营养学第八章水及其他膳食成分

第八章

水及其他膳食成分2第一节水

一、概述水(Water)是人类机体赖以维持最基本生命活动的物质，是一种重要的宏量营养素。因为水相对容易获得，人们忽略它的重要性。水是生命的必要组成物质，约占人体组成的50%～80%。水不仅可作为各种物质的溶媒，而且参与细胞代谢，构成细胞生存的外环境。3表1人体中水分含量

年龄水分含量占体重的比例(%)

0～1岁751～6岁586～7岁6216～30岁(男性)58.931～60岁(男性)54.761～90岁(男性)51.616～30岁(女性)50.931～91岁(女性)45.24

如果没有水供给，人体只能存活几天的时间，其他营养素缺乏的情况下，存活时间可达数周到数年，甚至更长，因此说水是生命之源。一旦机体水分丢失达20%以上，生命活动就无法维持。成年人体内每日约有4%～6%的水进行更新，婴幼儿体内水分每日更新量可达15%左右。

Wateristhemajoressentialchemicalcomponentoflife,accountingforabout50%～80%ofthetotalbodyweight.Itisthemostessentialofalltheessentialnutrientsinthesensethattheabsenceofwaterkillsusmorequicklythanthe5

absenceofanyothernutrient.Wateristhesolventinwhichmostofthechemicalreactionsoflifeoccur,andisanimportantconstituentofintracellularandextracellularfluidofthebody,butitisusuallyignoredbecauseofitsfacileness.6

二、水在体内的分布

分布于细胞、细胞外液和身体的固态支持组织中，在代谢活跃的肌肉和内脏细胞中，水的含量最高，在不很活跃的组织或稳定的支持组织中含量较低。不同组织中的水分含量不同。机体中水的总量因体重不同而不同，但不同组织中水分含量的比例基本维持平衡状态，主要受年龄、性别和机体构成成分的影响。细胞内液(intracellularfluid)与细胞外液(extracellularfluid)之间由一层半透膜隔离，这种半透膜允许水自由通透，但对于其他化学物质来说是一种选择性通透膜。7

细胞内液和细胞外液之间的水分交换主要通过被动扩散的方式来进行。由于渗透压(osmoticpressure)的差别，水会从水分子浓度高的区域自动转移向水分子浓度低的区域，影响水分流动的主要因素是体液中离子浓度的平衡状态。8

三、水的生理功能

人体内的水主要有以下五个方面的功能：

1.溶媒(solvent)：营养物质的吸收、转运，代谢废物的排泄都需要溶解在水中才能进行，涉及到消化、吸收、代谢、分泌及排泄等多种重要的生理过程。人体中的化学物质只有溶解在细胞内液或外液中，才能获得流动性和机动性，从而使生命成为可能。

Solventisaliquidinwhichotherchemicalsbecomedissolved,andwateristhesolventsoflife.

2.体温调节因子(temperatureregulator)：水在体内热量分布和体温9

调节中起重要作用。水从液相蒸发变为气相是吸热反应，水的比热高于其他物质，吸收的热量多，蒸发1L的汗液约从体内带走600kcal的热量。

3.润滑剂(lubricant)：水可使固体物质之间滑动更加容易，如关节腔。

4.参与构成组织：蛋白胶体中的水直接参与构成细胞与组织，这种结合水能使组织具有一定的形态、硬度和弹性。

5.反应剂(reactant)：水是一种反应剂，参加化学反应，被转化为反应产物，提供反应所需的氢原子、氢离子、氧原子等。

6.其他：饮用的或食品加工的水中含有大量的矿物质。10

四、人体内水平衡的调节

人体每日都会有一部水分丢失，又通过饮水、食物等的摄入来补充丢失的水分，以维持体内水平衡(waterbalance)或称为体液平衡(fluidbalance)。机体内水平衡的维持主要依靠两种途径，即通过中枢神经系统控制水的摄入和通过肾控制水的丢失。11

五、水缺乏与过量

Dehydrationisdefinedastheexcessivelossofbodywater,andoftenaccompaniedwithafallinbloodvolumeandbloodpressure.Overhydration:whenalargeamountofwaterisconsumedquicklywithoutsufficientintakeofelectrolytes,aconditionknownaswaterintoxicationcanresult.Inthisconditiontheelectrolyteconcentrationinextracellylarfluidsbecomesdangerouslylow,causingwatertoentercellsfromthewateryextracellullarfluidorcausingpotassiumtoleavecells.12

