公共營(yíng)養(yǎng)師基礎(chǔ)知識(shí).doc

公共營(yíng)養(yǎng)師基礎(chǔ)知識(shí)第三章 營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 營(yíng)養(yǎng)學(xué)概論一、 營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基本概念1 營(yíng)養(yǎng)從字義上講“營(yíng)”的含義是謀求，“養(yǎng)”的含義是養(yǎng)生，營(yíng)養(yǎng)就是謀求養(yǎng)生。養(yǎng)生是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中使用的術(shù)語(yǔ)，即指保養(yǎng)、調(diào)養(yǎng)、頤養(yǎng)生命。用現(xiàn)代科學(xué)的語(yǔ)言具體地描述“營(yíng)養(yǎng)”可以說(shuō)：營(yíng)養(yǎng)是機(jī)體攝取食物，經(jīng)過(guò)消化、吸收、代謝和排泄，利用食物中的營(yíng)養(yǎng)素和其他對(duì)身體有益的成分構(gòu)建組織器官、調(diào)節(jié)各種生理功能，維持正常生長(zhǎng)、發(fā)育和防病保健的過(guò)程。2 營(yíng)養(yǎng)素營(yíng)養(yǎng)素是機(jī)體為了維持生存、生長(zhǎng)發(fā)育、體力活動(dòng)和健康以食物的形式攝入的一些重要的物質(zhì)。人體所需的營(yíng)養(yǎng)素有蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素共五大類。這些營(yíng)養(yǎng)素中一部分不能在體內(nèi)合成，必須從食物中獲得，稱為“必需營(yíng)養(yǎng)素”；另一部分營(yíng)養(yǎng)素可以在體內(nèi)由其他食物成分轉(zhuǎn)換生成，不一定需要由食物中直接獲得，稱為“非必需營(yíng)養(yǎng)素”。蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物因?yàn)樾枰慷?，在膳食中所占的比重大，稱為宏量營(yíng)養(yǎng)素；礦物質(zhì)和維生素因需要量較少，在膳食中所占比重也小，稱為微量營(yíng)養(yǎng)素。礦物質(zhì)中又分常量元素和微量元素，常量元素在人體內(nèi)含量相對(duì)較多，微量元素在人體內(nèi)含量很少。除了營(yíng)養(yǎng)素外，食物中還含有許多其他成分。例如水、膳食纖維和若干活性物質(zhì)。這些成分也都有重要色生理功能或一定的保健作用。3 營(yíng)養(yǎng)學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)是研究膳食、營(yíng)養(yǎng)素及其他食物成分對(duì)健康影響的科學(xué)。研究?jī)?nèi)容包括：營(yíng)養(yǎng)素及其他膳食成分在人體中消化、吸收、利用與排泄的過(guò)程及其對(duì)人體健康、疾病的作用，營(yíng)養(yǎng)素之間的相互作用和平衡，營(yíng)養(yǎng)素需要量和膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量，營(yíng)養(yǎng)缺乏病和營(yíng)養(yǎng)相關(guān)慢性病的預(yù)防和營(yíng)養(yǎng)治療，特殊人群和特殊環(huán)境下的營(yíng)養(yǎng)，食物的營(yíng)養(yǎng)素保存和營(yíng)養(yǎng)素強(qiáng)化，植物化學(xué)物與保健食品，社區(qū)營(yíng)養(yǎng)管理和營(yíng)養(yǎng)教育，食物營(yíng)養(yǎng)政策和營(yíng)養(yǎng)法規(guī)等。營(yíng)養(yǎng)學(xué)屬于自然科學(xué)范疇，是預(yù)防醫(yī)學(xué)的組成部分，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。從理論上講，營(yíng)養(yǎng)學(xué)與生物化學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等學(xué)科都有密切聯(lián)系。