营养学基础

 

第一节   营养学概论
营养传统来讲就是谋求养生。
营养现代科学描述就是机体摄取食物,经过消化、吸收、代谢和排泄,利用食物中的营养素和其他对身体有益的成分构建组织器官、调节各种生理功能,维持正常生长、发育和防病保健的过程。
 
七大营养素为蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素、水、膳食纤维七大类。
 
营养学是研究膳食、营养素及其他食物成分对健康影响的科学。
 
膳食营养素参考摄入量(DRIs)包括四顶内容,即平均需要量(EAR)、推荐摄入量(RNI)、适宜摄入量(AI)和可耐受最高摄入量(UL)。
 
营养素的主要功能提供能量、促进生长与组织的修复、调节生理功能三项。
提供能量主要是碳水化合物、脂类、蛋白质。
促进生长与组织的修复主要是蛋白质、矿物质、维生素。
调节生理功能(维持物质代谢的动态平衡和内环境平衡)主要是蛋白质、维生素、矿物质。
 
营养对人群健康的影响:
1、保证儿童的正常生长发育和心理发育
2、满足种类特殊人群的营养需要
3、增强特殊环境下人群的抵抗力、耐受力、适应性
4、预防营养素缺乏与过多及相关的疾病
5、辅助各种疾病的治疗
综上所述,营养与健康的关系可以归纳为三点:
第一,               营养必须通过食物所含的营养素及其他活性物质发挥作用,讲营养不能脱离食物及膳食。
第二,               营养素必须通过正常的生理过程发挥作用,讲营养要考虑各种营养素的吸收利用及代谢过程。
第三,               营养的目的是:维持健康、预防疾病、加速康复。
总的来说是达到祛病强身的目的。
 
第二节   能量及宏量营养素
能量 1kcal=4.184KJ
 
“生物卡价”
1g的碳水化合物 4kcal
1g的脂肪 9kcal
1g的蛋白质 4kcal
 
成人能量来源分配:
碳水化合物:脂肪:蛋白质=55~65%:20~30%:10~15%
 
能量消耗里,单位时间内的基础代谢称为基础代谢率(BMR)
 
基础代谢=体表面积(M2)×基础代谢率(KJ/m2h)×24
 
基础代谢率可查中国人正常基础代谢率平均值。
 
基础代谢率的影响因素:
1、  体表面积。
2、  年龄。婴幼儿最活跃,青春期较高,成年后代谢缓慢降低。
3、  性别。女低于男
4、  激素。有较大影响,甲状腺功能亢进可使基础代谢率明显升高。
5、  季节与劳动强度。寒季高于暑季。
6、  体力活动。通常各种体力活动怕消耗的能量约占人体总能量消耗的15%~30%。
 
食物热效应(TEP)是指由于进食而引起能量消耗额外增加的现象。一般混合膳食约增加基础代谢10%。
 
生长发育及孕妇、乳母对能量的需求
 
能量需要量=基础代谢率(BMR)×体力活动水平(PAL)
 
人体必需氨基酸:
缬 氨酸
赖 氨酸
异 亮氨酸
亮 氨酸
苯 丙氨酸
蛋 氨酸
色 氨酸
苏 氨酸
 
食物蛋白质的必需氨基酸组成与参考蛋白质相比较,缺乏较多的氨基酸称限制氨基酸,缺乏最多的一种称为第一限制氨基酸。
 
动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸组成与人体必需氨基酸需要量模式较接近,所含的必需氨基酸在体内利用率较高的,称为优质蛋白。
 
氮平衡是指氮的摄入量和排出量的关系。
 
B=I-(U+F+S)
B 氮平衡;I 摄入氮;U,F,S-排出氮(U 尿氮F 粪氮;S 皮肤氮)
 
