體外模擬消化系統模型

體外模擬消化系統模型是基於對人體體內消化系統的仿生模擬而建立的，主要分為兩個部分，包括上消化道系統模型和下消化道系統模型。上消化道指口腔、咽、食管、胃、十二指腸（小腸的上部分）；下消化道指小腸的空腸、迴腸、大腸（盲腸、闌尾、結腸、直腸和肛管）、肛門。

基本介紹

• 中文名：體外消化系統模型
• 外文名：In vitro simulated digestive system

器官組成

人體消化系統由消化道和消化腺兩大部分組成。

體外模擬消化系統模型

人體消化道包括口腔、咽、食管、胃、小腸(包括十二指腸、空腸、迴腸)和大腸(包括盲腸、闌尾、結腸、直腸)。在臨床上，常把消化道分為上消化道(十二指腸以上的消化道)和下消化道(十二指腸以下的消化道)。

消化腺包括唾液腺，胃腺，肝臟，胰腺，腸腺。其主要功能是分泌消化液，參與消化。

人體在整個生命活動中，必須從外界攝取營養物質作為生命活動能量的來源，滿足人體發育、生長、生殖、組織修補等一系列新陳代謝活動的需要。人體消化系統各器官協調合作，把從外界攝取的食物進行物理性、化學性的消化，吸收其營養物質，並將食物殘渣排出體外，它是保證人體新陳代謝正常進行的一個重要系統。

上消化道

上消化道由口腔、咽、食管、胃、十二指腸組成。

其中，

胃：分胃賁門、胃底、胃體和幽門四部分，胃的總容量約1000～3000毫升。胃壁黏膜中含大量腺體，可以分泌胃液，胃液呈酸性,其主要成分有鹽酸、鈉、鉀的氯化物、消化酶、黏蛋白等，胃液的作用很多，其主要作用是消化食物、殺滅食物中的細菌、保護胃黏膜以及潤滑食物，使食物在胃內易於通過等。胃液中的胃蛋白酶將蛋白質初步消化，胃能吸收部分水、無機鹽和酒精。胃的主要功能是容納和消化食物。由食管進入胃內的食團，經胃內機械性消化和化學性消化後形成食糜，食糜藉助胃的運動逐次被排入十二指腸。

十二指腸：主要功能是分泌黏液、刺激胰消化酶和膽汁的分泌，為蛋白質的重要消化場所等。胰液和腸液中的酶將蛋白質分解為胺基酸，將澱粉分解為葡萄糖，將脂肪分解為脂肪酸和甘油。

合併圖冊

下消化道

下消化道由空腸、迴腸和大腸組成。

(1)空腸、迴腸：空腸起自十二指腸空腸曲，下連迴腸，迴腸連線盲腸。空腸、迴腸無明顯界限，兩者均屬小腸。空腸、迴腸的主要功能是消化和吸收食物。

(2)大腸：大腸為消化道的下段，包括盲腸、闌尾、結腸(主要功能是吸收水分和電解質，形成、儲存和排泄糞便)和直腸(主要功能是支撐及容納糞便的作用)四部分。大腸的主要功能是進一步吸收水分和電解質，形成、貯存和排泄糞便，吸收少量水、無機鹽和部分維生素。

下消化道

消化吸收

食物的消化和吸收需要通過消化系統各個器官的協調合作來完成的。

我們日常所吃的食物中的營養成分，主要包括碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、無機鹽和水，除了維生素、無機鹽和水可直接吸收外，蛋白質、脂肪和碳水化合物都是複雜的大分子有機物，均不能直接吸收，必須先在消化道內經過分解，分解成結構簡單的小分子物質，才能通過消化道的黏膜進入血液，送到身體各處供組織細胞利用。食物在消化道內的這種分解過程稱為“消化”。食物經過消化後，通過消化管黏膜上皮細胞進入血液循環的過程叫“吸收”。消化和吸收是兩個緊密相連的過程。

消化又包括機械性消化和化學性消化。機械性消化是通過消化管壁肌肉的收縮活動，將食物磨碎，使食物與消化液充分混合，並使消化了的食物成分與消化管壁緊密接觸而便於吸收，使不能消化的食物殘渣由消化道末端排出體外。

化學性消化是通過消化腺分泌的消化液對食物進行化學分解，使之成為可被吸收的小分子物質的過程。在正常情況下，機械性消化和化學性消化是同時進行、互相配合的。

消化方式

食物的消化是從口腔開始的，食物在口腔內以機械性消化(食物被磨碎)為主，因為食物在口腔內停留時間很短，故口腔內的消化作用不大。

食物從食道進入胃後，即受到胃壁肌肉的機械性消化和胃液的化學性消化作用，此時，食物中的蛋白質被胃液中的胃蛋白酶(在胃酸參與下)初步分解，胃內容物變成粥樣的食糜狀態，小量地多次通過幽門向十二指腸推送。食糜由胃進入十二指腸後，開始了小腸內的消化。

小腸是消化、吸收的主要場所。食物在小腸內受到胰液、膽汁和小腸液的化學性消化以及小腸的機械性消化，各種營養成分逐漸被分解為簡單的可吸收的小分子物質在小腸內吸收。因此，食物通過小腸後,消化過程已基本完成，只留下難於消化的食物殘渣，從小腸進入大腸。

大腸內無消化作用，僅具一定的吸收功能，吸收少量水、無機鹽和部分維生素。

模型分類

體外消化系統模型是基於對人體體內消化系統的仿生模擬而建立的，主要分為兩個部分，包括上消化道系統模型和下消化道系統模型。上消化道指口腔、咽、食管、胃、小腸（十二指腸、空腸和迴腸）；下消化道指大腸（盲腸、闌尾、結腸、直腸和肛管）、肛門。瑞玢體外模擬消化系統模型是在體外已核實的條件下模擬人體消化道的消化環境，用來預測食物的可消化性、食物成分的釋放以及結構的變化等。相對於活體/臨床試驗，瑞玢體外模擬消化系統模型具有極大的科研優勢：瑞玢體外模擬消化系統可以作為“前測試”來預測活體試驗情況或最佳化實驗條件，完全代替或部分替代活體試驗，達到降低成本和時間、提高重複性和準確性的目的，而且沒有倫理方面的限制。

套用前景

體外消化模型已被廣泛套用到營養學、毒理學、生理學及微生物學等各領域以及食品、藥品、保健品等各個行業，國內外對利用體外消化模型進行相關研究的認可度也越來越高，在食品營養吸收、藥物代謝、污染物生物可及性、食品攝入安全評價等方面的套用越來越受到重視。體外模擬消化系統在食品工業方面，例如益生菌、益生元、生物活性肽、脂肪酶抑制劑、脂肪和膽固醇的粘合劑、抗氧化劑的開發和對潛在的食物過敏原、重金屬等有毒化合物以及轉基因產品的穩定性進行安全性分析上將發揮巨大優勢。

體外消化系統套用領域及前景預測