第四节 消化与消化异常

一、消化道的运动   

    从食品被送进入口腔中进行咀嚼开始，消化道的运动，将促使食糜沿着消化器官下行。全部的消化道运动，除口腔咀嚼外，还包括有吞咽，以及食道、胃、十二指肠、空肠、回肠和大肠的蠕动。  

    尽管有些人认为咀嚼是一种有意识的行为，但在这个过程中，至少还包括了一部分的随意运动。正带的咀嚼情况下，口腔中的食物大约会有5～15ml被推向咽部，同时引起吞咽反射，造成食管蠕动，从而使食物很快地推向胃部。

    胃中的食物，通过三种运动形式进行充分的混合。这三种运动形式为：蠕动、收缩和整个胃体大小的变化。混合后的食物以及分解产物，将会逐渐地继续下行，这也就是所谓的胃排空阶段。一般来讲，比较大块的食物必须先要经过胃的运动被粉碎后才能进一步地被推进，而液体和颗粒比较小的食物或是分解产物则可以比较快地通过幽门。同时，胃的排空速度与食糜体积也有比较大的关系，体积越大，速度越快；反之，体积缩小，速度也会减慢。但是，这种体积方面的关系，一般只适用于混合膳食。对于脂肪食品来讲，由于脂肪对胃的运动具有明显地抑制作用，所以，它在胃中比较难以消化，从而可以造成摄食脂肪食品过多的人持久的饱腹感。胃中食糜的渗透压、pH值，以及胃下接十二指肠的情况，也都对胃排空速度具有影响。   

    由胃下行的食糜，经过幽门进入十二指肠，继续在小肠部位消化和吸收，这是消化运动过程中很重要的一个阶段。此时对应的运动速度相对地很慢。在小肠粘膜层表面，肠绒毛具有快速改变形状的结构，这种很特殊的运动方式，是小肠主动消化和吸收食糜内容物的一种反应。

    进入小肠后的食糜内容物，有时候还可以重新地被推回到胃中，产生所谓的向前向后运动，也就是摆动。这种被重新“送回”的内容物中，一般都会含有胆汁成分，当发生呕吐时，就会感觉到胆汁成分特有的苦味。

    经过小肠消化和吸收后的食糜，继续下行进入盲肠，开始大肠部位的最后消化和，吸收。但是，这种最后的消化运动，实际上是一种“浓缩造粪”过程。虽然说仍有一些植物纤维素类食品成分在进入盲肠后可以通过细菌的作用发生一些分解，但总的来讲，并无多少意义。

    对于成人，进入大肠的食糜量每日约为300—500ml。这些食物残渣经过大肠的蠕动混合，以及由于水分的被吸收，最终被浓缩成结团块推向直肠，达到一定的量后就会引起排便。

二、消化道的分泌

    消化的本质，是一些化学的分解反应过程集合。在这些反应过程中，消化道器官本身就好像是反应的完整容器设备。但是，仅仅具有这些，是很难设想这些反应过程的进行或完成的。机体生化反应的重要特征，是具有一套完整的酶系。对于消化过程来讲，也就是要有各自对应的消化酶。消化道的分泌，即消化道的腺体分泌，最主要的作用，就是提供这些消化酶，以及润滑消化道的粘液。

    消化道系统中的腺体，除了独立存在外(唾液腺、肝、胰腺)，多存在于粘膜中。这些腺体每日提供很大量的消化液(见表2—7)。所有的消化液都被认为是一种混合物。

表2—7  机体每日的消化液分泌量

1、唾液

    唾液为无色透明的中性液体，其中主要含有α—淀粉酶、糖蛋白、钙、氯、碳酸氢根离子等成分。唾液成分随着摄食食物的不同，而有一些差别。当进食干食物时，唾液腺主要分泌含有大量淀粉酶的稀唾液；当进食强刺激物(如胡椒、辣椒、酸等)时，唾液腺的总分泌量将增高；而当进食湿润的食物或液体食物时，唾液腺的总分泌量将减少，糖蛋白成分将升高，唾液并因此成为粘液状。

