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第4章消化系统:遇到困难的地方
你觉得上一章有点难懂吗?你需要一杯浓缩咖啡吗?一个拥抱?别担心，你很快就会明白的。为了理解所有这些不同的部分是如何组合在一起的，我们需要跟踪一顿典型的食物，其中包含一些蛋白质、碳水化合物和脂肪，是如何通过可以说是从嘴巴到屁股的整个消化过程。让我们来做一餐烤鲑鱼(蛋白质)，鳄梨(脂肪)和水果沙拉(碳水化合物)。我们不仅会追踪食物的消化情况，还会追踪以下食物对荷尔蒙的影响:
1.正常饮食
2.不吃东西(禁食)
3.暴饮暴食
我们研究这个，是因为像2型糖尿病这样的事情与食物相关的正常激素信号(我饿了，我饱了。遥控器在哪里?)有关。正是这种激素交流的缺失导致了肥胖、加速衰老、多种类型的癌症，以及我们将要考虑的其他健康问题。让我们开始消化!
口腔:唾液腺，牙齿和园艺用品
为了简单起见，让我们假设我们吃一口包含三种成分的食物——一点鲑鱼、鳄梨和水果沙拉。
整体:从消化的角度来看，嘴巴主要是对我们的食物进行物理分解。咀嚼将大块的食物分解成小块，为之后的化学消化和酶解做好准备。
蛋白质:我们烤的鲑鱼被分解成更小的块，但化学成分保持不变。
碳水化合物:水果沙拉是单糖(葡萄糖和果糖)、双糖(蔗糖，又是葡萄糖和果糖)、淀粉形式的多糖(许多葡萄糖分子连接在一起，我们可以消化)和纤维(对消化健康很重要，但我们不能分解它，除非你是白蚁)。
唾液淀粉酶开始在嘴里分解淀粉的过程。由于在口中停留的时间相对较短，这个过程的活动性非常小，特别是如果你像我妻子一样，像蟒蛇一样吃东西的话。
水果的甜味为剩下的消化过程“做好准备”。这是味蕾和大脑以及消化系统其余部分之间的一种电化学交流。正如我们稍后将看到的，这个系统可能会被人工甜味剂愚弄，造成真正的灾难性后果。
脂肪:鳄梨在嘴里会变成糊状，但化学成分并没有改变
胃:盐酸，胃蛋白酶，壁细胞和女装
整体:胃是一个酸性的环境，在酸和胃蛋白酶的作用下，是少量蛋白质消化的宿主。胃实际上只是在为严重的消化做好准备。胃内的细胞感知食物并释放瘦素进入循环。瘦素进入大脑，向食欲中枢发出信号，告诉我们“吃饱了”，从而降低食欲，同时提高我们对食物的代谢率。
代谢率的增加主要表现为脂肪“燃烧”能量的增加。胃会释放几种荷尔蒙来刺激下游的消化。其中一种是胆囊收缩素(CCK)，这是另一种向大脑发送饱腹感(“我吃饱了”)信号的激素，同时在下一步刺激胆汁盐和胰腺酶的释放。虽然这还处于消化过程的早期阶段，但与大脑的交流已经开始了，我们已经“吃饱了”。如果这一信号缓慢或缺失，会发生什么呢?
蛋白质:胃中有少量的化学物质和酶解物质。想象一下，成千上万的氨基酸串在一起。胃里的消化把它们分解了，但碎片仍然很大。我们的鲑鱼大部分看起来还是像鲑鱼。
碳水化合物:胃里没有消化。
脂肪:胃里几乎没有脂肪消化。在胃里，脂肪和碳水化合物只是闲逛，喝咖啡，打牌来打发时间。
小肠:胰酶、胆盐和家用电器
整体:胃里的酸性物质(现在叫做食糜)被排入小肠的第一部分，也就是十二指肠。在食糜中注入碳酸氢盐，使混合物从酸性环境变为碱性环境。分解蛋白质、碳水化合物和脂肪的酶在较窄的pH值(酸/碱)范围内工作得最好。胃的酸性足以溶解一枚硬币，但主要的消化过程发生在小肠，是“碱性”环境。小苏打是公共碱的一个例子。
当食糜进入小肠时，它与胰腺酶(毫不奇怪，来自胰腺!)和胆囊释放的胆盐混合在一起。伙计们，真正的乐趣就要开始了!
