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[转载]bioRxiv:消化系统和呼吸系统均是新冠病毒感染的潜在途径
fqng1008 2020-2-1 16:27
Biorxiv近日更新几篇论文,分析了 新冠状病毒的基因特征、感染途径和潜在疗法 等。 研究人员在 2019-nCoV中发现4个独特的插入物,都与艾滋病病毒-1关键结构蛋白中的氨基酸残基具有同一性/相似性;而且,消化系统和呼吸系统均是2019-nCov感染的潜在途径;值得注意的是,恢复期SARS患者的血清,能中和2019-nCoV穗状蛋白驱动;2019-nCoVs最晚的共同祖先出现在流行前约0.253-0.594年,至少有两种不同的2019-nCoV病毒株与此次疫情有关,疫情可能在正式报告前几个月发生。 一、 2019-nCoV穗状蛋白中独特的插入物与艾滋病病毒-1gp120和Gag惊人相似 人们目前正在见证一场由 2019-nCoV引起的重大流行病。该病毒的演变仍然难以捉摸。印度理工学院等机构研究人员在2019- nCoV穗状蛋白中发现了4个插入物,它们是2019-nCoV独有的,在其他冠状病毒中不存在。重要的是,所有4个插入物中的氨基酸残基都与艾滋病病毒HIV-1 gp120或HIV-1 Gag中的氨基酸残基相同或相似。而且,尽管插入物在主要氨基酸序列上不连续,但2019-nCoV的3D建模表明,它们会聚构成受体结合位点。研究人员认为,在2019-nCoV中发现4个独特的插入物,都与HIV-1关键结构蛋白中的氨基酸残基具有同一性/相似性,在本质上不太可能是偶然的。 这项工作有助于阐明 2019-nCoV的进化和致病性,对该病毒的诊断具有重要意义。 作者: Prashant Pradhan、Ashutosh Kumar Pandey、Akhilesh Mishra、Parul Gupta、Praveen Kumar Tripathi、Manoj Balakrishna Menon、James Gomes、Perumal Vivekanandan、Bishwajit Kundu 相关论文信息: https://doi.org/10.1101/2020.01.30.927871 二、 消化系统是 2019-nCov感染的潜在途径:基于单细胞转录组的生物信息学分析 自 2019年12月以来,一种新发现的冠状病毒2019-nCov在中国湖北省武汉市引起肺炎暴发。与严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)一样,2019-nCov通过细胞受体血管紧张素转换酶II(ACE2)进入宿主细胞。 为了分析 ACE2表达细胞的组成和比例,探索2019-nCov在消化系统感染中的可能途径,第二军医大学附属长征医院研究人员,分析了4个含有肺、食管、胃、回肠和结肠单细胞转录组的数据集。数据显示,ACE2不仅在肺AT2细胞、食管上层和层状上皮细胞中高表达,在回肠和结肠吸收性肠上皮细胞中也有高表达。这些结果表明,消化系统和呼吸系统是2019-nCov感染的潜在途径。 综上所述,本研究为 2019-nCov在消化道及呼吸道的潜在感染途径提供了生物信息学证据,可能对我国制定预防2019-nCov感染的健康政策具有重要影响。 作者: Hao Zhang、Zijian Kang、Haiyi Gong, Da Xu、Jing Wang、Zifu Li、Xingang Cui、Jianru Xiao、Tong Meng、Wang Zhou、Jianmin Liu、Huji Xu 相关论文信息: https://doi.org/10.1101/2020.01.30.927806 三、 新型冠状病毒利用 SARS冠状病毒受体ACE2和细胞蛋白酶TMPRSS2进入靶细胞 一种新型高致病性冠状病毒 2019-nCoV在中国的出现,及其在国内外的迅速传播构成了国际关注的突发公共卫生事件。冠状病毒利用它们的穗状蛋白(2019-nCoV-S)选择和进入靶细胞,深入了解这一入侵过程可能有助于评估大流行潜力并揭示治疗靶点。德国汉诺威兽医大学等机构研究人员证明了2019-nCoV-S使用SARS冠状病毒受体ACE2进入,而细胞蛋白酶TMPRSS2用于2019-nCoV-S启动。 因此, TMPRSS2抑制剂可能构成治疗方案。 