消化与吸收¶

消化沿多个界面连续推进。咀嚼、胃窦研磨和小肠混合先改变颗粒与液滴的尺度；酸、胆盐以及来自唾液、胃和胰腺的酶在腔内逐步拆解大分子；固定在微绒毛膜上的水解酶再完成末端切割。终末产物随后依其大小、电荷和脂溶性，由膜转运系统摄取、经细胞旁通路移动或扩散入膜，越过极性上皮后进入门静脉或淋巴。

运动、泌酸和小肠液分泌见消化道运动与分泌，胰液、胆汁的生成与排出见肝胆与胰腺外分泌。这些分泌物进入消化腔后，底物依次经历水解、顶端摄取、细胞内加工和基底侧输出。健康成人中的主要路径仍会随年龄、膳食组成、肠段、转运时间和微生物生态而改变。

消化与吸收的连续过程¶

上皮极性与定向运输¶

小肠环形皱襞、绒毛和微绒毛在不同尺度扩大交换界面；微绒毛膜又集中排列水解酶和转运蛋白，使终末消化产生的分子能够就近被摄取。顶端膜面向肠腔，基底外侧膜面向固有层毛细血管与乳糜管，紧密连接则控制细胞旁通路。溶质可以沿顶端膜—胞质—基底侧膜走经细胞路径，也可在选择性允许时走细胞旁路径。完整的跨上皮吸收需要顶端摄取、细胞内转运和基底侧输出相互配合。¹

许多顶端摄取由间接能量驱动。基底外侧 Na\(^+\)/K\(^+\)-ATPase 先水解三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）并建立低胞内 Na\(^+\)，SGLT1、部分氨基酸转运体和 ASBT 等再利用这一电化学梯度摄取底物；PEPT1 和 PCFT 则利用顶端附近的 H\(^+\) 梯度。底物进入细胞后，由另一组载体从基底侧离开。初级主动转运、次级主动转运和易化扩散的热力学关系见跨膜转运与渗透。

消化道各段的功能相互重叠，通量重心则沿长轴改变。胃开始蛋白质和部分脂质消化；十二指肠接纳胰液和胆汁，空肠承担大量营养物与水盐吸收，回肠继续回收剩余营养物，并集中处理胆汁酸和维生素 B\(_{12}\)；结肠主要回收水、电解质和微生物代谢产物。

胰酶的腔内激活¶

胰淀粉酶、胰脂肪酶以及核酸酶进入十二指肠时已具有催化能力，多数胰腺蛋白水解酶则以酶原形式分泌。刷状缘肠肽酶先切割胰蛋白酶原形成胰蛋白酶，后者再激活更多胰蛋白酶原、糜蛋白酶原、前弹性蛋白酶和前羧肽酶等。酶原、腺泡内抑制机制、导管冲洗与肠腔定位共同降低胰腺自身被蛋白水解的风险。²

腔内酶把大分子变成寡聚体和单体，具体终产物取决于底物。蛋白质常以氨基酸、二肽和三肽进入上皮；淀粉水解物仍需刷状缘糖苷酶转为单糖；脂质消化产物先由混合胶束递送到膜表面，再在细胞内重新酯化。消化产生可供摄取的底物，吸收则完成这些底物的跨上皮转运。

糖类的腔内消化与单糖吸收¶

淀粉酶与刷状缘糖苷酶¶

唾液 \(\alpha\)-淀粉酶在口腔开始作用，食团进入胃后还可在尚未充分酸化的内部短暂延续。胰 \(\alpha\)-淀粉酶在小肠水解淀粉和糖原内部的 \(\alpha(1\rightarrow4)\) 键，产生麦芽糖、麦芽三糖和含 \(\alpha(1\rightarrow6)\) 分支的极限糊精；它既不能切开纤维素的 \(\beta(1\rightarrow4)\) 键，也不能独自清除分支点。

