第一章 营养和健康
营养即食物与人体健康的关系。必需摄入充足、良好的营养，才能保证机体的正常运转，这包括机体的发育和发展，生殖、生长以及机能的维持，因此，坚持运动和合理调整工作效率，对感染疾病后的抵抗力以及对身体创伤的修复能力很有帮助。适宜的营养意味着所有的营养物质（包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和水）都得到平衡的供应和利用，以维持健康的最优化。营养物质的缺乏会导致疾病的发生；但是在缺乏状况持续后很长一段时间内，组织的机能可能是正常的。
没有任何一种物质可以单独维持人体的健康。尽管人们认为一些特殊的维生素和矿物质对于维持人体某些器官和组织的机能方面发挥着更加重要的作用，但即使是这些物质，要使其发挥最佳的效应，也得依赖于其他物质的存在。因此，人的一生之中，每天都应尽可能地保持人体所需各种营养物质摄入的平衡和充足。
第一节 消化
消化是关乎一系列物理和化学的过程，通过这些过程，摄入人体的食物被分解，然后再被吸收进入血液循环。这个过程活动于消化道，包括口腔、食道、胃、小肠和大肠。
消化液内有一种活性物质，可通过化学变化促使食物降解，这种物质我们称之为酶，其组成成分为氨基酸，后者可诱导其他物质发生化学反应。酶具有高度特异性，例如，脂肪的降解酶不能降解蛋白质或碳水化合物。参与消化的酶促反应发生在人体的五个部位，包括睡液腺、胃、胰腺、肝脏和小肠壁。三种产能的营养物质——碳水化合物、脂肪和蛋白质，均因依赖酶的存在才能降解为基础物质以供人体吸收和利用。
当我们咀嚼食物的时候，消化过程实际上就已经开始了。口腔内唾液腺产生的唾液含有水、无机盐和酶，它可以润湿食物以利于吞咽，并为消化做好准备。唾液还能防止有害物质侵蚀牙齿表面、口腔黏膜、食道和胃。口腔内释放出的酶对消化食物中的脂肪、蛋白质、维生素、矿物质以及纤维素不起作用，但其中的淀粉酶可以启动碳水化合物消化。
咽下的食物称之为食团。食物经咀嚼后，到达咽部，这个过程是可以自主控制的。但随后的所有消化过程，都是通过消化道的蠕动作用发生的。蠕动是一种沿着整个消化道缓慢的、波状的运动，是不受我们意识支配的。但食物经过胃的入口——贲门进入胃腔后，一种叫做贲门括约肌的肌肉的收缩活动可以防止食物返流回食道。
化学性消化开始于胃的中部，在这里食物与胃液内含有的盐酸、水和消化酶（参与蛋白质和一些其他物质的降解）混合。其中，盐酸能杀死随食物进入人体内的细菌，而胃壁细胞则可以通过分泌黏液保护胃黏膜免受盐酸的侵蚀，而唾液淀粉酶在酸性环境中不能发挥作用，因此淀粉的消化力度在胃内大为削弱。这时，淀粉酶中所含的氨基酸被吸收并生成其他的人体蛋白。
胃最主要的消化作用是启动蛋白质的降解，这是由胃蛋白酶和胃酸本身来完成的，二者都起一个催化剂的作用；其次，胃对某些脂肪也有一定的促消化作用；另外，胃酸还可降解蔗糖；胃壁可以分泌内因子，后者为一种糖蛋白，它对于维生素B12的吸收不可或缺。
食物咽下后1～2小时，根据食物在胃内的混合程度，胃的蠕动波将食团向下推进，此时的食团是以液态的食糜存在，并通过幽门括约肌的收缩被排入十二指肠、小肠。这时，上述提到的三种产能营养物质的消化开始了，它们从胃内排空的顺序如下：碳水化合物、蛋白质、脂肪。
当食糜经过十二指肠进入小肠以后，胰腺将会分泌消化液。同时，当食糜中含有脂肪成分时，贮存在胆囊中的胆汁（由肝脏产生）亦会分泌入小肠内参与消化。脂肪的消化主要归功于乳化剂，而不是酶，这种乳化剂可以将脂肪乳化为细小的脂肪滴，如此一来胰腺分泌的消化酶就可将其分解并吸收入血液。通过胆总管排出的胰腺消化液还会继续对蛋白质和碳水化合物进行降解。另外，这些消化液内还含有碳酸氢钠，后者可以中和胃内排空的酸性食糜。
当所需的营养物质被吸收后，剩下的未被吸收的营养物质在回盲瓣括约肌的作用下进入大肠。在大肠内，虽然没有消化酶的分泌，但是大肠细菌产生的维生素K可被吸收。其他的一些正常菌群也可以起到防止某些疾病发生的作用。