蛋白质:现在的蛋白质由数百或数千个氨基酸组成，在胰酶的作用下，它们被迅速还原为三肽和二肽(三氨基酸和二氨基酸蛋白质)。当这些小肽与小肠的刷状边界相互作用时，它们最终被切割成单个氨基酸。刷子边缘有酶，催化小肽反应成自由的单一氨基酸。自由的氨基酸进入血液，被运输到肝脏，然后身体的其他部分用于生长和维护。
碳水化合物:单糖可以像氨基酸一样直接进入血液。然而，像蔗糖这样的双糖必须在肠道刷状边缘被切割成单糖。而像淀粉这样的多糖必须一路分解成游离葡萄糖。底线是碳水化合物必须被还原成单个分子，通过肠壁被吸收并运输到循环中。所以各位，这是一个机会来了解“复合碳水化合物”到底是什么:大量的糖。无论我们吸收什么类型的碳水化合物，它们都以葡萄糖或果糖的形式进入系统，也就是糖。
脂肪:如果你还记得，当食糜从胃进入小肠时，胰酶和胆盐被混合在一起。胆盐对脂肪的消化非常重要。我相信你知道，脂肪和水不能混合，如果我们想消化脂肪(是的，我们确实想消化脂肪，我的脂肪恐惧症朋友们)，那么我们需要脂肪溶解在胆盐中。胆汁实际上和肥皂是一样的，因为它有一头喜欢和水联系在一起，另一头喜欢和脂肪联系在一起。这就是肥皂洗脏盘子如此有效的原因。
这种将脂肪溶解在胆盐中的过程称为乳化。一旦乳化，胰酶脂肪酶就可以分解脂肪，正如你之前所了解的，脂肪是由甘油和脂肪酸分子组成的。随着甘油和脂肪酸彼此分离，它们可以通过肠壁运输，然后在另一边重新组装。
脂肪(甘油三酯/标签)必须像蛋白质和碳水化合物一样被输送到肝脏，但正如我之前提到的，脂肪和水不能很好地混合。这个问题可以通过用特殊蛋白质将甘油三酯包装起来解决，这些蛋白质可以将甘油三酯运送到肝脏。这整个复合体被称为乳糜微粒，它在胆固醇中起着核心作用，我们稍后会讨论这个问题。与蛋白质和碳水化合物不同，脂肪首先在淋巴管中运输，然后一旦进入血液循环，它们就会进入肝脏或被身体组织使用。
我的肝脏我的肝!
虽然胃肠道的消化还没有完全完成，但我们已经从中学到很多我们需要的东西。过了胃肠道这个点的东西都是屎!现在我们需要看看我们的大量营养素(蛋白质、碳水化合物和脂肪)在与肝脏相互作用时的命运。
整体:当营养物质通过肠壁被吸收进入循环时，激素肽YY(PYY)被释放。它是饱腹感的另一个直接因素，也因为它瘦素的敏感性得到提高。蛋白质会释放相对大量的PYY，因此感到相当饱腹。脂肪的PYY释放量较大，但低于蛋白质，而碳水化合物的PYY释放量最小。这应该给你一个提示，如何做一顿提高饱腹感的饭(蛋白质+脂肪)。此外，你可能已经注意到，我们已经遇到了几种与消化系统和大脑之间的交流有关的激素。当一切正常运转时，我们能很好地控制食欲，并倾向于吃适量的食物来满足我们的活动和维持需求。当这种沟通中断时，混乱就随之而来。
美联储、营养不良者和丑陋者
下一部分有点像一个“选择你自己的冒险”的故事。就我们选择食物，我们将看到三种不同的结局。一种“正常”的进食状态，即我们摄入所需的卡路里(用极客的话说就是等卡路里)、禁食状态(低卡路里)和过度进食状态(高卡路里)。请记住，我们需要了解所有这些，以便理解当我们的食物不再发送让我们保持苗条和健康的激素信号时，肥胖、癌症和神经退化是如何发生的。
正常进食
蛋白质:实际上，我们现在谈论的是氨基酸，因为这顿饭里的蛋白质(鲑鱼)现在被分解成单独的氨基酸。氨基酸的命运现在有几种可能。肝脏可以吸收氨基酸，并利用它们实现自身功能，将一种氨基酸转化为另一种形式(将一个小玩具变成另一种形式)，或者通过一个称为糖异生的过程将氨基酸转化为糖。