微绒毛膜上的蔗糖酶—异麦芽糖酶复合体和麦芽糖酶—葡糖淀粉酶继续拆解 \(\alpha\)-葡聚糖，异麦芽糖酶结构域还可处理分支附近的 \(\alpha(1\rightarrow6)\) 键。乳糖酶—根皮苷水解酶把乳糖变成葡萄糖和半乳糖，海藻糖酶处理海藻糖。乳糖、蔗糖和含 \(\alpha\)-半乳糖苷键的棉子糖分别依赖具有相应底物特异性的水解酶；乳糖酶表达的发育差异见乳糖水解与乳糖酶持续性。³

单糖的顶端转运¶

葡萄糖和半乳糖主要由顶端 SGLT1 与 Na\(^+\) 同向进入吸收细胞，果糖主要经顶端 GLUT5 易化扩散进入；三者通常经基底外侧 GLUT2 离开并进入门静脉。SGLT1 的驱动力最终来自基底侧 Na\(^+\)/K\(^+\)-ATPase，因此口服补液盐把葡萄糖与 Na\(^+\) 配在一起，能够利用即使在分泌性腹泻中仍可工作的营养物偶联吸收。⁴

己糖和戊糖、葡萄糖和果糖之间的吸收速率会随腔内浓度、载体丰度与饱和、膜两侧梯度、食物基质和肠段而改变。单糖经顶端主动或易化转运进入后，仍需经基底侧输出才能完成跨上皮吸收。

蛋白质消化与氨基酸、短肽吸收¶

胃酸使许多膳食蛋白展开并把胃蛋白酶原激活为胃蛋白酶，先形成大小不一的多肽。进入十二指肠以后，胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶在链内部按不同侧链偏好切割，羧肽酶从羧基端逐个释放残基；刷状缘氨肽酶和二肽基肽酶继续从另一端或特定位点加工。蛋白质的结构、热加工、抗营养因子和胃肠转运共同决定消化率及其沿肠道的分布，这一分布会随食物和生理条件而变。⁵

游离氨基酸通过多套有重叠底物谱的顶端转运体进入细胞，其中一些与 Na\(^+\) 耦联，另一些交换不同氨基酸或按电化学势运行。二肽和三肽则主要由 H\(^+\) 偶联的 PEPT1 摄取，在胞质肽酶作用下大多转成游离氨基酸，再由多种基底侧载体输出至门静脉。肽通路与氨基酸通路并行，具体吸收速率需要按底物、转运系统和肠段分别评估。⁶

膳食蛋白主要经水解后以氨基酸和短肽形式吸收。健康成人仍可有极少量完整蛋白或抗原片段经内吞、跨胞运输或专门免疫取样越过上皮；这一途径在婴幼儿、屏障受损或免疫反应中的意义可能更大，其结论需按人群和状态分别解释。

脂质的腔内递送与细胞内重组¶

胆盐、胰脂肪酶与油水界面¶

胃和舌脂肪酶可开始水解一部分三酰甘油；小肠中，胆盐和磷脂使大脂滴分散并稳定油—水界面。胰脂肪酶在辅脂酶帮助下主要切开三酰甘油的 sn-1、sn-3 酯键，形成 2-单酰甘油和游离脂肪酸；磷脂酶 A\(_2\) 产生溶血磷脂，胆固醇酯水解酶释放游离胆固醇。胆汁主要提供胆盐以维持界面和胶束，三酰甘油的键水解则由脂肪酶催化。

脂肪酸、单酰甘油、胆固醇、溶血磷脂和脂溶性维生素进入胆盐形成的混合胶束后，得以穿过靠近微绒毛的非搅拌水层。胶束在膜表面逐个交付脂质，胆盐本身多数留在腔内继续循环。脂肪酸可经膜内扩散及 CD36 等蛋白参与的路径进入，胆固醇摄取则有 NPC1L1 等参与，具体贡献随底物浓度和脂质种类改变。⁷

