人類營養學基礎/吸收

3.3 吸收

大多數消化的食物分子，以及水和礦物質，都是透過小腸吸收的。小腸的粘膜包含許多褶皺，這些褶皺覆蓋著叫做絨毛的微小指狀突起。反過來，絨毛又覆蓋著叫做微絨毛的顯微鏡投影。這些結構創造了一個巨大的表面積，營養物質可以透過它被吸收。專門的細胞允許吸收的物質穿過粘膜進入血液，在那裡它們被血液帶到身體的其他部位進行儲存或進一步的化學變化。這個過程的一部分隨不同型別的營養物質而變化
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胃

在經過食道和食道括約肌後，食團進入胃。胃被稱為“食物的臨時儲存單元”（Wiley 2013）。在胃裡，食團與來自胃的分泌物混合，這些分泌物具有很高的酸性。混合後，食團變成食糜。食糜是未完全消化的食物和胃分泌物的混合物。胃裡確實會發生一些吸收，但是，主要的吸收發生在小腸裡。胃壁包含兩層肌肉，在胃的內層有胃小凹和胃腺，分泌胃液。胃液包含水、粘液、鹽酸和胃蛋白酶原。胃液是由一種叫做胃泌素的激素刺激和分泌的。胃泌素在食物進入胃後分泌，並由區域性神經的拉伸發出訊號（Wiley 2013）。胃蛋白酶原也由胃腺產生，是胃液的一部分，是一種殺死食物中存在的細菌的酶。胃蛋白酶原在胃酸的作用下被啟用形成胃蛋白酶，胃蛋白酶將蛋白質分解成更短的氨基酸鏈，從而幫助消化（Wiley 2013）。一旦食糜透過胃，它就會透過幽門括約肌進入小腸。食物在大約 4 到 5 個小時內才會完全從胃中排空。幽門括約肌有助於調節食物從胃中排空的速率。當一個人吃高脂肪餐時，食糜可能在胃中停留更長時間，因為某些激素的釋放會減緩胃腸道運動。其他可能減緩胃排空速度的因素包括運動、悲傷或恐懼（Wiley 2013）。（Postlethwaite）

十二指腸

胃裡的內容物移到小腸進行進一步的消化和吸收。小腸由多個部分組成，第一個是十二指腸，一個 c 形的空心內臟（Luijkx & Jones, 2005）。當胃裡的內容物第一次進入十二指腸時，它具有很高的酸性。為了中和酸性內容物，膽汁和胰腺分泌的鹼性汁液的組合進入十二指腸，為進一步消化做好準備。胃和十二指腸功能障礙非常普遍，會導致胃灼熱、消化不良和上腹痛。總的來說，礦物質、維生素和其他營養物質的吸收從小腸的第一部分開始（胃和十二指腸，2015）。

空腸

小腸的第二部分由空腸組成，大約長 3 到 6 英尺。Treitz韌帶標誌著空腸和迴腸之間的區別。絨毛覆蓋空腸內表面上的粘液膜，用於吸收。與十二指腸和迴腸相比，絨毛更長（Belsley, 2015）。在胃裡的內容物在十二指腸被分解後，它會移動到這裡，空腸的內壁會吸收營養物質。小腸的這一部分有許多環形褶皺，這增加了表面積，以便最大程度地吸收。空腸透過吸收身體可以利用的營養物質和水來幫助進一步消化胃裡的內容物。它是小腸近端五分之二的部分，呈羽毛狀，位於左上腹部（Jones, 2005）。

迴腸

小腸的最後部分由迴腸組成。在蠕動過程中，迴腸的肌肉壁混合並推動食物向大腸移動。迴腸內有絨毛，增加了吸收表面積。這裡吸收的營養物質被轉移到血流和肝臟。水、一些維生素和纖維仍然未被消化，並在大腸中進一步分解（迴腸的作用是什麼？，2006）。

結腸

結腸是大腸最長的部分，位於腹腔。它分為四個部分，分別是升結腸、橫結腸、降結腸和乙狀結腸。經過小腸後，水、纖維和一些維生素與粘液和細菌混合形成糞便。糞便將透過結腸，結腸內壁將吸收一些維生素、礦物質和水。糞便將繼續向下移動到結腸，直到到達乙狀結腸的壁，在那裡它們會收縮並導致糞便進入直腸（大腸，2015）。

結腸是消化過程的最後階段，食物中剩餘的物質在這裡被吸收。結腸吸收的主要物質是水，同時結腸也吸收鈉離子和氯離子（R. Bowen, 1998）。與小腸不同，結腸在吸收食物中的營養物質方面沒有起到很大作用，它更多地起著身體想要儲存和作為廢物排出之間的最終分隔作用（Sandle, 1998）。

