第三章营养学基础知识-宏量营养

1、 第三章营养学基本知识解振华电话/微信Q 250287354体操运动员剧烈运动时，需要消耗大量的能量。读书时需要消耗能量睡眠时也会消耗能量人体能量的供给我们吃进去的食物在我们的体内发生了什 么变化？食物在我们的消化系统中被消化为营养物质被人体吸收，最终被血液送到全身的每个细胞里为什么人活着就要不断地呼吸？食物消化系统呼吸系统循环系统细胞氧气有机物氧气二氧化碳水能量人体是怎样得到氧气的？氧外界空气呼吸道 肺二氧化碳肺的通气肺泡内的气体交换毛肺细部血管血液循环毛组细织血处管组织细胞气体在血液中的运输组织里的气体交换营养物质的用途：用于细胞的分裂和生长，转变成人体的 组成物

2、质暂时贮存在人体内在氧气的参与下被氧化分解，释放出能量人体能量来源 人类的能量来自食物，食物的能量最终来自太阳。 人类主要能量来源碳水化合物脂肪蛋白质三大产能营养素（热 源质）乙醇也可提供部分能量。太 阳 能植物动物人体（无机物：CO2 ，H2 O及NH3等)光合作用（潜能）潜能(有机物：糖类、脂肪、蛋白质）自 机 械 能缩 （） 肌 肉 收由 热 能温（）维 持 体能电能（大脑活动）去 渗 透分 能泌 （） 吸 收向 化 学成能 （） 生 物 合能量的作用及意义供生长、代谢、维持体温以及从事各种体力 劳动机体处于安静状态也要消耗一定的能量 心脏跳动、血液循环 肺的呼吸、腺体分泌、肌肉收缩能量

3、（energy）不是营养素，但它是 人类赖以生存和发展以及从事各种活动的基础。没有能量就没有生命活动，也就没有人类。能量及其单位能量单位及换算关系 焦耳（joule，J）：1J相当于1牛顿的力使1kg的物质移动1m所消耗的能量。 营养学上常使用千焦耳（kJ）。 卡（cal）：1cal是使1g纯水由15升到16所需要的能量。 营养学上常使用千卡（kcal）。卡(calorie)、千卡(kilo-calorie)焦耳(jowle)、千焦耳(kilo-jowle)焦耳与卡的换算关系：1千卡(Kcal)=4.184千焦耳(Kj)近似计算为：1千卡=4.2千焦耳1千焦耳=0.24千卡1千焦耳(Kj)=0

4、.239千卡(Kcal)二、 人体能量平衡 研究人体能量代谢的目的在于研究能量平衡。 能量摄入不足，机体会动用自身的能量储备甚至消耗自身组织以满足生命活动的能量需要，导致体力下降，体重减轻，发育迟缓，死亡。 能量摄入过剩，多余的能量以脂肪的形式储存，导致肥胖。 因此，能量的摄入应与需要平衡。 产能营养素和生理有效能量食物能值 食物彻底燃烧时所测定的能值，亦即“物理燃烧值”或称“总能值”。 每克产能营养素在体内氧化产生的净能为： 脂 肪395495= 3756kJ 蛋白质18292 1674kJ 糖 类1715981681kJ能量系数 每克产能营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能称为“生理有效

5、能量”或“能量系数”。碳水化合物脂肪蛋白质16.81kJ (4kcal)/g37.56kJ (9kcal)/g16.74kJ (4kcal)/g决定人体能量消耗的因素人体能量的消耗与能量的需要相一致人体能量的消耗 基础代谢 体力活动 食物特殊动力作用 生长发育/乳汁分泌基础代谢(basal metabolism) 定义：是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗。基本生命活动包括：维持体温、呼吸、 测定方法：测定空腹（饭后1214h，不受食物特殊动力作用的影响）、清醒静卧（不受肌肉活动力和精神紧张的影响） 、环境温度1825C时维持生命所必需的最低能量消耗。 意义：维持体温、心跳、呼吸、血液循环

6、、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等各组织器官和细胞的基本功能。基础代谢率(basal metabolic rate，BMR) 指单位时间内、单位体表面积，人体基础 代谢所消耗的能量。 人体一日基础代谢的能量消耗= 2)24(h)BMR体表面积(m 体表面积：M0.00659身高(cm)+0.0126体重（kg） 2 0.1603，单位为m 按体重计算BMR的公式年龄BMRBMR男(MJ/d)10180.0732W+2.720.0640W+2.84女(MJ/d)0.0510W+3.120.0615W+2.0830600.0485W+3.670.0565W+2.040.0364W+3.470.0439