乳糜微粒与淋巴运输¶

进入吸收细胞的长链脂肪酸先活化为脂酰 CoA，并与 2-单酰甘油在内质网重新合成三酰甘油；胆固醇和溶血磷脂也可重新酯化。微粒体三酰甘油转移蛋白（MTTP）把中性脂质装载到 ApoB-48 上，颗粒经内质网和高尔基体成熟为乳糜微粒，从基底侧分泌后穿过固有层进入中央乳糜管，随淋巴经胸导管进入体循环。这条路线绕过首次门静脉入肝；乳糜微粒经体循环卸载三酰甘油后，其残粒仍由肝脏摄取。⁸

较短的脂肪酸水溶性较高，较大比例可绕过乳糜微粒而由门静脉运输，并在血中与白蛋白结合；甘油也进入门静脉。分流比例随链长、剂量、餐食状态和物种而连续变化。结肠微生物产生的短链脂肪酸则属于另一来源，在结肠中经独立的吸收和利用通路处理。

核酸与微量营养素的吸收入口¶

核酸消化与单体吸收¶

食物和脱落细胞中的 DNA、RNA 在胃内经历酸性环境，进入小肠后由胰 DNase、RNase 进一步降解；刷状缘磷酸酶和核苷酸酶等继续生成核苷、碱基与磷酸。核苷可由 SLC28、SLC29 等家族的浓集型或平衡型转运体摄取，进入细胞后再参与补救合成或分解。膳食核酸各级片段在人体中的定量去向证据仍少于三大营养物，现有证据不支持食物中的完整 DNA 普遍进入人体细胞并表达。⁹

水溶性维生素的专门载体¶

水溶性维生素分别使用具有底物选择性的通路。食物叶酸常以多谷氨酸形式存在，刷状缘谷氨酸羧肽酶先把它加工为单谷氨酸叶酸，近端小肠的质子偶联叶酸转运体 PCFT 再完成主要顶端摄取。硫胺素、核黄素、生物素、泛酸和抗坏血酸等也各有专属转运体及调节方式。¹⁰

维生素 B\(_{12}\) （钴胺素）的吸收跨越多个器官。胃酸和蛋白酶先把它从食物蛋白释放，B\(_{12}\) 在胃内主要结合 haptocorrin；胰蛋白酶在十二指肠降解 haptocorrin 后，B\(_{12}\) 转交给壁细胞分泌的内因子。内因子—B\(_{12}\) 复合物抵达末端回肠后，结合由 cubilin–amnionless 异源复合体构成的 cubam 受体，并经内吞进入细胞。B\(_{12}\) 在细胞内释放后，进入血液并与转钴胺素结合。结肠细菌即使能合成钴胺素，也位于这套回肠受体之后，不能视为稳定满足人体需要的来源。¹¹

脂溶性维生素 A、D、E、K 则依赖脂质消化所建立的混合胶束环境，进入吸收细胞后多随乳糜微粒离开。不同维生素还有各自的细胞内结合、酯化和输出路径；“与脂肪一起吸收”描述的是共同的物理通路，不表示四者具有完全相同的转运和调节。

铁与钙吸收的全身调节¶

铁的基底侧输出¶

非血红素 Fe\(^{3+}\) 在近端小肠腔内先受酸度、配体和还原剂影响，刷状缘 DCYTB 等可把它还原为 Fe\(^{2+}\)，后者由质子耦联的 DMT1 进入细胞。铁随后或暂存于铁蛋白，随上皮细胞脱落回到肠腔；或经基底侧 ferroportin 输出，经氧化后装载到转铁蛋白。基底侧输出因而成为顶端摄取与入血之间的调节步骤。肝源性 hepcidin 与 ferroportin 结合并促使其内化降解，在铁储备充足或炎症时限制基底侧输出；缺铁和红系需求上升则通过系统信号提高可用吸收通量。¹²

维生素 C 可通过还原和维持可溶状态改善某些餐食中的非血红素铁吸收，植酸、多酚、其他矿物和食物基质则可能竞争或络合铁。血红素铁另有吸收和细胞内释放过程，其顶端分子入口的人体模型尚未达到 DMT1—ferroportin 通路的确定程度。铁的实际吸收率随化学形式、餐食组成和全身需求而变。