結腸的結構組成如下

結腸是消化系統的重要組成部分，由以下幾個部分組成：盲腸 - 大腸的起始部分，用於儲存食物殘渣，等待進入結腸；升結腸 - 較細的管道，用於進一步消化食物殘渣；右結腸曲 - 結腸向右彎曲的部分；橫結腸 - 結腸中最大的部分，運動最活躍，形狀略微凹陷；降結腸 - 結腸向下延伸的部分，通向直腸；乙狀結腸（左結腸曲） - 結腸最終向左彎曲的部分；肛門 - 結腸的末端，用於排出糞便。所有這些結構均來自加拿大癌症協會。

結腸吸收不同物質的方式不同。對於鈉離子，它們透過結腸內部的空間（即腔）被主動鈉泵（位於上皮細胞膜上）跨過結腸內層（即上皮）運輸（R. Bowen, 1998）。

氯離子透過交換過程被吸收。結腸分泌碳酸氫根離子到腔內，這有助於氯離子透過上皮細胞被吸收（R. Bowen, 1998）。

最後，水透過人體在小腸中使用的常規滲透過程被吸收。然後，水直接從腔內擴散到血液中（R. Bowen, 1998）。一旦所有物質從消化後的食物中被吸收，所有廢物都會透過糞便排出。大多數糞便的成分為75%的水和25%的固體，其中大部分是細菌和未消化的有機物（R. Bowen, 1998）。

結腸的吸收過程是維持人體規律性的重要步驟。在這裡吸收的水和其他物質確保了攝入的任何東西都不會浪費。人體是一個高度複雜的系統，需要許多專門的輸入才能實現效率，而結腸的吸收過程確保了身體獲得所需的物質。

參考資料

結腸和直腸的解剖和生理學 - 加拿大癌症協會。 (n.d.). Retrieved July 27, 2015, from http://www.cancer.ca/en/cancer-information/cancer-type/colorectal/anatomy-and-physiology/?region=bc Bowen, R. (1998). 大腸中的吸收、分泌和糞便形成。 Retrieved July 27, 2015, from http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/largegut/absorb.html Bowen, R. (1995). 水和電解質的吸收。 Retrieved July 27, 2015, from http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/smallgut/absorb_water.html Sandle, G. (1998). 人體結腸的鹽和水吸收：現代評價。 Retrieved July 27, 2015, from http://gut.bmj.com/content/43/2/294.full

3.3.2 運輸

擴散

在營養學研究中，擴散這個詞通常用來討論微量營養素（如特定離子）的吸收及其跨膜淨變化，從高濃度區域到低濃度區域。由於這些粒子是隨機運動的（Philbert 2），擴散不需要能量或蛋白質參與，因為“擴散”透過膜的物質足夠小，可以穿過細胞的脂質雙層。胃腸道內的營養物質濃度很高，透過吸收和擴散進入血液，血液中這些營養物質的濃度較低，以便被人體利用。

協助擴散

在營養學研究中，協助擴散與正常擴散非常相似，因為它們都是分子和大型離子跨脂質雙層膜向下濃度梯度自然運動的。協助擴散與正常擴散一樣，不需要能量，是無活性的；然而，離子、分子太大，必須透過跨膜整合蛋白（Pratt 264）運輸。這些蛋白質“促進”大型離子、宏量營養素的運輸，因為它們被動地向下濃度梯度移動。

主動運輸

利用能量和蛋白質泵將物質進出質膜（Singer）。一個很好的例子是鈉鉀泵。主動運輸將分子逆電化學梯度移動，需要能量 (Karp, 2008)。主動運輸使用運輸蛋白，但利用 ATP 的形式的能量來逆梯度移動營養物質，從低濃度區域到高濃度區域。需要能量來克服擴散和滲透的影響。該機制從光吸收、ATP 水解或其他共同作用的機制中獲取能量，從而將粒子透過它們的濃度梯度移動 (Karp, 2008)。

Endocytosis and Exocytosis

當分子太大而無法使用被動或主動運輸穿過膜時，就會發生內吞作用和外排作用。膜向內摺疊形成空腔或囊，包圍和吞噬分子。然後，膜分解，內容物被釋放到另一側。內吞作用是指分子進入細胞膜，而外排作用是指分子退出細胞膜。

Karp, Gerald. (2008) 細胞和分子生物學 (第 5 版)。Hoboken, NJ: Wiley

3.3.3 迴圈系統

血液

當葡萄糖被吸收時，它會進入血液。血液中葡萄糖的濃度受肝臟和胰腺分泌的激素調節。它由心臟（Whitney 82）泵出。

迴圈系統包括動脈、毛細血管、靜脈、血管和心臟。心臟是系統中最重要的器官，其主要功能是將血液泵送到全身。資訊會告訴心臟何時泵血以及根據需要泵送多少血液 (Kids Health, 2015)。血液迴圈系統非常複雜，涉及許多部分和器官系統。血液迴圈系統由血管組成，其中血液流動與心臟連續，心臟充當泵。當血液透過血管系統流動時，它會根據需要運輸物質，在需要的地方拾取並輸送。

