第2章_食物的体内过程.doc

第2章 食物的体内过程教学目标l 学习和了解人体消化和排泄系统的组成和各组成部分和功能。l 学习和掌握食物及营养素在消化道中的消化、吸收、运输、代谢等基本过程。1 消化与吸收生理人体摄入的食物必须被分解成小分子物质后才能进入体内，这种将食物分解为小分子物质的过程称为消化(digestion)。消化是由消化道来完成的，人的消化道由不同的消化器官相延续而成。消化有两种方式，一种是通过机械作用，把食物由大块变成小块，称为机械消化；另一种是在消化酶的作用下，把大分子变成小分子，称为化学消化。通常，食物的机械消化与化学消化是同时进行的。食物经消化后，所形成的小分子物质通过消化道粘膜进入血液或淋巴的过程，被机体细胞所利用，称为吸收(absorption)。1.1 消化系统的组成与功能 图2-1 消化系统的组成1.1.1 口腔（mouth） 口腔位于消化道的最前端，是食物进入消化道的门户。口腔内参与消化的器官有：1.1.1.1 牙齿（dens） 牙齿是使人体最坚硬的器官，通过牙齿的咀嚼，食物由大块变成小块。1.1.1.2 舌（tongue） 在进食过程中，舌使食物与唾液混合，并将食物向咽喉部推进，用以帮助食物吞咽；同时舌是味觉的主要器官。1.1.1.3 唾液腺（salivary gland） 人的口腔内有三对大的唾液腺：腮腺、舌下腺、颌下腺，还有无数散在的小唾液腺，唾液就是由这些唾液腺分泌的混合液。 1）唾液的成分和性质：唾液为无色无味近于中性的低渗液体。唾液中的水分约占99.5%，有机物主要为粘蛋白，还有唾液淀粉酶、溶菌酶等，无机物主要有钠、钾、钙、硫、氯等。 2）唾液的作用：唾液可湿润与溶解食物，以引起味觉；唾液可清洁和保护口腔，当有害物质进入口腔后，唾液可起冲洗、稀释及中和作用，其中的溶菌酶可杀灭进入口腔内的微生物；唾液中的粘蛋白可使食物粘合成团，便于吞咽；唾液中的淀粉酶可对淀粉进行简单的分解，但这一作用很弱，且唾液淀粉酶仅在口腔中起作用，当进入胃后，pH下降，此酶迅速失活。 食物在口腔内的消化过程是经咀嚼后与唾液粘合成团，在舌的帮助下送到咽后壁，经咽与食道进入胃。食物在口腔内主要进行的是机械性消化，伴随少量的化学性消化，且能反射性的引起胃、肠、胰、肝、胆囊等器官的活动，为以后的消化做准备。1.1.2 咽与食道（pharynx and esophagus） 咽位于鼻腔、口腔和喉的后方，其下端通过喉与气管和食道相连，是食物与空气的共同通道。当吞咽食物时，咽后壁前移，封闭气管的开口，防止食物进入气管而发生呛咳。食团进入食道后，在食团的机械刺激下，位于食团上端的平滑肌收缩，推动食团向下移动，而位于食团下方的平滑肌舒张，这一过程的往复，便于食团的通过。1.1. 3 胃（stomach）胃位于左上腹，是消化道最膨大的部分，其上端通过贲门与食道相连，下端通过幽门与十二指肠相连。胃的肌肉由纵状肌肉和环状肌肉组成，内衬粘膜层。肌肉的舒缩形成了胃的运动，粘膜则具有分泌胃液的作用。1.1.3.1 胃的运动 1）胃的容受性舒张：胃在充盈的状态下体积可增大到10001500ml，使胃可以很容易的接受食物而不引起胃内压力的增大。胃的容受性舒张的生理意义是使胃的容量适应于大量食物的涌入，以完成储存和预备消化食物的功能。 2）紧张性收缩：胃被充满后，就开始了它的持续较长时间的紧张性收缩。在消化过程中，紧张性收缩逐渐加强，使胃腔内有一定压力，这种压力有助于胃液渗入食物，并能协助推动食糜向十二指肠移动。 3）胃的蠕动：胃的蠕动由胃体部发生，向胃底部方向发展。蠕动的作用是：使食物与胃液充分混合，以利胃液的消化作用并把食物以最适合小肠消化和吸收的速度向小肠排放。1.1.3.2 胃液 胃液为透明、淡黄色的酸性液体，pH为0.91.5。胃液主要由以下成分组成：1）胃酸：胃酸由盐酸构成，由胃粘膜的壁细胞所分泌。胃酸主要有以下功能：激活胃蛋白酶原，使之转变为有活性的胃蛋白酶。