钙的跨细胞与细胞旁通路¶

低摄入或需求增加时，1,25-二羟维生素 D 促进十二指肠等部位表达 TRPV6、calbindin-D\(_{9k}\) 和基底侧 PMCA1b，使 Ca\(^{2+}\) 经顶端进入、在胞质中被缓冲搬运并主动输出。腔内 Ca\(^{2+}\) 较高时，沿紧密连接蛋白构成的细胞旁路径可贡献更大通量。两条路径在多个肠段并存，相对贡献受摄入量、溶解度、维生素 D 状态、转运时间、年龄和调节蛋白表达共同影响。¹³

钙吸收条件随肠段、化学形态和食物基质而变，不存在全肠段通用的单一最适 pH。磷酸盐、镁及其他无机离子同样具有特定通道、载体和细胞旁路径，其吸收速率需结合化学形态和转运机制判断。

小肠与结肠的水电解质吸收¶

肠腔中的水既来自饮食，也来自唾液、胃液、胰液、胆汁和肠液。它沿渗透梯度经细胞旁隙、水通道和细胞膜移动；Na\(^+\)—葡萄糖或 Na\(^+\)—氨基酸同向转运、NHE3 参与的电中性 NaCl 吸收以及其他溶质摄取不断改变局部渗透驱动力。Na\(^+\)/K\(^+\)-ATPase 位于基底外侧膜，通过维持 Na\(^+\) 梯度间接驱动腔内 Na\(^+\) 的顶端摄取。¹⁴

近端小肠通常承担很大的水盐回收通量，回肠继续回收，结肠再从较小的剩余液体中回收 Na\(^+\)、Cl\(^-\) 和水。远端结肠的 ENaC 受盐皮质激素等调节，并形成电生性 Na\(^+\) 吸收；结肠同时可分泌 K\(^+\) 和 HCO\(_3^-\)。每个肠段的日常净吸收由同时存在的吸收与分泌通量共同决定，会随溶质转运和液体负荷而改变。

结肠微生物的底物发酵¶

膳食纤维包含化学和生理性质差异很大的多类分子。纤维素、抗性淀粉、果胶、菊粉、阿拉伯木聚糖和多种寡糖在溶解性、持水性、黏度、颗粒结构及可发酵性上各不相同。高黏度可改变胃肠内容物混合和营养物扩散，粗颗粒或持水性材料可增加粪便体积，发酵性底物则被不同微生物群落转化。因此，纤维效应需结合具体分子、剂量和食物基质解释。

微生物发酵未在小肠被宿主消化吸收的糖类，产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）以及气体。SCFAs 以非离子扩散和 MCT1、SMCT1 等转运路径被结肠上皮吸收，并与 Na\(^+\)、水的回收相互影响；丁酸是结肠上皮的重要氧化底物，丙酸和乙酸较多进入门静脉并由肝及外周组织继续利用。粪便中的 SCFAs 是生成、吸收和利用后的剩余量，与总发酵产量之间还相差上皮吸收和组织利用的部分。¹⁵

结肠菌群还能合成维生素和改造胆汁酸，其对宿主维生素供应的贡献取决于具体分子、化学形式、吸收位置和通量。维生素 K 的部分微生物来源可能有贡献，结肠产生的 B 族维生素贡献则依具体分子与转运位置而异。

吸收产物的门静脉与淋巴去路¶

这张表按跨上皮通路比较不同底物，各类之间可以存在交叉。肠上皮会消耗一部分葡萄糖、谷氨酰胺和脂肪酸；同一脂质也可能暂存在细胞脂滴后延迟输出。胆汁酸经肠肝循环被回收，B\(_{12}\) 则依赖受体介导内吞。将终末产物、膜入口、细胞内处理和循环去向连在一起，可以区分消化障碍、转运缺陷与淋巴运输异常的不同后果。

参考资料与延伸阅读¶

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