食物利用與生理恆定 蕭寧馨 應用營養研究室 台灣大學生化科技系 2011 「生命是一種化學過程。 ─ 拉瓦錫 十八世紀末期

成長所需的物質 成份新生兒成年 體重 ( 公斤 ) 蛋白質 ( 公斤 ) 脂肪 ( 公斤 ) 鈣 ( 公克 ) 鐵 ( 公克 ) Journal of the American College of Nutrition, Vol. 17, No. 1, 65–70 (1998)

台灣地區主要死亡原因 (96 年 ) 所有死亡原因 主要癌症死亡原因 順位 全體男性女性 1 惡性腫瘤 肺癌肝癌肺癌 2 心臟疾病 肝癌肺癌肝癌 3 腦血管疾病 結腸直腸癌 4 事故傷害 女性乳癌口腔癌女性乳癌 5 糖尿病 胃癌 6 肺炎 口腔癌食道癌子宮頸癌 7 慢性肝病及肝硬化 攝護腺癌 胰臟癌 8 自殺 子宮頸癌淋巴癌膽囊癌 9 腎炎、腎徵候群及腎性病 變 食道癌胰臟癌淋巴癌 10 高血壓性疾病 胰臟癌膽囊卵巢、輸卵管 資料來源：行政院衛生署死因統計

25 cm 50 ml  1500 ml Low esophageal sphincter LES 1 ft 9 ft Right Left lobe mL Common bile duct 6-9 in Surface area 300 m 2 消化與吸收

膽固醇 膽色素

Clinical Features of FAP (Familial adenomatous polyposis 家族遺傳性大腸瘜肉症 Estimated penetrance for adenomas >90% Untreated polyposis leads to 100% risk of cancer Risk of extracolonic tumors (upper GI, desmoid, osteoma, thyroid, brain, other)

消化系統的功能 攝取食物﹙ ingestion ﹚，除了胎兒之外，這是獲取 營養最正常而健康的方式。 儲存食物﹙ storage ﹚，胃具有容量，胃酸殺菌，供 大量攝取的食物暫存，以待消化和吸收。 推送食物﹙ propulsion ﹚在消化道中前進，以完成消 化與吸收程序。 分解食物﹙ digestion ﹚，以機械方法與化學方法， 釋放食物中的營養素與機能成分 吸收營養﹙ absorption ﹚營養素與機能成分，進入血 液以運送全身利用。 99% 的醣類， 92% 的蛋白質 和 95% 的脂肪都可被消化吸收。 排除﹙ defecation ﹚，無法吸收的食物殘渣和廢物。

消化道的排空時間

食物通過消化道的時間 胃部排空 50% 2.5 to 3 hours 胃部清空 4 to 5 hours 小腸排空 50% 2.5 to 3 hours 通過大腸的時間 30 to 40 hours

提問一：關於消化道 哪一個部位可以再生？ 哪一個部位失去功能或切除，對 健康的影響最大 ? – 理由 ?

消化道機能可受腦部控制

消化系統的物流 : 血液循環

消化系統的物流 : 腸肝循環 : 有效的資源回收 膽鹽循環利用 – 每天流量 g – 總存量 = g – 每天合成量 = g

下食道括約肌 幽門括約肌

胃腺 黏液細胞 分泌黏液, bicarbonate 分泌胃泌素 (gastrin) 壁細胞 分泌胃酸 ( 鹽酸 ) 內在因子 (B 12 吸收 ) 主細胞 分泌胃蛋白酶 內分泌細胞 Histamine

胃液分泌與胃壁保護

提問二 有人說可樂酸度很強, 會溶化鐵釘；所以 喝可樂可能會使胃壁受傷 這個說法正確嗎 ? 理由是 ?