维持胃内的酸性环境，为胃内的消化酶提供最合适的pH，并使钙铁等矿质元素处于游离状态，利于吸收。杀死随同食物进入胃内的微生物。造成蛋白质变性，使其更容易被消化酶所分解。 2）胃蛋白酶：胃蛋白酶是由胃粘膜的主细胞以不具活性的胃蛋白酶原的形式所分泌的，胃蛋白酶原在胃酸的作用下转变为具有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶可对食物中的蛋白质进行简单分解，主要作用于含苯丙氨酸或酪氨酸的肽键，形成月示 和胨，但很少形成游离氨基酸，当食糜被送入小肠后，随pH升高，此酶迅速失活。 3）粘液：粘液的主要成分为糖蛋白。粘液覆盖在胃粘膜的表面，形成一个厚约500um的凝胶层，它具有润滑作用，使食物易于通过；粘液膜还保护胃粘膜不受食物中粗糙成分的机械损伤；粘液为中性或偏碱性，可降低HCL酸度，减弱胃蛋白酶活性，从而防止酸和胃蛋白酶对胃粘膜的消化作用。 4）内因子：由壁细胞分泌，可以和维生素B12结合成复合体，有促进回肠上皮细胞吸收维生素B12的作用。1.1. 4 小肠(small intestine)小肠是食物消化的主要器官。在小肠，食物受胰液、胆汁及小肠液的化学性消化。绝大部分营养成分也在小肠吸收，未被消化的食物残渣，由小肠进入大肠。小肠位于胃的下端，长约57米，从上到下分为十二指肠、空肠和回肠。十二指肠长约25cm，在中间偏下处的肠管稍粗，称为十二指肠壶腹，该处有胆总管的开口，胰液及胆汁经此开口进入小肠，开口处有环状平滑肌环绕，起扩约肌的作用，称为Oddi扩约肌，防止肠内容物返流入胆管。1.1.4.1 小肠的运动 1）紧张性收缩：小肠平滑肌的紧张性是其它运动形式有效进行的基础，当小肠紧张性降低时，肠腔扩张，肠内容物的混合和转运减慢；相反，当小肠紧张性增高时，食糜在小肠内的混合和运转过程就加快。 2）节律性分节运动：由环状肌的舒缩来完成，在食糜所在的一段肠管上，环状肌在许多点同时收缩，把食糜分割成许多节段；随后，原来收缩处舒张，而原来舒张处收缩，使原来的节段分为两半，相邻的两半则合拢为一个新的节段；如此反复进行，食糜得以不断地分开，又不断的混合。分节运动的向前推进作用很小，它的作用在于：使食糜与消化液充分混合，便于进行化学性消化；使食糜与肠壁紧密接触，为吸收创造条件；挤压肠壁，有助于血液和淋巴的回流。 3）蠕动：蠕动是一种把食糜向着大肠方向推进的作用。蠕动由环状肌完成。由于小肠的蠕动很弱，通常只进行一段短距离后即消失，所以食糜在小肠内的推进速度很慢，约为12cm/min。1.1.4.2 进入小肠的消化液 1）胰液：胰液是由胰腺的外分泌腺部分所分泌，分泌的胰液进入胰管，与胆管合并成总胆管后经位于十二指肠处的总胆管开口进入小肠。胰液为无色无嗅的弱碱性液体，pH约为7.88.4，含水量类似于唾液；无机物主要为碳酸氢盐，其作用是中和进入十二指肠的胃酸，使肠粘膜免受强酸的侵蚀，同时也提供了小肠内多种消化酶活动的最适pH ；有机物则为由多种酶组成的蛋白质。胰淀粉酶：为-淀粉酶。胰脂肪酶类：胰液中消化脂类的酶有胰脂肪酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶和辅脂酶。胰蛋白酶类：胰液中的蛋白酶基本上分为两类，即内肽酶和外肽酶。胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶属于内肽酶；外肽酶主要有羧基肽酶A和羧基肽酶B。胰腺细胞最初分泌的各种蛋白酶都是以无活性的酶原形式存在的，进入十二指肠后被肠致活酶所激活。除上述三类主要的酶外，胰液中还含有核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。胰液中的所有酶类的最适pH为7.0左右。 2）胆汁：胆汁是由肝细胞合成的，储存于胆囊，经浓缩后由胆囊排出至十二指肠。