Transcript 第十章营养与化学元素
第10章 营养与化学元素 通过食物链方法补充和调节体内 元素的平衡，有益于预防疾病， 增强体质，保持身体健康。 一、生物体中的化学元素的分类和主要功能 存在于生物体（植物和动物）内的元素大致可分为 （1）必需元素 按其在体内的含量不同，又分为常量元素和微量元素 （2）非必需元素； （3）有毒（有害）元素。 人体内大约含30多种元素，其中有11种为常量元素， 即 C，H，O，N，S，P，Cl，Ca，Mg，Na，K，约 占99.95％，其余的0.05％为微量元素或超微量元素。 必需元素是指： （1）生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要 该元素的参与，即该元素存在于所有健康的组织中； （2）生物体具有主动摄入并调节其体内分布和水平 的元素； （3）存在于体内的生物活性化合物的有关元素； （4）缺乏该元素时会引起生化生理变化，当补充后 即能恢复。 除碳、氢、氧、氮外的其余元素 常量元素（大量元素）：钙、磷、硫、钾、钠、氯和 镁七种元素，含量在0.01%以上，需要量在每天100mg 以上 微量元素（痕量元素）：低于此数的其它元素 必需微量元素：14种，铁、锌、铜、碘、锰、钼、钴、 硒、铬、镍、锡、硅、氟、钒。 有毒元素：某些重金属元素，以汞、镉、铅最为重要。 这些元素在生物体内所起到的生理和生化作用，主要 有几个方面。 （1）结构材料。 （2）运载作用。人对某些元素和物质的吸收、输送以 及它们在体内的传递等物质和能量的代谢过程往往不 是简单的扩散或渗透过程，而需要有载体。 （3）组成金属酶或作为酶的激活剂。 （4）调节体液的物理、化学特性。 （5）“信使”作用。生物体需要不断地协调机体内各 种生物过程，这就要求有各种传递信息的系统。 钙：骨骼和牙齿的主要成分。调控人体正常肌肉 收缩和心肌收缩，同时起细胞信使作用， 磷：磷的化学规律控制着核糖、核酸以及氨基酸、 蛋白质的化学规律，从而控制着生命的化学进化。 K+，Na+和Cl-在体内的作用错综复杂而又相互关联 微量元素 在不同体内部位的水平与人体健康关系 极大。它与人体健康的关系是很复杂的，其浓度、价 态、摄入肌体的途径等对人体健康都有影响，有些疾 病的发生和微量元素的平衡失调关系密切。微量元素 还和人体免疫功能、出生缺陷、肿瘤、血液病、眼疾 等有关。 微量元素与人体的关系不是孤立的，微量元素之间， 微量元素与蛋白质、酶、脂肪、维生素之间都存在相 互作用。 有毒元素：人体中含有的有害元素如 Cd，Hg，Pb 等， 和食物、水质及大气的污染关系很大。 如Cd的污染主要是工业污染造成的，采矿、冶炼、合 金制造、电镀、油漆颜料制造等工业部门向环境排放的 Cd，污染了大气、水、土壤。 人体中Cd的主要来源是食物。人从环境摄取 Cd的途径 及比率大致为：食品约占50％，饮用水约占1％，空气 约占1％，香烟约占46％。烟草含Cd量很高，一包香烟 含Cd达 30mg，长期吸烟造成的人体内Cd积累会对健 康带来影响。 二、营养与健康 世界卫生组织给予健康的定义：“一个人只有在 躯体健康、心理健康、社会适应良好和道德健康 四个方面健全，才是健康的人。” 改善营养是增强民众体质的物质基础，人民的营 养状况是衡量一个国家经济和科学文化发达程度 的标志。 营养学：以新陈代谢为基础的生物化学。 营养素：食物的组分，主要包含糖类、脂肪、蛋 白质、维生素、无机盐和水等六类物质。 