什么是消化系统（人体消化系统详解）

昵称68974516 2023-02-09 发布于山西

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从细胞到人体

细胞是人体最小的功能单元，直径分布在1～100微米之间。人体内的细胞数量超过10万亿个。各类细胞进程和化学反应无时无刻不在细胞内进行着，这些反应的顺利进行需要源源不断的能量供应。当我们摄入碳水化合物、蛋白质和脂肪后，细胞就会将这些营养素中的能量转变为ATP——一种人体能够利用的能量形式。除此之外，细胞还需要维生素、矿物质和水分，来完成它们正常的代谢和生理机能。
由相同类型细胞组成的功能单元称为组织。组织可以完成某个特定的生理功能。人体组织主要分为4类，包括：上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
由不同类型组织构成的功能单元称为器官，如胃和肝脏等。多个协同工作的器官进而组成器官系统，如消化系统、呼吸系统和生殖系统等。最终，所有器官系统组成一个完整的有机体，即人类。人类营养学的首要任务就是研究营养素如何影响各类细胞、组织、器官、器官系统，以及我们的健康。

人体的各级组成单元：

消化系统的组成

消化系统由胃肠道和附属器官组成。胃肠道包括口腔、食道、胃、小肠和大肠（结肠、直肠和肛门）；附属器官包括唾液腺、胰腺、肝脏和胆囊。消化系统的主要器官解剖和食物在胃肠道中的流动顺序如图所示。

消化系统解剖和胃肠道流动：

胃肠道

胃肠道，也称消化道，是一条总长约9米的空心肌管。胃肠道从口腔一直延伸到肛门。营养物质必须穿过胃肠道的管壁，才能被身体所吸收。胃肠道壁由内向外可分为4层（如图所示）：

（1）黏膜层：胃肠道壁的最内层，由上皮细胞和腺体组成，可与消化食物（食糜）直接接触。黏膜层并不光滑，部分区域具有环状皱襞和绒毛（向胃肠道内腔延伸的指状突起），这有助于增加黏膜层的表面积；
（2）黏膜下层：胃肠道壁的第二层，由结缔组织、腺体、血管和神经组成。黏膜下层的血管可以携带营养物质从胃肠道进出；
（3）肌肉层：胃肠道壁的第三层，大部分区域由两层肌肉组成：内层是环状肌，外层是纵状肌。这些肌肉可以控制食物的蠕动，使其沿胃肠道向前推进。胃部由三层肌肉组成：内层是斜状肌，中层是环形肌，外层是纵状肌；
（4）浆膜层：胃肠道壁的最外层，由多层结缔组织组成。浆膜层具有保护胃肠道的作用，它可以分泌液体，缓冲胃肠道，并减少胃肠道和其他器官之间的摩擦。

括约肌

括约肌是胃肠道上的一种环状肌。它可以像阀门一样张开和闭合，从而控制食物的流动（见下图）。括约肌收缩时（长度变短），胃肠道内腔闭合；括约肌放松时（长度变长），胃肠道内腔打开。这种功能不仅可以控制食物在胃肠道中的流动速度，使它们能够与消化液充分混合，还可以防止食物回流。

食物的运动

食物沿消化道不断向前推进的过程称为蠕动。蠕动的动力来自胃肠道壁肌肉层的收缩和放松。肌肉层的收缩和放松形成了节律波，从而将食物一步步推向消化道的终点。
蠕动起始于食道。在相邻两个节律波的推动下，食物从食道进入胃中（见图）。接着，胃壁肌肉层强烈收缩，使食物与胃液发生充分的搅拌与混合（见图3-4b）。进食后，胃壁肌肉层的收缩频率可以达到每分钟3次。
蠕动频率最高的区域位于小肠。当食物从胃进入小肠后，小肠壁肌肉层的收缩频率可以达到每4～5秒一次。切割是发生在小肠中的另一个过程。这一过程可以使食物前后移动，将它们分为更小的单元，并与消化液充分混合（见图）。
相比于胃和小肠，大肠的蠕动频率较低。进食后，大肠通常只会蠕动2～3次/天。大肠的蠕动可以将食物残余物推向直肠和肛门，并排出体外。

我们的每一餐，大约需要24～60小时才能被彻底排出胃肠道。这一过程的具体时间因人而异，也与食物的营养素构成有着紧密的联系。呕吐是食物在胃肠道中的逆向回流，受大脑呕吐中心的控制。胃肠道中的毒素和刺激物、身体位置的快速变化和胃部扩张，都有可能引起呕吐。

消化酶

酶，是由唾液腺、胃、胰腺和小肠分泌的一种大分子生物催化剂。绝大多数酶属于蛋白质，它们的主要功能是加速人体内的化学反应，例如：乳清酸核苷酸脱羧酶可以将化学反应的时间从几百万年缩短至几毫秒。
消化酶对营养素的催化作用称为水解反应。在这一反应中，水将大分子的营养素分解为小分子，使它们能够穿过肠壁，被人体吸收。以图3-5为例：

（1）蔗糖分子由于体积过大，无法被人体吸收；

（2）在蔗糖酶的帮助下，蔗糖被水解为葡萄糖和果糖；

（3）葡萄糖和果糖由于体积较小，可以穿过肠壁被人体吸收。最后，蔗糖酶被释放，重新寻找下一个催化目标。

消化酶主要辅助碳水化合物、蛋白质和脂肪的水解。每一种消化酶只能作用于一种目标，例如：蔗糖酶只能识别蔗糖，而不能识别乳糖或麦芽糖。大多数消化酶由胰腺和小肠合成，少部分由唾液腺和胃分泌。

消化酶的合成量与饮食结构有关。例如：增加脂肪摄入量会提高脂肪酶的分泌量，减少蛋白质摄入量会降低蛋白酶的分泌量。