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第二节蛋白质与健康教学目的：认识蛋白质对健康的作用。教学内容：蛋白质的组成、分类、评价和功能，氮平衡、必需氨基酸。教学要求：了解蛋白质的组成、分类及缺乏病。熟悉氮平衡与缺乏病的关系，熟悉蛋白质的生理功能。掌握必需氨基酸种类，蛋白质互补作用和蛋白质营养价值评价。教学要点：必需氨基酸的种类、蛋白质互补作用和蛋白质营养价值评价。教学方法：课堂讲授、多媒体演示、课堂讨论。课程导入人体需要的主要营养素1.蛋白质2.脂类提供人体热能3.碳水化物4.矿物质：常量元素微量元素5.维生素：脂溶性维生素水溶性维生素6.水蛋白质（protein）是化学结构复杂的一类有机化合物，使人体的必需营养素。蛋白质一词源于希腊文的(proteios),是“头等重要”的意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要的物质。蛋白质是构成一切细胞和组织结构必不可少的成分，它是人类生命活动最重要的物质基础，没有蛋白质就没有生命。在人体细胞中，蛋白质约占1/3，成年人体内平均约含蛋白质16.3%，皮肤和骨骼肌中约占80%，胶原约占25%，血液中约占5%，其总量仅次于水分。一、蛋白质的组成和分类（一）蛋白质的组成1.元素组成蛋白质是由CHON等元素组成的，有的含有S（如毛发的角蛋白），P（如乳蛋白），Fe（如血红蛋白），Mg（如叶绿素蛋白），I（如甲状腺素球蛋白）等。蛋白质与脂类和糖类的不同之处是，它含有氮元素，氮元素是蛋白质在元素组成上的特征，而脂类和糖类不含氮，所以蛋白质是人体氮的惟一来源，因而，其它脂类和糖类不能代替蛋白质。大多数蛋白质的含氮量相当接近，平均为16%。因此，每克氮相当于6.25g蛋白质(即100/16)，其折算系数为6.25。只要测定某样品中的含氮量，就可以计算出其中蛋白质的大概含量。计算方法：样品中蛋白质的百分含量（g%）=每克样品中含氮量（g）*6.25*100%2.组成单位氨基酸是构成蛋白质的基本单位。天然的氨基酸有许多种，构成蛋白质的氨基酸主要是其中的20多种。氨基酸之间是以肽键相连接。（二）蛋白质的分类蛋白质的化学结构非常复杂，大多数蛋白质的化学结构尚未阐明，因此无法根据蛋白质的化学结构进行分类。目前只能依照蛋白质三个方面的性质：即化学组成、溶解度和形状进行分类。在营养学上也常按营养价值分类。1.按化学组成分类首先根据蛋白质的化学组成的复杂程度，将蛋白质分为单纯蛋白质与结合蛋白质两大类；然后再按其形状和溶解度分成各类蛋白质。单纯蛋白质只由氨基酸组成，其水解的最终产物只是氨基酸；结合蛋白质是由单纯蛋白质与非蛋白质结合而成，其中非蛋白质称为结合蛋白质的辅基。因此，结合蛋白质在彻底水解后，除产生氨基酸外，尚有所含的辅基（如糖、磷酸、核酸等）。（1）单纯蛋白质单纯蛋白质又可按其溶解度、受热凝固性及盐析等物理性质的不同分为清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、鱼精蛋白、组蛋白和硬蛋白等７类。（2）结合蛋白质按辅基不同，结合蛋白质分为：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白和色蛋白等5类。2.按蛋白质的形状分类按蛋白质形状、蛋白质分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维状蛋白多为结构蛋白，是组织结构不可缺少的蛋白质，由长的氨基酸肽链连接成为纤维状或蜷曲成盘状结构，成为各种组织的支柱，如皮肤、肌腱、软骨及骨组织中的胶原蛋白；球状蛋白的形状近似于球形或椭圆形。许多具有生理活性的蛋白质，如酶、转运蛋白、蛋白类激素与免疫球蛋白、补体等均属于球蛋白。3.按蛋白质的营养价值分类食物蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类和数量，所以在营养上尚可根据食物蛋白质的氨基酸组成，分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质三类。（1）完全蛋白质所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童生长发育的蛋白质。