第2章_食物的体内过程

1第2章食物的体内过程教学目标学习和了解人体消化和排泄系统的组成和各组成部分和功能。学习和掌握食物及营养素在消化道中的消化、吸收、运输、代谢等基本过程。1消化与吸收生理人体摄入的食物必须被分解成小分子物质后才能进入体内，这种将食物分解为小分子物质的过程称为消化(digestion)。消化是由消化道来完成的，人的消化道由不同的消化器官相延续而成。消化有两种方式，一种是通过机械作用，把食物由大块变成小块，称为机械消化；另一种是在消化酶的作用下，把大分子变成小分子，称为化学消化。通常，食物的机械消化与化学消化是同时进行的。食物经消化后，所形成的小分子物质通过消化道粘膜进入血液或淋巴的过程，被机体细胞所利用，称为吸收(absorption)。1.1消化系统的组成与功能2图2-1消化系统的组成1.1.1口腔（mouth）口腔位于消化道的最前端，是食物进入消化道的门户。口腔内参与消化的器官有：1.1.1.1牙齿（dens）牙齿是使人体最坚硬的器官，通过牙齿的咀嚼，食物由大块变成小块。1.1.1.2舌（tongue）在进食过程中，舌使食物与唾液混合，并将食物向咽喉部推进，用以帮助食物吞咽；同时舌是味觉的主要器官。1.1.1.3唾液腺（salivarygland）人的口腔内有三对大的唾液腺：腮腺、舌下腺、颌下腺，还有无数散在的小唾液腺，唾液就是由这些唾液腺分泌的混合液。1）唾液的成分和性质：唾液为无色无味近于中性的低渗液体。唾液中的水分约占99.5%，3有机物主要为粘蛋白，还有唾液淀粉酶、溶菌酶等，无机物主要有钠、钾、钙、硫、氯等。2）唾液的作用：①唾液可湿润与溶解食物，以引起味觉；②唾液可清洁和保护口腔，当有害物质进入口腔后，唾液可起冲洗、稀释及中和作用，其中的溶菌酶可杀灭进入口腔内的微生物；③唾液中的粘蛋白可使食物粘合成团，便于吞咽；④唾液中的淀粉酶可对淀粉进行简单的分解，但这一作用很弱，且唾液淀粉酶仅在口腔中起作用，当进入胃后，pH下降，此酶迅速失活。食物在口腔内的消化过程是经咀嚼后与唾液粘合成团，在舌的帮助下送到咽后壁，经咽与食道进入胃。食物在口腔内主要进行的是机械性消化，伴随少量的化学性消化，且能反射性的引起胃、肠、胰、肝、胆囊等器官的活动，为以后的消化做准备。1.1.2咽与食道（pharynxandesophagus）咽位于鼻腔、口腔和喉的后方，其下端通过喉与气管和食道相连，是食物与空气的共同通道。当吞咽食物时，咽后壁前移，封闭气管的开口，防止食物进入气管而发生呛咳。食团进入食道后，在食团的机械刺激下，位于食团上端的平滑肌收缩，推动食团向下移动，而位于食团下方的平滑肌舒张，这一过程的往复，便于食团的通过。1.1.3胃（stomach）胃位于左上腹，是消化道最膨大的部分，其上端通过贲门与食道相连，下端通过幽门与十二指肠相连。胃的肌肉由纵状肌肉和环状肌肉组成，内衬粘膜层。肌肉的舒缩形成了胃的运动，粘膜则具有分泌胃液的作用。1.1.3.1胃的运动1）胃的容受性舒张：胃在充盈的状态下体积可增大到1000~1500ml，使胃可以很容易的接受食物而不引起胃内压力的增大。胃的容受性舒张的生理意义是使胃的容量适应于大量食物的涌入，以完成储存和预备消化食物的功能。2）紧张性收缩：胃被充满后，就开始了它的持续较长时间的紧张性收缩。在消化过程中，紧张性收缩逐渐加强，使胃腔内有一定压力，这种压力有助于胃液渗入食物，并能协助推动食糜向十二指肠移动。3）胃的蠕动：胃的蠕动由胃体部发生，向胃底部方向发展。蠕动的作用是：使食物与胃液充分混合，以利胃液的消化作用并把食物以最适合小肠消化和吸收的速度向小肠排放。1.1.3.2胃液胃液为透明、淡黄色的酸性液体，pH为0.9~1.5。胃液主要由以下成分组成：1）胃酸：胃酸由盐酸构成，由胃粘膜的壁细胞所分泌。胃酸主要有以下功能：①激活4胃蛋白酶原，使之转变为有活性的胃蛋白酶。②维持胃内的酸性环境，为胃内的消化酶提供最合适的pH，并使钙铁等矿质元素处于游离状态，利于吸收。③杀死随同食物进入胃内的微生物。④造成蛋白质变性，使其更容易被消化酶所分解。