人体营养学/消化
消化是将食物分解成足够小,能够被身体吸收的成分的过程(Whitney 72)。消化是身体从食物来源中获取营养,为吸收做准备的方式。消化道中存在着属于人类正常菌群的一部分细菌,它们有助于许多消化过程。多种酶、激素和器官协同工作,使消化成为日常过程。消化对人体很重要,因为身体利用食物中的营养物质进行细胞修复、生长以及维持我们生命所需的能量(美国国家消化疾病信息清除中心,2013)。消化从开始到结束,大量的食物颗粒被许多胃液分解成更小的颗粒,以便被小肠吸收。消化的废物最终形成粪便(美国国家消化疾病信息清除中心,2013)。消化过程在持续过程中面临着许多障碍,例如食物和液体必须与呼吸通道分离,以防止我们窒息以及食物或液体进入肺部。身体必须通过隔膜进入胃部。通过消化系统摄入的食物需要以稳定的速度不断地向小肠移动,以便所有过程能够正常进行(Whitney & Rolfes, 2013)。
食物进入口腔,在那里被品尝,并开始进行机械分解(通过唾液)和化学消化。其次,舌头将食物移回咽部,咽部是消化道和呼吸道的共同部分。第三,一个叫做会厌的瓣状组织在吞咽时会阻塞气道,让食物沿着食道进入胃部。接下来,食物通过括约肌进入胃部,括约肌是围绕消化道管的肌肉,起着阀门的作用。食物随后被捣碎,并与酸混合,变成称为食糜的半液体食物团。食糜离开胃部,进入小肠,小肠是营养物质消化和吸收的主要部位。小肠还会减少胃的运动,减缓胃液分泌。从这里,任何未被小肠吸收的物质都会通过回盲瓣进入大肠。这个瓣膜不允许物质重新进入小肠。在大肠中,大部分水分和维生素被吸收。最后,任何未被吸收的物质会通过肛门排出体外,形成粪便(Whitney 72, 73)。
咀嚼食物开始了消化的机械过程。它使食物更容易吞咽,并增加了与消化液接触的表面积。此外,舌头利用其机械运动将食物推向喉咙的咽部。接下来,食道通过平滑肌的节律性收缩将食物向下移动到胃部,这种收缩被称为蠕动(Whitney 75)。当食物通过消化道时,蠕动是一个重要的机械过程。
消化:肌肉作用
食物通过消化道是通过许多不同的肌肉运动完成的。“肠道动力”是指消化道肌肉的伸展和收缩(Kellow and Parkman, 2014)。当食物第一次进入口腔时,它被咀嚼成许多小块,以便更容易吞咽。食物被吞咽后,消化道的自主神经控制的肌肉接管了工作。消化道中的第一个肌肉运动是蠕动。消化道中存在环形肌和纵向肌,它们环绕着环形肌。这些肌肉协同作用,收缩消化道,将食物推向消化道。 “压力、药物和疾病等因素可能会干扰正常的消化道收缩”(Whitney, 2013, 3.1b)。
一旦食物到达胃部,另一个肌肉运动就开始。胃的主要功能是“将食物搅拌成更容易被肠道消化的稠度”(“胃及其在消化中的作用”,2015)。为了帮助食物的主要分解,“胃拥有消化道所有器官中最厚、最强的壁”(Whitney, 2013, 3.1b)。胃有三种类型的肌肉:环形肌、纵向肌和斜肌。这三种肌肉协同作用,将食物(在胃中变成食糜)向下推向整个胃部。食糜随后被移动到肠道,以吸收必需的营养物质,然后被移动到排泄。一旦进入肠道,分割运动开始发挥作用。肠壁上的环形肌收缩和挤压,混合食糜。食糜与某些物质混合,分解营养物质并将其吸收。
消化道执行的最后一个肌肉运动是括约肌收缩。消化道中有许多括约肌,它们受到调节,可以打开和关闭,以控制食物通过消化道,并阻止食物逆流回消化道。第一个括约肌位于食道顶部,称为上食道括约肌。这个括约肌在您吞咽食物时被激活。当食物到达吞咽结束时,它会撞击下食道括约肌,也称为贲门括约肌,让食物进入胃,并阻止食物逆流回食道。幽门括约肌位于胃的底部,允许食糜进入肠道,并阻止其逆流回胃部。回盲瓣位于小肠末端。它的作用是让内容物从小肠移动到大肠。肛门括约肌和直肠肌的紧缩防止废物不断排出(Whitney 75)。
咀嚼
咀嚼开始了消化过程中的机械过程。通过牙齿的咀嚼、唾液和舌头的运动,食物被分解成更小的块,更容易吞咽(Whitney, 75)。吞咽后,其余的机械过程不再需要太多有意识的思考,身体会根据需要处理营养物质。
蠕动
纵向肌围绕着环形肌环,环形肌环排列在整个消化道中。当长肌松弛而环形肌收紧时,管子就会收缩。蠕动是指长肌收紧而环形肌松弛,形成隆起(Turley, 101)。蠕动始终在进行,将肠道中的内容物推向前方。
胃的运动
