第二章 人體生理基礎(chǔ)

第二章人體生理基礎(chǔ)

（食物的消化吸收）

第一節(jié)消化系統(tǒng)的組成與功能第二節(jié)營養(yǎng)素的消化與吸收

第一節(jié)消化系統(tǒng)的組成與功能消化（digestion）是指食物在消化系統(tǒng)中被分解為可被吸收的小分子物質(zhì)的過程。食物的消化過程是一個十分復(fù)雜的過程，包括咀嚼、吞咽、胃腸運動、消化液分泌及各種營養(yǎng)素吸收，整個過程在神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下進行。食物在消化道內(nèi)的消化主要有兩種方式：（1）物理性消化（機械性消化）：通過消化道的運動（如牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動），將大塊食物磨碎，攪拌，與消化液充分混合，并推動食物向消化道的下端移動；（2）化學(xué)性消化：通過消化液中消化酶的作用，將大分子的蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物等分解成可吸收的小分子物質(zhì)。兩種消化方式同時進行，相互配合，共同完成食物的消化過程。近年來有觀點認為大腸中共生的的微生物對食物也有消化作用，叫做微生物消化。消化系統(tǒng)的組成：

口腔食道胃十二指腸小腸大腸直腸肛管肛門

（肝臟、胰腺、膽囊）

人體消化系統(tǒng)由消化道和消化腺兩大部分組成。消化道既是食物通過的管道，又是食物消化吸收的場所。消化道消化道是指從口腔到肛門粗細不等的彎曲管道，全長約8~10m。包括口腔、咽喉、食道、胃、小腸（又分為十二指腸、空腸和回腸）、大腸（又分為盲腸、結(jié)腸和直腸）和肛門等部分。消化道是一多層的管道，內(nèi)層是緊附上皮細胞的粘膜層，分泌具有保護作用的黏液。一、上消化道：從口腔到十二指腸（一）口腔（牙齒、舌、唾液腺）口腔位于消化道的最前端，通過口腔里牙齒、舌頭和唾液腺的相互作用，完成咀嚼、吞咽和簡單消化食物的作用。

（二）咽喉、食道咽喉是食物進入食道和空氣進入呼吸道的通道，呈上寬下窄結(jié)構(gòu)，長約12cm。食道連接在咽喉下面，其表面有許多黏液分泌腺，所分泌的黏液對食道有保護作用。食物通過食道大約需要7s。（三）胃胃是膨脹能力最強的消化器官，其上端通過賁門與食道相連，下端通過幽門與十二指腸相連。向左鼓出的上部叫做胃底，中間部分叫做胃體。胃壁由內(nèi)向外分為黏膜層、黏膜下層、肌層、外膜。在黏膜層上有許多褶皺，這些褶皺通過胃體的運動，可以達到很好的攪拌食物的作用。1、胃的運動（1）容受性舒張：空腹時胃的體積只有35~50mL，充盈時可高達1000~1500mL。胃的容受性舒張讓胃能夠在大量食物進入時保持胃內(nèi)壓力變化不大，從而更好地完成儲存和預(yù)備消化食物的生理功能。（2）緊張性收縮：胃被充滿后就開始持續(xù)較長時間的緊張性收縮，在消化過程中，緊張性收縮逐漸增強，使胃內(nèi)有一定壓力，促進胃液滲入食物并協(xié)助推進食糜向十二指腸移動。

（3）蠕動：食物進入胃后大約5分鐘就開始蠕動，蠕動由胃的中部開始，向胃底部幽門方向有節(jié)律地進行。胃的蠕動一方面使食物與胃液充分混合，以利于消化，另一方面也可以充分?jǐn)嚢韬湍肽ナ澄?，并推進食糜向十二指腸移動。

