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营养与健康,四川师范大学生命科学学院陶宗娅,1.4基础知识一1.4.1医学基础知识1.4.1.1人体解剖生理基础,人体的消化系统消化道消化腺,1.消化道：一条长而盘曲的肌性管道。根据位置、形态、功能不同可分为：口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠及肛门等。消化道中除咽、食管上端和肛门的肌肉是骨骼肌外，其余均由平滑肌组成。,人体消化系统,1）兴奋性低，收缩缓慢。2）富于伸展性，最长时可为原来长度的2-3倍，如胃可容几倍于自己初始体积的食物。3）有一定紧张性，能保持一定的形状和位置。4）进行节律性运动。5）对化学、温度和机械牵张刺激敏感，对内容物等的各种刺激引起的内容物推进或排空有重要意义。,消化道具有以下特点：,2.消化腺：1）大消化腺：有大唾液腺、肝和胰腺，是体内主要的消化腺。2）小消化腺：位于消化管壁内，如食管腺、胃腺和肠腺等。,消化腺都有导管与消化道相通，使分泌的消化液能流入消化道。消化腺分泌的消化液由水、无机盐和少量有机物组成，其中最重要的成分是具有蛋白质性质的消化酶。,人体消化系统,1.4.1.2食物消化吸收基础,消化:食物通过消化管的运动和消化液的作用被分解为可吸收成分的过程.机械性消化：靠消化道的运动把大块食物磨碎叫机械性消化或物理性消化。化学性消化：通过消化液及消化酶的作用把食物中的大分子物质分解成可被吸收的小分子物质的过程。,消化部位:主要在胃和小肠上部20%在胃60-70%在小肠其余在大肠,吸收:食物中的可吸收成分透过消化管壁的上皮细胞进入血液和淋巴液的过程。不被吸收的残渣则由消化道末端排出体外。,（一）各种消化液的成分及作用：1.唾液的成分及作用：1）成分：pH6.6-7.1，其中水分约占99%，有机物主要为黏液蛋白，还有唾液淀粉酶和少量无机盐（Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-等），另有少量气体如N2、O2和CO2等。正常人日分泌唾液1-1.5L。,1.唾液的成分及作用：2）作用：湿润与溶解食物并刺激味蕾引起味觉；清洁和保护口腔的作用；唾液淀粉酶可使淀粉水解成麦芽糖，对食物进行化学性消化。,胃是消化道中一个袋状膨大部分，其位置和形状随人的体型体位及胃内充盈度不同而有改变。中等度充盈时，胃的大部分位于正中线左侧，小部分位于右侧。主成分是水、HCl、Na+、K+等无机物，以及胃蛋白酶、粘蛋白等有机物。,2.胃液的成分及作用：,纯净胃液是一种无色透明的酸性液体（pH0.9-1.5）。主成分是水、HCl、Na+、K+等无机物，以及胃蛋白酶、粘蛋白等有机物。,（1）胃酸：由胃腺壁细胞分泌，只有胃中才有此酸性分泌液。作用：激活胃蛋白酶原，为其造成适宜的酸性环境，以利水解蛋白质。抑制和杀灭胃内细菌的作用。胃酸进入小肠后能刺激胰液和小肠液的分泌，并引起胆囊收缩排出胆汁。胃酸造成的酸性环境有助于小肠对Fe2+、Ca2+的吸收。,（2）黏液：胃黏膜表面的上皮细胞和胃腺中的黏液细胞分泌。主成分是糖蛋白，其次为粘多糖等大分子。在正常情况下胃黏膜表面常覆盖一层黏液，弱碱性，可中和HCl和减弱胃蛋白酶的消化作用，故可保护胃黏膜，使其免于受到HCl和蛋白酶的消化作用。同时，黏液还有润滑作用，可减少胃内容物对胃壁的机械损伤，对胃有保护作用。,胃黏膜,胃黏膜上皮,（3）胃蛋白酶：主细胞（胃底腺的结构：由主细胞、壁细胞、颈粘液细胞和内分泌细胞组成）分泌出来时为无活性的胃蛋白酶原，在HCl作用下被激活（最适pH2），是胃液中的主要消化酶，能将蛋白质进行初步水解。（4）内因子：正常胃液中含“内因子”。