1.水缺乏不同的人水丢失的情况是不同的，身体条件好的人在体力活动中丢失水多但钠丢失少；而身体条件差的人二者均丢失较多。脱水(dehydration)指体液容量减少，超过体重的2%以上。正常人血清钠130～150mmol/L，血浆渗透压280～310mmol/L。脱即失，失水伴有失钠、水钠丢失比例不同、按照脱水时细胞外液渗透压不同分为三型：高渗性、低渗性、等渗性脱水。

ADH：抗利尿激素，antidiuretichormone。可促进肾对水的重吸收，减少通过肾排出的水量。13⑴高渗性脱水(hypervolemia)：因失水多于失钠，脱水的特征是血钠＞150mmol/L，细胞外液渗透压＜310mmol/L。

原因：饮水不足：水源断绝，无水可饮；口腔，咽部食道疾病妨碍饮水；昏迷、极度衰竭，精神病患者不能饮水或拒绝饮水。失水过多：皮肤和肺因高热不感性蒸发增加，如体温升高1℃，每日多失水200～300mL；肾脏失水，见于尿崩症病人排出大量低渗尿，每日达10～15L。使用大量脱水剂如甘露醇，高渗葡萄糖引起渗透性利尿。低渗液排出过多；短时间大量出汗(高温环境)。14

病理生理变化：失水多于失钠，细胞外液渗透压升高，是引起高渗性脱水病理生理变化的关键环节。⑵低渗性脱水因失钠多于失水，脱水的特征是血钠＜130mmol/L细胞外液渗透压＜280mmol/L。血浆蛋白质浓度升高，细胞外液低渗，可引起脑细胞水肿，肌肉细胞内水过多并导致肌肉痉挛。⑶等渗性脱水水、钠等比例丧失，血Na+130～150mmol/L，细胞外液渗透压280～310mmol/L。任何等渗体液丢失，在短期内均属等渗性脱水。丢失细胞外液，而且细胞外液渗透压正常，对细胞内液影响不大。151617182.水过量

肾脏排水能力降低时摄水过多，致使大量低渗体液潴留在细胞内外，称为水中毒(Waterintoxication)。上述原因，大量补水，电解质不足，细胞外液容量增加被稀释，血[Na+]降低，渗透压下降，称之为稀释性低钠血症。为了维持渗透压平衡，水向渗透压相对高的细胞内移动、直到细胞内、外渗透压达到新引起细胞水肿。细胞水肿，主要是脑水肿，脑细胞肿胀和脑间质水肿使颅内压升高，出现头痛、恶心、呕吐、淡漠、神志混乱，视神经乳头水肿等，严重病例发生脑组织移位形成枕骨大孔疝或小脑幕裂孔疝导致呼吸，心跳停止。1920

六、水的来源和需要量

正常人每日水的摄入量和排出量处于动态平衡。水的来源有饮水、食物含水。代谢水，又称内生水，是体内物质氧化生成的水。机体排水的途径包括：皮肤不感性蒸发、呼吸道蒸发、粪便排水及肾脏排水。一般情况食物含水、代谢水、皮肤、呼吸道及粪便排水相对恒定，随着饮水量的增减、肾脏排水相应变化但总的摄入与排出大致相等。21表2人体每日水排泄与摄入量

水的摄入量(mL)水的排泄量(mL)

饮水1000～1300隐性排汗500食物含水700～900呼吸蒸发350代谢水300粪便排水

150

肾脏排水

1000～1500合计2000～2500合计2000～250022第二节膳食纤维

膳食纤维(dietaryfiber)是不能被人体消化道分泌的消化酶所消化的、且不被人体吸收利用的多糖和木质素。分类见第四章。23

一、膳食纤维的生理作用

Physiologicalfunctionsofdietaryfibers

1.膳食纤维的理化特性

⑴持水性：膳食纤维的化学结构中含有很多亲水基团，因此具有很强的吸水膨胀能力。膳食纤维吸水膨胀可填充胃肠道，增加饱腹感。可溶性膳食纤维可使胃排空时间明显延长，而不溶性膳食纤维则无此作用。24

