第二章_食品的消化和吸收.ppt

第一节 消化系统概况 第二节 食品的消化 第三节 吸收,第二章食品的消化和吸收,第一节 消化系统概况,消化系统的基本功能是食物的消化和吸收，供机体所需的物质和能量，食物中的营养物质除维生素、水和无机盐可以被直接吸收利用外，蛋白质、脂肪和糖类等物质均不能被机体直接吸收利用，需在消化管内被分解为结构简单的小分子物质，才能被吸收利用。 食物在消化管内被分解成结构简单、可被吸收的小分子物质的过程就称为消化。这种小分子物质透过消化管粘膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程就是吸收。,在消化过程中包括机械性消化和化学性消化两种形式。 食物经过口腔的咀嚼，牙齿的磨碎，舌的搅拌、吞咽，胃肠肌肉的活动，将大块的食物变成碎小的，使消化液充分与食物混合，并推动食团或食糜下移，从口腔推移到肛门，这种消化过程叫机械性消化，或物理性消化。,化学性消化是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解而言。由消化腺所分泌的各种消化液，将复杂的各种营养物质分解为肠壁可以吸收的简单的化合物，如糖类分解为单糖，蛋白质分解为氨基酸，脂类分解为甘油及脂肪酸。然后这些分解后的营养物质被小肠（主要是空肠）吸收进入体内，进入血液和淋巴液。这种消化过程叫化学性消化。 机械性消化和化学性消化两功能同时进行，共同完成消化过程。,一、人体消化系统的组成,人体的消化系统,消化道,口腔,咽,食管,胃,小肠,大肠,肛门,消化腺,唾液腺,肝脏,胰腺,胃腺,肠腺,消化管是一条起自口腔延续为咽、食管、胃、小肠、大肠、终于肛门的很长的肌性管道，包括口腔、咽、食管、胃、小肠（十二指肠、空肠、回肠）和大肠（盲肠、结肠、直肠）等部。 消化腺有小消化腺和大消化腺两种。小消化腺散在于消化管各部的管壁内，大消化腺有三对唾液腺（腮腺、下颌下腺、舌下腺）、肝和胰，它们均借导管，将分泌物排入消化管内。,1、口腔 是整个消化道系统的起始部，由上下唇、咽峡、左右颊、硬腭和软腭、口腔底构成近封闭式空间。在口腔空间内有牙、舌，以及液腺的开口。 2、咽喉、食道 咽喉是上宽下窄的肌性管道，是食物进入食道和空气进入呼吸道的通路，长约12cm。 在咽喉下面相接的为食道，食道表层有许多粘液分泌腺，所分泌的粘液可以保护食道粘膜。,消化道涉及的器官,与食道直接相连接的消化道器官是胃。胃的形状以及位置不是固定的，它会随着胃的充盈程度、体型、紧张度等的不同而出现比较大的变化。胃体的大部分在机体的左侧肋部，小部分在腹部上边。如果把人的胃想象为一个具有高度适应性的反应容器的话，除了进料的管口贲门和出口幽门外，剩下的就是一个似乎是没有搅拌装置的容器壁了。就是这个所谓的胃壁，它具有十分重要的类似我们全部反应装置功用的作用。,3、胃,胃壁的结构由内向外分为四层，即粘膜层、粘膜下层、肌层及外膜。在胃粘膜层上有许多皱襞，这些皱襞通过胃体的扩张和收缩运动，可以起到很好的对“反应原料”进行搅拌的作用。在粘膜层上所出现的凹陷部分，是一些腺体，也称为胃腺。,小肠分为三部分，即与胃的幽门相连接的十二指肠以及空肠和回肠。全部小肠总长约 5m多，其中，十二指肠长约25cm，空肠长约2m，回肠长约3m。小肠呈盘曲状，主要位于腹腔下部。,4、小肠,十二指肠是小肠的起始端，构成一个马蹄形状，在其肠内壁有胆总管和胰管的乳头状开口。一般来讲，人体的空肠和回肠之间并没有多大的差别。所能够做出的比较，就是空肠比回肠的口径大些，其粘膜和粘膜下层向肠腔突出的环状皱襞多些。