Human nutrition

你好，未來的生物學家！

歡迎來到迷人的人類營養（B7 章節）世界！本章節將探討你的身體如何攝取食物、進行分解，並利用當中的能量和物質來維持生命運作、生長及保持健康。了解營養學不僅對應付考試非常有幫助，還能讓你每天在飲食選擇上做出更聰明的決定。讓我們馬上開始吧！

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第一部分：均衡飲食 (B7.1)

什麼是均衡飲食？

均衡飲食是指攝取含有適當比例必需營養素的飲食，以滿足身體對能量、生長和組織修補的需求。將你的身體想像成一輛汽車——它需要正確類型的燃料（能量）以及定期保養（用於修補和生長的營養素）。

七大必需飲食成分

我們的飲食需要七種主要成分。它們可以分為三大類：大型營養素（常量營養素）、小型營養素（微量營養素），以及輔助成分。

1. 常量營養素（需求量較大）

(a) 碳水化合物（糖類）

• 來源：麵包、米飯、意粉、馬鈴薯、糖（如葡萄糖）。
• 重要性：它是身體最主要且最快速的能量來源。
• 小知識：碳水化合物會分解成簡單糖類（如葡萄糖），隨後在呼吸作用 (B12) 中釋放能量。

(b) 脂肪與油類（脂質）

• 來源：牛油、食用油、堅果、牛油果、肥肉。
• 重要性：
  1. 提供濃縮且長期的能量儲存。
  2. 作為絕緣體（幫助身體保溫）。
  3. 保護重要器官。
  4. 幫助溶解和運輸脂溶性維生素（A、D、E、K）。

(c) 蛋白質

• 來源：肉類、魚類、雞蛋、豆類、扁豆、芝士。
• 重要性：對於生長以及磨損細胞與組織的修補至關重要。同時，身體還需要它們來製造酶、激素和抗體。

2. 微量營養素（需求量較小）

(d) 維生素（僅限 C 和 D）

• 維生素 C：
  • 來源：柑橘類水果（橙、檸檬）、蔬菜。
  • 重要性：有助於維持皮膚、牙齦和血管健康。缺乏維生素 C 會導致壞血病。
• 維生素 D：
  • 來源：多脂魚類、雞蛋，並在皮膚接觸陽光時自然產生。
  • 重要性：鈣質吸收所必需。缺乏維生素 D 會導致兒童出現佝僂病（骨骼脆弱）。

(e) 礦物質離子（僅限鈣和鐵）

• 鈣 (Ca)：
  • 來源：牛奶、芝士、深綠色蔬菜。
  • 重要性：對於建立強健骨骼與牙齒至關重要，同時也是凝血和肌肉收縮所必需的。
• 鐵 (Fe)：
  • 來源：紅肉、菠菜、肝臟。
  • 重要性：紅血球中血紅蛋白 (B9.4) 的必需成分，負責運輸氧氣。缺乏鐵會導致貧血（疲勞、臉色蒼白）。

3. 輔助成分

(f) 膳食纖維（粗纖維）

• 來源：全穀類、水果、蔬菜。
• 重要性：為食物提供體積，幫助腸道肌肉推動食物經過消化道（蠕動）。這能預防便秘。纖維本身不會被消化。
• 比喻：纖維就像一支清潔刷，將食物沿著管道掃下去！

(g) 水

• 來源：飲品（水、果汁）、水果和蔬菜。
• 重要性：
  1. 作為化學反應的溶劑。
  2. 是血液的主要成分（血漿 - B9.4），有助於運輸物質。
  3. 有助於調節體溫（通過排汗）。

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第二部分：消化系統 (B7.2)

