Az első emésztőváladék, amellyel a felvett tápanyag találkozik, a nyálmirigyek terméke, a nyál.
Mintegy 99 % vízből áll, s 1 %-nyi szervetlen anyagokból és fehérjékből tevődik össze. Legjellegzetesebb fehérjéjüket az amilázt, régebbi nevén ptialint, Leuchs 1831, majd Müalhe 1845-ben fedezte fel.
Ludwig a kutyákban figyelte a nyálmirigy működését, illetve a nyálképződés közben fellépő nyomásviszonyokat. Elsőnek állapította meg, hogy az altatott kutyák nyálmirigyeinek kivezetőcsövében mért nyomás meghaladja az artériás vérnyomást, ami arra utal, hogy a nyálmirigyek nem tekinthetők egyszerűen szűrőberendezésnek, hanem a nyálat aktív munkával készítik.
Barcroft 1914-ben meg is mérte a munka nagyságát, és azt tapasztalta, hogy míg a nyálmirigyek oxigénfogyasztása nyugalomban 0,02 ml/g/min, addig nyálelválasztás közben ez pontosan az ötszörösére fokozódik. Meglepődve tapasztalta még, hogy atropin adása és az ideg egyidejű ingerlése a nyálelválasztást megszünteti, de a fokozott vérátáramlás továbbra is fennmarad.
A francia Bernard volt az első, aki azt tapasztalta, hogy a chorda tympani ideg ingerlésére bőséges nyálelválasztás indul meg, miközben a nyálmirigyeken átfolyó vér mennyisége a többszörösére fokozódik.
Hilton és Lewis mutatta ki a bradikint, ami a nyálmirigyek hatására képződött anyag, s a vérerek kitágítását okozza.
Pavlov az elsők között alkalmazott sebészi módszereket az élettanban, mert azt vallotta, hogy az éber állatokon kapott kísérleti eredmények érdekesebbek és jobban érzékelhetők, mint az altatott állatokon végzett, gyakran beavatkozást igénylő kísérletek. A kutyák nyálmirigyének vizsgálatára kivarrta egy kutya kivezetőcsövét, s a kicsurgó nyálat üvegedénykében összegyűjtötte és így időről időre követhette mind az elválasztott nyál mennyiségét, mind az összetételét. Kísérleteiben bebizonyította, hogy a tápláléknak a szájüregbe jutása azonnal megindítja a nyálelválasztást, de érdekes módon az elválasztott nyál összetétele a táplálék jellegétől és összetételétől függ. Azt is megfigyelte, hogy a táplálék meglátása, szagának érzékelése vagy olyan indifferens ingerek megjelenése, amelyek gyakran megelőzték a táplálék nyújtását, egymagában is megindította a nyálelválasztást.
A gyomor-bélcsatornán lefelé haladó táplálék másodszor a gyomornedvvel találkozik. Proust 1824-ben kimutatta a sósavat, Schwann pedig 1835-ben felfedezte a gyomornedv legjellegzetesebb enzimét, a pepszint. A gyomornedv 0,6 %-os sósavoldatnak felel meg, amelyben a klór legnagyobb része hidrogénhez kötött, míg kisebb hányadát nátrium és kálium közömbösíti. A gyomornedv összetételének megismerésével egy időben írták le a gyomorfal szövettani képét. Megállapították, hogy abban gyakorlatilag háromféle sejt különíthető el, a fedősejtek, a fősejtek és a nyálkasejtek csoportja.
Heidenhain már 1865-ben azt gondolta, hogy a fedősejtek termelik a sósavat, a fősejtek a pepszint, míg a nyálkasejtek a gyomornedvre jellemző nyákot.