胆汁是一种金黄色或橘棕色有苦味的浓稠液体，其中除含有水分和钠、钾、钙、碳酸氢盐等无机成分外，还含有胆盐、胆色素、脂肪酸、磷脂、胆固醇和粘蛋白等有机成分。胆盐是由肝脏利用胆固醇合成的胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合形成的钠盐或钾盐，是胆汁参与消化与吸收的主要成分。一般认为胆汁中不含消化酶。胆汁的作用是：胆盐可激活胰脂肪酶，使后者催化脂肪分解的作用加速。胆汁中的胆盐、胆固醇和卵磷脂等都可作为乳化剂，使脂肪乳化呈细小的微粒，增加了胰脂肪酶的作用面积，使其对脂肪的分解作用大大加速。胆盐与脂肪的分解产物如游离脂肪酸、甘油一酯等结合成水溶性复合物，促进了脂肪的吸收。通过促进脂肪的吸收，间接帮助了脂溶性维生素的吸收。此外，胆汁还是体内胆固醇排出体外的主要途径。 3）小肠液：小肠液是由十二指肠腺细胞和肠腺细胞分泌的一种弱碱性液体，pH约为7.6。小肠液中的消化酶包括氨基肽酶、-糊精酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶、磷酸酶等；主要的无机物为碳酸氢盐；小肠液中还含有肠致活酶，可激活胰蛋白酶原。1.1.5 大肠(large intestine) 人类的大肠内没有重要的消化活动。大肠的主要功能在于吸收水分，大肠还为消化后的食物残渣提供临时储存场所。一般地，大肠并不进行消化，大肠中物质的分解也多是细菌作用的结果，细菌可以利用肠内较为简单的物质合成B族维生素和维生素K，但更多的是细菌对食物残渣中未被消化的碳水化合物、蛋白质与脂肪的分解，所产生的代谢产物也大多对人体有害。1.1.5.1 大肠的运动大肠的运动少而慢，对刺激的反应也较迟缓，这些有利于对粪便的暂时储存。 1）袋状往返运动：由环状肌无规律的收缩所引起，可使结肠袋中的内容物向两个方向作短距离位移，但并不向前推进。 2）分节或多袋推进运动：由一个结肠袋或一段结肠收缩完成，把肠内容物向下一段结肠推动。 3）蠕动：由一些稳定向前的收缩波组成，收缩波前方的肌肉舒张，后方的肌肉收缩，使这段肠关闭合并排空。1.1.5.2 大肠内的细菌活动 大肠中的细菌来自于空气和食物，它们依靠食物残渣而生存，同时分解未被消化吸收的蛋白质、脂肪和碳水化合物。蛋白质首先被分解为氨基酸，氨基酸或是再经脱羧产生胺类，或是再经脱氨基形成氨，这些可进一步分解产生苯酚、吲哚、甲基吲哚和硫化氢等；碳水化合物可被分解产生乳酸、醋酸等低级酸以及CO2、沼气等；脂肪则被分解产生脂肪酸、甘油、醛、酮等，这些成分大部分对人体有害，有的可以引起人类结肠癌，故促进排便的可溶性膳食纤维，可加速这些有害物质的排泄，缩短它们与结肠的接触时间，有预防结肠癌的作用。1.2 吸收(absorption) 吸收是指食物成分被分解后通过肠粘膜上皮细胞进入血液或淋巴从而进入肝脏的过程。1.2.1 吸收部位 食物吸收的主要部位是小肠上段的十二指肠和空肠。回肠主要是吸收功能的储备，用于代偿时的需要，而大肠主要是吸收水分和盐类。在小肠内壁上布满了环状皱褶、绒毛和微绒毛。经过这些环状皱褶、绒毛和微绒毛的放大作用，使小肠的吸收面积可达200 m2；且小肠的这种结构使其内径变细，增大了食糜流动时的摩擦力，延长了食物在小肠内的停留时间，为食物在小肠内的吸收创造了有利条件。1.2.2 吸收形式 小肠粘膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运来完成。1.2.2.1 被动转运 被动转运过程主要包括被动扩散、易化扩散、滤过、渗透等作用。 1）被动扩散：通常物质透过细胞膜，总是和它在细胞膜内外的浓度有关。不借助载体、不消耗能量，物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧透过称被动扩散。