第三章矿物质

1第三章营养学基础第一节营养学概论一、营养学基本概念1、营养学：是研究人体营养规律及其改善措施的科学。（研究膳食、营养素及其他食物成分对健康影响的科学。）主要研究内容包括人体对营养的需要，即营养学基础，各类食物的营养价值、不同人群的营养、营养与疾病、公共营养等。理论基础：生物化学、生理学、病理学、临床医学、食品科学、农业科学应用：小：指导群体或个体合理安排饮食，防病保健大：影响国家的食物生产、分配及食品加工政策，改善国民体质，促进社会经济发展2、营养：是指人体吸收、利用食物或营养物质过程，也是人类通过摄取食物以满足机体生理需要的生物学过程。营养的核心是合理,既要求通过膳食调配提供满足人体生理需要的能量和多种营养素,又要通过建立合理的膳食制度和应用科学的烹调方法,以利于各种营养物质的消化、吸收和利用。此外,还应避免膳食构成的比例失调、某些营养素摄入过多以及在烹调过程中营养素的损失或有害物质的形成。合理营养的意义是:促进生长发育、防治疾病、增进智力、促进优生,增加机体免疫功能,促进健康长寿。3、营养素：机体为了维持生存、生长发育、体力活动和健康以食物的形式摄入的一些需要的物质。种类：蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素（水）必需营养素：不能在体内合成，必须从食物中获得非必需营养素：可以在体内有其他食物成分转换生成，不一定需要由食物中直接获得。宏量营养素：在膳食中所占的比重大的营养素（蛋白质、脂类、碳水化合物）微量营养素：在膳食中所占比重小的营养素（矿物质、维生素）常量元素：在体内含量相对较多微量元素：在体内含量很少4、膳食营养素参看摄入量1)摄入剂量对健康的影响人体每天都需要从膳食中获得一定量的各种必需营养成分。如果人体长期摄入某种营养素不足就有发生该营养素缺乏症的危险；当通过膳食、补充剂或药物等途径长期大量摄入某种营养素时就可能产生一定的毒副作用。下面的图解以蛋白质为例说明摄入水平与随机个体2摄入不足或过多的概率。图3-1摄入不足和过多的危险P:50当日常摄入量为0时，摄入不足的概率为1.0。就是说如果一个人在一定时间内不摄入蛋白质就一定会发生蛋白质缺乏病，如果一群人长期不摄入蛋白质他们将全部发生蛋白质缺乏病。随着摄入量的增加，摄入不足的概率相应降低，发生缺乏的危险性逐渐减少。当摄入量达到EAR水平时，发生营养素缺乏的概率为0.5，即有50％的机会缺乏该营养素；摄入量达到RNI水平时，摄入不足的概率变得很小，也就是绝大多数的个体都没有发生缺乏症的危险。摄入量达到UL水平后，若再继续增加就可能开始出现毒副作用。RNI和UL之间是一个“安全摄入范围”，日常摄入量保持在这一范围内，发生缺乏和中毒的危险性都很小。摄入量超过安全摄入范围继续增加则产生毒副作用的几率随之增加，理论上可以达到某一水平，机体出现毒副反应的概率等于1.0。当然机体摄入的食物和营养素量每天都不尽相同，这里使用的“摄入量”是指在一段时间，譬如几天、几周甚至几个月期间内的。平均摄入水平。机体有很强的调节作用，不一定每天都必须准确的摄入每日的需要量。2、膳食营养素参考摄入量(dietaryreferenceintakes，DRIs)是一组每日平均膳食营养素摄入量的参考值，包括四项内容：1)平均需要量(EAR)EAR是群体中各个体需要量的平均值，是根据个体需要量的研究资料计算得到的。EAR是能够满足群体中50％的成员的需要，不能满足另外50％的成员的需要的水平。EAR是制定RNI的基础。2)推荐摄入量(RNI)RNI相当于传统使用的RDA，是可以满足某一群体中绝大多数(97％～98％)个体需要量的摄入水平。长期摄入RNI水平，可以满足身体对该营养素的需要，保持健康和维持组织中有适当的储备。RNI的主要用途是作为个体每日摄入该营养素的目标值。RNI是以EAR为基础制订的。如果已知EAR的标准差，则RNI定为EAR加两个标准差，即RNI：EAR+2SD。如果关于需要量变异的资料不够充分，不能计算SD时，一般设EAR的变异系数为10％，这样RNI=1．2×EAR。