從應(yīng)用方面來(lái)看，它可以指導(dǎo)群體或個(gè)體合理安排飲食，防病保??；影響國(guó)家的食物生產(chǎn)、分配及食品加工政策，改善國(guó)民體質(zhì)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。4 膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量人體需要的各種營(yíng)養(yǎng)素都需要從每天的飲食中獲得，因此必須科學(xué)地安排每日膳食以提供數(shù)量及質(zhì)量適宜的營(yíng)養(yǎng)素。為了幫助個(gè)體和人群安全地?cái)z入各種營(yíng)養(yǎng)素，避免可能產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)不足或營(yíng)養(yǎng)過(guò)多的危害，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家根據(jù)有關(guān)營(yíng)養(yǎng)素需要量的知識(shí)，提出了適用于各年齡、性別及勞動(dòng)、生理狀態(tài)人群的膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量，并對(duì)如何使用這些參考值來(lái)評(píng)價(jià)膳食質(zhì)量和發(fā)展膳食計(jì)劃提出了建議。以蛋白質(zhì)為例說(shuō)明攝入水平與隨機(jī)個(gè)體攝入不足或過(guò)多的概率，如圖3-1所示。如果一個(gè)人不攝入蛋白質(zhì)，在一定時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生蛋白質(zhì)缺乏?。蝗绻蝗喝碎L(zhǎng)期不攝入蛋白質(zhì)他們將全部發(fā)生蛋白質(zhì)缺乏病。隨著攝入量的增加，攝入不足的概率相應(yīng)降低，發(fā)生缺乏的危險(xiǎn)性逐漸減小。當(dāng)一個(gè)隨機(jī)個(gè)體攝入量達(dá)到平均需要量（EAR）水平時(shí)，他缺乏該營(yíng)養(yǎng)素的概率為0.5，既有50%的機(jī)會(huì)缺乏該營(yíng)養(yǎng)素；攝入量增加，隨機(jī)個(gè)體的攝入量達(dá)到推薦攝入量（RNI）水平時(shí)，攝入量的概率變得很小，發(fā)生缺乏的機(jī)會(huì)在3%以下；但若繼續(xù)增加直到某一點(diǎn)，開(kāi)始出現(xiàn)攝入過(guò)多的表現(xiàn)，這一點(diǎn)可能就是該營(yíng)養(yǎng)素的“可耐受最高攝入量”（UL）。RNI和UL之間是一個(gè)“安全攝入范圍”，日常攝入量保持在這一范圍內(nèi)，發(fā)生缺乏和中毒的危險(xiǎn)性都很小。攝入量超過(guò)安全攝入范圍繼續(xù)增加則產(chǎn)生毒副作用的概率隨之增加，理論上可以達(dá)到某一水平，機(jī)體出現(xiàn)毒副反應(yīng)的概率等于1.0，即一定會(huì)發(fā)生中毒。在自然膳食條件下這種情況是不可能發(fā)生的，但為了避免攝入不足和攝入過(guò)多的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)努力把營(yíng)養(yǎng)素的攝入量控制在安全攝入范圍之內(nèi)。膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（Dietary Reference Intakes,DRIs）是一組每日平均膳食營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量的參考值，它是在推薦的營(yíng)養(yǎng)素供給量（RDAs）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，包括四項(xiàng)內(nèi)容，即平均需要量（EAR）、推薦攝入量(RNI)、適宜攝入量(AI)和可耐受最高攝入量(UL)。平均需要量（Estimated Average Requirement，EAR）EAR是群體中各個(gè)體需要量的平均值，是根據(jù)個(gè)體需要量的研究資料計(jì)算得到的。EAR是可以滿足某一特定性別、年齡及生理狀況群體中半數(shù)個(gè)體的需要量的攝入水平。這一攝入水平能夠滿足該群體中50%的成員需要，不能滿足另外50%的個(gè)體對(duì)該營(yíng)養(yǎng)素的需要。