【课程体系】
【课前思考】
1.消化的方式。
2.消化道的结构与功能相适应的特点。
3.各个器官的消化特点与机理。
4.营养物质的吸收方式与途径。
【本章重点】
1.消化道的结构。
2.胃液的成分与功能。
3.小肠的消化与吸收特点。
【教学要求】
1.了解消化和吸收的概念。
2.掌握消化道平滑肌的电生理特性。
3.掌握唾液、胃液、胰液、胆汁的主要成分和生理作用。
4.了解主要营养物质的吸收方式。
第一节 概述
本章主要讲述食物在消化道内被消化和吸收的过程和机理。
消化:消化是食物在消化道内被分解成小分子物质的过程。消化的方式分为两种:一种是机械性消化,即通过消化道的运动,将食物磨碎,并使其与消化液充分混合,同时将其向消化道远端推送。另一种消化方式是化学性消化,即通过消化液的各种化学分解作用,将食物中的营养成分分解成小分子物质。通常这两种消化方式同时进行,相互配合。
吸收:食物经过消化后,通过消化道黏膜,进入血液和淋巴循环过程,称为吸收。
一、消化系统结构
(一)消化系统大体结构
消化系统主要由消化道和消化腺组成。
1.消化道:是食物运行的整个管道状结构,包括口与口腔、咽、食道、胃、十二指肠、小肠(空肠、回肠)、大肠(升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠)、直肠和肛门。
2.消化腺:是分泌消化液的腺体,包括位于消化道外的管外腺和位于消化道管壁内的管内腺。
管外腺:包括三对唾液腺、胰腺、肝脏。
管内腺:由消化管壁上皮向内凹陷形成,包括胃腺、肠腺等。
(二)消化道管壁组织结构
消化道管壁由内向外通常分为四层:
1.黏膜层:由黏膜上皮、固有层和黏膜肌层组成。
2.黏膜下层:由疏松结缔组织组成。
3.肌层:通常由内环行肌和外纵行肌两层平滑肌组成。胃壁则由内斜行、中环行、外纵行三层平滑肌组成。
4.外膜:是消化管壁的最外层,通常由薄层结缔组织和间皮构成,又称浆膜。其表面光滑,可减少相互间的摩擦。
二、消化道平滑肌的特性
除口、咽、食道上端和肛门括约肌是骨骼肌以外,其余均由平滑肌构成。其特点:
1.兴奋性较低。
2.收缩速度较慢,但伸展性大。
3.许多有自发节律性运动,但频率慢且节律不稳定。
4.对机械牵张、温度变化和化学刺激敏感。
三、胃肠道机能的调节
(一)神经调节
1.胃肠壁内在神经丛
又称为肠神经系统(enteric nervous system),是由存在于消化管壁内无数的神经元和神经纤维组成的复杂的神经网络。神经元数量约为10个,相当于脊髓内的神经元数目。
其中有感觉神经元,感受肠胃道内化学、机械和温度等刺激;有运动神经元,支配胃肠道平滑肌、腺体和血管;还有大量的中间神经元。各种神经元中间通过短的神经纤维形成网络联系。内在神经系统释放的神经递质和调质种类很多,几乎所有中枢神经系统中的递质和调质均存在于内在神经元中。因此,消化道内在神经构成了一个完整的、可以独立完成反射活动的整合系统,但在完整的机体内,内在神经受外来神经的调节。
内在神经包括两大神经丛,即黏膜下神经丛和肌间神经丛。黏膜下神经丛的神经元分布在消化道黏膜下,其中运动神经元释放乙酰胆碱和血管活性肽,主要调节腺细胞和上皮细胞的功能,也有些支配黏膜下血管。肌间神经丛的神经元分布在纵行肌和环行肌之间,其中有以乙酰胆碱和P物质为递质的兴奋性神经元,也有以血管活性肠肽(VIP)和一氧化氮(NO)为递质的抑制性神经元。肌间神经丛的运动神经元主要支配平滑肌细胞。两神经丛之间有中间神经元相互联系,并接受外来神经纤维支配。
2.植物性神经系统
(1)迷走神经(副交感神经):大部分副交感神经节后纤维释放乙酰胆碱,有加强胃肠运动,促进消化液分泌和胃肠激素释放的作用。主要起机械感受和化学感受作用。