由于细胞膜的基质是类脂双分子层，脂溶性物质更易进入细胞。物质进入细胞的速度决定于它在脂质中的溶解度和分子大小，溶解度越大，透过越快；如果在脂质中的溶解度相等，则较小的分子透过较快。 2）易化扩散：指非脂溶性物质或亲水物质如Na+、K+、葡萄糖和氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂类，需在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程。与易化扩散有关的膜内转运系统和它们所转运的物质之间，具有高度的结构特异性，即每一种蛋白质只能运转具有某种特定化学结构的物质；易化扩散的另一个特点是所谓的饱和现象，即扩散通量一般与浓度梯度的大小呈正比，当浓度梯度增加到一定限度时，扩散通量就不再增加。 3）滤过作用：胃肠粘膜的上皮细胞可以看作是滤过器，如果胃肠腔内的压力超过毛细血管时，水分和其他物质就可以滤入血液。 4）渗透：渗透可看作是特殊情况下的扩散。当膜两侧产生不相等的渗透压时，渗透压较高的一侧将从另一侧吸引一部分水过来，以求达到渗透压的平衡。1.2.2.2 主动转运在许多情况下，某种营养成分必须要逆着浓度梯度（化学的或电荷的）的方向穿过细胞膜，这个过程称主动转运。营养物质的主动转运需要有细胞上载体的协助。所谓载体，是一种运输营养物质进出细胞膜的脂蛋白。营养物质运转时，先在细胞膜同载体结合成复合物，复合物通过细胞膜转运入上皮细胞时，营养物质与载体分离而释放入细胞中，而载体又转回到细胞膜的外表面。主动转运的特点是：载体在转运营养物质时，需有酶的催化和提供能量，能量来自三磷酸腺苷的分解；这一转运系统可以饱和，且最大转运量可被抑制；载体系统有特异性，即细胞膜上存在着几种不同的载体系统，每一系统只运载某些特定的营养物质。1.2.3 主要营养物质的消化和吸收1.2.3.1 蛋白质的消化和吸收 1）蛋白质在胃中的消化：蛋白质的消化自胃中开始。胃内分解蛋白质的酶主要是胃蛋白酶。主要水解含芳香族氨基酸、蛋氨酸、亮氨酸等氨基酸残基的蛋白质，把蛋白质分解为多肽。但由于胃蛋白酶的消化作用较弱，且食物在胃内停留的时间不是很长，所以蛋白质在胃中的消化很不完全，食物蛋白质的消化主要在小肠进行。 2）蛋白质在小肠中的消化：食糜自胃中进入小肠后，蛋白质的不完全水解产物再经胰液中蛋白酶的作用，被分解为游离氨基酸和寡肽，其中1/3为游离氨基酸，2/3为寡肽。寡肽在小肠粘膜细胞的氨基肽酶的作用下被分解为二肽，二肽再经二肽酶的作用被分解成游离氨基酸。 3）氨基酸的吸收：氨基酸的吸收主要在小肠上段进行，为主动转运过程。在小肠粘膜细胞膜上，存在着运载氨基酸的载体，可以将氨基酸转运入细胞内。氨基酸的结构不同，其转运载体也不同。此外，小肠粘膜细胞上还存在着吸收二肽和三肽的转运体系，用于二肽和三肽的吸收，并在胞浆中氨基肽酶的作用下，将二肽和三肽彻底分解成游离氨基酸。吸收入肠粘膜细胞中的氨基酸，进入肠粘膜下的中心静脉而入血流，经由门静脉入肝。 在新生儿，可以通过肠粘膜细胞的胞饮作用摄入完全蛋白质，但这种作用仅在出生后前两周存在，这与乳母维持初乳分泌的时间相一致，婴儿可以以这种方式从母乳中获取具有免疫效果的抗体、乳铁蛋白、溶菌酶等。成人不存在这种方式的吸收，而且如果直接从食物中吸收异源蛋白可导致过敏反应。1.2.3.2 脂肪的消化与吸收 1）脂类的消化：脂类消化的主要场所在小肠上段。食物脂类在小肠腔内由于肠蠕动所起的搅拌作用和胆汁的掺入，分散成细小的乳胶体，同时，胰腺分泌的脂肪酶在乳化颗粒的水油界面上，催化甘油三脂、磷脂和胆固醇的水解。甘油三酯的分解：胰脂肪酶能特异性的催化甘油三酯的-酯键（即第1，3位酯键）水解，产生甘油一酯并释放出两分子游离脂肪酸。胆固醇的分解：胆固醇酯酶作用于胆固醇酯，使胆固醇酯水解为游离胆固醇和脂肪酸。磷脂的分解：由磷脂酶A2催化磷脂的第二位酯键水解，生成溶血磷酯和一分子脂肪酸。 