消化系统
xiāo huà xì tǒng
消化系统是把食物分解为身体可吸收养分的器官系统，包含口腔、胃、肠道及辅助器官。
Definition
消化系统把你吃下的食物分解成身体能够利用的微小颗粒，食物从口腔进入胃部，再经过肠道，养分就在这里被吸收。它沿着口腔、食道、胃、小肠和大肠这条主要路径，完成摄食、机械性和化学性消化、吸收以及排泄等过程，唾液腺、肝脏、胆囊和胰腺等附属器官则提供酶和胆汁。酶把碳水化合物分解成单糖，把蛋白质分解成氨基酸，把脂肪分解成脂肪酸和甘油，这些养分主要在小肠中被吸收。从化学角度看，唾液和胰腺分泌的淀粉酶负责分解淀粉，胃蛋白酶和胰腺蛋白酶负责切断肽键，脂肪酶则作用于被胆盐乳化的脂肪；葡萄糖和氨基酸的吸收依靠钠离子协同转运蛋白，脂质则通过胶束介导的扩散被吸收，随后重新包装成乳糜微粒进入淋巴系统。肠道的蠕动和分泌活动由肠神经系统以及促胃液素、促胰液素和缩胆囊素等激素共同协调，肠道菌群还负责发酵纤维并合成部分维生素。
Example
当你吃一个三明治时，牙齿把它嚼碎，胃把它与胃酸混合搅拌，小肠则把其中的糖分、蛋白质和脂肪提取出来，交由血液运走。人体消化道全长约$9\ \text{m}$，食物通过消化道大约需要$24$到$72$小时；pH值在$1.5$到$3.5$之间的胃酸能杀灭许多细菌，并激活消化蛋白质的酶，即胃蛋白酶。当食糜进入十二指肠后，胰腺分泌的碳酸氢盐会把其pH值从约$2$提高到约$7$到$8$，这正是胰腺酶发挥作用所需的范围；蔗糖（$C_{12}H_{22}O_{11}$）在小肠刷状缘被水解为葡萄糖和果糖，葡萄糖则借助SGLT1转运蛋白，利用Na$^+$的浓度梯度被吸收进细胞。
Key Insight
你的身体无法直接利用一片面包，消化过程会把它转化成足够小的葡萄糖分子，从而进入血液并送达每一个细胞。大部分吸收发生在小肠而不是胃部，因为小肠的褶皱、绒毛和微绒毛使其表面积达到约$30\ \text{m}^2$，相当于一间小教室地板的面积。消化的本质是受控的水解反应：合成时通过脱水形成的化学键，在消化时通过重新加水而被打断，酶使这一化学过程能够在体温条件下快速而有选择性地进行，而同样的反应如果在试管中进行，则需要强酸和高温。