食糜由胃進入十二指腸的過程叫做胃的排空。胃的排空時間因食物形態(tài)、性質(zhì)和胃蠕動情況而異。一般流體比固體快；碳水化合物排空較快，蛋白質(zhì)較慢，脂肪最慢，因此人們吃脂肪含量高的食物不易饑餓就是這個原因。一般混合食物的排空時間約為4~6h。（四）十二指腸、胰腺十二指腸：全長25～30cm。胰腺：胰腺是位于小腸十二指腸處的小葉狀腺體，是人體第二大消化腺。食糜進入十二指腸后，因帶酸性，刺激胰腺分泌胰液，肝膽分泌膽汁，小腸粘膜分泌小腸液。二、下消化道的組成

空腸、回腸、大腸（一）小腸小腸位于胃的下端，上端起自幽門，下端連接盲腸，呈盤曲狀，是食物消化最主要的器官，也是整個消化道中最長的一段，成人小腸約5~7m，從上到下依次分為十二指腸（長約25cm）、空腸（長約2m）和回腸（長約3m）。小腸的管壁由黏膜、黏膜下層、肌層和漿膜構(gòu)成。小腸黏膜形成許多環(huán)形皺褶和大量絨毛突入腸腔，每條絨毛的表面是一層柱狀上皮細胞，柱狀上皮細胞頂端又形成許多細小的突起，叫做“微絨毛”。環(huán)狀褶皺、絨毛和微絨毛的結(jié)構(gòu)使小腸粘膜的表面積增加600倍，小腸黏膜的總表面積高達200~400m2，大大增加了小腸的有效吸收面積。胰腺分泌的各種消化酶和膽囊分泌的膽汁進入小腸，在小腸內(nèi)食物受胰液、膽汁和小腸液的化學(xué)性消化和小腸蠕動的物理性消化。小腸的運動（1）緊張性收縮：降低——腸腔擴張，混合和轉(zhuǎn)運減慢增高——食糜在腸腔混合和轉(zhuǎn)運加快（2）節(jié)律性收縮：①使食糜與消化液混合便于消化②使食糜與腸壁緊密接觸利于吸收③擠壓腸壁利于血液和淋巴液回流（3）蠕動：將食糜向大腸推進（1-2cm/min）（二）大腸

大腸是消化道的最后一段，長約1.5m，包括盲腸、結(jié)腸和直腸。盲腸是大腸的起始部分，其內(nèi)側(cè)外有一蚯蚓狀突起，叫做闌尾。與盲腸相連的是結(jié)腸，分為升結(jié)腸、橫結(jié)腸和乙狀結(jié)腸。后面相連的是直腸。食物從胃到小