最后,研究人员证明了来自恢复期 SARS患者的血清,能中和2019-nCoV-S驱动的进入。研究结果揭示了2019-nCoV与SARS冠状病毒感染之间的重要共性,这可能使它们转化为相似的传播能力和疾病发病机制。此外,研究人员还确定了抗病毒干预的靶点。 作者: Markus Hoffmann、Hannah Kleine-Weber、Nadine Krueger、Marcel A Mueller、Christian Drosten、Stefan Poehlmann 相关论文信息: https://doi.org/10.1101/2020.01.31.929042 四、 新型冠状病毒的演变与变异 目前由新型冠状病毒( 2019-nCoV)在中国引起的疫情已成为全世界关注焦点。截至2020年1月28日,已有4631例确诊病例和106例死亡,11个国家或地区受到影响。复旦大学等机构研究人员,从全球共享禽流感数据库(GISAID)和国家生物技术信息中心核苷酸数据库,下载了2019-nCoVs的基因组和类似分离物。利用Lasergene 7.0和MEGA 6.0软件,研究人员计算了序列的遗传距离,构建了系统发育树,并对氨基酸序列进行比对。利用贝叶斯联合系统发育分析,计算了2019-nCoVs的核苷酸取代率和最近共同祖先(tMRCA)等分子钟相关特征。 分离株 EPI_ISL_403928与其他2019-nCoV相比,具有不同的系统发育树和整个基因组长度的遗传距离,在氨基酸残基水平上,分别存在22、4、2个多蛋白、穗状蛋白和核蛋白的变异。核苷酸替代率从高到低:核蛋白1.05×10 – 2、穗状蛋白5.34 × 10-3、多蛋白1.69 × 10-3,对整个基因组为1.65 × 10-3。 按照这种核苷酸替换率, 2019-nCoVs最晚的共同祖先出现在流行前约0.253-0.594年。分析表明,至少有两种不同的2019-nCoV病毒株与此次疫情有关,疫情可能在正式报告前几个月发生。 作者: Chenglong Xiong, Lufang Jiang, Yue Chen, Qingwu Jiang 相关论文信息: https://doi.org/10.1101/2020.01.30.926477
个人分类: 临床研习|2374 次阅读|0 个评论
蚯蚓的消化系统与国家二类创新药物蚓激酶
热度 2 rongqiaohe 2019-1-4 12:32
我们蚯蚓具有较为发达的消化系统,它 由消化管道和消化腺组成 。如 图 1 所示, 我的消化系统有:嘴、咽、食道、 嗉囊 、砂囊、胃、 小肠 、 盲肠 、 直肠、肛门等器官 。 图 1 、 蚯蚓的消化系统。 在食道下端,有一个膨大的部分,叫嗉囊( crop )。由于人类有一个较大的胃,可以储存和消化更多的食物,所以没有嗉囊。蚯蚓 是 杂食性动物 ,土地里的 腐植质、动物粪便、土壤细菌、真菌等以及这些物质的分解产物 我们都吃 。 有的时候,我们钻进了贫瘠的土地,就没有什么好吃的了。所以,我们要把摄进的食物,暂时储存在嗉囊里边以防饥饿。当然, 玻璃、塑胶和橡胶之类的东西我们不吃。 你知道吗? 跟人类的孩子一样,我们的味觉灵敏,不喜欢苦味,但喜酸味和甜食。也像人类一样,喜欢热化细软的饲料,对动物性食物尤为贪食,我们每天可以吃很多食物,甚至可以吃下相当于我们自身体重那么多的食物(图 2 )。 图 2 、 我一天可以吃下跟我体重差不多的食物。我之所以如此能吃,是由于我的消化道能够合成与分泌一组称为蚓激酶的同工酶(LKI),它们具有很强的降解包括蛋白质、核酸在内的生物大分子。 我们还有一个人类没有的消化器官,叫沙囊( gizzard )。砂囊里边有沙子,是我们用来碾磨食物的地方。因为蚯蚓没有牙齿,经过沙子的摩擦,食物就容易消化了。紧接着砂囊的就是胃。由于身体细长,我们的胃不可能太大,无法储存更多的食物。 胃后约自第 15 体节,消化管开始扩大,肠道背侧中央凹陷而形成盲道( typhlosole ),使消化及吸收面积增大。自第 26 体节开始,肠两侧向前伸出一对锥状盲肠( caeca ),盲肠是重要的消化腺,能分泌多种酶。后肠较短约占消化管后端 20 多体节无盲道无消化机能, 之后就是排泄口肛门。 从发育生物学的观点来看,我们的胃和肠来源于内胚层属中肠。胃是在砂囊后一段,富含微血管和多腺体的消化管道。