软组织感染

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TUhjnbcbe - 2022/2/27 13:30:00

人类是由猿类进化而来的,所以应该像猿类那样吃素(主要是果实)——是吗?

但是现在的猿类也不是素食者,它们也会吃各种昆虫,小型脊椎动物,还有猴子——是典型的杂食动物。

那么人类也应该像现在的猿类那样,以素食为主,偶尔开点荤腥?

……

人类的消化道构成

在消化道中,胃部对吞咽下的食物进行储存和初步加工,小肠靠各种消化酶直接吸收营养,而结肠(和盲肠)则靠微生物来发酵小肠未吸收的部分,从而间接获得营养。

相比于动物性食物(尤其是各种“软组织”,比如内脏、骨骼肌),多数植物性食物(除了果实和部分根茎外)的“直接营养”(主要是糖、蛋白质、脂肪)比较少,再加上其中往往有各种“消化酶抑制剂”干扰消化,所以会有许多成分不能被小肠吸收。

而几乎所有植物性食物(包括果实和根茎)中都有大量不可消化(主要是植物纤维,也有一些多聚糖、酚类、糖醇等)和(由于消化酶抑制剂和其他各种“反营养”的作用)难以消化的成分,它们都会进入结肠,在其中经历低效、缓慢的发酵。

因此饮食构成中的植物越多,就越需要结肠;动物越多,就越需要小肠。

于是黑猩猩、大猩猩、红毛猩猩,其结肠的体积往往占其整个消化道的50%以上,而小肠只占20%左右——它们的确是以植物(树叶、根茎、嫩芽、果实等等)为主食的。

即使是植物性食物中最好消化的果实,也有大量不可消化的成分(纤维、酚类、糖醇……)。

据估计,大猩猩靠结肠获得的热量可达到60%——主要形式是各种短链脂肪酸。

所以,即使健康的猩猩也总是“挺着大肚子”——那肚子下面有一大堆不可描述的东西,在慢吞吞地腐化……

而人类的结肠体积只占20%左右,小肠体积却高达60%……这说明在进化史上,人类饮食中有很多可直接被消化吸收的营养,能留给结肠发酵的很少——即:很多动物,很少植物。

同为“杂食动物”的猪,其盲肠和结肠的占比也比人类的大得多。

另外,人类的整个消化道占体重的比例,也是灵长类里最小的——这也说明在进化史上,人类吃的食物往往都很好消化——仍然是动物。

有人类学家认为:因为消化道非常耗能,靠大量获取动物性食物而缩小消化道,可以节省下来许多能量以供应更大的脑——所谓的“昂贵器官假说”。

但如果看看专业肉食动物的消化道,会发现其中占比最大的往往是胃:比如许多大型猫科动物,胃部占消化道比例可达70%,犬科动物也能达到60%。

这应该是因为:第一,它们在摄食时缺少咀嚼,基本上是大块吞肉,因此需要食物在胃里待很久,以利于分解;第二,由于捕猎成功率低,大型肉食动物一旦吃上东西,就往往能吃下相当大的量(保证自己可以好些天不吃东西)——自然需要很大的胃。

而人类由于有预先加工(石器或其他工具)、群内共享、食物储存,相当大程度上缓解了上述问题,所以不需要那么大的胃,只是还需要(想对于结肠来说)很大比例的小肠来吸收“直接营养”——这点和肉食动物一样。

说到食物加工,用火加热不是会大大提升植物性食物(尤其是根茎类)的可消化性吗?

是的,但即使经过加热,植物中不可消化的成分仍然大量存在(尤其是纤维),如果长期大量摄食,仍然需要“猩猩般的大肚子”;另外——人类用火的历史究竟是怎样的,熟食有没有参与人类的进化?我现在开始有了不同的答案……

发酵的结肠

但我们毕竟还是有结肠的吧?不还是需要植物纤维,来发酵出那神圣的丁酸吗(从而滋养肠道上皮细胞,诱导其生长、分化,维持肠道酸性环境)?