是分子量为53000的一种糖蛋白，与VB12结合并促进其吸收。,兔胃腺主细胞,消化道主细胞,消化道主细胞,3.胆汁的成分及作用：成分：为胆盐、胆色素、磷脂、胆固醇及粘蛋白等，无机物除水外，有Na+、K+、Ca2+、HCO3-。胆汁pH7.4左右。一般认为胆汁中不含消化酶。作用：是实现其消化机能，对脂肪的消化吸收具有重要意义。,4.胰液的成分及作用：成分：是无色无臭的碱性液体，pH7.8-8.4。主成分有NaHCO3和各种消化酶。作用：对食物的消化有重要作用。胰液含大量NaHCO3，能中和由胃进入小肠的盐酸，使肠内保持弱碱性环境，以利肠内消化酶的作用。,5.小肠液的成分及作用：成分：pH7.8呈弱碱性。成人分泌1-3L/d。小肠中除含多种粘蛋白、肠激酶外，还含多种消化酶，此外还常混有脱落的上皮细胞、白细胞和微生物等。作用：进一步分解肽类、二糖和脂类使其成为可被吸收的物质。如蔗糖酶分解果糖；麦芽糖酶分解麦芽糖；乳糖酶分解乳糖。,6.大肠液的成分及作用：成分：分泌少量碱性液体，pH8.3-8.4，主成分为黏液蛋白，保护黏膜和润滑粪便。,作用：含酶很少，没有明显的消化作用。大肠内容物主要受细菌的分解作用。细菌所含的酶能使食物残渣与植物纤维素分解。对糖类和脂肪进行发酵式分解，蛋白质进行腐败式分解。,6.大肠液的成分及作用：,作用：正常情况下，机体一方面通过肝脏对这些毒物进行解毒作用，另一方面通过大肠将这些毒物排出体外。大肠内细菌还能合成少量Vk和某些B族维生素。其中一部分可被人体吸收，对机体的营养和凝血有一定生理意义。,6.大肠液的成分及作用：,（二）各类食物的消化：,1.糖类的消化：淀粉口腔中唾液淀粉酶约水解40%胃中盐酸水解少量小肠中：胰淀粉酶约水解50%，肠淀粉酶水解少量麦芽糖乳糖蔗糖麦芽糖酶乳糖酶蔗糖酶葡萄糖（G）半乳糖+G果糖+G,麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶均为小肠中的酶,在糖的吸收过程中，半乳糖和葡糖能与载体蛋白结合而被迅速吸收。,2.脂肪的消化：,胆汁：搅拌乳化脂肪,脂肪+甘油约40%左右甘油一酯约60%左右。,脂肪,乳化脂肪,以脂肪酶为主，肠脂肪酶为辅,3.蛋白质的消化：,食物单纯蛋白质多肽（小肠）内肽酶（胰蛋白酶、胰糜蛋白酶等）外肽酶（氨基肽酶、羧基肽酶等）-氨基酸寡肽+二肽-氨基酸,胃蛋白酶,寡肽酶、氨基肽酶、二肽酶（肠上皮细胞刷状缘）,消化道内主要蛋白酶类,(三)营养物质的吸收,消化道内的吸收是指消化道内的物质（包括水分、盐类及食物等消化产物）透过黏膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程。,小肠的构造与吸收表面积,1.小肠是营养物质吸收的主要场所：,在口腔和食道内，食物实际上是不被吸收的。胃只吸收少量酒精和水分，大肠尚能吸收水、无机盐和部分未被小肠吸收的养分。食物经消化后的各种营养物质主要在小肠被吸收。,人的小肠长度为5-6m，其黏膜具有环状皱折并有大量指状突起的绒毛，绒毛上的每一上皮细胞可有600条微绒毛，使小肠吸收面积大为扩大，估计全部小肠约有250m2的吸收面积。其中，大部分是在十二指肠和空肠吸收，当其到达回肠时通常已吸收完毕。回肠被认为是吸收机能的储备，能主动吸收胆汁酸盐和VB12。,十二指肠,十二指肠降部癌合并结石,2.吸收原理：1）被动转运：包括滤过、扩散和渗透等作用。滤过靠膜两边的流体压力差，如肠腔内压力超过毛细血管压时，水分或其它物质可借压力差滤入毛细血管内。渗透则有赖于半透膜两边存在的压力差，水分从渗透压低的一侧进入渗透压较高一侧。,2.吸收原理：2）主动转运：有些营养物质可由浓度较低的一侧穿过膜向浓度高的一侧转运。需耗能量及载体协助。