如果氨基酸不在肝脏中使用，它们就会在体内循环，用于生长新细胞，修复受损细胞，生长毛发和皮肤，制造激素，以及许多其他功能。我们体内的氨基酸库被认为是“不稳定的”或“灵活的”，因为我们可以利用来自肌肉和其他组织的蛋白质在缺乏的时候通过糖异生生成葡萄糖。许多医生和健康权威都想让你相信，如果没有碳水化合物，你会晕倒并死去。不对——我们有几种从蛋白质和脂肪中制造碳水化合物的方法。在本章结束之前，你会更好地理解这个过程。
碳水化合物:一旦碳水化合物被消化过程分解为游离葡萄糖，葡萄糖就会很快地从肠道进入肝脏，但它的命运还没有决定。游离葡萄糖导致胰岛素从胰腺释放，因为它进入了血液。胰岛素激活GLUT4,GLUT4是我们细胞膜中发现的几种葡萄糖转运分子之一。在正常情况下，这些转运分子促进了肝脏对血糖的吸收。葡萄糖以淀粉的形式储存，称为糖原。这种储存的葡萄糖对维持两餐之间的血糖至关重要。肝脏不使用的葡萄糖进入体循环，被大脑、红细胞和其他组织用作燃料来源。一个主要的例子是糖原被储存在肌肉中，然后在进行爆炸性的、短暂的活动时作为能量使用。如果碳水化合物的量相对较小，这就是故事的结局。然而，我们仍然需要考虑果糖。
果糖必须由肝脏处理，因为身体的其他组织都不能直接利用果糖。果糖被肝脏转化为葡萄糖，然后以糖原的形式储存起来。如果我们的果糖摄入量低，总热量摄入不过量，那就没问题。但请睁大眼睛，过量的果糖会导致肥胖、抑郁、糖尿病以及代谢紊乱等相关疾病的发生。
脂肪:甘油三酯/甘油三酸酯通过被称为乳糜微粒的脂质/蛋白质包裹运输到肝脏。乳糜微粒可以在肝脏释放甘油三酯，也可以携带甘油三酯在身体各处释放到肌肉、器官或脂肪细胞，作为燃料使用。一旦乳糜微粒释放了大部分的甘油三酯/甘油三酸酯，它就会回到肝脏，在重要的胆固醇故事中被重复使用，我们稍后会讲到。
禁食状态
整体:禁食状态可能意味着一段时间内完全不吃东西，或者只是相对于能量消耗而言卡路里水平降低。正如我们将看到的，我们的身体对卡路里缺乏的反应很大程度上取决于我们的荷尔蒙状态。当我们在谈论吃东西的时候，考虑禁食似乎很奇怪，但当我们的身体部分“认为”它是饥饿的时候，一个严重的崩溃就会发生。这是丑陋的，我们需要了解禁食的机制来理解过度饮食是如何变得如此糟糕的。
蛋白质:虽然蛋白质作为一种结构元素是至关重要的，并且在维持血液中白蛋白的体液平衡方面也是至关重要的，但蛋白质也是消耗性的。你的身体更关心的是避免血糖崩溃，而不是保持肌肉质量。这就是为什么在禁食期间，我们倾向于将大量氨基酸转化为葡萄糖，葡萄糖以糖原的形式储存在肝脏中，然后释放出来，以维持血糖水平。换句话说，在禁食状态下，你辛苦得来的肌肉可能会转化为葡萄糖。正如我们将看到的，激素状态和酮的存在(我保证你很快就会遇到它们)可以改变我们转化为葡萄糖的蛋白质数量。如果我们的禁食是无意的，而且我们正面临着长期的饥饿，这一点就非常重要。
碳水化合物:在禁食状态下，几乎所有饮食中的碳水化合物最初都储存在肝脏中。虽然肌肉和器官喜欢葡萄糖作为燃料，但还有其他组织，如红血球和大脑的某些部分，只能靠葡萄糖运行。由于这个原因，身体对如何消耗葡萄糖变得非常吝啬。适应性组织转向脂肪和酮代谢，为重要组织保留葡萄糖。
脂肪:在禁食期间，身体将储存的脂肪作为燃料。当身体将脂肪作为主要的燃料来源时，脂肪代谢的一种副产物开始累积:酮。现在，酮症不是恐慌的理由!你的医生和营养师不应该混淆酮症和酮症酸中*(一种潜在的危及生命的代谢状态)。这两种状态就像白天和黑夜一样不同，我愿意花很多钱去听医生或营养师准确地描述它们在生物学上的区别，这是大多数人做不到的。
酮症的代谢状态是正常的，几乎与时间一样古老。酮就像小块的可溶于水的脂肪，经过几天或几周的时间，我们的大多数组织都可以通过新陈代谢来燃烧酮。有趣的是，心脏、肾脏和肠道等许多组织在服用酮类药物时比服用葡萄糖时功能更好。