A fedősejtek finomabb szerkezetének megismerésekor kiderült, hogy azok henger alakú hámsejtek, amelyeknek belsejében spirálrendszer kezdődik és a mirigyek kivezetőcsövéhez vezet. Ha a kísérleti állatokba indikátorfestéket fecskendeznek be, a mirigysejt sárga marad, annak jeléül, hogy abban még nincs sósav. A bonyolult csőrendszer azonban már vörösíti a festéket, és mire a kivezetőcsőbe kerül a váladék, az már biztosan sósavat tartalmaz. Megállapították, hogy a hámsejt a kloridionokat a vérpályából aktív munkával választja ki, és azt a kivezetőcső felé irányítja. A hidrogén a sejt belsejében képződik és onnan transzportálódik úgyszintén a csövek felé. A vízből leváló hidrogénionok hidroxilionokat hagytak hátra a sejtben. A további felfedezések kimutatták, hogy a gyomor falában nagy mennyiségű szénsavhidráz nevű enzim van, mely a széndioxidot és vizet szénsavvá egyesíti. Az így keletkezett szénsav azonnal szétesik hidrogén- és bikarbonátionokká, a szénsav a gyomor vénás vérébe kerül és eltávolodik, míg a visszamaradó hidrogén hidroxilionokkal vízzé egyesül.
Heidenhain fiziológus a gyomornedv-elválasztás szabályozását oly módon vizsgálta, hogy az állatokat megoperálta és gyomrukat kettéválasztotta. A két egymástól elválasztott gyomor közül az egyikbe került táplálék és haladt a bélrendszer felé, míg a másikban az elválasztott nedv nem keveredik a táplálékkal, hanem tisztán, egy hasfali sipolyon keresztül a külvilágba jutott, s így annak mennyisége és összetétele minden zavaró körülménytől mentes vizsgálhatóvá vált. Műtét közben azonban a különválasztott gyomor idegi összeköttetése megszakadt, és a kisgyomor kontroll nélkül működött tovább. Pavlov észrevette kísérleti hibáját, s a kisgyomor olyan változatát dolgozta ki, amelyben az idegek sértetlenek maradtak és a kisgyomor működése ugyanolyan idegi szabályozás alá került, mint azé a nagygyomoré, amelybe a táplálék került. Így megállapítható lett, hogy a gyomornedv elválasztása nyugalomban szünetel, és csak akkor indul meg, ha a szájüregbe vagy a gyomorba táplálék kerül. Ha a gyomorhoz futó bolygóideget Pavlov előzetesen átmetszette, a nedvelválasztás nem indult meg, jelezve, hogy a szekrécióért a bolygóideg ingerülete felel. A nyelőcsövet átmetszette, s annak mindkét nyílását a nyakra varrta ki. A táplálkozó kutya lenyelt tápláléka ismét a külvilágba került vissza, anélkül, hogy a gyomorral érintkezésbe került volna. A gyomornedv-elválasztás ennek ellenére azonnal megindult. A következő kísérletsorozatba a táplálékot közvetlenül a gyomorba helyezték, de a gyomornedv azonnali elválasztása elmaradt. Ebből az következett, hogy a gyomornedv-elválasztás a táplálék észrevétele, a szagingerek érzékelése indítja meg. Ezt az első mozzanatot nevezte Pavlov kefalikus fázisnak. Az utóbbi kísérletek alapos vizsgálata azonban mutatta, hogy ha a tápláléknak a gyomorba helyezése nem is indított meg azonnal nedvelválasztást, néhány perc elteltével mégiscsak megindult a szekréció, s nem is elhanyagolt mennyiségben. A bolygóideg átvágása ezt a késői nedvelválasztást nem befolyásolta, amiből az következett, hogy itt egész más folyamatok játszódnak le, mint a kefalikus fázis során.