如乳类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白、卵磷蛋白，肉类中的白蛋白、肌蛋白，大豆中的大豆蛋白，小麦中的麦谷蛋白，玉米中的谷蛋白等。（2）半完全蛋白质所含必需氨基酸种类齐全，但有的氨基酸数量不足，比例不适当，可以维持生命，但不能促进生长发育，如小麦、大麦中的麦胶蛋白等。（3）不完全蛋白质所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育，如玉米中的玉米胶蛋白，动物结缔组织和肉皮中的胶质蛋白，豌豆中的豆球蛋白等。二、氮平衡和蛋白质缺乏病（一）氮平衡在正常情况下，人体内的蛋白质处于动态平衡状态。人类成年以后，尽管机体的蛋白质不断分解与合成，组织细胞不断更新，每天约有3%左右的蛋白质在不断更新，但机体的蛋白质的含量稳定不变。由于氨基酸是蛋白质的基本单位，所以，蛋白质在机体内首先被分解为氨基酸，然后大部分又重新合成蛋白质。只有其中的一小部分分解成尿素以及其代谢产物排出体外。这种氮排除是机体不可避免的消耗损失，称为必要的氮损失。因此，为了成年人的正常生命活动，每天必需从膳食中补充蛋白质，才能维持机体的蛋白质平衡。氮平衡状态可以用下式表示：氮平衡=氮摄入量–氮排出量排泄氮=尿氮（尿素、氨、尿酸和肌酐）+粪氮（肠道分泌物、肠道脱落细胞中的氮在粪便中排出）+皮肤排出氮（含氮物如表皮细胞、毛发、分泌物等在体表部分丧失）。氮平衡=氮摄入量—（粪氮排出量+尿氮排出量+皮肤等氮排出量）B=I–（U+F+S）B：氮平衡；I：摄入氮；U：尿氮；F：粪氮；S；皮肤等氮损失。1.正氮平衡：当B0时，即氮摄入氮排泄。人体组织中蛋白质合成速度损失速度，人体组织会增加。见于生长期儿童少年、孕妇乳母及病后的恢复等。2.负氮平衡：当B0时，即氮摄入氮排泄。如饥饿、消耗性疾病、膳食中缺乏蛋白质等，由于分解大于摄入，可出现日渐消瘦，抵抗力下降等。3.氮平衡：当B=0时，即零平衡，出入一致。认为此人处于氮平衡状态，摄入的蛋白质正好可修补和更新人体组织，但人体组织未见增加或长大。（二）蛋白质缺乏病及原因1.根据发生原因分(1)原发性缺乏病——是因食物蛋白和能量的摄入量不能满足身体生理的需要而发生的。其主要原因有：①食物缺乏。多发生在荒年或战争年代；②食物摄取不足。多因禁食、偏食、素食；③需要量增加。如妊娠、授乳、儿童生长发育等，婴幼儿往往因乳汁不足或断乳后饮食不合理或并发其它传染病而诱发。(2)继发性缺乏病——多与其它疾病并发。主要由于食欲下降，吸收不良，分解代谢亢进，消耗增加，合成代谢障碍以及大量流血、渗出等使摄入的蛋白质和能量不能满足身体的需要而发生的。在临床上常见合并蛋白质-能量营养不良的疾病有：癌症、贫血、肾病、失血、发烧、心脏功能代偿不全、慢性胃肠炎、结核病、肝硬化、腹水、中毒性甲状腺肿、糖尿病、寄生虫病、神经病及某些外科手术后等。2.根据临床上分(1)水肿型Kwashiorker——热能摄入量基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病，主要表现为腹、腿水肿，虚弱、表情淡漠、生长滞缓、头发变色、变脆，易感染等疾病。(2)消瘦型Marasmus——蛋白质和热能摄入量均严重不足的儿童营养性疾病，表现为瘦弱无力，易感染其他疾病而死亡。3.蛋白质缺乏的原因(1)膳食中蛋白质和热能供给不足(2)消化吸收不良；(3)蛋白质合成障碍；(4)蛋白质损失与分解过多。三、氨基酸和必需氨基酸（一）氨基酸的分类氨基酸是蛋白质的基本组成单位,在营养学上可分为：1.必需氨基酸必需氨基酸人体不能合成的，或者合成速度不能满足机体的需要，必需由食物供给的氨基酸，称为必需氨基酸。即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸。对于婴儿有9种，即组氨酸。2.半必需氨基酸由于蛋氨酸可转换为半胱氨酸（半胱氨酸可取代80%-90%的蛋氨酸）、苯丙氨酸可转换为酪氨酸（酪氨酸可取代70%-75%的苯丙氨酸），所以，在膳食中半胱氨酸充裕时可节省蛋氨酸，酪氨酸充裕时可节省苯丙氨酸。如半胱氨酸和酪氨酸长期缺乏，可能引起蛋氨酸和苯丙氨酸消耗过多。