《生理学》 > 第六章 消化和吸收

sbobet利记怎么样-足彩是不是赌博

消化管内的吸收是指食物的成分或其消化后的产物,通过上皮细胞进入血液和淋巴的过程。消化过程是吸收的重要前提。由于吸收为多细胞机体提供了营养,因而具有很大的生理意义。

消化管不同部位的吸收能力有吸收速度是不同的,这主要取决于各部分消化管的组织结构,以及食物在各部位被消化的程度和停留的时间。在口腔和食管内,食物实际上是不被吸收的。在胃内,食物的吸收也很少,胃可吸收酒精和少量水分。小肠是吸收的主要部位,一般认为,糖类、蛋白质和脂肪的消化产物大部分是在十二指肠和空肠吸收的,回肠有其独特的功能,即主动吸收胆盐和维生素B12(图6-24)。对于大部分营养成分,当它到达回肠时,通常已吸收完毕,因此回肠主要是吸收功能的贮备。小肠内容物进入大肠时已经不含多少可被吸收的物质了。大肠主要吸收水分和盐类,一般认为,结肠可吸收进入其内的80%的水和90%的Na+和CI-

各种主要营养物质在小肠的吸收部位

图6-24 各种主要营养物质在小肠的吸收部位

人的小肠长约4m,它的粘膜具有环形皱褶,并拥有大量的绒毛,绒毛是小肠粘膜的微小突出构造,其长度约0.5-1.5mm。每一条绒毛的外面是一层柱状上皮细胞。在显微镜下观察,可见柱状上皮细胞顶端有明显有纵纹,电了显微镜下的观察进一步表明,纵纹乃是柱状细胞顶端细胞膜的突出,被称为微绒毛。人的肠绒毛上,每一柱状上皮细胞的顶端约有1700条微绒毛。由于环状皱褶、绒毛和微绒毛的存在,最终使小肠的吸收面积比同样长短的简单圆筒的面积增加约600倍,达到200m2左右(图6-25)。小肠除了具有巨大的吸收面积外,食物在小肠内停留的时间较长(3-8h),以及食物在小肠内已被消化到适于吸收的小分子物质,这些都是小肠在吸收中发挥作用的有利条件。

增加小肠表面面积的三种机制

图 6-25 增加小肠表面面积的三种机制

人小肠的长度据Hirsch等报道,半径据Gray报道。由于Kerkring皱壁所致的表面面积的增

大是作用的估计。Verzar估计,在大鼠和鸽子,由于绒毛所致的面积之增大为8。

由于微绒毛所致的面积之增大的小鼠为14(Zetterqvixt的估计),

在大鼠为24(Palay 和Karlin的估计)。

小肠绒毛内部有毛细血管、毛细淋巴管、平滑肌纤维和神经纤维网等结构。动物在空腹时,绒毛不活动。进食则可引起绒毛产生节律性的伸缩和摆动。这些运动可加速绒毛内血液和淋巴的流动,有助于吸收。绒毛运动神经控制,刺激内脏神经可加强绒毛运动。绒毛运动还受小肠粘膜中释放的一种胃肠激素——绒毛收缩素(villkinin)的刺激。

营养物质和水可以两条途径进入血液或淋巴:一为跨细胞途径,即通过绒毛柱状上皮细胞的腔面膜进入细胞,再通过细胞底-侧面膜进入血液或淋巴;另一为旁细胞途径,即物质或水通过细胞间的紧密连接,进入细胞间隙,然后再转入血液或淋巴(图6-26)。营养物质通过膜的机制包括扩散、易化扩散、主动转运及胞饮等,其过程可参看第二章第一节。

小肠粘膜吸收水和小的溶质的两条途径

图6-26 小肠粘膜吸收水和小的溶质的两条途径

 

二、小肠内主要营养物质的吸收

在小肠中被吸收的物质不仅是由口腔摄入的物质,由各种消化腺分泌入消化管内的水分、无机盐和某些有机成分,大部分将在小肠中被重吸收。例如,人每日分泌入消化管内的各种消化液总量可达6-7L之多,每日还从口腔摄入1L多的水分,而每日由粪便中丢失的水分只有150ml左右。因此,重吸收回体内的液体量每日可过8L。这样大量的水分如果不被重吸收,势必严重影响内环境的相对稳定而危及生命,急性呕吐和腹泻时,在短时间内损失大量液体的严重性就在于此。

在正常情况下,小肠每天还吸收几百克糖,100g或更多的脂肪,50-100g氨基酸,50-100g离子等。实际上,小肠吸收的能力远远超过这个数字,因此,小肠的吸收具有巨大的贮备力。

(一)水分的吸收

前已述,人每日由胃肠吸收回体内的液体量约有8L之多。水分的吸收都是被动的,各种溶持,特别是NaCI的主动吸收所产生的渗透压梯度是水分吸收的主要动力。细胞膜和细胞间的紧密连接对水的通透性都很大,因此,驱使水吸收的渗透压一般只有3-5mOs/L。

在十二指肠和空肠上部,水分由肠腔进入血液的量和水分由血液进入肠腔的量都很大,因此肠腔内液体的量减少得并不多。在回肠,离开肠腔的液体比进入的多,从而使肠内容大为减少。

(二)无机盐的吸收

一般说,单价碱性盐类如钠、钾、铵盐的吸收很快,多价碱性盐类则吸收很慢。凡能与钙结合而形成沉淀的盐,如硫酸盐、磷酸盐、草酸盐等,则不能被吸收。

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(图6-27)。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

小肠粘膜对钠和水的吸收

图6-27 小肠粘膜对钠和水的吸收

2.铁的吸收 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。

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,并和细胞内丰硕睥去铁铁蛋白结合,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。

