项目一 营养生理
一、膳食营养素参考摄入量(DRIs)
人体只有每天从膳食中获得一定量的营养素,才能满足机体的正常营养需求。如果人体长期摄入某种营养素不足或过多,就会发生该营养素缺乏症或产生毒副作用的危险。中国营养学会于2000年制定了《中国居民膳食营养素参考摄入量》,为指导居民合理摄入营养素、预防营养缺乏和过量提供了重要参考。
近十余年来,国内外营养学界获得了新的研究成果,考虑到中国居民的生活环境、生活方式及膳食结构在不断发生变化,人们对于某些营养素的需要量发生了改变,因此,中国营养学会发布了2013年修订的《中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)》。2013年的修订版在2000年第一版的基础上增加了与非传染性慢性病有关的三个参数:宏量营养素可接受范围(AMDR)、预防非传染性慢性病的建议摄入量(PI-NCD)和某些膳食成分的特定建议值(SPL)。
(一)平均需要量(EAR)
EAR是指某一特定性别、年龄及生理状况的群体对某营养素需要的平均数。摄入量达到EAR水平时,可以满足群体中半数个体的需要,而不能满足另外半数个体对该营养素的需要。
(二)推荐摄入量(RNI)
RNI是指满足某一特定性别、年龄及生理状况群体中的绝大多数(97%~98%)个体需要的摄入水平。长期摄入RNI水平,可以维持组织中适当的储备。RNI是以EAR为基础制定的。RNI的主要用途是作为个体膳食营养素摄入量的目标值。
(三)能量需要量(EER)
能量需要量(EER)是指能长期保持良好的健康状态、维持良好的体型、机体构成以及理想活动水平的个体或群体,达到能量平衡时所需要的膳食能量摄入量。EER的制定须考虑性别、年龄、体重、身高和体力活动的不同。如成人的EER是指一定年龄、性别、体重、身高和身体活动水平的健康群体的个体,维持能量平衡所需要摄入的膳食能量。
(四)适宜摄入量(AI)
适宜摄入量(AI)是通过观察或实验获得的健康人群某种营养素的摄入量,亦可用作个体摄入量的目标。例如纯母乳喂养的足月产健康婴儿,从出生到4~6个月,他们的营养素全部来自母乳,母乳中供给的各种营养素量就是他们的AI值。
AI与RNI的共同点是都可用作个体摄入量的目标,能够满足目标人群中几乎所有个体的需要。二者的区别在于AI的准确性远不如RNI,可能明显地高于RNI。
(五)可耐受最高摄入量(UL)
可耐受最高摄入量(UL)是平均每日可以摄入某营养素的最高量,这一摄入水平对一般人群中的几乎所有个体都不至于损害健康,但并不表示是有益的。UL并不是一个建议的摄入水平。当摄入量超过UL而进一步增加时,损害健康的危险性随之增大。
可见,营养素发挥的作用与其剂量是有关系的。图1-1表示营养素摄入不足和过多的危险性大小。
图1-1 营养素摄入不足和过多的危险性大小
(六)宏量营养素可接受范围(AMDR)
AMDR指蛋白质、脂肪和碳水化合物理想的摄入量范围,该范围可以提供这些必需营养素的需要,并且有利于降低发生NCD(非传染性慢性疾病)的危险,常用某种营养素供能占摄入总能量的百分比(%E)表示。AMDR显著的特点之一是具有上限和下限,如果个体的摄入量高于或低于推荐范围,可能引起必需营养素缺乏或患NCD的风险增加。
(七)预防非传染性慢性病的建议摄入量(PI-NCD,简称建议摄入量,PI)
膳食营养素摄入量过高导致的NCD一般涉及肥胖、高血压、血脂异常、中风、心肌梗死以及某些癌症。PI-NCD是以NCD的一级预防为目标,提出的必需营养素的每日摄入量。当NCD易感人群某些营养素的摄入量达到PI时,可以降低发生NCD的风险。
(八)特定建议值(SPL)
传统营养素以外的某些膳食成分,主要为植物化合物,具有改善人体生理功能、预防NCD的生物学作用。SPL是指膳食中这些成分的摄入量达到建议水平时的值,这时有利于维护人体健康。
二、食物消化与吸收
案例1-1 多酶片说明书(部分)
问题:为什么多酶片可促进消化、增进食欲?