推薦攝入量（Recommenfed Nutrient Intake,RNI）RNI相當(dāng)于傳統(tǒng)使用的膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（RDA）,是可以滿足某一特定性別、年齡及生理狀況群體中絕大多數(shù)個(gè)體需要的攝入水平。長(zhǎng)期攝入RNI水平，可以保證組織中有適當(dāng)?shù)膬?chǔ)備。RNI是以EAR為基礎(chǔ)制定的。如果已知EAR的標(biāo)準(zhǔn)差，則RNI定為EAR加兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，即RNI=EAR+2SD。一個(gè)群體的平均攝入量達(dá)到RNI水平時(shí)，人群中有缺乏可能的個(gè)體僅占2%-3%，也就是絕大多數(shù)的個(gè)體都沒(méi)有發(fā)生缺乏癥的危險(xiǎn)，所以也把RNI稱為“安全攝入量”。攝入量超過(guò)“安全攝入量”并不表示有什么風(fēng)險(xiǎn)。適宜攝入量（Adequate Intake,AI）當(dāng)某種營(yíng)養(yǎng)素的個(gè)體需要量研究資料不足，沒(méi)有辦法計(jì)算出EAR，因而不能求得RNI時(shí)，可設(shè)定適宜攝入量來(lái)代替RNI。AI是通過(guò)觀察或?qū)嶒?yàn)獲得的健康人群某種營(yíng)養(yǎng)素的攝入量。例如純母乳喂養(yǎng)的足月產(chǎn)健康嬰兒，從出生到4-6個(gè)月，他們的營(yíng)養(yǎng)素全部來(lái)自母乳。母乳中供給的各種營(yíng)養(yǎng)素就是他們的AI值。AI與RNI相似之處是二者都用作個(gè)體攝入量的目標(biāo)，能夠滿足目標(biāo)人群中的幾乎所有個(gè)體的需要。AI和RNI 的區(qū)別在于AI的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)不如RNI，可能明顯高于RNI。因此使用AI時(shí)要比使用RNI更加小心。可耐受最高攝入量（Upper Level of Intake,UL）UL是平均每日可以攝入該營(yíng)養(yǎng)素的最高量。這一攝入水平對(duì)一般人群中的幾乎所有個(gè)體都不至于損害健康，但并不表示可能是有益的。對(duì)大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)素而言，健康個(gè)體攝入量超過(guò)RNI或AI水平不會(huì)有更多的益處。UL并不是一個(gè)建議的攝入水平。當(dāng)攝入量超過(guò)UL而進(jìn)一步增加時(shí)，損害健康的危險(xiǎn)性隨之增大。對(duì)許多營(yíng)養(yǎng)素來(lái)說(shuō)，當(dāng)前還沒(méi)有足夠的資料來(lái)指定其UL值，所以沒(méi)有UL值并不意味著過(guò)多攝入這些營(yíng)養(yǎng)素沒(méi)有潛在的危險(xiǎn)。二、 營(yíng)養(yǎng)與健康的關(guān)系1 營(yíng)養(yǎng)素的功能目前，營(yíng)養(yǎng)素主要指碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素五類。其功能主要指提供能源、促進(jìn)生長(zhǎng)與組織的修復(fù)、調(diào)節(jié)生理功能三項(xiàng)。作為能源來(lái)源地主要是碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)素。促進(jìn)生長(zhǎng)與組織修復(fù)的主要是蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素。調(diào)節(jié)生理功能的主要是蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，其作用包括維持物質(zhì)代謝的動(dòng)態(tài)平衡及內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。動(dòng)態(tài)平衡營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入后，經(jīng)過(guò)消化吸收等一系列生理過(guò)程，進(jìn)入血液和組織而發(fā)生代謝變化，代謝產(chǎn)物經(jīng)呼氣、尿糞排出。