胃前有一圈类似咽腺,具有分泌功能的胃腺。在蚯蚓环节前的这些消化道也具有合成和分泌作用。其中,让大家最为熟知的,就是一组蚯蚓蛋白酶,又称为蚓激酶同工酶( lumbrokinase isozymes, LKI )。该蚓激酶家族,在蚯蚓的嗉囊、砂囊、胃等上皮中都有合成和分泌,帮助食物的消化(图 3 )。 图 3 、 蚓激酶同工酶主要在蚯蚓的消化道内合成与分泌。箭头所指是消化道上皮细胞。被染成咖啡色的组织,是含有蚓激酶同工酶的原位表达结果(Zhao, et al., 2007)。 蚓激酶同工酶已经造福于人类,被制作成为“蚓激酶”胶囊,作为国家“二类创新药”用于脑中风、心肌梗死等疾病的防治了 (Wang, et al., 2019) 。 1. Jing Zhao, Rong Xiao, Jian He, Rong Pan, Rong Fan, Cheng Wu, Xiang Liu, Ying Liu, Rong-Qiao He (2007) In situ localization and substrate specificity of earthworm protease-II and protease-III-1 from Eisenia fetida , Intern J Biol Macromol , 40: 67–75. 2. Xiu-Mei Wang, Shi-Chao Fan, Yao Chen, Xiao-Feng Ma, Rong-Qiao He (2019). Earthworm protease in anti-thrombosis and anti-fibrosis. BBA - General Subjects 1863:379–383. 感谢国自然基金的资助(31470036)
个人分类: 浅谈|9746 次阅读|4 个评论
酒肉穿肠过 - 咱们的消化系统(2)
热度 7 irisamor 2015-7-2 05:52
【良心剧透】 小肠才是“吃胖”我们的“罪魁祸首”,在肝和胰腺的帮助下,消化吸收了绝大部分的营养 住在大肠里的肠道菌也对“吃胖”我们负有责任。 上回咱们说到,一顿饭后大约 2-6个小时,所有的饭菜就都变成黏黏滑滑的糊糊,分批分次地被送进小肠,开始在下消化道中的旅程了。简单的总结一下,在此之前,整个上消化道的工作基本上就是加工这些“半消化”状态的饭菜糊糊。下消化道才是吸收各种营养,把咱们“吃”成个胖子的地方。 小肠是下消化道上的第一站,也是整条胃肠道上设备最精良的一个车间。饭菜就是在小肠里被消化成能够进入身体的营养元素,然后通过肠壁进入血液循环系统,送去各个器官维持生命活动,或是变成肥肉存起来留着以后维持生命活动的。在进入小肠之前,咱们先去参观一下“挂”在小肠上的几个附属器官,它们是专门为小肠车间培养专业消化团队的部门。 胰腺 胰腺是个细长苗条的器官,大约 20厘米长,躲在胃的后面,躺在胃和小肠之间。这个小巧精悍的部门不仅能通过内分泌功能调节血糖水平,还肩负着协助小肠完成消化工作的重任。胰腺向小肠中输送的专业消化团队叫做 胰液 ,里面含有各种蛋白质、淀粉和脂肪的消化酶。胰液中还有大量的电解质和碳酸氢盐,中和夹杂着胃酸的饭菜糊糊的酸性,给消化酶们提供舒适的工作环境。饭菜中大约一半的碳水化合物和蛋白质,80-90%的脂肪都是被这支队伍消化掉的。 肝 肝是咱们身体里单个体积最大的器官。成年人的肝脏可以达到 1.5公斤重。肝大概也是整个消化系统中工作最繁忙的器官,科技发展到现在也还没有一个人工装置能够模拟肝所有的功能。肝就像是身体中营养物质的加工物流中心,几乎所有吸收进入身体的营养物质都要先经过肝细胞的过滤、清洁、分解、合成等等加工处理,才会再被配送到其他器官去发挥作用,或是被排出体外。对于小肠的工作来说,肝的作用是为小肠培养了另外一支专业的消化队伍—— 胆汁 。 胆囊 是的,胆汁是肝制造的,不是胆。胆只是一个挂在肝表面的小袋子,差不多有一个养乐多瓶子那么大,它不生产胆汁,只是肝用来浓缩和存放胆汁的小仓库。肝脏时刻不停地制造着胆汁,送进胆囊浓缩储藏,在需要的时候提供给小肠,协助消化酶完成脂肪的消化工作。 胆汁里的 胆汁酸 把小肠里大块的脂肪颗粒拆卸开,变成一个一个的小油滴,再让这些小油滴漂浮在小肠溶液当中,方便消化酶开展工作,提高消化酶的工作效率,促进脂肪的消化和吸收。