第一篇 临床营养总论
　　第一章 临床营养相关基础知识
　　第一节 食物的消化与吸收
　　一、概述
　　食物是人类赖以生存的物质基础，供给人体必需的各类营养素。人体需要的营养素主要包括蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质和维生素五大类，也有研究者将水列为第六类营养素。根据人体的需要量和体内含量的多少，又可将营养素分为宏量营养素（macronutrient）和微量营养素（micronutrient），宏量营养素包括碳水化合物、脂类和蛋白质；微量营养素包括维生素和矿物质。
　　食物的消化、吸收及粪便的形成、排出都在消化系统内进行。消化系统由消化道和消化腺组成。消化道是一条由口腔到肛门的迂曲长管，依其形态和功能的不同分为口腔、咽、食管、胃、小肠（十二指肠、空肠和回肠）、大肠（盲肠、阑尾、结肠、直肠和肛管）。消化腺分为两类：一类是位于消化道管壁外的大消化腺，如大唾液腺、肝和胰，通过导管开口于消化道；另一类是散布在消化道管壁上的小腺体，位于黏膜层或黏膜下层，数量甚多，直接开口于消化道腔内，如胃腺、肠腺、食管腺等。消化腺的主要功能是分泌含有消化酶的消化液。食物的消化吸收过程是一个复杂的生理活动过程，涉及消化道运动、消化液分泌、食物的理化变化和位置推移、营养物质吸收等活动（图1-1-1）。
　　二、食物的消化过程
　　消化（digestion）是指人体摄入的食物在消化道内分解成能被生物体吸收利用的小分子物质的过程。食物的消化方式有机械性消化（mechanical digestion）和化学性消化（chemical digestion）两种方式。机械性消化是指通过消化道骨骼肌和平滑肌的运动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，同时把食物不断向消化道远端推送的过程。化学性消化是指在消化腺所分泌的消化酶作用下，将食物中的大分子物质分解成可以被吸收的小分子物质的过程。这两种消化方式同时进行，整个消化过程密切配合，为机体的新陈代谢源源不断地提供养料和能量。食物的消化从口腔开始，依次通过消化道，在肛管结束。食物在人体内的消化过程主要为口腔内消化、胃内消化和小肠内消化。
　　（一）口腔内消化
　　口腔内消化主要以机械性消化为主。食物在口腔内只是短暂地停留，一般是15～20s。消化是通过牙齿的咀嚼（食物在口腔中被牙齿充分咀嚼后才能被很好地消化吸收），舌搅拌，加上腮腺、颌下腺、舌下腺及无数散布的小唾液腺分泌的唾液湿润食物来完成的，其主要目的是便于吞咽食物。食物在口腔中被充分咀嚼、磨碎，和唾液淀粉酶接触后引起较弱的化学性消化作用，最后混合形成食团经吞咽动作通过食管进入胃中。
　　图1-1-1 消化系统模式图
　　1.唾液及其作用唾液为无色无味近于中性（pH 6.6～7.1）的低渗液体。正常成年人每日唾液的分泌量为1.0～1.5L，唾液中除了99%是水分外，还有1%主要是黏蛋白、黏多糖、唾液淀粉酶、溶菌酶、免疫球蛋白等有机物，以及Na+、K+、Ca2+、Cl?等无机物 ，还有一定量的气体如氧气、氮气、二氧化碳等。某些进入人体内的重金属（如铅、汞）也可经唾液腺分泌而出现在唾液中。唾液淀粉酶可把食物中的淀粉初步转化为葡萄糖、麦芽糖、麦芽寡糖和糊精等，有利于进一步消化；唾液淀粉酶发挥作用的最适pH 是在中性范围内，到达胃内后还可继续短时间起作用，直至胃内容物pH变成4.5左右，其作用才终止；一般来说，食物咀嚼越充分，唾液分泌越多，在口腔中的消化也越完善。唾液中的溶菌酶和免疫球蛋白具有杀灭细菌和病毒作用，可以减少细菌繁殖，还可以清洁和保护口腔；唾液可以湿润口腔、溶解食物，利于味觉的产生；人体内的某些异物也可以随唾液排出，如铅、汞等重金属。
　　2.食物在口腔的消化口腔内唾液中含有的α-淀粉酶能水解少量淀粉，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽寡糖和糊精等。唾液腺分泌的脂肪酶可以水解部分食物脂肪，但这种消化能力很弱。唾液中不含有水解蛋白质的酶。
