肚子為什麼會「咕嚕」叫?
― 空腹時的胃腸,大約每100分鐘就會「大掃除」一次
在安靜的會議或上課中,肚子突然「咕嚕」叫,讓你慌張不已,有過這種經驗嗎?那個聲音並不是胃在喊「我餓了」。那是空了的胃腸,以固定間隔產生的強力大掃除動作的聲音。而且,這個大掃除在你睡覺的時候,也會反覆發生好幾次。
中午前的11點半。早餐過後大約4小時,你正在安靜的房間裡看文件。
突然,肚子深處發出「咕嗚…咕嚾嚾」的長聲。你忍不住按住肚子,擔心周圍的人有沒有聽到。
然而,不到10分鐘,聲音就神奇地安靜下來。吃過午餐後,整個下午幾乎都不會再叫。為什麼會有叫跟不叫的時候呢?
原因只有兩個
食物消失之後,胃到小腸之間,大約每1個半到2小時會產生一次強力收縮的波動。這可以說是把殘渣送往前方的大掃除。
因為裡面沒有食物,強力收縮會把空氣和胃液擠向狹窄的縫隙。因為沒有東西吸收聲音,咕嘟咕嘟的聲響就會大聲迴盪。
也就是說,那個聲音與其說是「空腹的訊號」,不如說是「胃腸進入打掃時間的訊號」。接下來依序來看看。
胃腸有「餐後模式」和「空腹模式」
吃完飯後,胃腸會持續緩慢地運動。這是為了把食物和消化液混合,並一點一點送往前方的動作。這個「餐後模式」雖然依食量而有不同,但據說會持續數小時。
食物消失之後,胃腸就會切換成「空腹模式」。從這裡開始的動作規律得令人不可思議,會依序反覆三個時段。一開始是幾乎不動的安靜時段。接著是偶爾不規則收縮的時段。最後5到10分鐘左右,強力收縮會像波浪一樣從胃一路傳到小腸。
這最後的強力波動就是「大掃除」。據認為,它會把沒消化完的殘渣、脫落的細胞,甚至打算過度增殖的細菌,一併沖往大腸方向。一整個循環大約100分鐘,只要空腹持續,就會不斷反覆。請在下方的圖1中試著移動滑桿,改變餐後經過的時間。
因為是空的,聲音才會大聲迴盪
那麼,為什麼大掃除波動會發出聲音呢?胃和腸裡面,除了食物之外,還會慢慢累積吞下去的空氣和消化液。強力收縮把這些擠壓時,空氣和液體混在一起,用力穿過狹窄的縫隙。這跟用吸管把杯底飲料吸乾時發出的「嘶嘶」聲很類似。
餐後胃腸其實也在運動,但那時裡面塞滿了食物。食物就像緩衝墊一樣會吸收聲音,也不會讓空氣的通道變窄。相對地,空腹時的胃腸裡幾乎是空的,空氣和液體的聲音就會直接迴盪出來。肚皮很薄,聲音便一路傳到外面。
順帶一提,肚子的聲音並非只在空腹時才有。餐後也會發出小聲音。只不過,大到能傳到外面的聲音,比較容易出現在空腹模式的大掃除時段。
已知在大掃除波動開始前不久,小腸入口會分泌一種叫胃動素的荷爾蒙。比利時的研究團隊曾報告,在人體中,空腹感會隨著胃的大掃除波動一起增強。肚子叫的時候容易感覺到「肚子餓了」,或許並非偶然。
大掃除波動會在食物進入胃裡後停止,切換成餐後模式。據說在重要場合前先吃一點東西,就比較不容易叫。不過,會叫這件事本身,正是胃腸努力運作的證明。
總結
肚子一餓,胃腸就會大約每100分鐘產生一次強力收縮波動,把裡面殘留的東西送往前方。因為當時裡面是空的,空氣和液體被擠壓的聲音就會大聲迴盪。這就是肚子「咕嚕」聲的真相。進食後就會停止,只要空腹持續,就會規律地反覆發生。
肚子的叫聲,不是空腹的吶喊。
而是胃腸準時展開的,大掃除的聲音。
關於胃為什麼不會被自己的強酸溶解,請參閱「胃明明會分泌強酸,為什麼自己不會被溶解?」;關於什麼都沒想時身體仍會持續消耗能量的話題,則請參閱「用腦真的會讓肚子餓嗎?」。
- 選一個早餐吃得比較晚、空腹時間會拉長的假日。記下最後吃東西的時間。
- 肚子大聲叫的時候,記下那個時刻。如果連續叫了幾分鐘,就算成一次。
- 計算各次叫聲之間的間隔。如果間隔大約是1個半到2小時,那就是大掃除的週期。
在紙杯底部開一個小洞,貼在家人肚子上再把耳朵靠上去,就能聽到從外面聽不到的細小聲音(請先取得對方同意)。週期因人而異,每次不一定會完全一樣。身體不舒服,或因病需要限制飲食的人,請不要勉強讓自己持續空腹。
想了解更多的人請看 ― 用語、公式與教科書的連結從中學理科到大學專業科目,會明確標示這是哪個程度的內容
- 中學中學理科課程範圍
- 高中高中「生物」課程範圍
- 高中+高中進階內容,或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不教、大學專業科目(生理學、消化系內科學)的內容
- 研究即使在大學也不是作為「定論」教授,而是研究人員正在調查中的話題
中學用語:這個現象是有名字的
- 腹鳴:肚子發出聲音,或該聲音在醫學上的名稱。
- 蠕動運動:消化道肌肉依序收縮,把內容物往前送的動作。中學會把它當作消化機制來學習。
- 空腹期傳播性收縮:空腹時,從胃傳到小腸的強力收縮波動。對應本文中的「大掃除波動」。
中學高中用公式驗證:一晚之中,大掃除發生了幾次?