如果没有胆汁的话,饭菜中的脂肪就可能因为块头太大而无法被消化酶完全消化,最终随着粪便排出体外,浪费掉了。别打歪主意,别忘了健康的你是需要摄入必需脂肪酸的。更何况,因为可以促进脂肪的吸收,胆汁的存在对维生素 A/D/E/K这些脂溶性维生素的吸收也起着至关重要的作用。 好啦,见过了协助小肠工作的有关部门,咱们就进入小肠吧。 小肠 小肠的“小”说的只是它平均 2.5厘米的直径。作为整个消化系统最重要的工作车间,小肠的“占地面积”可一点儿也不小。科学家们普遍认为咱们人类的小肠平均能有5、6米长。据说短的也有4米多,长的可以接近10米,挂起来比3层楼还高 。先别急着惊讶,猜猜小肠里的“厂房”面积有多大?能有300平方米,比一个网球场还大 。虽然最新的研究声称小肠平均只有3米多长 ,内表面积其实也只有30-40平方米那么大 ,但即便如此,这也意味着咱们的小肠抻开来能盖住半个羽毛球场。一根3米多长,直径不到3厘米的管子展开来为什么会有这么大的表面积呢?这就得归功于小肠内壁黏膜层非凡的构造了 。首先,小肠里也跟胃里一样皱皱巴巴的,内表面布满了环状的褶皱。这些褶皱上布满了像手指一样突起的 肠绒毛 ,每根“手指”都是一簇盘绕在一起的 淋巴管 和 毛细血管 ,外面包裹着一层 小肠上皮细胞 。“手指”上的每个细胞都向外伸出头发一样的 微绒毛 。而这些微绒毛的表面呢,还覆盖着一层叫做“ 糖萼 ”的黏液,里面飘动着更加细小的蛋白质细丝。所以小肠的内壁黏膜大概是个什么样子呢?见过海葵吗?小肠黏膜上就像长着连成片的海葵,挥舞着触手从饭菜糊糊里捕食营养物质。 【图】小肠黏膜的构造(图片来源: http://www.phyworld.idv.tw/ ) 【图】是不是很像海葵(图片来源: bzdao.com) 小肠最前端和胃相连的那一小截有一个你可能非常熟悉的名字, 十二指肠 。它的中文名字和拉丁文名字都是同一个意思,“大约十二根手指宽度那么长的一截小肠”。因为和胃直接相连,十二指肠承担着从胃里接收饭菜糊糊的任务。这可是个危险的工作,因为刚刚进入小肠的饭菜糊糊里还夹杂着胃里的盐酸,营养虽然丰富,杀伤力也不小。所以十二指肠也和胃一样,用厚厚的黏液把自己护得严严实实的,避免受到盐酸的伤害。这些黏液有一部分是十二指肠自己分泌的,也有一部分是跟随胰液进入十二指肠的。和胃里的黏液不同是,十二指肠和胰腺分泌的黏液都是碱性的,在阻挡盐酸接触十二指肠肠壁的同时中和饭菜糊糊的强酸性,给小肠里的消化酶制造适宜工作的碱性环境。还记得胃溃疡是怎么回事吧?同样的道理,如果十二指肠和胰腺出了问题,分泌的黏液太少,或者一次进入十二指肠的胃酸太多,盐酸都可能灼伤十二指肠的肠壁。严重的时候就会形成十二指肠溃疡。跟随黏液一同进入十二指肠的还有胰液里的各种消化酶,以及从肝和胆囊来的胆汁。这些消化工人们在十二指肠里与饭菜糊糊混合在一起,就进入了小肠的第二个部分—— 空肠 。 饭菜中的营养物质大部分都是在空肠里被消化吸收进身体的。从胰腺赶来的消化酶们在胆汁的帮助下,把饭菜里的营养物质分解成细小的“营养颗粒”,漂浮在小肠溶液里。这些营养“小颗粒”被小肠黏膜上那些“海葵”捕获之后,会在刷子一样的“触手”表面被小肠自己分泌的各种消化酶进一步消化,成为能够被吸收的营养元素,然后穿过小肠上皮细胞,通过肠绒毛里的输送管道进入循环系统,最终被送去身体的各个角落维持生命活动。 没能在空肠里被吸收进身体的营养元素就继续沿着消化道飘飘荡荡进入了小肠的最后一个部分,这一截小肠也有个专门的名字,叫做 回肠 。除了吸收小肠溶液里残存的营养元素之外,回肠还有一个重要的功能,回收胆汁。或者严格一点说,回收制造胆汁里胆汁酸的原料。胆汁酸从肝脏出发,随着胆汁自十二指肠进入小肠,经过好几米的繁忙工作,到这里就完成了辅助消化的任务。它们也和各种营养元素一样可以被小肠黏膜上的“海葵”们捕获,然后通过循环系统回到肝脏,再和新的小伙伴一起,组成新的胆汁队伍,进入小肠开始下一轮工作,或是去胆囊里整装待发。回肠的最后,也就是小肠的最后,是一道叫做“ 回盲瓣 ”的“门”。穿过整个小肠还是没有被消化吸收的食物穿过这道“门”就进入了消化道的最后一个车间——大肠。 大肠 大肠是整个消化道的最后一个部分,主要负责从残存的食物里回收水分和电解质,然后把剩余的残渣加工成粪便储存起来,分批分次的排出体外。别笑,这可是大肠最重要的功能之一。要不是它能够存储粪便分批排放,咱们每人都得兜着纸尿布出门了。 大肠也可以分成三个部分。