第二章 人体生理基础

第二章人体生理基础

（食物的消化吸收）

第一节消化系统的组成与功能第二节营养素的消化与吸收

第一节消化系统的组成与功能消化（digestion）是指食物在消化系统中被分解为可被吸收的小分子物质的过程。食物的消化过程是一个十分复杂的过程，包括咀嚼、吞咽、胃肠运动、消化液分泌及各种营养素吸收，整个过程在神经系统和内分泌系统的调节下进行。食物在消化道内的消化主要有两种方式：（1）物理性消化（机械性消化）：通过消化道的运动（如牙齿的咀嚼和胃肠的蠕动），将大块食物磨碎，搅拌，与消化液充分混合，并推动食物向消化道的下端移动；（2）化学性消化：通过消化液中消化酶的作用，将大分子的蛋白质、脂类、碳水化合物等分解成可吸收的小分子物质。两种消化方式同时进行，相互配合，共同完成食物的消化过程。近年来有观点认为大肠中共生的的微生物对食物也有消化作用，叫做微生物消化。消化系统的组成：

口腔食道胃十二指肠小肠大肠直肠肛管肛门

（肝脏、胰腺、胆囊）

人体消化系统由消化道和消化腺两大部分组成。消化道既是食物通过的管道，又是食物消化吸收的场所。消化道消化道是指从口腔到肛门粗细不等的弯曲管道，全长约8~10m。包括口腔、咽喉、食道、胃、小肠（又分为十二指肠、空肠和回肠）、大肠（又分为盲肠、结肠和直肠）和肛门等部分。消化道是一多层的管道，内层是紧附上皮细胞的粘膜层，分泌具有保护作用的黏液。一、上消化道：从口腔到十二指肠（一）口腔（牙齿、舌、唾液腺）口腔位于消化道的最前端，通过口腔里牙齿、舌头和唾液腺的相互作用，完成咀嚼、吞咽和简单消化食物的作用。

（二）咽喉、食道咽喉是食物进入食道和空气进入呼吸道的通道，呈上宽下窄结构，长约12cm。食道连接在咽喉下面，其表面有许多黏液分泌腺，所分泌的黏液对食道有保护作用。食物通过食道大约需要7s。（三）胃胃是膨胀能力最强的消化器官，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。向左鼓出的上部叫做胃底，中间部分叫做胃体。胃壁由内向外分为黏膜层、黏膜下层、肌层、外膜。在黏膜层上有许多褶皱，这些褶皱通过胃体的运动，可以达到很好的搅拌食物的作用。1、胃的运动（1）容受性舒张：空腹时胃的体积只有35~50mL，充盈时可高达1000~1500mL。胃的容受性舒张让胃能够在大量食物进入时保持胃内压力变化不大，从而更好地完成储存和预备消化食物的生理功能。（2）紧张性收缩：胃被充满后就开始持续较长时间的紧张性收缩，在消化过程中，紧张性收缩逐渐增强，使胃内有一定压力，促进胃液渗入食物并协助推进食糜向十二指肠移动。

（3）蠕动：食物进入胃后大约5分钟就开始蠕动，蠕动由胃的中部开始，向胃底部幽门方向有节律地进行。胃的蠕动一方面使食物与胃液充分混合，以利于消化，另一方面也可以充分搅拌和碾磨食物，并推进食糜向十二指肠移动。

食糜由胃进入十二指肠的过程叫做胃的排空。胃的排空时间因食物形态、性质和胃蠕动情况而异。一般流体比固体快；碳水化合物排空较快，蛋白质较慢，脂肪最慢，因此人们吃脂肪含量高的食物不易饥饿就是这个原因。一般混合食物的排空时间约为4~6h。（四）十二指肠、胰腺十二指肠：全长25～30cm。胰腺：胰腺是位于小肠十二指肠处的小叶状腺体，是人体第二大消化腺。食糜进入十二指肠后，因带酸性，刺激胰腺分泌胰液，肝胆分泌胆汁，小肠粘膜分泌小肠液。二、下消化道的组成

