《营养学》笔记整理版

《营养学》笔记前言膳食、营养与人民生活息息相关，合理营养是健康的基础。随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对营养与健康日渐重视，科学饮食、合理营养、促进健康已成为社会的基本需求。第一篇基础营养“营”在汉字里是谋求的意思，“养”是养生或养身，两个字组合在一起应当是“谋求养生”的意思。确切地说，应当是“用食物或食物中的有益成分谋求养生”。“营养”一词确切而比较完整的定义应当是：“机体通过摄取食物，经过体内消化、吸收和代谢，利用食物中对身体有益的物质作为构建机体组织器官、满足生理功能和体力活动需要的过程。”研究人体以及其他生物的营养问题的学问被称为营养学。人类在生命活动过程中需要不断地从外界环境中摄取食物，从中获得生命活动所需的营养物质，这些营养物质在营养学上称为“营养素”。人体所需的营养素有碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质、维生素，水、膳食纤维共7大类，其中营养素不能在体内合成，而必需从食物中获得，称为“必需营养素”。其中包括9种氨基酸：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸；2种脂肪酸：亚油酸α一亚麻酸；碳水化合物。7种常量元素：钾、钠、钙、镁、硫、磷、氯；8种微量元素：铁、碘、锌、硒、铜、铬、钼、钴；14种维生素：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素C、烟酸、泛酸、叶酸、维生素B12、胆碱、生物素；加上水等，共计40余种。其中碳水化合物、脂类和蛋白质因为需要量多，在膳食中所占的比重大，称为“宏量营养素”；矿物质和维生素因需要的相对较少，在膳食中所占比重也较小，称为“微量营养素”；矿物质中有7种在人体内含量较多，叫做“常量元素”，有8种在人体内含量较少，称“微量元素”。营养素在体内有三方面功用：一是供给生活、劳动和组织细胞功能所需的能量；二是提供人体的“建筑材料”，用以构成和修补身体组织；三是提供调节物质，用以调节机体的生理功能。营养素有这三方面的作用，可见营养素是健康之本，是健康的物质基础。膳食营养素推荐供给量(recommendeddietaryallowances，RDAs)中国营养学会根据国际上的发展趋势，结合我国具体情况，于2000年制订并推出了《中国居民膳食营养素参考摄人量》。“膳食营养素参考摄人量”(dietaryreferenceintakes，DRIs”是一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值。包括“平均需要量”(EAR)、“推荐摄人量”(RNI)、“适宜摄人量”(AI)、“可耐受最高摄人量”(UL)。EAR是群体中各个体需要量的平均值，由个体需要量研究资料计算而得；是根据某些指标进行判断，可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中50％个体需要的摄入水平；这一摄入水平不能满足另外50％个体对该营养素的需要；是制订推荐人量(RNI)的基础。RNI相当于传统使用的RDAs，是可以满足某一特定性别、年龄及生理状况群体绝大多数(97％～98％)个体需要量的摄人水平；长期摄入RNI水平，可以满足身对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适当的储备。RNI是以EAR为基础制的，主要用途是作为个体每日摄人该营养素的目标值。AI是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素摄量。亦可用作个体摄入量的目标，该量可满足目标人群中几乎所有个体的需要。UL是平均每日可以摄人该营养素的最高量；“可耐受”是指这一摄入水平是可时耐受的，对一般人群几乎所有个体都不至于损害健康，当摄入量超过UL而进一步增加时，损害健康的危险性也随之增加。第一章人体构成及食物的消化吸收第一节人体构成人体是以物质为基础的一个有机体，根据人们对机体认识的程度，可以从五个层次上来认识人体，即原子水平、分子水平、细胞水平、组织水平以及最后整体水平。一、原子水平人体内含有的元素有六十多种，主要为氧、氢、碳、氮、钙及磷等，其中氧含量约为65％，碳约为18％，氢约为10%，氮为3.0%，钙为2.0%，磷为1.0%。氧、碳、氢、氮就占了人体总重量的96％。二、分子水平人体是由蛋白质、脂类、碳水化合物、水及矿物质等构成的。