第7章 营养与消化

第7章营养与消化,Contents,营养,7.1,动物处理食物的过程,7.2,人的消化系统及其功能,7.3,脊椎动物消化系统的结构与功能对食物的适应,7.4,营养素(nutrient)：食物中能够被人体消化吸收和利用的物质,7.1营养,水糖类蛋白质脂质维生素矿物质膳食纤维,7.1.1人体需要哪些元素,7.1.2人和动物食物中的能量来自食物中的化学能,能源物质：糖；脂肪；蛋白质；有机酸等糖类是主要能源（50%）；,7.1.3人和动物的生命活动服从能量守恒定律,代谢率(metabolicrate)：单位时间内人或动物所需要的全部能量。基础代谢率(basalmetabolicrate,BMR):如果不进行体力和脑力活动，只维持清醒状态，在单位时间内生命活动所需要的最低能量。人和动物的生命活动服从能量守恒定律。能量输入=能量输出+能量贮存或能量输入=输出的热能+所做的功+能量贮存,7.1.4糖类和脂类都是构建身体所必需的,糖类：能量的主要来源，也是构建细胞必不可少的成分。细胞膜上的糖蛋白。脂肪:食物中的必需成分，缺少会妨碍生长。全用蛋白质和糖类饲养的小鼠的停止生长。维持动物的健康必需的两种不饱和脂肪酸：亚油酸(linoleicacid)亚麻油酸(linolenicacid)磷脂、胆固醇：细胞膜主要成分脂溶性维生素,都存在于植物。促进生长，防止皮炎,构成细胞的主要成分，机体的重要组成部分，是除水外，含量最多的养分，占干物质的50%。身体的成分处于不断合成和分解的稳定状态中在血浆中占45%的清蛋白，更新3%/天纤维蛋白原，更新25%/天小肠内表皮细胞，全部更新/2-4天更新下来的蛋白质和氨基酸转变成尿液中的尿素和粪便中的含氮废物排出体外、角蛋白的损耗人类必须从外界摄取蛋白质。成人每公斤每日需补充1.0-1.2g蛋白质。蛋白质是食物中最重要的、必不可少的,7.1.5蛋白质是建造和修复人体的原料,必需氨基酸：人体需要，但人体不能自己合成，因而食物中必须含有的氨基酸。共8种：苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸苯丙氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸半必需氨基酸：人体内能合成，但数量很少，食物中也必须含有的氨基酸。组氨酸必需氨基酸是不可替代的，每一种都有其特殊作用。不完全蛋白质:不含全部必需氨基酸的蛋白质，如植物蛋白完全蛋白质：含有全部必需氨基酸的蛋白质，如动物蛋白,7.1.6蛋白质中的9种氨基酸是必需的营养素,一两色素本来淡些,7.1.7维持身体健康的饮食必须包含多种维生素,维生素是一些小分子的有机化合物。定义：必需，所需量极少，mg或ug/天；自身不能合成，从食物中摄取、共生微生物提供作用：辅酶分子或其一部分，不是供能物质类型：水溶性维生素:包括维生素C和B族维生素（如维生素、B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12等）。脂溶性维生素:包括维生素A、D、E、K。维生素缺乏症：坏血病（C）、脚气病（B1）、糙皮病(缺乏烟酸)、恶性贫血(B12)、夜盲症（A）、佝偻病（D）,7.1.8维持身体健康的饮食必须包含多种矿物质,必需的矿物质：指那些必须由饮食供应的，对维持生命活动、促进生长和生殖有重要作用的无机物。类型：需要量大：Na，Cl，K，P，S，Mg，Ca需要量少：Fe，Mn，I；痕量（微量）：Cu，Zn，Mo，Se，Co，F,钙,人体每天需要补充钙的数量成人800mg婴儿（10个月）400mg幼儿（3岁）600mg少年（10岁）800mg青年（1218岁）1000mg老年1200mg孕妇/哺乳1500mg,钙参加几乎每一种生理代谢过程,Ca在体内的生理作用（1.2kg/70kg-2%）骨骼及牙齿99%需要Ca参与的生理过程肌肉：肌肉收缩免疫：白细胞吞噬功能循环：血液凝固内分泌：激素分泌毛细血管通透性骨骼：骨骼形成微循环改善神经：神经肌肉应激性Ca调节多种酶的活性,婴、幼、少儿-佝偻病老年人-骨质疏松症上海地区骨质疏松症患者男20.1%女48.1%其中60岁以上男24.9%女75.5%上海地区老年人骨折发生率城区16.5%农村6.9%,缺钙引起的疾病,影响钙吸收的因素维生素D,促小肠吸收钙促骨骼释放钙促肾细胞回收钙,使血清钙,7.1.9营养过剩是现在常见的病态,过度肥胖(obesity)：又称肥胖症，是身体过度蓄积脂肪的一种病态，通常是由于身体摄入食物所含的能量超过所能消耗的能量，过多的能量以脂肪的形式贮存起来而引起的。体重超过标准体重20%原因：生活方式和生活习惯，遗传(如肥胖基因GAD2)减肥办法:适度的节食和运动,身体质量指数（BMI）=体重（Kg）/【身高（m）】2,肥胖,肥胖基因是隐性基因，Leptin是肥胖基因的表达产物，有人称之为肥胖蛋白，但由于它具有显著降低机体肥胖程度的功能，因此也有人称之为瘦蛋白。