　　（二）胃内消化
　　成人的胃容量为1～2L，是消化道中最膨大的部分，具有暂时储存食物和初步消化食物的功能。进入胃内的食团在胃液的化学性消化和机械性消化下形成食糜（chyme），并少量多次地通过幽门进入十二指肠。
　　1.胃液及其作用正常成人每天胃液的分泌量为1.5～2.5L。胃液是一种pH为0.9～1.5的无色酸性液体。胃液成分中除水、盐酸、、Na+、K+等无机物以外，主要成分有蛋白酶原、内因子和黏液。胃底和胃体部的壁细胞分泌盐酸和内因子。盐酸能够激活胃蛋白酶原，使食物中的蛋白质变性，有利于蛋白质的水解，并且能杀灭随食物进入胃内的细菌；盐酸随食糜进入小肠后，可促进促胰液素、缩胆囊素的释放，进而引起胰液、胆汁和小肠液的分泌。内因子和进入胃内的维生素B12结合，保护和促进其吸收。胃蛋白酶原由主细胞分泌和合成，在盐酸作用下形成胃蛋白酶，胃蛋白酶水解食物中的蛋白质，使之分解为和胨、少量多肽及游离氨基酸。
　　2.食物在胃消化食物蛋白质的消化从胃开始，但在胃内停留时间较短，蛋白质在胃内的消化很不完全。胃内缺乏消化淀粉和脂肪的酶，因此消化淀粉和脂肪的能力也有限。
　　（三）小肠内消化
　　小肠是食物消化和吸收最重要的部分。小肠上连胃幽门、下接盲肠，分为十二指肠、空肠及回肠三部分，全长5～7m。食糜由胃进入十二指肠后便开始小肠内的消化。胰腺分泌的胰液、肝脏分泌的胆汁、小肠壁肠腺分泌的小肠液进入小肠腔内参与食物的消化。食糜受到胰液、胆汁、小肠液的化学性消化和小肠运动的机械性消化，大部分物质都在小肠消化吸收，剩下的食物残渣则进入大肠。小肠内液体及其作用如下所示。
　　（1）胰液：具有很强的消化作用，pH为7.8～8.4，为无色无臭的碱性液体，成人每日分泌量为1～2L，胰液中有机物主要是蛋白质，含量从0.1%～10%不等，主要是胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等水解酶。无机物主要是Na+、K+、Ca2+、和Cl，中和进入小肠的胃酸，保护肠黏膜，还为多种消化酶提供适宜的pH环境（pH 7～8）。
　　（2）胆汁：胆汁由肝细胞生成，进入十二指肠发挥消化作用。成人每日分泌0.8～1.0L胆汁。胆汁是一种有色、味苦、较稠的液体，除水分外，含有胆盐、卵磷脂、胆固醇和胆色素等有机物和Na+、K+、Ca2+、等无机物。肝胆汁呈金黄色，透明清亮，呈弱碱性（pH 7.4）。胆囊胆汁因被浓缩而颜色加深，为深棕色，因在胆囊中被吸收而呈弱酸性（pH 6.8）。胆汁是唯一不含消化酶的消化液，主要作用是促进脂肪的消化和吸收，并有促进脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K的吸收作用。
　　（3）小肠液：成人每日分泌1～3L小肠液，是消化液中分泌量最多的一种。小肠液中除了大量水分外，还有肠激酶、黏蛋白、分泌型免疫球蛋白A（sIgA）等有机成分，以及Na+、K+、Ca2+、Cl和等无机物。在小肠上皮细胞的刷状缘和上皮细胞内含有多种消化酶，分解寡肽为氨基酸的肽酶，将蔗糖、麦芽糖进一步分解成单糖的蔗糖酶和麦芽糖酶。
　　（四）大肠内消化
　　大肠肠腺分泌的大肠液富含黏液和，它们对物质的分解作用不大，人类的大肠没有重要的消化活动，主要作用在于保护肠黏膜和润滑粪便。
　　三、食物的消化与吸收
　　消化后的小分子物质及水、无机盐和维生素通过消化道黏膜进入血液和淋巴循环的过程称为吸收（absorption）。水、矿物质、维生素和单糖等小分子物质可被机体直接吸收。食物在口腔和食管内一般不被吸收，胃只吸收少量的水和乙醇，小肠是食物吸收的主要部位，碳水化合物、蛋白质和脂肪的消化产物大部分在十二指肠和空肠被吸收。回肠能主动吸收胆盐和维生素B12。食物中大部分营养在到达回肠时，通常已被吸收完毕，回肠是吸收功能的储备部分。大肠有一定的吸收功能，以后半段结肠为主，主要吸收水分和钠，也吸收少量钾、氯、尿素、葡萄糖、氨基酸和胆酸。在大肠内，大部分水、电解质被黏膜吸收，未被消化吸收的食物残渣经过细菌的发酵、腐败作用后形成粪便排出。