2）脂类的吸收：脂类消化过程中产生的脂肪酸、甘油一酯等具有较大的极性，能够从乳胶体的酯相扩散到胆汁微团中，形成微细的混合微团。这种混合微团的体积很小，而且带有极性很易扩散，通过覆盖在小肠绒毛表面的水层，而使脂类消化的产物进入肠粘膜细胞中。 脂类吸收的部位主要在十二指肠的下部和空肠的上部。消化与吸收是同时进行的，消化后的产物迅速被吸收保证了消化的顺利进行。中、短链脂肪酸及甘油的极性较强，很容易分散而被吸收；中、短链脂肪酸构成的甘油三酯，经胆盐乳化后也可以完整的形式吸收，在肠粘膜细胞内脂肪酶的作用下，水解成脂肪酸及甘油，通过门静脉进入血循环；长链脂肪酸及甘油一酯随混合微团被吸收入肠粘膜细胞后，在胞内重新合成为甘油三酯，然后与载脂蛋白、磷脂、胆固醇等生成乳糜微粒，经淋巴进入血液循环；胆固醇的吸收较其它脂类慢且不完全，已吸收的胆固醇大部分被再酯化生成胆固醇酯，后者的大部分参与乳糜微粒，少量参与组成极低密度脂蛋白，经淋巴进入血循环。 1.2.3.3 碳水化合物的消化与吸收 1）碳水化合物的消化过程：虽然口腔内的唾液淀粉酶能把淀粉水解成麦芽糖，但由于食物在口腔停留的时间很短，所以淀粉的口腔内消化很少，淀粉的消化主要在小肠中进行。在小肠，胰液中的-淀粉酶可以从淀粉分子的内部水解-1，4糖苷键，把淀粉分解为麦芽糖、麦芽三糖及含分支的异麦芽糖和-临界糊精。-临界糊精由49个葡萄糖组成，和异麦芽糖一样，其分支结构由-1，6糖苷键组成。小肠粘膜的刷状缘含有-葡萄糖苷酶（包括麦芽糖酶）和-临界糊精酶（包括异麦芽糖酶）。-葡萄糖苷酶可把麦芽糖和麦芽三糖水解成葡萄糖，而-临界糊精酶能把异麦芽糖和-临界糊精水解成葡萄糖。此外，小肠粘膜细胞内还存在-葡萄糖苷酶，可以水解蔗糖和乳糖。 2）碳水化合物的吸收：糖的吸收主要在小肠上段完成，不同的糖，其吸收机制不同。一般地，戊糖（核糖）靠被动扩散吸收，而己糖则靠载体的主动转运吸收。由于载体转运有特异性，小肠粘膜细胞膜上运载糖的载体要求糖的结构为吡喃型单糖，并在其第二位碳上有自由羟基，所以葡萄糖、半乳糖等能与载体结合而迅速被吸收，而果糖、甘露糖等因不能与这类载体结合，主要依靠被动扩散吸收，所以吸收速度较低。糖被吸收后通过小肠中心静脉进入血液循环。1.2.3.4 水分的吸收 在小肠，水分的吸收主要依靠营养素吸收后所形成的渗透压被动扩散到肠粘膜细胞，而在大肠，则主要靠净水压被动吸收。2 营养素的体内运输食物中经过消化吸收的营养成分进入血液后，在循环系统的帮助下，被运送到机体的各个部分才能被代谢和利用。2.1 循环系统的组成血液循环系统由心脏、血管（包括淋巴管）组成。心脏是推动血液流动的动力器官，血管是血液流动的管道，包括动脉、毛细血管、静脉三部分。由左心室射出的血液，经动脉流向全身组织，在毛细血管部位经过细胞间液同组织细胞进行物质交换，再经静脉流回右心房，这一循环途径称为“体循环”。血液从右心室射出，经过肺动脉分布到肺，与肺泡中的气体进行气体交换，再由肺静脉流回左心房，这一循环途径称为“肺循环”。体循环与肺循环相互连接，构成一个完整的循环机能体系，心脏的节律性活动及心脏瓣膜有规律的开启与关闭，使血液能按一定的方向循环流动，完成物质运输、体液调节等机能。2.2 各种营养素的运输2.2.1 氨基酸的运输 氨基酸为水溶性物质，可溶于血浆中，因此以游离状态存在于血液中被运输。2.2.2 脂类的运输 脂类物质难溶于水，将它们分散在水中往往呈乳糜状。然而正常人血浆中脂类物质虽多，却仍清澈透明，这是因为血浆中的脂类都是以各类脂蛋白的形式存在的。血浆中的脂蛋白包括乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)。它们主要由蛋白质（载脂蛋白）、甘油三脂、胆固醇及胆固醇酯、磷脂等组成，各类血浆脂蛋白都含有这四类成分，但在组成比例上却大不相同。