吸收
出处:按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第452页(3469字)
三大营养物质通过消化酶的作用被分解为小分子物质后即可被吸收。
(一)吸收的概述
1.吸收的部位 消化管不同部位的吸收能力和吸收速度不同,这主要取决于各部消化管的组织结构、食物被消化的程度和停留的时间。在口腔和食管内,食物停留时间短,未被充分消化,所以不被吸收,但口腔黏膜可吸收某些药物,如亚硝酸甘油等。胃只吸收酒精和少量的水。大肠主要吸收水和无机盐。小肠是营养物质吸收的主要部位。钙、镁、铁主要在十二指肠内被吸收。糖类、蛋白质和脂肪的消化产物及维生素、水和无机盐主要在十二指肠和空肠被吸收。回肠有其独特的吸收功能,它可主动吸收胆盐和维生素B12。对于大部分营养物质,当它们到达回肠时,通常已被吸收完毕,因此回肠主要是吸收机能的贮备。
小肠之所以成为营养物质吸收的主要场所,是因为它具有一些有利条件:①吸收面积大。人的小肠约5~7米长,并具有独特的组织结构。小肠黏膜形成许多环形皱襞(plicae circularis),皱襞上有大量的绒毛(villi),绒毛上皮细胞的顶端又有许多微绒毛(microvilli)。环状皱襞、绒毛和微绒毛使小肠黏膜的表面积增大600倍,达到200~250m2左右(图9-58)。②绒毛内有丰富的毛细血管和淋巴管(中央乳糜管)。绒毛平滑肌的收缩和舒张可使绒毛做伸缩运动和摆动,促进血液和淋巴液的回流,有助于吸收。③食物在小肠内已被消化为可被吸收的成分。④食物在小肠内停留时间长,一般为3~8小时,有足够的时间充分消化、吸收。
图9-58 小肠的皱襞、绒毛和微绒毛模式图
2.吸收的机制 各种营养物质通过肠黏膜上皮细胞或细胞间的紧密连接进入细胞间隙,而后再进入血液和淋巴液。吸收的机制概括起来包括被动转运(单纯扩散、易化扩散、渗透)、主动转运、入胞和出胞。
3.吸收的途径 营养物质通过两条途径吸收:一是血液,二是淋巴。糖类食物的分解产物葡萄糖、果糖、半乳糖,蛋白质的分解产物氨基酸,水、无机盐和水溶性维生素直接进入血液。脂肪的部分分解产物短链和中链脂肪酸也直接入血,但长链脂肪酸、甘油一酯和脂溶性维生素需通过胆盐的帮助先进入淋巴管,再进入血液。
(二)主要营养物质的吸收
1.糖类的吸收 糖类只有分解为单糖才能被吸收,主要的单糖有葡萄糖、半乳糖和果糖,其中葡萄糖占80%。各种单糖吸收的速度不同,葡萄糖和半乳糖最快,果糖次之,甘露糖最慢。单糖的吸收是主动转运。葡萄糖的吸收是与Na+的吸收偶联进行的,它们共同使用位于肠黏膜上皮纹状缘上的一种载体蛋白。
葡萄糖的吸收是逆浓度差进行的主动转运,其能量来自钠泵,属于继发性主动转运。小肠黏膜上皮细胞的侧膜上存在钠泵,小肠上皮刷状缘上有转运葡萄糖和Na+的转运体。由于钠泵的运转,造成细胞膜外即肠腔内Na+的高势能,当Na+与转运体结合顺浓度差进入细胞内时,释放的势能用于葡萄糖逆浓度差进入细胞。随着细胞内葡萄糖浓度的升高,上皮细胞基底膜上的载体将葡萄糖顺浓度差转运到细胞间液,而后被吸收入血。与此同时,进入细胞内的Na+,被细胞侧膜上的Na+泵转运到细胞外。可见,葡萄糖的吸收有赖于Na+的主动转运,二者同时进行,相互偶联,需要消耗能量。