　　（一）碳水化合物的消化与吸收
　　碳水化合物的消化与吸收分为两个主要形式，小肠消化和结肠发酵。消化与吸收主要在小肠中完成，单糖可直接在小肠吸收，双糖经酶水解后再吸收，一部分寡糖和多糖水解成葡萄糖后吸收。在小肠不能消化的部分，到结肠经细菌发酵后再吸收。
　　消化过程首先从口腔开始，食物进入口腔后，唾液中的α-淀粉酶可部分分解碳水化合物，使淀粉分解，产生少量的糊精、麦芽糖及葡萄糖等。由于食物在口腔内停留的时间很短暂，这种水解作用也很有限。胃液不含任何能水解碳水化合物的酶，其所含的胃酸只能水解少量碳水化合物，碳水化合物的消化主要是在小肠进行。胰腺分泌的胰淀粉酶是消化淀粉最主要的酶，它将淀粉分解成糊精和麦芽糖。当糊精及麦芽糖接触肠黏膜上皮细胞刷状缘时，立即分解为葡萄糖。肠黏膜除了含有麦芽糖酶之外，还含有蔗糖酶（可将蔗糖分解成葡萄糖和果糖）、乳糖酶（将乳糖分解为葡萄糖及半乳糖）。
　　在小肠不消化的碳水化合物到达结肠后，被结肠菌群分解，产生氢气、甲烷、二氧化碳和短链脂肪酸的一系列过程，称为发酵。发酵还可促进肠道一些特定菌群如双歧杆菌、乳酸杆菌等的生长繁殖，发酵产生的物质如短链脂肪酸很快被肠壁吸收并被机体代谢。
　　葡萄糖的吸收机制可分为三个途径：主动吸收、被动吸收及通过细胞间隙直接吸收，其中主动吸收是主要的吸收途径。单糖是碳水化合物在小肠中吸收的主要形式，主要吸收部位在十二指肠和上段空肠。肠腔内的单糖进入肠黏膜上皮细胞，再进入小肠壁的门静脉毛细血管，并汇合于门静脉而进入肝脏，最终由门静脉进入大循环，运送到全身各器官。
　　（二）蛋白质的消化与吸收
　　膳食中蛋白质的消化从胃开始。胃中的胃酸（主要为盐酸）先使蛋白质变性，破坏其空间结构以利于酶发挥作用，同时胃酸可激活胃蛋白酶原，活化的胃蛋白酶可将蛋白质及大分子多肽水解成小分子多肽和游离氨基酸。蛋白质消化吸收的主要场所在小肠，由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质在小肠中被分解为氨基酸和部分二肽、三肽，再被小肠黏膜细胞吸收。在小肠黏膜细胞内，在小肠黏膜刷状缘中寡肽酶的作用下，将寡肽最终水解为氨基酸。被吸收的这些氨基酸通过黏膜细胞进入肝门静脉而被转运到肝脏和其他组织或器官。现已证明，少数蛋白质大分子和多肽可被直接吸收。肠道中被消化吸收的蛋白质，除了来自食物外，还来自肠道脱落的黏膜细胞和消化液等，每天大约有70g。其中大部分可被消化和重吸收，未被吸收的由粪便排出体外，这种蛋白质中的氮称为内源性氮或粪代谢氮。
　　各种氨基酸都是通过主动转运方式吸收，主要在小肠上段，吸收速度很快，它在肠内容物中的含量不超过7%，吸收机制与单糖相似，是主动吸收，需要Na+的参与，未经分解的蛋白质一般不被吸收。氨基酸经三种主动运输系统通过小肠黏膜细胞。这三种主动运输系统分别转运中性、酸性和碱性氨基酸。具有相似结构的氨基酸在共同使用同一种转运系统时，由于相互之间竞争的结果，含量高的氨基酸相应地被吸收得多一些，从而保证了肠道能按食物中氨基酸的含量比例进行吸收。如果在膳食中过多地加入某一种氨基酸，这种竞争作用会造成同类型的其他氨基酸吸收减少。例如，亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸有共同的转运系统，若过多地向食物中添加亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸的吸收就会减少，造成食物蛋白质的营养价值下降。
　　（三）脂类的消化与吸收
　　食物进入口腔后，唾液腺分泌的脂肪酶可水解部分食物脂肪，但消化能力较弱，而婴儿口腔中的脂肪酶则可有效地分解乳中的短链脂肪酸和中链脂肪酸。成人胃液酸性强，但含脂肪酶甚少，脂肪在成人胃内几乎不能消化，主要消化场所是小肠。胃的蠕动促使食入的脂肪被磷脂乳化成分散在水相内的细小油珠而排入小肠腔内，然后与肝脏分泌的磷脂、胆固醇复合体结合成胆汁酸盐微团。胆汁使肠内容物的pH升高，同时胆汁本身也有表面活化剂的作用，胆汁的这两个作用对脂肪酶作用的发挥极为重要。食入的甘油三