2）胃蛋白酶：胃蛋白酶是由胃粘膜的主细胞以不具活性的胃蛋白酶原的形式所分泌的，胃蛋白酶原在胃酸的作用下转变为具有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶可对食物中的蛋白质进行简单分解，主要作用于含苯丙氨酸或酪氨酸的肽键，形成月示和胨，但很少形成游离氨基酸，当食糜被送入小肠后，随pH升高，此酶迅速失活。3）粘液：粘液的主要成分为糖蛋白。粘液覆盖在胃粘膜的表面，形成一个厚约500um的凝胶层，它具有润滑作用，使食物易于通过；粘液膜还保护胃粘膜不受食物中粗糙成分的机械损伤；粘液为中性或偏碱性，可降低HCL酸度，减弱胃蛋白酶活性，从而防止酸和胃蛋白酶对胃粘膜的消化作用。4）内因子：由壁细胞分泌，可以和维生素B12结合成复合体，有促进回肠上皮细胞吸收维生素B12的作用。1.1.4小肠(smallintestine)小肠是食物消化的主要器官。在小肠，食物受胰液、胆汁及小肠液的化学性消化。绝大部分营养成分也在小肠吸收，未被消化的食物残渣，由小肠进入大肠。小肠位于胃的下端，长约5~7米，从上到下分为十二指肠、空肠和回肠。十二指肠长约25cm，在中间偏下处的肠管稍粗，称为十二指肠壶腹，该处有胆总管的开口，胰液及胆汁经此开口进入小肠，开口处有环状平滑肌环绕，起扩约肌的作用，称为Oddi扩约肌，防止肠内容物返流入胆管。1.1.4.1小肠的运动1）紧张性收缩：小肠平滑肌的紧张性是其它运动形式有效进行的基础，当小肠紧张性降低时，肠腔扩张，肠内容物的混合和转运减慢；相反，当小肠紧张性增高时，食糜在小肠内的混合和运转过程就加快。2）节律性分节运动：由环状肌的舒缩来完成，在食糜所在的一段肠管上，环状肌在许多点同时收缩，把食糜分割成许多节段；随后，原来收缩处舒张，而原来舒张处收缩，使原来的节段分为两半，相邻的两半则合拢为一个新的节段；如此反复进行，食糜得以不断地分开，又不断的混合。分节运动的向前推进作用很小，它的作用在于：①使食糜与消化液充分混合，便于进行化学性消化；②使食糜与肠壁紧密接触，为吸收创造条件；③挤压肠壁，有助于血液和淋巴的回流。3）蠕动：蠕动是一种把食糜向着大肠方向推进的作用。蠕动由环状肌完成。由于小肠5的蠕动很弱，通常只进行一段短距离后即消失，所以食糜在小肠内的推进速度很慢，约为1~2cm/min。1.1.4.2进入小肠的消化液1）胰液：胰液是由胰腺的外分泌腺部分所分泌，分泌的胰液进入胰管，与胆管合并成总胆管后经位于十二指肠处的总胆管开口进入小肠。胰液为无色无嗅的弱碱性液体，pH约为7.8~8.4，含水量类似于唾液；无机物主要为碳酸氢盐，其作用是中和进入十二指肠的胃酸，使肠粘膜免受强酸的侵蚀，同时也提供了小肠内多种消化酶活动的最适pH；有机物则为由多种酶组成的蛋白质。①胰淀粉酶：为α-淀粉酶。②胰脂肪酶类：胰液中消化脂类的酶有胰脂肪酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶和辅脂酶。③胰蛋白酶类：胰液中的蛋白酶基本上分为两类，即内肽酶和外肽酶。胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶属于内肽酶；外肽酶主要有羧基肽酶A和羧基肽酶B。胰腺细胞最初分泌的各种蛋白酶都是以无活性的酶原形式存在的，进入十二指肠后被肠致活酶所激活。除上述三类主要的酶外，胰液中还含有核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。胰液中的所有酶类的最适pH为7.0左右。2）胆汁：胆汁是由肝细胞合成的，储存于胆囊，经浓缩后由胆囊排出至十二指肠。胆汁是一种金黄色或橘棕色有苦味的浓稠液体，其中除含有水分和钠、钾、钙、碳酸氢盐等无机成分外，还含有胆盐、胆色素、脂肪酸、磷脂、胆固醇和粘蛋白等有机成分。胆盐是由肝脏利用胆固醇合成的胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的钠盐或钾盐，是胆汁参与消化与吸收的主要成分。一般认为胆汁中不含消化酶。胆汁的作用是：①胆盐可激活胰脂肪酶，，使后者催化脂肪分解的作用加速。②胆汁中的胆盐、胆固醇和卵磷脂等都可作为乳化剂，使脂肪乳化呈细小的微粒，增加了胰脂肪酶的作用面积，使其对脂肪的分解作用大大加速。③胆盐与脂肪的分解产物如游离脂肪酸、甘油一酯等结合成水溶性复合物，促进了脂肪的吸收。