人类食物中含量最多的碳水化合物是淀粉，此外还有少量纤维素、果胶、蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄糖及一些戊糖等。淀粉不易溶于水，不能被人体直接吸收利用。蔗糖、乳糖及麦芽糖虽易溶于水，但也不能被直接吸收，都必须在消化道内在消化腺分泌的水解酶作用下，变成葡萄糖和相应的其他单糖才能被吸收。非淀粉多糖，如纤维素、果胶等，人体消化液缺乏消化它们的水解酶，不能使之变成单糖而被吸收利用，但肠道中存在多种非致病性细菌，它们含有水解纤维素和果胶的各种酶，可将其分解被人体间接吸收。但是，人体肠道中含此类细菌不多，靠这种作用利用纤维素及果胶的能力微乎其微。
4.2.1.1 碳水化合物的消化
1.口腔内消化 碳水化合物的消化自口腔开始。口腔分泌的唾液中含有α-淀粉酶（αamylase），又称唾液淀粉酶（ptyalin），唾液中还含此酶的激动剂氯离子，而且还具有此酶最合适的pH值6～7的环境。α-淀粉酶能催化直链淀粉、支链淀粉及糖原分子中α-1，4-糖苷键的水解，但不能水解这些分子中分支点上的α-1，6-糖苷键及紧邻的2个α-1，4-糖苷键。水解后的产物可有葡萄糖、麦芽糖、异麦芽糖、麦芽寡糖以及糊精等的混合物，因此长时间咀嚼馒头、米饭等淀粉食品时，有越来越甜的感觉。
2.胃内消化 由于食物在口腔停留时间短暂，以致唾液淀粉酶的消化作用不大。当口腔内的碳水化合物食物被唾液所含的黏蛋白黏合成团，并被吞咽而进入胃后，其中所包藏的唾液淀粉酶仍可使淀粉短时继续水解，但当胃酸及胃蛋白酶渗入食团或食团散开后，pH值下降至1～2时，不再适合唾液淀粉酶的作用，同时该淀粉酶本身亦被胃蛋白酶水解破坏而完全失去活性。胃液不含任何能水解碳水化合物的酶，其所含的胃酸虽然很强，但对碳水化合物也只可能有微少或极局限的水解，故碳水化合物在胃中几乎完全没有消化。
3.肠内消化 碳水化合物的消化主要是在小肠中进行。小肠内消化过程分肠腔消化和小肠黏膜上皮细胞表面上的消化。极少部分非淀粉多糖可在结肠内通过发酵消化。
（1）肠腔内消化：肠腔中的主要水解酶是来自胰液的α-淀粉酶，称胰淀粉酶（amylopsin），其作用和性质与唾液淀粉酶一样，最适pH值为6.3～7.2，也需要氯离子作激动剂。胰淀粉酶对末端α-1，4-糖苷键和邻近α-1，6-糖苷键的α-1，4-糖苷键不起作用，但可随意水解淀粉分子内部的其他α-1，4-糖苷键。消化结果可使淀粉变成麦芽糖、麦芽三糖（约占65%）、异麦芽糖、α-临界糊精及少量葡萄糖等。α-临界糊精是由4～9个葡萄糖基构成。
（2）小肠黏膜上皮细胞表面上的消化：淀粉在口腔及肠腔中消化后的上述各种中间产物，可以在小肠黏膜上皮细胞表面进一步彻底消化。小肠黏膜上皮细胞刷状缘上含有丰富的α-糊精酶（αdextrinase）、糖淀粉酶（glycoamylase）、麦芽糖酶（maltase）、异麦芽糖酶（isomaltase）、蔗糖酶（sucrase）及乳糖酶（lactase），它们彼此分工协作，最后把食物中可消化的多糖及寡糖完全消化成大量的葡萄糖及少量的果糖及半乳糖。生成的这些单糖分子均可被小肠黏膜上皮细胞吸收。
（3）结肠内消化：小肠内不被消化的碳水化合物到达结肠后，被结肠菌群分解，产生氢气、甲烷气、二氧化碳和短链脂肪酸等，这一系列过程称为发酵。发酵也是消化的一种方式，所产生的气体由体循环转运经呼气和直肠排出体外，其他产物如短链脂肪酸被肠壁吸收并被机体代谢。碳水化合物在结肠发酵时，促进了肠道一些特定菌群的生长繁殖，如双歧杆菌、乳酸杆菌等，由于这些菌群对健康有益，故称为“益生菌”。
