La muqueuse gastrique sécrète 1,2 à 1,5 litre de suc gastrique par jour. Le suc gastrique rend les particules alimentaires solubles, initie la digestion (en particulier des protéines) et convertit le contenu gastrique en une masse semi-liquide appelée chyme, le préparant ainsi à une digestion ultérieure dans l’intestin grêle. Le suc gastrique est un mélange variable d’eau, d’acide chlorhydrique, d’électrolytes (sodium, potassium, calcium, phosphate, sulfate et bicarbonate) et de substances organiques (mucus, pepsines et protéines). Ce jus est très acide en raison de sa teneur en acide chlorhydrique et il est riche en enzymes. Comme indiqué ci-dessus, les parois de l’estomac sont protégées des sucs digestifs par la membrane à la surface des cellules épithéliales bordant la lumière de l’estomac; cette membrane est riche en lipoprotéines, résistantes aux attaques par l’acide. Le suc gastrique de certains mammifères (par exemple, les veaux) contient l’enzyme rennine, qui agrège les protéines du lait et les élimine ainsi de la solution et les rend plus sensibles à l’action d’une enzyme protéolytique.

Le processus de sécrétion gastrique peut être divisé en trois phases (céphalique, gastrique et intestinale) qui dépendent des mécanismes primaires qui provoquent la sécrétion du suc gastrique par la muqueuse gastrique. Les phases de sécrétion gastrique se chevauchent et il existe une interrelation et une certaine interdépendance entre les voies neurales et humorales.

La phase céphalique de la sécrétion gastrique se produit en réponse à des stimuli reçus par les sens — c’est-à-dire le goût, l’odorat, la vue et le son. Cette phase de sécrétion gastrique est entièrement d’origine réflexe et est médiée par le nerf vague (10e nerf crânien). Le suc gastrique est sécrété en réponse à une stimulation vagale, soit directement par des impulsions électriques, soit indirectement par des stimuli reçus par les sens. Ivan Petrovich Pavlov, le physiologiste russe, a à l’origine démontré cette méthode de sécrétion gastrique dans une expérience désormais célèbre avec des chiens.

La phase gastrique est médiée par le nerf vague et par la libération de gastrine. L’acidité du contenu gastrique après un repas est tamponnée par des protéines de sorte qu’elle reste globalement autour du pH3 (acide) pendant environ 90 minutes. L’acide continue d’être sécrété pendant la phase gastrique en réponse à la distension et aux peptides et acides aminés libérés des protéines au cours de la digestion. L’action chimique des acides aminés libres et des peptides excite la libération de la gastrine de l’antre dans la circulation. Ainsi, il existe des facteurs mécaniques, chimiques et hormonaux qui contribuent à la réponse sécrétoire gastrique à l’alimentation. Cette phase se poursuit jusqu’à ce que la nourriture ait quitté l’estomac.

La phase intestinale n’est pas entièrement comprise, en raison d’un processus stimulant et inhibiteur complexe. Les acides aminés et les petits peptides qui favorisent la sécrétion d’acide gastrique sont infusés dans la circulation, mais en même temps, le chyme inhibe la sécrétion d’acide. La sécrétion d’acide gastrique est un inhibiteur important de la libération de gastrine. Si le pH du contenu antral tombe en dessous de 2,5, la gastrine n’est pas libérée. Certaines des hormones libérées de l’intestin grêle par les produits de la digestion (en particulier les graisses), en particulier le glucagon et la sécrétine, suppriment également la sécrétion d’acide.