空肠、回肠、大肠（一）小肠小肠位于胃的下端，上端起自幽门，下端连接盲肠，呈盘曲状，是食物消化最主要的器官，也是整个消化道中最长的一段，成人小肠约5~7m，从上到下依次分为十二指肠（长约25cm）、空肠（长约2m）和回肠（长约3m）。小肠的管壁由黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜构成。小肠黏膜形成许多环形皱褶和大量绒毛突入肠腔，每条绒毛的表面是一层柱状上皮细胞，柱状上皮细胞顶端又形成许多细小的突起，叫做“微绒毛”。环状褶皱、绒毛和微绒毛的结构使小肠粘膜的表面积增加600倍，小肠黏膜的总表面积高达200~400m2，大大增加了小肠的有效吸收面积。胰腺分泌的各种消化酶和胆囊分泌的胆汁进入小肠，在小肠内食物受胰液、胆汁和小肠液的化学性消化和小肠蠕动的物理性消化。小肠的运动（1）紧张性收缩：降低——肠腔扩张，混合和转运减慢增高——食糜在肠腔混合和转运加快（2）节律性收缩：①使食糜与消化液混合便于消化②使食糜与肠壁紧密接触利于吸收③挤压肠壁利于血液和淋巴液回流（3）蠕动：将食糜向大肠推进（1-2cm/min）（二）大肠

大肠是消化道的最后一段，长约1.5m，包括盲肠、结肠和直肠。盲肠是大肠的起始部分，其内侧外有一蚯蚓状突起，叫做阑尾。与盲肠相连的是结肠，分为升结肠、横结肠和乙状结肠。后面相连的是直肠。食物从胃到小

肠末端的移动需要30~90分钟，而通过大肠则需1~7天。

阑尾盲肠结肠直肠肛管肛门功能：基本无消化功能（水和矿物质的吸收），贮存食物残渣和粪便。

运动：袋状往返运动—促进水和无机盐吸收分节多袋推进运动——将粪便向前推进蠕动——是结肠运送粪便的主要形式

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、肝脏和小肠腺等。其中胃腺和小肠腺位于消化道的管壁内，其分泌的消化液直接进入消化道内；唾液腺、胰腺和肝脏位于消化道外，其分泌的消化液经专门的腺导管进入消化道内。（一）唾液腺人的口腔里有三对大的唾液腺，即腮腺、颌下腺和舌下腺，还有许多小唾液腺，唾液就是这些小唾液腺分泌的混合液构成的。唾液偏中性（pH6.8~7.4），为无色无味的液体，主要成分是水（占99.5%），此外还有黏蛋白、球蛋白、唾液淀粉酶、溶菌酶、钠、钾、钙、硫、氯以及一定量的气体成分。唾液的作用：（1）湿润与溶解食物，帮助吞咽；（2）将食物中的淀粉初步分解；（3）唾液中的溶菌酶和微量的CNS-有一定的杀菌作用。由于唾液中不含其它酶，所以脂肪和蛋白质等在口腔中不能被分解。有资料报道，婴儿唾液腺能分泌脂肪酶，对乳中的中链、短链脂肪酸有显著分解作用。成人唾液的分泌量一般为1~1.5L/d。（二）胃腺胃腺分为贲门腺、幽门腺、泌酸腺等。胃液呈酸性（pH0.9~1.5），为无色透明液体，含有胃酸、胃蛋白酶原、胃蛋白酶、黏液、内因子和Na+、K+等无机物。由于胃壁的蠕动，使食物与胃液充分混合成为食糜。1、胃酸胃酸是胃液的主要成分，由胃黏膜的壁细胞分泌，其主成分是盐酸，具有多种生理功能：（1）激活胃蛋白酶原：空腹时，胃酸很少，进食后胃酸分泌增加，激活胃蛋白酶原成为有活性的胃蛋白酶。（2）抑制和杀灭随同食物进入胃里的病菌。（3）维持胃液酸性环境，一方面促进蛋白质变性，使蛋白质易于消化，另一方面利于钙、铁等矿物质的吸收。（4）胃酸进入小肠后引起促胰液素释放，刺激胰液、小肠液和胆汁的分泌，促进消化。成人胃液的分泌量为1.5~2.5L/d。胃酸分泌过多过少都会使人产生不适。2、胃蛋白酶胃蛋白酶原经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，能将食物中的蛋白质分解成小分子的胨、肽和少量氨基酸，其最适pH为2。胃黏膜主细胞分泌的是没有活性的胃蛋白酶原，必须在胃酸的作用下才能变成有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶随食物进入小肠后，当pH升至6.0时迅速失活。3、黏液由胃黏膜表皮的上皮细胞和胃腺中的黏液细胞分泌，覆盖在胃黏膜表面，形成大约500μm的凝胶层，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：胃黏膜表面常常覆盖一层黏液，黏液的弱碱性可中和盐酸，降低胃蛋白酶活性，从而保护胃黏膜免受酸和酶的伤害。②润滑作用：可减少食物对胃壁的机械性损伤，对胃有保护作用。4、内因子由胃黏膜的壁细胞分泌的Mr为50000~60000的糖蛋白，可以和食物中维生素B12结合成复合物，不仅保护维生素B12在回肠中不被消化酶分解，而且还可促进回肠上皮细胞吸收维生素B12入血，供红细胞生成所需。胃黏膜萎缩或胃癌患者胃液中内因子缺乏或内因子分泌障碍都会导致维生素B12吸收障碍，导致恶性贫血。（三）胰腺胰腺是位于小肠十二指肠处的小叶状腺体，是人体第二大消化腺。食糜进入十二指肠后，因带酸性，刺激胰腺分泌胰液，肝胆分泌胆汁，小肠粘膜分泌小肠液。胰液为无色碱性液体（pH7.8~8.4），含有碳酸氢钠、多种酶（如胰脂肪酶、胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶等）、胰岛素、以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。

