第12章元素在人体细胞内的活动

人体由组织、器官、系统构成；各组织、器官、系统由细胞构成；细胞是由众多水，元素，无机盐，有机物构成的大分子团，人体由40~60万亿个细胞构成，它是细胞膜包裹的，处在血液水溶液中的，人体最小单位。微观看细胞，又是30种元素离子或原子团离子的有机结合体。这些元素离子或原子团离子，由水、空气、食物而来；分别以离子、无机物、有机物进入人体；水中来的离子经消化系统直接进入血液再入细胞；空气中来的，经呼吸系统进入血液再入细胞；食物中来的，先进入消化系统酸化处理，分离出碳水化合物、氨基酸、蛋白质等小分子有机物；被小肠毛细血管吸入血液，再入细胞。一部分小分子有机物被贮存，另一部分在细胞线粒体内被氧化分解，产生热量，维护体温；放出二氧化碳，排出体外。接着，再与空气中进入的二氧化碳、氧、氮和水及无机元素再造人体有机物：基因、酶、金属酶、蛋白质、生物无机物等。为细胞修复、分裂、更新、再造，而提供物质条件。

01节人体元素如何被血液吸收？

（1）食物中的元素被酸化分解

A、口腔内的消化

口腔对食物的消化作用是接受食物，并进行撕碎，咀嚼，研磨。并掺和唾液，唾液中的淀粉酶开始降解淀粉，使其分解成为麦芽糖。唾液对食物起着润滑作用，但在唾液中不含消化蛋白质和脂肪的酶，所以，脂肪和蛋白质等不能在口腔中被消化。

B、食道输送

食道亦称食管,是一个又长又直的肌肉管,食物借助于食道口肌肉的吞嚥作用，及唾液的润滑，从咽部输送到胃中。食道长约25cm,有三个狭窄处，食物通过食道约需7秒钟。

C、胃内的消化

胃是膨胀能力最强的消化器官，食道入口叫贲门；中间部分叫胃体；向左鼓出的L形部分叫胃底；位于小肠入口之前的收缩部分叫幽门。胃每天分泌约1.5~2.5L胃液，胃液中主要含有三种成分,即胃蛋白酶原、盐酸(胃酸)和粘液。其中，胃底区的细胞分泌盐酸，胃中的胃液素细胞分泌胃蛋白酶原，当胃蛋白酶原处于酸性环境时(pH1.6~3.2)，胃蛋白酶被激活，可以水解一部分蛋白质。另外,胃还分泌凝乳酶，这种酶能凝结乳中蛋白，对于婴儿营养非常重要。成人若长时间不食用乳及其制品时，胃液分泌物中会缺少凝乳酶。食物通过胃的速度主要取决于饮食的营养成分，碳水化合物通过胃的速度要比蛋白质和脂肪快些，而脂肪速度最慢。水可以直接通过胃到达小肠，在胃中几乎不停留。各种食物通过胃的速度不同，使食物具有不同的饱腹感。正常成人食物通过胃的速度为4~5h。

D、肠内的消化

小肠与胃的幽门末端相连，长约5.5m，分为十二指肠、空肠和回肠三部分，是食物消化和吸收的主要场所。在正常人中,90%~95%的营养素吸收在小肠的上半部完成。肠黏膜具有环状皱褶，并拥有大量绒毛，表面上的细胞又具有大量微绒毛，这样便构成了巨大的吸收面积(200~400m2)。使食物停留时间有些长，这些微绒毛形成了粗糙的界面，上面含有高浓度的消化酶，小肠的不断运动，可以使食物和分泌物混合在一起，以便小肠绒毛吸收营养进入血液。

E、胰脏的消化

胰脏是一个大的小叶状腺体，位于小肠的十二指肠处。胰脏分泌的消化液呈碱性，通过胰脏管直接进入小肠，胰液富含碳酸氢盐，能够中和胃中产生的高酸性食糜。胰脏分泌的酶的成分有蛋白水解酶、脂肪酶、淀粉水解酶、核酸水解酶，以及一些化学缓冲剂。胰淀粉水解酶能够将淀粉分解成为麦芽糖，在麦芽糖酶的作用下，进一步分解成为葡萄糖。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和羧肽酶，可将蛋白质消化为胨、肽和氨基酸；胰脂肪酶将脂肪消化分解为脂肪酸和甘油。

F、肝与胆的消化

肝脏包括肝、胆囊和胆管。肝的主要消化功能之一，是分泌胆汁，然后储存在胆囊中。胆汁能溶解和吸收膳食脂肪，并帮助排泄一些废物，如胆固醇和血红蛋白降解产物。肝脏消化吸收的作用，还表现在储藏和释放葡萄糖，储存维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和维生素B1等，以及对已被消化吸收的营养素进行化学转化。除此之外，肝脏还有许多生理功能，包括有害化合物的解毒作用，产能营养素的代谢，血浆蛋白的形成，尿素的形成，多肽激素的钝化等。