⑵结合和交换阳离子：膳食纤维化学结构中包含一些羧基、醛酸基及羟基类侧链基团，呈现弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与钙、锌、镁等阳离子结合，使钠离子与钾离子交换，特别是与有机离子进行可逆的交换。

⑶发酵特性：膳食纤维能被肠内微生物不同程度地发酵分解，可改变肠道中寄生菌群的组成。不同来源的膳食纤维被分解的程度也不同，这与其持水性、多糖结构等有关。

⑷吸附螯合有机化合物：膳食纤维表面带有很多活性基团。可以吸附螯合胆汁酸、胆固醇、变异原等有机分子，其中对胆汁酸的吸附能力以木质素较强，纤维素弱。同时，膳食纤维还能吸附肠道内的有毒物质，并促使它们排出体外。252.膳食纤维的生理作用膳食纤维的生理作用是由其理化特性所决定的。⑴增加饱腹感：膳食纤维进人消化道内。在胃中吸水膨胀。增加胃内容物的容积，而可溶性膳食纤维黏度高，使胃排空速率减缓。延缓胃中内容物进入小肠的速度，同时使人产生饱腹感，对糖尿病和肥胖症患者减少进食量有利。

⑵降低对其它营养素或食物成分的吸收：膳食纤维对肠内容物的水合作用、脂质的乳化作用、消化酶的消化作用都产生一定的影响，故对食物蛋白质等营养素的消化以至于营养素的吸收有一定阻碍，其中能形成高黏度溶胶和凝胶的水溶性膳食纤维(如果胶)的这种作用更强。26

纯的膳食纤维可能降低某些维生素和矿物质的吸收率，这是因为纤维素可以在小肠内与其结合。用纯的膳食纤维研究钙的吸收，表明可以降低钙的吸收率。但是当食物中以结合形式的钙进入到结肠后，由于纤维被细菌酵解为短链脂肪酸。这酵解产物在结肠和回肠中还能促进钙的吸收。

⑶改变肠道菌群：进入大肠的膳食纤维能部分地、选择性的被肠内细菌分解与发酵，所产生的短链脂肪酸降低肠道pH值，从而改变肠内微生物菌群的构成与代谢，诱导益生菌大量繁殖。27

⑷促进排便：不溶性膳食纤维可组成肠内容物的核心，由于其吸水性增加粪便体积以机械刺激使肠壁蠕动；在可被结肠细菌发酵产生短链脂肪酸和气体以化学刺激肠粘膜，从而促进粪便排泄；膳食纤维可增加粪便含水量，减少粪便硬度，利于排便。

⑸胀气、致泻作用：因为肠道细菌对纤维素的酵解作用产生挥发性脂肪酸、二氧化碳及甲烷等，大量摄入后可能导致肠胀气、腹泻，这种现象仅限于吃了大量富含膳食纤维食物的个体或有消化道疾病的病人。

JoannelSlain的研究表明来源于水果、蔬菜、谷物的不溶性膳食纤维可用于治疗便秘，燕麦和亚麻籽中的水溶性膳食纤维可降低胆固醇，而小麦麸中的纤维在预防结肠癌方面比其它纤维更有效。28

三、膳食纤维与疾病

Dietaryfibersanddiseases

许多研究发现膳食纤维与多种疾病有关。

1.膳食纤维与胃肠道疾病⑴腹泻：部分膳食纤维(如纤维素)酵解产生的短链脂肪酸能破迅速吸收，短链脂肪酸的扩散能刺激水、盐吸收，减轻腹泻症状。

⑵便秘、痔和其它肛门疾病：膳食纤维可增强肠道运动的频率而具有轻泻作用，可改膳成人慢性便秘的症状。29

⑶炎性肠道疾病：短链脂肪酸可刺激肠高血糖素的分，后者可影响粘膜增生以阻断肠道炎症的发展。实验证明，膳食纤维的一种主要的代谢产物——丁酸无论在体内还是体外都起到了有效的抗炎作用。

⑷憩室病：常规需要用低渣低纤维膳食，但现在发现用高纤维膳食的患者中大部分症状减轻甚至消失。这可能与膳食纤维能增加粪便体积和湿重，降低了粪便硬度