一、消化道的運(yùn)動(dòng)
從食品被送進(jìn)入口腔中進(jìn)行咀嚼開(kāi)始，消化道的運(yùn)動(dòng)，將促使食糜沿著消化器官下行。全部的消化道運(yùn)動(dòng)，除口腔咀嚼外，還包括有吞咽，以及食道、胃、十二指腸、空腸、回腸和大腸的蠕動(dòng)。
盡管有些人認(rèn)為咀嚼是一種有意識(shí)的行為，但在這個(gè)過(guò)程中，至少還包括了一部分的隨意運(yùn)動(dòng)。正帶的咀嚼情況下，口腔中的食物大約會(huì)有5～15ml被推向咽部，同時(shí)引起吞咽反射，造成食管蠕動(dòng)，從而使食物很快地推向胃部。
胃中的食物，通過(guò)三種運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行充分的混合。這三種運(yùn)動(dòng)形式為：蠕動(dòng)、收縮和整個(gè)胃體大小的變化。混合后的食物以及分解產(chǎn)物，將會(huì)逐漸地繼續(xù)下行，這也就是所謂的胃排空階段。一般來(lái)講，比較大塊的食物必須先要經(jīng)過(guò)胃的運(yùn)動(dòng)被粉碎后才能進(jìn)一步地被推進(jìn)，而液體和顆粒比較小的食物或是分解產(chǎn)物則可以比較快地通過(guò)幽門(mén)。同時(shí)，胃的排空速度與食糜體積也有比較大的關(guān)系，體積越大，速度越快；反之，體積縮小，速度也會(huì)減慢。但是，這種體積方面的關(guān)系，一般只適用于混合膳食。對(duì)于脂肪食品來(lái)講，由于脂肪對(duì)胃的運(yùn)動(dòng)具有明顯地抑制作用，所以，它在胃中比較難以消化，從而可以造成攝食脂肪食品過(guò)多的人持久的飽腹感。胃中食糜的滲透壓、pH值，以及胃下接十二指腸的情況，也都對(duì)胃排空速度具有影響。
由胃下行的食糜，經(jīng)過(guò)幽門(mén)進(jìn)入十二指腸，繼續(xù)在小腸部位消化和吸收，這是消化運(yùn)動(dòng)過(guò)程中很重要的一個(gè)階段。此時(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)地很慢。在小腸粘膜層表面，腸絨毛具有快速改變形狀的結(jié)構(gòu)，這種很特殊的運(yùn)動(dòng)方式，是小腸主動(dòng)消化和吸收食糜內(nèi)容物的一種反應(yīng)。
進(jìn)入小腸后的食糜內(nèi)容物，有時(shí)候還可以重新地被推回到胃中，產(chǎn)生所謂的向前向后運(yùn)動(dòng)，也就是擺動(dòng)。這種被重新“送回”的內(nèi)容物中，一般都會(huì)含有膽汁成分，當(dāng)發(fā)生嘔吐時(shí)，就會(huì)感覺(jué)到膽汁成分特有的苦味。
經(jīng)過(guò)小腸消化和吸收后的食糜，繼續(xù)下行進(jìn)入盲腸，開(kāi)始大腸部位的最后消化和，吸收。但是，這種最后的消化運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是一種“濃縮造糞”過(guò)程。雖然說(shuō)仍有一些植物纖維素類食品成分在進(jìn)入盲腸后可以通過(guò)細(xì)菌的作用發(fā)生一些分解，但總的來(lái)講，并無(wú)多少意義。
對(duì)于成人，進(jìn)入大腸的食糜量每日約為300—500ml。這些食物殘?jiān)?jīng)過(guò)大腸的蠕動(dòng)混合，以及由于水分的被吸收，最終被濃縮成結(jié)團(tuán)塊推向直腸，達(dá)到一定的量后就會(huì)引起排便。
二、消化道的分泌
消化的本質(zhì)，是一些化學(xué)的分解反應(yīng)過(guò)程集合。在這些反應(yīng)過(guò)程中，消化道器官本身就好像是反應(yīng)的完整容器設(shè)備。但是，僅僅具有這些，是很難設(shè)想這些反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行或完成的。機(jī)體生化反應(yīng)的重要特征，是具有一套完整的酶系。對(duì)于消化過(guò)程來(lái)講，也就是要有各自對(duì)應(yīng)的消化酶。消化道的分泌，即消化道的腺體分泌，最主要的作用，就是提供這些消化酶，以及潤(rùn)滑消化道的粘液。