美国洛克菲勒大学的JeffreyFriedman等(1994)发现，在小白鼠中发现肥胖基因并进行测序，发现它的mRNA由4.5kb组成，其中有一段编码167个氨基酸的序列相当保守。Leptin具有抑制食欲的功效，这个从肥胖细胞所产生出的肥胖蛋白，会经由血流而到达脑部。当脑部中的接受器与肥胖蛋白结合后，大脑会释出讯息，以告知身体摄入的食物已经足后，应该停止进食。解决方案：合理饮食（少食高脂肪食物）、加强体育锻炼。,7.2动物处理食物的过程,消化(digestion)：把摄入的食物经过机械作用粉碎和化学作用分解,最后成为小分子化合物的过程。吸收(absorption):简单的小分子穿过细胞膜进入细胞内的过程。,7.2动物处理食物的过程,进化趋势:细胞内消化细胞外消化1.细胞内消化(intracellulardigestion)：整个摄食过程，包括摄入、消化、吸收和排出都是在一个细胞内进行。内吞作用（吞噬作用）单细胞动物（原生动物）食物泡、溶酶体小型多细胞动物（海绵、腔肠）高等动物内吞（吞噬）作用普遍存在白细胞、肠上皮等,23,2.过渡类型,24,3.细胞外消化(extracellulardigestion)：食物的消化过程是在细胞外的消化腔或消化管中进行。蚯蚓、昆虫、高等动物4.细胞外消化的意义：使动物可利用的食物大大增加，有利于动物的生存和发展。,普通生物学第二部分个体生物学第五章营养,7.3人的消化系统及其功能,食物进入消化系统后，被管道的运动所推动，在移动中逐步被分割、分解直到成为简单小分子，穿过细胞膜进入细胞，再被运送到全身。,消化系统由消化道和消化腺两部分组成。消化道：口腔，咽，食管，胃，小肠，大肠，肛门消化腺：唾液腺、胃腺、肠腺、肝脏、胰脏等。,消化腺,唾液腺：有三对，腮腺、舌下腺、颌下腺。分泌唾液淀粉酶。,胃腺：是胃壁粘膜内陷，可产生盐酸、粘液、胃蛋白酶原。,胰脏：分泌胰液，胰液呈碱性，含消化蛋白质、淀粉和脂肪的酶。,肠腺：位于小肠粘膜中的微小腺体，分泌肠液呈碱性。,肝脏：最大的腺体，分泌胆汁，储于胆囊。胆汁呈碱性，无消化酶，有乳化脂肪的作用。,7.3.1消化从口腔开始,牙齿舌：辨味；搅拌、卷送、助吞咽；发音3对唾液腺：腮腺、舌下腺、颌下腺在口腔内主要进行机械性的消化，食物被分割、研碎，掺进唾液。食物在口腔中引起的咀嚼和吞咽，不全是随意活动，而是由神经系统控制的反射活动。,7.3.2食物通道与呼吸通道在咽部交叉,吞咽活动也是一种反射。将食物吞入食管是一种很复杂的活动。人的咽部十字路口。向上两条对外通道：经过口腔和通过鼻腔对下2条通道：通向气管和肺通向食管和胃吞咽时必需封闭通向鼻腔和气管的通道，将口腔中的食物挤入食管。吞咽的发动是随意的，但当舌头将食物送到咽部后，食物在咽部刺激有关的感受器引发一连串的反射活动，直至将食团推入食管，就不是随意活动。,29,软颚：上举封闭鼻腔；舌：上举封闭口腔；喉：上举会厌软骨封闭气管,7.3.3食管蠕动将食物挤入胃,蠕动(peristalsis)是食管出现的一种收缩波，沿食管从口腔向胃的方向推移。胃、小肠、大肠及一些肌肉组成的中空管道如子宫也有蠕动。从口腔中吞咽的食团只需8-9s就可经过食管到达胃内。,7.3.4胃贮存食物并消化一部分食物,唾液淀粉酶的作用：催化胃中70%的淀粉的分解食物进入使胃体积增大，促进胃的蠕动。食物刺激胃黏膜中的腺体分泌胃液。壁细胞：HCl主细胞：胃蛋白酶原胃蛋白酶胃贮存食物，使食糜在小肠内能充分消化胃分泌内因子，对维生素B12的吸收是必需的。,7.3.5消化性溃疡是由幽门螺旋杆菌引起的,7.3.小肠是消化食物与吸收营养素的主要器官,组成：十二指肠、空肠、回肠功能：主要的消化、吸收器官,7.3.小肠是消化食物与吸收营养素的主要器官,小肠的多种运动形式有利于食物的消化和吸收分节运动(segmentation)：在同一时间内肠管的多处环形肌收缩，将肠管中的食糜分成许多小段。蠕动:推动食糜经过小肠，移动缓慢，1cm/分钟，食糜从幽门到大肠要几个小时；蠕动冲:行进速度很快，行进距离较长,7.3.小肠是消化食物与吸收营养素的主要器官,小肠具有特殊的结构有利于吸收通过3种方式增大吸收的表面积：小肠黏膜的环形皱褶绒毛，黏膜形成的指状突起微绒毛，绒毛上的柱状上皮细胞面向肠腔的一端细胞膜突起,营养成分的吸收,吸收：各种食物经消化后的产物、水和盐类等物质通过肠上皮细胞进入血液或淋巴的过程。胃吸收酒精和少量水；小肠是主要的吸收场所，大肠吸收水和盐类。糖的吸收：主动吸收单糖。在小肠上皮细胞的微绒毛上被吸收。蛋白质的吸收：主动吸收小肽和氨基酸。在胃、小肠上段被消化。脂肪的吸收：混合微胶粒形式吸收。血液和淋巴两条途径吸收。维生素的吸收：脂溶性维生素吸收与脂肪吸收相似；水溶性维生素一般通过主动转运、易化扩散或被动扩散等途径吸收。水和电解质的吸收：水的吸收是被动的渗透过程，无机盐的吸收多为主动吸收。,由升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠和直肠构成结肠有项功能：上半段：吸收水分和电解质。共生菌(提供多种维生素，抑制有害