消化道的組織結構

消化道不同部位的組織結構有差異

小腸組織構造 絨毛 微絨毛 基底處 幹細胞 細胞新生

消化作用： 把大分子分解成小分子的程序 機械性作用 – 經由咀嚼、攪拌等力量將食團粉碎，形成食糜，以 協助酵素的作用。 化學性反應 : 消化液成分 – 胃酸：溶解礦物質營養素，使蛋白質變性。 – 膽酸與膽鹽幫助脂肪溶解。 – 各種消化酵素對食物中的營養成分進行水解反應， 使大分子分解成可供吸收的小分子。 – 總共有一百多種酵素參與食物的消化過程

消化酵素來源與作用 唾液腺唾液澱粉酶澱粉 舌下脂解酶油酯 胃胃蛋白酶蛋白質 胰臟 胰蛋白酶 蛋白質 胰凝乳蛋白酶 蛋白質 胰澱粉酶 澱粉 脂解酶 油酯 磷酯酶 磷脂質 核酸酶 DNA, RNA

消化酵素來源與作用 小腸細胞雙胜酶、三胜酶雙胜肽、三胜肽 鹼性磷酸酶有機磷酸化合物 異麥芽糖酶寡醣與糊精 蔗糖酶蔗糖 乳糖酶乳糖 麥芽糖酶麥芽糖

吸收作用吸收作用

消化道的水分平衡 消化道內 水分來源 每天體積 ﹙毫升﹚ 唾液 胃液 膽汁 胰液 小腸液 消化道分泌總水量 飲食攝取 總量 小腸吸收水量 大腸吸收水量 再吸收總量

膳食纖維 (dietary fiber) 也稱為「非澱粉性多醣」，木質素 來源 : – 天然 : 植物細胞壁與細胞間質所含的多醣 成份，維持植物細胞結構所必需的成分 – 人工合成或製造的不消化多醣成分也歸屬 此類 利用 : – 無法被人體的消化酵素所分解 – 腸道微生物可代謝利用

膳食纖維攝取量 與排便量的關聯 大腸癌與 排便量的關聯 膳食纖維與消化道健康

膳食纖維建議攝取量與注意事項 建議攝取量 : – 每天 公克膳食纖維就可以使排便順暢，降低 大腸癌的危險，並且預防便秘、痔瘡、憩室炎等。 – 攝取量加高並沒有額外的益處，會干擾礦物質營 養素的吸收。若方法不當也會造成不適症狀。 水分攝取配合增加 : – 若水分不足，糞便會乾硬，反而增加便秘的困擾。 – 攝取量突然大增，會增加腸道氣體而引發脹氣。 兒童與老人 : – 胃納量較小，不宜給予過量。 – 注意不會降低食量，以免排擠其他食物的攝取， 導致熱量與營養素攝取不足的危險，因此這些人 群

寡醣類 膳食纖維分類與組成

膳食纖維的生理功能 增加糞便體積 增加糞便保水性 預防或治療便秘 降低血膽固醇 預防或治療憩室炎 控制血糖與血脂 增加飽足感 預防與治療便秘 不溶性纖維 可溶性纖維

常見的消化道疾病 乳糖不耐症不是病 食物過敏 胃食道逆流症 胃潰瘍, 十二指腸潰瘍 大腸激躁症

潰瘍和心灼熱 胃和十二指腸的表層保護機制損壞時，胃酸和 消化酵素就會侵蝕胃壁和腸壁，形成潰瘍 胃食道逆流症 – 胃酸逆流，導致心臟附近的食道灼痛 – 原因 : 壓力，焦慮，長期服用阿斯匹靈等消炎藥物 – 預防 : 富含纖維的飲食

提問三 胃潰瘍是壓力大和刺激性食物引發的 ? 治療方法只要多休息減輕壓力，避免刺 激性食物即可 ?

Helicobacter pylori 胃幽門桿菌 圖片來源 :This picture is of Dr. Marshall's stomach biopsy, taken 8 days after he drank a culture of H. pylori. This image is from the Helicobacter Foundation website:

有效療法 : 抗生素

幽門桿菌感染率 50% 10-15%

胃食道逆流症 盛行率 : – 台灣 :1978, 9%; 2007, 30% (15% 黏膜損傷 ) – 西方國家 : 20-40% 病理 : 下食道括約肌 (LES) 功能異常 症狀 : 食道發炎、潰瘍、 增加食道癌風險 病因 : – 飽食大餐、躺臥 – 腹部受壓 : 肥胖、懷孕 –LES 放鬆：藥物、咖啡、抽菸 – 先天缺陷 義大醫訊 2008;4(6)

