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第十章 营养与化学元 素 生命的化学进化 过程 (1) 从无机小分子物质生成有机小分子物质 ； (2) 从有机小分子物质形成有机高分子物质 ； (3) 从有机高分子物质组成多分子体系； (4) 从多分子体系演变为原始生命。 地球经历了： 元素进化 氢各种元素 分子进化原子分子复杂分子 生物进化 细胞人 大自然中一切物质由化学元素组成，化 学元素在人体中各有不同功能。 化学元素与营养物质通过食物链循环转 化，排泄物由微生物分解，再返回环境。 由于食物链的关系，人体元素与环境元 素相似，地壳表层90多种元素，人体都有 。 （P256附录4“人体与海水的组成最相近”） 10.1 生物体中的化学元素的分类和主要功能 一、人体中的化学元素 必需元素 常量元素 11种 微量元素 15种（主要） 非必需元素 20-30种 有毒元素 n常量元素(含量占人体重量0.01以上)11种 C、H、O、N、S、P、Cl、 Ca、 Mg、Na、K等 O、C、H、N、S、P六种元素是蛋白质、 脂肪、糖类、核酸等构成生命物质的主要 组成部分。 必需元素 微量元素 （主要15种） (0.05%) Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Mo、Cr、V、 Sn、 Pb、Ni （11种） (99.95%) I 、F、Se、Si (4种) 微量必需元素实际上有70余种，含量虽少 ，但其功能无可替代 2、非必需元素 B、Al、Sr等 20 30种 存在于组织中, 浓度变化, 生物效应和作用 有待研究 3、有毒（有害）元素 对机体有显著毒害作用的元素 Pb、Cd、Hg 必需 元素 （1）生命过程的某一环节（一个或一组反 应）需要该元素的参与，即该元素存 在于所有健康的组织中； （2）生物体具有主动摄入并调节其体内分布和 水平的元素； （3）存在于体内的生物活性化合物的有关元素 ； （4）缺乏该元素时会引起生化生理变化，当补 充后即能恢复。 必需元素的生理和生化 作用 （1）结构材料。 Ca，P 构成硬组织，C、H、O、N、S 构成有机大分子。 （2）运载作用。 血红蛋白中的Fe2+：输运O2和CO2 （3）组成金属酶或作为酶的激活剂。 金属酶：Mo 金属激活酶中的金属离子： Zn （4）调节体液的物理和化学特性。 Na+、K+、Cl- （5）“信使”作用。 钙媒介蛋白质： Ca （6）参与激素的生理作用。 甲状腺素的成分：I （7）维持核酸的正常代谢。 Zn Co Fe Cu Ni 人体内必需常量元素的平均 含量 元素名称含量 (%) 元素名称含量 (%) 氧（O） 碳（C） 氢（H） 氮（N） 钙（Ca） 磷（P） 61.0 23.0 10.0 2.6 1.4 1.2 硫（S） 钾（K） 钠（Na） 氯（Cl） 镁（Mg） 0.23 0.20 0.16 0.14 0.029 各种必需元素在人体内都有一定的浓 度范围，过量或缺乏都对肌体有害。 示例：铁 铁：必需元素 参与分子氧的运送和代谢 供应或吸收不足：缺铁性贫血 无法满足血红蛋白的合成 由于疾病或偶然性的吸收，铁吸收过 量 在体内积累，催化氧自由基的生成， 损伤组织和机体。 共存元素的相互作用 协同作用（生物体内的一种元素促进另一 种元素生物学作用的现象） 铜促进肌体对铁的吸收 缺铜时生物合成的铁无法进入血红蛋白 葡萄糖酸铜、硫酸铜食品营养强化剂 拮抗作用（生物体内的一种元素抑制另一 种元素生物学作用的现象） 铁拮抗锡的毒性 锌拮抗镉的毒性 锶和钡取代钙，引起佝偻病 钙 成人体重的 1.5% 2.0 99存在于骨骼和牙齿中 以羟基磷灰石(Ca10(OH)2(PO4)6)的形式存在。 