所以，半胱氨酸和酪氨酸也称为半必需氨基酸。也称为条件氨基酸。3.非必需氨基酸蛋白质由不同的氨基酸（20种）所组成，其中一部分可以由人体自己合成，或者不必由食物蛋白质供给的氨基酸，称为非必需氨基酸，如甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸等。（二）必需氨基酸必需氨基酸人体不能合成的，或者合成速度不能满足机体的需要，必需由食物供给的氨基酸，称为必需氨基酸。即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸。对于婴儿有9种，即组氨酸。1.人体对必需氨基酸的需要量人体对必需氨基酸的需要量随年龄的变化而发生变化,人体对各种必需氨基酸的需要量如表1-1所示。从表1-1中可以看出，人体对必需氨基酸的需要量随年龄的增长而不断下降。成人同婴儿相比有显著下降。婴儿和儿童对蛋白质和必需氨基酸的需要量比成人高，主要是用以满足其生长、发育的需要。表1-1人体不同阶段每日必需氨基酸的需要量单位：毫克/千克必需氨基酸名称不同年龄段婴儿（3-4月）儿童（2岁）学龄儿童（10-12岁）成人组氨酸28？?(?)(8-12)异亮氨酸7031(28)(28)10亮氨酸1617345(44)14(40)赖氨酸1036460(22)12(35)蛋氨酸+半胱氨酸582727(22)13苯丙氨酸+酪氨酸1256927(28)14苏氨酸873735(28)7(15)色氨酸1712.54(3.3)3.5缬氨酸933833(25)10(16)总计714352261(216)84注：①此表所示婴儿必需氨基酸需要量与人乳的模式稍有不同，它富于含硫氨基酸。总必需氨基酸中未包括组氨酸。②表中未加括号的数字来自WTOtechnicalreportseries,522,1973；括号内数字为后来的文献值。③资料来源：WHOtechnicalreportseries,724,1985。2.必需氨基酸的需要量模式（氨基酸模式）人体对必需氨基酸不仅有数量上的需要，而且还有比例上的要求。所以，为了保证人体合理营养的需要，一方面要充分满足人体对必需氨基酸的数量，另一方面还必须注意各种必需氨基酸之间的比例。因为组成人体各种组织细胞蛋白质的氨基酸有一定比例，每日膳食中蛋白质所提供的各种必需氨基酸之间的相互比例也必须与此种比例一致，才能在体内被机体充分利用。各种必须氨基酸之间的相互比例可以称为氨基酸构成比例或相互比值，亦称为氨基酸模式。如果膳食中蛋白质的氨基酸构成比例与机体的需要不相符合，一种必需氨基酸的数量不足，则转移核糖核酸就不可能及时将所需的各种氨基酸全部带给核蛋白体核糖核酸，其他氨基酸也不能充分利用，蛋白质合成就不能顺利进行。一种必需氨基酸过多，也同样会对其他氨基酸的利用产生影响。所以当必需氨基酸供给不足或不平衡时，蛋白质合成减少，也会出现类似蛋白质缺乏的症状。必需氨基酸需要量模式，以及鸡蛋、牛奶和牛肉蛋白质的必需氨基酸含量如表1-2所示。表1-2必需氨基酸需要量模式和优质动物蛋白质比较必需氨基酸需要量模式食物含量③婴儿（人乳）①平均范围学龄前儿童②（2-5岁）学龄儿童（10-12岁）成人鸡蛋牛乳牛肉组氨酸26（18~36）（19）④（19）16222734异亮氨酸46（41~53）282813544748亮氨酸93（83~107）664419869581赖氨酸66（53~76）584416707889蛋氨酸+半胱氨酸42（29~60）252217573340苯丙氨酸+酪氨酸72（68~118）6322199310280苏氨酸43（40~45）34289474446色氨酸17（16~17）11（9）5171412缬氨酸55（44~77）352513666450包括组氨酸460（408~588）339241127512504479减去组氨酸434（390~552）320222111490477445注：①人乳的氨基酸组成。②氨基酸的需要量/kg（表1-1）除以参考蛋白质（乳或鸡蛋蛋白质）的安全摄入量/kg。此安全摄入量为：成人0.75克/kg；儿童（10～12岁）1.10g/kg。③鸡蛋、牛乳和牛肉的组成成分。④括号内数值由需要量对年龄的曲线插入。⑤资料来源：WHOtechnicalreportseries,724,1985