胃既有环形肌也有纵向肌,这些肌肉在其他消化道器官中也有。然而,胃也有斜肌。这些肌肉也会像其他肌肉一样收缩和松弛。这三种肌肉将食糜向下推向幽门括约肌。食糜是通过在胃中混合化学物质形成的半消化的食物(Tortora, 966)。幽门括约肌阻止食糜进入小肠的十二指肠。当食糜位于胃的底部,等待幽门括约肌打开时,胃壁会释放胃液。这些液体将使食糜完全液化。一旦发生这种情况,幽门括约肌就会打开。它每分钟大约打开三次,每次只允许一小部分食糜进入肠道(Whitney 75)。
分割运动
肠道有环形肌,它们收缩和挤压其中的内容物。分割运动是指肠道发生的收缩。这些收缩将食糜与胃液混合,并使壁上的吸收细胞与食糜接触。(Whitney 75)
括约肌收缩
消化道中有多个括约肌。它们打开和关闭,使消化道内容物以受控的速度移动。首先,食道括约肌在人们吞咽时打开。然后,下食道括约肌防止反流。它也称为贲门括约肌,因为它靠近心脏,所以食道反流引起的灼痛通常被称为“胃灼热”。幽门括约肌将食糜保留在胃中足够长的时间,使其完全液化,同时阻止肠道内容物逆流回胃部。回盲瓣位于小肠末端。它的作用是让内容物从小肠移动到大肠。直肠肌和肛门括约肌防止废物不断排出(Whitney 75)。
消化过程中有五个器官会分泌消化液:唾液腺、胃部、胰腺、肝脏和小肠(Whitney & Rolfes, 2013)。
唾液腺使食物湿润,帮助我们品尝和吞咽我们摄入的食物(Whitney 76)。唾液腺分泌的酶,唾液淀粉酶,有助于消化淀粉和其他碳水化合物,以及清洁口腔,保护牙齿免受腐蚀(Whitney 76)。此外,它还能润滑上消化道。唾液腺分解淀粉,通过分泌唾液使吞咽更容易。唾液包含水、盐、粘液和不同的酶,这些酶有助于碳水化合物的消化。此外,唾液还能保护牙齿和许多消化器官的内壁免受有害颗粒的损伤(Whitney & Rolfes,2013)。唾液淀粉酶在口腔中开始淀粉和糖原的消化,然后胰淀粉酶继续其余的消化过程。唾液淀粉酶将这些碳水化合物水解成简单的糖,如半乳糖、葡萄糖和果糖。然后,葡萄糖在小肠中被我们身体吸收(Pandol,2010)。
胃酸在胃中分泌。它通过创造胃蛋白酶和胃脂肪酶的理想pH值,以及刺激胰碳酸氢盐分泌来帮助消化。此外,蛋白质到达胃部会进一步促进胃酸分泌(DiMarino)。在胃中,存在胃液,它包含主要的蛋白质消化分泌物,盐酸。有时这种酸会造成反流,如果它逆流回食道。粘液也从胃壁分泌出来,以保护细胞免受这里存在的强酸的损伤(Whitney & Rolfes,2013)。
分泌碳酸氢盐以中和肠道内容物。还会产生消化碳水化合物的酶。胰腺分泌分解碳水化合物、脂类和蛋白质的酶,然后将其输送到小肠以供吸收(Whitney & Rolfes,2013)。一种帮助脂类消化的胰腺酶是胰脂肪酶。胰脂肪酶水解甘油三酯(Pandol,2010)。另一种名为蛋白酶的酶参与蛋白质消化。蛋白酶以非活性形式储存在胰腺中,然后在十二指肠中被胰蛋白酶激活(Pandol,2010)。
肝脏产生胆汁,胆汁储存在胆囊中,直到需要时才会释放。当需要的时候,胆囊会将胆汁释放到十二指肠。胆汁是一种乳化剂,与脂类混合以帮助小肠吸收脂肪。它将脂肪带入水中,以便酶能够将其分解(Whitney & Rolfes,2013)。
小肠中有一些细菌会产生酶来完成消化过程(Whitney & Rolfes,2013)。
释放到血液中,以调节胃肠道的活动。它们被称为肠促胃肽。这些包括胃泌素,由胃分泌,促胰液素,由十二指肠分泌,胰腺分泌物根据食物含量而变化。这些激素以及许多其他激素,除了调节营养物质的消化和食物通过系统移动的速度外,还有助于为胃肠道的不同部位的到来做好准备(胃肠道激素概述)
神经细胞帮助调节胃肠道的活动。食物的景象和气味,以及食物在肠道中的存在,会刺激神经。神经信号会导致肌肉收缩,从而搅动、混合和推动食物通过肠道,速度足以吸收营养物质。此外,它们还会刺激或抑制消化分泌(肠神经系统)。外周神经和内在神经是控制消化系统过程的两种神经类型。外周神经将中枢神经系统连接到消化器官。这种类型的神经释放化学物质,这些化学物质会导致胃肠道收缩或松弛。内在神经位于胃肠道内,当食物颗粒导致消化器官壁扩张时被激活。这些神经分布许多物质,这些物质会加速或减缓食物通过胃肠道的移动(美国国家消化疾病信息清除所,2013)。3.3 吸收将物质吸收到身体内部的过程。