(2)交感神经:胃肠蠕动减慢,分泌减少,交感神经一般对消化活动起抑制作用。
(二)体液调节
1.全身性激素
如:生长素促进生长发育,甲状腺素促进消化液分泌增加、物质吸收加快。
2.胃肠激素:由胃肠黏膜40多种内分泌细胞所分泌的激素。是体内最大的内分泌器官(APUD细胞),产生肽类激素或活性胺。有些肽类激素由胃肠道内神经末端所释放——肽类神经系统。大多数胃肠激素主要作用于邻近部位,也有的有远距离效应。如:促胃液素、促胰液素、缩胆囊素、胰多肽、抑胃肽、促胃动素、胰高血素。脑肠肽是由神经细胞和内分泌细胞均可释放的肽类激素,还在脑内存在,如:P物质、生长抑素、血管活性肠肽、内啡肽等20余种。
胃肠激素的作用:
(1)调节消化腺的分泌和消化道的运动。
(2)调节其他激素的释放。
(3)营养作用:一些胃肠激素具有刺激消化道组织的代谢和促进生长的作用,即营养作用。
第二节 口腔内消化
一、唾液及其作用
人的口腔内有三对主要的唾液腺,即腮腺、颌下腺和舌下腺。
(一)唾液的性质和成分
唾液是接近于中性(pH6.6~7.1)的液体,其中水分约占99%;有机物主要为粘蛋白,还有球蛋白、唾液淀粉酶、溶菌酶等。
(二)唾液的作用
1.唾液可以湿润和溶解食物,以引起味觉并易于吞咽。
2.清除口腔中食物的残渣,冲淡和中和进入口腔的有害物质,对口腔起清洁和保护作用。
3.唾液中的溶菌酶和免疫球蛋白有杀灭细菌和病毒的作用。
4.在人的唾液中含有唾液淀粉酶,可将淀粉分解为麦芽糖。此酶的最适pH是7.0,但随着食物进入胃后还可以继续作用一段时间,直至食物pH小于4.5后才彻底失活。
(三)唾液分泌的调节
唾液分泌的调节完全是神经反射性调节。包括非条件反射和条件反射。唾液分泌的基本中枢在延髓,在下丘脑和大脑皮层有更高级的中枢。通常,交感神经兴奋引起的唾液分泌量少而黏,副交感神经兴奋引起的唾液分泌量多而稀薄,含有较多的酶。
二、咀嚼
咀嚼是口腔内的机械消化过程,其作用是:
(1)切碎食物;
(2)将切碎的食物与唾液混合成食团;
(3)使食物与唾液淀粉酶充分接触而有利于化学消化。
三、吞咽反射
吞咽是一个复杂的反射活动。根据食团所经过的部位,可将吞咽动作分为三期:
第一期:由口腔到咽。这是在大脑皮层控制下随意启动的,舌从舌尖至舌后部依次上举,抵触硬腭并后移,将食团挤向软腭后方至咽部。
第二期:由咽到食管上端。由于食团刺激了软腭和咽部的触觉感受器,引起一系列反射动作,包括软腭上升,咽后壁向前突出,封闭鼻咽通路,声带内收,喉头升高并向前贴紧会厌,封闭咽与气管的通路,呼吸暂停,食管上括约肌舒张,食团被挤入食管。
第三期:沿食管下行至胃。当食团通过食管上括约肌后,该括约肌即反射性收缩,食管随即产生一由上而下的蠕动,将食团向下推送。
第三节 胃内消化
一、胃的结构与分区
二、胃的分泌
在胃内分泌消化液的细胞都位于胃壁内,属于管内腺。主要有三种细胞:
1.颈黏液细胞:主要分布在胃与食管连接处的宽约1~4cm的环状区及胃靠近十二指肠的幽门区,分泌黏液。
2.壁细胞:主要分布在胃体部位,分泌盐酸以及与维生素B12吸收有关的内因子。
3.主细胞:主要分布在胃体部位,分泌胃蛋白酶原。
根据这些细胞的分布位置及分泌消化液特性,有时把胃腺分为贲门腺、泌酸腺和幽门腺。胃黏膜内还有多种内分泌细胞,如分泌胃泌素的G细胞,分泌生长抑素的D细胞等。
(一)胃液的性质、成分和作用
纯净的胃液是一种pH为0.9~1.5的无色液体。正常人每日分泌量约1.5~2.5L。
胃液的成分包括无机物如盐酸、钠和钾的氯化物等,以及有机物粘蛋白、消化酶等。胃液中的无机成分随分泌速率的变化而有变化。