促進(jìn)生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)素不斷由代謝合成新的細(xì)胞與組織，同時(shí)原有的細(xì)胞與組織不斷分解，保持著動(dòng)態(tài)平衡。1）能量平衡。正常情況下，三大營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入后產(chǎn)生的能量與人體的基礎(chǔ)代謝和體力活動(dòng)消耗能量維持平衡，保持穩(wěn)定的體重。如能量攝入大于消耗，長(zhǎng)時(shí)間就形成肥胖。如能量消耗大于攝入，長(zhǎng)時(shí)間就形成消瘦。2）營(yíng)養(yǎng)素平衡。最常見(jiàn)的是氮平衡，指攝入的蛋白質(zhì)與由尿、糞、汗液及皮膚的蛋白質(zhì)分解后形成的氮化合物的排出之間保持平衡。攝入大于排出為正平衡，即體內(nèi)蛋白質(zhì)合成多，反之為負(fù)平衡，即體內(nèi)蛋白質(zhì)分解多。負(fù)平衡數(shù)值大而時(shí)間長(zhǎng)則易發(fā)生蛋白質(zhì)缺乏。同樣可見(jiàn)于鈣及其他營(yíng)養(yǎng)素的平衡。3）水鹽平衡。也稱水與電解質(zhì)的平衡，主要指通過(guò)體內(nèi)緩沖系統(tǒng)維持體液穩(wěn)定的pH值。如體內(nèi)酸性代謝產(chǎn)物增多，由電解質(zhì)組成的緩沖系統(tǒng)可中和這些產(chǎn)物，維持血液pH值不變，否則即產(chǎn)生酸中毒。同樣，過(guò)度呼氣或胃液丟失等引起堿性變化時(shí)，緩沖系統(tǒng)也可中和這些變化，維持血液pH值不變，否則即產(chǎn)生堿中毒。 內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)的作用除了促進(jìn)生長(zhǎng)，保持代謝平衡之外，還有很重要的作用就是調(diào)節(jié)生理功能，維持體內(nèi)環(huán)境于穩(wěn)態(tài)。1）神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)。體內(nèi)各器官的生理活動(dòng)都受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和整合，以適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化。這種調(diào)節(jié)的基本形式就是各種刺激通過(guò)突觸沿神經(jīng)纖維傳遞，即神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)。與神經(jīng)傳導(dǎo)有關(guān)的化學(xué)介質(zhì)就是神經(jīng)遞質(zhì)，如乙酰膽堿、兒茶酚胺等。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放可被細(xì)胞外液所含的鈣離子加強(qiáng)或被鎂離子抑制。2）酶調(diào)節(jié)。體內(nèi)生化代謝都需要酶作為催化劑，而酶是由蛋白質(zhì)組成的。維生素是許多輔酶的成分，缺乏時(shí)可以引起酶功能的喪失而導(dǎo)致生化代謝異常。微量元素也是酶的組成成分，如抗氧化酶就含有鋅、銅、錳、硒等微量元素。3）激素調(diào)節(jié)。內(nèi)分泌腺的特定細(xì)胞對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)，分泌激素作用于靶器官，對(duì)異常的生理生化反應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。有的激素含營(yíng)養(yǎng)素，如胰島素含鋅；有的激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)素相似，如固醇類激素有脂類的甾體結(jié)構(gòu)；有的營(yíng)養(yǎng)素就有激素功能，如維生素D。許多激素的受體都是蛋白質(zhì)。因此營(yíng)養(yǎng)素缺乏或過(guò)多均可影響激素調(diào)節(jié)而引起代謝異常。