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2012年2月28日星期二

人体消化系统


人体消化系统

人体消化系统由消化道和消化腺两部分组成。

消化道包括口腔、咽、食管、胃、小肠(包括十二指肠、空肠、回肠)和大肠(包括盲肠、阑尾、结肠、直肠)。十二指肠以上的消化道,我们通常称为上消化道,十二指肠以下的消化道则被称为下消化道。消化腺包括唾液腺、肝、胰腺以及消化管壁上的许多小腺体,其主要功能是分泌消化液。   

一、消化道由口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门组成。

二、消化腺包括唾液腺、肝、胰腺以及胃腺、肠腺等。

  1. 唾液腺包括腮腺、舌下腺和下颌下腺三部分。
  2. 肝是人体最大的消化腺,也是人体内物质代谢和解毒的重要器官。
  3. 胰是重要的消化腺,同时又是内分泌腺。
  4. 胃腺包括胃底腺、贲门腺、幽门腺。在胃粘膜内还有许多重要的内分泌细胞。
  5. 小肠也有许多小腺体,分泌消化酶和粘液。

人体必须从外界摄取营养物质,作为生命活动的能量来源,满足发育、生长、生殖、组织修补等一系列新陈代谢活动的需要。消化系统各器官协调合作,把从外界摄取的食物进行物理性、化学性的消化,吸收其营养物质,并将食物残渣排出体外,它是保证人体新陈代谢正常进行的一个重要系统。

消化系统的基本功能是食物的消化和吸收,供机体所需的物质和能量,食物中的营养物质除维生素、水和无机盐可以被直接吸收利用外,蛋白质、脂肪和糖类等物质均不能被机体直接吸收利用,需在消化管内被分解为结构简单的小分子物质,才能被吸收利用。食物在消化管内被分解成结构简单、可被吸收的小分子物质的过程就称为消化。这种小分子物质透过消化管粘膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程就是吸收。对于未被吸收的残渣部分,消化道则通过大肠以粪便形式排出体外。

在消化过程中包括机械性消化和化学性消化两种形式。

食物经过口腔的咀嚼,牙齿的磨碎,舌的搅拌、吞咽,胃肠肌肉的活动,将大块的食物变成碎小的,使消化液充分与食物混合,并推动食团或食糜下移,从口腔推移到肛门,这种消化过程叫机械性消化,或物理性消化。

化学性消化是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解而言。由消化腺所分泌的种消化液,将复杂的各种营养物质分解为肠壁可以吸收的简单的化合物,如糖类分解为单糖,蛋白质分解为氨基酸,脂类分解为甘油及脂肪酸。然后这些分解后的营养物质被小肠(主要是空肠)吸收进入体内,进入血液和淋巴液。这种消化过程叫化学性消化。 机械性消化

和化学性消化两功能同时进行,共同完成消化过程。

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 对反刍动物的消化系统有兴趣的可以参考以下链接:

反刍胃

牛的消化器官及特点

消化酶的作用原理


消化酶的作用原理   

     

人体的消化功能依靠胃肠运动的 机械性消化 和消化酶作用的 化学性消化 来完成。消化液中含有大量消化酶,可促进食物中糖、 脂肪、蛋白质的水解。由 大分子 物质变为 小分子 物质,以便被人体吸收利用。葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸等都是可溶解的小分子物质,可被小肠吸收。

       消化酶是人体 消化器官 分泌的消化液中所含有的物质,是一种蛋白质,主要作用是将食物分解为人体能够吸收的小分子物质。 所有的酶都是专一的,一种酶只催化另一种或一类化学反应,所以消化酶有很多种。 消化酶具有 生物活性 ,受外部环境影响很大(温度,湿度,酸碱度)等。

消化酶的特点总结

  • 消化酶是人体消化器官分泌的消化液中所含有的物质,是一种蛋白质。
  • 消化酶的主要作用是将食物分解为人体能够吸收的小分子物质。
  • 所有的酶都是专一的,一种酶只催化另一种或一类化学反应,所以消化酶有很多种。
  • 消化酶具有生物活性,其受外部环境影响很大(温度,湿度,酸碱度)等。 

酶的作用特点




酶(enzyme)是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋白质,又称为生物催化剂,生物体在新陈代谢过程中,几乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。

细胞内合成的酶主要是在细胞内起催化作用,也有些酶合成后释入血液或消化道,并在那里发挥其催化作用,人工提取的酶在合适的条件下也可在试管中对其特殊底物起催化作用。

酶学知识来源于生产实践,我国4千多年前的夏禹时代就酿酒盛行,周朝已开始制醋、酱,并用曲来治疗消化不良。酶的系统研究起始于19世纪中叶对发酵本质的研究。Pasteur提出,发酵离不了酵母细胞。1897年Buchner成功地用不含细胞的酵母液实现发酵,说明具有发酵作用的物质存在于细胞内,并不依赖活细胞。1926年Sumner首次提取出脲酶,并进行结晶,提出酶的本质是蛋白质。现已有二千余种酶被鉴定出来,其中有二百余种得到结晶,特别是近三十年来,随着蛋白质分离技术的进步,酶的分子结构、酶作用机理的研究得到发展,有些酶的结构和作用机理已被阐明。总之,随着酶学理论不断深入,必将对揭示生命本质研究作出更大的贡献。

