能量与能量营养学

临床营养学ClinicalNutrition人体所需营养素：⚫蛋白质⚫脂类能量营养素（宏量营养素）⚫碳水化合物⚫维生素⚫无机盐和微量元素⚫水第一节能量热：在体内维持体温的恒定并不断地向外环境散发能量能：维持各种生理和体力活动的正常进行（一）能量单位：⚫国际通用：焦耳（joule,J）千焦耳（kilojoules,kJ）⚫美国、加拿大等：卡（calorie,cal）千卡（kilocalories,kcal）⚫换算关系：⚫1kcal=4.184kJ➢1kJ=0.239kcal➢1000kcal=4.184MJ➢1MJ=239kcal（二）能量系数食物产热可进行精确的测量。⚫能量系数：每克生热营养素在体内氧化产生的能量值称为能量系数（生热系数，calorificcoefficient）。考虑吸收率后的生理热价：⚫1g碳水化合物（吸收率98%）：16.7kJ=4.0kcal➢1g脂肪（吸收率95%）：37.6kJ=9.0kcal➢1g蛋白质（吸收率92%）：16.7kJ=4.0kcal➢1g乙醇：29.3kJ=7.0kcal二、人体的能量消耗基础代谢体力活动一般人群食物的热效应生长发育—————特殊人群1、基础代谢（basalmetabolism，BM）（1）基础代谢的概念：基础代谢是指维持人体基本生命活动所必需的最低热能消耗。即人体在安静和恒温条件下（一般18-25˚C），禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的热能消耗。⚫基础代谢热能仅用于维持体温和呼吸、血循环及其它器官的生理需要。⚫基础代谢消耗的能量约占机体总能量消耗的60%-75%。（2）影响人体基础代谢的因素：1）体表面积2）体格3）不同年龄、性别、生理和病理状况影响4）激素5）环境条件的影响2、体力活动各种体力活动所消耗的热能约占人体总热能消耗的15-30%。体力活动消耗热能多少与三个因素有关：①肌肉越发达者，活动时消耗热能越多②体重越重者，做相同的运动所消耗的热能也越多③活动时间越长、强度越大，消耗热能越多⚫中国营养学会将中国成年人活动水平分为轻、中、重三级，见P3。3、食物生热效应（thermiceffectoffood，TEF）（食物特殊动力作用，specificdynamicaction，SDA）概念：人体在摄食过程中，要对食物进行消化、吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热量，这种因摄食而引起的热能的额外消耗称食物的热效应。⚫食物热效应与食物成分、进食量和进食频率有关。不同的成分其食物的热效应不等：⚫脂肪的TEF约消耗本身产生热能的4-5%⚫碳水化合物的TEF为5-6%⚫蛋白质的TEF为30-40%⚫一般情况下摄入混合膳食后TEF消耗相当于BM的10%⚫吃的越多，热能消耗也越多⚫吃的快比吃的慢者TEF高4、其他⚫儿童青少年生长发育的能量消耗⚫孕妇乳母的能量消耗⚫……⚫膳食营养素参考摄入量（见P5）中国营养学会在2001年制订的中国居民膳食营养素参考摄入量对各年龄组人群的能量摄入有具体的推荐量，而且根据不同的活动强度，按轻体力劳动、中等体力劳动和重体力劳动来推荐能量摄入量。第二节蛋白质（PROTEIN）⚫蛋白质是一切生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。蛋白质是生命存在的形式⚫成人体内蛋白质约占体重的16-19%，每天有3%的蛋白质进行代谢更新称为每日必要的氮损失。一、蛋白质的生理作用1)人体组织的构成成分2)构成体内各种重要物质3)供给热能：机体需要时，可被代谢分解，放出热能，1g食物蛋白质在体内能产生大约16.7KJ（4.0Kcal）热能。二、食物蛋白质营养价值评价1、蛋白质的含量多数蛋白质的含氮量为16%，使用凯氏定氮法（Kjeldahldetermination）测定食物中的含氮量，再乘以换算系数6.25（100/16），即得食物蛋白质的含量。2、蛋白质消化率（digestibility）反应蛋白质在机体内消化酶作用下被分解的程度。（1）蛋白质真消化率（truedigestibility）（%）={[食物氮-（粪氮-粪代谢氮）]/食物氮}×100%（2）蛋白质表观消化率（apparentdigestibility）（%）=[（食物氮-粪氮）/食物氮]×100%3、蛋白质利用率：是指食物中蛋白质在消化吸收后被机体利用的程度。评价指标：生物价、蛋白质功效比值、蛋白质净利用率等（1）氨基酸（aminoacid）种类⚫构成人体蛋白质的氨基酸有20种。1）非必需氨基酸：（nonessentialaminoacid，NEAA）有9种氨基酸自身可以合成以满足机体需要，称为非必需氨基酸。2）必需氨基酸（essentialaminoacid，EAA）：有9种氨基酸，人体不能合成或合成速度不能满足机体需要必须从食物中直接获得，称为必需氨基酸。