代谢向酮症转变解决了两个非常重要的问题:
1.它通过将我们的代谢机制尽可能多地转换为近乎无限的燃料供应来保护稀缺的血糖。我们有一两天的肝糖原，但即使我们相对苗条，我们也有几个月的身体脂肪储存。酮症的转变节省了稀缺的糖原以维持最低的血糖水平。
2.酮症暂停糖质新生。酮症的副产物阻碍氨基酸转化为葡萄糖。在长期饥饿的状态下，这是非常宝贵的肌肉。除了阻止氨基酸的糖异生外，酮病还提供了一种利用脂肪的甘油主链制造葡萄糖的狡猾的替代方法。总之，这是一个非常有效的系统，在饥饿的压力下保护血糖和肌肉质量。
极客咆哮
现在，这听起来像是异端邪说，但这里没有“必需碳水化合物”。我们的身体可以从蛋白质和脂肪中制造所需的所有碳水化合物。虽然葡萄糖对我们的许多组织都至关重要，但我们体内产生葡萄糖的冗余机制表明，在我们过去，葡萄糖是一种短暂的燃料。尽管美国农业部(USDA)、美国医学会(AMA)和美国食品和药物管理局(FDA)在这个问题上这么说，但从基因上讲，我们并不适合50%的碳水化合物、麸皮松饼饮食。
有了这一点，我们需要再看一看这个谜题的另一个部分，“过量进食”的状态。这将帮助我们理解吃太多错误的食物会导致严重的问题。
过量进食
整体:过量进食是个问题。我知道，很震惊，对吧?事情是这样的:我们的生理机能实际上是适应过量的热量的。愚蠢的营养学家和一些“营养科学家”会告诉你，我们需要保持热量“平衡”，以保持苗条和健康。这是胡扯。如果由“我们”来决定，想要计算出热量平衡几乎是不可能的。代谢研究表明，人与人之间以及他们处理卡路里的方式存在巨大差异。一个人可能多年来每天过量摄入几百卡路里，却永远不会增重一公斤。有些人似乎看食物就能增重。到底发生了什么事?有什么区别呢?激素和与激素相关的信号。
我们的身体有复杂的传感器，不仅能告诉我们血糖是高是低，还能告诉我们储存了多少总能量，这一点不应该让人感到惊讶。瘦素告诉大脑我们已经“饱了”，它不仅会对食物做出反应，还会从我们的身体脂肪中释放出来。这在机理层面上是说得通的:相对大量的脂肪会释放相对大量的瘦素，瘦素会发出“我已经吃饱了，不需要再吃了”的信号。相反，如果我们变得非常瘦，我们的能量储备变低，我们的瘦素信号就会变低，我们就会感到饥饿。
这一切与过度进食、健康和疾病有什么关系呢?就像我之前说的，我们生活在过量的卡路里中。某些食物以非常不同的方式影响我们的饱腹感和食物的最终命运。想想蛋白质(非常饱腹感)和碳水化合物(对很多人来说，低饱腹感实际上是一种食欲兴奋剂)产生的饱腹感信号之间的区别。如果我们吃得过多，但由于某种原因，我们的大脑不再“听到”瘦素发出的“我吃饱了”信号，那该怎么办?如果，尽管食物严重过量，我们仍然认为自己饿呢?这种情况造成了一个严重的问题，你会看到的。
蛋白质:在过量进食蛋白质的最初阶段，一切都如你所料:一些氨基酸用于结构修复，但其他氨基酸通过糖异生转化为葡萄糖，或直接作为燃料燃烧。蛋白质会增加热量，但作为单独的食物，几乎不可能吃过量的蛋白质，因为蛋白质会向大脑发出强烈的饱腹信号。产生这种信号的部分原因是肝脏处理蛋白质的能力最大设置在总热量的30-35%。长时间蛋白质摄入超出这个点，会产生一种叫做“兔子饥饿”的状况。早期美国西部的拓荒者常常得一种疾病,其特征是肌肉萎缩、嗜睡,腹泻,并最终死亡，如果饮食过于依赖像兔子等这类的动物。我们将利用蛋白质的饱腹效应来帮助我们保持苗条和强壮，同时用营养丰富的水果、蔬菜和有益的脂肪来充实我们的膳食，以避免潜在的过多蛋白质。
碳水化合物:下一条可能比较长，但非常重要。喝点意式浓缩咖啡，把头伸出窗外，然后大喊:“我要回到游戏中去!”
