胃會分泌強酸，為什麼自己不會被溶解？
― 守護它的，是厚度0.2毫米的黏液
胃裡充滿了強酸，強到能在幾個小時內把堅硬的肉塊變成糊狀。然而，製造這些酸的胃本身卻若無其事。這不是因為胃壁特別厚。答案藏在胃內側那層薄薄的黏液裡。
肚子餓了，咕嚕一聲響起。胃裡幾乎是空的，卻已經在分泌酸了。
這種酸比檸檬汁強得多。如果大量沾在手指上不處理，皮膚會刺痛、變得粗糙。
胃每天都會把超過1公升這樣的酸倒進自己的內側。可是隔天、再隔天，胃依然平安無事。這是為什麼呢？
理由只有兩個
胃的內側覆蓋著一層黏滑的黏液。胃壁自己會往這層黏液裡滲出鹼。酸在這層黏液中前進時就被中和，到達細胞時已經接近中性。
這樣的防護並不能百分之百擋住酸。據說胃內側的細胞幾天就會換成新的。這個策略不是死守，而是哪裡受損就立刻換掉。
接下來依序說明。先從這層黏液到底做了什麼開始。
在黏液中，酸能被減弱到什麼程度
黏液像一張吸滿水的網。厚度大約0.2毫米，差不多是兩根頭髮的粗細。看起來很薄，但這裡真正發揮作用的，與其說是厚度，不如說是「水不流動」。
胃壁的細胞會悄悄把碳酸氫根離子送進這層黏液中，它的作用和小蘇打一樣，屬於鹼性。黏液裡的水不會流動，所以送進來的鹼會留在原地。當外側的酸進來，兩者一碰面就被中和了。
請看圖1。左邊是胃腔，右邊是胃壁。酸想往右滲入，鹼則從右往左滲出。兩者拉鋸的結果，光是在黏液層之中，酸的強度就急遽下降。胃腔內的pH約為1.5，但在細胞表面，實測約為7，也就是接近中性。
即使如此還是會受損，所以每天更新
黏液層並不完美。食物摩擦會把它刮掉，胃一蠕動也會有一部分剝落。所以胃會以和被刮掉一樣快的速度，持續製造黏液。這種防護不是靠存款，而是每天在精打細算地周轉。
細胞本身也是一樣。據說覆蓋胃內側的細胞，幾天之內就會換成新的，是全身更替最快的地方之一。就算稍微受損，等這些細胞用完的時候，下面已經有下一批長好了。
反過來說，一旦這種更新趕不上，就會出問題。如果製造黏液的能力下降，或是被刮掉的量增加，酸到達胃壁的時間就會變長。一般認為，許多胃部不適與其說是「酸太強」，不如說是「防護變薄了」。
胃分泌的消化酵素，作用是切斷蛋白質。也就是說，胃自己也會被切斷。所以胃送出這種酵素時，是處於不起作用的形態，要等碰到胃腔中的強酸，才會變成能切斷的形態。順序是：製造的地方很安全，只有使用的地方才會有危險。
隨食物一起進來的細菌，據說大多無法在這麼強的酸中存活。它不只是為了消化，也是在細菌進入身體之前把關的關卡。這就是為什麼胃寧可另外準備一套保護機制，也要使用強酸。
總結
胃不會溶解自己，並不是因為它很堅固。而是因為它每天重新製造一層薄薄的黏液，在酸到達之前就把酸中和掉。防護靠的不是硬度，而是速度。
守護胃的，不是厚厚的牆，
而是每天重新鋪上的、0.2毫米的黏液。
口腔裡也有同樣「每天溶解、每天恢復」的地方。請一併參考牙齒是身體最硬的部位，為什麼還會因蛀牙而溶解？。而在酸與鹼的平衡這一點上，為什麼我們無法憋氣超過1分鐘？也會出現同樣的碳酸氫根離子。
- 在兩個透明杯子裡倒入等量的水。其中一杯加入一小匙太白粉溶解，充分攪拌到變濃稠。
- 在兩杯中各輕輕滴入一滴食用色素或醬油。千萬不要攪拌。
- 分別在1分鐘後、5分鐘後、10分鐘後，比較顏色擴散到哪裡。
在濃稠的那一杯，顏色很難擴散到杯底。黏液層對酸所做的事，也是同樣的道理。在不流動的水中，物質不會被水流帶著走，只能慢慢滲透，這段時間就能爭取到中和的機會。
想知道更多的人 ― 術語、算式與課本的連結從國中理化到大學專業課程，明確標示屬於哪個程度
- 國中國中理化會學到的範圍
- 高中高中「基礎化學、化學」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄介紹的內容
- 大學高中不會教，大學專業課程（生理學、生物化學）的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教，是研究者目前正在探究的課題
國中術語：這個現象有名字
- 鹽酸：胃分泌的酸的真面目。它溶在水中，分成氫離子和氯離子。
- 中和：酸與鹼相遇，彼此抵消性質的反應。會生成水和鹽。
- 碳酸氫根離子：小蘇打中含有的鹼性離子。由胃壁送進黏液中。
- 擴散：不用攪拌，物質也會自然從濃的一側往稀的一側散開的運動。
國中高中用算式確認：在黏液層中，酸的濃度會變成幾分之一
聽到「pH從1.5上升到7」，很難想像到底差多少。因為pH是一種特別的刻度，每動一格，濃度就變化10倍。我們回到原本的公式，算出實際的濃度。
| 用符號寫 | [H⁺] ＝ 10 的（－pH）次方 ／ n ＝ c × V |
| 用文字寫 | 氫離子濃度 ＝ 10 的（負 pH）次方，酸的物質的量 ＝ 濃度 × 體積 |