其于1存在于软组织、细胞外液和血液中。 来源广泛 构成人体骨和牙齿占总钙99% 维持细胞正常生理状态 肌肉收缩,神经兴奋传导 酶激活剂 钙激化凝血酶（使血液凝固） 矿物元素之间的协调者 含钙量较高食品虾皮（是牛奶16倍）、海 带、奶粉、芝麻酱、芝麻、 黄豆、紫菜，西瓜子仁 作用 钙在人体内的功能 钙的营养不足 对于儿童 骨质生长不良和骨化不全 会出现囟门晚闭、出牙晚 “鸡胸”或佝偻病 对于成年人 患软骨病 易发生骨折并发生出血和瘫痪等疾病 高血压、脑血管病等也与缺钙有关 食物中的维生素D、乳糖、蛋白质，都能促 进钙盐的溶解，有利于钙的吸收。 肠内的酸度有利于钙的吸收。 胆汁有利于钙的吸收。 脂肪供给过多会影响钙的吸收。 年龄和肠道状况与钙的吸收也有关系。 某些蔬菜中草酸和谷类中植酸(六磷酸肌醇） 分别能与钙形成不溶性的草酸钙和植酸钙， 影响钙的吸收。 影响钙吸收的因 素 每日人体所需钙量 组别 钙的供给量 (毫克) 组别 钙的供给量 (毫克) 婴幼儿400-800母乳期1000-2000 青少年1000-1200绝经妇女1200-1500 成年男女800老年人1000-1200 磷 成人体重的 1 90% 的磷以磷酸根 PO43- 的形式存在 87.6 以上存在于牙齿和骨骼中，其余 分散于体液、血细胞之中 来源广泛 构成骨骼、牙齿占磷总量85% 磷蛋白（磷与蛋白质结合）构成细胞核 磷酸盐缓冲作用（维持机体酸碱平衡） 磷脂（血液和脑组织）影响记忆力、智力 为细胞提供直接能量 作用 磷在人体中的 功能 三磷酸腺苷 缺磷影响钙的吸收，出现低磷血病 、 软骨病 成人膳食中 钙磷 = 12 儿童膳食中 钙磷 = 15 含磷高食物奶粉、芝麻酱、黄豆、 青豆干、紫菜、花生仁、赤豆 钠、钾和 氯 钠、钾和氯分别约占成人体重的0.15、 0.35和0.15 以离子状态存在于一切组织液之中 细胞内K+含量多，细胞外液 （血浆、淋 巴、消化液） Na+含量多 Na+、Cl来自食盐，K+来自水果、蔬菜等。 Na与Cl组成细胞外液的主要电解质， 维持细胞内外渗透压和 酸碱 平衡。 人体需要NaCl 2 5 g /日 足够。 多则影响肾（NaCl由肾脏随尿排出），易 患高血压。 2 K+ 激活酶活力 糖、蛋白代谢、合成蛋白质 酸碱平衡 人体需要2 4 g /日，谷、蔬果、肉 中都有 K+经消化道吸收，尿排80%、粪便排出 10%、汗排10%。 钠、钾和氯在人体中的 功能 （三）微量元素在人体中的 作用 微量元素占人体总重 0.01% 11种 微量元素 0.01% 15种 维生素 辅酶的成分，调节机体代谢 水人体主要组成成分（占人体重量2/3 ） 构成生命体的5种重要有机物（第九章） 糖 蛋白质 酶 核酸 脂肪 (1)供给热量和能量，使其能维持体温，满足生 理活动和从事劳动的需要； (2) 构成身体组织，供给生长、发育及组织自我 更新所需要的材料； (3) 保护器官机能，调节代谢反应，使身体各部 分工作能正常进行。 人体对营养最基本的要求 也称碳水化合物 由植物的光合作用产生 包括葡萄糖、果糖、乳糖、淀粉、纤维 素等 是人体重要的能源和碳原 糖的衍生物可以生成DNA、RNA、ATP 等重要的生物活性物质 糖 类 含糖类较多的 食物 病症致病原因受影响 的器官 临床症状 糖尿病胰岛素缺乏或其受 体异常 肝、肾 高血糖及糖尿， 并发高血压。 