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第一篇人体需要的营养与能量第一章人体的化学组成与代谢第一节人体的化学组成人类是他所存在环境的产物。人类的活动又可以改变他所生存的环境。在漫长的发展过程中，人类身体的结构在不断地发生变化，因此人体内各器官的组成成分比例也在发生着变化，在这些改变中，人与人之间、不同性别之间都有一定差异。人体的化学组成虽然很复杂。但是都是靠着基本营养物质来维持它们的生物活性的。体重65kg男子的基本化学构成1．构成人体的主要化学物质，在三大类组织中存在：（1）细胞群细胞群是机体各种活性组织，具有执行机体各种活动和做功的功能；（2）细胞外支持组织具有支持各种细胞的做功和维持细胞功能。其中包括细胞外液的支持作用，以及由矿物质、蛋白质所构成的人体骨架的支持作用。细胞外液包括血浆、淋巴液、滑囊中的液体、脑脊液等浸泡着细胞的各种液体。（3）脂肪它以脂肪组织的形式贮备人体的能量，并起到润滑和减缓机械损伤的作用。其中包括皮下脂肪、内脏周围的脂肪层等。2．三大类组织在人体中所占比例不同个体、不同生理、生活条件下三大类组织有着较大差异细胞群:占人体总重的55%支持组织:占人体总重的30%脂肪组织:占人体总重的15%健康人体人体内的化学组成随年龄和身体状况的差异也有很大不同。（1）蛋白质生长发育期，蛋白质的百分比仅稍有增加，但如果发生肥胖时，脂肪组织所占的比例相对加大，蛋白质则减少。发生消耗性疾病时，蛋白质比例降低，脂肪含量也下降。（2）脂类脂类所占百分比随生长和年龄而正常增加，也因饮食营养条件而有较大的变异，男性和女性相比较，脂肪含量不同，男性平均为13％，而女性可高达29％～33％。（3）水水在人体内随人的年龄增长和身体成熟含量增加明显下降。随着人体脂肪含量的增加，水的含量下降。（4）矿物质矿物质所占百分比随年龄增加而稍有增加。（5）碳水化合物人体内碳水化合物含量极少，总共占体重的1．5％，主要以肝糖原、肌糖原及葡萄糖的形式存在于肝脏、肌肉和血液中。第二节人体的物质代谢与物质平衡一、物质代谢食物在体内消化以后，营养素即被吸收进人血液循环，供组织细胞的进一步利用。在其中，碳水化合物、脂肪、蛋白质、矿物质、维生素和水要发生多种不同的化学反应，并转变为能量或组织材料，这些反应总称为代谢。物质代谢是生物体与其周围环境之间的物质交换过程，物质代谢过程包括消化吸收、中间代谢和排泄三个阶段。（一）消化吸收阶段摄入的食物经过胃肠道蠕动的机械性消化和各种消化酶的作用，把蛋白质、糖及脂肪等复杂的大分子物质变为可溶解又能扩散的低分子物质，并通过消化管壁将低分子物质吸收进人血液循环，分布到全身。（后继章节详细介绍）（二）中间代谢阶段随血液循环分布到全身的各种物质在各个不同的组织细胞内进行中间代谢，以合成生物自身需要的新物质，同时体内原有的高分子物质又不断地分解为低分子物质，同由食物经过消化后吸收的低分子物质互相混合，被机体选择利用，不能被利用的物质则排出体外.中间代谢可分为和两部分：中间代谢分解代谢合成代谢大分子小分子产生能量小分子大分子消耗能量1．分解代谢分解代谢是将食物中的三种基本营养素，即碳水化合物、蛋白质和脂肪变成最简单分子。分解代谢分三个不同阶段进行。第一阶段是营养物质在细胞外的消化，使其变成小分子单体。第二阶段是小分子单体发生部分降解、氧化，成为更简单的小分子。第三阶段是将更简单的小分子进行彻底氧化并释放出能量。在整个分解过程中，各步的中间产物又在进行合成代谢。2．合成代谢合成代谢是把营养素分子作为建筑材料合成为复杂分子的过程，合成代谢是吸热反应，需要向反应输入能量。机体内的物质代谢过程的所有反应都是由酶催化进行的。通常大多数代谢的过程都是可逆的。二、物质平衡（一）酸碱平衡要使细胞外液的PH值或氢离子浓度保持正常，酸碱之间必须保持平衡，否则代谢失调酸中毒：氢离子浓度高时体液呈酸性碱中毒：氢离子浓度低时体液呈碱性细胞外液的正常PH是7．4变化幅度为7．35～7．45维持生命的极限PH是7．0～7．