所以，你现在已经熟悉了葡萄糖(和果糖)进入身体并以糖原的形式储存在肌肉或肝脏中的命运。我们没有考虑到的是，如果肝糖原完全充满，但循环中仍有过量的游离葡萄糖(高血糖水平)，会发生什么。一旦肝糖原饱和，多余的碳水化合物就会以一种短链饱和脂肪——棕榈酸的形式转化为脂肪。这种软脂酸(PA)被缝合在一个甘油分子上，并与蛋白质和胆固醇包裹在一起，形成的分子被称为VLDL(极低密度脂蛋白)。这种富含PA的VLDL分子从肝脏释放出来并流向身体，所以脂肪可能被用作燃料或储存在我们的臀部。
核战危机1
虽然VLDL在身体各处移动，但它们与大脑有交互作用。PA对我们的新陈代谢和荷尔蒙环境有很大的影响因为它降低了我们对瘦素的敏感性。当大脑，特别是下丘脑(大脑中负责能量调节的区域)变得瘦素抵抗时，通常从摄入的食物中感知到的饱腹感信号就会丢失。尽管血糖水平升高，我们仍然感到饥饿，并继续吃超出我们需要的东西。我们之所以喜欢吃甜食，是因为我们感觉不到瘦素发出的正常信号——我们已经吃饱了。请记住，这种棕榈酸(PA)会导致大脑中的瘦素抵抗，导致我们无法感到饱，它是由过量的饮食碳水化合物构成的。
核战危机2
这个过程以波的形式发生。就像海水侵蚀沙堡一样，我们的胰岛素敏感性下降，我们失去了对信号做出正确反应的能力。肝脏会产生胰岛素抵抗，血糖水平会越来越高。当肌肉组织无法储存更多的糖原时，它们的胰岛素敏感性就会丧失。GLUT4转运分子的基因表达下调，因为肌肉确实淹没在葡萄糖中。这会导致血糖升高，从而导致胰岛素升高。最终，即使是脂肪细胞也会对胰岛素产生抗性。情况很快就会变糟。
核战危机3
一旦全身发生胰岛素抵抗，肝脏中的抑制系统就超负荷了，血糖以如此高的速度转化为脂肪和VLDL，以至于脂肪无法逃脱到循环中，它开始在肝脏中积累。这是非酒精性脂肪肝的开始。马车的车轮严重跌落，发生下一个故障:尽管肝脏(事实上,整个身体)是在葡萄糖中游泳，肝脏胰岛素抵抗和某些细胞却觉得像是低血糖“缺乏胰岛素”。你的身体不喜欢低血糖。低血糖会杀死你，所以你的身体会让压力荷尔蒙皮质醇来“拯救”你，这就像往火上浇汽油一样。
瓷器综合症:整个系统崩溃
释放皮质醇以对抗葡萄糖异生引起的低血糖水平。是的，尽管过量的碳水化合物会使血糖升高，但身体现在通过分解自身组织产生更多的葡萄糖。在这种情况下，肌肉和器官被“燃烧”以产生更多的葡萄糖。记住，肌肉是处理血糖升高的首要部位!因此，不仅因为糖异生增加了血液中的葡萄糖，情况变得更糟，我们的肌肉也变得更少，无法处理所有的葡萄糖。
这就是为什么2型糖尿病和胰岛素抵抗实际上是一种消耗肌肉的疾病，而脂肪细胞却一直在创纪录地增长。由于高胰岛素、血糖和甘油三酯，很大一部分脂肪储存在腹部。这是胰岛素抵抗的标志:脂肪储存在腰围上，创造了非常性感的“苹果形”。我们已经进入长期提高胰岛素水平的状态,由此带来的“乐趣”有:癌症的比率上升、加速老化、神经退行性疾病如帕金森症和阿尔茨海默氏症、肥胖，以及2型糖尿病。这些问题全是由胰岛素抵抗和长期血糖水平升高带来的。
AGEs（高级糖基化终产物）:是的，它变得更糟了!