低血糖症 胰岛素分泌过多或 肾上腺、垂体机能 减退或长期不能进 食或严重肝脏疾病 脑、肝 影响脑组织功能 ，严重地会出现 惊厥和昏迷。 糖原病I先天缺乏葡萄糖 磷酸酶 肝、肾 血糖下降,体瘦, 肝肿大,严重者 导致血中毒。 几种常见的糖代谢紊乱症 脂 肪 脂肪俗称油脂。 按来源可分为动物和植物油脂两大类。 按化学结构可分为脂肪和类脂两种。 类脂包括磷脂、糖脂、固醇和固醇脂几大类。 含脂肪较多的食物 脂肪与健康 适当的脂肪利于健康 不适当的脂肪有害健康 摄入过多 心脑血管疾病，肥胖等 组别 脂肪 (克/日) 组别 脂肪 (克/日) 婴幼儿3540青壮年7055 儿童4050中老年6050 小学生4560老年人50 中学生6070 脂肪日推荐量 蛋白质的作用 人体组织的构成成分 肌肉、心、肝、肾等含大量蛋白质 构成体内各种重要物质 酶、激素、抗体 供给热能 1克蛋白质产生16.7kJ的热能 蛋白质的分类 完全蛋白质：凡含有各种必需氨基 酸的蛋白质，能维持生命体的正常 生长的蛋白质 大豆 不完全蛋白质：缺少一种或一种以 上必需氨基酸的蛋白质 米、麦蛋白、鱼、肉 含蛋白质较多的食物 蛋白质与健康 摄入不足 生长发育迟缓，体重减轻，容 易疲劳，易感染其它疾病 摄入过剩 加重肾脏负荷 含硫氨基酸过多，加速钙质流 失，导致骨质疏松 维生 素 维持细胞正常功能所必需的一类 低分子有机化合物，主要依赖食物供 给。 分类： 脂溶性维生素：A、D、E、K 不溶于水，易溶于脂肪或有 机溶剂 主要储存于肝脏中 水溶性维生素：B族、C 可溶于水 维生素的结 构 维生素是维持生物正常生命过程的必须营养素。 1生物催化剂酶的重要组成部分（辅酶 的前体，辅酶调节机体代谢 ） 2参与人体主要生理功能 维生素的作用 1、脂溶性维生素缺少 维A 夜盲 皮损伤 维D佝偻病 维E红细胞变脆性 维K肝凝血酶，凝结作用丧失 2水溶性维生素缺少 维C坏血病、关节肿大、牙龈出血 维B（辅酶的组成部分）脚气病，贫血 等 脂溶性维生素 1维生素A （1）缺乏维A 夜盲症，角膜溃疡 骨骼和牙齿软化 免役力下降 （2）食源 天然维A只存在于动物脂肪中，鱼肝油、蛋黄 ，胡罗卜素可被小肠壁转变成维A，因此胡罗卜 素是维生素A的前身，并具维A的生物活性。 一般带色蔬菜，颜色愈深，含胡罗卜素愈高。 （3）正常剂量： 维生素A每个人的需要量，视运动状态、 精神紧张程度，以及机体状态而异 一般成人需5000 IU/日（小于5万IU/日）， 过量摄入中毒： 关节痛 皮肤干燥、脱发 损害肝脏 停服维A，加服维K，即可痊愈。 2维生素D （1）维D作用 促进小肠对钙磷吸收 保持血液中钙磷浓度恒定 使肾脏排除磷 维持神经系统稳定、心脏正常活动、血液凝固 （2）维生素D特点； 它是一种类固醇，能转换成激素 （3）正常剂量400-500 IU /日 维D过量 使肺肾慢性钙化 血管硬化、肾结石 尿频、消瘦、食欲不振、低热 停服维D，加服维E，治疗中毒。 (1)维E作用 强抗氧化剂防止不饱和脂肪过氧化物生成，防 止细胞氧化 使血管扩张更多血流向心脏 改善脂肪代谢抗凝血酶、预防血液凝结、抑制动脉硬化利 尿 增强生殖能力提高精子个数 (2)正常剂量：30200mg/日（植物油中富含） (3)维E过多引起子宫内膜癌 3维生素E 4维生素 K （1）维K的作用合成凝血酶原不可缺少的物质 （2）缺K凝血时间长，皮下、肌肉、胃肠道会出血 长期使用广谱抗生素，使成人肠道菌几乎被全部 清灭时，则K会缺乏。 （3）K的来源： 鱼肝油、菠菜、白菜、西红柿 某些肠道细菌自动合成维K （4）K需要量： 20 100ug /日 K过量中毒点状出血，肾小管变性，红血球细胞分 解，形成贫血。 