8体液的PH保持在狭窄微碱范围7．35～7．45是极重要的体内酸碱平衡的稳定是由化学缓冲剂通过呼吸作用和肾脏来调节（1）所有的体液都含有化学缓冲剂。体内重要的化学缓冲剂碳酸氢盐缓冲剂磷酸缓冲剂蛋白质缓冲剂对保持细胞内液的正常氢离子浓度是非常重要（2）二氧化碳与水及细胞内液的电解质化合生成碳酸肺控制人体的碳酸供应呼吸低于正常水平，二氧化碳将不能正常排泄，而在体液内积累，引起碳酸浓度的增加，结果使氢离子浓度升高呼吸速率高于正常，即呼出二氧化碳速度大于二氧化碳的生成速度，则降低了二氧化碳和碳酸浓度。体内1min完全不呼吸，将使细胞内液的pH从正常的7．4降至7.1过分呼吸，lmin内可增高至7．7体内的酸碱平衡由肺部通过呼吸进行调整。（3）其它酸影响：其它酸在细胞代谢过程中生成磷酸硫酸尿酸酮酸进人细胞外液可以引起酸中毒正常情况下，这些多余的酸在生成后立即迅速地经肾从体内排出去，防止氢离子浓度积累。（二）水平衡水是生命机体的主要成分约占体重的2／3。缺水、过剩都会给人体健康带来极大损害。发烧、高蛋白膳食、干热气候、呕吐、腹泻和外伤损害都会扰乱机体对水的正常需要。水从机体中排出的途径①皮肤蒸发②肺脏呼出42％；③肾脏排尿约54％④肠道排粪约4％。体液水的来源①液体食物约27％②固体食物约18％；③体内代谢水约50％正常情况下，机体通过体内丘脑下部的神经中枢等进行调节，控制渴感和肾脏排水第三节食物消化和吸收一、消化系统（一）、消化系统消化道口腔咽食道胃小肠大肠直肠等全长10～16m消化腺唾液腺胃腺胰肝小肠腺。分泌消化液的器官牙、舌等消化附属器官★消化方式分为物理性消化和化学性消化（二）、消化方式二、食物的消化（一）消化的定义摄入的食物经过机械性消化和各种消化酶的作用把蛋白质、糖及脂肪等大分子物质变为小分子物质的生物学过程。（二）消化过程l．口腔：口腔对食物的消化作用是接受食物并进行15-20秒的咀嚼。咀嚼将食物研磨、撕碎、与唾液充分混匀。腮腺----分泌浆液较稀—唾液淀粉酶唾液腺舌下腺---粘蛋白唾液(内有溶菌酶)颌下腺----介于两者间分泌量------1000-1500ml/天,性质------pH=6.8—7.4:条件性反应---看闻想非条件性反射---食物刺激舌头口腔黏膜化学性消化+机械性消化消化方式分泌条件口腔中最后一个简单动作是吞咽2食道：食道亦称食管-----为一个又长又直的肌肉管食物通过食道约需6—7秒。食物借助于地心引力和食道肌肉的收缩从咽部输送到胃中食道长约25cm3胃：胃是膨胀能力最强的消化器官：胃（主细胞、泌酸细胞、黏液细胞）每天分泌约2L分泌物。pH=2;盐酸----水解少量蛋白质,造成酸性环境、活化酶和激素胃蛋白酶原---盐酸激活后水解蛋白质。胃凝乳酶---凝结乳中蛋白，延长消化时间（成人无）内因子（糖蛋白）---缺乏产生恶性贫血胃脂肪酶----暂时无活性，进入小肠开始作用。成分正常成人食物通过胃速度为4～6h。各种食物通过胃速度不同，使食物具有不同的饱腹感。食物通过胃的速度主要取决于饮食的营养成分4、胰脏：胰脏是一个大的小叶状腺体，位于小肠的十二指肠处。胰脏所分泌的消化液通过胰脏管直接进入小肠。1-2升/天。胰蛋白水解酶原胰脂肪酶（1）胰液的成分：胰淀粉水解酶核酸水解酶作为缓冲剂的Na+、K+、Ca2+、Mg2+阳离于碳酸氢根、氯化物、硫酸根、磷酸根等阴离子（2）胰液性质：无色无臭碱性液体；pH=7.8—8.4;粘性小;5．肝与胆肝区包括肝、胆囊和胆管。肝的主要消化功能之一-------分泌胆汁（800-1000ml/天）------储存在胆囊（30ml）中。胆汁性质：深黄绿色液体排出量与食物成分相关（蛋高、脂中、糖低）；胆汁的成分：胆盐、胆色素、胆固醇、脂肪酸、卵磷脂胆盐并不与脂类共同转移，有些物质被吸收以后通过门静脉进入肝脏，并经过胆进入肠中，又被肠再吸收，然后再被肝分泌出来。------叫做肝脏循环。肝脏其它生理功能对有害化合物的解毒作用产能营养素的代谢，血浆蛋白的形成，尿素的形成多肽激素的钝化胆汁的作用：能溶解和吸收膳食脂肪并帮助排泄一些废物，如胆固醇和血红蛋白降解产物。