2營(yíng)養(yǎng)是維持健康的基礎(chǔ) 維持人體組織的構(gòu)成營(yíng)養(yǎng)素是人體的物質(zhì)基礎(chǔ)，任何組織都是由營(yíng)養(yǎng)素組成的，因此生長(zhǎng)發(fā)育、組織修復(fù)、延緩衰老都與營(yíng)養(yǎng)狀況有關(guān)。從胎兒期起，直至成年，營(yíng)養(yǎng)對(duì)組織器官的正常發(fā)育甚為重要。孕婦的營(yíng)養(yǎng)狀況直接關(guān)系到胎兒發(fā)育，如先天性畸形；而胎兒的發(fā)育不良又會(huì)關(guān)系到成年期的慢性病發(fā)生。在成年期，細(xì)胞也是不斷更替，需要正常的營(yíng)養(yǎng)素供給。充裕的營(yíng)養(yǎng)素還可使體內(nèi)有所儲(chǔ)備，以應(yīng)付各種特殊情況下的營(yíng)養(yǎng)需求。 維持生理功能首先要保證能力需要，其中基礎(chǔ)代謝消耗的能量是生命活動(dòng)所必需的。各種器官的正常功能均有賴于營(yíng)養(yǎng)素通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)、酶、激素來(lái)調(diào)節(jié)，其中特別是腦功能、心血管功能、肝腎功能、免疫功能尤為重要。營(yíng)養(yǎng)代謝需要上述系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，保持平衡狀態(tài)，而它們之間還存在著相互依存的關(guān)系?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)食物中含有的許多生物活性物質(zhì)，雖然不屬于營(yíng)養(yǎng)素范疇，但它們具有調(diào)節(jié)多種生理功能的作用，所以備受關(guān)注。 維持心理健康所謂身心健康就是指除保持正常器官的生理功能以外，保持較好的心理承受能力。現(xiàn)已證明營(yíng)養(yǎng)素不僅構(gòu)建神經(jīng)系統(tǒng)的組織形態(tài)，而且直接影響各項(xiàng)神經(jīng)功能的形成。在兒童表現(xiàn)為學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)能力即智力的發(fā)育，在成人變現(xiàn)為應(yīng)激適應(yīng)能力及對(duì)惡劣環(huán)境的耐受能力。當(dāng)今社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)積累、工作節(jié)奏快、人際關(guān)系復(fù)雜，工作壓力造成的心理應(yīng)激很強(qiáng)。在這種情況下，心理因素也會(huì)誘發(fā)器質(zhì)性病變，故而維持心理健康顯得尤為重要。 預(yù)防疾病發(fā)生營(yíng)養(yǎng)素的缺乏或過(guò)多都會(huì)發(fā)生疾病。營(yíng)養(yǎng)素缺乏可以是攝入量不足的原發(fā)性，也可以是其他原因引起的繼發(fā)性。在臨床上除了直接由缺乏引起的各種癥狀外，還可誘發(fā)其他合并癥。營(yíng)養(yǎng)素過(guò)多會(huì)引起急慢性的中毒反應(yīng)，也可引起許多慢性非傳染疾病的發(fā)生。肥胖是營(yíng)養(yǎng)過(guò)多的最普遍的變現(xiàn)，而肥胖有是心腦血管病、糖尿病、腫瘤等慢性病的危險(xiǎn)因素。合理營(yíng)養(yǎng)防止了營(yíng)養(yǎng)素缺乏或過(guò)多，也就預(yù)防了缺乏誘發(fā)的合并癥與過(guò)多引起的慢性病。3.營(yíng)養(yǎng)對(duì)人群健康的影響 保證兒童的正常生長(zhǎng)發(fā)育和心理發(fā)育從身高、體重、頭圍、胸圍等體格測(cè)量指標(biāo)，判定兒童的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。以5歲以下兒童的生長(zhǎng)遲緩率（身高不足）和低體重率（體重不足）反應(yīng)營(yíng)養(yǎng)不良的程度；血紅蛋白、血漿維生素水平、尿維生素負(fù)荷試驗(yàn)則可評(píng)定微量營(yíng)養(yǎng)素的營(yíng)養(yǎng)狀況。各種心理測(cè)試量表可以估量?jī)和闹橇Πl(fā)育情況。 滿足各類特殊人群的營(yíng)養(yǎng)需要對(duì)于青少年、孕產(chǎn)婦、老年，因其生理狀況不同而對(duì)營(yíng)養(yǎng)有特殊需求。