高温环境作业人员的营养

高温环境作业人员的营养•特殊环境条件(引起人体内代谢的改变)•高温、•低温、•高原•各种有害因素•重金属铅、汞、镉，•芳香类苯、苯胺、硝基苯•干扰、破坏机体–正常的生理过程，–营养物质在体内的代谢，•损害特定的靶组织或靶器官，•危害人体健康。适宜的营养和膳食可增加：机体对特殊环境的适应能力，机体对有毒有害因素的抵抗。高温环境：冶金工业中的炼焦、炼铁、炼钢、轧钢，机械工业的铸造、锻造、陶瓷、搪瓷，玻璃等工业的炉前作业，印染、造纸厂的蒸煮场所，各种工厂的锅炉间，农业、建筑、运输业、夏季露天作业等。高温环境：通常指32℃以上的工作环境或35℃以上的生活环境。常温下：体表辐射散热高温下：无法进行体表辐射散热必须通过生理上的适应性改变，导致机体对营养的特殊要求。第一节高温环境作业人员消化生理及营养代谢的改变•在高温环境下作业，由于人体内大量产热，必须加强散热才能维持机体内的热平衡，但外环境由于温度较高，不利于散热。•因此，高温环境可引起人体代谢和生理状况发生一系列的应激反应，主要表现为体温调节、水盐代谢、心血管系统、消化系统、神经内分泌系统等方面的改变。•例如：•体温升高，水分和矿物质、水溶性维生素的丢失增加，血液浓缩，心跳加快，食欲及消化功能减退，中枢神经系统兴奋性降低等。•这些变化在一定范围内是人体在高温环境下对热环境的代偿性反应，但如果热负荷超过机体调节适应的限度，则将影响人体的健康，严重时可发生中暑。•因此做好高温作业者的保健工作，提高工作效率具有重要意义，而营养保障是高温作业者保健的重要组成部分。一、高温环境与消化生理(一)对胃肠运动和消化功能的影响•1.胃肠运动减弱•在高温环境中，下丘脑～垂体前叶～肾上腺皮质轴因受热应激而活动增加，引起交感神经兴奋性增加。•交感神经兴奋时释放去甲肾上腺素，可和胃部平滑肌组织的肾上腺能受体结合，抑制胃壁内丛神经中的胆碱能神经元释放乙酰胆碱，间接抑制胃的运动。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•另一方面是，直接抑制胃肌活动，因而使胃肠活动受抑制；为了保持机体的热平衡，反射性引起血流重新分配，使大量的血液回流体表，内脏血流减少。提供给胃肠道活动的能源减少，从而使吸收能力下降。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•另外，在高温环境下作业，机体血中乳酸含量明显增加，也是高温抑制胃运动的原因之一。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•2．消化腺功能减退、消化液分泌减少•在高温环境下，由于交感神经、肾上腺系统活动增强以及胃肠道相对缺血状态，消化腺功能减退，使得唾液、胃液、胰液、胆汁、肠液等消化液分泌减少。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•而消化液中含有食物消化过程所必需的游离盐酸、蛋白酶、脂酶、淀粉酶、胆汁酸等。•所以，当消化液的分泌量减少时，导致胃肠消化功能相应地减退。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•3．胃液中的游离盐酸减少•高温环境中不仅胃液的分泌量减少，而且酸度也明显降低。胃液中游离盐酸的氯离子来自血液，高温作业时，由于出汗较多引起氯化钠大量丧失，使血液中形成胃酸所必需的氯离子储备量减少，从而影响胃液中盐酸的生成。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•胃酸在促进蛋白质等的消化吸收中有重要作用；•它激活胃蛋白酶原，使其转变成胃蛋白酶，并为胃蛋白酶造成适宜的酸性环境以水解蛋白质；•它使食物中的蛋白质变性而易于水解；•胃酸进入小肠内能刺激胰液、胆汁和小肠液的分泌，并能引起胆囊收缩，排放胆汁，同时有助于小肠中的铁和钙的吸收。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•因此，当胃液酸度降低时，就会影响胃肠的消化功能及营养素的吸收。