在小肠的内壁，所形成的环状皱襞表面，具有很多的细小突起，被称为肠绒毛。由于这种肠绒毛的存在，结果使得小肠粘膜的总表面积增加了很多。 整个小肠中，其粘膜层具有丰富的肠腺体存在。这些肠腺体可以分泌小肠液。,大肠直接与小肠的回肠末端相连接，共分为盲肠、结肠和直肠三个部分，全长大约为 1.5m。盲肠是大肠的起始部分，在其下内侧有一蚓状的突起，称为阑尾。阑尾开口于盲肠，下端为游离态。与盲肠相连接的是结肠的升结肠部分。结肠还包括有横结肠、降结肠和乙状结肠，其中，乙状结肠部分将直接与直肠相连结。直肠是一上部比较膨大而下部却比较细小的管道，在其接近肛门处的环状光滑面，就是所谓的痔环。,5、大肠,消化道平滑肌的生理特性： （1）兴奋性低、收缩较缓慢 （2）并且伸展性也较其他肌肉为强，最长时可为原来长度23倍。 （3）有一定紧张性。消化道胃肠各部位能保持一定形状和位置，肌肉各种收缩性均在紧张性基础上的。 （4）进行节律性运动。 （5）对温度、化学和机械牵张的刺激比较敏感。,二、消化道活动特点,一、碳水化合物的消化 二、脂类的消化 三、蛋白质的消化 四、维生素与矿物质的消化,第二节 食品的消化,碳水化合物要消化或单糖才吸收。消化的过程就是水解的过程。麦芽糖、乳糖、蔗糖、麦芽低聚糖都能消化. 消化从口腔开始，口腔里有唾液淀粉酶能水解-1,4糖苷键，但不能水解-1,6糖苷键。消化产物是糊精、麦芽低聚糖和麦芽糖。 胃里没有消化淀粉的酶。唾液淀粉酶的最适pH是6.66.8，在食糜没有被胃酸中和以前，能持续作用一段时间，使淀粉和低聚糖能再消化一部分。 小肠内有胰液的-淀粉酶，其作用和唾液淀粉酶相同，把直链淀粉消化成麦芽糖和麦芽三糖，支链淀粉消化成麦芽糖、麦芽三糖及由49个葡萄糖分子组成的而有16糖苷键的麦芽低聚糖。,一、碳水化合物的消化,肠粘膜上皮细胞中有吸收细胞。只有上述消化产物能够通过，与微绒毛膜上的酶反应。膜上的酶有四种： 14糖苷酶，把葡萄糖分子自上述产物一个个地切下来； 异麦芽糖酶，水解麦芽低聚糖的16糖苷键； 蔗糖酶，消化蔗糖； -半乳糖苷酶，消化乳糖。,肠粘膜上的适应特点,所以消化分两步进行： 肠腔内的消化，产物是双糖和麦芽低聚糖； 微绒毛膜上的消化，产物是单糖。 微绒毛双脂质层的四种酶嵌在双脂质层内，活性位伸在膜外。在其近处，还有全部嵌在膜内的运输单糖的蛋白质，这样，消化的最终产物立刻可以被运输蛋白所结合。,大豆及豆制品中含一定数量的棉子糖(raffinose)和水苏糖(stachyaso )，分别为三碳糖和四碳糖。人体没有分解此类碳水化合物的酶，不能被消化吸收，滞留肠道经微生物作用发酵、产气。加工成豆腐时大多已除去。 膳食纤维，如-1，4糖苷键连接的多糖，不能被人体消化。如魔芋粉中魔芋甘露聚糖，食品中常用的琼脂、果胶、海藻胶等。,唾液中无消化脂类的酶，而胃液中虽有少量脂肪酶，但却无适宜的pH值，故脂类在胃中消化作用不大。而脂类的消化主要在小肠中进行。,二、脂类的消化,脂类的消化部位主要在小肠。 （1）胰腺分泌的胰脂肪酶、胰磷脂酶、胆固醇酯酶等催化脂类水解产物；肠腔内的pH值又适宜酶的催化作用； （2）分泌至肠的胆汁中所含的胆汁酸盐有乳化脂肪的作用，以利于酶发挥作用；还有辅脂酶能与胆汁酸盐及胰脂酶结合并促进胰脂酶吸附在微团的水油界面上，因而能增加胰脂酶的活性，促进甘油三酯的水解。 胰脂酶能特异地催化甘油三酯的1及3位酯键水解，因此，甘油三酯在胰脂酶的催化下逐步水解，其消化产物主要是脂肪酸和甘油一酯。胆固醇酯及磷脂亦可经酶促水解成胆固醇、脂肪酸、溶血磷脂等产物。