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营养学基本概念
 
营养学基本概念

营养学基本概念
 
 
一、营养学
    人体为了生存与健康,保证生长发育与进行体力劳动,自外界以食物的形式摄入的必需物质。机体摄取、消化、吸收和利用食物中的营养素,以维持生长发育、组织更新和良好的健康状况的过程。 研究人体营养规律及其改善措施的科学。
学科分支:
基础营养学:从生命科学和基础医学的角度揭示营养与人体间的一般规律;公共营养学:人群营养状况调查与监测,RDA标准制定,膳食结构的调整营养性疾病的预防和营养教育、营养宣传等;临床营养学:临床医学不可缺少的一部分营养治疗技术、营养监护、营养支持等。
二、蛋白质(protein)
(一)结构与功能:构成单位--氨基酸(amino acid)。一级结构:氨基酸按一定的顺序呈线形排列的多肽链;二级结构:蛋白质的多肽链借氢键、盐键等次级键按一定的规律螺旋状折叠卷曲成为较紧密的结构;三级结构:在二级结构的基础上,螺旋的再螺旋,折叠的再折叠;四级结构:具有各自一、二、三级结构亚基组合而成。
(二)消化与吸收:从胃开始,胰腺分泌的各种蛋白质消化酶对蛋白质的消化作用起着十分重要的作用,小肠肠腺分泌的肠肽酶对蛋白质分解为能被人体吸收的最终产物--氨基酸至关重要。氨基酸的吸收是通过主动吸收的过程。在小肠细胞上有三种主动吸收氨基酸的载体,分别转运中性、碱性和酸性氨基酸。
(三)生理功能:
1.构成机体,修补组织:人体唯一氮来源,人体组织蛋白质合成重要底物,人体体重的18%由蛋白质构成。婴儿、青少年生长发育必需。
2.调节人体的生理功能:肌肉的收缩、催化功能  酶和激素构成、免疫功能和运载功能。
(四)蛋白质营养不良对人体健康影响
1. 氮平衡(nitrogen balance):指摄入机体的氮的数量与排出机体的氮的数量相等:
摄入氮=尿氮+粪氮+皮肤排出氮;正氮平衡是为了满足新生组织的细胞的形成的需要,有一部分蛋白质将在体内储留,从而摄入的氮大于排出的氮:摄入氮≥尿氮+粪氮+皮肤排出氮;
负氮平衡是指由于大量的组织蛋白质的分解,使排出的氮的量远远大于摄入体内的量:摄入氮≤尿氮+粪氮+皮肤排出氮。
2. 蛋白质营养不良  首先影响的是蛋白质新陈代谢旺盛的组织和器官,如小肠、肝脏等,表现为腹泻、消化吸收不良、水肿;肌肉萎缩、免疫力下降;幼年时蛋白质的缺乏还可产生对智力的影响、生长发育、体格等影响。
3. 蛋白质的生物价(biological value,BV)  指食物中蛋白质被人体吸收量与吸收后在人体内储留的比值。实际代表了食物中蛋白质被人体利用的程度。
                    氮在体内的储留量
蛋白质的生物价=  -------------------------X100%
                       氮在体内的吸收量
             氮在体内吸收量-(尿中的含氮量+尿内源性氮)
          =--------------------------------------- X100%
             食物中的含氮量-(粪中氮+肠道代谢废物氮)
5. 必需氨基酸(essential amino acid  EAA):对人体具有十分重要的生理功能,但人体不能合成或合成的速度极慢,不能满足人体的需要,而必需从食物中供给,这类氨基酸,称为必需氨基酸。成年人所需要的必需氨基酸为八种,婴儿由多种原因,必需氨基酸的种类多于成年人,约为九种或十种。
    食物中各种必需氨基酸间的相互比例,称为必需氨基酸模式。蛋白质合成时对氨基酸所需要的条件: 合适的氨基酸种类、数量、形成蛋白质合适顺序。膳食蛋白质提供必需氨基酸数量比例与人体组织接近,食物蛋白质人体利用率才能达到最高;某种必需氨基酸的含量过低、过高,都会影响其利用。如果由于食物中一种或几种必需氨基酸的含量过低而使机体利用蛋白质过程受到影响,这种氨基酸又称为限制性氨基酸(limiting amino acid)。供给量:正常成年约占热能供给量的10~12%。