水占60%；脂类占14%；蛋白质占17%；碳水化合物矿物质以及其他约占9%。三、细胞水平在细胞水平上，人体是由细胞、细胞外液及细胞外固体组成的。细胞是身体行使功能的主要组分。按照细胞存在的组织通常将其分为肌肉细胞、脂肪细胞、上皮细胞、神经细胞等类型。四、组织水平在组织水平上，人体是由组织、器官及系统构成的，这样体重就等于脂肪组织、骨骼肌、骨、血及其他如内脏器官等的总和。骨骼肌有400多块，成年男性约占40％，成年女性约占35％。四肢肌约占全身肌肉重量的80％，其中下肢肌约50％，上肢肌约占30％。正常人的总血量占体重的8％左右。一个50kg体重的人，约有血液4000ml，而真正参与循环的血量只占全身血液的70％～80％，其余的则贮存在肝、脾等“人体血库”内，当人体出现少量失血时，贮存在“人体血库”中的血液，便会立即释放出来，随时予以补充。骨骼是人体的支架系统。有206块骨头，成年人骨骼的重量大约有9kg。五、整体水平人体在各个水平上的构成是一个动态的过程。通常情况下，在某一特定时间内，各组成部分间呈现稳定的定量关系。所以，可以通过在整体水平上的人体测量确定各个水平上身体的构成。这也是身高、体重、皮褶厚度、体质指数(BMI)等人体测量学指标在人体营养状况评价中得到普遍应用的理论基础之一。第二节食物的消化吸收消化(digestion)：人体摄人的食物必须在消化道内被加工处理分解成小分子物质后才能进入体内，的过程。消化是由消化道来完成的，人的消化道由不同的消化器官相延续而成，包括：口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠、肛门。消化有两种方式：一种是通过机械作用，把食物由大块变成小块，称为机械消化；一种是在消化酶的作用下，把大分子变成小分子，称为化学消化。通常食物的机械消化与化学消化是同时进行的。吸收(absorption)：食物经消化后，其中所含营养素所形成的小分子物质通过消化道进入血液或淋巴液的过程。一、消化系统的组成与功能(一)口腔1.牙齿2.舌3.唾液腺人的口腔内有3对大的唾液腺：腮腺、舌下腺、颌下腺，还有无数散在的小唾液腺，唾液就是由这些唾液腺分泌的混合液。唾液为无色、无味近于中性的低渗液体。唾液中的水分约占99.5％，有机物主要为粘蛋白，还有唾液淀粉酶、溶菌酶等，无机物主要有钠、钾、钙、硫、氯等。唾液的作用：①唾液可湿润与溶解食物，以引起味觉；②唾液可清洁和保护口腔，③唾液可使食物细胞粘成团，便于吞咽；④唾液中的淀粉酶可对淀粉进行简单的分解。(二)咽与食管是食物与空气的共同通道。(三)胃胃位于左上腹，是消化道最膨大的部分，其上端通过贲门与食管相连，下端通过幽门与十二指肠相连。胃的肌肉由纵状肌肉和环状肌肉组成，内衬粘膜层。肌肉的舒缩形成了胃的运动，粘膜层则具有分泌胃液的作用。1.胃的运动(1)胃的容受性舒张胃在充盈的状态下体积可增大到1000～1500ml生理意义是使胃的容量适应于大量食物的涌入，以完成储存和预备消化食物的功能。(2)紧张性收缩：紧张陛收缩逐渐加强，使胃腔内有一定压力，这种压力有助于胃液渗入食物，并能协助推动食物向十二指肠移动。(3)胃的蠕动：胃的蠕动由胃体部发生，向胃底部方向发展。蠕动的作用是使食物与胃液充分混合，以利胃液的消化作用并把食物以最适合小肠消化和吸收的速度向小肠排放。2.胃液胃液为透明、淡黄色的酸性液体，pH为0.9～1.5。胃液主要由以下成分组成：(1)胃酸：胃酸由盐酸构成，由胃粘膜的壁细胞分泌。功能：①激活胃蛋白酶原，使之转变为有活性的胃蛋白酶；②维持胃内的酸性环境，为胃内的消化酶提供最合适的pH，并使钙、铁等矿质元素处于游离状态，利于吸收；③杀死随同食物进入胃内的微生物；④造成蛋白质变性，使其更容易被消化酶所分解。(2)胃蛋白酶：胃蛋白酶是由胃粘膜的主细胞以不具活性的胃蛋白酶原的形式所分泌的，胃蛋白酶原在胃酸的作用下转变为具有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶可对食物中的蛋白质进行简单分解，主要作用于含苯丙氨酸或酪氨酸的肽键，形成脲和胨，但很少形成游离氨基酸，当食糜被送人小肠后，随pH升高，此酶迅速失活。(3)粘液：粘液的主要成分为糖蛋白。它覆盖在胃细胞膜的 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面，形成一个厚约500μm的凝胶层，具有润滑作用，使食物易于通过；粘液还保护胃黏膜不受食物中粗糙成分的机械损伤；粘液为中性或偏碱性，可降低HCl胃酸酸度，减弱胃蛋白酶活性，从而防止酸和胃蛋白酶对胃细胞膜的消化作用。(4)内因子：由壁细胞分泌，可以和维生素B12结合成复合体，有促进回肠上皮细胞吸收维生素B12的作用。