,人体不能直接用食物蛋白来更新和修补组织，必须先经过消化、消除蛋白质的种属特异性，将复杂的大分子蛋白质转变为简单的小分子氨基酸，以便吸收后再重新合成人体自身特有的蛋白质。异体蛋白是不能直接进入人体的，否则会引起过敏反应。蛋白质的消化是在胃肠道内经多种水解酶类的协同催化来完成的。,三、蛋白质的消化,胃粘膜主细胞所分泌的胃蛋白酶原，必须经过胃液中盐酸的激活，或胃蛋白酶的自我激活作用才能转变成具有催化活性的胃蛋白酶。 胃蛋白酶的最适pH为1.52.5 。主要水解由芳香族氨基酸的羧基形成的肽键，产物为蛋白、蛋白胨和多肽等。这个消化是不完全的, 以后便进入小肠。,（一） 胃内消化,小肠是蛋白质消化的主要场所。在小肠内，由胰腺和肠粘膜细胞分泌的多种蛋白水解酶和肽酶作用下完成的。 1. 胰腺中的蛋白酶 (1) 内肽酶：包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶。这些酶由胰腺细胞分泌时，都是无活性的酶原。进入十二指肠才被激活。由于它们催化肽链内部的肽键，故称内肽酶。,（二） 小肠内消化,(2) 外肽酶：它们水解蛋白质或多肽链的末端肽键，包括羧肽酶A及B两种。羧肽酶A主要水解由中性氨基酸组成的C末端肽键，而羧肽酶B主要水解由碱性氨基酸组成的羧基末端。,2. 肠液中有关蛋白质水解酶 肠激酶：激活胰蛋白酶原转变为胰蛋白酶。胰蛋白酶的自身激活作用较弱，但它能迅速将胰液中其它几种酶原激活。 氨基肽酶从N末端、羧基肽酶从C末端开始逐步水解肽键。内肽酶从肽链内部水解肽键，最后生成二肽，由二肽酶水解为氨基酸。,维生素与矿物质的消化,人体消化道内没有分解维生素的酶。胃液的酸性、肠液的碱性等环境条件，其它食物成分，以及氧的存在都可能对不同维生素产生影响。某些脂溶性维生素，如VA消化过程中可能被分解破坏。摄入足量可作为抗氧化剂的VE能减少维生素在消化过程中的氧化分解。,维生素的消化,矿物质在食品中有些是呈离子状态下存在，即溶解状态，如钾钙钠离子。 有些结合在食品有机成分上，例如乳酪蛋白中的钙结合在磷酸根上；铁多存在血红蛋白之中；许多微量元素存在酶中。人体肠胃道中没有能够将矿物质从有机成分中释放出来，其可利用程度则与食品性质和其成分相互作用有关。,矿物质的消化,一、吸收概述 二、糖类消化产物的吸收 三、脂类消化产物的吸收 四、蛋白质消化产物的吸收 五、维生素的吸收 六、水与矿物质的吸收,第三节 吸收,食物的消化过程为吸收作好了准备。消化道不同部位的吸收能力差异很大，这主要与消化道各部位的组织结构，以及食物在各部位被消化的程度和停留时间的长短有关。 （1）口腔和食道基本上没有吸收功能，但有些药物，如硝酸甘油含在舌下可被口腔粘膜吸收。 （2）胃仅能吸收酒精、少量水分和某些药物（如阿司匹林）等。 （3）大肠主要吸收水分和无机盐 。 （4）小肠是营养物质吸收的主要部位。 一般认为，蛋白质、脂肪和糖类的消化产物大部分在十二指肠和空肠吸收，而胆盐和维生素B12则在回肠吸收。食物经过小肠后，吸收已基本完成 。,一、吸收概述,它的吸收面积巨大。经过粘膜上的许多环形皱褶、皱褶上的许多绒毛、绒毛表面柱状上皮细胞上微绒毛的几级放大，使大约4米长的小肠的吸收面积增大约600倍，达到200m2左右;比人的体表面积大约110倍 ； 绒毛内平滑肌、神经、毛细血管和毛细淋巴管十分丰富，平滑肌运动可使绒毛作有节律的舒缩动作，促进食糜与粘膜的接触，并能加速绒毛内血液和淋巴的流动，从而有利于吸收 ； 食物在小肠内停留时间长，约38h，使它有充分的时间被消化和吸收； 小肠内食物巳被充分消化成可吸收的小分子物质。 除吸收营养物质外，小肠每日分泌多达67升的各种消化液的水量，绝大部分也在小肠内被重新吸收。