④通过促进脂肪的吸收，间接帮助了脂溶性维生素的吸收。此外，胆汁还是体内胆固醇排出体外的主要途径。3）小肠液：小肠液是由十二指肠腺细胞和肠腺细胞分泌的一种弱碱性液体，pH约为7.6。小肠液中的消化酶包括氨基肽酶、α-糊精酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶、磷酸酶等；主要的无机物为碳酸氢盐；小肠液中还含有肠致活酶，可激活胰蛋白酶原。1.1.5大肠(largeintestine)人类的大肠内没有重要的消化活动。大肠的主要功能在于吸收水分，大肠还为消化后的食物残渣提供临时储存场所。一般地，大肠并不进行消化，大肠中物质的分解也多是细菌作6用的结果，细菌可以利用肠内较为简单的物质合成B族维生素和维生素K，但更多的是细菌对食物残渣中未被消化的碳水化合物、蛋白质与脂肪的分解，所产生的代谢产物也大多对人体有害。1.1.5.1大肠的运动大肠的运动少而慢，对刺激的反应也较迟缓，这些有利于对粪便的暂时储存。1）袋状往返运动：由环状肌无规律的收缩所引起，可使结肠袋中的内容物向两个方向作短距离位移，但并不向前推进。2）分节或多袋推进运动：由一个结肠袋或一段结肠收缩完成，把肠内容物向下一段结肠推动。3）蠕动：由一些稳定向前的收缩波组成，收缩波前方的肌肉舒张，后方的肌肉收缩，使这段肠关闭合并排空。1.1.5.2大肠内的细菌活动大肠中的细菌来自于空气和食物，它们依靠食物残渣而生存，同时分解未被消化吸收的蛋白质、脂肪和碳水化合物。蛋白质首先被分解为氨基酸，氨基酸或是再经脱羧产生胺类，或是再经脱氨基形成氨，这些可进一步分解产生苯酚、吲哚、甲基吲哚和硫化氢等；碳水化合物可被分解产生乳酸、醋酸等低级酸以及CO2、沼气等；脂肪则被分解产生脂肪酸、甘油、醛、酮等，这些成分大部分对人体有害，有的可以引起人类结肠癌，故促进排便的可溶性膳食纤维，可加速这些有害物质的排泄，缩短它们与结肠的接触时间，有预防结肠癌的作用。1.2吸收(absorption)吸收是指食物成分被分解后通过肠粘膜上皮细胞进入血液或淋巴从而进入肝脏的过程。1.2.1吸收部位食物吸收的主要部位是小肠上段的十二指肠和空肠。回肠主要是吸收功能的储备，用于代偿时的需要，而大肠主要是吸收水分和盐类。在小肠内壁上布满了环状皱褶、绒毛和微绒毛。经过这些环状皱褶、绒毛和微绒毛的放大作用，使小肠的吸收面积可达200m2；且小肠的这种结构使其内径变细，增大了食糜流动时的摩擦力，延长了食物在小肠内的停留时间，为食物在小肠内的吸收创造了有利条件。71.2.2吸收形式小肠粘膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运来完成。1.2.2.1被动转运被动转运过程主要包括被动扩散、易化扩散、滤过、渗透等作用。1）被动扩散：通常物质透过细胞膜，总是和它在细胞膜内外的浓度有关。不借助载体、不消耗能量，物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧透过称被动扩散。由于细胞膜的基质是类脂双分子层，脂溶性物质更易进入细胞。物质进入细胞的速度决定于它在脂质中的溶解度和分子大小，溶解度越大，透过越快；如果在脂质中的溶解度相等，则较小的分子透过较快。2）易化扩散：指非脂溶性物质或亲水物质如Na+、K+、葡萄糖和氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂类，需在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程。与易化扩散有关的膜内转运系统和它们所转运的物质之间，具有高度的结构特异性，即每一种蛋白质只能运转具有某种特定化学结构的物质；易化扩散的另一个特点是所谓8的饱和现象，即扩散通量一般与浓度梯度的大小呈正比，当浓度梯度增加到一定限度时，扩散通量就不再增加。3）滤过作用：胃肠粘膜的上皮细胞可以看作是滤过器，如果胃肠腔内的压力超过毛细血管时，水分和其他物质就可以滤入血液。4）渗透：渗透可看作是特殊情况下的扩散。当膜两侧产生不相等的渗透压时，渗透压较高的一侧将从另一侧吸引一部分水过来，以求达到渗透压的平衡。1.2.2.2主动转运在许多情况