7、W+2.49注： W是用kg表示的平均体重例：男性，20岁，体重60kg，试计算BMR。 BMR=15.3m+679 =15.360+679 =1597（kcal/d） *该结果应用于我国人群时应减5%： BMR=15970.95 =1517（kcal/d） 影响基础代谢能量消耗的因素体表面积和体型年龄及生理状态性别环境温度种族营养状态疾病内分泌各种体力活动的能量消耗 除基础代谢外，是构成人体总能量消耗的主 要部分。通常情况下，占人体总能量消耗的 15%30%。 主要取决于体力活动的强度和持续时间。 人体能量需要量的不同主要是由于体力活动 的差别。食物特殊动力作用（SDA）概念：人体由于摄食所

8、引起的一种额外能量消耗出现此种现象的原因可能是：食物在消化道内的消化、吸收、代谢过程增加。安静状态下机体向外散失的能量增加。不同食物增加的能耗量不等碳水化合物：增加其本身所产热能的5%-6%脂肪：4%-5%蛋白质：30%。普通混合膳食：10%，每日约600kJ.生长发育的能量需要生长期的婴幼儿、儿童的生长发育： 机体生长发育中新组织的形成、新生长组织进行代谢所需的能量。孕妇体内胎儿的生长发育、乳母分泌乳汁等 也需额外补充能量。人体能量需要量的测定与计算 人体能量需要量实际就是能量的消耗量能量需要量的测定直接测热法 间接测热法直接法的测量：方法：让测试者进入一间绝缘良好，被水包围的 小室中，测试

9、者在室内静卧或从事各种活动， 利用仪表准确测定一定时间内水温上升的度数 即为测试者散发的热量特点：准确度高，但仪器设备投资大，实际工作 中很少使用（人体散发的热量被水吸收-测定 水温上升度数）间接测热法：（1）呼吸商和氧热价呼吸商：指食物在体内氧化生产CO2与同时消耗 O2的体积比。氧热价：食物在体内消耗1LO2产生的热量普通混合膳食呼吸商相应的氧热价是20.2KJ(2)间接测热法：测定机体在一段时间内的耗氧量产热量=20.2（KJ/L）*O2(L)例：男性，20岁大学生，体重60kg，试计算总能量消耗量。 按表2-1计算BMR： BMR=1597（kcal/d） 从表查得：大学生为中活动水平

10、，男性PAL为1.78。 总能量消耗量=0.9515971.78 =2700（kcal/d）能量需要量的计算 生活作业观察法能量消耗活动种类能量系数该项活动持 续时间 体力活动水平(PAL)计算法：“要因加算 法”，即：总能量消耗量=0.95BMRPAL实际应用中，PAL常给出。中国成人PAL的范 围为1.552.10。四、能量的膳食参考摄入量1. 能量推荐摄入量（RNI）1849岁成人： 轻体力活动男子为1004MJd、女子为88MJd； 中等体力活动男子为113MJd、女子为962MJd。其余各类人群能量的RNI见P139表932. 三大生热营养素的供能比例：蛋白质脂肪碳水化合物10%15

11、%20%30%55%65%1992年全国营养调查结果： 人均摄入能量2328kcal/日，占RNI 的97.1%。 城市居民为2395kcal/日，占RNI的 99.8%。 农村居民为2294kcal/日，占RNI 的 95.7%。资料：我国居民膳食能量摄入状况思 考 题1人体为什么需要能量，其来源如何?2“卡”和“焦耳”二者有何关系?3何谓食物能值与生理能值，二者有何不同?4每克糖类、脂肪和蛋白质各含能多少？5全蛋含有6g蛋白质，6g脂肪和1g糖类，试计 算2个煮鸡蛋的能值。6基础代谢和基础代谢率有何不同，如何测定?7下述哪些人的基础代谢率更高，为什么?婴儿或成人，男子或女子,胖人或瘦人。8

12、对食物的代谢反应,糖类、脂肪和蛋白质 三者有无不同，为什么?9何谓高能食品与低热能食品，它们各有何 实际意义?10在人类供能问题上为什么在糖类、脂肪 和蛋白质三者之间应保持适当的比例?蛋白质第一节 蛋白质的生物学功能与分类定义： 蛋白质是由许多不同的氨基酸通过肽键缩合而成的生物大分子。 蛋白质是信息大分子，是DNA的遗传信息的体现者。在生命活动过程中发挥了极其重要的作用。一、蛋白质的生物学意义1. 蛋白质是生物体重要组成成分分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80。2