如摄入氮多于排出氮则为正平衡。摄入氮少于排除氮则为负氮平衡,人在饥饿、疾病及老年时,一般处于负氮平衡,应尽量避免。
 
蛋白质含氮量比较恒定,故测定食物中的总氮乘以6.25,即得蛋白质含量。
 
蛋白质的消化率是评价食物蛋白质营养价值的生物学方法之一
 
蛋白质表观消化率(%)=(摄入氮-粪氮)/摄入氮 × 100%
 
真蛋白质表观消化率(%)=(摄入氮-(粪氮-粪代谢氮))/摄入氮 × 100%
 
鸡蛋和牛奶的蛋白质消化率分别为97%和95%
 
玉米和大米的蛋白质的消化率分别为85%-88%
 
蛋白质利用率是食物蛋白质营养评价常用的生物学方法。
 
测定方法:一种是以体重增加为基础的方法;一种是以氮在体内储留为基础的方法。
 
1、蛋白质功效比值PER=实验期内动物体重增加量(g) / 实验期内蛋白质摄入量(g)
 
几种常见食物蛋白质的PER:全蛋白3.92 、牛奶3.09、鱼4.55、牛肉2.30、大豆2.32、精制面粉0.60、大米2.16
 
2、生物价BV=储留氮 / 吸收氮 ×100
 
生物价是评价食物营养较常用的方法。
 
氨基酸评分AAS=被测食物蛋白质每克氮或蛋白质氨基酸含量 / 参考蛋白质每克氮或蛋白质氨基酸含量×100
 
考虑食物消化率后的计算方法
 
经消化率修正的氨基酸评分(PDCAAS)=氨基酸评分×真消化率
 
玉米、面粉、蛋白质中的赖氨酸含量较低,蛋氨酸相对较高;而大豆中的蛋白质恰恰相反,混合食用时赖氨酸和蛋氨酸两者可相互补充。
 
蛋白质的食物来源可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。
 
谷类含蛋白质10%左右。
 
蛋类蛋白质11%-14%,是优质蛋白质的重要来源。
 
脂类
 
脂类是脂肪和类脂的总称。
脂肪,这里所说的脂肪即中性脂肪,由一分子甘油和三分子脂肪酸组成,故称三酰甘油或甘油三酯,约占脂类的95%。
 
脂肪酸是构成甘油三酯的基本单位。
 
人造黄油是植物油经氢化处理后制成的。反式脂肪酸可以使血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高,而使高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低,因此有增加心血管疾病的危险。
 
脂类的重量功能:
 
1、  供给能量
2、  促进脂溶性维生素的吸收
3、  维持体温、保护脏器。
4、  增加饱腹感。
5、  提高膳食感官性状态。脂肪可使膳食增味添香
 
类脂:
 
现在认为人体的必需脂肪酸是亚油酸和α-亚麻酸两种。
 
类脂的生理功能:
 
构成线粒体和细胞膜的重要组成成分。
合成前列腺素的前体
参与胆固醇代谢
参与动物精子的形成
维护视力
 
脂肪的食物来源主要是植物油、油料作物种子及动物性食物。
 
胆固醇只存在于动物性食物中。
 
胆固醇除了来源食物外,还可由人体合成,由肝脏和小肠合成。
 
肝脏是胆固醇代谢的中心。
 
人体胆固醇含量高易动脉硬化,低易衰老,癌症,抑郁。
 
白细胞依靠胆固醇而生存,每天需要300mg/日。
 
碳水化合物的生理功能
 
1、  储存和提供能量
2、  构成组织和重要的生命物质
3、  节约蛋白质
4、  抗生酮作用
碳水化合物供应不足,体内脂肪或食物脂肪被动员并加速分解为脂肪酸来供应能量。在这个代谢过程中,脂肪酸不能彻底氧化而产生过多的酮体,酮体不能及时被氧化而在体内蓄积,以致产生酮血症和酮尿症。膳食中充足的碳水化合物可防止上述现象的发生,因此称为碳水化合物的抗生酮作用。
5、  解毒
6、  增强肠道功能
 
 
血糖生成指数(GI)=某食物在食后2h血糖曲线下面积 / 相当含量葡萄糖在后2h血糖线下的面积×100%
 
糖尿病人要对照常见食物GI表进行合理膳食
 
第三节   矿物质
人体内的元素除碳、氢、氧、氮以有机的形式存在外,其余的统称为矿物质。矿物质分为常量元素和微量元素,共有20多种,其中体内含量较多(大于0.01%体重),每日膳食需要量都在100mg以上者,称为常量元素,有钙镁钾,钠,磷,氯共六种
 
