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小肠内主要营养物质的吸收

在小肠中被吸收的物质不仅是由口腔摄入的物质,由各种消化腺分泌入消化管内的水分、无机盐和某些有机成分,大部分将在小肠中被重吸收。例如,人每日分泌入消化管内的各种消化液总量可达6~7L之多,每日还从口腔摄入1L多的水分,而每日由粪便中丢失的水分只有150ml左右。因此,重吸收回体内的液体量每日可达8L。这样大量的水分如果不被重吸收,势必严重影响内环境的相对稳定而危及生命,急性呕吐和腹泻时,在短时间内损失大量液体的严重性就在于此。

在正常情况下,小肠每天还吸收几百克糖,l00g或更多的脂肪,50~l00g氨基酸,50~l00g离子等。实际上,小肠吸收的能力远远超过这个数字,因此,小肠的吸收具有巨大的贮备力。

(一) 水分的吸收

人每日由胃肠吸收回体内的液体量约有8L之多。水分的吸收都是被动的,各种溶质,特别是NaCl的主动吸收所产生的渗透压梯度是水分吸收的主要动力。细胞膜和细胞间的紧密连接对水的通透性都很大,因此,驱使水吸收的渗透压一般只有3~5mOsm/L。

在十二指肠和空肠上部,水分由肠腔进入血液的量和水分由血液进入肠腔的量都很大,因此肠腔内液体的量减少得并不多。在回肠,离开肠腔的液体比进入的多,从而使肠内容大为减少。

(二) 无机盐的吸收

一般说,单价碱性盐类如钠、钾、铵盐的吸收很快,多价碱性盐类则吸收很慢。凡能与钙结合而形成沉淀的盐,如硫酸盐、磷酸盐、草酸盐等,则不能被吸收。

小肠粘膜对钠和水的吸收
小肠粘膜对钠和水的吸收

1.钠的吸收 成人每日摄入约250~300mmol的钠,消化腺大致分泌相同数量的钠,但从粪便中排出的钠不到4mmol,说明肠内容中95%~99%的钠都被吸收了。

由于细胞内的电位较粘膜面负40mV,同时细胞内钠的浓度远较周围液体为低, 因此,钠可顺电化学梯度通过扩散作用进入细胞内。但细胞内的钠能通过底侧膜进入血液,这是通过膜上钠泵的活动逆电化学梯度进行的主动过程。钠泵是一种Na+-K+依赖性ATP酶,它可使ATP分解产生能量,以维持钠和钾逆浓度梯度的转运。钠的泵出和钾的泵入是耦联的。

2.铁的吸收 人每日吸收的铁约为lmg,仅为每日膳食中含铁量的1/l0。铁的吸收与机体对铁的需要有关,当服用相同剂量的铁后,缺铁的患者可比正常人的铁吸收量大l-4倍。食物中的铁绝大部分是三价的高铁形式,但有机铁和高铁都不易被吸收,需还原为亚铁后方能被吸收。亚铁吸收的速度比相同量的高铁要快2-5倍。维生素C能将高铁还原为亚铁而促进铁的吸收。铁在酸性环境中易溶解而便于被吸收,故胃液中的盐酸有促进铁吸收的作用,胃大部切除的病人,常常会伴发缺铁性贫血。

铁主要在小肠上部被吸收。肠粘膜吸收铁的能力决定于粘膜细胞内的含铁量。由肠腔吸收入粘膜细胞内的无机铁,大部分被氧化为三价铁,并和细胞内存在的去铁铁蛋白结合,形成铁蛋白,暂时贮存在细胞内,慢慢地向血液中释放。一小部分被吸收入粘膜细胞而尚未与去铁铁蛋白结合的亚铁,则可以主动吸收的方式转移到血浆中。当粘膜细胞刚刚吸收铁而尚未能转移至血浆中时,则暂时失去其由肠腔再吸收铁的能力。这样,存积在粘膜细胞内的铁量,就成为再吸收铁的抑制因素。

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。主要影响钙吸收的因素是维生素D和机体对钙的需要。维生素D有促进小肠对钙吸收的作用。儿童和乳母对钙的吸收增加。此外,钙盐只有在水溶液状态(如氯化钙,葡萄糖酸钙溶液),而且在不被肠腔中任何其它物质沉淀的情况下,才能被吸收。肠内容的酸度对钙的吸收有重要影响,在pH约为3时,钙呈离子化状态,吸收最好。肠内容中磷酸盐过多。会形成不溶解的磷酸钙,使钙不能被吸收。此外,脂肪食物对钙的吸收有促进作用,脂肪分解释放的脂肪酸,可与钙结合形成钙皂,后者可和胆汁酸结合,形成水溶性复合物而被吸收。

钙的吸收主要是通过主动转运完成的。肠粘膜细胞的微绒毛上有一种与钙有高度亲和性的钙结合蛋白,它参与钙的转运而促进钙的吸收。

4.负离子的吸收 在小肠内吸收的负离子主要是Cl-和HCO3-。由钠泵产生的电位差可促进肠腔负离子向细胞内移动。但也有证据认为,负离子也可以独立地移动。

糖的吸收
糖的吸收

(三) 糖的吸收

糖类只有分解为单糖时才能被小肠上皮细胞所吸收。各种单糖的吸收速率有很大差别,己糖的吸收很快,而戊糖则很慢。在己糖中,又以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快,果糖次之,甘露糖最慢。