水溶性维生素 1维生素B族10多种辅酶的组成部分 参与人体重要生理功能 B1（硫胺素）脚气病、心力衰竭 B2（核黄素）口角炎、视觉失调、皮肤皱裂 B6 皮肤病 关节炎 B12 恶性贫血 叶酸 贫血、早产 烟酸（B5） 糙皮病、痴呆 泛酸（B3）消化不良，运动神经元失调 生物素（维H）皮肤病 胆碱 胃溃疡 2. 维生素C（抗坏血酸） 缺乏： 易生坏血症、牙龈出血、关节 肿大 服用维生素C过多： 其颈部大动脉壁增厚速度比常人快。 部分水溶性维生素的生理作用 名称 每日 需求量 食物来源功能 缺乏时 的症状 维生素 B1（硫 胺） 1.5mg 谷物，豆， 肝，脑，心 ，肾脏 形成与柠檬 酸循环有关 的酶 脚气病，心 力衰竭，精 神失常 维生素 C（抗 坏血酸 ） 75mg 柑橘，绿色 蔬菜 使结缔组织 和碳水化合 物代谢正常 坏血症，牙 龈出血,牙 齿松动，关 节肿大 叶酸 0.1 0.5mg 酵母，动物 内脏，麦芽 合成核蛋白 贫血症，抑 制的细胞分 裂 名称 每日 需求量 食物来源功能 缺乏时 的症状 维生 素A 0.5mg 绿和黄色蔬菜 及水果，鳕鱼 鱼肝油 形成视色素， 使上皮结构保 持正常 夜盲， 眼病， 皮损伤 维生 素D 10mg 鱼油，肝，皮 肤中由太阳光 激活的前维生 素 使从肠吸收的 Ca2+增加；对 牙和骨的形成 是重要的 佝偻病 维生 素E 1040 mg 绿色阔叶蔬菜 保持红细胞的 抗溶血能力 增加红 细胞的 脆性 部分脂溶性维生素的生理作用 维生素的共同特点 以本体的形式或可被机体利用的前体的形 式存在于天然食物中 不能在人体内合成或在体内大量储存，必 须经常由食物提供 不是构成各种组织的原料，也不提供能量 每日需要量很少，但对调节新陈代谢过程 有重要作用 常以辅酶或辅基的形式参与酶的作用 不少维生素具有几个结构相近，生物活性 相同的化合物 无机盐的生理功能 构成骨、齿和体液的重要成分 维持正常的酸碱平衡和渗透作用 保持神经、肌肉的兴奋性 K+、Na+离子提高兴奋性 Ca2+、Mg2+离子降低这种作用 促进酶的活性。 Mg酶激活剂，稳定DNA和RNA的结构 维持组织的正常形态和功能维持组织的正常形态和功能 促进物质代谢促进物质代谢 是良好溶剂，提供反应环境是良好溶剂，提供反应环境 作为反应物，直接参与代谢作为反应物，直接参与代谢 调节体温调节体温 润滑作用润滑作用 唾唾 液、泪液、泪 液、关节液、粘液等液、关节液、粘液等 主菜单主菜单 水的生理功能水的生理功能 10.3 树立平衡营养观 念 平衡营养：通过食物补 充人体所需的热能和营 养素，以满足人体的正 常生理需要，并且各种 营养素之间比例要适当 ，以利于营养素的吸收 和利用。 糖类以糖原地形式贮存在体内； 类脂质以脂肪地形式贮存在体内； 人体内没有氨基酸的贮存形式。 有一个不断变化的氨基酸库，组织 蛋白不断的分解和重新合成。 平衡膳食必须包括以下四方面的食物 （1）谷类、薯类和杂粮 统称粮食。 （2）动物肉类和豆类 （3）蔬菜类和水果类 （4）油脂类 粮食 150500克 蔬菜 100500克 水果 75200克 动物性食品 85150克 奶及奶制品、 豆奶及大豆制品 200400克鲜牛奶 2550克豆制品 油脂和糖 1025克油脂，1030 克糖类，25克食盐 各类食物每人每天推荐量 适用于2-18岁的健康人。年龄小的取低值，年龄大的取高值。 选食三原则 （1）自然原始化食物食物最好是生长在 自然阳光、未污染空气、自然水或自然土 地中的食物。 