腸末端的移動需要30~90分鐘，而通過大腸則需1~7天。

闌尾盲腸結(jié)腸直腸肛管肛門功能：基本無消化功能（水和礦物質(zhì)的吸收），貯存食物殘渣和糞便。

運動：袋狀往返運動—促進水和無機鹽吸收分節(jié)多袋推進運動——將糞便向前推進蠕動——是結(jié)腸運送糞便的主要形式

二、消化腺

消化腺是分泌消化液的器官，主要有唾液腺、胃腺、胰腺、肝臟和小腸腺等。其中胃腺和小腸腺位于消化道的管壁內(nèi)，其分泌的消化液直接進入消化道內(nèi)；唾液腺、胰腺和肝臟位于消化道外，其分泌的消化液經(jīng)專門的腺導(dǎo)管進入消化道內(nèi)。（一）唾液腺人的口腔里有三對大的唾液腺，即腮腺、頜下腺和舌下腺，還有許多小唾液腺，唾液就是這些小唾液腺分泌的混合液構(gòu)成的。唾液偏中性（pH6.8~7.4），為無色無味的液體，主要成分是水（占99.5%），此外還有黏蛋白、球蛋白、唾液淀粉酶、溶菌酶、鈉、鉀、鈣、硫、氯以及一定量的氣體成分。唾液的作用：（1）濕潤與溶解食物，幫助吞咽；（2）將食物中的淀粉初步分解；（3）唾液中的溶菌酶和微量的CNS-有一定的殺菌作用。由于唾液中不含其它酶，所以脂肪和蛋白質(zhì)等在口腔中不能被分解。有資料報道，嬰兒唾液腺能分泌脂肪酶，對乳中的中鏈、短鏈脂肪酸有顯著分解作用。成人唾液的分泌量一般為1~1.5L/d。（二）胃腺胃腺分為賁門腺、幽門腺、泌酸腺等。胃液呈酸性（pH0.9~1.5），為無色透明液體，含有胃酸、胃蛋白酶原、胃蛋白酶、黏液、內(nèi)因子和Na+、K+等無機物。由于胃壁的蠕動，使食物與胃液充分混合成為食糜。1、胃酸胃酸是胃液的主要成分，由胃黏膜的壁細胞分泌，其主成分是鹽酸，具有多種生理功能：（1）激活胃蛋白酶原：空腹時，胃酸很少，進食后胃酸分泌增加，激活胃蛋白酶原成為有活性的胃蛋白酶。（2）抑制和殺滅隨同食物進入胃里的病菌。（3）維持胃液酸性環(huán)境，一方面促進蛋白質(zhì)變性，使蛋白質(zhì)易于消化，另一方面利于鈣、鐵等礦物質(zhì)的吸收。（4）胃酸進入小腸后引起促胰液素釋放，刺激胰液、小腸液和膽汁的分泌，促進消化。成人胃液的分泌量為1.5~2.5L/d。胃酸分泌過多過少都會使人產(chǎn)生不適。2、胃蛋白酶胃蛋白酶原經(jīng)胃酸作用活化成胃蛋白酶，胃蛋白酶是胃液中主要的消化酶，能將食物中的蛋白質(zhì)分解成小分子的胨、肽和少量氨基酸，其最適pH為2。胃黏膜主細胞分泌的是沒有活性的胃蛋白酶原，必須在胃酸的作用下才能變成有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶隨食物進入小腸后，當(dāng)pH升至6.0時迅速失活。3、黏液由胃黏膜表皮的上皮細胞和胃腺中的黏液細胞分泌，覆蓋在胃黏膜表面，形成大約500μm的凝膠層，主要成分是糖蛋白、粘多糖等。具有以下生理功能：①屏障作用：胃黏膜表面常常覆蓋一層黏液，黏液的弱堿性可中和鹽酸，降低胃蛋白酶活性，從而保護胃黏膜免受酸和酶的傷害。②潤滑作用：可減少食物對胃壁的機械性損傷，對胃有保護作用。4、內(nèi)因子由胃黏膜的壁細胞分泌的Mr為50000~60000的糖蛋白，可以和食物中維生素B12結(jié)合成復(fù)合物，不僅保護維生素B12在回腸中不被消化酶分解，而且還可促進回腸上皮細胞吸收維生素B12入血，供紅細胞生成所需。胃黏膜萎縮或胃癌患者胃液中內(nèi)因子缺乏或內(nèi)因子分泌障礙都會導(dǎo)致維生素B12吸收障礙，導(dǎo)致惡性貧血。（三）胰腺胰腺是位于小腸十二指腸處的小葉狀腺體，是人體第二大消化腺。食糜進入十二指腸后，因帶酸性，刺激胰腺分泌胰液，肝膽分泌膽汁，小腸粘膜分泌小腸液。胰液為無色堿性液體（pH7.8~8.4），含有碳酸氫鈉、多種酶（如胰脂肪酶、胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶等）、胰島素、以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。

（1）胰液中的胰淀粉酶能將食物中的淀粉分解成麥芽糖，并在麥芽糖酶的作用下進一步分解成葡萄糖；（2）胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和羧肽酶，能將蛋白質(zhì)消化成蛋白胨、肽和氨基酸；（3）胰脂肪酶將脂肪消化分解成為脂肪酸和甘油。（4）胰液中含有較多的碳酸氫鈉，可以中和由胃部進入十二指腸的食糜中的酸性成分，為小腸中的消化酶提供適宜的弱堿性環(huán)境。