2.蛋白质的吸收 蛋白质吸收的主要形式是氨基酸,它的吸收是主动的。目前在小肠壁上已确定有三种转运氨基酸的转运体,分别运载中性、酸性和碱性氨基酸。氨基酸的吸收也是与Na+的吸收偶联的,机制可能类似于葡萄糖的吸收。钠的主动转运被阻断后,氨基酸的转运便不能进行。小肠的刷状缘上还有转运二肽(dipeptide)和三肽(tripeptide)的转运体,二肽和三肽进入细胞后,被细胞内的肽酶分解成氨基酸,再进入血液。少量蛋白质可完整地进入血液,例如母亲初乳中的免疫球蛋白(抗体),可被婴儿完整地吸收,提高婴儿的免疫力。但是随着年龄的增加,完整蛋白质的吸收越来越少,不但没有营养意义,它们还可作为抗原而引起过敏或中毒反应,如有些人吃了某些食物(如鱼虾)后发生过敏反应。
3.脂肪的吸收 中链脂肪酸(middle-chain fatty acid)和短链脂肪酸(short-chain fattv acid)是水溶性的,可直接进入血液。长链脂肪酸(long-chain fatty acid)、甘油一酯(monoglyceride)和胆固醇(cholesterol)等都不溶于水,它们必须与胆盐结合形成水溶性复合物混合微胶粒(mixed micelle),才能透过小肠黏膜表面的非流动性水层到达微绒毛上。在这里,脂肪酸、甘油一酯和胆固醇从混合微胶粒中释放出来,通过脂质膜进入肠上皮细胞,胆盐则回到肠腔。进入细胞内的长链脂肪酸和甘油一酯重新合成为甘油三酯(triglyceride),并与细胞中的载脂蛋白(apoprotein)合成乳糜微粒(chylomicron),若干乳糜微粒包裹在一个囊泡内,以出胞方式进入淋巴(图9-59)。食物中的动、植物油含长链脂肪酸多,所以脂肪的吸收途径以淋巴为主。
图9-59 脂肪的吸收
4.维生素的吸收 维生素可分为水溶性和脂溶性两类。水溶性维生素(water soluble vitamin)以简单的扩散方式在小肠上段被吸收,只有维生素B12必须与内因子结合成复合物,至回肠才被吸收。脂溶性维生素(fat-soluble vitamin)A、D、E、K的吸收机制与脂肪相似。它们溶于脂肪,与胆盐结合成水溶性复合物,通过小肠黏膜表面的静水层,然后与胆盐分离,溶于细胞膜进入细胞内,再进入淋巴。
5.水的吸收 成人每日摄入的水约为2L,分泌各种消化液约7L,这样每日经过消化管的液体总量达9L之多,其中绝大部分在小肠内吸收,随粪便排出的仅0.1~0.2L。
肠道内的水都是被动吸收的。各种溶质,尤其是NaCl主动吸收产生的渗透压梯度是水吸收的主要动力。如果发生频繁的呕吐、腹泻,造成大量水丢失,会引起严重的脱水。
6.无机盐的吸收 各种无机盐吸收的难易程度不同。一价的碱性盐如钠、钾、铵盐的吸收很快,多价的碱性盐类如镁盐、钙盐吸收较慢。凡能与钙结合形成沉淀的盐如硫酸盐、磷酸盐、草酸盐等,则不被吸收。
(1)钠与负离子的吸收:因为钠的吸收与单糖和氨基酸的吸收有密切关系,所以钠的吸收在小肠吸收中占有重要的地位。成人每日食入的钠和消化腺分泌的钠95%~99%被吸收。钠先通过易化扩散进入上皮细胞内,再由细胞膜上的钠泵转运进入血液。钠吸收产生的电位差促使Cl-和HCO3-被动吸收入血。
(2)铁的吸收:人每日吸收的铁约为1mg,仅为每日膳食中的10%。铁的吸收与人体对铁的需要量有关。服用相同剂量的铁,缺铁患者的吸收量比正常人快2~5倍。食物中的铁绝大部分是三价高铁,不易被吸收。维生素C能使三价铁还原成二价亚铁,促进铁的吸收。铁在酸性环境中易溶解而容易被吸收,故胃液中的盐酸有促进铁吸收的作用。胃大部分切除和胃酸减少的患者,由于影响铁的吸收,可发生缺铁性贫血。铁主要在十二指肠和空肠上段被主动吸收。
(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。钙盐只有在溶解状态下才能被吸收。胃酸可促进钙盐的溶解,进而促进钙的吸收。维生素D也可促进钙的吸收。钙的吸收是通过主动转运完成的,吸收的部位在小肠上段,以十二指肠的吸收能力最强。