1.盐酸:也称胃酸。正常人空腹时盐酸排出量(基础排出量)为每小时0~5mmol。在食物或某些药物的刺激下,盐酸排出量可明显增加。正常人的盐酸最大排出量每小时可达20~25mmol。男性的盐酸分泌率高于女性。壁细胞分泌盐酸的假设见图19‐7。
2.胃蛋白酶原:主细胞是胃蛋白酶原的主要来源。主细胞中的胃蛋白酶原贮存在细胞顶部的分泌颗粒中,当细胞受到刺激时,通过胞吐作用释入腺腔。无活性的胃蛋白酶原在盐酸作用下或是在酸性条件下,通过自身的催化,从N端断裂掉一段氨基酸序列而转变为有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶为内切酶,可分解大部分蛋白质为眎和胨的大分子,产生的多肽或氨基酸较少。胃蛋白酶作用的最适pH为2.0~3.5,当pH>5时便失活。
3.黏液和碳酸氢盐:胃的黏液主要成分为糖蛋白。黏液具有较高的粘滞性和形成凝胶的特性,它在正常人胃黏膜表面形成一个厚约500μm的凝胶层,可减少粗糙的食物对胃黏膜的机械性损伤。“黏膜—碳酸氢盐屏障”可以有效地保护胃,这是因为黏液的粘稠度为水的30~620倍,当胃腔内的氢离子通过黏膜表面的黏液向上皮细胞扩散时,其移动速度将明显减慢,并不断地与从黏液下面向表面扩散的碳酸氢根遭遇。两种离子在黏液层内发生中和,形成一个跨黏液层的pH梯度。黏液靠近胃腔侧的pH一般为2.0左右,而靠近上皮细胞的pH一般为7.0左右。
4.内因子:壁细胞还分泌一种分子量约6万的糖蛋白,称为内因子。它可与随着食物进入胃内的维生素B12结合,其主要作用是防止B12在胃肠消化过程中被破坏从而促进B12的吸收。B12是红细胞生成的重要因子,缺乏时影响红细胞的有丝分裂,导致巨幼红细胞贫血,又称大细胞贫血。
(二)消化期的胃液分泌调节
一般根据感受食物刺激的部位分成三个时期,即头期、胃期、肠期。这是人为划分的,实际上,在进食时这三个时期几乎是同时开始,互相重叠的。
(1)头期胃液分泌:头期胃液分泌的传入冲动均来自头部感受器(眼、耳、鼻、口腔、咽、食管)。和食物有关的形象、气味、声音等刺激了视、嗅、听等感受器而引起胃液分泌;当咀嚼和吞咽食物时,食物刺激了口腔和咽喉等处的化学和机械感受器而引起胃液分泌。反射中枢包括延髓、下丘脑、边缘叶和大脑皮层等。迷走神经是这些反射共同的传出神经。
迷走神经除了直接作用于壁细胞刺激其分泌外,还可作用于胃窦部的G细胞,通过释放胃泌素间接刺激胃腺分泌。支配壁细胞的迷走神经末梢释放的神经递质是乙酰胆碱,阿托品可阻断其作用。
(2)胃期胃液分泌:食物入胃后,对胃产生的机械性和化学性刺激,继续引起胃液的分泌,其主要途径为:①扩张刺激胃底、胃体部的感受器,通过迷走—迷走神经的长反射和壁内神经丛的短反射,直接或间接通过胃泌素引起胃腺分泌;②扩张刺激胃幽门部,通过壁内神经丛,作用于G细胞引起胃泌素的释放;③食物的化学成分直接作用于G细胞,引起胃泌素的释放。
(3)肠期胃液分泌:食物离开胃进入小肠后,还有继续刺激胃液分泌的作用。
(三)胃液分泌的抑制性调节
抑制胃液分泌的除精神、情绪因素外,主要有盐酸、脂肪和高张溶液三种。
(1)盐酸:当胃窦内pH降到1.2—1.5时,对胃酸分泌可产生抑制作用。
(2)脂肪:脂肪及其消化产物可抑制胃液的分泌。
(3)高张溶液:十二指肠内的高张溶液可刺激渗透压感受器,通过肠—胃反射或刺激小肠分泌胃肠激素而抑制胃液分泌。
三、胃的运动
(一)胃运动的主要形式
1.容受性舒张:当大量摄入食物时,胃开始舒张以容纳食物,从而使胃内压维持比较恒定的水平。
2.紧张性收缩:胃的平滑肌经常保持某种程度的持续收缩状态,由胃壁肌肉内在神经丛调节,这种收缩在空胃时尤为显着。当胃充满食物及处于消化过程中时,紧张性收缩逐渐加强,胃窦紧缩,胃体缩小,使胃腔内具有一定的压力,有助于食物与胃液的混合,并协助推动食糜向十二指肠移行。