3)适宜摄入量(AI)当某种营养素的个体需要量的资料不足，没有办法计算出EAR，因而不能求得RNI时，3可设定适宜摄入量来代替RNI。AI不是通过研究营养素的个体需要量求出来的，而是通过对健康人群摄入量的观察或实验获得的。例如纯母乳喂养的足月产健康婴儿，从出生到4-6个月，他们的营养素全部来自母乳。母乳中供给的各种营养素量就是他们的AI值。AI的主要用途是作为个体营养素摄入量的目标。AI与RNI相似之处是二者都用作个体摄入量的目标，能够满足目标人群中几乎所有个体的需要。AI和RNI的区别在于AI的准确性远不如RNI，有时可能明显的高于RNI。4)可耐受最高摄入量(UL)可耐受最高摄入量(UL)是平均每日可以摄入该营养素的最高量。“可耐受”的含义是指这一摄入水平一般是可以耐受的，对人群中的几乎所有个体大概都不至于损害健康。当摄入量超过UL进一步增加时，损害健康的危险性随之增大。UL是日常摄入量的高限，并不是一个建议的摄入水平。鉴于我国近年来营养强化食品和膳食补充剂的日渐发展，有必要制定营养素的UL来指导安全消费。对许多营养素来说，当前还没有足够的资料来制定它们的UL，所以没有UL值并不意味着过多摄入这些营养素没有潜在的危险。应当特别强调的是：DRIs是应用于健康人的膳食营养标准，它不是一种应用于患有急性或慢性病的人的营养治疗标准，也不是为患有营养缺乏病的人设计的营养补充标准。二、营养与健康的关系1、营养素的功能1）提供能量（碳水化合物、脂类、蛋白质）2）促进生长于组织的修复（蛋白质、矿物质、维生素）3）调节生理功能（蛋白质、维生素、矿物质）（1）维持动态平衡a.能量平衡：摄入=消耗b.营养素平衡：氮平衡、钙平衡c.水盐平衡：酸碱平衡、渗透压平衡（2）内环境稳定（稳定机制）a.神经体统调节（神经递质的释放可悲钙离子加强或镁离子抑制）b.酶调节（蛋白质组促成、维生素辅酶成分、微量元素酶组成）c．激素调节（激素成分：矿物质；激素功能：蛋白质、维生素；激素受体：蛋白质）2、营养是维持健康的基础41）维持人体组织的构成2）维持生理功能3）维持心理健康4）预防疾病发生3、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)满足各类特殊人群的营养需要3)增强特殊环境下人群的抵抗力、耐受性、适应性4）预防营养素的缺乏与过多及相关的疾病5）辅助各种疾病的治疗重点：1、营养必须通过食物中所含有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。2、营养素必须通过征程的生理过程发挥作用，将营养要考虑各种营养素的吸收利用及代谢过程。3、营养的目标：维持健康、预防疾病、加速康复（祛病强身）营养史：长久的过去，短暂的历史（中国的食疗、营养色的发现、膳食结构、预防作用）第二节能量及宏量营养素（产能营养素）一、能量1、能量单位1）千焦和千卡的概念1千卡（Kcal）指1000g纯水的温度由15℃上升到16℃所需要的能量。1焦耳（J）是指用1牛顿（N）力把1kg物体移动1m所需要的能量。1000等于1千焦（KJ）。2）“千焦”（KJ）和千卡（Kcal）的换算1Kcal=4.18KJ1KJ=0.239Kcal2、能量的来源1）：生物的能量来源：太阳的辐射能2）：对太阳能的转化：由植物利用光和作用合成糖类，形成含碳的有机化合物。将光能转化成化学能固定在植物体内。3）：动物可利用的能量：由食物提供。食物中主要的产能物质为糖类、脂类、蛋白质三类含碳有机化合物。54）：能量代谢（动物对能量的利用）：指体内产能物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、储存、和利用。3、食物能值（食物的卡价）1）食物能值（1）概念：是食物彻底燃烧时所测定的能值，亦称“物理燃烧值”或“总能值”。（2）测定：弹式测热器测定值：1g碳水化合物：17.15KJ（4.1Kcal）；1g脂肪：39.54KJ（9.45Kcal）；1g蛋白质：18.2KJ（5.65Kcal）2）、生理能值（1）概念：机体可利用的能值。