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第一篇 营养学 (nutrition)

第一篇 营养学 (nutrition). 介绍几个概念： 营养（ nutrition ）（略） 营养学（ nutrition ）（略） 营养素（ nutrient ） ：是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。一般认为，人体所需要的营养素共有六类：蛋白质、脂类、碳水化物、无机盐、维生素和水。其中蛋白质、脂类、碳水化物的需要量较多，称为 宏量营养素（ macronutrients ），也称“产能营养素 (energy-yielding nutrients)” 。

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第一篇 营养学 (nutrition)

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  1. 第一篇 营养学(nutrition) • 介绍几个概念： • 营养（nutrition）（略） • 营养学（ nutrition ）（略） • 营养素（nutrient）：是指食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及生理调节功能的化学成分。一般认为，人体所需要的营养素共有六类：蛋白质、脂类、碳水化物、无机盐、维生素和水。其中蛋白质、脂类、碳水化物的需要量较多，称为宏量营养素（macronutrients），也称“产能营养素(energy-yielding nutrients)”。 • 无机盐和维生素的需要量相对较少，称为微量营养素（micronutrients）。

  2. 第一章 营养学基础 第一节 人体构成（自学）

  3. 第二节 蛋白质（protein） 一、氨基酸 （一）氨基酸分类 根据营养功能分为：必需氨基酸、条件必需氨基酸和非必需氨基酸。 1.必需氨基酸（essential amino acid, indispensable amino acid） 指人体不能合成或合成数量不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸。

  4. 9种必需氨基酸： 苏氨酸（Threonine,Thr） 亮氨酸(Leucine,Leu) 异亮氨酸(Isoleucine) 缬氨酸(Valine,Val) 色氨酸(Tryptophan,Trp) 赖氨酸(Lysine,Lys) 苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe) 蛋氨酸(Methionine,Met) 组氨酸（Histidine,His）。

  5. 2.条件性必需氨基酸（conditionally essential amino acid）”或“半必需氨基酸”(semiessential amino acid)。 • 条件性必需氨基酸（conditionally essential amino acid）：an amino acid that is normally nonessential,but must be supplied by the diet in special circumstances when the need for it exceeds the body’s ability to produce it. eg.tyrosine and cysteine. (abstracted from Nutrition concepts and controversies.Eighth Edition).

  6. 3.非必需氨基酸（none essential aminoacid, dispensable amino acid ）是指人体内可自身合成且能满足机体需要的氨基酸。如甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。

  7. （二）氨基酸模式和限制氨基酸 • 氨基酸模式（amino acid pattern) ：蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 • 完全蛋白质（优质蛋白质）、参考蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质； • 限制氨基酸（limiting amino acid）； • 蛋白质的互补作用（complementary action of protein） 注意三点： 1.所搭配的食物生物学种属越远越好； 2.搭配的种类越多越好； 3.同时混合食用。

  8. 二、蛋白质的功能 （一）构成机体组织 （二）构成特殊生理活性物质 （三）氧化供能：16.7kJ(4kcal)/g

  9. 三、蛋白质的消化、吸收和代谢 胃：胃酸、胃蛋白酶 小肠：为蛋白质吸收的主要场所。胰蛋白酶（trypsin）、糜蛋白酶（chymotrypsin）、肽酶。 氨基酸的吸收通过三种主动运输系统来进行，分别转运中性、酸性、碱性氨基酸。结构相似的氨基酸在共同使用同一转运系统时，具有竞争性抑制作用。 关于“蛋白质和氨基酸补充剂”问题：

  10. 氨基酸池（amino acid pool）:指存在于人体各组织、器官和体液中的游离氨基酸。 • 氨基酸转运子分为两类：钠依赖型、非钠依赖型。 • 钠依赖型转运子主要转运甘氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天门冬氨酸； • 非钠依赖型转运子主要转运亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、精氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、脯氨酸、组氨酸等。

  11. 必要的氮损失（obligatory nitrogen losses，ONL） • 零氮平衡、正氮平衡、负氮平衡

  12. 四、食物蛋白质营养学评价 蛋白质的营养价值评价主要从食物蛋白质的含量、被消化吸收的程度和被人体利用的程度三个方面进行。 （一）蛋白质的含量 “微量凯氏定氮法”