(四)小肠小肠是食物消化的主要器官。绝大部分营养成分也在小肠吸收，未被消化的食物残渣，由小肠进入大肠。小肠位于胃的下端，长5～7m，从上到下分为十二指肠、空肠和回肠。十二指肠长约25cm，在中间偏下处的肠管稍粗，称为十二指肠壶腹，该处有胆总管的开口，胰液及胆汁经此开口进入小肠，开口处有环状平滑肌环绕，起括约肌的作用，称为Oddi括约肌，防止肠内容物返流入胆管。1.小肠的运动(1)紧张性收缩(2)节律性分节运动：它的作用在于：使食糜与消化液充分混合，便于进行化学性消化；②使食糜与肠壁紧密接触，为吸收创造条件；③挤压肠壁，有助于血液和淋巴的回流。(3)蠕动2.进入小肠的消化液(1)胰液：胰液为无色、无嗅的弱碱性液体，pH值为7.8～8.4，含水量类似于唾液；无机物主要为碳酸氢盐，其作用是中和进入十二指肠的胃酸，使肠细胞膜免受强酸的侵蚀，同时也提供了小肠内多种消化酶活动的最适pH值；有机物则为由多种酶组成的蛋白质。①胰淀粉酶：为α淀粉酶；②胰脂肪酶类：胰液中消化脂类的酶有胰脂肪酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶和辅脂酶；③胰蛋白酶类：胰液中的蛋白酶基本上分为两类，即内肽酶和外肽酶。胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶属于内肽酶；外肽酶主要有羧基肽酶A和羧基肽酶B。胰腺细胞最初分泌的各种蛋白酶都是以无活性的酶原形式存在的，进入十二指肠后被肠致活酶所激活。除上述三类主要的酶外，胰液中还含有核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶。胰液中的所有酶类的最适pH值为7.0左右。(2)胆汁：胆汁的作用是：促进脂肪的消化。通过促进脂肪的吸收，间接帮助了脂溶性维生素的吸收。此外，胆汁还是体内胆固醇和胆色素代谢产物排出体外的主要途径。(3)肠液：小肠液是由十二指肠腺细胞和肠腺细胞分泌的一种弱碱性液体，pH约为7.6。小肠液中的消化酶包括氨基肽酶、α-糊精酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶、磷酸酶等；主要的无机物为碳酸氢盐；小肠液中还含有肠致活酶，可激活胰蛋白酶原。(五)大肠大肠的主要功能在于吸收水分某些细菌可以利用肠内较为简单的物质合成B族维生素和维生素K，1.大肠的运动2.大肠内的细菌活动蛋白质分解产生苯酚、吲哚、甲基吲哚和硫化氢等，是粪便臭味的主要来源；脂肪分解产生脂肪酸、甘油、醛、酮等，这些成分大部分对人体有害，有的可以引起人类结肠癌，可溶性膳食纤维，可加速这些有害物质的排泄，缩短它们与结肠的接触时间，有预防结肠癌的作用。二、食物的吸收吸收(absorption)是指食物成分在消化道(主要)上皮细胞吸收进入血液或淋巴从而进入肝脏的过程。(一)吸收部位食物吸收的主要部位是小肠上段的十二指肠和空肠。回肠主要是吸收功能的储备，用于代偿时的需要，而大肠主要是吸收水分和盐类。在小肠内壁上布满了环状皱褶、绒毛和微绒毛，小肠的吸收面积可达200m2；且小肠的这种结构使其内径变细，增大了食糜流动时的摩擦力，延长了食物在小肠内的停留时间，为食物在小肠内的吸收创造了有利条件。(二)吸收形式小肠细胞膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运来完成。第二章能量新陈代谢是一切生命活动的基本特征。机体在物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用则构成了整个能量代谢过程，是生命活动的基本特征之一。第一节能量单位焦耳(Joule，J)，或卡(calorie)：1kcal=4.184kJlkJ=0.239kcal1000kcal=4.184MJ1MJ=239kcal第二节能量来源动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素，如果加上水，则为六大类。其中，碳水化合物、脂类和蛋白质经体内代谢可释放能量。三者统称为“产能营养素”或能源物质。一、产能营养素(一)碳水化合物机体所需能量的50％以上是由食物中的碳水化合物提供的。肌糖原是骨骼肌中随时可动用的贮备能源，用来满足骨骼肌在工作的情况下的需要。肝糖原也是一种贮备能源，贮存量不大，主要用于维持血糖水平的相对稳定。，脑组织消耗的能量均来自碳水化合物的有氧的条件下氧化，因而脑组织对缺氧非常敏感。另外，脑组织细胞贮存的糖原又极少，代谢消耗的碳水化合物主要来自血糖，所以脑功能对血糖水平有很大的依赖性。