物质主动转运中的载体是一种脂蛋白，它具高度特异性，载体转运物质时的能量来自ATP。,3）胞饮作用（如图）：一种通过细胞膜的内陷将物质摄取到细胞内的过程。可使细胞吸收某些完整的脂类和蛋白质。也是新生儿从初乳中吸收抗体的方式。这种未经消化的蛋白进入体内可能是某些人食物过敏的原因。,（1）糖类的吸收：单糖是碳水物在小肠中吸收的主要形式。单糖的吸收不是简单的扩散而是消耗能量的主动过程，通过小肠上皮细胞膜刷状缘的肠腔面进入细胞内再扩散入血。因载体蛋白对各种单糖的结合不同，各种单糖的吸收速率也就不同。,3.营养物质的吸收：,单糖的主动转运与Na+的转运密切相关，当Na+的主动转运被阻断后，单糖的转运也不能进行。因此认为单糖的主动吸收需要Na+存在，载体蛋白与Na+和糖同时结合后才能进入小肠黏膜细胞内。单糖吸收的主要部位是在十二指肠和上段空肠，被吸收后进入血液，经门静脉入肝脏，在肝内贮存或参加全身循环。,（2）蛋白质的吸收：吸收部位主要在小肠上段。未经分解的蛋白质一般不被吸收。吸收机理与单糖相似，是主动吸收，需Na+的参与。,（3）脂肪的吸收：脂肪经胆盐乳化在十二指肠中在胰液、肠液和脂肪酶消化作用下水解为甘油、自由脂肪酸、甘油一酯及少量甘油二酯和未消化的甘油三酯。胆盐对脂肪的消化吸收具有重要作用，它可与脂肪的水解产物形成水溶性复合物，进一步聚合为脂肪微粒，通过胆盐微粒“引渡”到小肠黏膜细胞的刷状缘，以扩散方式被吸收。,（4）无机盐和维生素的吸收：小肠和大肠的各个部位都可吸收无机盐，吸收速度取决于多种因素：载体、pH、饮食成分等。,（5）水分的吸收：小肠吸收水分的主要方式是渗透作用，在吸收其它物质过程中所形成的渗透压是促使水分吸收的重要因素；此外小肠收缩时使肠腔内流体压力差增高，也可使部分水以滤过方式而吸收。,机体在新陈代谢中，不断产生对机体无用或有害的代谢产物，如不及时清除体外，就会在体内堆积对机体产生伤害，因此，机体必需通过排泄活动将其排泄出去。排泄就是指机体在新陈代谢过程中所产生的代谢终产物以及多余的水分和进入体内的各种异物，由排泄器官向体外输送的生理过程。,(四)代谢物质的排泄：,机体的排泄器官主要是肾，其次是肺、皮肤、肝和肠。肾脏以尿的形式排出多种代谢终产物和某种异物，如尿素、尿酸、肌酐、马尿酸、水及进入体内的药物等。肺借助呼气排出CO2和少量水，以及一些挥发性物质。,皮肤依靠汗腺分泌，排出一部分水和少量的尿素与盐类。肠和肝把胆色素和无机盐排入肠腔，随粪便排出体外。在这些器官中，由肾脏排出的代谢终产物不仅种类多，数量大，而且肾脏还可根据机体情况调节尿的质和量，因而肾脏的泌尿作用具有特别重要的意义。,（一）肾单位：人两侧肾脏有170-240万个肾单位，每个肾单位包括肾小体和肾小管两部分。肾小体包括肾小球和肾小囊。肾小管则由近球小管、髓袢和远球小管三部分组成。集合管不包括在肾单位内，但在功能上和远球小管密切相关，在尿生成过程中，特别在尿液浓缩过程中起重要作用，每一集合管接受多条远曲小管运来的液体，许多集合管又汇入乳头管，最后形成的尿液经肾盏、肾盂和输尿管进入膀胱，由尿道排出体外。,（二）尿液的生成：肾脏生成尿包括相互联系的两个过程：肾小球的滤过作用；肾小管的重吸收、分泌和排泄作用。,1.肾小球的滤过作用：当血液流经肾小球毛细血管时，血液中的成分除血细胞和大分子蛋白质外，其余的物质都能透过肾小球的膜进入肾小囊囊腔，这种滤过液称原尿。原尿中含有血浆中各种小分子物质如葡萄糖、Ca、P、K、Cl、尿素、尿酸等，含量与血浆中的含量接近。,2.肾小管和集合管的重吸收、分泌和排泄作用：原尿生成后沿肾小管流入集合管，再汇入肾盂。在此过程中，原尿中的绝大部分水和有用物质将全部或部分被管壁上皮细胞重吸收进入组织间液，再重返血液。管壁上皮细胞对大多数营养素的重吸收是主动转运过程，存在饱和性，如原尿中某种营养素含量过高，超过了肾小管的重吸收能力，尿液中就会出现这种物质。