酶的作用特点

酶是生物催化剂(biological catalyst),具有两方面的特性,既有与一般催化剂相同的催化性质,又具有一般催化剂所没有的生物大分子的特征。

酶与一般催化剂一样,只能催化热力学允许的化学反应,缩短达到化学平衡的时间,而不改变平衡点。酶作为催化剂在化学反应的前后没有质和量的改变。微量的酶就能发挥较大的催化作用。酶和一般催化剂的作用机理都是降低反应的活化能(activation energy)。
因为酶是蛋白质,所以酶促反应又固有其特点:

1.高度的催化效率
一般而论,酶促反应速度比非催化反应高许多倍,例如,反应

H2O2 + H2O2 → 2H2O + O2

在无催化剂时,需活化能18,000卡/克分子;胶体钯存在时,需活化能11,700卡/克分子;有过氧化氢酶(catalase)存在时,仅需活化能2,000卡/克分子以下。

2.高度的专一性
一种酶只作用于一类化合物或一定的化学键,以促进一定的化学变化,并生成一定的产物,这种现象称为酶的特异性或专一性(specificity)。受酶催化的化合物称为该酶的底物或作用物(substrate)。
酶对底物的专一性通常分为以下几种:



(1)绝对特异性(absolute specifictity)
有的酶只作用于一种底物产生一定的反应,称为绝对专一性,如脲酶(urease),只能催化尿素水解成NH3和CO2,而不能催化甲基尿素水解。

(2)相对特异性(relative specificity)
一种酶可作用于一类化合物或一种化学键,这种不太严格的专一性称为相对专一性。如脂肪酶(lipase)不仅水解脂肪,也能水解简单的酯类;磷酸酶(phosphatase)对一般的磷酸酯都有作用,无论是甘油的还是一元醇或酚的磷酸酯均可被其水解。

(3)立体异构特异性(stereopecificity)
酶对底物的立体构型的特异要求,称为立体异构专一性或特异性。如α-淀粉酶(α-amylase)只能水解淀粉中α-1,4-糖苷键,不能水解纤维素中的β-1,4-糖苷键;L-乳酸脱氢酶(L-lacticacid dehydrogenase)的底物只能是L型乳酸,而不能是D型乳酸。酶的立体异构特异性表明,酶与底物的结合,至少存在三个结合点。



3.酶活性的可调节性
酶是生物体的组成成份,和体内其他物质一样,不断在体内新陈代谢,酶的催化活性也受多方面的调控。例如,酶的生物合成的诱导和阻遏、酶的化学修饰、抑制物的调节作用、代谢物对酶的反馈调节、酶的别构调节以及神经体液因素的调节等,这些调控保证酶在体内新陈代谢中发挥其恰如其分的催化作用,使生命活动中的种种化学反应都能够有条不紊、协调一致地进行。

4.酶活性的不稳定性
酶是蛋白质,酶促反应要求一定的pH、温度等温和的条件,强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡等任何使蛋白质变性的理化因素都可能使酶变性而失去其催化活性。

2012年2月24日星期五

营养的种类

什么是营养?

营养的英语单词Nutrition被解释为:
  • 一个生物体吸收,使用食物和液体来保持正常的功能,生长,以及自我维护的有机过程
  • 对饮料对健康和疾病的关系的研究。
  • 一种追求营养成分和全部食物的最佳搭配,达到身体的最佳性能的观念和想法。
人体每天摄入大量的食物,都是为了获得足够的营养物质。人体不断从外界摄取食物,经过消化、吸收、代谢和利用食物中身体需要的物质(养分或养料)以维持生命活动的全过程。
营养素主要分为人体需求量较大的宏量营养素和需求量较小的微量营养素。其中宏量营养素包括碳水化合物、脂肪、纤维素、蛋白质以及水。微量营养素包括矿物质和维生素。 宏量营养素,除纤维素和水之外,主要为人体提供能量,以焦耳(Joules)或者卡路里(calories)来衡量。每克碳水化合物或蛋白质提供4千卡能量,每克脂肪提供9千卡能量。其他营养素,包括纤维素、水、矿物质和维生素,不提供能量,但在机体的生理活动中具有重要的作用。

生物摄取营养的目的

  • 提供能量
  • 修补组织
  • 维持健康

营养的种类

基本上可以分为以下六种:
     
其中纤维素虽然不能被人体所吸收,但也起着非常重要的作用。

食物金字塔



食物金字塔