(二)脂类机体内的脂类分为组织脂质和贮存脂质两部分。脂肪约占98％。其中一部分是来自食物的外源性脂肪；另一部分是来自体内碳水化合物和氨基酸转化成的内源性脂肪。在正常情况下，人体所消耗的能源物质中有40％～50％来自体内的脂肪。骨骼肌、心肌等可利用脂肪酸和酮体，在饥饿时，脑组织也可利用酮体。所以，脂肪也是重要的能源物质，必须是在有氧的前提下。(三)蛋白质氨基酸主要用于合成细胞成分以实现自我更新，也用于合成酶、激素等生物活性物质。氨基酸也可以作为能源物质，但这是用较高的代价而取得的。当机体处于饥饿状态时，碳水化合物的贮备迅速减少，而脂肪和蛋白质则作为长期能量消耗时的能源。二、食物的卡价人体所需要的能量来源于动物性和植物性食物中的碳水化合物、脂类和蛋白质三种产能营养素。每克产能营养素在体内氧化所产生的能量值称为“食物的热价”或“食物的能量卡价”，亦称“能量系数”。混合膳食中碳水化合物的吸收率为98％、脂肪95％、蛋白质92％。所以，三种产能营养素在体内氧化实际产生能量则为：1g碳水化合物：17.15kJ×98％=16.81kJ(4.Okcal)1g脂肪：39.54kJ×95％=37.56kJ(9.Okcal)1g蛋白质：18.2kJ×92％=16.74kJ(4.0kcal)三、能量来源分配根据我国的饮食特点，成人碳水化合物供给的能量以占总能量的55％～65％，脂肪占20％～30％，蛋白质占10％～15％为宜。年龄越小，蛋白质及脂肪供能占的比例相应增加。成人脂肪摄入量一般不宜超过总能量的30％。第三节能量消耗基础代谢(一)基础代谢与基础代谢率基础代谢(basalmetabolism，BM)是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量需要。测定 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是在清晨而又极端安静状态下，不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢。而单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率(basalmetabolicrate，BMR)。一般是以每小时所需要的能量为指标。(二)基础代谢的测量S(m2)=0.00659身高(cm)+0.0126体重(kg)-0.1603……………………………………(3)(三)影响基础代谢的因素1.体表面积2.年龄3.性别4.激素激素对细胞的代谢及调节都有较大影响5.季节与劳动强度基础代谢率在不同季节和不同劳动强度人群中存在一定差别(四)静息代谢静息代谢是一种与基础代谢很接近的代谢状态，是在测定中仅省略摄人食物的这个条件。在进食3～4小时后测量。此时机体仍在进行着若干正常的消化活动，这种状态比较接近于人们正常生活中处于休息的状态，在这种条件下测出的代谢率，称为静息代谢率(restingmetabolismrateRMR)。RMR与BMR相差约10％，故在实际工作中可以采用。RMR一般占总能量消耗的大部分(60％～75％)。二、体力活动影响体力活动能量消耗的因素：①肌肉越发达者，活动能量消耗越多；②体重越重者，能量消耗越多；③劳动强度越大、持续时间越长，能量消耗越多；④与工作的熟练程度有关。其中劳动强度和持续时间是主要影响因素，而劳动强度主要涉及劳动时牵动的肌肉多少和负荷的大小。三、食物热效应食物热效应的概念食物热效应(thermiceffectoffood，TEF)是指由于进食而引起能量消耗增加的现象。过去称为食物的特殊动力作用(specificdynamicaction，SDA)。四、生长发育及影响能量消耗的其他因素第四节能量消耗测定一、直接测热法直接测热法(directcalorimetry)测定能量消耗较精确的方法是直接测定人体在某一时间内向外散失的热量。二、问接测热法双标记水法、生活观察法、心率监测法第五节需要量及膳食参考摄入量人体能量代谢的最佳状态是达到能量消耗与能量摄人的平衡。这种能量平衡(energybalance)能使机体保持健康并能胜任必要的社会生活。能量代谢失衡，即能量缺乏或过剩都对身体健康不利。“要因加算法”（factorlapproach）估算成年人的能量需要量。即以BMR乘以体力活动水平(physicalctivitylevel，PAL)计算人体的能量消耗量或需要量。即能量需要量=BMR×PAL。（对儿童、孕妇、乳母等特殊生理情况下尚需考虑其特殊需要。）第六节能量的食物来源人体的能量来源是食物中的碳水化合物、脂类和蛋白质。