消化食物的吸收
人类是复杂的生物体,他们需要各种营养物质来维持身体的正常运作。为了满足这种需求,他们摄取食物。然而,他们所摄取的食物不能直接被细胞吸收。在吸收之前,这些复杂的食品分子必须通过消化过程分解成更简单的物质,然后吸收进入血液,以便输送到需要它们的组织。
什么是吸收?
吸收是指将更简单的消化后的营养分子从胃肠道 (GI) 吸收进入淋巴或血液的过程。吸收任务在胃肠道的特定区域进行。这些区域具有多种解剖学适应性,使它们能够有效地执行此功能。
消化系统不同部位的吸收
消化道或胃肠道分为五个主要区域——口腔、食道、胃、小肠和大肠。营养物质的吸收主要发生在小肠。然而,某些物质也在胃肠道的其他部位被吸收,例如口腔、胃和大肠。
口腔吸收——口腔主要参与咀嚼和将食物与唾液混合。然而,某些药物、酒精和简单的糖类会在口腔中被吸收。
胃吸收——胃是一个空心的肌肉器官,在盐酸和酶的作用下促进营养物质的分解。乙醇、阿司匹林等脂溶性化合物、非甾体抗炎药 (NSAIDs)、咖啡因和水(脱水时)在胃中吸收,某些维生素也在胃中吸收。
小肠吸收——小肠是消化道最长的部分,约 6 米长。它适应于非常有效地进行吸收。这些适应包括绒毛和微绒毛的存在、专门吸收细胞的存在以及大量的毛细血管和淋巴管网络。小肠根据其特征和功能分为三个部分:
十二指肠——这是最初的短段,接收来自胃的食糜以及来自肝脏和胰腺的分泌物。该区域主要执行食物消化而不是吸收。
空肠——这是小肠中间盘绕的部分,高度血管化。它是营养物质吸收的初始部位。
回肠——这是小肠的最后一段,也是最长的一段。大部分营养物质的吸收都发生在这个区域。
大肠——大肠是小肠的延续,但略宽一些。它的主要功能是吸收维生素 B12、维生素 K、水和其他离子。
不同营养物质的吸收
我们吃的食物可以分为不同的成分——宏量营养素和微量营养素。身体需要大量的是宏量营养素,而只需要少量的是微量营养素。
胃肠道的特化细胞和腺体分泌各种酶。这些酶对营养物质的作用总结在表 2 中。
宏量营养素 | 酶 | 最终产物 |
---|---|---|
碳水化合物 | 唾液淀粉酶、胰淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶。 | 单糖(如葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、乳糖和半乳糖) |
蛋白质 | 盐酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶。 | 氨基酸 |
脂肪 | 脂肪酶、胆盐 | 脂肪酸、甘油 |
核酸 | 核酸酶 | 含氮碱基、戊糖、磷酸离子 |
表:作用于不同宏量营养素的酶的总结。
人体消化食物吸收示意图
图片即将推出
水溶性物质如维生素、矿物质、单糖和氨基酸直接被毛细血管吸收进入血液。
脂溶性维生素(如 A、D、E)、甘油和脂肪酸首先被淋巴系统的乳糜管吸收,然后被血管吸收。脂溶性物质和脂质衍生物最初被球形、小、水溶性的分子吸收,称为胶束。
电解质如钙、钠、钾、磷酸盐、氯化物、碳酸氢盐和镁在十二指肠吸收。胆盐的吸收发生在回肠区域。
吸收机制
大分子的消化后产生的简单分子通过三种机制被消化道吸收——简单扩散、易化扩散和主动运输。除了酒精和阿司匹林等一些非营养物质外,胃粘膜没有吸收任何物质。约 90% 的营养物质被小肠吸收,10% 被大肠吸收。
简单扩散.
简单扩散涉及分子沿其浓度梯度移动,无需能量。膳食脂质等物质通过简单扩散被肠细胞吸收。
主动运输.
主动运输涉及分子利用能量逆浓度梯度移动。蛋白质和碳水化合物是通过主动运输吸收的物质。
易化扩散.
易化扩散涉及分子沿其浓度梯度移动,由其他离子、载体蛋白或通道介导。这种运输不需要能量。葡萄糖和氨基酸是一些通过这种方式吸收的物质。
被动运输.
简单扩散、易化扩散和渗透共同归类为被动运输。这些方式不需要化学能,并且涉及分子沿浓度梯度穿过细胞膜的移动。
同化作用.
从胃肠道吸收并到达血液循环的简单分子在全身循环,并被细胞吸收。能量是通过呼吸作用利用葡萄糖产生的。过量的葡萄糖暂时以肝糖原的形式储存在肝脏中。蛋白质分解代谢过程中产生的氨基酸会进行脱氨作用并释放尿素,一种含氮废物。
结论
吸收是发生在胃肠道中的过程。分解成较简单物质的复杂营养物质被吸收进入血管和淋巴管。单糖、甘油、氨基酸等简单物质从小肠移动,最终同化到细胞中,用于各种过程以维持细胞活动。
常见问题
问1. 为什么膳食纤维不会被人体胃肠道吸收?
答:人体胃肠道不分泌消化食物中膳食纤维所需的酶。分泌这些酶的细菌也不存在于胃肠道中。纤维素酶可以分解膳食纤维中的纤维素。
问2. 营养物质吸收不良会发生什么?
答:从胃肠道吸收营养物质的能力下降称为吸收不良。它会影响我们身体的运作,并导致营养缺乏。
问3. 列举影响小肠吸收的因素。
答:食物过敏、感染、缺乏运动和长期使用某些药物是影响小肠营养物质吸收的一些因素。
问4. 多余的脂质和甘油储存在身体的哪个部位?
答:多余的脂质和甘油储存在构成脂肪组织的脂肪细胞中。这种组织遍布全身——皮肤下方、器官内部、骨髓和肌肉之间。
问5. 如果我们没有摄入足够的膳食纤维会发生什么?
答:如果摄入的膳食纤维不足,会导致纤维缺乏。这进一步会导致便秘、心脏病、肠易激综合征和某些与胃肠道相关的癌症。