加工过的食物，天然营养成分遭破坏，食 品添加剂的安全性，可信度不够。 例：丹参中含丹参酮A 天然的含3.23%， 人工裁培的含 0.62% （2）生长期较长食物苹果生长期较长 ，营养丰富，相对较安全。 （3）多样化食物不要挑食，吃各种各 样食物，及时补充人体需要的营养成分。 例： 豆类补充不饱和脂肪酸，脂溶性维生素 蔬果补充维B、C 肉类补充蛋白质 1. 不要暴饮暴食。 2. 不吃肥甘厚味。所谓肥甘厚味，是 指太油腻、太咸、太甜的精致食物。 3. 不可偏食。 4. 不勉强进食。 5. 不可在发怒后进食。 6. 不可吃过烫或过冷的食物。 饮食原则 每日保健 一早晚两杯白开水 充足的水分是健康和美容的保障。 早上一杯白开水，清洁肠道、补充夜间失 去的水分。 晚上睡前一杯白开水，保证夜间血液不至 于因缺水而过于粘稠，血液粘稠会引起大脑 缺氧、色素沉积、提早衰老。 二一杯酸奶，适量醋 酸奶含： 丰富的钙（100mgCa/100g牛奶）、 蛋白质、 多种维生素（维A、B12）、 乳酸菌（增加胃酸、增强胃消化酶活 性、抑制大肠杆菌的生长）。 食醋可延缓血管硬化。 三合理膳食，适量维生素 1. 五谷为养 粮食提供人体能量来源的70%。粮 食是碳水化合物（糖），与蛋白质结 合成糖蛋白，是人体免疫物质及某些 酶、激素的重要组成部分。 粮食摄入不足，易感脑疲劳、乏力 、抗病能力下降。 2.适量维生素 维维生素食源缺少维维生素症状 VA 动动物肝脏脏、鱼鱼、胡 罗罗卜、哈密瓜 头发头发 枯干、皮肤粗糙、记忆记忆 力减 退、心情烦烦燥及失眠、指甲有 深刻白线线印 VB1 粗面粉、猪肉疲劳劳、食欲差、多皱纹皱纹 、早衰、 小腿间间歇性酸痛 VB2 肝脏脏、鱼鱼、鸡鸡蛋、 牛奶、菌类类（蘑 菇） 皮肤干裂粗糙、嘴角破裂溃烂溃烂 、 手脚有灼热热感 VB6 谷物、豆、猪、动动 物内脏脏 皮肤病、舌苔厚重、嘴唇浮肿肿、 头头皮屑多、口腔粘膜干燥 VC 柑桔、绿绿色蔬菜坏血病、牙龈龈出血、牙齿齿松动动、 关节肿节肿 大、防色斑、抗老化、 美化皮肤 VE 绿绿色阔阔叶蔬菜，食 用油 强抗氧化剂剂、清除色斑，滋润润皮 肤 3必需元素摄入量处在最佳健康浓度 （1）Fe 重要造血原料，组成血红蛋白和含铁酶， 运输氧，使面色红润 Fe 缺乏贫血、免疫力低、肝癌 过量影响胰腺、心衰、糖尿病、肝硬化 食源： 肝、肾、瘦肉、黑木耳、海带、紫菜、番茄、 油菜 蛋白质和维C可提高铁的吸收率 例：红枣（含铁，维C）治贫血 茶叶中鞣酸与 Fe结合，缺铁性贫血者不能喝 茶。 (2) Zn 锌在人体内含量23克 作用： 激活100多种酶，参与核酸和能量代谢 合成胰岛素必需的元素 保护皮肤健康、维护免疫功能， 维护夜间视力 促进身体发育 Zn 缺乏侏儒、溃疡、不育、肝硬化 过量 胃肠炎、贫血 食源： 肉、肝、海产品、蛋、牛奶（含锌多）、 鲜牡蛎（1490mg/1kg）。 （3）Cu酶辅助因子 （30种以上酶和蛋白中含Cu） 缺Cu 使代谢异常，引起贫血 少年白发、皮肤变白 食欲不振 Cu过量 兰绿粪、急性溶血、肾功能异常 食源：茶、燕麦、西瓜、白蘑菇、杏子、核 桃 （4）I 合成甲状腺原料和多种酶 甲状腺分泌甲状腺素（激素），增强能量代 谢和蛋白质、糖类、脂肪的合成，促进生 长发育。 缺碘 甲状腺增生、结节、甲状腺肿 孕妇缺I 新生儿呆小症 幼儿缺I 影响生长发育、思维迟钝 成年缺I 皮肤干燥、发毛零落 食源：加碘食盐、海带、海蜇、紫菜 （碘过量 甲状腺肿） （5）硒谷胱甘肽过氧化物酶的成分， 清除过氧化物对细胞膜造成的损害、抑制 自由基、抑制癌（肝癌，皮肤癌，淋巴肉 瘤） 对有毒元素Cd