载脂蛋白的分子结构中均含有双性-螺旋结构。在双性-螺旋结构中，疏水性氨基酸残基构成-螺旋的一个侧面，位于双螺旋的内侧。而另一侧面由具亲水基团的极性氨基酸残基构成。双性-螺旋结构是载脂蛋白能结合及转运脂质的结构基础。脂类物质与载脂蛋白内侧的疏水端结合，双螺旋结构使得疏水基团完全被包在内侧，暴露在外的为亲水一侧，从而使脂蛋白成为水溶性物质而运输。2.2.3 碳水化合物的运输 血液中的碳水化合物绝大多数为葡萄糖，分子量小且为水溶性，可游离存在于血液中运输。2.3.4 矿物质的运输2.2.4.1 铁的运输 从肠道吸收的铁在肠粘膜细胞内与脱铁铁蛋白结合成铁蛋白而储存，当机体需要时，铁与铁蛋白分离，在载体的帮助下穿过肠粘膜及毛细血管内皮细胞进入血液循环，Fe2+在酶的催化下转化为Fe3+，Fe3+与血浆中的运铁蛋白结合随血液循环被运送到全身各处。2.2.4.2 钙的运输 从肠道吸收的钙、骨骼中溶解的钙及肾脏重吸收的钙进入血液后，约47.5%以离子的形式存在于血清中，46%与蛋白质结合，6.5%与有机酸或无机酸复合而被运输。2.2.4.3 其它离子的运输 其它矿物质或游离于血浆中，或与血浆蛋白质结合，或是存在于血细胞内而被运输。2.2.5 维生素的运输 水溶性维生素溶于血清中而被运输，脂溶性维生素与脂肪酸一起被运输。3 营养素的体内代谢 营养素的代谢主要是蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢，通过在体内的代谢发挥其生理作用，了解其代谢过程对掌握和研究营养素的生理功能有重要意义。3.1 蛋白质的代谢 蛋白质经消化后转变成氨基酸，所以蛋白质的代谢也就是氨基酸的代谢，主要是合成机体需要的蛋白质，其次是在分解代谢中可以产生能量。3.1.1 蛋白质的合成 人体的各种组织细胞均可合成蛋白质，但以肝脏的合成速度最快。蛋白质的合成过程，就是氨基酸按一定顺序以肽键相互结合，形成多肽链的过程。不同的蛋白质氨基酸组成和排列顺序不同。由于人体有精确的蛋白质合成体系，因此机体在大多数情况下，都能准确的合成某种有独特氨基酸构成的蛋白质。（详见生物化学）3.1.2 氨基酸的分解代谢3.1.2.1 脱氨基作用 氨基酸分解代谢最主要的反应是脱氨基作用。氨基酸的脱氨基作用在体内大多数组织中均可进行。氨基酸可以通过多种方式脱去氨基，如氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基及非氧化脱氨基等，以联合脱氨基为最重要。氨基酸脱氨基后生成的-酮酸可以进一步代谢，如通过氨基化合成非必须氨基酸；可以转变为糖和脂类；也可直接氧化供能。氨具有毒性，脑组织尤为敏感，可在肝脏合成尿素而解毒。（详见生物化学）3.1.2.2 脱羧基作用 在体内，某些氨基酸可以进行脱羧基作用并形成相应的胺类，这些胺类在体内的含量不高，但具有重要的生理作用。主要由以下几种 1）-氨基丁酸：由谷氨酸脱羧基产生。-氨基丁酸是抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。 2）牛磺酸：由半胱氨酸氧化再脱羧产生，是结合胆汁酸的组成成分。近年来发现脑组织含有较多的牛磺酸，提示牛磺酸和神经系统的功能有关。 3）组胺：由组氨酸脱羧产生，是一种强烈的血管扩张剂，并能增加毛细血管通透性，参与炎症反应和过敏反应等。 4）5-羟色胺：由色氨酸先羟化再脱羧所形成，脑内的5-羟色胺可作为神经递质，具有抑制作用；而在外周组织，则有血管收缩的作用。3.2 脂类代谢3.2.1 甘油三酯的合成代谢 甘油三酯是机体储存能量的主要形式。机体摄入糖、脂肪等食物均可合成脂肪在脂肪组织储存。肝、脂肪组织及小肠是合成甘油三酯的主要场所，以肝的合成能力最强。肝细胞能合成脂肪，但不能储存脂肪。甘油三酯在肝内质网合成后，与载脂蛋白B100、C等以及磷脂、胆固醇结合生成极低密度脂蛋白（VLDL），由肝细胞分泌入血而运输至肝外组织。