胃為什麼不會把自己消化掉?170年前的意外爆炸告訴我們的秘密(影片「人體消化的奧妙」)

我是科學教育工作者桑子研,每一天都是新的實驗!

這支影片「人體消化的奧秘」是Y老師推薦給我的,我覺得內容非常精彩,所以幾乎每年都會播放給學生看。

如果你的胃像消化食物一樣,也開始消化自己,會發生什麼事呢?為什麼這種可怕的事情從來沒有發生?其實,揭開這個謎團的契機,竟然來自約170年前一場令人遺憾的槍枝走火意外。今天,就讓我們一起探索胃裡隱藏的驚人防禦機制吧!

備註:建議讓學生觀看的範圍:5:05~26:19(約22分鐘),內容涵蓋食道、胃到小腸。

影片內容概要

胃破了一個洞的獵人──馬丁

19世紀的美國,有位名叫亞歷克西斯.馬丁的獵人。有一天,他因槍枝意外走火導致腹部重傷,胃竟然被打穿了一個洞。雖然奇蹟般保住了性命,但傷口始終沒有完全癒合,因此腹部留下了一個可以直接看到胃內部的小開口。

主治醫師威廉.博蒙特注意到這個特殊情況。他心想:「既然目前沒有更好的治療方法,不如利用這個難得的機會,解開人體最大的謎團之一吧!」於是,在馬丁的同意下,他把各種食物用細線吊進胃裡,觀察它們多久會被消化。這也被認為是世界上最早的活體人體消化實驗之一。

圖片由 Gemini 協助生成

經過這些觀察,博蒙特發現,真正負責分解食物的是強酸與某種化學物質共同作用的結果。這項發現,也成為日後消化生理學的重要起點。

以現代眼光來看,這樣的研究當然存在不少倫理爭議。不過,如果沒有這些珍貴的觀察,人類對「消化」這件事的科學理解,很可能還要再晚上許多年。

只有5毫米厚,卻每天分泌3公升胃液的器官

食物經過食道進入胃之後,就會浸泡在能分解蛋白質的胃液裡。而胃液一天的分泌量,竟然高達約3公升,相當於兩瓶1.5公升寶特瓶的容量。也就是說,每一天,你的胃都在製造大量強效的消化液。

更令人驚訝的是,負責分泌胃液的胃壁,厚度竟然只有約5毫米。胃壁表面布滿密密麻麻的微血管,就像胃液工廠的生產基地。如此強大的酸液,竟然只靠一層薄薄的組織隔開,仔細想想真的相當不可思議。

胃本身也是蛋白質,為什麼不會被自己消化?

這裡就出現了一個非常有趣的問題。

胃液能分解蛋白質,而胃本身也是由蛋白質構成。照理說,胃不是也應該被自己的胃液慢慢溶解嗎?

這個問題的答案,竟然來自1972年澳洲阿德雷德大學泰勒教授發現的一種非常奇特的青蛙。

在胃裡養蝌蚪的神奇青蛙

泰勒教授發現,有一種青蛙竟然會把自己的卵吞進胃裡,讓牠們直接在胃中孵化成蝌蚪,甚至一路養大。

照理說,蝌蚪早就應該被胃液消化掉才對,但研究發現,牠們身體周圍包覆著一層黏液,形成天然保護膜,成功阻擋胃液的侵蝕。

其實,人類的胃也是用同樣的方法保護自己的。

胃壁內側覆蓋著厚厚的一層黏液,它就像一道防護盾,把胃酸與消化酵素隔絕在外。用顯微鏡觀察時,可以看到這層黏液形成細密的網狀結構,宛如一張包覆胃壁的安全網,默默守護著胃不被自己消化。

順帶一提,看影片時我突然想到一個問題:「為什麼海獸胃線蟲(Anisakis)能夠在這麼強的胃酸裡活下來呢?」這也是個很值得研究的有趣現象。

壓力讓胃不舒服,其實是保護層被攻破了

這層黏液保護膜其實非常脆弱。

當身體承受強烈壓力,或大量飲酒時,黏液的保護能力會下降,胃酸就可能開始侵蝕胃壁本身,造成胃發炎、胃潰瘍等問題。

所以人們常說「壓力大胃會痛」,其實並不是心理作用,而是真的因為身體裡的防禦系統出現漏洞。

不過,人體真正厲害的地方還不只如此。

即使胃壁受傷,只要還有健康細胞存活,它們大約一小時內就會開始修復受損組織。這樣的修復速度可以說非常驚人。即使我們毫無察覺,身體依然每天不停地修補自己。

完成酸性消化後,再中和送往小腸

經過胃酸分解的食物,接著會進入十二指腸。

在這裡,原本強酸性的胃液會被中和,變成接近中性的狀態。否則,如果酸度維持那麼高,後面的腸道也會受到傷害。

經過中和之後,食物便正式進入小腸,在那裡吸收各種人體需要的營養。

這次介紹的內容,大約就是影片5分05秒到26分19秒,也就是食物抵達小腸之前的整個過程。如果你覺得有趣,非常推薦直接觀看完整影片,會有更多精彩內容。

光是一個小小的胃,就串起了170年前震撼人心的人體實驗、南半球神奇的育兒青蛙,以及人體驚人的自我修復能力。

每當你只是隨口說一句「好餓喔」,其實你的身體裡,早已經上演著一場精彩無比的化學大戲。

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