  13. （二）蛋白质消化率(digestibility)是反映蛋白质被消化酶分解程度及分解后被吸收程度的指标。（二）蛋白质消化率(digestibility)是反映蛋白质被消化酶分解程度及分解后被吸收程度的指标。 食物氮－（粪氮－粪代谢氮） 蛋白质真消化率= ————————————×100% 食物氮 食物氮 －粪氮 蛋白质表观消化率= ———————×100% 食物氮  

  14. （三）蛋白质利用率 1.生物价( biological value，BV)是反映食物蛋白质消化吸收后，被机体利用程度的指标。 储 留 氮 生物价= ———— ×100吸收氮 吸收氮= 摄入氮－（粪氮－粪代谢氮） 储留氮=吸收氮 －（尿氮－尿内源氮）

  15. 2.蛋白质净利用率（net protein utilization,NPU） 储留氮 NPU= 消化率×生物价 = ————×100 % 食物氮 3.蛋白质功效比值（protein efficiency ratio,PER） PER =动物体重增加（g）/ 摄入食物蛋白质（g） 被测蛋白质的PER =（实验组PER / 对照组PER）× 2.5

  16. 4.氨基酸评分（amino acid score,AAS）和经消化率修正的氨基酸评分（protein digestibility corrected amino acid score,PDCAAS）“化学分（chemical score）” AAS = 被测蛋白质每克氮（或蛋白质）中氨基酸量（mg）/ 理想模式或参考蛋白质中每克氮（或蛋白质）中氨基酸量（mg） PDCAAS = AAS ×真消化率

  17. 常见食物蛋白质质量

  18. 五、蛋白质营养不良及营养状况评价 （一）蛋白质营养不良 蛋白质营养不良常与不同程度的热能营养不良同时存在，称为蛋白质-热能营养不良（protein-energy malnutrition,PEM）。

  19. “阜阳劣质奶粉事件 ”

  20. Marasmus: • Marasmus occurs most commonly in children from 6 to 18 months of age. • Muscular wasting ,absence of subcutaneous fat.``skin and bones” appearance; • Sparse,thin,and dry hair,without its normal sheen;it is easily pulled out without causing pain; • The skin is dry ,thin with little elasticity,and wrinkles easily; • apathy,anxiety,sunken cheeks.``appearance of a monkey’s or an old person’s face”.

  21. Monkey’s face

  22. KWASHIORKOR: • The predominant feature is soft,pitting,painless edema; • Skin lesions; • The hair is dry ,brittle,and without its normal sheen,and can be pulled out easily without pain.curly hair becomes straight,and pigmentation usually changes to dull brown,red,or yellowish white.

  23. Apathetic,irritable,cry easily,and have an expression of misery and sadness，anorexia, postprandial vomiting and diarrhea. • “I will tell you what malnutrition is -- you go into a town and you cannot find a smile on a child‘s face.”

  24. Marasmus Infancy (less than 2 yr) Severe deprivation or impaired absorption of protein,energy,vitamins,and minerals Develops slowly;chronic PEM Severe weight loss Severe muscle wasting with fat loss Kwashiorkor Older infants and young children(3~13 yr) Inadequate protein intake or,more commonly,infections Rapid onset;acute PEM Some weight loss Some muscle wasting,with retention of some body fat Features of Marasmus and Kwashiorkorin children

  25. Marasmus Growth:< 60% weight-for-age No detectable edema No fatty liver Anxiety,apathy Appetite may be normal or impaired Hair is sparse,thin,and dry;easily pulled out Skin is dry,thin,and winkled Kwashiorkor Growth:< 60 to 80% weight-for-age Edema Enlarged,fatty liver Apathy,misery,irritabil-ity,sadness Loss of appetite Hair is dry and brittle;easily pulled out;changes color;becomes straight Skin develops lesion

  26. （二）人体蛋白质营养状况评价 1.临床检查：身高、体重、上臂肌围（arm muscle circumference,AMC）、上臂肌区（arm muscle area,AMA）等。 AMC和AMA 是评价总体蛋白质储存的较可靠的指标。方法是测量上臂中点的围长（AC）和三头肌部的皮褶厚度（TSF） AMC（mm）= AC (mm) － 3.14 × TSF (mm) [AC（mm）－3.14 × TSF (mm)] 2 AMA (mm2) = —————————————— 4 × 3.14