由胰腺β-細胞分泌的胰島素和胰腺α-細胞分泌的胰高血糖素、腎上腺分泌的腎上腺素三大激素協(xié)調(diào)作用，維持人體血糖在正常水平。成人胰液的分泌量為1~1L/d。（四）肝臟肝臟是人體最大的腺體（成人肝臟大約重1500克），肝的主要功能是分泌膽汁，膽汁沿著膽道系統(tǒng)流出，貯存在膽囊中。成人膽汁的分泌量約為0.8~1L/d。肝臟直接分泌的膽汁呈金黃色弱堿性液體（pH7.4左右），貯存在膽囊內(nèi)的膽汁呈棕黃色弱酸性液體（pH6.8左右）含有膽汁酸鹽、膽色素、脂肪、磷脂、膽固醇、黏蛋白、水以及Na+、K+、Ca2+、HCO3-等成分。膽汁：肝細胞和膽道細胞分泌成分：水無機：Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、

HCO3-、CI-

有機：膽鹽、膽固醇、膽色素、磷脂、脂肪酸、粘液、細胞蛋白等。

進食后膽囊收縮，膽汁經(jīng)膽總管排入十二指腸，膽汁雖然不含消化酶，但膽汁中的膽汁酸鹽可激活胰脂肪酶；膽鹽、膽固醇和磷酸可乳化脂肪，使脂肪乳化成細小微粒并增加其水溶性，促進脂肪的消化和吸收。此外，膽汁也有助于脂溶性維生素的吸收。功能：①膽鹽可激活胰脂肪酶②膽鹽、膽固醇、卵磷脂作為乳化劑③膽鹽與脂肪分解產(chǎn)物結(jié)合促進吸收④間接促進脂溶性維生素的吸收

膽汁中膽固醇和膽鹽的含量對人體健康至關(guān)重要，正常情況下，二者比例適宜，膽固醇呈溶解狀態(tài)；當(dāng)膽固醇分泌過多或膽鹽過少時，膽固醇結(jié)晶析出易形成膽結(jié)石。（五）小腸腺包括十二指腸腺和（?。┠c腺。

1、十二指腸腺分布在十二指腸黏膜下面，分泌含有黏蛋白的粘稠性堿性液體，保護十二指腸的粘膜上皮不被胃酸侵蝕。

2、（?。┠c腺分布在小腸粘膜內(nèi)，其分泌的液體構(gòu)成小腸液的主體，小腸液呈弱堿性（pH7.6~7.8），主要含有水、各種消化酶（羧基肽酶、氨基肽酶、二肽酶、乳糖酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、腸脂酶、磷脂酶）、碳酸氫鹽等成分。小腸內(nèi)的消化酶能與胰液中的消化酶及膽鹽相配合，將食物中的多糖和雙糖分解成單糖，將脂肪分解成甘油和脂肪酸，將蛋白胨、肽等分解成氨基酸，使食物得以徹底地消化。成人小腸液的分泌量為1~3L/d。（六）大腸大腸液是大腸黏膜上的腸腺分泌的堿性液體（pH為8.3~8.4），主要含有黏液、黏蛋白等，能保護腸粘膜，潤滑糞便。大腸的主要功能：大腸液含酶很少，幾乎沒有消化作用，是吸收食物殘渣中的水分和電解質(zhì)并為消化后的食物殘渣提供臨時儲存場所。此外，大腸中某些細菌可以利用腸內(nèi)較簡單的物質(zhì)合成少量B族維生素和維生素K等。大腸內(nèi)的細菌主要是將食物殘渣中未被消化的蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪分解生成吲哚、甲基吲哚、硫化氫、乳酸、二氧化碳、醛、酮、沼氣等有害成分，可溶性膳食纖維會加速這些有害成分的排泄，預(yù)防結(jié)腸癌。大腸內(nèi)細菌活動蛋白質(zhì)氨基酸肽、氨硫化氫、吲哚組胺等碳水化合物乳酸、醋酸二氧化碳甲烷脂肪脂肪酸甘油醛、酮難聞氣味