消化系統是一組共同運作以處理食物的器官。它基本上是一條長管，稱為消化道，並連接了數個輔助器官來協助整個過程。

消化道（主要管道）

這是食物通過的管道，從口腔一直延伸到肛門。

1. 口腔：攝取食物並開始初步消化的地方。
2. 食道：肌肉管道，通過蠕動（波浪式的肌肉收縮）將食物從口腔推向胃部。
3. 胃：肌肉囊袋，食物在此與胃液（含有酸和酶）混合。
4. 小腸：消化和吸收最旺盛的地方。它非常長，分為：
   • 十二指腸：接收膽汁和胰液；完成消化過程。
   • 迴腸：將營養素吸收到血液中的主要區域。
5. 大腸：處理未消化的物質。分為：
   • 結腸：將水分吸收回體內的地方。
   • 直腸：暫時儲存糞便。
   • 肛門：控制糞便的排出（排遺）。

輔助器官（協助者）

這些器官會分泌有助消化的化學物質，但食物不會經過它們。

• 唾腺：分泌唾液（含澱粉酶），在口腔中開始澱粉的消化。
• 胰臟：分泌胰液（含消化酶）進入十二指腸。
• 肝臟：製造膽汁，用於乳化脂肪（將大脂肪球分解成較小的脂肪球）。
• 膽囊：在將膽汁釋放到十二指腸之前負責儲存膽汁。

食物處理的五個階段

從食物中獲取能量和營養的整個過程分為五個步驟：

1. 攝取：通過口腔將物質（食物和飲品）帶入體內的簡單動作。
2. 消化：將大型、複雜的食物分子分解為小型、簡單且可溶的分子。
3. 吸收：這些小型、可溶的營養素（如葡萄糖、氨基酸）從小腸（迴腸）進入血液循環的過程。
4. 同化：身體細胞對吸收後的營養素進行攝取和利用（例如：將葡萄糖用於呼吸作用，或將氨基酸用於構建新的蛋白質）。
5. 排遺：通過肛門將未消化的廢物（糞便）從體內排出的過程。注意：這並非排泄 (B1)，排泄是指排出代謝廢物，如尿素或二氧化碳。

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第三部分：消化作用：分解過程 (B7.3)

消化涉及兩種類型的作用：物理性和化學性，兩者共同運作。

物理消化（機械性）

這是在不改變食物分子化學結構的前提下，將大塊食物分解成小塊的過程。

• 位置：主要在口腔（咀嚼）和胃部（攪動）。
• 功能（補充）：物理消化大大增加了食物的表面積。這至關重要，因為酶只能在食物顆粒的表面工作。表面積越大，化學消化就越快！
• 比喻：在加水前將方糖壓碎成粉末會使它溶解得更快——這就像物理消化幫助加速化學消化（酶的工作）。

化學消化

這是利用酶 (B5) 將大型、不可溶的食物分子分解成小型、可溶分子的過程。

• 作用（補充）：目標是製造出足夠小的分子（如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸、甘油），以便通過小腸壁被吸收進血液中。

關鍵消化酶（補充）

酶具有專一性，每一種酶只負責分解一種特定營養素：

1. 澱粉酶

• 功能：將澱粉（一種大型碳水化合物）分解成簡單的還原糖（如麥芽糖）。
• 分泌與作用：由唾腺（在口腔中作用）和胰臟（在十二指腸/小腸中作用）分泌。

2. 蛋白酶

• 功能：將蛋白質分解成稱為氨基酸的小分子。
• 分泌與作用：由胃部（在胃中作用）和胰臟（在十二指腸/小腸中作用）分泌。

3. 脂肪酶

• 功能：將脂肪與油類（脂質）分解成脂肪酸和甘油。
• 分泌與作用：由胰臟（在十二指腸/小腸中作用）分泌。

胃酸（鹽酸，HCl）的作用（補充）

胃內壁產生的胃液含有強鹽酸。它發揮兩個關鍵功能：

1. 殺死食物中含有的有害微生物（作為一種防禦機制）。
2. 提供酸性 pH 值（約為 pH 2），這是胃部蛋白酶（如胃蛋白酶）發揮作用的最適 pH 值。