4.2.1.2 碳水化合物的吸收
碳水化合物经过消化变成单糖后才能被细胞吸收。糖吸收的主要部位是在小肠的空肠。单糖首先进入肠黏膜上皮细胞，再进入小肠壁的门静脉毛细血管，并汇合于门静脉而进入肝脏，最后进入大循环，运送到全身各个器官。在吸收过程中也可能有少量单糖经淋巴系统而进入大循环。
1.葡萄糖和半乳糖的吸收 首先，纹状缘上的Na+/葡萄糖载体可与小肠腔中的2个Na+和1个葡萄糖结合，将它们载至胞质侧，由于胞质中的Na+浓度很低，Na+遂与载体解离进入胞质，此时葡萄糖与载体的亲和力下降，于是也释放入胞质；然后，进入胞质的Na+被底侧膜的钠泵主动转运到细胞外液，以维持细胞内Na+的低浓度，而葡萄糖则通过底侧膜的非Na+依赖性载体也运至细胞外。由于纹状缘的葡萄糖载体与钠结合后对葡萄糖的亲和力显著提高，所以钠离子可以在肠腔中当葡萄糖浓度很低时将葡萄糖逆浓度差转运至胞质，这种葡萄糖的上坡转运所需要的能量实质上最终来自于底侧膜的钠泵。所以，葡萄糖和半乳糖的吸收属于Na+依赖性的继发性主动转运（图1-4-13）。(www.xing528.com)
图1-4-13 小肠上皮细胞主动转运葡萄糖和半乳糖示意图
引自：姚泰主编.《人体生理学》。
2.果糖的吸收 小肠对果糖的吸收不同于葡萄糖和半乳糖，属于被动吸收过程。肠腔中的果糖通过果糖转运载体5（GLUT5）易化扩散到细胞质中，然后通过底-侧膜上的GLUT2转运出细胞，或者在细胞内代谢为葡萄糖和乳糖后，再运出细胞。这样就维持了细胞内果糖的低水平，如果使肠腔内的果糖保持不变，则细胞内果糖浓度越低，转运越快（图1-4-14）。
3.碳水化合物消化、吸收的缺陷 碳水化合物消化吸收的任何一个环节发生障碍都会引起渗透性腹泻，但对淀粉的不耐受情况极为少见，这可能是由于消化道内淀粉酶的含量很高，至少10倍于需要量的缘故。而临床上遇到的渗透性腹泻基本上都是由于寡糖和二糖消化缺陷引起的。
人类最常见的寡糖酶缺乏症有两种：一种是普遍性寡糖酶缺乏，这通常是由于小肠疾患引起的黏膜继发性损伤所致；另一种为低乳糖酶症（hypolactosia），该病可分为原发性和继发性2种。原发性低乳糖酶症常见于东方人、非洲人、墨西哥人和美国黑人，病人在幼儿时并不缺乏乳糖酶，但进入少儿和青春期，乳糖酶逐渐减少，所以当食用牛奶等含乳糖丰富的食物后发生腹泻。肠疾患损伤黏膜时常常引起继发性低乳糖酶症，这是因为小肠黏膜乳糖酶含量很低，对损伤最为敏感，病人在肠疾患愈合后常持续较长时间的腹泻，有的甚至变成永久性低乳糖酶症。
图1-4-14 小肠上皮细胞吸收果糖示意图
（引自：姚泰主编.《人体生理学》）
人类还有一种蔗糖-异麦芽糖酶缺乏症，病人食用蔗糖时发生腹泻，但对淀粉耐受，这可能与其他寡糖酶可以代偿性地消化麦芽糖有关。本病是一种隐性遗传病，放射免疫测定显示病人肠黏膜缺乏蔗糖-异麦芽糖酶的酶蛋白。
因单糖吸收引起的渗透性腹泻极为少见，只有极少数人患有葡萄糖和半乳糖的吸收障碍，但是所有糖都含有葡萄糖，所以病人对糖类食物都不能耐受，仅果糖例外，因果糖吸收机制不同于葡萄糖。
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