可溶性膳食纖維可加速毒物排泄第二節(jié)營養(yǎng)素的消化與吸收一、營養(yǎng)素的消化（一）碳水化合物的消化

食物中的碳水化合物：以淀粉為主（主要來自谷類和薯類）、蔗糖、乳糖、纖維素等。淀粉的消化從口腔開始，口腔中含有唾液淀粉酶，能水解α-1,4糖苷鍵，將淀粉分解成麥芽糖、糊精等，因食物在口腔中停留時間短，淀粉不能完全被消化。食物到達胃后，唾液淀粉酶遇胃酸失活。淀粉的消化主要在小腸，胰液中的α-淀粉酶將淀粉分解生成麥芽糖、麥芽三糖、異麥芽糖和糊精等，再由小腸黏膜上皮刷狀緣中的α-糊精酶和α-葡萄糖苷酶（包括麥芽糖酶）分解成葡萄糖。此外，小腸黏膜細胞內(nèi)還含有β-葡萄糖苷酶，可以水解蔗糖和乳糖。食物中的糖類在小腸內(nèi)幾乎全被分解成各種單糖。人體消化道內(nèi)中無β-1,4糖苷鍵水解酶，故無法消化纖維素。1、口腔內(nèi)消化：少量消化2、胃內(nèi)消化：幾乎不被消化3、小腸消化：主要在小腸內(nèi)完成碳水化合物胰淀粉酶麥芽糖等小腸粘膜上各種酶單糖4、結(jié)腸內(nèi)消化碳水化合物細菌作用、發(fā)酵氫氣、甲烷、二氧化碳、短鏈脂肪酸短鏈脂肪酸氧化產(chǎn)能促進腸道有益菌生長（二）蛋白質(zhì)的消化食物中蛋白質(zhì)的消化從胃開始，胃蛋白酶將組成相對簡單的單純蛋白質(zhì)水解為胨、肽和少量氨基酸，由于食物在胃內(nèi)停留時間較短且胃蛋白酶的消化能力較弱，所以蛋白質(zhì)在胃內(nèi)的消化不徹底，主要在小腸內(nèi)消化，在小腸胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、氨基肽酶、二肽酶等酶的催化下徹底水解為氨基酸。食物中的核蛋白、血紅蛋白等結(jié)合蛋白質(zhì)的消化較復(fù)雜，首先在消化道酶的作用下，將核酸等輔助因子與蛋白質(zhì)分開，蛋白質(zhì)按照上述過程逐步水解成氨基酸，輔助因子則在相應(yīng)酶的催化下進行分解。1、胃內(nèi)消化在胃蛋白酶作用下部分消化胃蛋白酶對酪蛋白有凝乳作用，可延長停留時間，有利于消化。2、小腸內(nèi)消化（主要）蛋白質(zhì)蛋白酶多肽二肽肽酶氨基酸（三）脂類的消化食物中的脂肪以中性脂肪（也稱甘油三酯）為主，此外還有少量磷脂、膽固醇和膽固醇酯等，后者的理化特性及代謝特性與中性脂肪很相似。嬰兒對脂肪的消化從口腔開始，因為嬰兒口腔中含有脂肪酶，能較好地分解奶中的短鏈和中鏈脂肪酸，成人幾乎沒有這種消化能力。成人胃液中雖然含有脂肪酶但含量較少且由于胃液脂肪酶的最適為pH6.3~7.0，胃液的酸性環(huán)境（pH0.9~1.5）不適應(yīng)，所以脂類在胃里幾乎沒有消化作用，脂肪的主要在小腸進行。食物脂類借助小腸蠕動、攪拌和膽汁的作用，形成細小的乳膠微粒，最后在胰脂肪酶、膽固醇酯酶、磷脂酶等催化下逐漸水解。甘油三酯磷脂乳化（胃內(nèi)）親水性油珠排入小腸磷脂膽固醇復(fù)合體結(jié)合膽汁酸微團膽汁乳化脂肪酶脂肪小滴游離脂肪酸和甘油肝臟分泌二、營養(yǎng)素的吸收