消化道系統(tǒng)中的腺體，除了獨(dú)立存在外(唾液腺、肝、胰腺)，多存在于粘膜中。這些腺體每日提供很大量的消化液(見(jiàn)表2—7)。所有的消化液都被認(rèn)為是一種混合物。
表2—7 機(jī)體每日的消化液分泌量
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消化液 |
分泌量/L |
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唾液 |
1.0～1.5 |
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胰液 |
0.8～1.1 |
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膽汁（肝膽汁） |
0.25～1.1 |
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腸液 |
2.0～3.0 |
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胃液 |
1.5～2.5 |
1、唾液
唾液為無(wú)色透明的中性液體，其中主要含有α—淀粉酶、糖蛋白、鈣、氯、碳酸氫根離子等成分。唾液成分隨著攝食食物的不同，而有一些差別。當(dāng)進(jìn)食干食物時(shí)，唾液腺主要分泌含有大量淀粉酶的稀唾液；當(dāng)進(jìn)食強(qiáng)刺激物(如胡椒、辣椒、酸等)時(shí)，唾液腺的總分泌量將增高；而當(dāng)進(jìn)食濕潤(rùn)的食物或液體食物時(shí)，唾液腺的總分泌量將減少，糖蛋白成分將升高，唾液并因此成為粘液狀。
唾液中的α—淀粉酶，是唯一的消化酶成分。它可以分解淀粉，使之變成為糊精。這一步消化分解反應(yīng)，具有重要的意義。
唾液中所含有的無(wú)機(jī)離子成分，當(dāng)在口腔中停留的時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，將會(huì)發(fā)生生成碳酸鈣沉淀的反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，唾液將由中性變?yōu)槿鯄A性，所生成的鈣鹽沉淀將會(huì)對(duì)齒石的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。同時(shí)，這種弱堿性環(huán)境，也可以緩沖細(xì)菌分解活動(dòng)所產(chǎn)生的氫離子，使之不能對(duì)牙齒產(chǎn)生破壞作用。但是，這種緩沖作用是有限的，當(dāng)口腔中衛(wèi)生比較差，分解產(chǎn)物比較多時(shí)，這種弱堿性環(huán)境就會(huì)失去對(duì)牙齒的保護(hù)作用。
唾液對(duì)胃腸功能也具有調(diào)節(jié)作用。因?yàn)橥僖褐械奶妓釟涓x子和糖蛋白，可以中和胃酸，并且由于胃酸濃度的降低，還可以間接地調(diào)節(jié)胰腺和肝膽的活動(dòng)。
2、胃液
胃液的有效成分是由胃低腺分泌的。在胃底腺中，有三種細(xì)胞存在。其中，主細(xì)胞分泌胃蛋白酶原，這種無(wú)活性的前提物質(zhì)，經(jīng)過(guò)胃液中高濃度的鹽酸激活即形成胃蛋白酶；壁細(xì)胞分泌鹽酸；粘液細(xì)胞分泌粘液成分。胃腺中的賁門(mén)腺和幽門(mén)腺，則都不對(duì)胃液的有效成分有貢獻(xiàn)，只是完全地分泌粘液。
胃液為無(wú)色透明的酸性液體。其主要成分除了胃蛋白酶、鹽酸和粘蛋白(粘液)外，還含有鉀、鈉等無(wú)機(jī)物。嚴(yán)重嘔吐時(shí)，由于上述成分的丟失可以造成體液紊亂。胃液，中所含有的胃蛋白酶，是最重要的胃消化酶，它可以將食物蛋白質(zhì)水解為肽。它的最適pH與胃液中的強(qiáng)酸性pH范圍相同。胃液中的鹽酸濃度約可達(dá)150mg·L—1，相當(dāng)于pH≈1。這種強(qiáng)酸性分泌液，在整個(gè)機(jī)體中，只有胃中才有。與一般的細(xì)胞外液(如血液)的pH7.4或機(jī)體組織的中性環(huán)境pH約為 7.0相比，這種濃度差值可以達(dá)到l06倍。胃中的強(qiáng)酸性環(huán)境，除激活胃蛋白酶原外，至少還具有以下兩個(gè)方面的作用：
