醫學生理學/胃腸生理學/運動
食物的攝入受飢餓和食慾控制。在健康狀態下，人體控制攝入的食物透過胃腸系統的速度，以便消化和吸收得到最佳化。一頓飯後的第一個殘渣將在 7-10 小時內透過胃腸系統，但有些可能需要長達 5 或 6 天才能透過。
平滑肌，也稱為不隨意肌或非紋狀肌，通常存在於空腔器官的壁內，並且具有許多獨特的特徵。這些細胞的收縮依賴於 Ca++ 離子的內流。在腸道中，可以看到三種類型的收縮
- 緊張性持續收縮，例如發生在括約肌中
- 蠕動收縮
- 節段性收縮
透過各種收縮，食物和食糜在腸道中移動。
平滑肌或非紋狀肌細胞透過改變其形狀來收縮。它們包含許多肌動蛋白-肌球蛋白束。一些肌動蛋白鏈附著在細胞上，它們都錨定在細胞質中的緻密體上。啟用後，肌動蛋白鏈在肌球蛋白上滑動，導致肌動蛋白-肌球蛋白束縮短
這導致細胞整體隆起和縮短
腸道中的肌細胞透過縫隙連線相互溝通，形成一系列的功能合胞體單位。因此，一個細胞中的動作電位將傳播到該單位中的其他細胞。
收縮可以由動作電位或化學物質和激素引發。由前者引起的收縮被稱為肌源性電位，後者被稱為藥理機械耦合。一些平滑肌細胞具有自發的去極化迴圈，這些細胞被稱為起搏細胞。據說它們具有慢波去極化。當去極化水平達到某個閾值時，就會觸發動作電位。收縮強度取決於觸發動作電位的數量。
一些起搏細胞每次慢波都會觸發動作電位，而另一些則只在偶爾的慢波時觸發。下圖顯示了慢波的電模式，其中偶爾有動作電位和“起搏器”電位，其中每個波都產生動作電位。每個慢迴圈持續 7-12 秒。
下圖演示了在藥理機械耦合中，兩種藥物 A 和 B 對肌肉張力的影響。請注意，膜電位沒有變化。
動作電位導致 Ca++ 離子內流，從而從肌漿網釋放更多 Ca++。由於肌漿網中鈣的供應有限，因此必須由細胞外的鈣離子補充。透過 Na+ 離子的外流恢復膜電位。
平滑肌細胞的一個特徵是它們能夠維持緊張性持續收縮。具有這種特性的肌肉被稱為具有或維持張力。這使得括約肌能夠維持其緊張性，並透過“放鬆”其緊張性而開啟。作為腸道張力的一個例子，小腸的長度在死亡時約為 24 英尺，但在生命中僅為其長度的一半，這是由於縱向肌束的張力所致。
節段性收縮用於混合食物或食糜。腸道相鄰節段的環形肌交替進行收縮和舒張。這種作用不是將食物沿腔移動，而是將其攪拌和混合，特別是與消化液混合。節段性收縮還使食糜與上皮細胞接觸以進行吸收。
蠕動收縮將食物和食糜沿腸腔向下移動。環形肌在食物團塊後面收縮，食物團塊前面的肌肉放鬆，並且這種收縮波沿腸道向下傳播，將食物團塊向前推進。
食物透過腸道的過程，其轉化為食糜，最終轉化為糞便，都處於非自主控制之下。只有第一部分 - 攝入和吞嚥，以及最後一部分 - 排便，處於自主控制之下。
咀嚼是消化過程中的一個極其重要的部分，尤其是對於水果和蔬菜，因為它們具有不可消化的纖維素外殼，必須進行物理分解。此外，消化酶僅作用於食物顆粒的表面，因此顆粒越小，消化過程就越有效。
吞嚥由位於延髓上部和腦橋下部的吞嚥或咀嚼中心協調。衝動由三叉神經、舌咽神經和迷走神經攜帶。
- 舌頭將食物團塊推向軟顎，觸發吞嚥反射。
- 軟顎向上拉起，防止食物迴流到鼻腔
- 聲帶緊密靠攏
- 喉向上拉起，關閉會厭，防止食物進入氣管。食管括約肌鬆弛。
- 咽的肌壁從上部開始收縮，將食物推入食管
- 蠕動波在重力的輔助下將食物推入食管。
食物透過蠕動收縮被送入食道。如果這些收縮不足以推動所有食物，則會產生更強的繼發性蠕動波。這些波是由肌間神經叢和中樞神經系統共同啟動的。