最后残留在大肠内的食物残渣包括一些纤维成分，它们不会被吸收，而将以半固态的形式贯穿于整个结肠，以刺激消化道的平滑肌产生有效蠕动波。这些纤维成分还可以混合胆汁酸、胆固醇和脂肪，并能锁住水分以维持粪便的松软。而通过强大的直肠平滑肌的收缩将会约束半固态的粪便，直到需要排出为止，此时通过直肠平滑肌舒张，肛门括约肌收缩，粪便即得以排出体外。
部分参与消化的物质及其功能
·淀粉酶 直链淀粉的分解酶，直链淀粉为淀粉的一种；
·碳酸氢盐 广泛分布于细胞液，由胰腺分泌，通过胆总管进入肠道；
·胆汁 由肝脏分泌产生，贮存于胆囊内，由胆固醇转化而成，后者可以乳化脂肪；
·糖酶 一种降解碳水化合物的酶；
·胃腺体 为分布于胃壁的外分泌腺，可分泌胃液入胃；
·胃液 由胃腺体分泌，包括凝乳酶（使奶蛋白凝固，为胃蛋白酶发挥作用做好准备）、胃蛋白酶（蛋白降解酶）、脂肪酶（乳化后的脂肪降解酶）；
·小肠分泌液 由小肠的腺体分泌，包括碳水化合物、蛋白质的消化酶以及小部分脂肪消化酶：
·脂肪酶 脂肪的降解酶；
·黏液 胃壁黏膜层细胞分泌，为碳水化合物的一种；
·胰液 包括碳水化合物、脂肪和蛋白质的消化酶，分泌入小肠，同时还含有胰岛素（可促进血糖和其他相关激素的吸收和利用）：
·胃蛋白酶 蛋白质消化酶，由胃壁的细胞分泌：
·蛋白酶 为蛋白质降解酶。
第二节 吸收
吸收指营养物质被小肠摄取并进入血液循环参与细胞代谢的过程。进食后3～4小时，机体必须找到一种合适的方式来吸收食物内数以百万计的营养分子，包括氨基酸（蛋白质）、单糖（碳水化合物）、脂肪酸、甘油、甘油一酯（脂肪）、维生素和矿物质。
营养物质的吸收主要在小肠内，吸收面积相当于1/4个篮球场大小，长度可达20英尺（或6．1米）。小肠表面被折叠为数以百计的皱褶，上覆以指样突起，称之为绒毛。放大后可以发现，绒毛由大量细胞构成，每个细胞表面覆以许多微小的毛发样结构，称之为微绒毛。这些绒毛在不断地运动着。任何营养物质的分子，只要小到足够可以被吸收，都能被微绒毛捕获并被其下方的细胞吸收。一些来源于胃的没有完全消化的营养物质，也可以被微绒毛捕获，它们进一步在酶的作用下，也可以被吸收进入细胞内。
三段小肠（十二指肠、空肠和回肠）的细胞对于不同营养物质的吸收具有特异性。那些可以直接利用的营养物质在小肠近段就可以被吸收，而那些需要较长时间才能消化的营养物质的吸收则位于小肠的远段。一般来说，能被十二指肠特异性吸收的物质包括钙离子、维生素A、维生素B（B1和B2）。脂肪的吸收主要位于空肠，而维生素B12的吸收则位于回肠。需要特别指出的是，所谓螯合作用就是将矿物质和氨基酸结合起来，以提高吸收率。
当营养分子进入小肠绒毛细胞后，可以通过血管或淋巴途径进入转运阶段。其中，水溶性营养物质（包括小的脂肪消化产物）是通过毛细血管进入绒毛下的毛细血管系统的。人体内的血液循环呈“8”字形，营养物质直接进入门静脉，门静脉又汇入肝脏。肝静脉从肝脏携带部分营养物质进入心脏，其余营养物质则储存在肝脏或直接在肝脏被利用，然后心脏将营养物质泵入需要它们的器官。肝脏在上述整个循环系统中始终处于一个战略性地位，因为它对从胃肠道吸收的所有物质进行第一道监测，防止任何有害物质的侵袭。
与其他进入血管的营养物质不同，大分子脂肪和脂溶性维生素是通过淋巴路径转运入血管的，因此它们并不通过肝脏，而是直接进入心脏。对于这类物质，因其分子量太大且不溶于水（血液内的主要成分），所以要想直接被吸收入血液几乎是不可能的。最终，它们选择通过细胞之间的液体间隙这一途径进入血液循环。当相应部位的肌肉收缩时，脂肪类营养物质从身体的一个位置向另一个位置运输，最后进入位于心脏后方的胸导管。胸导管最终回流入锁骨下静脉，此时脂肪类营养物质正式进入血液循环系统。机体细胞从血液循环摄入了它所需要的脂肪，最后一站是肝脏，在这里剩余的脂肪再次聚集，重新进入血液循环（本书第二章有更多介绍）。
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