3.蠕动:胃蠕动出现于食物入胃后5分钟左右。蠕动起始于胃的中部,每分钟约3次,每个蠕动波约需一分钟到达幽门。蠕动起初时较小,在向幽门传播的过程中,波的幅度和速度逐渐增加,当接近幽门时明显增强,可将一部分食糜排入十二指肠。
(二)胃运动的调节
1.神经调节
包括两类反射:一类是通过食物中枢的反射;另一类是壁内神经丛的局部反射。食物对胃壁黏膜及胃壁深层机械感受器的刺激,通过中枢神经系统而反射性地实现。支配胃的兴奋性冲动沿迷走神经走行,抑制性冲动沿交感神经走行。刺激交感神经主要效应是减少胃的基本电节律的频率和降低传导速度,并减低环行肌的收缩力,但引起括约肌收缩。刺激迷走神经则相反。
2.体液调节
(1)幽门部位:G细胞释放的胃泌素可使胃的基本电节律频率增加,胃的运动加强,幽门括约肌舒张。十二指肠及小肠释放某些物质(肠抑胃素)可抑制胃的运动。
(2)肠胃反射:十二指肠的一些较强的刺激,如pH3.5以下、高渗溶液、10%乙醇及腹腔上升等刺激因素,都可引起胃运动减弱及幽门舒张,此称为肠胃反射。
(三)胃的排空及其调节
胃内食糜由胃排入十二指肠的过程称为胃排空。胃的排空在进食后不久就开始了,影响胃排空的主要因素有:
1.胃内压:是胃排空的主要动力。
2.食物的理化性质:溶液或小颗粒的悬浮液较块状物排空快。一般糖类食物排空较蛋白类食物快,脂肪类食物排空最慢。混合食物由胃全部排空约需4—6小时。
3.胃排空同样受神经体液的调节。
(四)呕吐
1.原因:机械或化学性刺激作用于舌根、咽、胃、大小肠、总胆管、视觉、内耳前庭的位置感觉的改变及中枢性。
2.呕吐中枢:延脑。颅内压升高、脑瘤等可直接刺激该中枢而引起呕吐。
3.意义:呕吐是一种具有保护意义的防御性反射,排出有害物质。但长期、剧烈的呕吐会影响进食、正常消化活动,使消化液丢失,造成体内水、电解质、酸碱平衡的紊乱。
第四节 小肠内的消化
一、胰液的分泌
(一)胰液的成分和作用
胰液是无色无臭的液体,人每日分泌量为1~2L,pH为7.8~8.4,渗透压与血浆相等。
1.碳酸氢盐:胰液中碳酸氢根浓度最高时可达到140mmol/L,为血浆碳酸氢根浓度的4倍。碳酸氢根的主要作用是中和进入十二指肠的胃酸,保护肠黏膜免受强酸的侵蚀;此外,碳酸氢根造成的弱酸性环境也为小肠内多种消化酶的活动提供了适宜的pH环境。
2.胰淀粉酶:是碳水化合物的主要水解酶,可将淀粉分解为双糖、麦芽糖等,最适pH6.9~7.0。胰淀粉酶一经分泌就有活性。
3.胰脂肪酶:是脂类水解酶,可将脂肪分解为甘油和脂肪酸。
4.胰蛋白酶和糜蛋白酶:是蛋白质水解酶,它们都是以不具有活性的酶原形式存在于胰液中的。肠液中的肠致活酶可以激活蛋白酶原,使之变为具有活性的胰蛋白酶。此外,胃酸、胰蛋白酶本身,以及组织液也能使胰蛋白酶原激活。胰蛋白酶和糜蛋白酶的作用极为相似,都能分解蛋白质为眎和胨。当两者共同作用于蛋白质时,则可消化蛋白质为小分子的多肽和氨基酸。
正常胰液中还含有羧基肽酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶等水解酶。
(二)消化期胰液分泌的调节
二、胆汁的分泌与排出
(一)胆汁的性质和成分
胆汁的成分很复杂,除水分和钠、钾、钙、碳酸氢盐等无机成分外,其有机成分有胆汁酸、胆色素、脂肪酸、胆固醇、卵磷脂和粘蛋白等。胆汁中无消化酶。胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的钠盐或钾盐称为胆盐。胆汁中的胆盐与胆固醇和卵磷脂的适当比例是维持胆固醇成溶解状态的必要条件。当胆固醇分泌过多,或胆盐、卵磷脂合成减少时,胆固醇就容易沉积下来,这是形成胆结石的原因之一。