（1）胰液中的胰淀粉酶能将食物中的淀粉分解成麦芽糖，并在麦芽糖酶的作用下进一步分解成葡萄糖；（2）胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和羧肽酶，能将蛋白质消化成蛋白胨、肽和氨基酸；（3）胰脂肪酶将脂肪消化分解成为脂肪酸和甘油。（4）胰液中含有较多的碳酸氢钠，可以中和由胃部进入十二指肠的食糜中的酸性成分，为小肠中的消化酶提供适宜的弱碱性环境。

由胰腺β-细胞分泌的胰岛素和胰腺α-细胞分泌的胰高血糖素、肾上腺分泌的肾上腺素三大激素协调作用，维持人体血糖在正常水平。成人胰液的分泌量为1~1L/d。（四）肝脏肝脏是人体最大的腺体（成人肝脏大约重1500克），肝的主要功能是分泌胆汁，胆汁沿着胆道系统流出，贮存在胆囊中。成人胆汁的分泌量约为0.8~1L/d。肝脏直接分泌的胆汁呈金黄色弱碱性液体（pH7.4左右），贮存在胆囊内的胆汁呈棕黄色弱酸性液体（pH6.8左右）含有胆汁酸盐、胆色素、脂肪、磷脂、胆固醇、黏蛋白、水以及Na+、K+、Ca2+、HCO3-等成分。胆汁：肝细胞和胆道细胞分泌成分：水无机：Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、

HCO3-、CI-

有机：胆盐、胆固醇、胆色素、磷脂、脂肪酸、粘液、细胞蛋白等。

进食后胆囊收缩，胆汁经胆总管排入十二指肠，胆汁虽然不含消化酶，但胆汁中的胆汁酸盐可激活胰脂肪酶；胆盐、胆固醇和磷酸可乳化脂肪，使脂肪乳化成细小微粒并增加其水溶性，促进脂肪的消化和吸收。此外，胆汁也有助于脂溶性维生素的吸收。功能：①胆盐可激活胰脂肪酶②胆盐、胆固醇、卵磷脂作为乳化剂③胆盐与脂肪分解产物结合促进吸收④间接促进脂溶性维生素的吸收

胆汁中胆固醇和胆盐的含量对人体健康至关重要，正常情况下，二者比例适宜，胆固醇呈溶解状态；当胆固醇分泌过多或胆盐过少时，胆固醇结晶析出易形成胆结石。（五）小肠腺包括十二指肠腺和（小）肠腺。

