我們之前談過脂溶性營養素的吸收方式及影響它們吸收的狀態或疾病。正是為此，我們才有許多提升營養素吸收的技術。要深入理解這些技術，則離不開對消化系統解剖學和生理學的了解。

消化系統是如何運轉的？

人體消化系統的作用就是講攝入的復雜物質轉化為簡單的分子單位，因為只有小單位才能從機體消化腔被轉移至循環系統，也就是入血吸收。承擔營養素消化和吸收功能的胃腸道系統包括如下主要器官，如口腔，食管，胃，腸道，以及其他附屬器官，如唾液腺，舌腺，肝臟，膽囊，胰外分泌腺。目前，提升生物利用度的技術往往宣稱是納米級顆粒，這是不難理解的，因為分子越小，越容易被吸收，但是決定吸收度的可不僅僅是顆粒大小，這些納米顆粒在通過胃腸道時依舊會遭遇九九八十一難，主要涉及生理學及形態學的障礙和壓力。這樣一來，納米傳送系統的生化特性及功能就會收到較大影響。上圖為大家展示了消化道各個階段的生理特性及納米顆粒的吸收模式。不難看出，消化道包含了多樣的生理環境，各個部分的酸堿度，離子強度，組分，吸收模式都不盡相同，甚至迥然有別。在這樣的條件下，納米顆粒的命運就主要由它們所碰到的機械和化學過程來掌控了，正是它們決定了營養素的生物可及性及生物利用度。說道消化道中的機械過程，就不得不提拒絕，吞咽，蠕動，混合；而化學過程則包括在口腔，胃，小腸的酶分解及在結腸中微生物的發酵過程。現在，小諾就變身為納米顆粒，來帶大家走一走我們的消化道。

口腔

口腔是消化道的第一個器官，口腔中唾液pH為6.35到6.85，弱酸性。食物經咀嚼后會與唾液混合。唾液中所含的淀粉酶，會直接作用于納米顆粒的碳水化合物部分，并把多糖分解為葡萄糖和麥芽糖。盡管食物在口中停留的時間僅有15到20秒，但口腔中的酸堿度，離子強度及溫度還是會影響到納米結構的生化特性。

胃

當納米可以到達胃部后，pH環境會有一個劇烈的改變，從口腔中的近乎7一路跌到2左右。在胃蠕動的作用下，納米顆粒與胃中的酶類相遇，主要是胃蛋白酶及胃脂肪酶，分別裂解蛋白質和脂肪。在酸度極高的胃液中，納米顆粒的表面特性，形態學，甚至顆粒大小都會發生改變。比如膠狀系統在胃液中會經歷聚合，絮凝，奧斯托惠爾過程，顆粒直徑會增加到幾個微米。 有學者專門研究了結構化乳劑在胃中的變化。通過超微結構觀察，初始直徑只有360納米的一般乳化劑，小脂滴會不斷絮凝聚合，形成幾十倍大的大脂滴。

小腸

大家都知道，小腸是最主要的吸收器官。經過胃的部分消化后，食物就會到達小腸。這時納米結構會與腸道酶類及膽鹽相遇，這里的pH是6到7.7。納米遞送系統的主要成分如脂類，表面活性劑或生物多聚物等就會被分解為更簡單的結構，導致納米系統發生結構性改變。在這個階段，納米結構會與腸道微絨毛發生相互作用，而這個相互作用就決定了納米級別上營養素的吸收程度及生物利用度。最近的一項研究評價了一種含有叫做紫檀芪營養素納米乳劑的穩定性，結果發現，在消化過程中，顆粒從初始的365納米增加到與模擬胃液混合后的7,600納米，進一步增加到與模擬腸液混合后的13,200納米。在酸性條件下顆粒體積增大，這主要是因為模擬胃液中含有表面活性分子，導致了非離子型表面分子的錯位，進而改變了脂滴的表面構成。這些變化使脂滴聚合，脂滴直徑增大，電動電位減少。接著，脂滴水解會通過消化，絮凝，結合進一步促進脂滴大小及穩定性。

大腸

大腸是消化過程的最后一步，無論是微生物發酵，還是水和營養素的重吸收都在大腸中進行。腸道中的微生物群在接近中性的結腸環境中將納米結構的殘余組分分解。微膠囊結構在結腸可進行特異性吸收。將營養素導向結腸的外部成分有菊粉，淀粉酵素，膠質，乙二醇殼聚糖，海藻酸鈉/殼聚糖等。

納米顆粒的營養素是如何被吸收的

談到吸收，就不能不談生物利用度。生物利用度實際上就是指有多少比例的被消化物質到達了血循環。另一方面，腸道吸收度是指有多少比例的被消化物質穿過了腸道上皮。不難看出，穿過腸道的營養素并不是完全入血的，因為在此之前還有多個路徑。食物有效成分的主要吸收部位是小腸，但是，被動吸收可能發生在消化道的其他部位，這取決于納米載體及活性成分的特性。除了吸收部位外，吸收部位傳遞系統的狀態，有效成分的生物特性也是決定吸收方式的重要因素。不同傳遞系統所含的有效成分是通過不同的通路吸收的。同樣道理看，親水性和親脂性營養素的吸收通路也不同，前者通過門靜脈傳送，而后者則通過淋巴系統后再入血循環。這些參數決定了營養素吸收的速度和程度。納米顆粒到達吸收部位時，它們需要穿過上皮的黏液層及上皮細胞才能到達血循環。營養素吸收可按是否需要能量分為主動運輸和被動運輸。主動運輸需要利用上皮細胞的能量，以使有效成分通過特定通道穿過上皮細胞。與主動運輸不同，被動運輸不需要借助細胞能量，營養素是通過簡單擴散過程穿過上皮細胞。

大多數疏水性營養成分在小腸的通透性較高，可通過主動或被動兩種方式運輸，但親水性的營養成分通透性往往較差，需要通過主動運輸吸收。納米傳遞系統可通過多種方式提高有效成分的吸收，如增加表面積，增加表觀溶解度，增加通透性，提高傳遞速率，增加滯留時間，增強納米載體的攝取能力等。這些因素中，粘液對納米顆粒吸收的影響依舊眾說紛紜，因為粘液將這些顆粒鎖在了富有粘性的糖蛋白膠質中。這種鎖定有可能抑制納米顆粒被攝取，但也可能把納米顆粒聚集在吸收部位來增強吸收。這種情況下，我們要考慮兩個因素。一是經消化的納米傳遞系統的吸收模式，二是完整納米傳遞系統的吸收模式。根據顆粒的尺寸，形狀及表面特性，營養素主要由兩種上皮細胞吸收，分別為腸細胞和M細胞。腸細胞數量居多，負責吸收分子及小顆粒，而M細胞則存在于叫做派伊爾結的特定區域內，擅長吸收大顆粒。這些上皮細胞主要通過下述機制來攝取納米顆粒。1，普通上皮細胞內吞（極小顆粒，直徑在20納米以下）；2，M細胞介導的穿透作用（大顆粒，直徑大于100納米）；3，通過消化道間隙腸細胞缺損處吸收（不同尺寸的納米顆粒均可通過此方式吸收）；4，通過上皮細胞的緊密連接或狹窄間隙吸收（小顆粒及具有生物活性的顆粒）。

納米給藥系統有哪些作用

到這里，我們了解了人體消化系統的結構及生理，知道了納米顆粒是如何受到消化道各部位環境的影響。那么納米給藥系統具體又有哪些種類，它們又各自是怎樣大顯神通的呢？我們下期接著跟大家聊。