是的,但结肠可发酵的并不只有植物成分——动物蛋白质也会被发酵——我们摄入的蛋白质,大约会有10%进入结肠,供细菌发酵(主要有谷氨酸,也有甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸……),产物也是各种有机酸——乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、琥珀酸……

尤其是谷氨酸(鱼肉和内脏中较多),会发酵为乙酸、丁酸。

丙氨酸也会发酵为丁酸。

另外,人体肠道分泌的黏蛋白,也会有部分进入结肠供细菌发酵(出丁酸,我知道你们喜欢丁酸……)。

我们会看到“植物纤维促进肠道黏蛋白分泌”的说法,但实际上,动物蛋白质更能促进——不仅能促进,还会给黏蛋白分泌提供直接的营养支持(毕竟都是蛋白质):

只要摄入的是“完全蛋白质”(不缺谷氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、精氨酸、半胱氨酸、支链氨基酸——相比于动物蛋白,植物蛋白往往“缺这缺那”),小肠就能利用一部分(30%~50%)从中吸收的氨基酸来合成黏蛋白等各种分泌蛋白质。

在长时间不进食、血液氨基酸水平下降的情况下,这些分泌蛋白质还会被小肠回收,通过门静脉和肝脏进入全身循环。

由此:在大量摄入(优质)蛋白质时,身体既能在一定程度上储存蛋白质(从而放缓氨基酸进入门静脉的速度,减少肝脏负荷,控制尿素产生),也能供养、维持肠道微群——在大块吃肉而非草时。

丁酸,还不能成为给人填草的理由。

人类的胃部酸性

除了小肠和结肠的比例之外,消化道中另一个与饮食构成密切相关的因素是:

胃部环境的酸碱性。

再说明一下:这里说的“胃部”,指的是动物在完成吞咽后,储存并初步加工食物的第一个消化腔——无论其在不同的动物身上,具体是怎样被称呼的——但鸟类的嗉囊并不算作“胃部”,不如把它看成是口的延伸(主要还是在做吞咽之前的工作)。

我们一直把高酸性的胃部环境视为理所当然,其实在动物界中,极低的胃部pH是很少见的。

因为无论是生产强酸(盐酸),还是保护胃部不受酸性伤害,都需要很多能量,所以除非必要,否则动物不会发展出很高的胃部酸性——这是一种昂贵的身体配置。

一般认为,胃部酸性的主要功能有:帮助分解蛋白质——酸性环境除了能直接灭活、分解许多蛋白质外,还能将“胃蛋白酶原”激活成胃蛋白酶,并保证蛋白水解的正常进行;过滤伴随饮食的外来微生物,减少感染风险,维持肠道微群的稳定。

因此:饮食中的蛋白质越少,感染致病微生物的可能性越低(比如食物很新鲜,或者与摄食者的“物种距离”很远),越不需要胃部酸性。

大体上说来,吃肉的比吃草的胃部酸性大——草的蛋白质极少,与食用者的“物种距离”也极大。

植食动物的“胃部”往往有着很低的酸性(pH多在3~7之间),有些甚至是“弱碱性”的。

植食动物可大概分为两类:“肠后发酵”和“肠前发酵”,前者是像大象、猩猩那样,在结肠中发酵食物的;后者是像牛羊那样,在“胃”中发酵的——后者的胃部酸性往往比前者的还低(即pH更高)。

而在另一个极端,因为面临极高的感染风险,肉食动物中的腐食动物都有着极高的胃部酸性(pH低于2)。

我在这张图里,放入了两个另类的“植食动物”——河狸和兔子:

河狸会将要吃的食物储存在水下,因此也面临着极高的感染致病微生物的风险——相当于植食动物里的“腐食者”。

兔子有“粪食性”,即每天都会食用自己的粪便,来吸收其中的营养,辅助胃部发酵,补充肠道微群——也算一种“腐食动物”,需要靠胃酸来屏蔽极大的感染风险。(也有推测,其粪便本身会极大地中和胃部酸性,从而会在实际上创造出植食动物的典型胃部酸碱性。)

而在杂食动物中,胃部酸性既有很强的,也有偏弱的:

是的,我们正是“杂食动物”,但我们的胃部酸性(pH为1.5)超过几乎所有杂食动物,除了黑水鸡(1.4)——这是一种在湿地生活的鸟类,其食谱中有许多水生无脊椎动物和水生植物。

是的,“杂食”这个概念涵盖了太多——除了“荤素搭配、营养均衡”的真杂食者,还有“偶尔吃肉打点牙祭”的准植食者,和“并不介意用植物来调下味”的准肉食者……

同样是“杂食”,其中90%食的是肉还是草,当然是天壤之别。

而大鼠处在一个极端,我们处在另一个……

用大鼠、小鼠做的各种饮食实验,其结论的局限性由此也可见一斑……

“杂食”这个概念,掩盖了太多,糊弄了太多,由此也被利用得太多……

如果把人类放在肉食动物的系列中:

会发现,我们的胃部酸性甚至超过绝大部分的肉食动物(pH一般低于4),除了斑蛎鹬(pH为1.2)——这是一种在海边生活的,专吃贝类的鸟类——主要在沙滩上吃双壳贝类,比如贻贝,但也会到乱石区吃牡蛎(估计是唯一能吃牡蛎的鸟)。

伏翼蝙蝠和针鼹的食谱相当窄,吃的虫与自己的“物种距离”又很大,因此感染风险很小,虫子多浆的“肉质”应该也很好消化,不需要胃酸辅助——因此在胃酸水平上属于食肉动物里的另类(pH远远高于4)。

同样食虫的欧洲椋鸟(还有鸡)为何有那么高的胃部酸性,还不得而解……(也许是食虫的种类多样性更大,也许是由于其他什么原因,面临的感染风险更大……)

于是,我们无疑是胃部酸性最高的灵长类,而且几乎是遥遥领先的……

除了人类外,胃部环境pH低于3的只有食蟹猴(2.1),也像黑水鸡和斑蛎鹬一样,它们是大啖水生无脊椎动物的存在。

可惜没有黑猩猩的胃部环境pH数据,不过根据其食性,推测应该与狒狒相当,甚至可能其胃部环境pH还高于狒狒的(考虑到后者的捕猎活动貌似更多)——无论如何,很不可能低于3……

那么,我们是怎样的灵长类?

人类食性猜测

当然,为了解释人类为何有如此高的胃部酸性,只说是“吃肉狂魔”还是不够的……

我们可以推测,也许在进化史上,人类曾经:

1.食腐……比如吃大型猎食动物吃剩下的动物尸体,但考虑到可获得量、稳定性,以及人类对酸败的肉类、脂肪类的厌恶天性……

是的,人类也可以吃下“没那么坏”的肉,但由此而来的感染风险也相对较小,似乎不至于因此而发展出超过大部分“兼性食腐动物”的胃部酸性。

还有两种“食腐”的可能:

吃粪便……但考虑到人类对粪便的排斥天性……

或者吃发酵的植物……但是,以发酵植物为主食?从可获得量、稳定性,以及热量上看,好像很不可能……

2.食人……因为完全没有“物种距离”,食人面临的感染风险最大,因此会发展出强于绝大多数肉食动物的胃部酸性,也算合理……

3.食贝……我们看到,无论是黑水鸡、斑蛎鹬还是食蟹猴,这些吃水生无脊椎动物的都进化出了极高的胃部酸性(似乎并不只是因为感染风险过高,其背后的原因还有待研究……)——我们人类或许也是如此……

……

无论在具体食性上还有多少不得而知,但看着人类接近肉食动物的小肠、结肠比例,和跻身于一群肉食者、腐食者、贝食者中的胃部酸性,在食性的大方向上应该是很清楚的……

所以,我们是怎样的“杂食动物”?

答案似乎呼之欲出……

我们人类当然是……

……

……

以吃素为主的!

另外,由于火能极大地降低饮食的感染风险,人类如此之高的胃部酸性又进一步强化了这个疑问:

人类用火的历史究竟是怎样的?熟食对人类是否有进化意义?

之后再谈。

Hrym

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