与消化率、体内氧化程度有关。（2）三大营养素的生理能值（能量系数）1g碳水化合物：17.15KJ×98％=16.81KJ（4.0Kcal）1g脂肪：39.54KJ×95％=37.56KJ（9.0Kcal）1g蛋白质：18.2KJ×92％=16.74KJ（4.0Kcal）4、人体能量消耗的构成1）基础代谢（1）概念基础代谢是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量需要。基础代谢率是指单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率。人体在一整天的生命活动中，能量代谢变化十分明显，活动时能量代谢较高，而安静，特别是睡眠时，能量代谢较低。（2）确定如何来衡量人体代谢的基本状况呢?在对人体代谢的研究和临床实践中，研究者发现，在人体在清醒而安静的情况下，空腹（进食后12-16小时）、静卧状态、环境温度18-25度，即不受运动、食物、神经紧张、外界温度改变等影响时，来测定能量的消耗，其以每小时每平方米体表面积来表示能量的消耗比率(焦耳)，这就是基础代谢率。（3）意义：基础代谢率高说明能量消耗大，反之，则能量消耗减少。（4）在同一性别、体重和年龄组的正常人中基础代谢率很接近，其中约90%以上的人其代谢率与平均值相差不超过15%。故临床上以此百分比作为正常值的界限。超过这一界限就被认为基础代谢异常。6（5）影响基础代谢的因素影响因素基础代谢率除了受疾病的影响外，其他诸如年龄、性别、人种都有一定关系。影响基础代谢率的因素如下：a.体表面积身材大小不同，人体的基础代谢总量的显然不同，基础代谢与人体的体表面积呈正比例关系。人体的体表面积与体重及身高显著相关。得出我国成年人的体表面积可以按下式计算：A=0.00659H+0.0126W-0.1603A:体表面积（m2）H：身高（cm）W：体重（kg）研究者发现，肥胖者起初也许基础代谢率较低，但是随着肥胖体型的增大，肥胖的体重引起各种机能代偿性增加，从而产生基础代谢率增高现象。遗憾的是，肥胖已不能借助这一增高的代谢率来减轻体重，相反，却因为运动减少，饮食不规律，心理平衡受影响，体重总是长增不减。b.年龄性别女性的基础代谢率略低于男性。婴儿时期，因为身体组织生长旺盛，基础代谢率最高，以后随着年龄的增长而逐渐降低，参看下图。图1-1不同性别与不同年龄的正常基础代谢率（引自Guyton,AC:TextbookofMedicalPhysiology.p.883.PhiladelphiaW.B.SaundersCo,Lodon,1981）7c.环境温度与气候环境温度对基础代谢有明显影响，在舒适环境（20～25℃）中，代谢最低；在低温和高温环境中，代谢都会升高。环境温度过低可能引起不同程度的颤抖而影响代谢升高；当环境温度较高，因为散热而需要出汗，呼吸及心跳加快。因而影响代谢升高。d.甲状腺功能甲状腺素可以增强所有细胞全部生化反应的速率。因此，甲状腺素的增多即可引起基础代谢率的升高。基础代谢率的测定是临床上甲状腺机能亢进的重要诊断指征之一。甲状腺机能亢进者，基础代谢率可比正常平均值增加40～80%，甲状腺机能低下者，可比正常值低40～50%。e.其它因素影响人体基础代谢率的还有药物及交感神经活动等一些因素。食物对基础代谢的影响，将在食物特殊动力作用一节中详述。(6）计算（1）体表面积法A．依据身高(cm)、体重(kg)结合经验公式计算体表面积A(m2)；A=0.00659H+0.0126W-0.1603A:体表面积（m2）H：身高（cm）W：体重（kg）B．依据年龄、性别查基础代谢率表得到基础代谢率BMR年龄/岁男女年龄/岁男女kJ/m2hkcal/m2hkJ/m2hkcal/m2hkJ/m2hkcal/m2hkJ/m2hkcal/m2h1221.853.0221.853.030154.036.8146.935.13214.651.3214.651.235152.736.5146.435.05206.349.3202.548.440151.936.3146.0