晚餐後,即使在睡覺時,胃腸也會進入空腹模式並反覆進行大掃除。反覆發生的現象,其次數可以用時間除以週期來估算。週期據說會因人、因日而在90〜120分鐘之間波動,這裡以代表值100分鐘來計算。
| 用符號表示 | N = t ÷ T (強力運動的總時間 = N × τ) |
| 用文字表示 | 大掃除次數 = 空腹時間 ÷ 一個週期的長度。大掃除總時間 = 次數 × 每次的長度 |
| 公式的來源 | 這就是以固定間隔反覆發生現象的「週期」定義本身。只要一個循環的長度固定,用時間除以週期就能得到循環了幾次 |
| N | 大掃除波動發生的次數(單位:次) |
| t | 空腹模式持續的時間(單位:分鐘) |
| T | 空腹模式一個循環的長度=週期(單位:分鐘) |
| τ | 大掃除波動一次持續的時間(單位:分鐘) |
| 空腹模式的時間(夜間8小時) | 480 分鐘 |
| 一個週期的長度(代表值) | 約 100 分鐘 |
| 大掃除波動一次的長度 | 5〜10 分鐘(此處採用 10 分鐘) |
| 一晚大掃除的次數 | 480 ÷ 100 = 4.8 |
| 一個週期中強力運動所占比例 | 10 ÷ 100 = 0.1 |
| 一晚強力運動的總時間(分鐘) | 4.8 × 10 = 48 |
睡覺期間,大掃除大約會發生4〜5次。強力運動的時間約占一個週期的一成,一晚累計將近50分鐘。白天空腹時肚子會叫,正是碰上了這一成的時間。反過來說,即使空腹,有九成的時間是不太會叫的。
高中高中+胃腸是由誰在操控
高中胃腸的壁,是由無法憑意志控制的平滑肌構成的。它的運動由自律神經(交感神經與副交感神經),以及消化道分泌的荷爾蒙來調節。食物進入後,胃會分泌胃泌素等物質,促進餐後的消化運動。
高中+胃的肌肉中,有類似心臟節律點的細胞,據說會以每分鐘約3次的頻率刻出電訊號節律。這個節律,決定了胃每分鐘收縮次數的上限。大掃除波動時,幾乎每一次節律都會配合進行強力收縮,所以胃的運動會達到最大。
大學傳播性消化道運動複合體與胃動素
空腹期反覆出現的這種運動,在生理學上稱為傳播性消化道運動複合體(英文縮寫 MMC)。靜止期稱為第Ⅰ相,不規則收縮期稱為第Ⅱ相,強力收縮傳播的時期稱為第Ⅲ相。第Ⅲ相的開始與十二指腸分泌的胃動素有關,由胃分泌的飢餓素也被認為同時與空腹期運動和食欲有關。胃的電訊號節律,據說是由卡哈爾間質細胞所產生。這項運動最早是在1969年於狗的小腸中觀察到週期性電活動而被發現的。
📖 公式推導及更多進階內容:胃動素(日文維基百科) / 飢餓素(日文維基百科)
研究目前還不清楚的事
- 大掃除真正的作用究竟到什麼程度。 認為它能防止小腸內細菌過度增生的說法頗有力。不過效果究竟有多大,在人體中仍在調查當中。
- 與空腹感的關聯。 有報告指出胃的第Ⅲ相與空腹感會重疊出現。但究竟是運動引發空腹感,還是兩者由同一個信號同時觸發,目前尚不清楚。
- 與進食間隔的關係。 零食吃得多,大掃除的時間就會減少。這對身體會造成什麼影響,目前仍未有結論。
也就是說,本文的內容也是「目前已知範圍內的說明」。尤其人體的週期和聲音大小個體差異很大,這裡使用的100分鐘也只是個參考值。
與教科書的連結(依程度分類)
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文何處 |
|---|---|---|
| 中學 | 理科二年級「消化與吸收」 | 蠕動運動、從胃到小腸的流動 |
| 高中 | 生物「自律神經與荷爾蒙」 | 平滑肌、自律神經、消化道荷爾蒙 |
| 高中+ | 生物(進階) | 胃的節律點與每分鐘約3次的節律 |
| 大學 | 生理學・消化系內科學 | 傳播性消化道運動複合體、胃動素、飢餓素 |
| 研究 | 消化道運動研究 | 大掃除的作用、與空腹感的關聯 |
| ― | 與生活的連結 | 重要場合前先吃一點東西、對空腹時聲音的理解 |
- Szurszewski JH. A migrating electric complex of the canine small intestine. American Journal of Physiology, 1969.
- Deloose E, Janssen P, Depoortere I, Tack J. The migrating motor complex: control mechanisms and its role in health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2012.
- Tack J, et al. Motilin-induced gastric contractions signal hunger in man. Gut, 2016.
- 日文維基百科「胃動素」
- 本郷利憲・廣重力 監修『標準生理学』醫学書院(消化道運動章節)(日文書籍)
※本文為大眾科普解說。文中數值僅為幫助理解機制的參考估算值。若肚子的聲音伴隨劇烈疼痛、腹瀉、嘔吐、體重減輕等症狀,請不要自行判斷,應諮詢醫療機構。