如鐵對(duì)青少年的體力與智力發(fā)育，葉酸對(duì)孕婦預(yù)防先天性神經(jīng)管畸形，維生素D與鈣對(duì)保持老年骨質(zhì)健康都有重要作用。在制定這類特殊人群的膳食指南時(shí)，就需要強(qiáng)調(diào)某些事物的選擇，而確保其所需營(yíng)養(yǎng)素的攝入。 增強(qiáng)特殊環(huán)境下人群的抵抗力、耐受性、適應(yīng)性人體在惡劣環(huán)境下活在特殊勞動(dòng)條件下，如感染、中毒、缺氧、高溫、失重、深潛等條件，整體營(yíng)養(yǎng)狀況及某些個(gè)別營(yíng)養(yǎng)素對(duì)增強(qiáng)抵抗力、耐受性、適應(yīng)性等重要作用。已證明一些微量營(yíng)養(yǎng)素在這些條件下的需要量高于一般情況下的正常人群。也證明許多生物活性物質(zhì)在這些條件下的特殊功能，為供應(yīng)這類人群的膳食提出了食物選擇的依據(jù)。 預(yù)防營(yíng)養(yǎng)素的缺乏與過(guò)多及相關(guān)的疾病營(yíng)養(yǎng)素缺乏的表現(xiàn)不一定有明顯的癥狀，而常常只是從血、尿測(cè)定中才能發(fā)現(xiàn)。營(yíng)養(yǎng)素過(guò)多除高劑量時(shí)可引起中毒癥狀等，還常導(dǎo)致其他營(yíng)養(yǎng)素的吸收利用與代謝變化，不經(jīng)仔細(xì)檢查很容易遺漏。一些慢性疾病的預(yù)防已從人群干預(yù)試驗(yàn)得到驗(yàn)證，對(duì)于這類疾病中某些有先期表現(xiàn)而尚未診斷為疾病的人群，營(yíng)養(yǎng)素早期干預(yù)或糾正不合理膳食往往更容易見(jiàn)到成效。 輔助各種疾病的治療營(yíng)養(yǎng)狀況影響人體免疫功能，對(duì)于患者抗感染，減少并發(fā)癥，加速康復(fù)有重要作用。創(chuàng)傷的患者在愈合過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)狀況影響組織的再生與修復(fù)，腫瘤患者放療、化療時(shí)，保持其營(yíng)養(yǎng)狀況，使患者能堅(jiān)持療程，達(dá)到治療目的。若能配合并加速白細(xì)胞和血小板的恢復(fù)，則對(duì)患者康復(fù)更有利。綜合以上，營(yíng)養(yǎng)與健康的關(guān)系可以歸納為三點(diǎn)：第一，營(yíng)養(yǎng)必須通過(guò)食物中所含的營(yíng)養(yǎng)素及其他活性物質(zhì)發(fā)揮作用，講營(yíng)養(yǎng)不能脫離食物及膳食。第二，營(yíng)養(yǎng)素必須通過(guò)正常的生理過(guò)程發(fā)揮作用，講營(yíng)養(yǎng)要考慮各種營(yíng)養(yǎng)素的吸收利用及代謝過(guò)程。第三，營(yíng)養(yǎng)的目標(biāo)是：維持健康、預(yù)防疾病、加速康復(fù)?？偟膩?lái)說(shuō)就是達(dá)到祛病強(qiáng)身的目的。三、 營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展史1 古代營(yíng)養(yǎng)學(xué)2 現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展第二節(jié) 能量及宏量營(yíng)養(yǎng)素人體在生命活動(dòng)過(guò)程中不斷從外界環(huán)境中攝取食物，從中獲得人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中包括碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)，一般稱之為三大營(yíng)養(yǎng)素。三大營(yíng)養(yǎng)素經(jīng)消化轉(zhuǎn)變成可吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被吸收入血液，這些被吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)合成代謝構(gòu)成機(jī)體組成成分或更新衰老的組織；同時(shí)經(jīng)過(guò)分解代謝形成代謝產(chǎn)物，并釋放出所蘊(yùn)藏的化學(xué)能。