钙:
 
约占体重的2%,成人体内含钙总量约为1200G,其中约99%集中在骨骼和牙齿中。
 
生理功能:
1、  形成和维持骨骼和牙齿的结构。
骨钙的更新速率随年龄增长而减慢,幼儿骨骼1-2年更新一次,成人需要10-12年。40后骨中矿物质减少,转换速率0.7%,绝经后妇女和老年人更高。
妇女绝经后,骨质丢失速度加快,骨度(质)降低到一定程度时,就不能保持骨骼结构的完整,甚至压缩变形,以至在很小的外力下即可发生骨折,即为骨质疏松症。
2、  维持肌肉和神经的正常活动。钙离子与神经和肌肉的兴奋、神经冲动的传导、心脏的正常搏动等生理活动有密切的关系。如血清钙离子浓度降低时,肌肉、神经的兴奋性增高,可引起手足抽搐;而钙离子浓度过高时,则损害肌肉的收缩功能,引起心脏和呼吸衰竭。
3、  参与血凝的过程。钙有激活凝血酶元使之变成凝血酶的作用。
4、  其他。钙在体内还参与调节或激活多种酶的活性作用,如ATP酶、脂肪酶、蛋白质分解酶、钙调蛋白等。钙对细胞的吞噬、激素的分泌也有影响等。
过低:儿童时期佝偻病和成年人的骨质疏松症。
 
钙过量增加肾结石的危险。
 
膳食参考摄入量成年人钙适宜摄入量(AI)800mg/日。
 
膳食中不利于钙吸收的因素有,谷物中的植酸,某些蔬菜(如菠菜、苋菜、竹笋)中的草酸,过多的膳食纤维、碱性磷酸盐、脂肪等。抗酸药、四环素、肝素也不利于钙的吸收。蛋白质摄入过高,增加肾小球滤过率,降低肾小管对钙的再吸收,使钙排出增加。
 
注:豆腐与菠菜不宜同煮同食。
菠菜应烫后再煮。
富含草酸与含钙的食物不宜同食。
 
微量元素铁,碘,锌,硒,铜,钼,铬,钴八种。
 
膳食中动物肝脏,动物全血,畜禽肉类,鱼类含铁较高
 
牛奶是贫铁食物。
 
对生长发育、免疫功能、物质代谢和生殖功能等均有重要作用。
锌主要来源于贝壳类海产品,红色肉类,动物内脏。
 
主要的含硒蛋白与含硒酶有:谷胱甘肽过氧化物酶
硒缺乏已被证实是发生克山病的原因。
 
主要存在于超氧化物歧化酶(SOD)。
 
第四节   维生素
在体内即不构成身体组织原料,也不提供能量,而是一类调节物质,在物质代谢中起重要作用。
 
VA
VA:维持正常视觉功能。
感光色素有感弱光的视紫红质与感强光的视紫蓝质。
这两种感光色素都是由视蛋白与视黄醛所构成的。
视紫红质经光照射后,11-顺视黄醛(由维生素A转变而来)异构成反视黄醛,此时若进入暗处,因对弱光敏感的视紫红质消失,故不能见物。
VA的主要食物来源:
       动物性食物中含量丰富,最好的来源是各种动物的肝脏、鱼肝油。
 
VD
人体内的VD3的来源是皮肤表皮和真皮内的7-脱氢胆固醇经紫外线照射转变而来。
VD缺乏在婴幼儿可引起佝偻病。在成人使成熟骨矿化不全,表现为骨质软化症
 
VE
VE是很强的抗氧化剂。
 
VB1
缺乏VB1可引起脚气病。
VB2
广泛存在于天然食物中。动物性食品尤以动物内脏含量最高。
烟酸
又名尼克酸、维生素B5。
缺乏可引起癞皮病。症状皮炎,腹泻,痴呆。癞皮病3D症状态。
色氨酸在体内可转化为烟酸。
叶酸
对热、光、酸性溶液均不稳定。
在脂代谢过程中发挥一定作用。
孕妇摄入叶酸不足时,胎儿易发生先天性神经管畸形。
叶酸缺乏可引起巨幼红细胞贫血和高同型半胱氨酸血症。
广泛存在,以动物肝、肾为最。
 