(一)人体消化系统
人体所摄取的食物天然营养素中,只有水、无机盐、维生素、单糖、氨基酸等小分子物质能够直接被人体吸收,而食物中的蛋白质、脂肪、多糖类等大分子物质不能被人体直接吸收,必须先在消化道内分解,变成小分子物质(如葡萄糖、甘油、脂肪酸、氨基酸等),才能被人体吸收利用。食物在消化道内分解成能被生物体吸收利用的小分子物质的过程称为消化。消化有两种方式:一种是物理性消化,是指消化道对食物的机械作用,包括依靠咀嚼、吞咽和各种形式的蠕动来磨碎食物,使消化液与食物充分混合,并推动食团或食糜下移等;另一种是化学性消化,是指依靠消化腺分泌的消化液(唾液、胃液、胰液和肠液)中各种酶对食物进行催化水解,把大分子变成小分子。
消化后的小分子物质透过消化道黏膜进入血液或淋巴液循环的过程称为吸收。消化和吸收是两个紧密联系的过程,不能被吸收的食物残渣则由消化道末端排出体外。
消化系统由消化道和消化腺两大部分组成,如图1-2所示。消化道是一条自口腔延至肛门很长的管道,包括口腔、咽、食管、胃、小肠(十二指肠、空肠、回肠)、大肠(盲肠、结肠、直肠)和肛门,全长8m~10m,是食物被消化吸收的场所。消化腺是分泌消化液的器官,主要包括三对唾液腺(腮腺、下颌下腺、舌下腺)、肝和胰,它们均借导管将分泌物排入消化管内。
图1-2 消化系统的组成
(二)食物的消化、吸收过程
口腔是消化道的起始部位,与咽连通。人的口腔内有三对大的唾液腺(腮腺、舌下腺、下颌下腺),还有无数散在的小唾液腺。食物进入口腔后,首先刺激唾液腺的分泌,在牙的切割、咀嚼和舌的搅拌下,唾液与食物一起混合成食团,唾液中的淀粉酶对淀粉进行简单的分解。食物在口腔内主要进行物理性消化,伴随少量的化学性消化,且能反射性地引起胃、肠、胰、肝、胆囊等器官的活动,为以后的消化做准备。
胃是消化道最膨大的部分,胃上端与食道相连的入口处称为贲门,胃下端与十二指肠相连的出口处称为幽门。胃的主要作用之一是暂时储存食物,使人体具有饱腹感,成年人的胃一般可容纳1L~2L的食物。其另一种作用是消化食物,进行物理性消化和化学性消化。当食物进入胃时,胃壁肌肉通过蠕动作用将食物搅动,使其和胃液充分混合,成为粥状食糜,胃的蠕动还能把食糜推送到十二指肠。胃黏膜内胃腺分泌的胃液中的重要成分有盐酸(胃酸)、胃蛋白酶原、黏液和“内因子”(与维生素B12吸收有关)。其中胃蛋白酶原被胃酸激活后,可以对食物中的蛋白质进行初步分解。
胃酸主要有以下功能:
(1)使蛋白酶原转变为有活性的蛋白酶,并为蛋白酶的消化作用提供适宜的酸性环境。
(2)胃酸造成的酸性环境,使钙、铁等矿物质处于游离状态,有助于小肠对铁和钙的吸收。
(3)胃酸可以杀灭随食物进入胃内的细菌和微生物。
(4)使食物蛋白质发生变性,更易于被消化酶分解。
(5)胃酸可以促进胰液、胆汁和小肠液的分泌。
胃的吸收功能很弱,正常情况下仅吸收少量的水分和酒精。
小肠上端起自胃的幽门,下端与盲肠相连,成人小肠长5m~7m,从上到下分为十二指肠、空肠和回肠。十二指肠长约25cm,在中间偏下处有胆总管的开口,胰液及胆汁经此开口进入小肠,开口处有环状平滑肌环绕,起括约肌的作用,防止肠内容物返流入胆管。食糜进入小肠后,在胰液、胆汁、小肠液的化学性消化以及小肠运动的机械性消化下,基本完成食物的消化和吸收过程。小肠是食物消化的主要场所。
(1)胰液的分泌消化。胰脏是人体的第二大消化腺,胰液是由胰腺的外分泌腺分泌的,pH值为7.8~8.4,日分泌量为1L~2L。胰液进入胰管,流经胰管与胆管合并而成的胆总管,进入十二指肠。胰腺分泌消化三大营养物质的消化酶,即胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶原和糜蛋白酶原。胰淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖及葡萄糖等。胰脂肪酶可水解甘油三酯为脂肪酸、甘油一酯和甘油。蛋白酶原不具有活性,只有当胰液进入十二指肠后,胰蛋白酶原被肠液中的肠致活酶激活成为具有活性的胰蛋白酶,而糜蛋白酶原则由胰蛋白酶激活为糜蛋白酶。胰蛋白酶和糜蛋白酶都可使蛋白质水解为更小分子的多肽和氨基酸。胰液中重要的无机成分是碳酸氢盐,其主要作用是中和来自胃部的酸性食糜,使肠黏膜免受胃酸的侵蚀,并为小肠内多种消化酶的活动提供最适宜的pH环境(pH值为7~8)。
(2)胆汁的分泌消化。肝脏是人体最大的消化腺,胆囊位于肝脏下面,是储存和浓缩肝脏分泌的胆汁的囊状器官。胆汁是金黄色或深绿色、味苦的碱性液体。它平时储存在胆囊中,当食物进入小肠后,引起胆囊收缩,胆汁就排入十二指肠中,成年人每天分泌胆汁1L~1.5L。胆汁中的最重要的成分是胆盐,它是胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合的钠盐或钾盐。胆盐的主要作用是使脂肪乳化成许多微滴,从而增加胰脂肪酶的作用面积,有利于脂肪的水解。
(3)小肠液的分泌消化。小肠液是由小肠黏膜中的小肠腺分泌的,呈弱碱性,pH值约为7.6,成人每天分泌量为1L~3L。小肠液中的消化酶为肠激酶,它可以激活胰液中的胰蛋白酶原。小肠上皮细胞的刷状缘上含有多种消化酶,如肽酶,将二肽、三肽等小分子多肽最终消化为氨基酸;还有水解双糖的酶,如蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶等,将这些双糖最终分解为能被人体小肠吸收的单糖。
(4)小肠的吸收。小肠的内壁黏膜上布满了环形皱褶,并有大量绒毛及微绒毛,使小肠的吸收面积可达200m2以上。小肠的这种结构使其内径变细,增大了食糜流动时的摩擦力,延长了食物在小肠内的停留时间,有利于食物在小肠内的充分吸收,通常食物在小肠停留3h~8h。小肠细胞膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运两种形式来完成。
人类的大肠没有消化功能,其主要作用是吸收水分、无机盐及由大肠内细菌合成的维生素(如硫胺素、核黄素及叶酸等B族维生素和维生素K)。大肠内有许多细菌,这些细菌主要来自食物和大肠内的繁殖。在大肠内最终形成的粪便,包括了经细菌分解作用后的食物残渣、肠黏膜的分泌物、脱落的肠上皮细胞、大量的细菌及胆色素等。