,如当血糖升高，通过肾小球滤过到原尿中的葡萄糖含量增多，超过肾小管的重吸收能力时，尿中就会出现葡萄糖。在重吸收的同时，管壁上皮细胞也向管腔分泌和排泄某些物质（如H+和NH3等物质）。经上述两个环节后，原尿成分发生改变成为终尿。终尿储存于膀胱，由尿道排出体外。,（三）尿液的排放：排尿活动是一种反射活动，当膀胱中尿量达一定程度时，膀胱受到牵拉产生神经冲动，产生排尿的欲望而排尿。,1.4.1.3不同人群生理特点,孕期生理特点婴幼儿发育特点学龄前儿童生理特点老年人的生理特点特殊条件下机体生理的适应性改变,孕期生理特点:,(一)内分泌改变母体卵巢及胎盘激素增加甲状腺素及其它激素水平改变，如人绒毛膜促性腺激素、人绒毛膜生长素、雌激素(雌酮、雌二醇、雌三醇)、孕酮等,(二)消化功能改变,受孕酮分泌增加的影响,胃肠道平滑肌细胞松弛,张力减弱,蠕动减慢,胃排空及食物肠道停留时间延长:易出现饱胀感及便秘；消化液、酶分泌减少，易出现消化不良；因喷门括约肌松弛，胃内容物可逆流入食管下部，引起反胃等早孕反应；钙、铁、VB12、叶酸等吸收增加；,（三）血液容积及血液成分改变,血浆容积增加45，随孕期进展逐渐增加血红蛋白浓度下降，红细胞计数下降，形成血液的相对稀释，称为孕期生理性贫血；血浆葡糖、氨基酸、铁、VC、叶酸、VB6、VB12、生物素含量下降；胡萝卜素、VE上升VA变化不大血液成分：红细胞、白细胞、血浆总蛋白,（四）肾功能改变,肾小球滤过率增加50，肾血浆流量增加75。但肾小管再吸收能力未有相应增加尿中葡糖、氨基酸、水溶性维生素代谢终产物排出量增加.,（五）体重增加1112.3kg(六)基础代谢率早期略有下降，中期逐渐升高，晚期增加1520%。,据孕前BMI推荐的孕期体重增长范围,哺乳期的生理特点,哺乳有利于生殖器官及相关组织恢复初乳：大量免疫蛋白，易消化。过渡期：乳糖、脂肪含量增多，蛋白质含量下降。成熟乳：富含蛋白质、乳糖、脂肪等多种营养素。哺乳期产妇血中雌激素、孕激素、胎盘生乳素水平急剧下降，垂体分泌的催乳素水平持续升高。,婴儿发育特点：,（一）体格发育体重：出生后婴儿开始沿着其遗传因素预先决定的生长曲线生长；身长：足月新生婴儿身长为50cm，1岁时增长约50%；,头围：反映脑及颅骨的发育状况，婴儿期平均每月增长1cm胸围：是胸廓和胸肌发育程度的指标。出生比头围小，但增长速度快，6个月至1岁时，与头围基本相等，称为胸围交叉,（二）消化系统发育新生儿涎腺欠成熟，唾液分泌少，唾液淀粉酶含量低，不利于消化淀粉；到3-4个月时涎腺逐渐发育完善，唾液中的淀粉酶逐渐增加，6个月起唾液的作用增强。胃肠道功能不够完善,幼儿生长发育特点：,（一）体格发育体重：1岁后增长速度减慢身长：增长速度减慢头围、胸围、上臂围：上臂围可反映皮下脂肪厚度和营养状况，早期发现营养不良。,出生时脑重量约370g，6个月时约600-700g，2岁时达到900-1000g，为成人脑重的75%，6个越后脑细胞增殖速度减慢，到出生12-15个月时，脑细胞一次性分裂完成。幼儿期神经细胞间的联系逐渐复杂,（二）脑和神经系统发育,（三）消化系统发育,乳芽萌出，咀嚼效率逐渐增强。克汀病(即呆小症)、佝偻病、营养不良等患儿出牙较晚。胃呈水平位，胃容量小消化酶的分泌及胃肠道蠕动力弱1岁后胃蛋白酶等消化酶活性接近成人水平,乳牙萌出的一般顺序,学龄前儿童的发育特点(36岁),（一）体格及神经系统发育身高和体重稳步增长，发育速度相对减慢。3岁时神经细胞的分化已基本完成，运动转为由大脑皮质中枢神经调节，神经冲动传导的速度加快，从而改变了婴儿期各种刺激引起的神经冲动传导缓慢，易于泛化、疲劳而进入睡眠状况。,（二）消化功能发育,3岁时20颗乳牙出齐，6岁时第1颗恒牙可能萌出，但咀嚼能力仅为成人的40%，不能过早进食成人膳食。