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1、2020/7/24,1,第五讲 营养与化学元素,1 生物体中化学元素的分类及主要功能 2 营养与健康 3 与膳食不平衡有关的疾病 4 营养素间的协同与禁忌 5 保健食品简介,2020/7/24,2,生命过程就是生物体发生的各种物质转化以及能量转化的总结果。在生命活动过程中，化学元素和营养物质则通过食物链循环转化，再通过微生物分解返回环境。 危害人类健康的疾病都与体内某些元素平衡的失调有关。,2020/7/24,3,生命化学进化过程四个阶段,(1) 从无机小分子物质生成有机小分子物质； (2) 从有机小分子物质形成有机高分子物质； (3) 从有机高分子物质组成多分子体系； (4) 从多分子体系演
2、变为原始生命。,2020/7/24,4,物质在一个相当漫长的历史长河中从低级向高级，从无生命向有生命的发展进化 . 地球本身经历了元素的进化(由宇宙中最丰富的元素氢通过核反应合成各种各样的元素，以构成星体本身) 分子的进化(由原子间的反应生成分子，由分子间的反应生成更复杂的分子，聚合物分子以及生物聚合物分子)和生物的进化(由最原始的细胞的出现进化到人)。,2020/7/24,5,第一节 生物体中的化学元素的分类和主要功能,存在于生物体内的元素可分为： (1) 必需元素，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，C，
3、H，O，N，S，P，C1，Ca，Mg，Na，K等，约占99.95 ，其余的0.05 为微量元素或超微量元素。,2020/7/24,6,哪些是构成人体的必需元素? C，H，O和N四种元素约占人体体重的96 。此外，体内还有少量P, Na,Cl。 对于每种必需元素，都有一段其相应的最佳健康浓度，有的具有较大的体内恒定值，有的在最佳浓度和中毒浓度之间只有一个狭窄的安全限度。,2020/7/24,7,2020/7/24,8,每一种必需元素在体内都有其合适的浓度范围。例如，人们对碘的最小需要量为0.1 mg天，耐受量为1000 mg天，当大于10000 mg天即为中毒量。有时元素的过量可能比缺乏更令人担
4、忧，因为某个元素的缺乏易于补充，而过量往往则难以清除，或清除过程中会产生副作用。,2020/7/24,9,非必需元素: 有2030种普遍存在于组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应和作用还未被人们认识，有待于研究，所以称它们为非必需元素。 有毒元素 另外一些则是能显著毒害机体的元素。如，血液中非常低浓度的铅、镉或汞，具有有害的作用，就可称为有毒元素，亦称有害元素。,2020/7/24,10,元素在生物体内所起到的生理和生化作用,(1) 结构材料。无机元素中Ca，P构成硬组织，C，H，O，N，S构成有机大分子结构材料，如多糖、蛋白质等。 (2) 运载作用。如含有Fe2+的血红蛋白对O
5、2和CO2的运载作用等。 (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。存在于体液中的Na+，K+，Cl-等发挥了重要作用。,2020/7/24,11,(5)“信使”作用。化学信号的接受器是蛋白质。Ca+作为细胞中功能最多的信使，它的主要受体是一种由很多氨基酸组成的单肽链蛋白质，称钙媒介蛋白质(分子量为16700)。 有些元素可同时在几个方面发挥作用。例如Ca2+就有多方面的生物功能。,2020/7/24,12,钙, 钙是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。例如，血液中Ca2+过多，会造成神经传导和肌肉反应的减弱，使人对任何刺激都
6、无反应，但血液中Ca2+太少，又会造成神经和肌肉的超应激性，在这种极度兴奋的情况下，微小的刺激，比如一个响声、咳嗽，就可能使人陷入痉挛性抽搐。,2020/7/24,13,磷, 磷，骨骼和牙齿中除了含Ca外，磷也是一种重要的元素。体内90 的磷是以磷酸根PO43-的形式存在。 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。,2020/7/24,14,K+，Na+和C1-在体内的作用, K+，Na+和C1-在体内的作用是错综复杂而又相互关联的。K+和Na+以KCl和NaCl的形式存在。K+，Na+，C1-的首要作用是控制细胞、组织液和血液内的电解质平衡,对保持