⚫它们是：苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、颉氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。⚫组氨酸为婴儿必需氨基酸。3）条件必需氨基酸（conditionallyEAA）或半必需氨基酸（semiEAA）➢半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸（含硫氨基酸）和苯丙氨酸（芳香族氨基酸）转变而成。（2）氨基酸模式（aminoacidpattern）：是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。（3）参考蛋白质（referenceprotein）：与人体氨基酸模式最接近的蛋白质。如鸡蛋蛋白质氨基酸模式与人体的最接近，常以鸡蛋作为参考蛋白质。（4）限制氨基酸（limitingaminoacid）：食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。（5）蛋白质互补作用（complementaryaction）：为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用。⚫如：⚫不同的植物蛋白混合食用⚫植物蛋白和动物蛋白混合食用⚫蛋白质互补作用的原则：⚫食物的生物学属性相隔愈远愈好⚫搭配的食物种类愈多愈好⚫各类食物同时食用（6）衡量蛋白质利用率的指标1）蛋白质生物学价值（biologicalvalue，BV）反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用的程度。BV越高蛋白质利用率越高。⚫氮吸收量=食物氮-（粪氮-粪代谢氮）⚫氮储留量=氮吸收量-（尿氮-尿内源氮）100=氮吸收量氮储留量BV2）蛋白质净利用率（netproteinutilization，NPU）将蛋白质的生物学价值BV与消化率结合评定蛋白质营养价值。氮摄入量氮储留量氮摄入量氮吸收量氮吸收量氮储留量消化率生物学价值蛋白质净利用率===)%(NPU3）蛋白质的功效比值（PER）是用处于生长阶段中的幼年动物（一般为刚断奶的雄性大白鼠），在实验期内其体重增加和摄入蛋白质的量的比值来反映蛋白质的营养价值的指标。）（实验期内蛋白质摄入量）量（实验期内动物体重增加ggPER=氮平衡（nitrogenbalance）氮平衡是反应机体摄入氮（食物蛋白质含氮量约为16%）和排出氮的关系。其关系式如下：氮平衡（B）=摄入氮（I）-排出氮排出氮=尿氮（U）+粪氮（F）+皮肤等氮损失（S）氮平衡的三种状态：⚫零氮平衡（zeronitrogenbalance）（B=0）：摄入氮=排出氮健康的成人应维持零氮平衡下富裕5%。⚫正氮平衡（positivenitrogenbalance）（B>0）：摄入氮＞排出氮儿童青少年、妊娠、疾病恢复期、运动、劳动等状态时，应保证适当的正氮平衡。⚫负氮平衡（negativenitrogenbalance）（B<0）：摄入氮＜排出氮饥饿、疾病、老年期等一般处于负氮平衡，应尽可能减轻或改变这种情况。蛋白质营养不良1、儿童蛋白质营养不良：⚫蛋白质-能量营养不良（protein-energymalnutrition，PEM）是由于能量和（或）蛋白质摄入不足引起的营养缺乏病。临床表现：（1）水肿型营养不良（kwashiorkor）：蛋白质严重缺乏，能量基本满足，显著水肿为主要特征。（2）干瘦型营养不良（marasmus）：蛋白质和能量均严重缺乏，干瘦为其主要特征。（3）混合型营养不良（marasmic-kwashiorkor）PEM分型及表现（kwashiorkor）PEM分型及表现（marasmus）八、蛋白质食物来源及供给量蛋白质丰富、质量良好的食物：肉类、畜、禽、鱼类：蛋白质含量10-20%奶类（鲜奶）：1.5-4%蛋类：12-14%干豆类：20-24%花生、核桃、葵瓜子、莲子：15-25%谷类：6-10%薯类：2-3%❑正常成人蛋白质推荐摄入量RNI：1.16g/（kg.d）❑成年人按轻、中、重体力劳动分别为：男性：75、80、90g/d女性：65、70、80g/d❑蛋白质供热量占膳食总热量：成人：10-12%儿童青少年：12-14%第三节碳水化合物（CARBOHYDRATE）⚫碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。一、碳水化合物的分类、食物来源（一）单糖1.葡萄糖（glucose）2.果糖（fructose）⚫主要存在于水果及蜂蜜中3.半乳糖（galactose）➢是乳糖的组成成分4.其它（二）双糖由两分子单糖缩合而成。常见以下几种。•蔗糖（sucrose）：由一分子葡萄糖和一分子果糖以α糖苷键连接而成。日常食用白糖即蔗糖，是由甘蔗或甜菜提取而来。•麦芽糖（maltose）：由两分子葡萄糖以α糖苷键连接而成。