  27. AMC国际标准： 男：25.3cm；女：23.2cm。测定值＞标准值的90%为正常。 2.实验室检查：测定血清白蛋白、运铁蛋白、前白蛋白、视黄醇结合蛋白等。

  28. 六、蛋白质参考摄入量及食物来源

  29. 中国居民膳食蛋白质推荐摄入量（RNI）

  30. 成人：推荐摄入量为1.16g/(kg·d) 蛋白质产热宜占总热能的10%~14%,其中成人为10~12%,儿童青少年应为12%~14%. 蛋白质的食物来源主要有以下三类： （1）动物性食品 （2）豆类蛋白质 （3）粮谷类蛋白质 理想的膳食优质蛋白质应占膳食总蛋白质的1/3以上。以30%~50%为宜 。

  31. 第三节 脂类（lipids） 脂类包括脂肪和类脂，脂肪：甘油三酯——甘油和脂肪酸；类脂：磷脂、固醇类等。 脂类是人体另一重要的热能营养素，而且也是最富热能的营养素。

  32. 一、甘油三酯及其功能 【功能】 1.贮存和提供能量 体内1g脂肪可产生39.7kJ 的能量。 注意：1g食物脂肪在体内氧化可产生37.56kJ （ 9 kcal ）的能量。 2.维持正常体温 3.保护机体脏器免受外力伤害

  33. 4.内分泌作用：脂肪组织可分泌：瘦素（leptin）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-,TNF-  ）、白细胞介素-6（interleukin-6,IL-6）、白细胞介素-8（interleukin-8,IL-8）、纤维蛋白溶酶原激活因子抑制物(plasminogen activator inhibitor,PAI）、血管紧张素原（angiotensinogen）、雌激素（estrogen）、胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor,IGF）、IGF结合蛋白3（IGF binding protein 3,IGFBP3）、脂联素（adiponectin）及抵抗素（resistin）等。

  34. 5.帮助机体更有效地利用碳水化物和对蛋白质节约作用5.帮助机体更有效地利用碳水化物和对蛋白质节约作用 6.构成机体组织 7.增加饱腹感：“肠抑胃素” 8.改善食物的感官性状 9.提供脂溶性维生素及必需脂肪酸，并促进其吸收。

  35. 二、脂肪酸的分类和功能 （一）脂肪酸的分类 1.脂肪酸根据其碳链的长短分为： • 长链脂肪酸（long-chain fatty acid, LCFA）（14~24碳） • 中链脂肪酸（medium-chain fatty acid, MCFA）（含8~12碳） • 短链脂肪酸（short-chain fatty acid, SCFA）（6碳以下）

  36. 2.根据其饱和程度分为： • 饱和脂肪酸(saturated fatty acid，SFA) • 单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA) • 多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)。

  37. 附：n或ω命名系统（编号系统） 脂肪酸的命名，目前国际上多采用“n或ω命名系统”。即碳原子的顺序从甲基数起，如油酸 C18:1，n-9（或ω-9）。 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 注意：（1）△命名系统是从羧基端数起； （2）更正教材第28页示例。

  38. 单不饱和脂肪酸指有一个双键的脂肪酸，最常见的是油酸（oleic acid) C18:1,n-9cis.“n-9”是指双键的位置是从甲基端数起，在第9和第10碳原子之间；“cis”指双键是顺势构型。 • 多不饱和脂肪酸是指有二个或二个以上双键的脂肪酸。营养学上有两类最重要的PUFA，即n-6系列PUFA和n-3系列PUFA。n-6系列的PUFA主要有亚油酸、γ-亚麻酸和花生四稀酸等； n-3系列PUFA主要有α-亚麻酸、二十碳五稀酸（C20：5，n-3)（eicosapentaenoic acid,EPA) 二十二碳六稀酸（C22：6，n-3)(docosahexaenoic acid,DHA)。

  39. 3.按脂肪酸的空间结构分为： • 顺式脂肪酸（cis-fatty acid）：“cis” • 反式脂肪酸（trans-fatty acid）:“trans” 如：反油酸 C18:1，n-9 trans

  40. （二）必需脂肪酸及其它多不饱和脂肪酸 【概念】必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA）是指人体生理必需、自身又不能合成、必须通过食物供给的脂肪酸。 • n-6系列的亚油酸（ C18:2，n-6）和n-3系列的α-亚麻酸（ C18:3，n-3 ）是人体的必需脂肪酸。 • 其它PUFA如花生四稀酸、EPA、DHA等是否列为EFA目前仍有争议。