7、体液的正常流通和控制体内的酸碱平衡都是必要的。Na+和K+(与Ca2+和Mg2+一起)有助于使神经和肌肉保持适当的应激水平。NaCl和KCl的作用还在于使蛋白质大分子保持在溶液之中，并使血液的粘性或稠度调节适当。人体的许多重要机能对这三种离子都有依赖关系，体内任何一种离子不平衡，都会对身体产生影响。,2020/7/24,15,微量元素在不同体内部位的水平与人体健康关系极大。有些疾病的发生和微量元素的平衡失调关系密切。例如我国地方病-克山病是与缺硒有关的心肌坏死；地方性甲状腺肿、地方性克汀病则是由于严重缺碘引起的等等。 人体中也含有非必需微量元素，甚至有害元素如Cd，Hg，Pb, F等，这和食物
8、、水质及大气的污染关系甚大。,2020/7/24,16,第二节 营养与健康,世界卫生组织给予健康的定义是：“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。” 近代营养学是在生理学和生物化学的基础上逐渐形成的，它是一门综合性的学科。营养学研究不同人的不同营养需求，以便使儿童发育健壮、聪明，使成年人精力充沛，使老年人健康长寿。营养学是以新陈代谢为基础的生物化学。营养素就是食物的组分，主要包含糖类、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐和水等六类物质。人从食物中摄取这些营养素。,2020/7/24,17,糖类, 糖类包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纤维素等，它们是人体重要的能
9、源和碳源。糖分解时释放能量，供生命活动的需要，糖代谢的中间产物又可以转变成其他的含碳化合物如氨基酸、脂肪酸、核苷等。糖的磷酸衍生物可以生成DNA，RNA，ATP等重要的生物活性物质。植物光合作用产生的糖类是动物的重要营养来源。,2020/7/24,18,脂肪, 脂肪属于类脂物质。脂类具有重要的生物功能，它是构成生物膜的重要物质，几乎细胞所含有的磷脂都集中在生物膜中。类脂物质，主要是油脂，是肌体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。 人类的一些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝等都与脂类代谢紊乱有关。 植物油与动物油脂.,2020/7/24,19,蛋白质, 蛋白质是最基本而必不可少的，只要维持蛋白质的供给，
10、肌体就能存活。蛋白质是我们日常膳食中氮的主要来源。 人类究竟需要什么样的蛋白质呢?人类的必需氨基酸有8种，赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸。 动物蛋白与植物蛋白.,2020/7/24,20,蛋白质的营养价值决定于所含的氨基酸种类和数量。凡含有各种必需氨基酸的蛋白质，能维持生命体的正常生长的蛋白质称完全蛋白质；缺少一种或一种以上必需氨基酸的蛋白质称不完全蛋白质。日常食用的豆腐、大豆、瘦肉、鱼、蛋白、奶等都含较多的蛋白质。人们膳食中的蛋白质有很大一部分由米、麦等粮食中得来。大豆是我国最经济的蛋白质来源，大豆蛋白质的氨基酸种类完全。因此，大豆是完全蛋白，营养价值相当
11、高。米、麦蛋白的营养价值亦很高。如果利用蛋白质的互补作用，则其生理价值(指由食物摄人的总氮量在身体内存留的百分数)还可增高，例如加入少量鸡蛋蛋白可提高大豆蛋白质的生理价值。,2020/7/24,21,所谓粮食质量的提高，主要是指增加蛋白质在粮食中所占的比重。各种农作物中，蛋白质含量高者首推大豆。营养学认为，动物蛋白在总蛋白量中至少占13，若达不到时尽可能多吃些豆制品，使二者加起来占总蛋白质的13到12。,2020/7/24,22,维生素, 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（防止坏血病的物质就是维生素C。维生素B1，防止“脚气病”）。维生素的主要功能是