這些化學(xué)能經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化變成為生命活動(dòng)中各種能量的來(lái)源，所以分解代謝是放能反應(yīng)，而合成代謝則需要供給能量，因此是吸能反應(yīng)。機(jī)體在物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用構(gòu)成了整個(gè)能量代謝過(guò)程，是生命活動(dòng)的基本特征之一。一、 能量1 能量單位“能”在自然界的存在形式有太陽(yáng)能、化學(xué)能、機(jī)械能、電能。按照能量守恒定律，能量既不能創(chuàng)造也不能消失，但可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。為了計(jì)量上的方便，對(duì)各種不同存在形式的“能”需要制定一個(gè)統(tǒng)一的單位，即焦耳（Joule,J）或卡（calorie）。營(yíng)養(yǎng)學(xué)上所使用的能量單位，多年來(lái)一直用卡（calorie）或千卡（kilocalorie，kcal）。1kcal指1000g純水的溫度由15上升到16所需要的能量?，F(xiàn)在國(guó)際和我國(guó)通用的能量單位是焦耳（Joule,J）。1J指用1牛頓力把1kg物體移動(dòng)1m所需要的能量。1000J等于1千焦耳（kilo Joule,kJ）；1000kJ等于1兆焦耳（mega Joule,MJ）。兩種能量單位的換算如下：1kcal=4.184kJ 1kJ=0.239kcal 1000kcal=4.184MJ 1MJ=239kcal2. 能量來(lái)源產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素人體所需要的能量來(lái)源于食物中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。 1）碳水化合物。碳水化合物是人體的主要能量來(lái)源。在我國(guó)，一般所需能量約60%以上是由食物中的碳水化合物提供的。食物中的碳水化合物經(jīng)消化產(chǎn)生的葡萄糖等被吸收后，一部分以糖原的形式儲(chǔ)存在肝臟和肌肉。肌糖原是骨骼肌隨時(shí)可動(dòng)用的儲(chǔ)備能源，用來(lái)滿足骨骼肌的需要。肝糖原也是一種儲(chǔ)備能源，存儲(chǔ)量不大，主要用于維持血糖水平的相對(duì)穩(wěn)定。腦組織消耗的能量較多，在通常情況下，腦組織消耗的能量均來(lái)自碳水化合物的有氧氧化，因而腦組織對(duì)缺氧非常敏感。另外，腦組織細(xì)胞儲(chǔ)存的糖原又極少，代謝消耗的碳水化合物主要來(lái)自血糖，所以腦功能對(duì)血糖水平有很大的依賴性，血糖水平過(guò)低可引起抽搐甚至昏迷。2）脂肪。在正常情況下，人體所消耗能量的40%-50%來(lái)自體內(nèi)的脂肪，其中包括從食物中攝取的碳水化合物所轉(zhuǎn)化成的脂肪。在短期饑餓情況下，則主要由體內(nèi)的脂肪供給能量。所以，脂肪也是重要的能源物質(zhì)，但它不能在人體缺氧條件下供給能量。3）蛋白質(zhì)。人體在一般情況下主要是利用碳水化合物和脂肪氧化供能。但在某些特殊情況下，人體所需能源物質(zhì)供能不足，如長(zhǎng)期不能進(jìn)食或能量消耗過(guò)多時(shí)，體內(nèi)的糖原和儲(chǔ)存脂肪已大量消耗之后，將依靠組織蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸來(lái)獲得能量，以維持必要的生理功能。進(jìn)食時(shí)周期性的，而能量消耗則是連續(xù)不斷的，因而儲(chǔ)備的能源物質(zhì)不斷被利用，有不斷補(bǔ)充。當(dāng)機(jī)體處于饑餓狀態(tài)時(shí)，碳水化合物的儲(chǔ)備迅速減少，而脂肪和蛋白質(zhì)則作為長(zhǎng)期能量消耗時(shí)的能源。 食物的卡價(jià)每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的能量值稱為“食物的熱價(jià)”或“食物的能量卡價(jià)”，亦稱“能量系數(shù)”。食物的卡價(jià)是經(jīng)體外燃燒實(shí)驗(yàn)推算而得。物質(zhì)燃燒時(shí)所釋放出的熱，稱為燃燒熱。食物可在動(dòng)物體外燃燒，也可在動(dòng)物體內(nèi)氧化。體外燃燒和體內(nèi)氧化的化學(xué)本質(zhì)是一致的，食物在體內(nèi)氧化亦可放出燃燒熱。