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•4．胃的排空加速•由于高温环境中胃的排空加速，使胃中的食物在其化学消化过程尚未充分进行的情况下就被过早地送进十二指肠，从而使食物不能得到充分的消化。(一)对胃肠运动和消化功能的影响•有实验资料证明，高温环境对机体的空胃运动有抑制作用，胃收缩力明显减弱，胃蠕动波的频率不明显，胃肌甚至不能发生机械性收缩，胃中食物的固体部分滞留，而液体部分却排空增加。(二)对食欲的影响•高温环境中常常出现食欲减退，食欲的减退与高温环境使消化液的分泌量减少有关。•一系列的实验证明动物的下丘脑存在着两个摄食调节中枢，即下丘脑外侧区的摄食中枢与下丘脑腹内侧核的饱腹中枢，这两个中枢支配着动物的摄食行为，控制着摄食量。(二)对食欲的影响•首先是环境高温作用于人体后，通过神经传导将高温刺激传给体温调节中枢，而后通过体温调节中枢与摄食调节中枢之间的联系，对摄食中枢产生抑制性的影响，从而导致摄食量的减少。了解这一过程对于研究如何采取措施来改善高温作业者的食欲是有重要意义的。(二)对食欲的影响•在高温环境中除了体温调节中枢的活动状况对摄食调节中枢产生影响外，其他中枢的状况对摄食调节中枢也会产生一定的影响。•由于口渴、脱水抑制食欲中枢和大量饮水冲淡胃液，都可引起高温劳动者的食欲减退和造成消化不良。•为此，进餐前喝点饮料或汤水是有助于提高食欲。二、高温环境与营养代谢(一)能量代谢1.气温对人体的能量需要量影响不大，只是长期在酷热或寒冷气候下才需要调整。通常人体能量需要与食欲相适应。正常食欲得到满足，能量需要基本不会缺乏。(一)能量代谢•2．高温环境中人体的能量需要量增加。炎热环境中能量消耗的增加与体温上升一起出现。即高温环境中随炎热程度和体温调节状况的不同，可以出现或不出现体温上升，从而可以有能量代谢的增加或不增加。如果体温上升则能量代谢增加。(一)能量代谢•在21.2℃～29.4℃时人体的能量消耗率无显著差别；•而在29.4℃～37.8℃时人体的能量消耗率有显著差别；•故认为在29.4℃～37.8℃之间有一个能量消耗开始增加的阈值。(一)能量代谢•因此，美国国家研究委员会修订能量推荐摄人量标准中考虑了这些观察结果。•即在30℃～40℃的环境温度中，每增加1℃，增加能量5％。•这种观点目前得到国内外多数人的支持。(二)蛋白质及氨基酸代谢•高温环境蛋白质代谢及需要量•高温环境下机体代谢率增加，在热应激期间，组织蛋白质的代谢以分解代谢为主，尿中肌酐排出量增加，汗氮排出量也增多；•高温环境对于蛋白质需要量的影响有以下两方面:(二)蛋白质及氨基酸代谢•(1)因失水和体温增高引起蛋白质分解代谢增加：•在高温环境中，人体因大量出汗可引起失水。失水又可促进体温升高，而不论失水还是体温升高，均可引起蛋白质分解代谢增加，此时，可见尿中肌酐排出增加，从而引起蛋白质需要量的增加。•但如果水盐代谢和体温调节良好，则不致出现蛋白质分解代谢的增加。(二)蛋白质及氨基酸代谢•(2)因出汗引起氮的丢失：•汗液中含有尿素、氨、氨基酸、肌酸酐、肌酸、尿酸等含氮物质。•每100ml汗液约含氮20～70mg。•因此，大量出汗会有一定量的氮随汗丢失。(二)蛋白质及氨基酸代谢•虽然由于人体的适应能力，在汗氮丢失增加时，尿氮排出量代偿性地减少，同时随着对热环境的适应，汗氮的丢失逐渐减少，但这种保护性生理反应有时仍不足以抵消由于出汗量增加而引起的汗氮丢失的增加，仍可出现负氮平衡。(二)蛋白质及氨基酸代谢•因此，高温环境可引起蛋白质需要量的增加，但这多发生于这样一些特定情况：•1)大量出汗而未及时补充水，出现失水和体温增高时。•2)对热环境尚未适应，汗氮排出量增加而尿氮尚未代偿性减少时。通常这两种情况或很少发生或只短暂出现，所以高温环境中蛋白质的需要量虽会有所增加，但增加量并不大。(三)水和矿物质代谢•在高温环境中作业，由于大量出汗，丢失水分和矿物质是高温中暑发病的主要原因之一。•因此，高温营养中水和矿物质的代谢和补充对预防热损伤具有重要的意义。1．水代谢•在高温环境中进行体力劳动，因外界温度高，不利于机体散热，导致体内热蓄积，体温升高，•人体为了散热而产生一系列生理反应，出汗是其中之一。