12、通过作为辅酶的成分调节机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致某种营养不良症及相应的疾病。,2020/7/24,23,有些维生素在体内有协同作用，如维生素C能提高对铁的吸收率；维生素D其主要功能是调节钙、磷代谢，维持血液钙、磷浓度正常，从而促进钙化，使牙齿、骨骼正常发育。植物体内不含维生素D，仅动物体内才含有，鱼肝油含量最丰富，蛋黄、牛奶中也都含有维生素D。,2020/7/24,24,人类每日必须从膳食中(或维生素制剂中)摄入一定数量的各种维生素。老年人需要较多的B族维生素和维生素C，对维生素D需要很少。需要视力集中的人如射手、领航人员、精细机器制造工人，一般皆需要摄取较多的维生素A；对暗适应
13、力低的病人和眼角膜干燥的病人，同样需要较多的维生素A。膳食中糖类比例较大的人和食欲不好的及神经性疾患的病人需要较多的维生素B1；化工厂和高温车间工人需要较多的维生素C。,2020/7/24,25,各种维生素的摄食量虽然应适当充足，但并非愈多愈好。过量的维生素A，D和烟酰胺（维生素PP或B5）都有毒性，例如，维生素D摄食过量会引起乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等，还可使总血脂和血胆固醇量增加，妨碍心血管功能。过量维生素D之所以产生毒性，主要是因它不易排泄，肌体只能从胆汁排出一部分过多的维生素D。维生素C，B1，B2，B6等虽然无毒性，但超过肌体所能利用和储存的量即由尿和其他体液排泄出体外。这再一次
14、证明，生命体对任何营养素的需求都是有其浓度范围的。,2020/7/24,26, 无机盐又称矿物质，人体及动物所需的矿物质元素有K，Na，Ca，Fe，Mg，Cu，Mn，Co，P，S，C1，I，F，Se等，它们是构成骨骼、牙齿和体液(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。 膳食中长期缺乏某些无机盐会出现营养不良症状。比如食物中缺铁，血液的血红蛋白就变得不足，经血流运送到各部位的氧气也就减少，这种情况被称为缺铁性贫血。钙是骨骼的主要成分，缺钙会得佝偻病和龋齿。,2020/7/24,27,缺碘最严重的危害是影响儿童的智力，甚至会使其终生难以得到改善。碘缺乏会导致地方性甲状腺肿(俗称
15、大脖子病)。海带被认为是营养价值较高的食品，不仅含碘丰富，可防治甲状腺肿大，促进智力发育，且蛋白质含量较高，具有18种氨基酸，此外，其中Ca，P，Fe等矿物质及维生素的含量也较丰富。,2020/7/24,28,第三节 与膳食不平衡有关的疾病,世界四大营养缺乏病,1、蛋白质热能营养不良 2、碘缺乏症 3、铁缺乏症 4、各种维生素缺乏症,2020/7/24,29,一、营养缺乏疾病,1、蛋白质热能营养不良 是指由于蛋白质、热能缺乏所造成的不同综合症的总称。对儿童主要表现为生长发育的障碍（儿童患病的主要原因是母乳喂养时间短、早产、断奶后营养没跟上、胎儿期母亲营养欠佳）；对于成人表现为肌肉萎缩、皮下脂肪
16、消失、体重下降、头发稀且易脱落、指甲粗糙变形、耐力下降（成人主要是由于体内蛋白质消耗过多，补充不足）,2020/7/24,30,2、碘缺乏 全世界8亿人缺碘，1.9亿人患甲状腺肿，300万人患克汀病，400万人智能低下，我国有3亿人受缺碘威胁，1.2千万人甲状腺肿，缺碘的症状主要表现在以下几个方面： （1）克汀病和亚克汀病：智力下降、身材矮小 （2）新生儿甲状腺机能低下 （3）甲状腺肿 （4）甲状腺癌,2020/7/24,31,铁缺乏主要有以下表现： （1）肌肉能力下降，作功能力下降 （2）脑功能下降：注意力、记忆力、动作反应、眼手协 调等能力均下降 （3）免疫功能下降，易疲劳 （4）贫血 影响铁吸收的因素有： （1）二价铁的吸收是三价铁的三倍 （2）血红素铁的吸收高于非血红素铁（即动物铁大于植物铁） （3）促进非血红铁吸收的主要因素有维生素C、果糖、半胱氨酸、柠檬酸、肉类等。抑制因素有植酸盐、草酸盐、纤维素等。,3、铁缺乏,2020/7/24,32,（1）维生素A缺乏：夜盲症 （2）维生素B1缺乏：脚气病 （3）维生素