血液在全身的流動路線如下：右側心臟的血液透過肺動脈排出。然後，這種血液在肺部失去二氧化碳，並獲得氧氣。然後它透過肺靜脈流向左側心臟。血液也可以透過主動脈離開左側心臟，主動脈是將血液泵送到全身的主要動脈。從主動脈，血液可以流向下半身或頭部和上半身。流出主動脈的血液，如果流向下半身，就可以流向消化道，然後流向肝臟，或者流向腿部、骨盆和腎臟。之後，血液會回到右側心臟。淋巴液是一種從人體組織（包括消化系統）中提取的無色液體，它會進入血液，然後被帶到右側心臟 (Whitney & Rolfes, 2013)。

不同的器官系統在血管系統中發揮著不同的作用。人體組織從血液中獲取營養物質，並將二氧化碳等廢物回輸到血液中。肺部進行二氧化碳和氧氣交換，而消化系統提供營養物質。最後，腎臟充當血液中廢物（不包括二氧化碳）的過濾器，並將其以尿液的形式排出 (Whitney & Rolfes, 2013)。

體迴圈為所有需要功能性血液的不同的身體組織提供血液。它攜帶左心室中的含氧血，從主動脈流出，透過動脈，到達組織中的毛細血管。血液在毛細血管中迴圈，在那裡與細胞發生某些交換，然後彙集到靜脈中。脫氧血透過這些靜脈返回到心臟的右側或右心房 (Systemic Circulation, 2015)。簡而言之，血液流動路線如下：心臟→動脈→毛細血管→靜脈→心臟 (Whitney & Rolfes, 2013)。

參考資料

Whitney & Rolfes (2013). 營養學理解，第 14 版。Cengage 學習。

全身迴圈 (2015)。檢索自：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmedhealth/PMHT0023062/

兒童健康 (2015)。檢索自：http://kidshealth.org/parent/general/body_basics/heart.html

淋巴

在人體內，淋巴系統是另一個負責吸收營養的器官系統。它由鬆散組織的導管和血管組成，這些導管和血管將液體朝心臟方向移動。該系統允許透過單向通道從組織空間進入血液來吸收營養物質 (Whitney 82)。淋巴系統不同於血管系統，因為它沒有泵機制；相反，淋巴（一種透明的淡黃色液體，缺乏紅血球和血小板）在間質液中流動並彙集到小血管中。被稱為乳糜管的淋巴管吸收胃腸道內的脂肪酸巨量營養素。雖然大多數其他微量營養素和巨量營養素透過小腸被吸收，並由血管系統直接輸送到肝臟，但只有大脂肪和脂溶性維生素由淋巴系統運輸。富含營養的脂肪淋巴，稱為乳糜，然後被輸送到位於心臟背側的胸導管（淋巴系統的主要血管）中收集。從胸導管，液體被輸送到鎖骨下靜脈，在那裡淋巴及其營養物質透過血流與血管系統融合。然後血管系統將脂肪酸和脂溶性維生素輸送到它們在體內的所需位置。

脂肪吸收

脂肪的吸收比其他營養物質的吸收更為詳細。脂肪的吸收首先從將脂肪轉化為水溶性分子開始。膽汁酸乳化脂肪，以便消化酶（如脂肪酶）可以水解它們並釋放遊離脂肪酸和單甘油酯。然後脂肪透過簡單擴散進入腸上皮細胞膜的脂質雙層。為了使分子在血液中運輸，膽固醇、甘油三酯和其他更大的脂質使用脂蛋白進行運輸。一種稱為乳糜微粒的大脂蛋白透過淋巴管運輸顆粒，以便輸送到血流中 (Goodman, 2010)。較小的遊離脂肪酸透過肝門靜脈直接進入血液流向肝臟。小腸上部是脂肪吸收最豐富的部位，但也吸收回腸。

血液和糖吸收

血液在將葡萄糖分子從迴腸的粘膜細胞輸送到門靜脈中起著重要作用。糖受腸腔中 Na+ 濃度的影響，如果 Na+ 濃度高，則上皮細胞中的糖攝入被抑制。葡萄糖和 Na+ 共享相同的載體分子，這導致當細胞內 Na+ 濃度低時，Na+ 和葡萄糖一起進出細胞 (Ganong, 1999)。Na+ 被運輸到側向細胞間隙，而葡萄糖擴散到血液中。半乳糖也隨葡萄糖一起移動，然而其他糖分子有自己的載體，或者透過簡單擴散被吸收 (Ganong, 1999)。

維生素吸收

維生素分為脂溶性和水溶性。脂溶性維生素，如維生素 A、D、E 和 K，首先被吸收進入淋巴，然後進入血液，其中許多需要蛋白質載體。這些維生素儲存在與脂肪相關的細胞中，不太容易被排洩。水溶性維生素，如 B 族維生素和維生素 C，直接被吸收進入血流，自由流動，並容易透過尿液排洩。

參考資料

Ganong, William F. (1999). 醫學生理學回顧 (第 12 版)。紐約，紐約州：Appleton & Lange Goodman, Barbara E. (2010). 人體主要營養物質消化吸收的見解。美國生理學會。34 (2), 44-53.

