Physiologie des Gastrointestinaltrakts – Teil IIc: Nährstoffverwertung
胃腸道的功能
胃腸道功能概述。
食物攝取和唾液分泌
食物攝取的過程和唾液分泌的作用。
胃消化和胃動力
胃內消化的詳細資訊和胃動力。
自酶腸消化和營養吸收
解釋腸內的自酶消化以及營養如何被吸收。
腸神經系統和腸動力
腸神經系統的作用及其對腸動力的影響。
微生物發酵
了解消化道中的微生物發酵。
腹瀉
腹瀉的原因和機制。
鳥類消化的特點
鳥類消化的具體方面。
營養素的吸收後利用
營養素吸收後的利用方式。
肝臟的生理學
肝臟在消化方面的生理功能。
食物攝取的調節
調節食物攝取的機制。
營養素的利用
單胃動物和反芻動物在營養素利用方面的區別。
碳水化合物
葡萄糖給藥：
給予4克/公斤體重（KM）的葡萄糖。
三個階段：
高血糖階段
正常血糖階段
低血糖階段
吸收階段持續約1 - 2.5小時，取決於消化率。
葡萄糖進入 vs. 消耗：
葡萄糖進入大於葡萄糖消耗。
在高碳水化合物飲食下，可能出現短暫的高血糖。
這導致葡萄糖消耗的強烈刺激。
葡萄糖消耗（消耗）：
肝臟中的糖原儲存 (25%)
肌肉中的糖原儲存 (5%)
肝臟和脂肪組織中的脂肪生成 (5-10%)
儲存量達到約35%
吸收後階段的葡萄糖來源
a) 休息時：
肝臟糖原可維持約12小時。
越來越多的由糖異生（氨基酸、乳酸、甘油）補充。
糖異生在幾乎所有營養狀況下都是必不可少的。
滿足吸收後能量需求：
葡萄糖：20%
氨基酸：20%
脂肪：60%
b) 體力勞動時：
肌肉糖原首先且迅速耗盡。
肌肉中的糖原含量（高達約1%）低於肝臟（高達約6%）。
然而，肌肉質量明顯高於肝臟質量（肌肉中絕對含有更多的糖原）。
快速消耗的原因：無氧糖酵解僅到乳酸！
肝臟糖原動員通常發生在有氧運動階段。
因此持續時間更長：約2小時。
早期通過脂肪分解補充。
晚期通過糖異生（乳酸、甘油、氨基酸）補充。
c) 食物禁食時：
肝臟和肌肉中的糖原儲備耗盡。
僅通過糖異生（氨基酸、甘油）滿足葡萄糖需求。
25%的蛋白質用於氧化。
蛋白質可維持約75天（“通常的”脂肪儲備可維持約100天）。
通過酮生成降低葡萄糖消耗（高達60%）。
乙酰乙酸，β-羥基丁酸：用於骨骼/心肌和腦的水溶性葡萄糖替代品。
串擾：肌肉 - 肝臟
肌肉 = 葡萄糖和生糖化合物的主要儲存庫；但自身不能將葡萄糖釋放到血液中。
科里循環：
在最大功率下：肌肉乳酸的肝臟糖異生。
丙氨酸循環：
在分解代謝的情況下：肌肉氨基酸的肝臟糖異生。
葡萄糖穩態的控制
內分泌調節劑：
胰島素
胰高血糖素
GIP, GLP-1
糖皮質激素
脂肪因子
…
神經元調節劑：
交感神經系統：血液中的葡萄糖釋放 \Uparrow
副交感神經系統：血液中的葡萄糖釋放 \Downarrow
葡萄糖靜態調節的階段
1) 胰島素釋放（胰腺，B細胞）：
吸收前膽鹼能（迷走神經）
腸促胰島素（GIP，GLP1）
高血糖
胰島素作用：
肌肉和脂肪細胞中的葡萄糖攝取：GLUT4 \Uparrow （約⅔的身體細胞！）
肝臟中的葡萄糖攝取：葡萄糖激酶 \Uparrow
肝臟和肌肉中的糖原合成酶 \Uparrow / 糖原磷酸化酶 \Downarrow
直接（酶抑制）和間接（底物去除）糖異生 \Downarrow
肝臟和脂肪細胞中的脂肪酸和脂肪合成 \Uparrow
刺激許多身體細胞中的氨基酸攝取
蛋白質合成和DNA複製 \Uparrow
2) 胰高血糖素釋放（胰腺，A細胞）：
腎上腺素能或通過血漿兒茶酚胺
腸促胰島素 (CCK)
低血糖
血漿中高氨基酸濃度
胰高血糖素作用：
主要在肝臟！
糖原合成酶 \Downarrow / 糖原磷酸化酶 \Uparrow
糖異生 \Uparrow 特別是氨基酸的利用 \Uparrow
3) 腎上腺素和糖皮質激素釋放（腎上腺髓質或皮質）：
吸收後食物禁食
壓力下
腎上腺素作用：
肝臟和肌肉中的糖原合成酶 \Downarrow / 糖原磷酸化酶 \Uparrow
脂肪細胞中的脂肪分解 \Uparrow
糖皮質激素作用：
增強腎上腺素作用
肝臟中的糖異生 \Uparrow
特別是肌肉中的蛋白質分解 \Uparrow
肌肉和脂肪細胞中的葡萄糖攝取 \Downarrow
4) 生長激素 (STH)（腦垂體前葉）：
長時間食物禁食後
STH作用：
與 (3) 不同，保護蛋白質代謝！
否則，與 (3) 協同作用
炎症介質（TNF-α 等）和細胞因子（IL-6 等），FFS
胰島素抵抗
反射性胰島素釋放
胰島素在混合反射的意義上，在預期營養時已經釋放。
成年反芻動物的特點
瘤胃中強烈的碳水化合物消化：
胃腸道中缺少或減少葡萄糖進入。
內源性葡萄糖產生的高度重要性。
糖異生覆蓋約85 - 100%的葡萄糖需求。
胰島素水平受SCFA（丙酸、丁酸）調節。
葡萄糖節省策略：
降低血糖水平
有利於外周組織直接代謝利用SCFA- SCFA氧化 低葡萄糖氧化
乙酸鹽 & 丁酸鹽：肝臟、脂肪組織和乳腺中的脂肪生成
低胰島素水平（或胰島素/胰高血糖素比率）
脂肪動員 \Uparrow ，脂肪氧化 \Uparrow ，糖異生 \Uparrow
丙酸：肝臟高效提取 糖異生
肝臟：缺少葡萄糖激酶，己糖激酶低
阻止肝臟吸收和代謝吸收的葡萄糖
早期泌乳期的特點（牛）
產後葡萄糖水平的下降是泌乳葡萄糖需求極度增加的表現。
約60 - 85%的葡萄糖進入用於乳腺
30升牛奶需要1.8公斤葡萄糖
其餘組織僅需約0.25公斤
適應：
加強脂質動員以滿足能量需求 代謝失調的風險：脂肪肝
上調酮生成以降低葡萄糖需求 代謝失調的風險：酮症
將糖異生從“底物控制”切換為“需求控制”
從瘤胃吸收的丙酸不足 加強利用氨基酸進行糖異生，分解肌肉儲備
胰島素抵抗 (?)，胰島素減少 在代謝上有利於乳腺（因為胰島素非依賴性）