是淀粉的分解产物，存在于麦芽中。•乳糖（lactose）：由一分子葡萄糖与一分子半乳糖以β糖苷键连接而成。存在于乳中。（三）寡糖是由3-10个单糖构成的小分子多糖。大豆低聚糖：⚫棉子糖（raffinose）：由葡萄糖、果糖和半乳糖构成。⚫水苏糖（stachyose）：由组成棉子糖的三糖再加上一个半乳糖组成。（四）多糖大于10个单糖组成的多糖化合物。其中一部分可被人体消化吸收，如糖原、淀粉，另一部分不能被人体消化吸收，如膳食纤维。1.糖原（glycogen）➢为含有许多葡萄糖分子和支链的动物多糖。➢由肝脏和肌肉合成和贮存。➢食物中糖原很少。2.淀粉（starch）➢许多葡萄糖组成的能被人体消化吸收的植物多糖。➢是人类碳水化物的主要食物来源。3.膳食纤维➢指存在于食物中不能被机体消化吸收的多糖类化合物的总称。➢人类消化道中无分解这类多糖（β-糖苷键连接）的酶，故人体不能消化吸收，但具有重要的生理作用。（1）不溶性纤维（insolublefiber）⚫纤维素：是植物细胞壁的主要成分，由葡萄糖构成。存在于所有植物中，以小麦为代表。⚫半纤维素：是谷类纤维的主要成分，存在于小麦、黑麦、大米、蔬菜中。⚫木质素：存在于所有植物中。（2）可溶性纤维（solublefiber）➢果胶、树胶和粘胶：存在于柑橘类和燕麦类制品中。➢某些半纤维素：存在于豆类中。二、碳水化物的功能体内碳水化物以葡萄糖、糖原和含糖复合物三种存在形式，其功能与其存在形式有关。碳水化物的主要功能有以下几点。1.提供机体热能➢碳水化物是人类从膳食中取得热能的最经济最最主要的来源。碳水化物在体内氧化的最终产物为二氧化碳和水。2.是机体的重要组成成分➢碳水化物以含糖复合物的形式参与机体成分的构成。➢主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在，分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆以及细胞间质中。➢如结缔组织中粘蛋白、神经组织中的糖脂等都是一些寡糖复合物。➢DNA和RNA中含大量核糖，在遗传物质中起着重要的作用。3.提供膳食纤维发挥以下生理功能➢增强肠蠕动，利于粪便排除。➢具有吸水膨胀功能，增加粪便体积，从而稀释肠道内有害物质的浓度及降低其吸收。➢维持肠道正常菌群，有利于益生菌的生长，不利于厌氧菌的生长。➢控制体重及降低血糖、血胆固醇等保健功能。➢预防结肠癌发生的作用。4、节约蛋白质作用5、抗生酮作用⚫中国营养学会2000年提出：我国成年人膳食纤维的适宜摄入量为30g/天左右。。四、碳水化合物的供给➢中国营养学会推荐我国居民的碳水化合物的膳食供给量占总热能的55%-65%较为合理。第四节脂类（LIPIDS）一、脂类的分类及功能脂肪：甘油三酯（中性脂肪）（甘油+脂肪酸）脂类磷脂：卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂糖脂：脑苷脂类脂：固醇类脂蛋白（一）甘油三酯功能（1）体内贮存和提供能量（2）维持体温正常（3）保护作用（4）帮助机体更有效地利用碳水化合物和节约蛋白质作用（5）机体重要的构成成分（6）食物中甘油三酯特殊的营养学上的功能2.脂肪酸（fattyacid）脂肪酸因其所含的脂肪酸的链的长短、饱和程度和空间结构不同，而呈现不同的特性和功能。⚫脂肪酸的基本结构：CH3-（CH2）n-CH2-COOH甲基端羧基端按其碳链长短可分为：➢长链脂肪酸（14碳以上）➢中链脂肪酸（8~12碳）➢短链脂肪酸（6碳以下）按其饱和度可分为：➢饱和脂肪酸（saturatedfattyacid）➢单不饱和脂肪酸（monounsaturatedfattyacid）➢多不饱和脂肪酸（polyunsaturatedfattyacid，PUFA）按其空间结构不同可分为：➢顺式脂肪酸(cis-fattyacid）：➢反式脂肪酸（trans-fattyacid）：3.必需脂肪酸（essentialfattyacid，EFA）必需脂肪酸是指人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物供给的脂肪酸。➢n-3（或ω-3）系列的α-亚麻酸➢n-6（或ω-6）系列的亚油酸——是人体必需的两种脂肪酸。三、脂类的食物来源及参考摄入量➢人类膳食脂肪主要来源于动物的脂肪组织和肉类以及植物的种子。➢动物脂肪相对含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸多。➢植物油主要含不饱和脂肪酸。➢亚油酸普遍存在于植物油中。➢亚麻酸在豆油和紫苏油中较多。➢鱼贝类食物相对含二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸较多。➢含磷脂较多的食物为蛋黄、肝脏、大豆、麦胚和花生等。➢我国营养学会对各类人群脂肪摄入量有详细推荐，成人一般脂肪的摄入量应控制在20-30%的总能量摄入范围之内。