VC
VC在有氧、热、光和碱性环境下不稳定。
特别是有氧化酶及痕量铜、铁等金属离子存在时,可促进其氧化破坏。
VC促进胶原蛋白合成。胶原蛋白合成时,其多肽链中的脯氨酸及赖氨酸等残基必须先在脯氨酸羟化酶及赖氨酸羟化酶催化下分别羟化为羟脯氨酸及羟赖氨酸等残基。VC是这些羟化酶维持活性所必需的辅助因素之一。当维生素C缺乏时胶原合成障碍,从而导致坏血病。
 
膳食纤维的定义有两种,一种是从生理学角度将膳食纤维定义为哺乳动物消化系统内未被消化的植物细胞的残存物,包括纤维素,半纤维素,果胶,树胶,抗性淀粉和木质素等;另一种是从化学角度将膳食纤维定义为植物的非淀粉多糖加木质素。
膳食纤维的主要特性:
(1)       吸水作用
膳食纤维有很强的吸水能力或与水结合的能力。此作用可使肠道中粪便的体积增大,加快其转运速度,减少其中有害物质接触肠壁的时间。
(2)       黏滞作用
一些膳食纤维具有强的黏滞性,能形成黏液性溶液,包括果胶、树胶、海藻多糖等。
(3)       结合有机化合物作用
膳食纤维具有结合胆酸和胆固醇的作用。
(4)       阳离子交换作用
其作用与糖醛酸的羟基有关,可在胃肠内结合无机盐,如K+、Na+、Fe3+等阳离子形成的膳食纤维复合物,影响其吸收。
(5)       细菌发醇作用
膳食纤维在肠道易被细菌酵解,其中可溶性膳食纤维可完全被细菌所酵解,而不溶性膳食纤维则不易被酵解。酵解后产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁酯酸均可作为肠道细胞和细菌的能量来源。
生理功能
(1)   有利于食物的消化过程
膳食纤维能增加食物在口腔咀嚼的时间,可促进肠道消化酶的分泌,同时加速肠道内容物的排泄,这些都有利于食物的消化吸收。
(2)   降低血清胆固醇,预防冠心病
膳食纤维可结合胆酸,故有降血脂的作用,此作用以可溶性纤维如果胶、树胶,豆胶的降脂作用较明显,而非水溶性纤维无此种作用。
(3)   预防胆石形成
大部分胆石是由于胆汁中胆固醇过度饱和所致,当胆汁酸与胆固醇失去平衡时,就会析出小的胆固醇结晶而形成胆石。膳食纤维可降低胆汁和胆固醇的浓度,使胆固醇饱和度降低,而减少胆石症的发生。
(4)   促进结肠功能,预防结肠癌症
肠道厌氧菌大量繁殖会使中性或酸性粪固醇,特别是胆酸、胆固醇及其代谢物降解,产生的代谢产物可能是致癌物。膳食纤维可抑制厌氧菌,促使嗜氧菌的生长,使具有致癌性的代谢物减少;同时膳食纤维可借其吸水性扩大粪便体积,缩短粪便在肠道的时间,防止致癌物质与易感的肠黏膜之间的长时间接触,从而减少产生癌变的可能性。
(5)   预防能量过剩和肥胖
膳食纤维有很强的吸收能力或结合水的能力,可增加胃内容物容积而增加饱腹感,从而减少摄入的食物和能量,有利于控制体重,防止肥胖。
(6)   维持血糖正常平衡,防治糖尿病
可溶性膳食纤维可降低餐后血糖升高的幅度,降低血胰岛素的水平或提高机体胰岛素的敏感性。
此外,食物纤维尚有防止习惯性便秘,预防食道裂孔疝、痔疮等作用。