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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 「生命是一種化學過程。 ─ 拉瓦錫 十八世紀末期
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成長所需的物質 成份新生兒成年 體重 ( 公斤 ) 3.570 蛋白質 ( 公斤 ) 0.4111 脂肪 ( 公斤 ) 0.612 鈣 ( 公克 ) 23.21000 鐵 ( 公克 ) 0.234.2 Journal of the American College of Nutrition, Vol. 17, No. 1, 65–70 (1998)
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恆定作用：生命所繫 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。 血漿成份
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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）。
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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
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腎臟的過濾負荷 每分鐘 125 毫升或 每天 180 公升 – 血液體積 7-8 公升，每天過濾 20-25 次 – 磷： 7000 mg – 鈣： 8600 mg 腎功能降低的後果 – 降低 30-40% ：沒有感覺或症狀 –<25% ：重度腎臟病 –10-15% ：洗腎或腎臟移植
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2005 年台灣新發生尿毒症的成因 原因比例 1. 糖尿病【糖尿病腎病變】 39.2 % 2. 腎絲球腎炎 ( 蛋白尿 ) 26.8 % 3. 間質性腎炎 ( 腎毒性藥物，如止 痛藥、有止痛藥、不明成份減肥藥 或中草藥 …) 6.9 % 4. 高血壓 2.9% 5. 不明原因 ~ 30% 健保局調查，約有 4 成的民眾不知道自己罹患腎臟 病
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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
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25 cm 50 ml 1500 ml Low esophageal sphincter LES 1 ft 9 ft Right Left lobe 40-50 mL Common bile duct 6-9 in Surface area 300 m 2 消化與吸收
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膽固醇 膽色素
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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)
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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。
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消化道的排空時間
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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
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消化道機能可受腦部控制
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消化系統的物流 : 血液循環
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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 20-30 g – 總存量 = 2 - 4 g – 每天合成量 = 0.3-0.5 g
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下食道括約肌 幽門括約肌
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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
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胃液分泌與胃壁保護
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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 ?
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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
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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) http://www.edah.org.tw/journal/29/08.html
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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 ?
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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: www.helico.comwww.helico.com http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2005/illpres/index.html
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有效療法 : 抗生素
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消化道的組織結構 漿膜層 肌肉層 黏膜層 黏膜下層 腸腔 腹腔
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消化道不同部位的組織結構有差異 http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/basics/gi_microanatomy.html
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小腸組織構造 絨毛 微絨毛 基底處 細胞新生 微絨毛 小場表皮細胞 持續增生、成熟， 最後從絨毛頂脫落
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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
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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
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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
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吸收作用吸收作用
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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 1500 2000 500 1500 1500 消化道分泌總水量 飲食攝取 總量 7000 2000 9000 小腸吸收水量 大腸吸收水量 再吸收總量 7500 1400 8900
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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
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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
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膳食纖維建議攝取量與注意事項 建議攝取量 : – 每天 20-35 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
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寡醣類 膳食纖維分類與組成
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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
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常見的消化道疾病 胃食道逆流症 胃潰瘍, 十二指腸潰瘍 乳糖不耐症不是病 食物過敏 大腸激躁症、發炎性大腸疾病
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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
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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。
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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。
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膽囊結石 危險因子 : – 不進食，膽囊收縮減少，減少膽汁流通 – 過重與肥胖 ( 女性 ) – 年紀增大 ( 男女 ) – 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
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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，不可食用母乳或牛奶類配方 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？其他的營養來源 優質蛋白質、鈣、維生素 B2
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乳糖基因表現與環境相關
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