穿过回盲瓣的食物首先进入的这个部分叫做 盲肠 。对于很多食草动物来说,盲肠是专门用来发酵草料的地方。也许是因为人类早就不需要靠吃草为生了,咱们的盲肠已经退化,失去了原有的功能。所以基本上,盲肠就是个从回肠接纳剩余食物的小口袋。 连着盲肠的,是大肠的第二个部分,叫做 结肠 。结肠从腹部的右下方开始,先向上,升到大约肝的高度,再向左,水平穿过整个腹腔,再向下,降回到盲肠的高度,最后再向肚脐眼的方向拐一个弯,和大肠的第三部分,也是整个消化道的最后一部分—— 直肠 连在一起。 残存的食物从回肠进入盲肠之后,大肠的肠壁肌肉就像用铲子翻土一样搅动着这些食物顺着结肠向前翻滚,让食物中所有含水湿润的部分都能接触到大肠的内壁。进入大肠的食物中大约 90-95%的水分和钠离子都会在翻滚的过程中被身体回收再利用。 除了回收水分和电解质,在吃胖我们这件事上,大肠的贡献也不小。虽然大肠不能像小肠一样分泌各种消化酶,也没有来自肝和胰腺的支援,但是居住在大肠里的肠道菌也一样能继续消化食物,把小肠都没法处理的食物变成能被身体吸收的营养元素。其实整个消化道里都有细菌的存在,只不过其他地方因为有各种消化液的存在,居住环境不是很好,细菌的人口比较稀少。大肠可就不一样了,冬暖夏凉,宽敞舒适,还有源源不断的食物供给,简直就是细菌繁衍的天堂。细菌有多喜欢咱们的大肠呢?每一克大肠内容物里都有好几百种、上千亿个细菌。可别听见“细菌”就往坏处想,咱们平时说的益生菌就是住在大肠里,对身体健康有益的细菌的总称。吃含有益生菌的奶制品和营养补剂也是希望这些对身体有益的细菌能在大肠里扎下根来繁衍生息。平时说的益生元其实就是专门给这些肠道菌准备的营养品,帮助它们在肠道里定居的。 这些居住在大肠里的小家伙们通过发酵从残留的食物里获取营养物质。这个过程有点像咱们腌泡菜,会产生大量的短链脂肪酸和气体。这些脂肪酸就是能继续为身体提供热量,把咱们吃胖的帮凶。不过呢,大量的研究也表明,它们同时也很可能就是膳食纤维能够降低血液中的胆固醇含量,维护心血管健康,甚至预防癌症的原因 。至于那些气体,有些也会被其他的细菌消耗掉。多余的嘛,就是需要排除体外的废气了。“屁”! 食物大约需要 12-70个小时才能翻滚着通过整个大肠。因为绝大部分水分都被回收了,每一升进入大肠的“准便便”最后就只剩下大约200克左右的废弃物需要排出体外了。这里面基本上除了少量没有消化吸收的营养物质和食物残渣之外,都是一路上剥落的消化道细胞、消化液、无机盐、一些水分,还有大量的肠道菌。 到这里,咱们就完成了整个消化系统的参观形成。下面的表格简单总结了一下不同营养元素在消化道中的旅程。从下次开始,咱们就来看看这些个营养元素到底是怎么变成肥肉的。 【参考文献】 Gray, H. Anatomy of the HumanBody. Bartleby.com ed1918. Gropper, S. S., Smith, J. L., Groff, J. L. AdvancedNutrition and Human Metabolism (5th Edition)2009. Gondolesi, G., Ramisch, D., Padin, J., Almau, H., Sandi,M., Schelotto, P. B., et al. What Is the Normal Small Bowel Length inHumans?First Donor-Based Cohort Analysis. American Journal of Transplantation.2012,12:S49-S54. Helander, H. F., Fändriks, L. Surface area of thedigestive tract – revisited. Scandinavian Journal of Gastroenterology.2014,49:681-9. Whitney, E., Rolfes, S. R. Understanding Nutrition(International Edition): Cengage Learning; 2012. Guarner, F.,Malagelada, J.-R. Gut flora in health and disease. The Lancet. 2003,361:512-9.