腹 瀉 原因 : 細菌或病毒感染，缺乏免疫力，以及營養 素缺乏。 後果 : 耗盡體內的水份和營養素，導致營養不良， 對嬰幼兒的影響特別嚴重。嚴重或持續兩週可能 會導致脫水，心臟和腎臟功能失常，甚至死亡。 休養 : 需要注意補充水分與電解質。補水之後， 都該吃固體食物 ; 不要迷信腹瀉時應該「讓腸胃 休息」。 可用食物 : 優格，米飯、雞肉，馬鈴薯，蔬菜和 其它榖類都容易消化，而且能提供修補腸道所需 的營養素。 禁忌 : 不要喝含糖飲料，或含糖超過 2% 的運動飲 料。高糖飲料不會加強水份的吸收，反而會使加 重脫水問題

便 秘 症狀 : 糞便乾硬，或是排便困難與痛苦。 病因 : 糞便在大腸中形成，如果長時間抑制排便， 大腸吸收了水分，糞便就變乾硬了 ; 服用中和胃 酸的制酸劑、鐵補充劑、食量太少以及欠缺膳 食纖維等。 預防與紓解 : 充足的水分與膳食纖維，每天吃 20 到 30 克的膳食纖維，加上 8 到 10 杯的水。 膳食纖維來源 : 以全榖類最為豐富，蔬菜水果的 水分高，提供的纖維量不足。 有人使用瀉藥刺激腸道蠕動來紓解便秘，也可 服用吸水性纖維成分，以吸附水分並增加糞便 體積，後者比較安全。頻繁使用瀉藥，應有醫 師的照護。

痔 瘡痔 瘡 病因 : 直腸與肛門的 靜脈腫大，因為血管 在排便時受到極大的 壓力； 危險因子 : 懷孕、肥 胖、長坐、劇烈咳嗽 或噴嚏、便秘引發排 便用力等，都會加重。 飲食建議 : 與消除便 秘一樣，水分與膳食 纖維都要充足。 估計 50 歲以上的人約 有半數都有痔瘡，不 過未必自知，只有發 生痛癢或便血才會驚 覺。

膽囊結石 危險因子 : – 不進食，減少膽汁流通 – 過重與肥胖 ( 女性 ) – 年紀增大 ( 男女 ) – 膽囊收縮減少 – 膽汁成分改變，膽固醇增多，膽鹽減少 – 快速減重與長期節食，肝臟代謝大量脂質，並排出 大量膽固醇 症狀 : – 上腹疼痛、脹氣、噁心等 預防 : – 避免過重，不要快速減重，多用植物性食品，增加 纖維攝取

乳糖不耐，不是病 嬰幼兒小腸都具有乳糖酶；若有欠缺，為先天性 疾病，不可食用牛奶類配方 成人 95% 的都沒有乳糖酶；隨著成長， 2 歲開始 ，乳醣酶減少。 – 少數北歐與非洲族裔因基因突變，成年之後保留了乳 糖酶，稱為乳糖酶續存性。 你有乳糖不耐症嗎？最明顯的症狀就是，吃了含 乳糖的食物 15 分鐘到數小時之後，胃腸脹氣。 乳糖不耐症要怎麼辦？ – 利用優格或乳酪等醱酵乳製品，少量食用等適應方法 – 一定要喝奶嗎？其他營養來源 優質蛋白質、鈣、維生素 B2

環境與基因

恆定作用 體內環境保持穩定狀態，不隨環境大幅 變動，以利生存。 在正常情況下，體溫以及體內水分，心 搏和呼吸次數，血糖、鈣、鐵的濃度等 ，都維持在某一特定的範圍內。這種現 象稱為恆定性。

腎臟 功能 – 排除代謝廢物，如尿素 – 調節水份 – 調節血壓 – 維持電解質平衡 – 製造與分泌荷爾蒙 台灣末期腎臟病（尿毒症） – 發生率， 92 年居全球第一 – 盛行率， 92 年全球第二， 每 460 人中 1 名末期病患 – 目前洗腎人口約六萬人（ 每百萬人口約 2174 人）。

腎元 腎臟的構造單元 約 100 萬個腎元 – 腎小球 – 腎小管 功能 – 過濾 – 再吸收 – 生成尿液