①使天然食用中的蛋白變性，從而為胃蛋白酶發(fā)生作用創(chuàng)造前提；
②殺菌，從而預(yù)防生食品可能引起的胃腸道細(xì)菌性感染。
胃液中還含有少量粘液。粘液具用潤(rùn)滑作用，并能保護(hù)粘膜層不受鹽酸和酶的侵蝕。粘液可以中和胃酸，參與調(diào)節(jié)胃內(nèi)的酸度。粘液還可以吸附食物小的維生素B和維生素C等，
使其不被胃酸破壞。
3、胰液
胰液為堿性液體，主要成分為胰酶、胰島素和碳酸氫根離子。胰液由獨(dú)立的胰腺體分泌。這種分泌的進(jìn)行，需要十二指腸釋放的一種腸促胰液肽激素的刺激。當(dāng)胃中的酸性食糜進(jìn)入十二指腸時(shí)，十二指腸粘膜就會(huì)受到刺激釋出激素，激素經(jīng)由血液轉(zhuǎn)運(yùn)，從而對(duì)胰腺體產(chǎn)生作用。胰酶主要是指淀粉酶、脂酶和蛋白酶，它們分別消化食物中的淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)成分。其中，淀粉酶是直接地以活性形式存在的；脂酶雖然需要膽汁成分激活，但在進(jìn)入到十二指腸時(shí)，已經(jīng)具有了活性。
胰液中，分解蛋白質(zhì)的蛋白酶是以無(wú)活性的前提物胰蛋白酶原和糜蛋白酶原而分泌出來(lái)的(這樣可以防止胰腺自身的被消化)。這兩種前提物，只是在進(jìn)入十二指腸后，由腸激酶從胰蛋白酶原上分解下來(lái)一段肽鏈后，才得以激活。生成的胰蛋白酶除了能將自身的前提物分解激活外，還可以將糜蛋白酶原分解激活。除了淀粉酶、脂酶和蛋白酶外，胰液中還含有肽酶、核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、彈性蛋白酶等酶成分，但是，它們的含量大多比較少。在這些酶成分中，肽酶可以將肽水解成氨基酸，核糖核酸酶和脫氧核糖核酸酶可以從細(xì)胞核上分解出核蛋白，彈性蛋白酶可以作用于彈性結(jié)締組織。
胰液中的胰島素，對(duì)血糖水平具有重要的意義。由胰腺β—細(xì)胞分泌的胰島素與由胰腺α—細(xì)胞分泌的胰高血糖素和腎上腺分泌的腎上腺素，一起共同調(diào)節(jié)著血糖濃度值，使其維持在一定的范圍內(nèi)。
胰液中所含有的碳酸氫根離子比較多，可以中和由胃部進(jìn)入十二指腸的食糜中過(guò)多的酸性成分。這對(duì)于進(jìn)一步地消化運(yùn)動(dòng)具有比較重要的意義。
4、膽汁
膽汁由肝細(xì)胞生成，經(jīng)肝管流入膽囊，進(jìn)行濃縮貯存。肝膽汁在生成初期，呈弱堿性，此時(shí)的膽汁為金黃色液體。經(jīng)過(guò)貯存濃縮之后，膽汁的濃度將增加3～10倍，變成為弱酸性，成為棕黃色的粘稠液體。
膽汁被排入十二指腸時(shí)，將與腸液進(jìn)行混合，得到稀釋，成為淡黃色，并且重又變成為弱堿性。膽汁中沒(méi)有消化酶成分。膽汁的消化作用主要是依靠其膽鹽成分而得以實(shí)現(xiàn)的。由于膽鹽的作用，可以使脂肪乳化成為極細(xì)小的微粒，從而大大增加與胰脂酶的接觸面積，十分有利于脂肪的消化過(guò)程。對(duì)脂肪的消化十分重要的胰脂酶本身也是由膽汁成分予以激活的。
膽鹽除可以激活胰脂酶和乳化脂肪外，還至少具有以下兩種作用：
①通過(guò)與脂肪酸、脂溶性維生素A、維生素D、維生素K等結(jié)合，形成水溶性復(fù)合物，以促進(jìn)這些成分的吸收；
②刺激腸道蠕動(dòng)和抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。
因此，當(dāng)膽鹽缺乏或膽道梗塞時(shí)，常常會(huì)引起脂肪消化和吸收障礙，同時(shí)也會(huì)伴隨有脂溶性維生素缺乏癥狀和消化道系統(tǒng)不正常。
5、腸液