(二)胆汁的作用
胆汁中的胆盐、胆固醇、卵磷脂等都可作为乳化剂,减少脂肪的表面张力,使脂肪以微粒形式分散于液体中,有助于脂肪酶的接触与消化。
(三)胆汁分泌和排出的调节
食物是引起胆汁分泌和排出的自然刺激物,高蛋白食物>高脂肪或混合食物>糖类的作用。
1.神经调节:神经对胆汁的分泌及排出的作用均很弱。反射的传出神经是迷走神经。
迷走神经除可直接作用于肝细胞和胆囊外,还可通过引起胃泌素的释放间接引起肝胆汁的分泌和胆囊收缩。交感神经可能起抑制性的作用。
2.体液调节
(1)胆盐和胆汁酸在小肠内95%以上被肠黏膜吸收入血,经门静脉回到肝脏,再组成胆汁被分泌入肠。胆盐在肝、肠之间的反复利用,称为胆盐的肠肝循环(enterohepatic circula‐tion)。
(2)胃肠激素中胰泌素、胃泌素以及胆囊收缩素均可促进胆汁的分泌。
胃泌素:主要作用肝细胞和胆囊,促进肝胆汁的分泌和胆囊收缩。
促胰液素:能引起胆管系统分泌水。
胆囊收缩素:可引起胆囊收缩降低奥的氏括约肌的紧张性,而使胆汁大量排出。它也能刺激胆管上皮细胞,使胆汁流量和增加。
血管活性肠肽和胰高血糖素也可使胆汁分泌增加。P物质则抑制胆囊收缩素和血管活性肠肽的促胆汁分泌效应。生长抑素亦使水及的分泌减少。
三、小肠液的分泌
十二指肠(勃氏腺):分泌碱性液体,内含粘蛋白。保护黏膜不受胃酸侵蚀。
小肠腺(李氏腺):其分泌液构成了小肠液的主要成分。
(一)小肠液的性质、成分和作用
小肠液是一种弱碱性的液体,pH约为7.6,渗透压与血浆相等。小肠液的分泌量变动范围很大,成人每日分泌量为1~3L。大量的小肠液可以稀释消化产物,使其渗透压下降,有利于吸收的进行。由小肠腺分泌入肠腔的消化酶可能只有肠致活酶一种。
(二)小肠液的分泌调节
小肠液的分泌是经常性的,在不同条件下其分泌的变化较大。
1.神经调节
肠壁内在神经系统在肠液分泌调节中很重要。但是大脑皮层也调控肠液的分泌,其传出神经为迷走神经。迷走神经兴奋,十二指肠的肠液分泌增加,肠液内酶的含量增高,交感神经可能抑制肠液的分泌。
2.体液调节
小肠液的分泌同样受胃肠激素的调节:胰泌素和胆囊收缩素能够刺激肠液分泌,并使其酶的含量增加,这一效应必须有胆汁或胰液参与;血管活性肠肽、胰高血糖素和胃泌素对肠液分泌均有刺激作用。
四、消化期小肠的运动
1.紧张性收缩:有利于食糜的混合运动。
2.自律性分节运动:以环状肌的自律性舒缩为主。
3.蠕动:速度缓慢(0.5~2.0cm/s),使食糜向大肠方向波状推进。
1未运动肠管表面观;2,3,4肠管分节运动切面观,示肠管不同部位收缩和舒张时产生的分节现象。
第五节 大肠内的消化
大肠长约1.5米,可分为盲肠、结肠、直肠。大肠壁的结构特点:黏膜无绒毛及皱襞,肠上皮杯状细胞很多,大肠的肠腺较发达,富含黏液和碳酸氢盐,pH8.3~8.4,其中有粘蛋白,能保护肠黏膜和润滑粪便。大肠没有重要的消化功能,主要生理功能有:(1)吸收水和电解质,参与机体对水、电解质平衡的调节。(2)产生、吸收维生素B、K。(3)暂时贮存粪便。
大肠的运动少而慢,对刺激的反应也较迟缓,这些特点对于大肠作为粪便的暂时贮存所是适合的。
(一)大肠运动的形式
1.袋状往返运动:这是在空腹时最多见的一种运动形式,由环行肌无规律地收缩所引起,它使结肠袋中的内容物向两个方向做短距离的位移,但并不向前推进。
2.分节或多袋推进运动:这是一个结肠袋或一段结肠收缩,其内容物被推移到下一段的运动。进食后或结肠受到拟副并感药物刺激时,这种运动增多。