如肝细胞合成的甘油三酯因营养不良、中毒、必须脂肪酸缺乏、胆碱缺乏或蛋白质缺乏不能形成VLDL分泌入血时，则聚集在肝细胞中，形成脂肪肝。 脂肪组织是机体合成脂肪的另一重要组织。它可利用从食物脂肪而来的乳糜微粒（CM）或VLDL中的脂肪酸合成脂肪，更主要以葡萄糖为原料合成脂肪。脂肪细胞可以大量储存脂肪，是机体合成和储存脂肪的“仓库”；机体需要能量时，储脂分解释出游离脂肪酸及甘油入血，以满足心、肝、骨骼肌、肾等的需要。 小肠粘膜细胞则主要利用脂肪消化产物再合成脂肪，以乳糜微粒形式经淋巴进入血循环。3.2.2 甘油三酯的分解代谢3.2.2.1 脂肪动员 储存在脂肪组织中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（free fatty acid,FFA）和甘油，并释放入血液以供其它组织氧化利用的过程，称为脂肪动员。机体在正常情况下，并不发生脂肪的动员，只有在禁食、饥饿等造成血糖降低或交感神经兴奋时，才发生脂肪的动员。脂肪组织中的甘油三酯脂肪酶可催化甘油三酯分子中第1或第3位酯键断裂，生成游离脂肪酸和甘油二酯，后者可继续进行酶促水解反应。 脂解作用使储存在脂肪细胞中的脂肪分解成游离脂肪酸和甘油，然后释放入血。血浆清蛋白具有结合游离脂肪酸的能力，FFA与清蛋白结合后由血液运送至全身各组织，主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。甘油溶于水，直接由血液运送至肝、肾、肠等组织，主要是在肝甘油激酶作用下，转变为3-磷酸甘油，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，循糖代谢途径进行分解或转变为糖。 3.2.2.2 脂肪的-氧化 在供氧充足的条件下，脂肪酸可在体内氧化分解成H2O和CO2并释放出大量能量，以ATP形式供机体利用。除脑组织外，大多数组织均能氧化脂肪酸，但以肝脏和肌肉最为活跃。 脂肪酸的-氧化过程可概括为活化、转移、脂肪酸的-氧化及脂肪酸氧化的能量生成等四个阶段。（详见生物化学）3.3 碳水化合物的代谢 体内的碳水化合物主要来源于食物，少量则由非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）通过糖异生作用形成。机体摄入的糖类或转变成脂肪后储存于脂肪组织中；或合成糖原，当机体需要葡萄糖时可以迅速被动用以供急需；或分解产生能量；还可以构成体组织或是合成体内的活性物质。3.3.1 糖原的合成代谢糖的合成代谢主要指葡萄糖聚合为糖原的过程。葡萄糖在ATP的参与下发生磷酸化，而后在变位酶的作用下，6-磷酸葡萄糖变成1-磷酸葡萄糖。1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸（UTP）缩合生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）及焦磷酸（焦磷酸在体内迅速被焦磷酸酶水解），UDPG可看作是“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。最后在糖原合成酶的作用下，将葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成-1，4糖苷键。糖原引物是指细胞内原有的较小的糖原分子。游离葡萄糖不能作为UDPG的葡萄糖基接受体。以上反应反复进行使糖链不断延长，但不能产生分支。当糖链长度达到1218个葡萄糖基时，分支酶将一段糖链，约67个葡萄糖基转移到邻近的糖链上，以-1，6糖苷键相接，形成分支。3.3.2 糖的分解代谢 在细胞中葡萄糖的分解代谢方式在很大程度上受氧供状况的影响。