种简单，耐受性强且无创的技术，结肠细菌可以通过吸收未被吸收的碳水化合物，通过发酵产生氢气，这些氢气可以通过呼吸排出，可以使用不同类型的呼气测试。但是，乳果糖是最常用的方法，时间- 13 CO 2 浓度曲线提供了有关胃排空的信息，这是一种用于胃排空的简单且廉价的测试方法。该方法有严重的缺陷，已报道了许多患有便秘、易怒的患者出现了时间-浓度曲线的偏移^[17-18]，并且小肠细菌过度生长的存在通常与运动异常有关，会导致呼吸氢的早期峰值错误。此外，除了腹胀等副作用外，由于乳果糖的高渗透性还会加速肠道转运^[19]。菊糖或菊粉是乳果糖的替代品，但由于两者价格昂贵，并未被广泛采用^[20-21]。

3.4 无线运动胶囊系统

无线运动胶囊系统由一次性使用的口服胶囊，外部数据接收器，以及分析软件组成。口服胶囊前无需行特殊肠道准备，口服后亦可正常饮食，需避免口服倾泻剂。胶囊中带有压力、温度、PH传感器，可自动将消化道信号发送至受试者佩戴的信号接受器。无线运动胶囊以PH值为界标，可准确分辨出胶囊所到达的位置，从而实现精准测量。一项研究表明，与闪烁照法相比，无线运动胶囊检测胃轻瘫方面具有100％的敏感性和50％的特异性^[22-24]。

3.5 MRI

自20世纪70年代以来，磁共振成像已经成为一种公认的医学成像工具，用于评估解剖结构和检测病理。在过去的十年中，磁共振成像性能的不断提高导致了成像速度的提高，这一特性与以非侵入性方式在大视野范围内获取动态、高分辨率、三维图像的能力相结合，没有辐射和已知的短期或长期危险，导致磁共振成像成为检查某些功能性胃肠疾病的潜在医学成像工具。磁共振成像技术对于胃肠道功能的研究近年逐渐增加，但由于患者的检查耐受性及费用等方面限制，目前仍处于研究阶段，主要用于研究药物对运动性变化的影响。使用重复的T2加权图像，手动绘制胃区域，通过特定的软件计算胃变形参数（代表蠕动），从而得出胃运动性的替代指标^[25]。

3.6 闪烁照相法

闪烁照相法被认为是测量胃排空的金标准方法，能在机体正常生理状态下对胃排空功能进行检测，对消化道疾病病因学探讨和胃肠道功能研究具有重要的临床价值，是利用放射性标记的底物在脏器和病变组织中的摄取、滞留等的差异，通过显像仪器显影脏器或病变组织进行诊断的方法。最常选用的标记是放射性同位素 99m Tc^[26]，选择的主要原因是半衰期短（6h），口服后不易被食管、胃黏膜所吸收^[27]。具体的操作为禁食12h后服用带有标记物的测试餐，随着时间推移，胃内放射性逐渐降低，在半对数坐标图上，绘出不同时间全胃的轮廓，计算出全胃内的放射性计数，使用软件计算胃内食物排除 50%所需的时间即胃半排空时间(GET 1/2 )，以此作为胃排空的指标^[28]。闪烁照相法具有操作简便、无侵入性、符合生理条件、灵敏准确等优点，对判断病情与观察疗效有一定临床价值，但该方法因具有放射性且检查价格昂贵，目前临床应用被限制。

3.7实时超声法

超声是一种无创性的研究方法，它能深入了解人体胃排空、功能性疾病和胃肠道动力障碍情况，实时超声技术由于其无创性和相对较低的成本，是研究胃动力的一种潜在的有价值的工具^[29]。最常用的测量方法是胃窦单切面积法，利用胃窦横截面积在不同的时间段测定胃排空值，确定混合餐总胃排空时间^[30]。腹部超声在测定固体胃排空方面存在局限性，由于进食固体食物后胃壁回声较高，很难鉴别^[31]。它还需要结合临床或内镜检查来诊断病变，同时，检查人员也需要有熟练的超声检查技术，且对于肥胖患者，超声检测难度更大^[32]。

3.8胃恒压器

由于近端胃的直径较大，该区域的收缩活动无法通过传统的压力法记录，因此无法获得有关近端胃运动的可靠信息。为了研究近端胃的运动功能，已经开发出一种称为“恒压器”的专用设备^[33]。胃恒压器（通过充气的胃内袋）保持较低且恒定的胃壁张力，该张力通过电子调节的空气注入/抽吸系统保持恒定的压力。利用该系统，胃内容积的变化（减小或增大）定量地反映了近端胃的运动活动（收缩或松弛）。胃恒压器已广泛用于狗^[34]和人^[35]的实验研究中,它已证明人类近端胃部表现出独特的收缩活性，但大多数运动实验室的常规诊断武器库中尚未包括恒压器测量值。

4、疾病中的胃排空障碍

一些十二指肠溃疡患者的胃排空异常迅速^[36]，可能会在餐后的某些时候增加了十二指肠中的酸负荷^[37]。然而，十二指肠溃疡患者的胃十二指肠蠕动健康与对照相比没有显示出显着差异，因此增强排空的收缩基础尚不清楚^[38-39]。胃动力不足与胃炎之间似乎存在关联^[38]，这些异常可能是通过诱发胃的固体淤滞而导致胃溃疡的发生，这是该疾病的共同特征^[40]。在胃酸缺乏症和A型萎缩性胃炎患者中，还存在胃动力不足和固体排空缓慢^[41]。在Zollinger-Ellison综合征中已有描述，其中已报道了快速的胃排空

^[42]。胃迷走神经迷走神经切断术可能会导致心律不齐和胃窦动力减退。在糖尿病中，阶段性和强直性幽门活动以及小肠运动障碍也可能增加^[43]。甲状腺功能减退症可引起胃动力下降和胃排空缓慢，而甲状腺功能亢进症可增加胃排空。 胃癌术后行Roux-en-Y消化道重建发生的Roux-en-Y综合征的不仅可能是由于胃残余物的强直收缩活动紊乱引起的，还可能是因为Roux-en-Y综合征患者存在胃或Roux肠段的转移延迟^[44]。

小结及展望

在过去的十年里，对胃排空生理学的各个方面的理解逐渐深入，虽然一些方法（如高分辨率测压系统、闪烁照相法）已经被世界各地越来越多的临床医生用作诊断工具，但其他方法仍然局限于专家中心(如磁共振成像和超声检查)。对于这里描述的许多技术，诊断的可能性仍有待确定。然而，这些技术的潜力将保证它们在未来几年里仍然是研究领域中非常感兴趣和仔细研究的主题。

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