  41. 体内多不饱和脂肪酸的合成途径 亚油酸 （18:2 n-6） -亚麻酸(18:3 n-3)   6去饱和酶   -亚麻酸 (18:3 n-6) 十八碳四稀酸（18:4 n-3）   碳链延长酶   双同型--亚麻酸(20:4 n-6) 二十碳四稀酸（20:4 n-3）   5去饱和酶   花生四稀酸（20:4 n-6） 二十碳五稀酸（20:5 n-3）(EPA)   碳链延长酶   二十二碳四稀酸（22:4 n-6）二十二碳五稀酸（22:5 n-3）   4去饱和酶   二十二碳五稀酸（22:5 n-6）二十二碳六稀酸（22:6 n-3）(DHA)

  42. 【EFA的功能】 （1）参与磷脂的构成：而磷脂可参与生物膜（细胞膜、线立体膜、微粒体膜等）的构成。EFA缺乏时，膜结构和功能发生变化，通透性增强。 （2）参与“类二十烷酸（ecosanoids）”的合成 类二十烷酸是指二十碳三烯酸（ C20:3，n-6）、二十碳四烯酸（ C20:4，n-6）、二十碳五烯酸（ C20:5，n-3）在环氧化酶和脂氧合酶的作用下生成的一系列氧化产物，主要包括前列腺素、前列环素、血栓素和白三稀。 （3）与脂质代谢有关，可降低血胆固醇和甘油三酯。

  43. （4）与视功能的关系 长期缺乏α-亚麻酸对调节注意力有不良影响；在视网膜中含有大量DHA ，DHA 可能为视紫红质的正常功能所必需。 （5）与大脑发育的关系。 DHA 有“脑黄金”之称。脑组织中的脑磷脂含有较高的DHA 和AA ，对于脑的正常发育有重要作用。 （6）为正常生长所必需。 【EFA缺乏症】生长迟缓（growth retardation）、生殖障碍、皮肤损伤（异常角化、通透性增强、水分渗出增加、皮疹等）、肝线立体功能异常、肾脏功能异常。

  44. 【注意】 （1）必需脂肪酸缺乏可见于： 1）长期使用缺乏必需脂肪酸的肠内营养制剂或肠外营养制剂； 2）使用低脂、脱脂奶或不含必需脂肪酸的代乳品长期喂养婴儿； 3）慢性肠道疾病，脂肪吸收不良 （2）摄入过多的危害：脂质过氧化；抑制免疫功能。 EFA供能≥总能量的3%

  45. （三）中、短链脂肪酸 1.中链脂肪酸（medium-chain fatty acid,MCFA）（含8~12碳原子）（自学） 2.短链脂肪酸（short-chain fatty acid,SCFA）（含6个以下碳原子）： 如乙酸、丙酸、丁酸等，主要由膳食纤维、抗性淀粉、低聚糖等在结肠发酵产生。

  46. SCFA的生理功能： （1）促进肠道正常菌群（又称“益生菌”，如双歧杆菌、乳酸杆菌等）的生长繁殖，抑制肠道致病菌及有害细菌的生长； （2）促进无机盐在结肠的吸收； （3）减低血胆固醇：丙酸（盐）吸收进入体内，可抑制肝脏中羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶（hydroxymethylglutary CoA reductase,HMG- CoA 还原酶 ）；

  47. （4）促进结肠黏膜上皮细胞生长、治疗溃疡性结肠炎（ulcerative colitis）及可能预防结肠癌的作用：丁酸（盐）可被大肠上皮细胞作为能源； （5）促进胃肠道蠕动，防止便秘及肠道憩室病的发生； （6）氧化供能

  48. 三、类脂（lipoids）及其功能 （一）磷脂 （phospholipid） 功能： 1.构成生物膜； 2.促进脂肪及脂溶性物质的吸收、转运和储存。如脂溶性维生素、必需脂肪酸等； 3.作为乳化剂，广泛用于食品工业中； 4.降低血胆固醇，防止动脉粥样硬化； 5.预防脂肪肝； 6.磷脂经一系列水解后可生成胆碱，进而合成乙酰胆碱，参与神经系统功能； 7.供能

  49. （二）固醇类（sterols） 1.胆固醇（cholesterol） 功能： （1）构成生物膜 （2）合成重要生理活性物质。如胆汁、性激素、肾上腺素及VD等。

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