3.钙的吸收 食物中的钙仅有一小部分被吸收,大部分随粪便排出。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DC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。

4.负离子的吸收 在小肠内吸收的负离子主要是CI-t HCO3。由钠泵产生的电位差可促进肠腔负离子向细胞内移动。但也有证据认为,负离子也可以独立地移动。

(三)糖的吸收

糖类只有分解为单糖时才能被小肠上皮细胞所吸收。各种单糖的吸收速率有很大差别,已糖的吸收很快,而戊糖则很慢。在已糖中,又以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快,果糖次之,甘露糖最慢。

单糖的吸收是消耗能量的主动过程,它可逆着浓度差进行,能量来自钠泵,属于继发性主动转运(参见第二章)。在肠粘膜上皮细胞的纹状缘上存在着一种转运体蛋白,它能选择性地把葡萄糖和半乳糖从纹状的肠腔面运入细胞内,然后再扩散入血。各种单糖与转运体蛋白的亲和力不同,从而导致吸收的速率也不同。

转运体蛋白在转运单糖的同时,需要钠的存在。一般认为,一个转运体蛋白可与两个Na+和一个葡萄糖分子结合。由此可见,钠对单糖的主动转运是必需的。用抑制钠泵的哇巴因,或用能与Na+竞争转运体蛋白的K+,均能抑制糖的主动转运。

(四)蛋白质的吸收

无论是食入的蛋白质(100g/d)或内源性蛋白质(25-35g/d),经消化分解为氨基酸后,几乎全部被小肠吸收。经煮过的蛋白质因变性而易于消化,在十二指肠和近端空肠就被迅速吸收,未经煮过的蛋白质和内源性蛋白质较难消化,需进入回肠后才基本被吸收。

氨基酸的吸收是主动性的。目前在小肠壁上已确定出3种主要的转运氨基酸的特殊运载系统,它们分别转动中性、酸性或碱性氨基酸。一般来讲,中性氨基酸的转运比酸性或碱性氨基酸速度快。与单糖的吸收相似,氨基酸的吸收也是通过与钠吸收耦联的,钠泵的活动被阻断后,氨基酸的转运便不能进行。氨基酸吸收的路径几乎完全是经血液的,当小肠吸收蛋白质后,门静脉血液中的氨基酸含量即行增加。

曾经认为,蛋白质只有水解成氨在酸后才能被吸收。但近年来的实验指出,小肠的纹状缘上还存在有二肽和三肽的转运系统,因此,许多二肽和三肽也可完整地被小肠上皮细胞吸收,而且肽的转运系统吸收效率可能比氨基酸更高。进入细胞内的二肽和三肽,可被细胞内的二肽酶和三肽酶进一步分解为氨基酸,再进入血液循环。

完整的蛋白质是还可被人的小肠上皮细胞吸收?许多实验证明,小量的食物蛋白可完整地进入血液,由于吸收的量很少,从营养的角度来看是无意义的;相反,它们常可作为抗原而引起过敏反应或中毒反应,对人体不利。

(五)脂肪的吸收

在小肠内,脂类的消化产物脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等很快与胆汁中的胆盐形成混合微胶粒。由于胆盐有亲水性,它能携带脂肪消化产物通过覆盖在小肠绒毛表面的非流动水层到达微绒毛上。在这里,甘油一酯、脂肪酸和胆固醇等又逐渐地从混合胶粒中释出,它们透过微绒毛的脂蛋白膜而进入粘膜细胞(胆盐被遗留于肠腔内)。

长链脂肪酸及甘油酯被吸收后,在肠上皮细胞的内质网中大部分重新合成为甘油三酯,并与细胞中生成的载脂蛋白合成乳糜微粒(chylomicron)。乳糜微粒一旦形成即进入高尔基复合体中,乳糜微粒被包裹在一个囊泡内。囊泡移行到细胞底-侧膜时,便与细胞膜融合,释出乳糜微粒进入细胞间隙,再扩散入淋巴。(图6-28)

脂肪在小肠内消化和吸收的主要方式

图6-28 脂肪在小肠内消化和吸收的主要方式

中、短链甘油三酯水解产生的脂肪酸和甘油一酯,在小肠上皮细胞中不再变化,它们是水溶性的,可以直接进入门脉而不入淋巴。由于膳食的动、植物油中含有15个以上碳原子的长链脂肪酸很多,所以脂肪的吸收途径乃以淋巴为主。

(六)胆固醇的吸收

进入肠道的胆固醇主要有两下来源: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、β-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。

参考资料

1.徐丰彦,张镜如主编.人体生理学.北京:人民卫生出版社,1989

2.王志均.梅懋华,朱文玉.胃肠激素.北京:科学出版社,1985

3.梅懋华主编,消化道生理学与临床.北京:人民卫生出版社,1990

4.周吕主编.胃肠生理学:基础与临床.北京:科学出版社,1991

5.Johnson LR.GastrointestinalPhysiology 4th ed,CV Mosby Co,St Louis,1991

6.Davenport HW.Physiology ofthedigestive tract 5th ed,Year Book MedicalPublishers,inc,chicago,1982

7.wood jd ed,handbook ofphysiology,section 6:the gastrointestinal system,american physiologysociety,bethesda,1989

8.sell ah,wash jh.regulation ofgastric acid secretion.ann rev physiol 1979;41:35-53

9.sarna s.cause and effectrdlationship betweem motilin and migrating myoelectric complex,am j physiol1983;245:277-294

10.hootmed sr.willamsja.stmulus-secretion coupling in the pancreatic acinus. In physioloy of thegastrointestinal tract,lr johmson ed 2nd ed,raven press,new york,1987