13、. 蛋白质具有重要的生物学功能1）作为生物催化剂（酶）2）代谢调节作用3）物质的转运4）参与细胞间信息传递5）调节渗透压6）免疫保护作用7）营养与贮存3. 氧化供能二、蛋白质的分类* 根据蛋白质形状纤维状蛋白质球状蛋白质* 根据蛋白质组成成分单纯蛋白质结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分单纯蛋白质按溶解度分类蛋白质 分类白蛋白球蛋白谷蛋白醇溶蛋 白硬蛋白组蛋白精蛋白举例血清白蛋白血清球蛋白、纤维蛋 白原麦谷蛋白醇溶谷蛋白、醇溶玉 米蛋白角蛋白、胶原蛋白、 弹性蛋白胸腺组蛋白鱼精蛋白溶解度溶于水、稀盐、稀酸、稀碱， 不溶于饱和硫酸铵溶液 溶于稀盐、稀酸、稀碱，不溶于水、半饱和硫酸铵溶液溶

14、于稀酸、稀碱；不溶于水、稀盐。溶于70-80%乙醇中； 不溶于水不溶于水、稀中性盐、稀酸、稀碱和一般不 机溶剂溶于水、稀酸；不溶于稀氨水溶于水，稀酸， 不溶稀氨水结合蛋白质按化学成分分类蛋白质分类核蛋白糖蛋白举例病毒核蛋白，染色体蛋白免疫球蛋白、粘蛋白，蛋白多糖乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低 度密度脂蛋白、高密度脂蛋白酪蛋白、卵黄磷酸蛋白血红蛋白、黄素蛋白铁蛋白、铜兰蛋白非蛋白成分（辅基）核酸糖类脂蛋白磷蛋白色蛋白金属蛋白各种脂类磷酸色素金属离子按照氨基酸组成分 完全蛋白：含有全部人体所需要的必需氨 基酸，数量充足，比例适当如：酪蛋白，卵蛋白，白蛋白，大豆蛋白 半完全蛋白：所含氨基酸种类齐全，但

15、有 的必需氨基酸数量不足，比例不适当如：小麦中的麦胶原蛋白等 不完全蛋白：缺乏一种或几种必需氨基酸如动物肉皮中的胶原蛋白第二节 蛋白质的化学组成一、 蛋白质的元素组成 主要有碳（50%55%）氢（6%8%） 氧 （ 20%23% ） 氮 （ 15%17% ） 硫 （0.3%4%） 有些蛋白质还含有少量磷、硒或金属元 素铁、铜、锌、锰、钴、钼等，个别蛋 白质还含有碘 。 蛋白质元素组成的特点各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量 ( g=%)

16、每克样品含氮克数6.251001/16二、氨基酸蛋白质是高分子化合物，可以受酸、碱或蛋白 酶作用彻底水解，最终产生各种氨基酸。因 此，蛋白质的基本组成单位为氨基酸1、 常见氨基酸 基本结构与构型 组成蛋白质的20种常见氨基酸都是-氨基酸（脯氨酸为-亚氨基酸）。除脯氨酸外，其余氨基酸可以用下面的结构通式表示。第三节 肽一、基本概念肽:是由氨基酸通过肽键缩合而形成 的化合物。肽键： 一个Aa的-羧基与另一个氨基酸分子的 -氨基缩合脱掉氨基缩合脱掉一 分子的 H2O而而 形成的化 学键叫肽键（酰胺键）*多肽链：许多Aa残基通过肽键彼此连接而成的链状多肽* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则

17、形成三肽* 由几个到十几个氨基酸相连而成的肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽(polypeptide)。蛋白质的营养价值 蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少。 必需氨基酸：机体不能合成的氨基酸，必需 从食物中摄取，有八种： 赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、 色、苏氨酸非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足 需要，有两种：组氨酸和精氨酸。决定蛋白质营养价值的因素 取决于所含必需氨基酸的种类、数量是否 与人体所需的蛋白质接近，越接近营养价 值越高。 动物蛋白营养价值大于植物蛋白蛋白质的互补作用混合食用营养价值较低的