吸收（absorption）：是指經(jīng)過消化的食物通過消化管粘膜進入血液循環(huán)的過程。包括物理過程和生理過程兩個方面，物理過程有濾過、擴散、滲透等作用；生理過程主要是小腸壁上皮細胞膜的主動運輸作用。各段消化道對營養(yǎng)素的吸收能力也不同：

口腔基本上無吸收功能，胃只能吸收少量的水和乙醇，結(jié)腸可吸收鹽類和水分，小腸是人體最主要的吸收部位。小腸具有皺褶與大量絨毛及微絨毛，形成巨大的吸收面積（可達200m2），食物在小腸內(nèi)停留約3~8h，從而有利于小腸的吸收。

糖類：幾乎全部在十二指腸和空腸吸收；脂肪：主要在十二指腸下部和空腸上部；

氨基酸：在小腸上部，水和無機鹽的吸收也在小腸。此外，大腸也吸收一部分水、鹽類等剩余的營養(yǎng)物質(zhì)。

（一）碳水化合物的吸收碳水化合物消化酶單糖小腸吸收入血肝臟全身各器官組織（二）蛋白質(zhì)的吸收1．氨基酸和寡肽的吸收蛋白質(zhì)氨基酸寡肽（2～3個氨基酸的小肽）２．整蛋白的吸收：較少

毒素、抗原吸收----致病因子蛋白質(zhì)的代謝（一）分解與合成

分解：正常飲食——尿中排出氮12g

無氮膳食——尿中排出氮3g

合成：轉(zhuǎn)錄（RNA）翻譯(mRNA)（二）氨基酸的分解代謝

1.氨基酸的一般代謝氨基酸一般代謝外源性AA內(nèi)源性AA體內(nèi)氨基酸代謝池合成蛋白質(zhì)多肽生理活性物質(zhì)（嘌呤、嘧啶、腎上腺素）+氨基酸分解代謝主要的：氨基酸脫氨基作用α-酮酸聯(lián)合脫氨氧化脫氨轉(zhuǎn)氨非必需氨基酸碳水化合物脂類氧化供能氨在肝臟合成尿素（解毒）2.個別氨基酸代謝（1）脫羧基作用谷氨酸γ-氨基丁酸（抑制神經(jīng)遞質(zhì)）半胱氨酸牛磺酸（促進腦發(fā)育）組氨酸組胺（血管擴張劑）色氨酸5-羥色胺（抑制神經(jīng)遞質(zhì)、收縮血管）

含硫氨基酸代謝

蛋氨酸半胱氨酸胱氨酸S-腺苷蛋氨酸S-甲基ATP生理活性物質(zhì)甲基甲基轉(zhuǎn)移酶芳香族氨基酸的代謝苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸

苯丙氨酸羥化酶酪氨酸轉(zhuǎn)氨基苯丙酮酸苯乙酸衍生物苯丙酮尿癥酪氨酸代謝腺苷蛋氨酸酪氨酸多巴羥化酶脫羧酶多巴胺腎上腺素再羥化去甲腎上腺素甲基

腦中N遞質(zhì)酪氨酸酶黑色素

色氨酸代謝色氨酸5-羥色胺犬尿酸吡咯酶尼克酸丙氨酸乙酰輔酶A支鏈氨基酸代謝生糖氨基酸在骨骼肌代謝生酮氨基酸刺激蛋白質(zhì)合成生糖兼生酮外科手術(shù)作用纈氨酸亮氨酸異亮氨酸轉(zhuǎn)氨基作用-NH3相應(yīng)的α-

酮酸-CO2相應(yīng)的脂肪酰CoA琥珀酸CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA氧化脫羧（三）脂肪的吸收消化吸收：膳食中的脂類主要為甘油三酯、磷脂和膽固醇。

乳化水解

甘油甘油三酯+