3.蠕动:大肠的蠕动是由一些稳定向前的收缩波所组成的。收缩波前方的肌肉舒张,往往充有气体;收缩波的后面则保持在收缩状态,使这段肠管闭合并排空。
在大肠还一种进行很快且前进很远的蠕动,称为集团蠕动。它通常开始于横结肠,可将一部分大肠物推送至降结肠或乙状结肠。集团蠕动常见于进食后,最常发生在早餐后60min之内,可能是胃内食物进入十二指肠,由十二指肠—结肠反射所引起的。这一反射主要是通过内在神经丛的传递实现的。
(二)排便
食物残渣在大肠内停留的时间较长,一般在十余小时以上,在这一过程中,食物残渣中的一部分水分被大肠黏膜吸收。同时,经过大肠同细菌的发酵和腐败作用,形成了粪便。粪便中除食物残渣外,还包括脱落的肠上皮细胞和大量的细菌。此外,机体代谢后的废物,包括由肝排出的胆色素衍生物,以及由血液通过肠壁排至肠腔中的某些金属,如钙、镁、汞等的盐类,也随粪便排至体外。
正常的直肠通常是空的,没有粪便在内。当肠的蠕动将粪便推入直肠时,刺激了直肠壁内的感受器,冲动经盆神经和腹下神经传至脊髓腰骶段的初级排便中枢,同时上传到大脑皮层,引起便意和排便反射。这时,通过盆神经的传出冲动,使降结肠、乙状结肠直肠收缩,肛门内括约肌舒张。与此同时,阴部神经的冲动减少,肛门外括约肌舒张,使粪便排出体外。
此外,由于支配腹肌和膈肌的神经兴奋,腹肌和膈肌也发生收缩,腹内压增加,促进粪便的排出。正常人的直肠对粪便的压力刺激具有一定的阈值,当达到此阈值时即可引起便意。
排便运动受大脑皮层的影响是显而易见的,意识可以加强或抑制排便。人们对便意经常予以制止,就使直肠渐渐地对粪便压力刺激失去正常的敏感性,加之粪便在大肠内停留过久,水分被吸收过多而变得干硬,引起排便困难,这是产生便秘的最常见的原因之一。
(三)大肠内细菌的活动
大肠内有许多细菌。细菌主要来自食物和空气,它们由口腔入胃,最后到达大肠。大肠内的酸碱度和温度对一般细菌的繁殖极为适宜,细菌便在这里大量繁殖。细菌中含有能分解食物残渣的酶。糖及脂肪的分解称为发酵,其产物有乳酸、醋酸、二氧化碳、沼气、脂肪酸、甘油、胆碱等。蛋白质的细菌分解称为腐败,其产物有胨、氨基酸、氨、硫化氢、组胺、吲哚等,其中有的成分由肠壁吸收后到肝中解毒。
大肠内的细菌能利用肠内较为简单的物质合成维生素B复合物和维生素K,它们由肠内吸收后,对人体有营养作用。
据估计,粪便中死的和活的细菌约占粪便固体重量的20%—30%。
(四)食物中纤维素对肠功能的影响
近年来,食物中纤维素对肠功能和肠疾病发生的影响,引起了医学界极大的重视。事实证明,适当增加纤维素的摄取有增进健康,预防便秘、痔疮、结肠癌等疾病的作用。食物中纤维素对胃肠功能的影响主要有以下方面:(1)大部分多糖纤维能与水结合而形成凝胶,从而限制了水的吸收,并使肠内容物容积膨胀加大;(2)纤维素多能刺激肠运动,缩短粪便在肠内的停留时间和增加粪便容积;(3)纤维素可降低食物中热量的比率,减少含能物质的摄取,从而有助于纠正不正常的肥胖。
第六节 吸收
食物的消化产物、水和无机盐等,通过消化管黏膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程,称为吸收。每天约有8~10L水及1kg左右的物质经过消化管,其中很大一部分被吸收。吸收过程包括主动转运和扩散。
一、营养物质吸收部位
消化管不同部位的吸收能力和吸收速度是不同的,这主要取决于各部分消化管的组织结构,以及食物在各部位被消化的程度和停留时间。口腔、食道不吸收。胃吸收酒精、少量水分。小肠是主要吸收部位,一般认为,糖类、蛋白质和脂肪的消化产物大部分是在十二指肠和空肠吸收的。回肠有其独特的功能,即主动吸收胆盐和维生素B12。大肠吸收水分、盐类。
二、小肠结构的特点