18、蛋白质，则必需氨基酸可以互相补充，从而提高营养价值。氨基酸模式 人体蛋白质和各种食物蛋白质在必需氨 基酸的种类和含量上存在着差异，在营 养学上常用氨基酸模式来反映这种差异以色氨酸含量定为1限制氨基酸与人体氨基酸模式比较，食物蛋白质中一种或 几种必需氨基酸相对含量较低，导致其他必 需氨基酸在体内不能被充分利用，从而降低 蛋白质营养价值，这些含量相对较低的必需 氨基酸称为限制氨基酸。含量最低的为第一限制氨基酸植物中，赖氨酸，蛋氨酸，苏氨酸，和色氨酸含量相对较低动物蛋白质非必需氨基酸糖酮体氨基酸(10种种)必需氨基酸(10种)必需分解不可逆，缺乏碳骨架供给。故此类氨基酸需从食物中获取。氮平衡食物摄入

19、氮-(尿氮+粪氮)可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系*总氮平衡：摄入氮=排出氮即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人；*正氮平衡：摄入氮排出氮即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇；*负氮平衡：摄入氮 9 mmol / L 糖尿血糖含量的稳定依赖来源与去路的动态平衡。111（三）激素对血糖的调节降低血糖的激素：胰岛素1、促进血糖进入肌肉、脂肪组织代谢、促进血糖进入肌肉、脂肪组织代谢2、促进肝糖原合成、促进肝糖原合成3、促进糖氧化、促进糖氧化4、促进糖转变为脂肪、促进糖转变为脂肪5、抑制糖异生、抑制糖异生112升高血糖的激素（ 一）肾上腺素1、促进肝糖原分解为血糖、促进肝糖原分解为血糖2、促进肌糖

20、原酵解、促进肌糖原酵解3、促进糖异生、促进糖异生（二）胰高血糖素 1、促进肝糖原分解为血糖 2、促进糖异生、促进糖异生 （三）糖皮质激素食物糖类 CO2 + H2O + 氧化分解 1、促进肝外蛋白质分解为氨基酸 能 2、促进糖异生、促进糖异生分解合成 肝糖原糖原血糖（四）生长素 糖异生转化 抗胰岛素作用 脂肪等 非糖物质（五）甲状腺素 113血糖浓度异常低血糖： 3.9 mmol / L 低血糖症状（饥饿感、四肢无力） 6.1 mmol / L 9 mmol / L 出现糖尿 1、生理性： 饮食、情感性 2、病理性： 糖尿病 原因：胰岛素不足 症状：三多一少 继发：感染、酮血症酸中毒 . .1

21、14（五）葡萄糖耐量试验（GTT）GTT是一种糖负荷试验。用于了解机体对是一种糖负荷试验。用于了解机体对Glu的调节能力，的调节能力， 评价内分泌功能，反映近期体内糖代谢情况。Glu mmol轻型糖尿病(糖耐量降低)/L10+-+-糖耐量正常5Addison氏病氏病(糖耐糖耐 量升高)0306090120115min（六）糖化血红蛋白（GHb）GHb是RBC生存期内，HbA1与己糖的非酶促反应产物。 参考值：6. 5 1. 5 % 新发病的糖尿病病人，血糖但GHb没有明显增加。未控制的糖尿病病人，GHb可达10 20 % ，当糖尿病被控制，血糖下降后，GHb需数周才下降，故GHb作为糖尿病中远

22、期疗效的指标。116碳水化合物精白米引起的血糖反映 高GI(88)碳水化合物意大利面引起的血糖反映 低GI(55)2015/4/16119碳水化合物普通食物的升糖指数（GI) 快速释放糖食物食物名称 升糖指数 精米 88 年糕 81 玉米片 80 精面粉 75 白面包 70橙味汽水 68 菠萝 66 葡萄干 64 香蕉 62 蔗糖 59 慢速释放糖食物 食物名称升糖指数 糙米 58 意大利面 54 胡萝卜 47 橘子 43全谷黑麦面包 41 苹果 39 梨 38 豌豆 33 果糖 20 大豆 15二、生理功能和营养保健作用（一）防止血糖升高 可溶性膳食纤维吸水后膨胀为凝胶状，能增加食物的黏滞性； 还能在小肠黏膜表面形成一层“隔离层”，延缓食物中葡萄糖的吸 收；同时增加饱腹感，可防止餐后血糖急剧上升。 膳食纤维还可以增加胰岛素的敏感性。膳食纤维的高低对血糖的影响 食 物 膳 食 纤 维 含 量（ % ） 血 糖 指 数 土 豆 0.780-90% 早籼米 1.470-80% 白面包 3.660-70% 全麦面包 5.850-60% 燕 麦 6.640-50% 黑 豆 10.230-40% 扁 豆 13.420-30% 大 豆 15.510-20%美国糖