食道下端肌肉增厚，稱為下食道括約肌。它通常處於緊張性收縮狀態，但在蠕動波到達時會鬆弛，允許食物進入胃。
進入胃的食物會進入胃底儲存。胃上部起源的弱蠕動波，稱為混合波，向下傳遞到胃竇。這些波在接近胃竇時變得更強，當它們將食物推向閉合的幽門時，也起到了混合的作用。胃竇中的食物也會透過節段性收縮充分混合。混合後的液體內容物稱為食糜，少量食糜在更強的蠕動收縮作用下透過幽門進入十二指腸。
胃排空的速度受來自十二指腸和胃的各種因素控制，其中十二指腸因素最為重要。
胃因素包括胃內食物量的增加和胃壁的擴張。激素**胃泌素**似乎也促進胃排空。
十二指腸因素主要作用是抑制胃排空，從而確保小腸不會因突然湧入的酸性食糜而超負荷。它們包括**神經反射**和**激素**。**神經反射**透過腸神經系統和透過椎前交感神經節的外部神經傳遞。
抑制胃排空的因素包括：
- 十二指腸擴張
- 十二指腸食糜的酸度
- 食糜的滲透壓
- 十二指腸刺激
這些反射對酸度和刺激特別敏感，會導致胃排空迅速抑制。
抑制胃排空的**激素**包括**縮膽囊素**、**促胰液素**和**胃抑制肽（GIP）**。促胰液素對十二指腸的酸度有反應而分泌，縮膽囊素和GIP對食糜中脂肪的存在有反應而分泌。
所有這些因素確保胃排空的速度限制在小腸能夠處理的範圍內。
在小腸中，節段性收縮的混合作用持續進行，食物緩慢地透過腸道，最終透過迴盲瓣進入大腸。在很大程度上，節段性收縮與蠕動收縮的分離是人為的，因為兩者都有助於將食糜向前推進，並且都增加了混合作用。食糜以大約1釐米/分鐘的速度向下移動，因此在3-5小時內將到達迴盲瓣。它通常會停留在那裡直到下一餐，**胃結腸反射**會增強迴腸遠端的蠕動，迫使食糜透過迴盲瓣。
蠕動的強度受神經反射和激素的控制。神經因素包括腸壁的擴張，但胃的擴張也會導致小腸蠕動增強。這兩種反射都由肌間神經叢介導。
促進蠕動的激素因素包括胃泌素、CCK、胰島素、胃動素和5-羥色胺。胰高血糖素和促胰液素**抑制**蠕動。
迴盲瓣的主要功能是防止糞便迴流到小腸。從插圖中可以看出，該瓣膜突出到盲腸，因此盲腸壓力增加會導致閉鎖。此外，迴腸遠端幾釐米處的肌肉增厚，這起到了功能性括約肌的作用。
迴腸遠端壓力或刺激增加會導致該括約肌鬆弛；盲腸壓力或刺激增加會導致收縮。
大腸的主要功能是從食糜中去除水分和電解質，並將產生的糞便儲存起來，直到可以排出體外。
在結腸中，縱行肌層濃縮成三條狹窄的帶，稱為**結腸帶**。因此，環行肌層的混合運動，即所謂的**結腸袋**，在大腸中占主導地位。這些運動也會緩慢地將內容物推向直腸。
大部分向前推進來自這些“結腸袋”，但還有一種叫做**集團運動**的第三種收縮，它會向前推動大量的物質。這些運動通常每天發生2-3次，通常在進食後 - 所謂的**胃結腸反射**，持續約20分鐘。它們負責糞便的最終形成和直腸的充盈。
直腸充盈是內括約肌鬆弛的訊號。然而，外括約肌受隨意控制。
雖然肌間神經叢的排便訊號只能弱化地鬆弛內括約肌，但更強的訊號來自骶髓中突觸的副交感神經反射。這些反射可以被中樞神經系統抑制，當排便時間合適時，抑制解除，在外括約肌的隨意控制下鬆弛。
排便的順序通常是由自主意識開始的；會厭關閉，深呼吸，腹肌收縮增加腹內壓。
所有這些動作都是協調的，並受激素、自主神經系統以及腸神經系統的控制，結果是，在健康狀態下，食物和食糜以最佳速度向前移動，以實現有效的消化和吸收。