1、十二指肠腺分布在十二指肠黏膜下面，分泌含有黏蛋白的粘稠性碱性液体，保护十二指肠的粘膜上皮不被胃酸侵蚀。

2、（小）肠腺分布在小肠粘膜内，其分泌的液体构成小肠液的主体，小肠液呈弱碱性（pH7.6~7.8），主要含有水、各种消化酶（羧基肽酶、氨基肽酶、二肽酶、乳糖酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、肠脂酶、磷脂酶）、碳酸氢盐等成分。小肠内的消化酶能与胰液中的消化酶及胆盐相配合，将食物中的多糖和双糖分解成单糖，将脂肪分解成甘油和脂肪酸，将蛋白胨、肽等分解成氨基酸，使食物得以彻底地消化。成人小肠液的分泌量为1~3L/d。（六）大肠大肠液是大肠黏膜上的肠腺分泌的碱性液体（pH为8.3~8.4），主要含有黏液、黏蛋白等，能保护肠粘膜，润滑粪便。大肠的主要功能：大肠液含酶很少，几乎没有消化作用，是吸收食物残渣中的水分和电解质并为消化后的食物残渣提供临时储存场所。此外，大肠中某些细菌可以利用肠内较简单的物质合成少量B族维生素和维生素K等。大肠内的细菌主要是将食物残渣中未被消化的蛋白质、碳水化合物和脂肪分解生成吲哚、甲基吲哚、硫化氢、乳酸、二氧化碳、醛、酮、沼气等有害成分，可溶性膳食纤维会加速这些有害成分的排泄，预防结肠癌。大肠内细菌活动蛋白质氨基酸肽、氨硫化氢、吲哚组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、酮难闻气味

可溶性膳食纤维可加速毒物排泄第二节营养素的消化与吸收一、营养素的消化（一）碳水化合物的消化

食物中的碳水化合物：以淀粉为主（主要来自谷类和薯类）、蔗糖、乳糖、纤维素等。淀粉的消化从口腔开始，口腔中含有唾液淀粉酶，能水解α-1,4糖苷键，将淀粉分解成麦芽糖、糊精等，因食物在口腔中停留时间短，淀粉不能完全被消化。食物到达胃后，唾液淀粉酶遇胃酸失活。淀粉的消化主要在小肠，胰液中的α-淀粉酶将淀粉分解生成麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽糖和糊精等，再由小肠黏膜上皮刷状缘中的α-糊精酶和α-葡萄糖苷酶（包括麦芽糖酶）分解成葡萄糖。此外，小肠黏膜细胞内还含有β-葡萄糖苷酶，可以水解蔗糖和乳糖。食物中的糖类在小肠内几乎全被分解成各种单糖。人体消化道内中无β-1,4糖苷键水解酶，故无法消化纤维素。1、口腔内消化：少量消化2、胃内消化：几乎不被消化3、小肠消化：主要在小肠内完成碳水化合物胰淀粉酶麦芽糖等小肠粘膜上各种酶单糖4、结肠内消化碳水化合物细菌作用、发酵氢气、甲烷、二氧化碳、短链脂肪酸短链脂肪酸氧化产能促进肠道有益菌生长（二）蛋白质的消化食物中蛋白质的消化从胃开始，胃蛋白酶将组成相对简单的单纯蛋白质水解为胨、肽和少量氨基酸，由于食物在胃内停留时间较短且胃蛋白酶的消化能力较弱，所以蛋白质在胃内的消化不彻底，主要在小肠内消化，在小肠胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、氨基肽酶、二肽酶等酶的催化下彻底水解为氨基酸。食物中的核蛋白、血红蛋白等结合蛋白质的消化较复杂，首先在消化道酶的作用下，将核酸等辅助因子与蛋白质分开，蛋白质按照上述过程逐步水解成氨基酸，辅助因子则在相应酶的催化下进行分解。1、胃内消化在胃蛋白酶作用下部分消化胃蛋白酶对酪蛋白有凝乳作用，可延长停留时间，有利于消化。2、小肠内消化（主要）蛋白质蛋白酶多肽二肽肽酶氨基酸（三）脂类的消化食物中的脂肪以中性脂肪（也称甘油三酯）为主，此外还有少量磷脂、胆固醇和胆固醇酯等，后者的理化特性及代谢特性与中性脂肪很相似。婴儿对脂肪的消化从口腔开始，因为婴儿口腔中含有脂肪酶，能较好地分解奶中的短链和中链脂肪酸，成人几乎没有这种消化能力。成人胃液中虽然含有脂肪酶但含量较少且由于胃液脂肪酶的最适为pH6.3~7.0，胃液的酸性环境（pH0.9~1.5）不适应，所以脂类在胃里几乎没有消化作用，脂肪的主要在小肠进行。食物脂类借助小肠蠕动、搅拌和胆汁的作用，形成细小的乳胶微粒，最后在胰脂肪酶、胆固醇酯酶、磷脂酶等催化下逐渐水解。甘油三酯磷脂乳化（胃内）亲水性油珠排入小肠磷脂胆固醇复合体结合胆汁酸微团胆汁乳化脂肪酶脂肪小滴游离脂肪酸和甘油肝脏分泌二、营养素的吸收