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酒肉穿肠过 - 咱们的消化系统(1)
热度 9 irisamor 2015-5-22 17:38
【良心剧透】 • 消化系统是一条贯穿身体的管子和“挂”在管子上的几个附属器官 • 消化系统内部的空间相对于身体其实是“外部环境” • 从口腔到胃,整个上消化道的工作重心不是吸收营养,只是把饭变成饭糊而已 • 理论上说,没有胃也一样可以吃成个胖子 俗话说“酒肉穿肠过,肥膘身上留”。这件事情说着简单,实现起来可是个困难重重的工作。为什么呢?因为吃进肚子的饭菜不能直接被贴在身上。就像砍倒的原木和开采的石油,需要先被加工成合适的木料和燃料,然后才能送去搭建城市或是提供能源。饭菜也一样,必须先经过一系列的加工处理,它们才能为身体提供能量,或是变成小肚腩什么的。咱们的 消化系统 就是负责完成这个食品加工和处理工作的。 简单粗暴的说,咱们的消化系统就是一条贯穿身体的管子和“挂”在管子上的几个附属器官。稍微想象一下你就会发现,因为管子的两端都是与外界相通的,所以管子里的空间相对于身体来说其实是“外部环境” 。换句话说,装进管子里的东西都还不是身体的一部分,只是等待被利用的原材料罢了。这根管子就是一条食品加工流水线,饭菜从管子的一端进入流水线,先被加工成可以利用的营养元素,然后交给血液循环系统送去生产建设或是储存肉肉。最后废弃物会从管子的另一端排放出去。为什么说消化系统的工作困难重重呢?举个例子,这条流水线的主要工作就是把饭菜中的碳水化合物、脂肪和蛋白质分解消化成营养元素然后吸收进身体。但是流水线本身也是用碳水化合物、脂肪和蛋白质做的。消化不了饭菜问题不大,不小心把自己消化掉了可怎么办? 平常,咱们把这条流水线管子叫做 胃肠道 ,把加工饭菜变成营养元素的过程叫做 消化 ,把营养元素交给血液循环系统的过程叫做 吸收 。流水线从 口腔 开始,经过 食道 进入 胃 、 小肠 和 大肠 ,每个部分都像一个分工明确的消化车间。每个车间都有一支专业的消化团队,统称 消化液 。每个团队中都有专门负责润滑和安保工作的 黏液 ,有专门负责消化工作的 酶 。车间里的主要工作场所是管子的内壁,叫做 黏膜 。那几个“挂”在管子上的附属器官呢,就是给不同车间培养专业消化团队的地方。 既然胖从口入,咱们就从口腔开始,沿着管子参观一下这条设计精良的食品加工流水线吧。 口腔和唾液腺 口腔 是胃肠道的入口,是流水线上的第一个车间。饭菜在这里经过牙齿和舌头切割、挤压与碾磨,会变成细小的颗粒。工作在口腔里的还有 唾液 (就是口水),这是 唾液腺 专门为口腔培养的消化团队。唾液里的黏液用大量的水把加工好的饭菜颗粒变得黏黏滑滑的,方便它们在管道里流动,也能保护 口腔黏膜 不被饭菜颗粒粗糙的表面划伤。唾液里也有提供专业消化服务的技术工人,一位是 唾液淀粉酶 ,另一位是 舌脂肪酶 。唾液淀粉酶可以消化一部分碳水化合物,生产麦芽糖和少量的葡萄糖,所以嚼馒头的时候你能尝出甜丝丝的味道。舌脂肪酶对婴儿非常重要。宝宝们要靠它来消化母乳和牛奶中的一部分脂肪。猜猜看,你每天要流多少口水? 食道 饭菜在口腔里被加工成黏滑的颗粒之后就被送进了 食道 。食道从口腔开始竖直向下,大约有 25厘米那么长,是专门负责输送这些黏滑颗粒的管道。咱们平时把这个输送的过程叫做 吞咽 。吞咽可不是就让饭菜颗粒顺着管子掉下去。大脑中有一个叫做吞咽中心的部门,专门负责控制这个过程的精准,避免发生危险。简单说吧,吃饭、喝水和呼吸用的都是同一张嘴。喝西北风事小,把红烧肉咽进气管可是个大麻烦。所以,在饭菜颗粒从口腔送入食道的时候,把守在食道入口的工作人员(它的名字叫做 食道括约肌 ,或者 上食道括约肌 )要及时地关闭连接着口腔和气管的闸门。等饭菜颗粒完全进入食道之后,再及时打开闸门,保证正常的呼吸。这道闸门叫做 声门 ,咱们平时说话的声音就需要通过声门传递出来。知道为什么妈妈说吃饭的时候不能说话了吧?说话需要打开声门,吃饭需要关紧声门,非要一心二用,当然就容易呛到喽。 胃酸因为某种原因倒流回食道,灼伤食道黏膜的情况就是平常总说的“烧心” (图片来源: zantacadvice.co.uk) 食道的出口也守着一位工作人员,叫做 胃食管括约肌 ,或者 下食道括约肌 。当饭菜颗粒沿着食道被逐渐输送到出口的时候,胃食管括约肌就会打开食道出口的闸门,把这一团黏糊糊的颗粒送进胃里。因为闸门后面的胃里有腐蚀性很强的胃液,所以除非是有东西要被送进胃里,否则胃食管括约肌把守的闸门都会关得紧紧的。