腸液呈弱堿性，pH大約為7.6。腸液本身產(chǎn)生的消化酶，只有腸激酶。腸激酶的作用在胰液部分已有介紹，就是使胰蛋白酶原激活為胰蛋白酶。
腸液中還含有許多并不是由腸液本身產(chǎn)生的消化酶。這些消化酶，包括有消化碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的酶，大多數(shù)產(chǎn)生于脫落崩解的腸粘膜細(xì)胞。由于腸粘膜細(xì)胞的壽命只有 2d，所以一個(gè)人1d約有250g的腸粘膜細(xì)胞發(fā)生脫落。
三、消化過(guò)程
將大分子的營(yíng)養(yǎng)素成分轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿踊衔铮话愣夹枰?jīng)過(guò)水溶或形成水溶物、初始消化酶解、深度消化酶解三個(gè)步驟。不同的消化對(duì)象，將會(huì)產(chǎn)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，而只是發(fā)生浸脹。這種浸脹是淀粉或糊精的一種很常見(jiàn)的現(xiàn)象。碳水化合物淀粉的消化，需要相對(duì)應(yīng)的淀粉酶進(jìn)行分解，這種分解在進(jìn)行到雙糖形式時(shí)，將改由雙糖酶繼續(xù)進(jìn)行到單糖分子方才結(jié)束。
對(duì)于脂肪成分，很顯然，它們是難溶于水的。脂肪的消化是在膽汁的作用下才得以實(shí)現(xiàn)的。最終生成的產(chǎn)物，將是甘油和脂肪酸成分，有時(shí)也會(huì)有甘油酯的存在。食品中的蛋白質(zhì)成分，大多也是不溶解于水的。當(dāng)烹調(diào)加工后，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，就會(huì)更加提高蛋白質(zhì)成分的不溶解性。
在某些特殊的飲食情況下，人們可能直接食用天然蛋白質(zhì)，包括生牛肉絲、生肉片、生魚(yú)片、生雞蛋、鮮牛奶、鮮羊奶等等，此時(shí)往往會(huì)引起機(jī)體的相應(yīng)免疫反應(yīng)。這種反應(yīng)，與接種疫苗或器官移植時(shí)的那些反應(yīng)是類似的。
蛋白質(zhì)需要在多種蛋白酶和肽酶的作用下才能完成全部的消化，最終生成的產(chǎn)物應(yīng)該是它的組成單位氨基酸。對(duì)于人類，并不是所有的食物成分都能夠進(jìn)行消化利用的，這也就是所謂的充盈物質(zhì)。最有名的充盈物質(zhì)就是纖維素和蠟。但是，需要指出的是，不能消化利用，并不意味著這些食物成分對(duì)機(jī)體毫無(wú)用處。
具體的各種類食品成分的消化反應(yīng)，將會(huì)在相應(yīng)的章節(jié)里進(jìn)一步地加以敘述。
四、消化異常
經(jīng)過(guò)小腸和大腸消化，吸收后，不能被消化的食物成分、腸內(nèi)細(xì)菌、脫溶的腸粘膜細(xì)胞以及少量的消化酶，將作為糞便被排泄掉。攝食植物性食品大多產(chǎn)生比較多的軟質(zhì)糞便，攝食動(dòng)物性食品則產(chǎn)生少量的硬質(zhì)糞便。除去不消化的多糖糞，糞便的組成基本上由食物的組成所左右。
(一)、糞便的組成
表2—8是正常人的一般排泄量及成分。
表2—8 糞便的排泄量和一般成分
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排泄量/mg·（㎏體重）－1·d－1 |
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水 分 |
910～1800 |
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固狀物 |
140～560 |
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全氮 |
11～36 |
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脂 質(zhì) |
30～100 |
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無(wú)機(jī)質(zhì) |