1．水代谢•高温环境中的出汗量取决于当时热强度和劳动强度的高低以及湿度的大小，•最多时1小时出汗量可达1.5L，•每人每天出汗量可达4～8L，•高者可达10L以上。1．水代谢•汗液是一种低渗性体液，其中99％以上是水分，固体成分为0.3％～0.8％，•其中主要是电解质成分，包括氯化钠、常量元素和微量元素、蛋白质以及生物活性物质。•因此大量出汗可引起大量的水盐丢失，出汗多时每天随汗丢失的氯化钠可达20～25g，甚至30～40g。1．水代谢•体内缺水会引起血液浓缩，循环血量减少，脉搏加快，体温增高，机体的耐受力明显下降。•当机体缺水达到体重的2％～4%时，机体明显不适，感到口渴、头昏、头痛，视力减弱，作业能力下降。•如急性缺水达到体重的5%～10％时，可出现缺水性衰竭，如急性缺水达到体重的18％～20％时，可昏迷致死。1．水代谢•高温环境中，保持各种体液的正常含水量对维持人体内环境稳定和保持良好的耐力都十分重要。•首先，水对调节体温有重要作用，因为水是比热较高的流体，它可以吸收较多的热而本身温度变化不大。1．水代谢•作为体液主要成分的水，能通过血液循环和体液交换将体内的热迅速送至体表经皮肤而散发，所以它在这方面的作用是机体其他成分无法代替的。•而水作为汗液的组成成分，它又在皮肤表面通过蒸发汽化而起散热作用。•每克水在37℃完全蒸发时约吸收能量2.51kJ(0.6kcal)，散热效率是很高的。1．水代谢•其次，保持体液的正常含水量对维护人体生理生化功能也十分重要，因为水是良好的溶剂，多种营养物质和代谢产物主要是溶解于血浆和细胞间液的水中进行运输的。•又由于水的溶解力强，体内许多物质都能溶于水，而溶解和分散的物质容易起化学反应，所以水对于促进人体内许多化学反应是十分重要的。1．水代谢•高温环境下因大量出汗而失水时，可产生血液浓缩，血浆容量和细胞外液减少，体温调节障碍，体温升高，能量代谢和蛋白质分解代谢增加，心跳加快，尿量减少以及其他一系列生理生化变化，从而导致疲乏无力，工作效率下降，热适应能力显著降低。2．矿物质代谢•人体组织中含有20多种无机元素，在高温环境下，由于大量出汗，随汗丢失大量的水分和矿物质，•因此在饮食营养中应特别注意矿物质的补充。2．矿物质代谢（钠）•（1）钠：对保持体液的渗透压和体液平衡，维持肌肉的正常收缩和保持酸碱平衡都具有重要作用。•高温下因大量出汗而失盐过多时，可引起电解质平衡的紊乱；•若只补充水分而不及时补充盐分就会造成细胞外渗透压下降，细胞水肿，细胞膜电位显著改变，引起神经肌肉兴奋性增高，导致肌肉痉挛。2．矿物质代谢（钠）•同时，钠是细胞外液的主要阳离子，大量出汗引起的失钠使人体内阳离子总量减少，为使阴阳离子平衡，碳酸相应地减少，因而降低了血浆中碳酸盐缓冲系统（通常NaHCO3：H2C03=20：1)的比例、血液pH值下降，可引起酸中毒。2．矿物质代谢（钠）•另一方面，因出汗而大量损失水盐时，如不及时补充，即可出现一系列失水和失盐症状。•和体液相比，汗液是一种低渗液，如果大量出汗而不补充水，使失水大于失电解质，到一定程度即可出现以失水为主的水和电解质的代谢紊乱。•此时出汗减少，体温上升，血液浓缩，口干，头昏，心悸，严重时发生周围循环衰竭。2．矿物质代谢（钠）•如大量出汗只补水而不补充盐则可出现以缺盐为主的水和电解质代谢紊乱，主要表现为肌肉痉挛，即所谓热痉挛。•以上两种情况均称为中暑，是两种不同类型的中暑。2．矿物质代谢（钠）•因此对于大量出汗的高温作业者，必须注意其水盐的补充，这是高温营养保障中具有重要意义的措施之一。2．矿物质代谢（钾）•（2）钾：汗中矿物质除氯化钠外尚有钾、钙、镁等多种元素的盐类，大量出汗亦可引起这些元素的显著损失。•这些矿物质的丢失分别约占汗液矿物质总排出量的百分比为：钠54％～68％、钾19％～44％，钙22％～23％，铁4％～5％。•因而高温作业者的补钾问题应引起重视。2．矿物质代谢（钾）•高温作业者不仅因出汗丢失大量的钾(每天可失钾390mg）而且在大量出汗、血钠降低，血容量减少的情况下，近肾小球细胞感受这些变化后刺激肾素分泌，通过肾素血管紧张素～醛固酮作用系统，使醛固酮分泌增加，使尿钾排