吸收（absorption）：是指经过消化的食物通过消化管粘膜进入血液循环的过程。包括物理过程和生理过程两个方面，物理过程有滤过、扩散、渗透等作用；生理过程主要是小肠壁上皮细胞膜的主动运输作用。各段消化道对营养素的吸收能力也不同：

口腔基本上无吸收功能，胃只能吸收少量的水和乙醇，结肠可吸收盐类和水分，小肠是人体最主要的吸收部位。小肠具有皱褶与大量绒毛及微绒毛，形成巨大的吸收面积（可达200m2），食物在小肠内停留约3~8h，从而有利于小肠的吸收。

糖类：几乎全部在十二指肠和空肠吸收；脂肪：主要在十二指肠下部和空肠上部；

氨基酸：在小肠上部，水和无机盐的吸收也在小肠。此外，大肠也吸收一部分水、盐类等剩余的营养物质。

（一）碳水化合物的吸收碳水化合物消化酶单糖小肠吸收入血肝脏全身各器官组织（二）蛋白质的吸收1．氨基酸和寡肽的吸收蛋白质氨基酸寡肽（2～3个氨基酸的小肽）２．整蛋白的吸收：较少

毒素、抗原吸收----致病因子蛋白质的代谢（一）分解与合成

分解：正常饮食——尿中排出氮12g

无氮膳食——尿中排出氮3g

合成：转录（RNA）翻译(mRNA)（二）氨基酸的分解代谢

1.氨基酸的一般代谢氨基酸一般代谢外源性AA内源性AA体内氨基酸代谢池合成蛋白质多肽生理活性物质（嘌呤、嘧啶、肾上腺素）+氨基酸分解代谢主要的：氨基酸脱氨基作用α-酮酸联合脱氨氧化脱氨转氨非必需氨基酸碳水化合物脂类氧化供能氨在肝脏合成尿素（解毒）2.个别氨基酸代谢（1）脱羧基作用谷氨酸γ-氨基丁酸（抑制神经递质）半胱氨酸牛磺酸（促进脑发育）组氨酸组胺（血管扩张剂）色氨酸5-羟色胺（抑制神经递质、收缩血管）

含硫氨基酸代谢

蛋氨酸半胱氨酸胱氨酸S-腺苷蛋氨酸S-甲基ATP生理活性物质甲基甲基转移酶芳香族氨基酸的代谢苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸

苯丙氨酸羟化酶酪氨酸转氨基苯丙酮酸苯乙酸衍生物苯丙酮尿症酪氨酸代谢腺苷蛋氨酸酪氨酸多巴羟化酶脱羧酶多巴胺肾上腺素再羟化去甲肾上腺素甲基

脑中N递质酪氨酸酶黑色素

色氨酸代谢色氨酸5-羟色胺犬尿酸吡咯酶尼克酸丙氨酸乙酰辅酶A支链氨基酸代谢生糖氨基酸在骨骼肌代谢生酮氨基酸刺激蛋白质合成生糖兼生酮外科手术作用缬氨酸亮氨酸异亮氨酸转氨基作用-NH3相应的α-

酮酸-CO2相应的脂肪酰CoA琥珀酸CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA氧化脱羧（三）脂肪的吸收消化吸收：膳食中的脂类主要为甘油三酯、磷脂和胆固醇。

乳化水解

甘油甘油三酯+