单糖的吸收是消耗能量的主动过程,它可逆着浓度差进行,能量来自钠泵,属于继发性主动转运。在肠粘膜上皮细胞的纹状缘上存在着一种转运体蛋白,它能选择性地把葡萄糖和半乳糖从纹状缘的肠腔面运入细胞内,然后再扩散入血。各种单糖与转运体蛋白的亲和力不同,从而导致吸收的速率也不同。

运体蛋白在转运单糖的同时,需要钠的存在。一般认为,一个转运体蛋白可与两个Na+和一个葡萄糖分子结合。由此可见,钠对单糖的主动转运是必需的。用抑制钠泵的哇巴因,或用能与Na+竞争转运体蛋白的K+,均能抑制糖的主动转运。

蛋白质的吸收
蛋白质的吸收

(四) 蛋白质的吸收

无论是食入的蛋白质(100 g/d)或内源性蛋白质(25~35 g/d),经消化分解为氨基酸后,几乎全部被小肠吸收。经煮过的蛋白质因变性而易于消化,在十二指肠和近端空肠就被迅速吸收,未经煮过的蛋白质和内源性蛋白质较难消化,需进入回肠后才基本上被吸收。

氨基酸的吸收是主动性的。目前在小肠壁上已确定出3种主要的转运氨基酸的特殊运载系统,它们分别转运中性、酸性或碱性氨基酸。一般来讲,中性氨基酸的转运比酸性或碱性氨基酸速度快。与单糖的吸收相似,氨基酸的吸收也是通过与钠吸收耦联的,钠泵的活动被阻断后,氨基酸的转运便不能进行。氨基酸吸收的路径几乎完全是经血液的,当小肠吸收蛋白质后,门静脉血液中的氨基酸含量即行增加。

曾经认为,蛋白质只有水解成氨基酸后才能被吸收。但近年来的实验指出,小肠的纹状缘上还存在有二肽和三肽的转运系统,因此,许多二肽和三肽也可完整地被小肠上皮细胞吸收, 而且肽的转运系统吸收效率可能比氨基酸的更高。 二肽和三肽进入细胞后,可被细胞内的二肽酶和三肽酶进一步分解为氨基酸,再进入血液循环。

(五)脂肪的吸收

脂肪的吸收
脂肪的吸收

在小肠内,脂类的消化产物脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等与胆汁中的胆盐形成混合微胶粒。由于胆盐有亲水性,它能携带脂肪消化产物通过覆盖在小肠绒毛表面的非流动水层到达微绒毛上。在这里,甘油一酯、脂肪酸和胆固醇等又逐渐地从混合微胶粒中释出,并透过微绒毛的脂蛋白膜而进入黏膜细胞(胆盐被留在肠腔内)。

长链脂肪酸及甘油酯被肠上皮细胞吸收后, 在内质网中大部分重新合成为甘油三酯,并与细胞中生成的载脂蛋白合成乳糜微粒(chylomicrons)。乳糜微粒一旦形成即进入高尔基复合体中,多个乳糜微粒被包裹在一个囊泡内。囊泡移行到细胞底侧膜时,与细胞膜融合,释出的乳糜微粒进入细胞间隙,再扩散入淋巴。

脂肪的吸收
脂肪的吸收

中、短链甘油三酯水解产生的脂肪酸和甘油一酯,在小肠上皮细胞中不再变化,它们是水溶性的,可以直接进入门静脉(不入淋巴)。由于膳食的动、植物油中含有15个以上碳原子长链脂肪酸很多,所以脂肪的吸收途径乃以淋巴为主。

(六)胆固醇的吸收

肠道的胆固醇有两个主要来源:一是来自食物,二是来自于肝细胞分泌的胆汁。由胆汁来的胆固醇是游离的,而食物中的胆固醇部分是酯化的。酯化的胆固醇必须在肠腔中经消化液中的胆固醇酯酶的作用,水解为游离胆固醇后才能被吸收。游离的胆固醇通过形成混合微胶粒,在小肠上部被吸收。被吸收的胆固醇大部分在小肠黏膜细胞中又重新酯化,生成胆固醇酯,最后与载脂蛋白一起组成乳糜微粒经由淋巴系统进入血循环。

胆固醇的吸收受很多因素影响。食物中胆固醇含量越多,其吸收也越多,但两者不呈直线关系。食物中的脂肪和脂肪酸有提高胆固醇吸收的作用,而各种植物固醇(如豆固醇、谷固醇)则抑制其吸收。胆盐可与胆固醇形成混合微胶粒而有助于胆固醇的吸收,食物中不能被利用的纤维素、果胶、琼脂等容易和胆盐结合形成复合物,妨碍微胶粒的形成,从而能降低胆固醇的吸收;最后,抑制肠黏膜细胞载脂蛋白合成的物质,可因妨碍乳糜微粒的形成,减少胆固醇的吸收。


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