三  脂类(lipid)
(一)脂类的分类: 单纯脂、复合脂和衍生脂三大类。脂肪(fat)也称为中性脂肪,由一分子甘油和三分子脂肪酸组成。
1.脂肪酸(fatty acid):饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸。
2.磷脂:甘油磷酸:甘油分子中一个羟基被磷酸酯化形成。在磷酸甘油脂中,含氮基团在磷酸基的游离端形成另一个酯;非甘油磷脂:神经鞘磷脂,由神经鞘氨基醇、脂肪酸、磷酸及胆碱组成。
3. 糖脂:亦称脑苷脂,分子中含有糖、脂肪酸和神经鞘氨基醇,是神经组织的重要成份。
4.类固醇(甾类化合物):并不是酯,是以环戊烷多氢菲核为骨架,含有四个饱和的烃环,结合在一起形成的。
(二)脂肪的消化、吸收与转运
1.消化   部位:小肠;消化酶:胰脂肪酶;辅助因子:胆汁;消化产物:甘油二酯、甘油一酯、脂肪酸、甘油。
2.吸收:少于10~12个碳原子的短链脂肪酸直接被小肠内壁吸收;脂肪酸与甘油一酯能扩散到胆汁盐微团中形成混合微团吸收。
3.转运:游离的脂肪酸和甘油进入小肠的粘膜上皮细胞,重新组合成甘油三酯,并与磷脂、胆固醇和一定量的蛋白质结合,形成服糜微粒和极低密度脂蛋白,进入淋巴系统。
胆固醇的消化与吸收:消化酶:胰胆固醇酯酶;吸收形式:小肠内先形成混合微团,
进入小肠粘膜细胞后,重新脂化,并形成乳糜微粒,进入血液循环。
4. 影响消化吸收的因素:
    有利因素:胆酸盐,有利于胆固醇的消化,又是形成混合微团的成份;脂肪促进胆汁的分泌,同时脂肪的分解产物有利于形成混合微团;脂肪的分解产物也是糜微粒的组成部分,因此,脂肪能促进胆固醇的消化与吸收;
    不利因素:植物固醇可抑制胆固醇的吸收,使胆固醇从粪便中排泄;植物性食物中的纤维素、果胶等能与胆汁结合,减少了胆固醇的吸收;胆固醇在食物中的含量,吸收率随着含量的增加而下降。
(三)生理功能
1.提供热能
2.构成机体的组织成份:对细胞膜和其它生物膜的完整性十分重要
3.保护机体,维持体温
4.促进脂溶性维生素的消化与吸收
5.调节生理功能:必需脂肪酸(essential fatty acid EFA),对人体有重要的生理功能,人体不能合成,必须由食物供给的一种脂肪酸。亚油酸是最重要的必需脂肪酸,具有参与磷脂的形成,与人体的生物膜的正常功能有关;新生组织的生长需要亚油酸;与胆固醇的代谢有关,在血液中与胆固醇结合,才能进行转运;合成人体的一种激素前列腺素的重要原料。
6.胆固醇对人体的生理功能:合成人体激素,如类固醇激素、性激素的原料;合成维生素D3的原料;合成胆汁酸的原料。
7.对人体健康的影响:摄入不足:影响必需脂肪酸和脂溶性维生素的消化吸收;摄入过多:影响其它营养素的消化吸收,并会引起热能的过多,而引起各种慢性疾病。脂肪供给量:占热能供给的20%~25%,每日50~60克。必需脂肪酸的供给量:占总热能量的1%~2%,每日6~8克。
多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸之比:P/S 1∶1~2∶1
四、碳水化物(carbohydrate)
(一)分类
1.单糖:葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖(galactose)
2.低聚糖:蔗糖(sucrose)、麦芽糖(maltose)、乳糖(lactose)
3.多糖:淀粉(starch);糊精(dextrine)为淀粉的中间产物;糖原(glocogen),分为肝糖原和肌糖原;纤维素和果胶:是一种以β1,4-糖苷键相联的葡萄糖多聚体,存在于植物中,统称为膳食纤维(fibre),人体没有消化膳食纤维的酶。
(二)消化与吸收
1.消化吸收:口腔唾液中含有α-淀粉酶,可以部分消化淀粉;小肠:胰淀粉酶将淀粉分解为糊精与麦芽糖。胰淀粉酶的分解产物由小肠粘膜上皮细胞分泌的双糖酶分解为单糖。
2.体内代谢:吸收进入人体血液中的糖称为血糖(blood sugar)。氧化产生热能。在肝脏和肌肉中以糖原的形式贮存。多余的糖则以脂肪的形式储存地脂肪组织中。