3.3.4 吸收方法

一旦食物進入消化系統，身體就會採取措施吸收其營養物質，大約在咀嚼和攝入食物後四到五個小時。大多數吸收發生在小腸中，小腸上覆蓋著稱為絨毛的突起，絨毛由稱為微絨毛的更小的結構組成。絨毛不斷運動，試圖捕獲它們路徑中的所有營養物質，從而在消化酶（如胃蛋白酶和胃蛋白酶原）的幫助下進一步分解它們。胃蛋白酶是蛋白質分解的第一個酶，然後由輔助酶完成，其中包括胃蛋白酶原。不同的巨量營養素、維生素和礦物質類別都是透過獨特的過程吸收的。一旦營養物質被這些結構捕獲，它就會進入血液或淋巴系統。較小的分子以及水溶性維生素通常直接被輸送到血液中，然後被輸送到肝臟。較大的分子和脂溶性分子聚集在稱為乳糜微粒的結構中，然後進入淋巴系統。乳糜微粒首先繞過肝臟，並在靠近心臟的位置進入血流。由於脂肪不溶於水，因此乳糜微粒的形成允許這些疏水分子透過含有水的血流運輸，然後到達它們適當的目的地。

3.3.5 最佳化吸收

將一種型別的食物與另一種型別的食物一起食用時會抑制特定營養物質的吸收，這是一個都市神話。相反，人們發現，將一種食物與另一種食物一起食用實際上可以最佳化不同食物中營養物質的吸收。透過將特定的食物組合在一起，個人可以增強他們身體以最充分的方式利用每種營養物質的能力。研究表明，營養物質的總體吸收是膳食總體成分的結果，而不是完全由單個食物專案決定的。例如，維生素 D 是鈣吸收所必需的。如果沒有它，個人容易患上骨軟化症（由於缺乏維生素 D 而引起的骨骼軟弱）或骨質疏鬆症（由於缺乏鈣而引起的骨骼軟弱）。因此，在牛奶或酸奶等乳製品中同時存在維生素 D 和鈣將最佳化這些營養物質的吸收。如果沒有維生素 D 的存在，鈣就會透過身體不被識別和吸收。此外，另一個例子可能是橙子片中的維生素 C 可以幫助菠菜沙拉中鐵的吸收。營養物質的生物利用度也可以透過更廣泛的方法來提高。例如，食用含有脂肪和脂溶性維生素的膳食會增加這些維生素的吸收。

參考資料

Florkin, M. (1970). 包裝到乳糜微粒中。在脂質代謝中。阿姆斯特丹：愛思唯爾。

Saunders, R. (1998). 膳食參考攝入量，用於確定營養素最高攝入量的風險評估模型。華盛頓特區：國家科學院出版社

Steenbock, H. (1970). 定義營養生物利用度。在脂溶性維生素中。威斯康星州麥迪遜：威斯康星大學出版社。

Sun, D. (1967). 科學史片段。在胃蛋白酶、粘液和臨床分泌研究中。紐約，紐約州：紐約科學院。

參考資料

Belsley, 博士。S. (2015)。你的小腸和消化。檢索自 http://www.laparoscopic.md/digestion/intestine Jones, 博士。J. (2005)。空腸。從 http://radiopaedia.org/articles/jejunum 檢索

大腸。 (2015)。檢索自 http://www.gesa.org.au/content.asp?id=100

Luijkx, 博士。T. 和瓊斯博士。J. (2005)。十二指腸。檢索自 http://radiopaedia.org/articles/duodenum

Philibert, J. (2005)。一個半世紀的擴散：菲克、愛因斯坦，之前和之後。擴散基礎，2(1)，1-10。

Pratt, Charlotte Amerley; Voet, Donald; Voet, Judith G. (2002). 生物化學基礎升級。紐約：Wiley。第 264-266 頁。

Whitney, E. 和 Rolfes, S. R. (2007)。理解營養。Cengage 學習。

胃和十二指腸。 (2015)。檢索自 http://www.ddc.musc.edu/public/organs/stomach.html

迴腸的作用是什麼？。 (2006)。檢索自 http://www.innovateus.net/health/what-role-ileum