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食物是如何转变成粪便的?——饺子君的消化道之旅  

2015-10-10 10:58:25|  分类: 生物知识拓展 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一个内含上好的猪前腿肉和香气沁人的韭菜饺子,外覆柔软筋道的面皮,色香味俱全,刚一出笼,就被久候多时的吃货囫囵塞进了嘴里。所谓刚出虎口又入狼穴,饺子从此开始了一段暗无天日的炼狱之旅。


嘴里磨成食团儿


饺子君面对的第一道酷刑是断手、断脚、腰斩、砍头大合集——咀嚼。齐刷刷的两排牙齿,切牙负责咬切,尖牙负责撕碎,磨牙负责研磨。松软的饺子君几秒之内就被撕成了碎片,刺激到了口腔里的各种感受器,发出「食物送上门来了」的信号,让下面的胃肠肝胆胰苏醒过来,蓄势待发。


破碎的饺子君被肥舌头搅来搅去,浑身都裹上唾液,变成了食团。不一会儿,碎成片的饺子皮开始被唾液里的淀粉酶消化了。可是吃货吃得太着急,饺子食团和唾液刚混合好就被舌背一顶,推进了咽部。咽部毫不含糊,马上发动一系列快速的反射动作,封闭通往鼻腔和气管的通路,下令食管上括约肌舒张,把食团送进了食管。


食管绿灯放行


食管就像一段幽暗静谧的隧道,没有疯狂的挤压,也没有危险的消化液,饺子君在这里度过暴风雨前最后的平静。美好的时刻总是短暂的,饺子食团刚进入食管,就被食管的蠕动推了下去。蠕动是消化道平滑肌的一种运动形式,在交感神经、迷走神经和肠道内在神经系统的共同控制下,环行平滑肌从近到远依次收缩,形成一段向前推进的波动。


饺子食团在平滑肌收缩的挤压下很快就到达了食管和胃的连接处,这里有一段 3~5 cm 长的高压区,被称为食管下括约肌,没有配合蠕动节律扩张开来。眼看食团就要被卡住,食管下括约肌收到管壁机械刺激的信号,立刻舒张,放食团通行。


食物是如何转变成粪便的?——饺子君的消化道之旅 - 次生壁 - 生物专人的博客


5 小时在胃中化为食糜


胃的恐怖饺子君早有耳闻,但当前面临的折磨远超它的想象。首当其冲的便是 pH 0.9~1.5 的胃酸,正常人每日可分泌 1.5~2.5 L。刚一接触饺子君就感觉到浑身强烈的灼烧感,之前一直很坚挺的猪前腿肉马上就蔫了,变得稀稀软软不成形。最凶残的还是胃蛋白酶,它在强酸环境中如鱼得水,狠狠地对猪前腿肉里的蛋白质发动攻击,使之分解成胨、多肽和少量氨基酸。


支离破碎的饺子君挣扎着想要贴到胃壁上去,因为胃壁黏膜表面有一层厚约 500 μm 的黏液——碳酸氢盐屏障,可以隔绝盐酸和胃蛋白酶对胃黏膜的损伤。但是,胃平滑肌的运动比食管强得太多,饺子食团被挤过来压过去,动弹不得,和胃液搅拌在一起,变成了食糜。


很快,饺子君的伙伴们纷纷加入进来,胃平滑肌的容受性舒张使胃腔容量从空腹时的 50 ml 增加到了 1.5 L,同时它的紧张性收缩让胃腔保持稳定的压力,这样一来,胃的消化能力丝毫不受影响。


饺子食糜已经顾不得同伴了,它被「一波未平,一波又起」的胃蠕动波推向幽门,只要过了幽门,就会进入小肠。但胃的折磨不会这么轻松地结束,幽门前的胃窦强力收缩,又把部分食糜推回了胃体,每次只有 1~2 ml 食糜能侥幸通过。饺子君身体的所有部分都通过幽门花了近 5 个小时。


7 小时在小肠里香消命殒


虽然被胃碾压得不成形,但残缺的饺子君在小肠完成了顺利会师。殊不知,小肠才是「进得来,出不去」的鬼门关。


「分节运动」是小肠最具特点的运动形式。每隔一定距离的肠壁环行平滑肌按照节律同时收缩,其余部分舒张,把食糜分成许多节段;然后,舒张的部分收缩,收缩的部分舒张,食糜又被分成新的节段。如此反复,完成了搅拌和机械消化的双重工作。


对饺子君来说,最要命的其实是小肠里的消化液。胰腺分泌到肠腔里的胰淀粉酶、胰蛋白酶和胰脂肪酶是主力军,分别搞定了以淀粉为主的饺皮、被胃蛋白酶分解成多肽的瘦肉和以脂肪为主的肥肉,韭菜除了纤维外其他成分也难逃一劫。另外,胆汁中的胆盐作为一种乳化剂,能把脂肪裂解成微滴,协助脂肪的消化和吸收。


说到吸收,小肠天生就是为了吸收营养而构造的。肠黏膜上有大量像沙皮狗皮肤一样的环行皱褶,让黏膜面积扩大了 3 倍。在放大镜下看,这些皱褶上面还有无数绒毛般的小皱褶突向肠腔,面积又扩大了 10 倍。再用显微镜来看,绒毛表面的每个肠上皮细胞顶端都有多达 1 000 根微绒毛,把小肠面积足足增加了 20 倍。 5~7 米的小肠在皱褶技能加成下,吸收总面积可达 200~250 ㎡。


在小肠经历了约 7 个小时的蹂躏后,饺子君已几乎香消命殒,仅剩的一点残渣携着消化道表面脱落的上皮细胞一起穿过回盲瓣,和阑尾打了一个招呼后,进入大肠。


大肠里化为粪便


如果说前面是充满酷刑、压迫和转生希望的上层地狱,那么大肠就是厉鬼横行、永世不得翻身的第十八层地狱。这里寄居着以大肠杆菌为首的大量细菌,蚕食饺子君的残渣,产生氨、硫化物和吲哚等臭味剂和二氧化碳、甲烷、乳酸等无味物质,其中有些成分由肠壁吸收到肝脏进行解毒,余下的加入到屁和粪便排出体外。作为借住的条件,大肠内的细菌合成维生素 B 复合物和维生素 K,供人体吸收利用。


大肠的运动少而迟缓,可以让饺子的残渣在里面待上 18~24 小时。期间,大肠以其特有的「袋装往返运动」对残渣进行揉搓,并吸收其中的水分,使之干燥成形,加上脱落的肠上皮细胞、少量胆盐、大量细菌和肠壁排出的重金属盐,共同组成粪便。除了缓慢的常规蠕动外,在进食后数小时里,大肠会产生一种行进快而远的「集团蠕动」,将粪便推入乙状结肠。


乙状结肠内的粪便积聚到一定程度时,被肠蠕动推进直肠,引起排便反射,让大脑感受到便意。若外部条件许可,大脑就会发出信号兴奋脊髓的初级排便中枢,引起结直肠的收缩和肛门括约肌的舒张,配合腹肌收缩导致的腹内压增高,含有饺子君尸骨的粪便就被排出体外。


生为香喷喷的食物,死为臭烘烘的大便。饺子君的消化道之旅就这样结束了。

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