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王晓纯

美国明尼苏达大学营养学硕士

美国、中国注册营养师

发表SCI和核心期刊论文十余篇

2017年全国十大健康传播人物候选人

著有科普书籍《宝宝辅食制作与营养搭配全书》

 

生命最初的1000天是人体器官逐渐发育成熟的重要阶段,且婴幼儿时期的生长发育速度是最快的。为保证婴幼儿肠道对营养素的吸收能够满足生长发育需要,了解胃肠道的吸收过程与影响因素就显得至关重要。

 

婴幼儿胃肠道的生理发育过程

 

消化系统的建立不仅是器官的发育与消化功能的形成,也是肠道免疫系统以及肠道微生物菌群形成的过程。

 

从解剖学和功能学的角度来看,肠道是人体最复杂的器官之一。肠道由三个胚层组成,包括内胚层的平滑肌组织、中胚层和外胚层的肠神经组织。肠道除了具有消化吸收的功能外,还有针对调节肠激素和食欲的肠道内分泌功能和肠道屏障功能[1]

 

胃肠道的发育从妊娠早期胚胎形成时便开始,前肠分化为咽、食道、胃和十二指肠的第二部分以及肝脏和胰腺,它们负责对食物开始最初的消化。中肠包括十二指肠第三部分到大肠前三分之二,主要负责营养素吸收。后肠包括大肠和直肠,负责水和电解质离子的吸收、消化残渣的发酵和废弃物的排出[2,3] 

 

肠道微生物菌群的建立也是肠道发育的重要方面。肠道末端每克内容物中的微生物数量超过1013个,微生物种类接近500种。年来对肠道微生物菌群多样性的认识逐渐增加,肠道微生物菌群不仅包括细菌,还有真菌和病毒。这些微生物与宿主以及肠道免疫系统之间的相互作用是研究的热点 [4]

 

 

婴幼儿胃肠道营养素吸收的一般情况

 

脂肪的消化和吸收需要脂肪酶和胆汁的参与。脂类的吸收是通过肠上皮细胞刷状缘膜的主动输送和被动扩散实现。婴儿摄入的总热量中将近一半来自脂肪,因此对脂肪的高效吸收可以一定程度上保证婴儿的热量需求。婴儿早期胃脂肪酶的分泌量已接近成人水平,但是胰脂肪酶和胆汁的分泌量较低,因此需通过受体介导的内吞作用来吸收完整大分子脂肪酸。从母乳中获得的各种脂肪酶和蛋白水解酶抑制剂也能增加婴儿对脂肪的吸收能力。

 

碳水化合物的主要吸收部位是小肠,其需要被一系列淀粉酶完全水解为单糖,即葡萄糖、半乳糖和果糖之后,才能被吸收。婴儿出生一周后约有四分之一表现出乳糖不耐受的症状,但通常症状较轻。未吸收的乳糖在结肠中被回收,通过细菌发酵产生短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)。因此新生儿有限的乳糖吸收能力可能有助于乳糖在肠道内产生重要的营养素(如丁酸),从而促进肠道菌群的健康。

 

蛋白质的消化始于胃液,在一系列蛋白水解酶的作用下胃液将蛋白质分解成短肽,在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛中通过羧肽酶和氨基肽酶进一步水解。游离氨基酸通过小肠粘膜的转运被吸收,较大的肽和蛋白质可以通过大分子的转移进入肠道。

 

脂溶性维生素,如维生素A、D、E和K,通过乳化作用成为亲脂分子透过肠黏膜。水溶性维生素,如B族维生素、泛酸、维生素C等,需通过特定载体转运吸收。大多数矿物的吸收也依赖于特定载体的转运。肠道细菌丰富的酶类是多种维生素合成的必要物质,并且对矿物质的吸收有重要作用。

 

膳食中不被消化的碳水化合物及蛋白质可经过肠道细菌的发酵产生SCFAs及二氧化碳和甲烷等气体,进一步被结肠吸收或排出。SCFAs主要由醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐组成,是结肠细胞重要的供能物质。SCFAs还可以通过一系列复杂的机制调节基因表达进而影响机体,如作为信号分子与G蛋白偶联受体相互作用,刺激瘦素表达,增加及促进脂肪的生成 [5-8]

 

 

影响婴幼儿肠道营养素吸收的重要因素

 

1、生理发育阶段

 

肠道的长度和吸收面积随着胎儿的发育和婴儿的出生快速生长。在妊娠中期肠道的长度约为50cm,妊娠38周左右肠道的长度可达100cm,而婴儿生后第一周肠道的长度迅速翻倍至约200cm。婴儿出生之后初乳的刺激对肠道的发育很重要。随着生长发育婴幼儿的消化系统不断成熟,可以消化和吸收的食物逐渐发生变化。例如,3个月以内的婴儿唾液腺发育不够完善,唾液中淀粉酶含量较低,因此不宜喂养淀粉类的食物。

 

2、食物成分

 

食物的组成会影响吸收速率,比如脂肪酸的饱和度和链长与上皮细胞的吸收效率呈负相关,即脂肪酸的饱和度越高,脂肪酸链越长,吸收速率越慢。

 

3、早产

 

早产儿由于吞咽反射发育不成熟、乳糖酶活性较低、胃肠道运动模式不成熟,增加了早产儿胃食管反流、食物不耐受和便秘等发生的风险。

 

4、母乳喂养

 

母乳中含有丰富的消化酶、抗体、乳铁蛋白、溶菌酶,以及天然存在的菌群等,都可以通过母乳喂养传递给婴儿,增强婴儿对营养素的吸收。

 

5、肠道菌群

 

婴幼儿的肠道微生物菌群对营养素的吸收有重要的影响,例如当与维生素生成相关的菌种减少或缺失时,即使食物摄入充足,也会发生维生素吸收不足,因而导致营养不良。膳食、分娩方式、抗生素使用、生活环境、气候因素等都会影响肠道菌群的组成,反过来肠道菌群也会影响营养素的吸收。

 

6、照顾者的情绪

 

照顾者的情绪,包括父母或其他照顾者、家庭氛围,以及母亲在产前是否有抑郁、焦虑等心理变化,都会影响婴幼儿肠道对营养素的吸收。有研究认为是通过影响肠道菌群的构成导致,比如减少乳酸杆菌数量,而消化球菌等其他菌属数量增加,具体机制则有待进一步研究。

 

参考文献:

[1]Wells JM, Spence JR. How to make an intestine. Development. 2014;141:752-60.

[2]Commare CE, Tappenden KA. Development of the infant intestine: implications for nutrition support. Nutr Clin Pract. 2007;22:159-73.

[3]Morais MB. Signs and symptoms associated with digestive tract development. J Pediatr. 2016;92:S46-56.

[4]Neu J, Douglas-Escobar M, Lopez M. Microbes and the developing gastrointestinal tract. Nutr Clin Pract. 2007;22:174-82.

[5]Armand M, Hamosh M, Mehta NR, et al. Effect of human milk or formula on gastric function and fat digestion in the premature infant. Pediatr Res. 1996;40:429–437.

[6]Koldovsky O. Digestive-absorptive functions in fetuses, infants, and children. Fetal and Neonatal Physiology. 1992(2):1060–1077.

[7]Maslowski KM, Vieira AT, Ng A, et al. Regulation of inflammatory responses by gut microbiota and chemoattractant receptor GPR43. Nature , 2009, 461 (7268) : 1282–1286.

[8]Round JL, Mazmanian SK. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease[J]. Nat Rev Immunol , 2009, 9 (5) : 313–323.

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