在供氧充足时，葡萄糖进行有氧氧化彻底氧化成CO2和H2O；有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数细胞都通过它获得能量。在缺氧条件下葡萄糖则进行糖酵解生成乳酸；糖酵解最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌肉收缩更为重要。（详见生物化学） 4 营养代谢物质的排泄 机体在新陈代谢过程中，不断产生对自身无用或有害的代谢产物，这些代谢废物如果不及时清除出体外，就会在体内堆积而对机体造成伤害，因此机体必须通过排泄活动将它们及时地运送到体外。所谓排泄是指机体在新陈代谢过程中所产生的代谢终产物以及多余的水分和进入体内的各种异物（包括药物），由排泄器官向体外输送的生理过程。机体的排泄器官主要是肾，其次是肺、皮肤、肝和肠。肾脏以尿的形式排出多种代谢终产物和某些异物，如尿素、尿酸、肌酐、马尿酸、水及进入体内的药物等；肺借助呼气动作，排出二氧化碳和少量水，以及一些挥发性物质；皮肤依靠汗腺分泌，排出一部分水和少量的尿素与盐类；肝和肠把胆色素和无机盐（钙、镁、铁等）排入肠腔，随粪便排出体外。在这些排泄器官中，由肾脏排出的代谢终产物不仅种类多，数量大，而且肾脏还可根据机体情况调节尿的质和量，因而肾脏的泌尿作用具有特别重要的意义。4.1 肾的结构特点肾脏的基本功能单位称肾单位，它与集合管共同完成泌尿功能。4.1.1 肾单位 人的两侧肾脏约有170240万个肾单位，每个肾单位包括肾小体和肾小管两部分，肾小体又包括肾小球和肾小囊。肾小球是一团毛细血管网，其两端分别与入球小动脉和出球小动脉相连。肾动脉从腹主动脉分出后进入肾脏，逐渐变细分成为许多分支，称为入球小动脉。入球小动脉再分成许多毛细血管，形成肾小球。肾小球的包囊称为肾小囊，它有两层上皮细胞，内层(脏层)紧贴在毛细血管壁上，外层(壁层)与肾小管管壁相连；两层上皮之间的腔隙称为囊腔，与肾小管管腔相通。血浆中某些成分通过肾小球毛细血管网向囊腔滤出；滤出时必须通过肾小球毛细血管内皮细胞、基膜和肾小囊脏层上皮细胞，这三者构成滤过膜。肾小管由近球小管、髓袢和远球小管三部分组成。髓袢由髓袢降支和髓袢升支组成，前者包括髓袢降支粗段和降支细段；后者是指髓袢升支细段和升支粗段。近球小管包括近曲小管和髓袢降支粗段。远球小管包括髓拌升支粗段和远曲小管。远曲小管末端与集合管相连。4.1.2 集合管 集合管不包括在肾单位内，但在功能上和远球小管密切相关，在尿生成过程中，特别是在尿液浓缩过程中起着重要作用。每一集合管接受多条远曲小管运来的液体，许多集合管又汇入乳头管，最后形成的尿液经肾盏、肾盂、输尿管进入膀胱，由尿道排出体外。4.2 尿液的生成 肾脏生成尿包括相互联系的两个过程，即肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收、分泌、排泄作用。4.2.1 肾小球的滤过作用 当血液流经肾小球毛细血管时，血液中的成分除血细胞和大分子的蛋白质外，其余的物质都能透过肾小球的滤过膜而进入肾小囊囊腔，这种滤过液称原尿。原尿中含有血浆中各种小分子物质如葡萄糖、钙、磷、钾、氯、尿素、尿酸等，且含量与血浆中的含量相近。4.2.2 肾小管和集合管的重吸收、分泌、排泄作用 原尿生成后沿肾小管流入集合管，然后再汇入肾盂。在此过程中，原尿中的绝大部分水和有用物质，将全部或部分地被管壁上皮细胞重新吸收进入组织间液，然后重返血液。管壁上皮细胞对大多数营养素的重吸收是主动转运的过程，因而存在饱和性，如果原尿中某种营养素的含量过高，超过了肾小管的重吸收功能，尿液中就会出现这种物质。如当血糖升高时，通过肾小球滤过到原尿中葡萄糖的含量增多，超过肾小管的重吸收功能时，尿中就会出现葡萄糖。肾脏对水的重吸收有两种情况，一种是伴随溶质的吸收而被吸收，因而是被动吸收，这种吸收与机体是否缺水无关；另一种是水的重吸收量随着体内水量的