糖类 是由碳、氢、氧三种元素组成的。大多数的 分子中氢与氧之比为2∶1，类似于水分子的组成， 所以又称之为碳水化合物。 在自然界 , 糖类是通过光合作用而生成的,即： 6CO2 + 6H2O 叶绿素 太阳光能 C6H12O6 + 6O2 糖类包括葡萄糖、果糖、乳精、淀粉、纤维素等 糖类营养功能主要表现在以下几点： ㈠提供能量 糖类是人体内最主要的功能物质，也是人体最经济有效 的热能来源。 ㈡构成体质 糖类通过代谢可以产生直接供机体合成反应所需的原材 料，是构成机体和参与细胞多种代谢活动的重要物质。 ㈢辅助脂肪和蛋白质代谢 ㈣维持神经系统的功能与解毒 ㈤增进食欲促进消化 脂类 又称脂质，是脂肪和类脂的统称，是一大类具 有重要生物学作用的化合物。它们主要是由碳、氢、 氧及少量磷、硫元素组成。脂类包括的范围很广，这 些物质在化学组成和化学结构上有很大差异，但是它 们都有一个共同的特性，即不溶于水，而易溶于乙醚、 氯仿、苯等非极性溶剂中。 脂肪又称中性脂肪或真脂，是一种由甘油和脂肪酸生 成的酯类。脂肪是生物体的重要能源。甘油三酯可在 动物的脂肪组织、植物种子果实中大量储藏。 脂质的营养生理意义 ⒈提供能量 脂肪是人体重要能源，食物中脂肪供给的能量在总 能量中所占比例为20～25%，脂质富含能量，每克 脂肪供能38KJ，比碳水化合物和蛋白质高约一倍。 ⒉构成组织细胞 脂质是人体重要的组成部分。它以多种形式存在于 各种组织中。 ⒊提供必需脂肪酸 必需脂肪酸对维持机体的正常生理功能有很重要的 作用，是组织、细胞的组成成分。 目前一般认为脂肪的供给量中1/3应是饱和脂肪酸 脂肪，2/3应该是不饱和脂肪酸脂肪，其中单不饱 和脂肪酸和多不饱和脂肪酸各占一半，即1∶1∶1。 ⒋保护机体 隔热、保温、保护内脏器官 ⒌促进维生素吸收 脂溶性维生素如VA、VD、VE、VK和胡萝卜素，不溶于 水，只有溶于脂肪中才能被人体吸收利用。 脂肪缺乏常可引起脂溶性维生素缺乏症。 除此之外，在摄食脂质比较丰富的食品时，还可 以起到节约蛋白质和维生素VB1的作用，但是对维 生素VB2、VB6的需求量会增加。 脂肪还能增加膳食的香味，促进食欲，而且由于 脂肪可润滑胃肠消化道，可减少胃肠蠕动时的摩 擦，保护胃肠粘膜，使蠕动正常，防止便秘。 蛋白质 一切生命现象的物质基础。组成人体蛋白质的 元素主要有碳、氢、氧、氮；其次有硫、磷、铁等。蛋 白质中氮含量比较稳定，常常将其称为含氮有机物。 必需氨基酸：人体不能合成或合成的速度远不适应机体 需要，而必须由食物供给的氨基酸。 成人：八种，亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯 丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。 婴儿：组氨酸 半必需氨基酸：胱氨酸和酪氨酸 蛋白质的营养分类 ⒈完全蛋白质 完全蛋白质是一类必需氨基酸种类齐全、数量充足，相互比例适当 的蛋白质，又称优质蛋白质，是一类氨基酸模式接近人体所需模式 的蛋白质。如果用这类蛋白质作为唯一蛋白源，人体能正常发育。 乳、蛋、肉及大豆中的蛋白质皆属完全蛋白质。 ⒉半完全蛋白质 半完全蛋白质是一类必需氨基酸种类齐全，但相互比例不适当的蛋 白质。若以此作为唯一的蛋白源，则只能维持生命，不能促进生长 发育。谷类的醇溶蛋白、谷蛋白就属于半完全蛋白质。 ⒊不完全蛋白质 不完全蛋白质是一类必需氨基酸种类不全的蛋白质。