每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體外燃燒時(shí)所產(chǎn)生的能量稱為“物理卡價(jià)”。食物的燃燒熱通常采用“彈式熱量計(jì)”測(cè)定。產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)的燃燒（生物氧化）過(guò)程和體外燃燒過(guò)程不盡相同，體外燃燒是在氧作用下完成的，化學(xué)反應(yīng)激烈，伴隨著光和熱；體內(nèi)氧化時(shí)在酶的作用下緩慢進(jìn)行的，比較溫和；特別是最終產(chǎn)物不完全相同，所以產(chǎn)生的熱量（即能量）也不完全相同。據(jù)用“彈式熱量計(jì)”測(cè)定，1g碳水化合物在體外燃燒時(shí)平均產(chǎn)生能量17.15kJ（4.1kcal）；1g脂肪平均產(chǎn)能39.54kj(9.45kcal)；1g蛋白質(zhì)平均產(chǎn)能23.64kh(5.65kcal)。但在體內(nèi)氧化時(shí)，碳水化合物和脂肪與體外燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物都是二氧化碳和水，所產(chǎn)生的能量相同。蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)的，最終產(chǎn)物為二氧化碳、水、尿素、肌酐及其他含氧有機(jī)物；而在體外燃燒是的最終產(chǎn)物則為二氧化碳、水、氨和氮等，體內(nèi)氧化不如體外燃燒完全。若將1g蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化的最終產(chǎn)物收集起來(lái)，繼續(xù)在體外燃燒，還可產(chǎn)生能量5.44kj(1.3kcal)。如果用“彈式熱量計(jì)”體外燃燒試驗(yàn)推算體內(nèi)氧化產(chǎn)物的能量值應(yīng)為：1g碳水化合物17.15kj(4.1kcal)；1g脂肪為39.54kj(9.45kcal)；1g蛋白質(zhì)則為23.64-5.44=18.2kj(4.35kcal)。另外，食物中的營(yíng)養(yǎng)素在消化道內(nèi)并非100%吸收。一般混合膳食中碳水化合物的吸收率為98%、脂肪為95%、蛋白質(zhì)為92%。所以，三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化實(shí)際產(chǎn)生能量，即“生理卡價(jià)”則為：1g碳水化合物：17.15 kj*98%=16.81 kj(4.0kcal)1g脂肪：39.54 kj*95%=37.56 kj(9.0kcal)1g蛋白質(zhì):18.2 kj*92%=16.74 kj(4.0kcal)（3）能量來(lái)源分配三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)都有其特殊的生理功能，雖然相互轉(zhuǎn)化，但不能完全代替，三者在總能量供給中應(yīng)有一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋壤?，即合理的分配。根?jù)我國(guó)的飲食習(xí)慣，成人碳水化合物以占總能量的55%-65%,脂肪占20%-30%，蛋白質(zhì)占10%-15%為宜。年齡小，蛋白質(zhì)及脂肪供能占的比例適當(dāng)增加。成人脂肪攝入量一般不宜超過(guò)總能量的30%。3、能量消耗能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程中，既不增加也不減少，這是所有形式的能量互相轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律，即能量守恒定律。人體的能量代謝也遵循這一普遍規(guī)律，在整個(gè)能量代謝過(guò)程中，人體的能量需要與消耗時(shí)一致的。在理想的平衡狀態(tài)下，個(gè)體的能量需要量等于其消耗量。成年人的能量消耗主要用于維持基礎(chǔ)代謝、體力活動(dòng)和食物熱效應(yīng)；孕婦還包括子宮、乳房、胎盤、胎兒的生長(zhǎng)及體脂儲(chǔ)備；乳母則需要合成乳汁；兒童、青少年則應(yīng)包括生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要；創(chuàng)傷等病人