虽然葡萄糖是身体的重要燃料，但它也是一种有*物质。糖有一个讨厌的习惯，会与我们体内的蛋白质发生反应。这些复合物被氧化并形成“高级糖基化终产物”(AGEs)。它们会破坏我们细胞表面的蛋白质、酶、DNA和荷尔蒙受体。AGEs是我们认为是正常衰老的主要原因。
当我们观察几种疾病的病理时，我们会发现AGEs是主要的致病因素。我们的身体确实会产生酶来消除AGEs，但它们只能消除一定程度的损害。如果我们的饮食中碳水化合物过多，损害的累积速度会快于我们的修复速度。一些最严重的损伤发生在胰腺细胞中，该细胞已经因胰岛素生产过剩而受到打击。额外的氧化应激会杀死细胞，而与肝脏不同的是，一旦这些细胞消失，就完了。这种情况产生了一种混合形式的糖尿病，其特征不仅是胰岛素抵抗，而且最终无法产生胰岛素。这种情况下的人看起来像1型和2型糖尿病患者。
胰岛素管理的另一个影响是AGEs和氧化损伤直接损害细胞膜上的GLUT4分子。这进一步损害了肌肉吸收和储存葡萄糖的能力。
AGEs给我们的启示:
1.它们会加速你的衰老。
2.它们破坏了本来就不稳定的胰岛素和瘦素受体，恶化了胰岛素抵抗。
3.它们是几种退行性疾病的主要参与者。
我知道理解这一切不容易。在下一章中，我们将通过一个类比来理解这一切。记住，如果你了解这些疾病是如何产生的，你就可以采取适当的步骤来避免一些令人讨厌的疾病，如癌症、糖尿病、心血管疾病和过早衰老。
果糖的余兴表演
抱歉，我得绕道说一下果糖的疯狂故事。你有没有见过这样的广告:高果糖玉米糖浆被描述为“健康的”，因为它在化学上几乎和蔗糖一样?讽刺意味如此之深，你会认为这是《每日秀》(DailyShow)的拙劣模仿(它就像糖一样健康!)，但这只是农业综合企业的另一个公共关系尝试，以卖给我们一个早期坟墓。
果糖优先充满肝糖原。这意味着果糖加速了上述过程，在这个过程中，由于碳水化合物的过量摄入，肝功能被破坏。这是直接发生的，因为肝脏是唯一可以处理果糖的组织，但它也有间接作用，因为吃果糖会增加肝脏吸收的葡萄糖量。果糖会上调肝脏中的葡萄糖转运分子，使肝脏对糖“饥饿”。这会增加棕榈酸的产生，从而导致瘦素抵抗。哦，对了，既然我们说到了AGEs，果糖在生成AGEs方面的活性是葡萄糖的7倍。有趣的是，他们并没有在所有的“高果糖玉米糖浆对你有好处”的广告中提到这个事实!
这是最糟糕的事情——美国正处于医疗危机，经济不稳定，*府补贴玉米生产，使高果糖玉米糖浆比泥土还便宜。加工食品制造商生产的垃圾食品让我们生病、患糖尿病、过早死亡。*府资助了他汀类药物的开发和一系列药物的开发，这些药物用于控制由加工食品直接产生的疾病。真是热闹非凡，对吧?
好了，回到我们的正轨。
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