,小肠是营养物质吸收的主要部位,食物中的淀粉和糖原需要消化成单糖后，才被吸收。在小肠中吸收的主要单糖是葡萄糖，而半乳糖和果糖较少。 单糖是通过载体系统的主动转运过程而被吸收的。在转运过程中需要钠泵提供能量。当钠泵被阻断后，单糖的转运即不能进行。糖被吸收后，主要通过毛细血管进入血液，而进入淋巴的很少。,二、糖类消化产物的吸收,脂类的吸收主要在十二指肠下段和空肠上部。甘油及中短链脂肪酸无需混合微团协助，直接吸收入小肠粘膜细胞后，进而通过门静脉进入血液。 长链脂肪酸及其它脂类消化产物随微团吸收入小肠粘膜细胞。长链脂肪酸在脂酰CoA合成酶催化下，生成脂酰CoA，此反应消耗ATP。脂酰CoA可在转酰基酶作用下，将甘油一酯、溶血磷脂和胆固醇酯化生成相应的甘油三酯、磷脂和胆固醇酯。,三、脂类消化产物的吸收,体内具有多种转酰基酶，它们识别不同长度的脂肪酸催化特定酯化反应。这些反应可看成脂类的改造过程，在小肠粘膜细胞中，生成的甘油三酯、磷脂、胆固醇酯及少量胆固醇，与细胞内合成的载脂蛋白构成乳糜微粒，通过淋巴最终进入血液，被其它细胞所利用。可见，食物中的脂类的吸收与糖的吸收不同，大部分脂类通过淋巴直接进入体循环，而不通过肝脏。因此食物中脂类主要被肝外组织利用，肝脏利用外源的脂类是很少的。,中链、短链脂肪酸构成的甘油三酯乳化后即可吸收肠粘膜细胞内水解为脂肪酸及甘油门静脉入血。 长链脂肪酸构成的甘油三酯在肠道分解为长链脂肪酸和甘油一酯，再吸收肠粘膜细胞内再合成甘油三酯，与载脂蛋白、胆固醇等结合成乳糜微粒淋巴入血。所以，脂肪的吸收有淋巴途径和血液途径两种，但以前者为主。,脂类的吸收含两种情况：,进入肠道的胆固醇主要有两来源：一是食物中来的，一是肝分泌的胆汁中来的。由胆汁来的胆固醇是游离的，而食物中的胆固醇部分是酯化的。酯化的胆固醇必须在肠腔中经消化液中的胆固醇酯酶的作用，水解为游离胆固醇后才能被吸收。游离的胆固醇通过形成混合微胶粒，在小肠上部被吸收。被吸收的胆固醇大部分在小肠粘膜中又重新酯化，生成胆固醇酯，最后与载脂蛋白一起组成乳糜微粒经由淋巴系统进入血循环。,胆固醇的吸收,胆固醇的吸收受很多因素的影响。 食物中胆固醇含量越高，其吸收也越多，但两者不呈直线关系。食物中的脂肪和脂肪酸有提高胆固醇吸收的作用，而各种植物固醇（如豆固醇、-谷固醇）则抑制其吸收。胆盐可与胆固醇形成混合微胶粒而助于胆固醇的吸收，食物中不能被利用的纤维素、果胶、琼脂等容易和胆盐结合形成复合物，妨碍微胶粒的形成，从而能降低胆固醇的吸收；最后，抑制肠粘膜由细胞载脂蛋白合成的物质，可因妨碍乳糜微粒的形成，减少胆固醇的吸收。,蛋白质消化的终产物氨基酸和小肽在小肠粘膜被吸收。吸收进入粘膜细胞后，小肽可被粘膜细胞中的肽酶再水解成游离氨基酸，然后进入血循环。吸收机制：肠粘膜对氨基酸的吸收与其浆膜面的钠泵有关，粘膜面和浆膜面均有氨基酸载体，现已证实的氨基酸转运载体有3种，氨基酸的吸收均为需ATP的主动转运。,四、蛋白质消化产物的吸收,能进入肠粘膜细胞的不仅是氨基酸，还有数量更多的寡肽。一般认为四肽以上的蛋白质水解物不能直接进入肠粘膜细胞，当它们接触刷状缘时先被水解成二肽或三肽，吸收后在细胞液中最终水解成氨基酸。其中含有Pro和HO-Pro的二肽，则只能在胞液中才能被水解，甚至还有少部分（约10）以二肽形式直接进入血液。 肠粘膜细胞对氨基酸和寡肽的吸收为主动吸收，它们透过细胞膜的过程是个耗能需钠的生理过程。细胞壁上转运氨基酸或寡肽的载体蛋白与它们及钠离子形成三联体，将它们转运入细胞膜之内。