若以它作为唯 一蛋白源，机体将日益消瘦，严重者可导致死亡。玉米中的醇溶蛋 白因缺乏色氨酸和赖氨酸，动物皮、骨中的胶原蛋白则缺乏色氨酸、 蛋氨酸，它们都属于不完全蛋白质。 半完全蛋白质和不完全蛋白质又称质量较差的蛋白质。 蛋白质的生理功能 ⒈构成机体和生命的重要物质基础 蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成份。 ⑴催化作用 生命的基本特征之一是不断地进行新陈代谢。其中的化学变化大多 数是借助于酶的催化作用迅速进行。而酶就是蛋白质。 ⑵调节生理机能 激素是机体内分泌细胞制造的一类化学物质。它们随血液循环流遍 全身，调节机体的正常活动，对机体的繁殖、生长、发育和适应内 外环境的变化起着重要作用。这些激素中有许多就是蛋白质或由氨 基酸构成的肽。 ⑶氧的运输 由外界摄取氧并将其输送到全身组织细胞的作用由血红蛋白完成 ⑷肌肉收缩 机体的一切机械运动及各种器官的重要生理功能都是通过肌肉的收缩 与舒张来实现的。而这种收缩与舒张是由肌动球蛋白来完成的。 ⑸支架作用 结缔组织分布广泛，组成各器官包膜及组织间隔，散布于细胞之间。 正是它们维持各器官的一定形态，并将机体的各部分连成一个统一的 整体。而结缔组织是由胶原蛋白构成的。 ⑹免疫作用 机体对外界某些有害因素具有一定的抵抗力。如细菌、病毒 （即抗原）的侵入可使机体产生一定的抗体，从而阻断抗原对 机体的有害作用，此即机体的免疫作用。这种免疫作用是由免 疫球蛋白来完成的。 ⑺遗传物质 遗传是生物的重要生理功能，核蛋白及其相应的核酸是遗传的 物质基础。 此外，体内酸碱平衡的维持、水分的正常分布以及许多重要物 质的转运等都与蛋白质有关。 ⒉修补更新组织和建造新组织 机体中的蛋白质处在不断地合成与分解的变化过程中，氮元素的更 新与修补是反复进行的。成年人组织蛋白质的总更新量每日约为 400克，这些蛋白质以氨基酸的形式释出，然后大部分又重新合成 新的蛋白质分子，只有少部分进一步分解为代谢产物排出体外。因 此，成人的食物蛋白质只需补充排出的那部分蛋白质即可。对于儿 童和青少年来说，由于正处在生长、发育时期，不仅要用于修补、 更新旧的组织，更要建造新的组织，对蛋白质的需要量将更大。 ⒊供能 蛋白质的供能是由体内旧的或已经破损的组织细胞中的蛋白质分解， 以及由食物中一些不符合机体需要或者摄入量过多的蛋白质氧化时 所释放出的。 维生素 是维持正常生命过程所必需的一类有机物， 需要量很少，但对维持健康十分重要。 有些生物体可自行合成一部分，但大多数需由食物 供给。 维生素不能供给机体热能，也不能作为构成组织的 物质，其主要功能是通过作为辅酶的成分调节机体 代谢。 无机盐 又称矿物质，人体及动物所需的矿质元素 有K，Na，Cl，Fe，Mg，Cu，Mn，Co，P，S， C l，I，F，Se等，它们是构成骨、齿和体液（血 液、淋巴）的重要成分。体内许多生理作用也靠无 机盐来维持。 三、树立平衡营养观念 所谓平衡营养，就是指通过食物补充人体所需的热能和 营养素，以满足人体的正常生理需要，并且各种营养素 之间比例要适当，以利于营养素的吸收和利用。 片面强调营养越多越好是错误的，盲目追求全营养也是 不恰当的。肌体状态的不同，体内营养水平的不同，决 定了人们对营养素的需求各不相同。全营养、高营养， 也必然引起某种营养素摄入过多，一方面造成浪费，同 时又会影响肌体对真正缺乏的营养素的吸收和利用。