100～300 |
攝取普通食物時(shí)，即水分為60％～75％、固體成分為20％～30％時(shí)，糞便的固體成分中約有30％為腸內(nèi)細(xì)菌。蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪的消化吸收率將近92％～98％，消化后，被排泄出的量只是一小部分。一般情況下，全氮素的約50％是腸內(nèi)細(xì)菌帶來(lái)的，大約5％可以眼見(jiàn)的脂質(zhì)也是腸內(nèi)細(xì)菌的產(chǎn)物。
(二)消化障礙
在消化系統(tǒng)的消化吸收機(jī)能或附屬器官肝、膽道、胰腺的機(jī)能發(fā)生障礙時(shí),如果攝取含有特殊成分的食物，將會(huì)由于消化功能的降低，從而呈現(xiàn)出消化不良的癥狀。一般，消化吸收不良在蛋白質(zhì)的利用或脂肪的利用比較低時(shí)表現(xiàn)得比較敏感。
l、牛奶不適癥
飲用牛奶后，表現(xiàn)出下痢、腹痛、腹脹等癥狀；具體的原因可能是下述的一種。
(1)牛奶變態(tài)反應(yīng) 牛奶蛋白質(zhì)在不完全消化時(shí)被吸收在血液中移動(dòng)。新生兒和幼兒容易出現(xiàn)這種問(wèn)題。當(dāng)用人工喂養(yǎng)新生兒和幼兒時(shí)，出現(xiàn)這種反應(yīng)的比例為：0.５％～10％。
(2)乳糖不適癥 小腸粘膜的雙糖類分解酶乳糖酶具有誘導(dǎo)酶的性質(zhì)。當(dāng)人們不能攝取乳糖時(shí)，容易產(chǎn)生二次活性降低，即先天性缺損癥。乳糖不適癥的發(fā)生幾率與人種有關(guān)，有色人種比白色人種要高。但是，這個(gè)發(fā)生幾率有時(shí)與乳制品攝取量的多少有關(guān)，因而常有不同的結(jié)論。在幼兒時(shí)期對(duì)乳糖不適者，成人以后對(duì)牛奶不適的發(fā)生幾率要高于正常人。
2、蛋白質(zhì)消化的障礙
在食品中，有時(shí)含有對(duì)含蛋白質(zhì)消化起障礙作用的成分。蛋白質(zhì)消化酶抑制劑中，胰蛋白酶抑制劑(簡(jiǎn)寫(xiě)TI)是最常為人們所提到的。TI在大多數(shù)植物性食品中可以見(jiàn)到，但是，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗�，即可將其活性除掉。在被攝取的食物中，當(dāng)TI含量較多時(shí)，腸內(nèi)的蛋白質(zhì)消化就將被抑制。同時(shí)，胰腺外分泌機(jī)能亢進(jìn)，從而使大多數(shù)蛋白質(zhì)最終被排泄掉。卵白的粘蛋白也具有類似的作用。
(三)腸類發(fā)酵
1、腸類細(xì)菌
在胃中可以見(jiàn)到與食物一同侵入的細(xì)菌。小腸上部的食糜基本上近似于無(wú)菌狀態(tài)。大多數(shù)細(xì)菌，可以在回腸以下部位看到。在結(jié)腸附近細(xì)菌數(shù)急劇增加，可以達(dá)到lg糞便內(nèi)有 109～l010個(gè)細(xì)菌的數(shù)字。素食者比葷食者的總菌數(shù)要多。在食高碳水化合物食物時(shí)，乳酸菌容易繁殖，大腸內(nèi)容物偏酸性，食高蛋白質(zhì)食物時(shí)，容易發(fā)生蛋白質(zhì)腐敗現(xiàn)象，從而使大腸內(nèi)容物偏向堿性。
腸內(nèi)細(xì)菌對(duì)宿主的生理和營(yíng)養(yǎng)影響是復(fù)雜的，針對(duì)不同的情況必須做不同的分析。
2、腐敗
腸內(nèi)發(fā)酵起因于腐敗，腐敗產(chǎn)生二氧化碳、甲烷、氫、氮、硫化氫氣體，同時(shí)還生成有機(jī)酸和胺。由膽堿的脫水和芳香族胺酸的脫二氧化碳而生成的胺是有毒的。由色氨酸生成的吲哚和糞臭素(3—甲基吲朵)是糞便發(fā)臭的主要成分。由含氮化合物的腐敗產(chǎn)生的氨被吸收在血液中運(yùn)行，當(dāng)肝功能異常時(shí)，就會(huì)由于血液中氨濃度的升高而出現(xiàn)中毒。
小腸內(nèi)容物滯留時(shí)，腸內(nèi)細(xì)菌會(huì)異常增加，這時(shí)可觀察到大球性貧血癥和脂肪便癥。