    唾液中的α—淀粉酶，是唯一的消化酶成分。它可以分解淀粉，使之变成为糊精。这一步消化分解反应，具有重要的意义。

    唾液中所含有的无机离子成分，当在口腔中停留的时间比较长时，将会发生生成碳酸钙沉淀的反应。随着反应的进行，唾液将由中性变为弱碱性，所生成的钙盐沉淀将会对齿石的生长具有促进作用。同时，这种弱碱性环境，也可以缓冲细菌分解活动所产生的氢离子，使之不能对牙齿产生破坏作用。但是，这种缓冲作用是有限的，当口腔中卫生比较差，分解产物比较多时，这种弱碱性环境就会失去对牙齿的保护作用。

    唾液对胃肠功能也具有调节作用。因为唾液中的碳酸氢根离子和糖蛋白，可以中和胃酸，并且由于胃酸浓度的降低，还可以间接地调节胰腺和肝胆的活动。

    2、胃液  

    胃液的有效成分是由胃低腺分泌的。在胃底腺中，有三种细胞存在。其中，主细胞分泌胃蛋白酶原，这种无活性的前提物质，经过胃液中高浓度的盐酸激活即形成胃蛋白酶；壁细胞分泌盐酸；粘液细胞分泌粘液成分。胃腺中的贲门腺和幽门腺，则都不对胃液的有效成分有贡献，只是完全地分泌粘液。

    胃液为无色透明的酸性液体。其主要成分除了胃蛋白酶、盐酸和粘蛋白(粘液)外，还含有钾、钠等无机物。严重呕吐时，由于上述成分的丢失可以造成体液紊乱。胃液，中所含有的胃蛋白酶，是最重要的胃消化酶，它可以将食物蛋白质水解为肽。它的最适pH与胃液中的强酸性pH范围相同。胃液中的盐酸浓度约可达150mg·L^—1，相当于pH≈1。这种强酸性分泌液，在整个机体中，只有胃中才有。与一般的细胞外液(如血液)的pH7.4或机体组织的中性环境pH约为 7.0相比，这种浓度差值可以达到l0⁶倍。胃中的强酸性环境，除激活胃蛋白酶原外，至少还具有以下两个方面的作用：

    ①使天然食用中的蛋白变性，从而为胃蛋白酶发生作用创造前提；

    ②杀菌，从而预防生食品可能引起的胃肠道细菌性感染。

    胃液中还含有少量粘液。粘液具用润滑作用，并能保护粘膜层不受盐酸和酶的侵蚀。粘液可以中和胃酸，参与调节胃内的酸度。粘液还可以吸附食物小的维生素B和维生素C等，

 使其不被胃酸破坏。

    3、胰液

    胰液为碱性液体，主要成分为胰酶、胰岛素和碳酸氢根离子。胰液由独立的胰腺体分泌。这种分泌的进行，需要十二指肠释放的一种肠促胰液肽激素的刺激。当胃中的酸性食糜进入十二指肠时，十二指肠粘膜就会受到刺激释出激素，激素经由血液转运，从而对胰腺体产生作用。胰酶主要是指淀粉酶、脂酶和蛋白酶，它们分别消化食物中的淀粉、脂肪和蛋白质成分。其中，淀粉酶是直接地以活性形式存在的；脂酶虽然需要胆汁成分激活，但在进入到十二指肠时，已经具有了活性。

    胰液中，分解蛋白质的蛋白酶是以无活性的前提物胰蛋白酶原和糜蛋白酶原而分泌出来的(这样可以防止胰腺自身的被消化)。这两种前提物，只是在进入十二指肠后，由肠激酶从胰蛋白酶原上分解下来一段肽链后，才得以激活。生成的胰蛋白酶除了能将自身的前提物分解激活外，还可以将糜蛋白酶原分解激活。除了淀粉酶、脂酶和蛋白酶外，胰液中还含有肽酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、弹性蛋白酶等酶成分，但是，它们的含量大多比较少。在这些酶成分中，肽酶可以将肽水解成氨基酸，核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶可以从细胞核上分解出核蛋白，弹性蛋白酶可以作用于弹性结缔组织。

