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1、 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
2、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
3、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
4、、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
5、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21，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 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：提供能量糖类是
6、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。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。辅助脂肪和蛋白质代谢维持神经系统的功能与解毒增进食欲促进消化 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
7、量储藏。 脂质的营养生理意义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2025%，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。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。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111。保护机体隔热、保温、保护内脏器官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
8、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。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 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
9、稳定，常常将其称为含氮有机物。蛋白质的营养分类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。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。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
10、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。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。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。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肌肉
11、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。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。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。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
12、转运等都与蛋白质有关。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。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
13、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。