小肠具有很大的吸收面积,这与其吸收功能相适应。小肠黏膜向肠腔突出形成许多皱襞,使小肠内面积增大3倍,全部小肠表面黏膜向肠腔内伸出指状突起,称小肠绒毛,又使小肠面积增大10倍,每个上皮细胞的管腔游离面长有密集的微绒毛,又使小肠面积增大20倍。小肠的这些结构,使小肠的总吸收面积增大600倍,达到200m。
三、各种营养物质的吸收营养物质的吸收途径有:
1.跨细胞途径:即通过绒毛上皮细胞的腔面膜进入细胞内,再通过细胞底侧膜进入血液或淋巴。
2.旁细胞途径:即物质或水通过细胞间的紧密连接进入细胞间隙,然后再转入血液或淋巴。吸收的方式包括扩散、易化扩散、主动转运、胞饮。
(一)水的吸收
人体每日由胃肠吸收的液体量约8L。水的吸收都是被动性的,其中溶质被主动吸收所产生的渗透压梯度是水被吸收的动力。
(二)无机盐的吸收
1.钠的吸收:钠的吸收是主动的,肠上皮细胞的侧膜上的钠泵将胞内的钠离子主动转运入血,造成胞内钠离子浓度降低,肠腔内钠离子借助于刷状缘上的载体,以易化扩散形式进入细胞内。由钠泵形成的细胞内胞内低钠和肠腔内高钠势能也是其他营养物质吸收的动力。许多营养成分如单糖、氨基酸等均依靠钠的势能与钠耦联转运入细胞内。
2.铁的吸收:铁主要在十二指肠内吸收。这些部位的肠上皮细胞释放转铁蛋白进入管腔,与铁离子结合为复合物,进而以受体介导的入胞作用进入细胞内;转铁蛋白在胞内释放出铁离子后,被重新释放到管腔中。进入胞内的铁,一部分从细胞底侧膜以主动转运形式进入血液,其余则与胞内铁蛋白结合,留在细胞内防止铁被过量吸收。
3.钙的吸收:钙的吸收是主动运输过程。食物中的钙必须变成后才能被吸收。
其吸收部位在小肠和结肠的全长。十二指肠对钙离子的吸收最强。钙的吸收主要通过肠黏膜的主动转运,部分通过扩散。肠黏膜细胞上存在钙结合蛋白,1分子结合蛋白可以结合4个钙。钙进入细胞浆后,可储存在线粒体中,并不是随时转运出去。决定钙吸收的主要因素是机体对钙的需求和维生素D的供应情况。食物中的钙大部分随粪便排出,仅小部分被吸收。
4.负离子吸收:在小肠内吸收的负离子主要有氯离子和碳酸氢根离子。肠腔内钠离子被吸收所造成的电位变化可促进负离子向细胞内移动。
(三)糖的吸收
单糖的吸收是消耗能量的主动过程,它可逆着浓度差进行,能量来自钠泵,属于继发性主动转运。在肠黏膜上皮细胞的刷状缘上存在着一种转运体蛋白,它能选择性地把葡萄糖和半乳糖从刷状缘的肠腔面转运入细胞内,然后再扩散入血。
(四)蛋白质的吸收
蛋白质通常在分解成氨基酸后被吸收。氨基酸的吸收是主动的。在小肠上皮细胞刷状缘上存在不同种类的氨基酸转运系统,分别选择性地转运中性、酸性和碱性氨基酸。这些转运系统多数与钠的转运耦联,机制与单糖转运相似,但也存在非钠依赖性的氨基酸转运。
(五)脂肪的吸收
在小肠内,脂类的消化产物脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等很快和胆汁中的胆盐形成混合微胶粒。由于胆盐有亲水性,能携带脂肪的消化产物通过覆盖在小肠绒毛表面的非流动水层到达微绒毛。在这里,甘油一酯、脂肪酸、胆固醇等又逐渐从混和微胶粒中释出,并通过微绒毛的脂蛋白膜而进入黏膜。长链脂肪酸及甘油酯被吸收后,在肠上皮细胞的内质网上重新合成甘油三酯,进一步合成乳糜微粒,并由细胞分泌出去,进入中央乳糜管而进入淋巴循环,最后进入血液循环。
(六)胆固醇的吸收
游离的胆固醇通过形成混和微胶粒,在小肠上部被吸收,吸收后的胆固醇大部分在小肠黏膜细胞中又重新酯化,生成胆固醇酯,最后与载酯蛋白一起组成乳糜微粒经由淋巴系统进入血液循环。
(七)维生素
脂溶性维生素A、D、E、K通过主动转运或溶解于脂肪被吸收。
水溶性维生素B、C多是被动转运。
【课外拓展】
1.呕吐的生理机理如何?