如果这道闸门出了什么故障,让进入胃里的饭菜又重新流回了食道,随着饭菜一起流进食道的胃液就会对食道造成伤害。这种故障叫做 胃食管返流 ,发生故障的时候你会觉得胸口火辣辣的,很多地方习惯把这种感觉叫做 烧心 。如果你经常宿醉,大概不会对这种感觉很陌生。不喝酒也别高兴得太早,烟、茶、可乐、咖啡、脂肪、巧克力、薄荷油这些刺激性的食物,还有边走边吃、吃饱就睡这些不好的生活习惯都可能会影响胃食管括约肌的工作,增加故障发生的风险。太胖也会哦。 胃 胃 是一个皱皱巴巴的小袋子,平时还没有一个养乐多瓶子大。但是因为它皱皱巴巴的,所以可以像手风琴的风箱一样被抻开来,变成一个中号可乐瓶那么大的大袋子,所以吃饱饭的时候你的肚子会圆鼓鼓的。 胃液 是胃自己培养的消化团队。在拿到从食道送来的饭菜颗粒之后,胃液会在 盐酸 的带领下继续研磨搅拌,把这些黏滑的颗粒变成更黏更滑的糊糊。盐酸是胃液团队的主心骨,它把饭菜中复杂的蛋白质拆开,再交给 胃蛋白酶 进行更加细致的消化工作。盐酸还给胃蛋白酶营造了它喜欢的酸性工作环境,但也因为这个环境的酸性太强,口腔里的唾液淀粉酶和舌脂肪酶随着饭菜进入胃里之后就都没法正常工作了。胃里有多酸呢?胃液的 pH值大约是2。不熟悉pH值没关系,胃液比醋(pH=3)和橙汁(pH=4)都要酸,日常饮食中大约只有柠檬汁的酸性能跟胃液相提并论。换句话说,不管是喝橙汁还是喝醋都不会让胃里变得更酸。 咱们平常说的胃酸其实就是盐酸,是由胃黏膜中的腺体细胞分泌用来辅助消化的。 (图片来源: www.adfibs.com) 盐酸营造的强酸性环境也顺便消灭掉了随着饭菜进入胃里的细菌,以防它们在消化系统里捣乱。但是盐酸的腐蚀性实在是太强大了,为了防止它在工作中伤及无辜,胃里负责安保工作的黏液们像拿着盾牌的防暴警察一样,组成一道厚厚的围墙,紧紧贴在胃口袋内表面的 胃黏膜 上,把盐酸和饭菜围在中间,保护胃黏膜的安全。如果因为什么原因破坏了黏液们的保护墙,让工作中的盐酸伤到了胃黏膜,这种情况就是平时常说的 胃溃疡 ,其实也就是胃不小心消化到了自己。刚刚提到的烧心其实也就是倒流的胃液消化了食道。 喜欢强酸性环境的消化工人也不止胃蛋白酶一个,和它一起工作的还有胃脂肪酶和内因子。胃脂肪酶主要负责消化饭菜中的中链和短链脂肪,日常饭菜中大约 20%的脂肪是在胃里被消化掉的。内因子的工作主要是帮助胃口袋吸收维生素B12。你也许注意到了,这是咱们第一次见到吸收的工作。从口腔到胃这一段胃肠道通常也被叫做“ 上消化道 ”。整条上消化道的主要工作就是把饭菜粉碎加工成黏黏滑滑的糊糊,为之后的养分吸收做好准备工作。口腔和食道都不会吸收任何营养元素。能被胃吸收的东西也很少,除了刚才提到的维生素B12之外,也只有水、酒精、某些矿物质和阿司匹林之类的脂溶性药物 。所以,那些想把胃饿小一点好减肥的姑娘们得注意了,健康的胃会为养分的吸收提供便利的帮助,但是没有胃并不怎么妨碍身体对养分的吸收。什么意思呢?理论上讲,一个没有胃的人一样可以吃成个胖子。 饭菜颗粒在胃里都变成黏黏滑滑的糊糊之后就可以被送进 下消化道 上的车间开始更精细的消化和吸收了。下消化道上的第一个车间是 小肠 。但是胃里的糊糊也不是处理好了之后就一股脑都灌进小肠里的。为了方便小肠团队的工作,流水线分批分次有节奏地输送着处理好的饭菜糊糊。每次大约只送一小勺,每分钟大约送两次。碳水化合物和蛋白质送得快些,脂肪送得慢些。太咸、太甜、太油腻的饭菜都会降低流水线从胃里向小肠输送饭菜糊糊的速度。所以如果你只吃蔬菜和主食会感觉饿得快一些,吃很多大肥肉就会感觉饿得慢一些。一般来说,一顿饭后大约 2-6个小时,所有的饭菜就都变成黏黏滑滑的糊糊被送进由小肠开始的下消化道了。在这儿,吃进肚子的饭菜才会被有选择地吸收进身体,交给血液循环系统。关于饭菜糊糊在下消化道流水线上的旅程,咱们下次再继续参观。 对了,口水。每天,你大概要流 1升的口水,差不多能灌满一个大可乐瓶子了。 【下期预告】 酒肉穿肠过——我们的消化系统( 2)下消化道 【参考文献】 1. Whitney,E. and S.R. Rolfes, UnderstandingNutrition (International Edition) . 2012: Cengage Learning. 2. Gropper, S.S., J.L. Smith, and J.L.Groff, Advanced Nutrition and HumanMetabolism (5th Edition) . 2009.