之后Na+借助钠泵主动排出细胞膜外，使胞液的Na+离子浓度不致于升高，利于氨基酸或寡肽的不停吸收转运。,食物中长期缺乏蛋白质、维生素B、E及胆碱，可引起脂肪肝、肝细胞坏死乃至肝硬化；长期慢性的蛋白质摄入不足，小肠黏膜不同程度地萎缩，妨碍钙的吸收而致佝偻病，并常继发肠道细菌和寄生虫感染。 胆汁等消化液的每日生成量也与蛋白质的摄入量有关，高蛋白饮食可生成较多的胆汁。,蛋白质缺乏的危害,水溶性维生素 一般简单扩散方式被充分吸收，特别是相对分子质量小的维生素更易吸收。 脂溶性维生素因溶于脂类物质，它们的吸收与脂类相似。脂肪可促进脂溶性维生素吸收。脂溶性维生素的吸收也可能是简单的扩散方式。吸收维生素 K、D和胡萝卜素（维生素A的前身）需有胆盐存在。,五、维生素的吸收,人每日由胃肠吸收回体内的液体量约有510L之多。水分的吸收都是被动的，特别是NaCl的主动吸收所产生的渗透压梯度是水分吸收的主要动力。 水分主要由小肠吸收，大肠可吸收通过小肠后余下的水分，而在胃中吸收很少。小肠吸收水分主要靠渗透作用。当小肠吸收其内容物的任何溶质时，都会使小肠上皮细胞内的渗透压增高，因而水分随之渗入上皮细胞。,六、水与矿物质的吸收,1钠的吸收 成人每日摄入约250-300mmol的钠，消化腺大致分泌相同数量的钠，但从粪便中排出的钠不到4mmol，说明肠内容中95%-99%的钠都被吸收了。 由于细胞内的电位较粘膜面负40V，同时细胞内钠的浓度较周围液体为低，因此，钠可顺电化学梯度通过扩散作用进入细胞内。但细胞内的钠能通过低-侧膜进入血液，这是通过膜上钠泵的活动逆电化学进行的主动过程。钠泵是一种Na+-K+依赖性ATP酶，它可使ATP分解产生能量，以维持钠和钾逆浓度的转运。钠的泵出和钾的泵入是耦联的,无机盐的吸收,人每日吸收的铁约为1mg，仅为每日膳食中含铁量的1/10。铁的吸收与机体对铁的需要有关，当服用相同剂量的铁后，缺铁的患者可比正常人的铁吸收量大1-4倍。食物中的铁绝大部分是三价的高铁形式，但有机铁和高铁都不易被吸收，故须还原为亚铁后，方被吸收。亚铁吸收的速度比相同量的高铁要快2-5倍。维生素C能将高铁还原为亚铁而促进铁的吸收。铁在酸性环境中易溶解而便于被吸收，故胃液中的盐酸有促进铁吸收的作用，胃大部切除的病人，常常会伴以缺铁性贫血。,2铁的吸收,铁主要在小肠上部被吸收。肠粘膜吸收铁的能力决定于粘膜细胞内的含铁量。由肠腔吸收入粘膜细胞内的无机铁，大部分被氧化为三价铁，并和细胞内的去铁铁蛋白结合，形成铁蛋白，暂时贮存在细胞内，慢慢地向血液中释放。一小分部被吸收入粘膜细胞而尚未与去铁铁蛋白结合的亚铁，则可以主动吸收的方式转移到血浆中。当粘膜细胞刚刚吸收铁而尚未能转移至血浆中时，则暂时失去其由肠腔再吸收铁的能力。这样，存积在粘膜细胞内的铁量，就成为再吸收铁的抑制因素.,食物中的钙仅有一小部分被吸收。主要影响钙吸收的因素是维生素D和机体对钙的需要。维生素D有促进小肠对钙吸收的作用。儿童和乳母对钙的吸收增加。此外，钙盐只有在水溶液状态（如氯化钙、葡萄糖酸钙溶液），而且在不被肠腔中任何其他物质沉淀的情况下，才能被吸收。肠内容的酸度对钙的吸收有重要影响，在pH约为3时，钙呈离子化状态，吸收最好。肠内容中磷酸过多，会形成不溶解的磷酸钙，使钙不能被吸收。此外，脂肪食物对钙的吸收有促进作用，脂肪分解释放的脂肪酸，可与钙结合形成钙皂，后者可和胆汁酸结合，形成水溶性复合物而被吸收。 钙的吸收主要是通过主动转动完成的。肠粘膜细胞的微绒毛上有一种与钙有高度亲和性的钙结合蛋白，它参与钙的转运而促进钙的吸收.,3钙的吸收,1、消化道活动特点？ 2、三大营养素的消化与吸收过程？,思考题,