有的食物含有大量的脂肪,如一部分比萨就属于高脂肪食物。均衡膳食指饮食中应包含人体所需的各种营养成分,即碳水化合物、蛋白质和少量的脂肪。
在消化过程中,身体会将食物分解成可以溶解在血液中的微小颗粒。这些微小颗粒被吸收并被输送到身体的各个组织中。排泄是人体在消化食物后,排出废物的过程。
食物只有被分解成小而简单的小分子,才能被身体吸收并利用。大多数食物是由长链分子组成的。消化系统需要打破这些链中的化学键。经过这样的过程,大分子会变成小分子,再由血液输送到身体的细胞中。细胞可以将它们作为“燃料”消耗掉,或将其重新组合成新的大分子,以构建新组织。细胞内的化学反应会产生废物,这些废物由血液带走,之后被排出。
酶是一种能够加速或减缓体内化学反应的蛋白质。细胞中含有多种不同类型的酶,每一种酶都控制着一种特定的化学反应。消化酶在细胞外的消化系统器官内工作,它们能参与一种叫作“水解”的化学反应。消化酶在口腔、胃、小肠和胰腺中都有生成。蛋白酶就是消化酶的一种,它可以把蛋白质分解成氨基酸。
人体感官的感知与分析贯穿食物进入口腔的全过程。当食物在口腔内被咀嚼时,唾液就开始分解食物。食物会通过一个叫作“消化管”的长管道。消化管中有一种叫作“酶”的化学物质,它能让食物发生进一步分解。没有被消化的食物残渣最终通过一个叫作“肛门”的开口离开身体。
消化的过程其实在你吃食物之前就已经开始了。食物的样子与气味会刺激口腔分泌一种叫作“唾液”的黏稠液体,这种液体可以使食物变得湿润和易于咀嚼、吞咽。唾液中含有淀粉酶,它可以分解食物中的碳水化合物。颚部有力的肌肉和牙齿一起将食物切碎再研磨,直到食物变得柔软湿润、适宜吞咽。舌头上的味蕾可以感知食物的5种主要味道:咸、苦、甜、酸和鲜。当温热的食物散发的气味进入鼻腔时,这些气味也成为食物风味的一部分。当吞咽食物时,食物便通过食管进入胃里。不过,食物并不是简单地掉进胃里的,它是被肌肉蠕动波(肌肉的挤压与收缩)推着“一路前行”的。
胃可以被看作一个有弹性的肌肉袋,在被填满后就会膨胀起来。食物在胃里能够停留长达4小时,在此期间,食物随胃壁肌肉的收缩蠕动。胃会分泌一种叫作“胃液”的消化液。它含有的胃蛋白酶可以分解食物中的蛋白质。胃产生的分泌物还包括盐酸,它能杀死细菌,并通过与蛋白质发生化学反应来协助胃蛋白酶工作。胃会把食物变成乳糜状液体,然后通过收缩运动将液体从胃底部的幽门括约肌的开放口喷射入小肠的第一部分,即十二指肠。括约肌是一个可以开合的肌肉环。
这张图展示了人体消化系统的主要组成部分。小肠吸收食物并进一步分解食物。大肠的主要作用是从食物残渣中吸收水分。如果胃和肠没有得到很好的保护,那么它们的内壁就可能被自己消化掉。因此,消化管中的腺体会产生一种叫作“黏液”的黏稠液体来保护它们,黏液同时也有利于食物沿着消化管蠕动。
食物的消化过程大部分在小肠内完成。在十二指肠中,来自胃部的食物会与两种消化液混合——肝脏产生的胆汁和胰腺产生的胰液。胆汁通常储存在一个叫作“胆囊”的小囊中,它能将较大的脂肪液滴分解成微小的液滴。该过程被称为“乳化”。胰液含有多种酶,可以消化蛋白质、碳水化合物和脂肪。这些酶在小肠内持续工作着。
大多数成年人有32颗牙齿,可分为4种不同的类型:前面的门牙用于切割,犬牙用于穿刺,后面的前磨牙和臼齿主要用于切割和研磨。牙齿外部可见的白色部分叫作“牙冠”。它的表面覆盖着一层叫作“牙釉质”的物质,这是人体中最坚硬的物质。牙釉质内部是一层牙质,再往里是髓腔,里面有血管和神经。每颗牙齿都是由牙根固定在颌骨上的。
当食物在小肠中行进时,大部分食物被消化成了小分子。这些小分子继而穿过肠壁,进入血液,被带到全身的细胞中。小肠的内壁有许多皱襞,叫作“绒毛”。它们被一些名为“微绒毛”的更小突起所覆盖。每根绒毛内部都有很薄的血管网(毛细血管),它们在食物的消化过程中吸收小分子。
未被消化的食物残渣会进入大肠,大肠吸收它们的水分,并留下半固态物质。肠道内的无害细菌以这些废物为食。它们会分解一些纤维素,产生我们身体可吸收的糖和维生素。无害细菌还会产生氢气、甲烷和二氧化碳。排泄物能在大肠中停留长达两天。它们聚集在消化管的直肠部分,形成所谓的粪便。粪便通过直肠的括约肌排出体外。
血液将消化后的食物营养从肠道输送到肝脏。肝脏就像一个化工厂,执行着数百项任务,使血液中的糖、氨基酸和其他化学物质的浓度保持在适宜的水平上。多余的食物和铁则会被转移并储存在肝脏中,以备需要时使用。在身体内含有的糖类中,较常见的一种是葡萄糖。葡萄糖能转化成一种叫作“糖原”的碳水化合物并被储存起来,当身体需要糖的时候,糖原可以迅速分解并释放出葡萄糖。肝脏还能破坏与食物一同进入体内的毒素,如酒精。此外,肝脏可以合成维生素A,分解破损的血细胞,还能产生胆汁。
肝脏会产生一种苦味的、暗绿色或黄色的物质,这种物质就是胆汁。胆汁可以分解脂肪。胆囊用来储存胆汁,并在我们进食时将其释放到消化系统中。
肾脏是位于腰部的一对器官,形状像大豆。它们是排泄的主要器官,通过不断地过滤血液来排出水和废物。每个肾脏包含大约100万个单独的管道样组织,这些组织被称为“肾单位”。
血液通过被称为“肾小球”的小血管结进入每个肾单位。肾小球的工作模式就像一个筛子,使水和其他小分子(包括盐分、糖分和尿素等废物)离开血液,进入一个环状的长管道——肾小管。
肾小管周围有丰富的小血管。当过滤后的血液通过肾小管时,其中的糖分、盐分和水分都被再次带回血液中。废物分子被留在或分泌进肾单位里。从血液进入肾单位的液体,超过99%被再次带回体内,只有一小部分通过收集管从肾单位排出。这些液体离开肾脏后,通过一个叫作“输尿管”的管道进入膀胱,并被暂时储存起来。这种液体被称为“尿液”。当膀胱充满尿液时,它会向脑发送信号,使人产生尿意。
胆汁: 由肝脏分泌的暗绿色或黄色液体,有助于脂肪的乳化和吸收。
碳水化合物: 多糖或淀粉分子等,是重要的能量来源。
消化: 食物在胃和肠道中被酶分解成易于吸收的小分子的过程。
酶: 一种能够加速或减缓生物体内化学反应的蛋白质。
肾单位: 肾脏排泄功能的单位。
胃蛋白酶: 在胃中把蛋白质分解成多肽的一种酶。
蠕动波: 通过肌肉收缩形成的“波浪”。消化系统壁的收缩波动,能推动食物前进。