    胰液中的胰岛素，对血糖水平具有重要的意义。由胰腺β—细胞分泌的胰岛素与由胰腺α—细胞分泌的胰高血糖素和肾上腺分泌的肾上腺素，一起共同调节着血糖浓度值，使其维持在一定的范围内。

    胰液中所含有的碳酸氢根离子比较多，可以中和由胃部进入十二指肠的食糜中过多的酸性成分。这对于进一步地消化运动具有比较重要的意义。

    4、胆汁

    胆汁由肝细胞生成，经肝管流入胆囊，进行浓缩贮存。肝胆汁在生成初期，呈弱碱性，此时的胆汁为金黄色液体。经过贮存浓缩之后，胆汁的浓度将增加3～10倍，变成为弱酸性，成为棕黄色的粘稠液体。

    胆汁被排入十二指肠时，将与肠液进行混合，得到稀释，成为淡黄色，并且重又变成为弱碱性。胆汁中没有消化酶成分。胆汁的消化作用主要是依靠其胆盐成分而得以实现的。由于胆盐的作用，可以使脂肪乳化成为极细小的微粒，从而大大增加与胰脂酶的接触面积，十分有利于脂肪的消化过程。对脂肪的消化十分重要的胰脂酶本身也是由胆汁成分予以激活的。

    胆盐除可以激活胰脂酶和乳化脂肪外，还至少具有以下两种作用：

    ①通过与脂肪酸、脂溶性维生素A、维生素D、维生素K等结合，形成水溶性复合物，以促进这些成分的吸收；

    ②刺激肠道蠕动和抑制细菌生长。

    因此，当胆盐缺乏或胆道梗塞时，常常会引起脂肪消化和吸收障碍，同时也会伴随有脂溶性维生素缺乏症状和消化道系统不正常。

    5、肠液   

    肠液呈弱碱性，pH大约为7.6。肠液本身产生的消化酶，只有肠激酶。肠激酶的作用在胰液部分已有介绍，就是使胰蛋白酶原激活为胰蛋白酶。

    肠液中还含有许多并不是由肠液本身产生的消化酶。这些消化酶，包括有消化碳水化合物、脂肪和蛋白质的酶，大多数产生于脱落崩解的肠粘膜细胞。由于肠粘膜细胞的寿命只有 2d，所以一个人1d约有250g的肠粘膜细胞发生脱落。

三、消化过程

    将大分子的营养素成分转变为小分子化合物，一般都需要经过水溶或形成水溶物、初始消化酶解、深度消化酶解三个步骤。不同的消化对象，将会产生不同的消化形式。食物中的碳水化合物成分淀粉不溶于水，而只是发生浸胀。这种浸胀是淀粉或糊精的一种很常见的现象。碳水化合物淀粉的消化，需要相对应的淀粉酶进行分解，这种分解在进行到双糖形式时，将改由双糖酶继续进行到单糖分子方才结束。

    对于脂肪成分，很显然，它们是难溶于水的。脂肪的消化是在胆汁的作用下才得以实现的。最终生成的产物，将是甘油和脂肪酸成分，有时也会有甘油酯的存在。食品中的蛋白质成分，大多也是不溶解于水的。当烹调加工后，蛋白质发生变性，就会更加提高蛋白质成分的不溶解性。

    在某些特殊的饮食情况下，人们可能直接食用天然蛋白质，包括生牛肉丝、生肉片、生鱼片、生鸡蛋、鲜牛奶、鲜羊奶等等，此时往往会引起机体的相应免疫反应。这种反应，与接种疫苗或器官移植时的那些反应是类似的。

    蛋白质需要在多种蛋白酶和肽酶的作用下才能完成全部的消化，最终生成的产物应该是它的组成单位氨基酸。对于人类，并不是所有的食物成分都能够进行消化利用的，这也就是所谓的充盈物质。最有名的充盈物质就是纤维素和蜡。但是，需要指出的是，不能消化利用，并不意味着这些食物成分对机体毫无用处。