,（三）心理发育特征,注意力分散是其行为表现特征之一，具有短暂的（约15min）控制注意力的能力；个性有明显发展，饮食行为上的反应是自我做主，应避免挑食、偏食。,主要营养问题：,微量元素，如铁、锌及维生素的缺乏农村：蛋白质、能量摄入不足城市：脂肪类食物摄入过多或运动减少造成的肥胖,学龄儿童生理和营养特点(612岁),超重和肥胖缺铁性贫血维生素A缺乏B族维生素缺乏锌缺乏,青少年期(1218岁)生理特点：包括青春发育期及少年期,青春期的开始，第二个生长高峰出现，体格发育速度加快。生殖系统迅速发育，第二性征逐步出现。能量和营养素的需求均超过成年人,老年人的生理特点：,（一）身体成分改变细胞数量下降，肌肉萎缩；身体水分减少，影响体温调节，降低了对环境温度改变的适应能力；骨矿物质和骨基质均减少，骨密度降低、骨强度下降，易出现骨质疏松,（二）代谢功能降低,基础代谢的降低15%20%，合成代谢降低、分解代谢增高，引起细胞功能下降；葡萄糖耐量下降。,（三）器官功能降低,消化液、酶及胃酸分泌减少胃肠蠕动和扩张能力减弱，易发生便秘；牙齿脱落影响咀嚼和消化；血管功能改变脑、肾、肝脏、代谢能力不同程度下降。,体内氧化损伤加重，丙二醛、脂褐素在细胞内堆积酶活性降低。免疫功能下降，胸腺萎缩、T淋巴细胞数量减少。,老年妇女的特殊生理变化：,卵泡减少，卵巢形态老化，体积缩小卵巢功能衰退，导致潮热、出汗等血管舒张和收缩功能不稳定等症状。,特殊条件下机体生理的适应性改变：,高温环境低温环境高原环境运动接触电离辐射人员接触化学毒物人员,高温环境：,通常指寒、温带地区的气温或生产场所温度32或炎热地区气温35或气温30而相对湿度80%的工作场所。,高温环境中人体可出现一定的生理功能变化如体温调节、水盐代谢、消化和循环等方面生理功能的改变，引起机体内许多物质代谢的改变.特别是大量出汗与机体过热，可使钾钠大量丢失，无机盐代谢紊乱和血清钾浓度下降，水溶性V也大量从体内散失。由于机体过热,蛋白质分解加速，消化液分泌下降，胃蠕动下降、消化功能下降。,低温环境：,寒冷地区人体总热能需要量较温带同等劳动强度者为高，具体可因寒冷程度、防寒保温情况和体力活动的强度而不同。基础代谢在寒冷条件下可升高10-15%。体温放散加速。防寒服装增加体力负荷。低温引起的汗颤和一些不经意的动作造成能量需要量增加。,寒冷刺激可使甲状腺功能提高，甲状腺素分泌增加，使体内物质氧化所释放的能量不能以ATP形式存在，以热的形式散发。低温下组织内三羧酸循环（TCA循环）和与呼吸链有关的酶类的活力增加，机体氧化产热能力增加等。,高原环境：,高原地区的特点是低气压、缺氧、寒冷、干燥和紫外线强。其中缺氧是影响身体健康和营养膳食的主要因素。人对高原的适应有两种不同的情况：一为急性适应，另一为逐步持久的适应。,未经适应的人，在高原地区发生的高原反应（急性高山适应不全症）主要是由于缺氧造成，低氧使血液供氧不足引起各组织缺氧，呼吸加速，厌食、恶心呕吐、细胞中ATP合成下降。缺氧可致肺动脉压升高，并由于呼吸加速引起电解质代谢紊乱，可发生肺水肿，全身水肿，导致高原性心脏病。在高原环境下生活一段时间后大多数人能适应缺氧环境，这种适应叫高原习服。,运动对人体生理的影响：,运动员在训练和比赛时的生理变化主要因肌肉活动量大而引起。肌肉在活动时能量来源主要靠糖及脂肪的氧化分解，糖易氧化，耗氧量比脂肪少，代谢物CO2和水，对体液pH影响小。在运动开始和大强度运动时，糖代谢所占比例较高，而运动强度小或糖原贮备大量消化后，脂肪氧化的比例增加。,运动员体内贮备的糖约375-475g，但血糖仅维持2min快速跑，维持血糖浓度主要靠肝糖原和肌糖原的降解，故体内的糖原贮备是影响运动员耐久力的重要因素。这些糖贮备大约