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静看“化学之歌”
热度 3 uvard 2012-4-21 14:12
静 看“化学之歌” 前不久,“化学之歌”在网上的评论迅速爆红,但是一直没有静下心来好好看看。今天按耐不住好奇之心,百度了一下。下边附有歌词,方便各位静看。先不论是谁所做。 第一感觉:此歌展现了一个化学爱好者对化学强烈的热爱。 第二感觉:化学对于普通百姓、或者初学化学者,那是多么神秘,但是被用如此简单的语句,揭开了面纱。 第三感觉:那些复杂的东西,也可以用另外一种方式表达,活学活用。 第四感觉:也许还会用更多这样的歌曲(物理之歌,生物之歌,地理之歌,历史之歌,语言之歌,医学之歌,哲学之歌......),让复杂的、神秘的事物简单化、大众化。 ...... 但是为什么,这样一首歌曲的出现,批评之声能够迅速网络爆红呢? 原因也许: 此歌是新生事物,稀奇。 此歌不是专业歌手所做,不合常理,引争议。 化学爱好者,终于有了自己的歌曲,但是有些人觉得不合胃口。 也许有人头脑发热,也许有人跟风起哄,有人盲从,也许有人别有用心。 静看后感: 新生事物遇到阻碍是难免的。 不是专业歌手,做一两首自己的歌,没什么不好。 每个人都有自己的空间。 又红又专,有何不可? 对于那些批评:批评之前先冷静想想,自己是不是冲动了,有没有看清楚,有没有理解正确,有没有考虑到出现此现象的背景,是不是人云亦云了,是不是被人误导了,到底该贬,还是该褒,批评的有没有见地,有没有水准? 博客 博客广开闲杂谈, 汇聚天下豪杰欢; 推荐反驳抒己见, 不话他人身份淡。 --太和之申 声明 :请各位前辈、大师、朋友多多指点! 个人言论,个人行为,个人观点,可圈、可点、可批、可骂,但请只是针对本人,谢谢! 《化学是你化学是我》歌词   (抒情空灵)   化学究竟是什么 化学就是你 化学究竟是什么 化学就是我   化学究竟为什么 化学为了你 化学究竟为什么 化学为了我   化学究竟为什么 化学为了你 化学究竟为什么 化学为了我   (跳跃轻快)   父母生下 生下的你我 lalala 是化学过程的结果   你我你我 的消化系统 lalala 是化学过程的场所   记忆和思维活动 要借化学过程来描摹   要借化学过程来描摹 描摹描摹   即便你我的喜怒哀乐 也是化学神出鬼没   也是化学物质的 神出鬼没   (副歌 宽广)   化学 你原来如此神奇   哦 化学 难怪你不能不火   哦 四海兄弟 我们携手努力   哦 为人类的航船 奋力扬波   你我你我 要温暖漂亮 lalala 化学提供 衣装婀娜   你我你我 要吃足喝好 lalala 化学提供 营养多多   你我要飞天探地 化学提供动力几何   化学提供动力几何 动力几何   即便你我的身心健康 也是化学密码解锁   也是化学为生命 密码解锁   (副歌 宽广)   化学 你原来如此给力   哦 化学 难怪你不能不火   哦 四海兄弟 我们携手努力   哦 为人类的航船 奋力扬波 奋力扬波
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