2.胆汁的分泌受到哪些因素的影响?
【课程研讨】
1.要增强消化与吸收功能应从哪些方面着手?
2.如何从消化吸收角度控制体重过度增加?
3.请阐述引起消化系统癌变的因素。
【课后思考】
1.胃液有哪些成分?其生理作用有哪些?为何自身的胃不会被消化?
2.论述小肠作为主要吸收部位的有利条件。
3.为何提倡慢嚼细咽?
4.饮酒过多为何易导致胃部疾病?
5.油条等为何易导致肝部疾病?
6.患肝炎时,为何看见油腻食品易恶心?
7.肠道内容物长期滞留,对身体有益吗?为何?
8.食物中的营养物质是如何转变为你自身的物质的?
【小资料】
(美)肠胃病专家给胃平反:胃经常被冤枉
吃某种食物会胀气,睡前吃东西会发胖……所有这一切,人们往往认为是胃惹的祸,事实未必如此。日前,据美国“网络医学博士”网站报道,几位肠胃病专家对几大误区做了更正,给胃“平反”。
食物在胃里消化。人们通常认为,胃会将食物搅拌、碾碎,大部分消化过程发生在那里。
其实,食物并不是按吃进去的顺序而消化,它们经胃搅拌后,直接进入小肠。
少吃东西能让胃变小。一般来说,一个人成年以后,胃的大小基本上就不会变了。不过,少吃东西虽然不能令胃缩小,却能重新设置“食欲调节器”,这样你就不会觉得那么饿了。
瘦人比胖人胃小。胃的大小与体重无关。天生的“瘦猴”与胖人相比,胃可能一样大,甚至更大。
吃非水溶性食物(如高纤维谷类)容易胀气。实际上,水溶性纤维(如草莓、苹果、豆类)更易导致腹胀,这其实是负责消化水溶性纤维的肠菌群在“作祟”,而非水溶性纤维根本不能消化,只能穿肠而过,既然未曾与肠菌丛发生交互作用,也就谈不上形成肠道气体了。
胃酸和体重无关。这两者之间是有关系的。只要能让腹部脂肪减少一公斤,你的胃就会感觉舒服不少。怀孕就是一个很好的例子:随着胎儿的成长以及对内脏器官的挤压,胃痛的次数随之增多。只要孩子一降生,压力就减少了,胃痛自然也就缓解了。
睡觉前吃东西会发胖。人们的固有观念认为,在某一时间摄入的食物总量与消耗热量562第十九章 消化与吸收的比例,最终决定是否会增加体重。其实,这个想法并不具有科学性。睡觉前吃东西并不会变胖,只是更难以消化,会产生腹胀、腹痛感,并会排气,疲劳有压力时尤为如此。
脂肪比碳水化合物更管饱。脂肪比碳水化合物消化慢,停留在胃里的时间长。也正是由于这个原因,我们自然觉得,吃了含有脂肪的食物在较长一段时间不感觉饿。其实,薄脆饼、面包或甜食一类的简单碳水化合物,反会使血糖和胰岛素水平快速增加或下降,引起心情和胃口的急剧变化,让你有饱腹感。