(三)碳水化物对人体的生理功能
1.经济的热能来源:作为中枢神经系统的热能来源;消化、吸收、体内的代谢等都比较快;代谢产物对人体无害。
2.构成机体的重要物质,如各种糖蛋白
3.碳水化物的节约蛋白质作用:双能源系统
4.提供膳食纤维
5.供给量:占总热能供给的60%~70%。
五、热能(energy)
(一)人体热能的储存形式与热能单位:
    碳水化物、脂肪(最终分解为  CO2 + H2O + 能量)、氨基酸、贮存于ATP中(高能磷酸键)。人体的热能单位:过去用千卡(kilocalorie, Kcal)表示,1Kcal表示将1000ml的水从15℃提高到16时所需要的能量。近年来国际上通行用千焦表示:1 Kcal = 4.184KJ,1KJ = 0.239 Kcal,1 MJ =1 000 KJ, 1MJ = 239Kcal。
(二)人体热能需要量的构成因素
1.维持基础代谢所需要的能量:基础代谢(basal metabolism):指维持人体最基本的生命
活动所需要的代谢活动,如呼吸、心跳、肝脏肾脏代谢活动、体温等,受体型、年龄、性别、气候等影响,以基础代谢率(basal metabolism rate,BMR)表示。
2.活动的热能消耗:受活动强度、时间影响。
3.特殊食物动力作用(specific dynamic action):指人体由于摄食行为而引起的热能的额外消耗。机理:消化吸收,以及进入体内各营养素间的代谢。蛋白质特殊动力作用相当于其产生热能30%;碳水化物相当于其产生热能5%~6%;脂肪相当于其产生热能4%~5%。混合膳食的食物特殊动力作用相当于基础代谢热能消耗量10%。
(三) 需要量与供给量及产热系数:
    蛋白质、脂肪、碳水化物三大生热营养素占人体热能供给的比例分别为:10%~15%;20%~25%;60%~70%。热能的需要量与供给量不符时,对人体就会产生不良的影响。每1克生热能营养素在人体内氧化所产生的热能:蛋白质、脂肪、碳水化物三种营养素的生热系数分别是:16.7 KJ(4Kcal)、37.6KJ(9Kcal)、16.7KJ(4Kcal)。
六、维生素
    是维持人体细胞生长和正常代谢所必需的一类有机化合物。存在于天然食物中,人体不能合成,或合成的量不能满足需要。不参与机体组织的形成,也不产生热能;需要量很少,但人体不能缺乏。根据其溶解性分为:脂溶性维生素:维生素A、D、E、K,和水溶性维生素:维生素B族、维生素C。
维生素缺乏症:食物中某种维生素长期缺乏或不能满足人体的需要,引起人体代谢紊乱或出现病理状态。维生素的过多症:由于特殊状态下的膳食,导致维生素的供给量过多,对人体的健康也会产生不利的影响,有时其严重的程度并不亚于维生素的缺乏症。维生素不足症:维生素轻度缺乏时不产生典型的临床症状,但会出现劳动效率下降、对疾病的抵抗力下降等,也称为亚临床缺乏。
七、无机盐与微量元素
    人体必需的元素为人体的生理功能所必需,在组织中的含量比较恒定,一但缺乏,就可以引起人体生理功能、生化功能的障碍,甚至形成组织结构的变化,产生缺乏症;如及时供给这种元素则可预防这种缺乏症的产生;但供给量过多时,也会对人体产生不利的影响。
宏量元素:在人体的总含量占万分之一以上的元素。微量元素:在人体中的总含量低于万分之一的元素。
无机盐对人体生理功能:构成机体的重要材料;维持组织与细胞的渗透压;维持机体的
酸、碱平衡;维持神经肌肉的兴奋性与细胞膜的通透性;构成机体的生理活性物质;与酶的活性有关。
八、水
    水是人体的基本组成成分,参与机体的代谢活动,调节体温,润滑作用。人体水的需求应平衡。
九、营养素体内相互影响
    营养素间的直接作用(例如:碳水化物和脂肪对蛋白质的节约作用);营养素间的相互转换(例如:葡萄糖转化为脂肪);参与其它营养素的代谢;相互间消化、吸收及排泄的影响;通过形成激素对其它营养素发挥作用。
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