肝脏消化吸收的作用贮藏和释放葡萄糖贮存维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和维生素B12，对已被消化吸收的营养素进行化学转化。6、小肠：小肠与胃的幽门末端相连，长约5．5m分为十二指肠、空肠和回肠三部分。小肠是食物消化和吸收的主要场所。在正常人中，90％～95％的营养素吸收在小肠的上半部完成。肠粘膜具有环状皱褶，并拥有大量绒毛及微绒毛，绒毛为小肠粘膜的微小突出结构，这样便构成了巨大的吸收面积（200～400m2）使食物停留时间较长。这些微绒毛形成了粗糙的界面，上面含有高浓度的消化酶。小肠的不断运动可以使食物和分泌物混合在一起，同时暴露出新的绒毛表面以便吸收营养。小肠液：小肠黏膜内肠腺分泌；1.3L/天性质：弱碱性；成分：肠激酶、肠肽酶、肠淀粉酶、肠脂肪酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶；7．结肠与直肠大肠长约1.5m，分盲肠、结肠、直肠三部分。食物从胃到小肠末端的移动需30～90分钟，而通过大肠则需1～7d。在结肠中有三种类型的运动：（1）收缩促进了从物质中重吸收水分。（2）蠕动推进食物从结肠中通过。（3）排便在大肠中含有以大肠杆菌为主的大量细菌。大肠内细菌可以合成维生素K、生物素和叶酸等营养素。三、食物的吸收吸收作用定义食物经过消化，将大分子物质变成低分子物质，通过消化道管壁进入血液循环的过程取决于营养素的化学性质三、食物的吸收吸收方式影响因素吸收部位胃只能吸收少量的水分和酒精等大肠主要吸收在小肠没被完全吸收的水分和电解质营养物质的吸收主要在小肠进行见图1-2。食欲与饥饿：饥饿：是空腹的一种感觉，胃的间歇式收缩称为饥饿反应（hungercontraction）.食欲（appetite）:是一种高级神经活动，是闻或尝到食物后的一种愉快的享受。食欲在不感到饥饿时也可发生；食欲对胃的分泌影响较大；影响食欲的因素也较多：食物性质、气候、情绪、维生素缺乏、进餐环境等。四、与消化相关的人体其它系统1、呼吸系统：生物体须有氧生存；机体的代谢特别是与产能相关的代谢离不开氧；成人安静时需氧250ml/min，约360L氧/天。机体储氧量1.5L，若无外界供氧机体代谢只维持3-5分钟，若再持续2分钟则会晕倒（特别是脑功能）；体内代谢产生的二氧化碳也必须不断排出体外。呼吸系统的功能：完成机体与外循环之间的气体交换；防御与保护作用---调节吸入空气的湿、温度清除空气中尘土与微生物；肺部有吞噬细胞呼吸形式：外呼吸：整个机体的气体交换；内呼吸：组织细胞与血液之间的气体交换；气体交换过程：鼻腔—咽喉—气管--支气管—呼吸性细支气管—终末细支气管—呼吸性细支气管—肺泡管—肺泡气体交换主要在肺泡囊和肺泡管中进行。2、循环系统：体液约占成人体重的60%，胖人50%；液体交换：体液分为细胞内液和细胞外液；细胞外液又分为血液（血细胞与血浆）和细胞间液；通过血管血浆与组织液发生物质交换；通过细胞膜细胞内液与外液发生物质交换；血浆液可经皮肤、肾、肺排出废物；通过胃肠提供物质与能量。皮肤、肾、肺小肠细胞细胞间液血管循环系统功能：是通过循环完成体内物质的运送；进行体液、体温的调节。循环意义：保护内环境的相对稳定和细胞代谢的正常进行。循环方式：分为体循环和肺循环；左心房左心室右心室右心房肺泡毛细管肺静脉主动脉全身毛细血管上腔静脉下肺动脉3、泌尿生理：肾脏是重要的排泄器官；排泄：食物经消化吸收后经血液循环向体外排出废物的过程。例如：蛋白质代谢产物-----尿素、肌酐、含硫等化合物核酸代谢产物------尿酸醣、脂肪代谢产物----二氧化碳、水药物类4、神经、内分泌系统人的整体是复杂多层次的系统，各部分结构与功能存在密切联系和制约，指挥中心-------神经系统、内分泌系统（调节与控制）（1）神经：大脑半球----大脑皮层、皮下灰质中枢神经大脑间脑---丘脑、底丘脑、下丘脑（膳食、体温调节中脑饮水中枢）神经系统桥脑延髓---呼吸、