    具体的各种类食品成分的消化反应，将会在相应的章节里进一步地加以叙述。

四、消化异常

    经过小肠和大肠消化，吸收后，不能被消化的食物成分、肠内细菌、脱溶的肠粘膜细胞以及少量的消化酶，将作为粪便被排泄掉。摄食植物性食品大多产生比较多的软质粪便，摄食动物性食品则产生少量的硬质粪便。除去不消化的多糖粪，粪便的组成基本上由食物的组成所左右。

    (一)、粪便的组成

    表2—8是正常人的一般排泄量及成分。

表2—8  粪便的排泄量和一般成分

    摄取普通食物时，即水分为60％～75％、固体成分为20％～30％时，粪便的固体成分中约有30％为肠内细菌。蛋白质、淀粉、脂肪的消化吸收率将近92％～98％，消化后，被排泄出的量只是一小部分。一般情况下，全氮素的约50％是肠内细菌带来的，大约5％可以眼见的脂质也是肠内细菌的产物。

    (二)消化障碍      

    在消化系统的消化吸收机能或附属器官肝、胆道、胰腺的机能发生障碍时,如果摄取含有特殊成分的食物，将会由于消化功能的降低，从而呈现出消化不良的症状。一般，消化吸收不良在蛋白质的利用或脂肪的利用比较低时表现得比较敏感。

    l、牛奶不适症

    饮用牛奶后，表现出下痢、腹痛、腹胀等症状；具体的原因可能是下述的一种。

    (1)牛奶变态反应  牛奶蛋白质在不完全消化时被吸收在血液中移动。新生儿和幼儿容易出现这种问题。当用人工喂养新生儿和幼儿时，出现这种反应的比例为：0.５％～10％。

    (2)乳糖不适症  小肠粘膜的双糖类分解酶乳糖酶具有诱导酶的性质。当人们不能摄取乳糖时，容易产生二次活性降低，即先天性缺损症。乳糖不适症的发生几率与人种有关，有色人种比白色人种要高。但是，这个发生几率有时与乳制品摄取量的多少有关，因而常有不同的结论。在幼儿时期对乳糖不适者，成人以后对牛奶不适的发生几率要高于正常人。 

    2、蛋白质消化的障碍   

  　在食品中，有时含有对含蛋白质消化起障碍作用的成分。蛋白质消化酶抑制剂中，胰蛋白酶抑制剂(简写TI)是最常为人们所提到的。TI在大多数植物性食品中可以见到，但是，经过适当的热处理后，即可将其活性除掉。在被摄取的食物中，当TI含量较多时，肠内的蛋白质消化就将被抑制。同时，胰腺外分泌机能亢进，从而使大多数蛋白质最终被排泄掉。卵白的粘蛋白也具有类似的作用。

    (三)肠类发酵

    1、肠类细菌

    在胃中可以见到与食物一同侵入的细菌。小肠上部的食糜基本上近似于无菌状态。大多数细菌，可以在回肠以下部位看到。在结肠附近细菌数急剧增加，可以达到lg粪便内有 10⁹～l0¹⁰个细菌的数字。素食者比荤食者的总菌数要多。在食高碳水化合物食物时，乳酸菌容易繁殖，大肠内容物偏酸性，食高蛋白质食物时，容易发生蛋白质腐败现象，从而使大肠内容物偏向碱性。   

    肠内细菌对宿主的生理和营养影响是复杂的，针对不同的情况必须做不同的分析。

    2、腐败

    肠内发酵起因于腐败，腐败产生二氧化碳、甲烷、氢、氮、硫化氢气体，同时还生成有机酸和胺。由胆碱的脱水和芳香族胺酸的脱二氧化碳而生成的胺是有毒的。由色氨酸生成的吲哚和粪臭素(3—甲基吲朵)是粪便发臭的主要成分。由含氮化合物的腐败产生的氨被吸收在血液中运行，当肝功能异常时，就会由于血液中氨浓度的升高而出现中毒。

    小肠内容物滞留时，肠内细菌会异常增加，这时可观察到大球性贫血症和脂肪便症。