G、结肠与直肠

大肠长约1.5m，分盲肠、结肠、直肠三部分。食物从胃到小肠末端的移动需30~90min,而通过大肠则需1~7天。在大肠中含有以大肠杆菌为主的大量细菌，这些细菌影响粪便的颜色和气味。在消化过程中没有起反应的食物可以通过细菌进行改变和消化。这样，某些复杂的多糖和少量简单的碳水化合物，如木苏糖(四碳糖)或棉籽糖(三碳糖)被转化为氢、二氧化碳和短链脂肪酸。没能消化的蛋白质残渣被细菌转化为有气味化合物。此外,大肠内细菌还可以合成维生素K、生物素和叶酸等营养素。

（2）有机营养素的吸收

食物经过消化，将大分子物质变成低分子物质，其中多糖分解成单糖，蛋白质分解成氨基酸，脂肪分解成脂肪酸、甘油等。维生素与矿物质则在消化过程中从食物的细胞中释放出来，通过消化道管壁，主要是小肠毛细血管的吸收进入血液循环。这些过程称为吸收，吸收，的方式取决于营养素的化学性质。

食物在口腔时没有被吸收,在胃只能被吸收少量的水分和酒精等,大肠主要吸收在小肠没被完全吸收的水分和无机盐，而营养物质的吸收主要在小肠进行。当营养成分被消化吸收后,立即被运输到需要或储藏它们的组织，淋巴和血液是营养物的主要运输介质，在肠道的膜内有淋巴毛细管网状组织，胆固醇、水、长链脂肪和某些蛋白质被淋巴系统最终传送到静脉系统。大部分低分子营养物质被吸收进入血液循环后,与血液中蛋白质分子结合,再运输到各组织细胞。

A、蛋白质的吸收

蛋白质在消化道内被分解为氨基酸后，在小肠黏膜被吸收，吸收后经小肠绒毛内的毛细血管而进入血液循环，为主动转运过程。天然蛋白质被蛋白酶水解后，其水解产物大约1/3为氨基酸，2/3为寡肽，这些产物在肠壁的吸收远比单纯混合氨基酸快，并且，吸收后大部分以氨基酸形式进入门静脉。

B、脂肪的被吸收

脂肪经消化道被分解为甘油和脂肪酸，甘油易溶于水,可被直接吸收进入血液中；脂肪酸在消化道需与胆盐结合成水溶性复合物才被吸收。脂肪酸被吸收后，一小部分进入小肠绒毛的毛细血管，由门静脉入肝，一大部分进入毛细淋巴管，经大淋巴管进入血液循环，脂溶性维生素也随脂肪酸一起被吸收。

C、碳水化合物的吸收

碳水化合物经消化分解为单糖(主要为葡萄糖及少量的果糖和半乳糖)后，以主动转运（自由运动）方式吸收，然后通过门静脉入肝，一部分合成糖原在肝中储存。另一部分由肝静脉进入人体循环，供全身细胞利用。

D、水、水溶性维生素及无机盐的吸收

水、水溶性维生素及无机盐这一类物质，不经消化，在小肠被直接吸收。水在肠道是靠渗透压的原理（水往低压流）被吸收的；水溶性维生素是由以水为载体被吸收的；无机盐中的钠是靠钠钾离子泵原理被吸收，氯离子、碳酸氢根等负离子是以水为载体被吸收的。无机盐水溶液，以电离原理在血液中自动扩散运动。

营养物质的吸收只在人体消化系统的部分消化道内进行，小肠是主要的吸收场所，能够吸收大部分的水、无机盐、维生素和全部的氨基酸、葡萄糖、甘油和脂肪酸．胃只能吸收少量的水、无机盐和酒精．大肠是形成粪便的场所，能够吸收少量的水、无机盐和维生素．其他的消化道基本上没有吸收功能。

（3）生物转化

肝脏是进行生物转化的主要器官,在人体内，营养与非营养物质在肝脏等组织中的化学转变过程称为生物转化。体内物质代谢产生的小分子活性物质或毒物，以及进入体内的各种异物如药物、毒物、食品添加剂等在体内通过生物转化可以改变其结构和性质，然后通过肝脏或肾脏等途径排出体外。许多因素在影响生物转化反应的进行，例如，个体差异因素及种族因素、营养不良(蛋白质、磷脂、维生素A、维生素C、维生素E等不足)会影响生物转化的进行；新生儿的生物转化能力有些差；老年人的转化能力也趋于衰退；体内雄性激素、胰岛腺素可促进机体内的生物转化作用；严重的肝脏病会影响转化的进行。

以上说的是元素如何被血液吸收。换个标的说，元素不是被吸收，而是依靠水溶液产生的自身能量主动进入血液的：无机离子、有机物分子都具有电子能，在人血液条件下，都表达出来的。