Edkins angol kutató a gyomor nyálkahártyájából kivonatot készített és azt a kutyák vénájába fecskendezte. A nedvelválasztás megindult, még a bolygóideg átvágása után is. Világossá vált, hogy a kefalikus fázis után egy gasztrikus fázisnak nevezett folyamat kezdődik, amelynek során a gyomorba kerülő táplálék a gyomor falából valamilyen anyagot szabadít fel, s ez az anyag a véráram útján ismét visszakerül a gyomorba, s a hámsejteket fokozott nedvelválasztásra készteti. Az ismeretlen anyagot gasztrinnak nevezték el. 1920-ban Popielski a gyomor falából hisztamint állított elő, amely a leghatásosabb sósavelválasztást megindító anyag, de nem azonos a gasztrinnal. Felfedezték még az enterogasztront, ami gátolja a gyomornedv elválasztását.
A hasnyálmiriggyel kapcsolatos kísérleteket René de Graaf már 1677-ben kezdeményezte. 1902-ben Bayliss és Starling kimutatták, hogy a duodenumba fecskendezett sósav akkor is megindítja a hasnyálmirigy kiválasztó működését, ha előzőleg átvágták a bolygóideget. Arra gondoltak, hogy a duodenumban egy hormon szabadul fel, amely a véráramon keresztül a hasnyálmirigyhez kerülve abban fokozott működést indít meg. A felszabadult anyag, a szekretin volt az első hormon, amelyet felfedeztek, és ennek a felfedezésnek kapcsán használták a hormon elnevezést. A szekretint Hammersten kristályosította elsőnek, ő határozta meg a molekulasúlyát, de kimutatta azt is, hogy bár a hormon befecskendezésére a hasnyálmirigy nedvességmennyisége nő, enzimtartalma nem változik. 1943-ban Harper és Raper kimutatta, hogy a nyálkahártya még egy hormont tartalmaz, amely a fokozott enzim elválasztásáért felelős. Az anyagot kristályosan is előállították, és pankreozimnek nevezték el. A hasnyálmirigy enzimein kívül jelen vannak az epe anyagai is, amelyek epesavból, koleszterinből, lecitinből és különböző epefestékekből állnak, s amelyek kisebb mértékben az emésztésben, nagyobb mértékben a felszívódásban játszanak szerepet. Az epehólyag ürülése idegi befolyás alatt áll, de Ivy és Oldberg 1928-ban végzett vizsgálatai alapján kiderült, hogy a duodenum nyálkahártyájának újabb hormonja, a kolecisztokinin is lényeges szerepet játszik.
A bél falában elhelyezkedő mirigysejtek nagyszámú emésztő enzimet termelnek, melyek vagy a bél üregébe ürülnek, vagy pedig a bélhámsejt elhalása és a bél üregébe történő lekötődése után szabadulnak fel. Bélnedvet tisztán először Thiry nyert, aki a vékonybél egy darabját a többi béltől izolálta, egyik végét elvarrta, másik végét pedig a hasfalra helyezte ki. Vella ezt az eljárást oly módon tökéletesítette, hogy az ereivel és idegeivel épségben maradt kacs mindkét végét a hasfalra varrta ki, és így izolált béldarab átmosása után tetszés szerint nyert bélnedvet. A kémiai vizsgálatokból kiderült, hogy a bélnedv számos olyan enzimet tartalmaz, amely az emésztést tökéletesen befejezi. Azt is megállapították, hogy a gyomorral és hasnyálmiriggyel szemben a vékonybél állandóan választ el bélnedvet. A nedvelválasztás a bolygóideg ingerlésének a hatására jelentősen fokozódik. Nasset 1938-ban a bélfalból olyan kivonatot állított elő, amely az érpályába befecskendezve fokozza a bélnedv elválasztását. Ezt az anyagot enterokrininnek nevezte el.
Valamennyi mirigy elválasztó tevékenységét nagy energiabefektetéssel végzi, és az elválasztott enzimek a nagymolekulájú anyagok lépésről lépésre történő lebontását segítik elő. Valamennyire jellemző, hogy működésüket idegi hatások és tápcsatorna falából felszabaduló hormonok végzik.