| 這個式子從哪來 | 前者就是pH的定義。氫離子濃度取常用對數再加上負號，就是pH。後者是濃度的定義，表示每1公升裡含有多少莫耳。 |
| [H⁺] | 氫離子濃度。單位是莫耳每公升 |
| pH | 表示酸強度的刻度。數字越小，酸越強 |
| c | 濃度。單位是莫耳每公升 |
| V | 體積。單位是公升 |
| n | 物質的量。單位是莫耳 |
| 胃腔的pH（空腹時） | 大約是 1.5 |
| 胃壁表面的pH | 大約是 7.0 |
| 10 的 −1.5 次方 | 大約是 0.032（莫耳每公升） |
| 10 的 −7 次方 | 是 0.0000001（莫耳每公升） |
| 一天分泌的胃液量 | 大約是 1.5 公升 |
| 碳酸氫鈉（小蘇打）1莫耳的重量 | 是 84 公克 |
| 胃腔與胃壁表面的濃度比 | 0.032 ÷ 0.0000001 ＝ 320000 |
| 一天分泌的酸的物質的量（莫耳） | 0.032 × 1.5 ＝ 0.048 |
| 中和同樣量所需的小蘇打重量（公克） | 0.048 × 84 ＝ 4.032 |
酸的濃度在穿過0.2毫米的黏液層時，降到了32萬分之一。而且一天分量的酸，換算成小蘇打只要4公克，大約一小匙就能抵消。可見酸雖然強，但實際的量卻少得驚人。
高中高中＋為什麼「薄薄的一層」就能降到這麼低
高中酸與鹼在同一個地方相遇，就會發生中和。這裡的重點是黏液中的水不會流動。如果有水流，滲出的鹼會立刻被沖走，就無法讓胃壁附近保持中性。黏液的作用，就是把進行中和的場所固定在原地。
高中＋「滲透的速度」與「中和的速度」之間的平衡，決定了層中pH的形狀。滲透靠的是擴散，抵消靠的是中和反應，哪一邊比較快，pH上升的位置就會在層的內側或外側移動。圖1的虛線在層的中途開始上升，就是這個結果。
大學黏液碳酸氫鹽屏障與緩衝公式
剛才說明的機制，在生理學中稱為黏液碳酸氫鹽屏障。製造碳酸氫根離子的是一種叫碳酸酐酶的酵素，能從二氧化碳和水瞬間生成碳酸氫根離子。此外，層中的pH由碳酸與碳酸氫根離子的平衡決定，所以慣用亨德森－哈塞爾巴爾赫方程式來處理。負責送出酸的一方，是稱為質子幫浦的轉運蛋白，許多胃藥就是以它為目標。
📖 公式的推導與更進一步的內容：碳酸酐酶（維基百科日文版） ／ 亨德森－哈塞爾巴爾赫方程式（維基百科日文版）
研究目前還不清楚的事
- 層厚度難以測量 黏液很柔軟，在製作標本的過程中會收縮或流失。據報告，活體中的實際厚度會因測量方法而有很大差異。
- 細菌如何穿過 有一種細菌能在這種強酸中存活，並定居在胃裡。牠如何穿過黏液的網，目前仍在研究，主要的說法是細菌會讓黏液本身變得比較軟。
- 藥物削弱防護的途徑 已知部分止痛藥會傷害胃，但黏液量、鹼的量、血流量，究竟哪一個才是關鍵，目前還在整理中。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。如果胃部不適持續，請不要自行判斷，務必諮詢醫療機構。
與課本的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文中的位置 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・酸與鹼、中和 | 酸被鹼抵消的部分 |
| 高中 | 基礎化學・pH與中和、化學・反應速率 | 「用算式確認」的整個計算 |
| 高中＋ | 化學・緩衝溶液、生物・消化與酵素 | 層中pH上升位置的說明 |
| 大學 | 生理學・生物化學（黏液碳酸氫鹽屏障、轉運蛋白） | 碳酸酐酶與質子幫浦的段落 |
| 研究 | 消化系統疾病學・微生物學 | 層的厚度，與細菌的穿過方式 |
| ― | 與生活的連結 | 不只用「酸的強度」來看待胃部不適的觀點 |
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2005（諾貝爾基金會・胃部細菌與胃炎的發現）
- Allen, A. & Flemström, G., Gastroduodenal mucus bicarbonate barrier: protection against acid and pepsin, American Journal of Physiology - Cell Physiology（2005）
- 本郷利憲ほか 編『標準生理学』医学書院（醫學書院；消化器官章節，胃液的分泌與胃黏膜的防禦）
- 碳酸酐酶（維基百科日文版）
※本文是寫給一般大眾的科學說明。文中所列數值是為了幫助理解機制的參考值與概算。與身體狀況或治療有關的判斷，請遵從醫療機構的指示。