第八章 水及其他膳食成分.ppt

1、1,第八章 水及其他膳食成分,2,第一節(jié) 水,一、概述 水(Water)是人類機(jī)體賴以維持最基本生命活動的物質(zhì)，是一種重要的宏量營養(yǎng)素。因?yàn)樗鄬θ菀撰@得，人們忽略它的重要性。水是生命的必要組成物質(zhì)，約占人體組成的50 %80 %。水不僅可作為各種物質(zhì)的溶媒，而且參與細(xì)胞代謝，構(gòu)成細(xì)胞生存的外環(huán)境。,3,表1 人體中水分含量,4,如果沒有水供給，人體只能存活幾天的時間，其他營養(yǎng)素缺乏的情況下，存活時間可達(dá)數(shù)周到數(shù)年，甚至更長，因此說水是生命之源。 一旦機(jī)體水分丟失達(dá)20 %以上，生命活動就無法維持。成年人體內(nèi)每日約有4%6%的水進(jìn)行更新，嬰幼兒體內(nèi)水分每日更新量可達(dá)15 %左右。 Water

2、is the major essential chemical component of life, accounting for about 50%80% of the total body weight. It is the most essential of all the essential nutrients in the sense that the absence of water kills us more quickly than the,5,absence of any other nutrient. Water is the solvent in which most o

3、f the chemical reactions of life occur, and is an important constituent of intracellular and extracellular fluid of the body, but it is usually ignored because of its facileness.,6,二、水在體內(nèi)的分布 分布于細(xì)胞、細(xì)胞外液和身體的固態(tài)支持組織中，在代謝活躍的肌肉和內(nèi)臟細(xì)胞中，水的含量最高，在不很活躍的組織或穩(wěn)定的支持組織中含量較低。不同組織中的水分含量不同。機(jī)體中水的總量因體重不同而不同，但不同組織中水分含量的比例基

4、本維持平衡狀態(tài)，主要受年齡、性別和機(jī)體構(gòu)成成分的影響。 細(xì)胞內(nèi)液(intracellular fluid)與細(xì)胞外液(extracellular fluid)之間由一層半透膜隔離，這種半透膜允許水自由通透，但對于其他化學(xué)物質(zhì)來說是一種選擇性通透膜。,7,細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液之間的水分交換主要通過被動擴(kuò)散的方式來進(jìn)行。由于滲透壓(osmotic pressure)的差別，水會從水分子濃度高的區(qū)域自動轉(zhuǎn)移向水分子濃度低的區(qū)域，影響水分流動的主要因素是體液中離子濃度的平衡狀態(tài)。,8,三、水的生理功能 人體內(nèi)的水主要有以下五個方面的功能： 1.溶媒(solvent)：營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)，代謝廢物的排泄

5、都需要溶解在水中才能進(jìn)行，涉及到消化、吸收、代謝、分泌及排泄等多種重要的生理過程。人體中的化學(xué)物質(zhì)只有溶解在細(xì)胞內(nèi)液或外液中，才能獲得流動性和機(jī)動性，從而使生命成為可能。 Solvent is a liquid in which other chemicals become dissolved, and water is the solvents of life. 2.體溫調(diào)節(jié)因子(temperature regulator)：水在體內(nèi)熱量分布和體溫,9,調(diào)節(jié)中起重要作用。水從液相蒸發(fā)變?yōu)闅庀嗍俏鼰岱磻?yīng)，水的比熱高于其他物質(zhì)，吸收的熱量多，蒸發(fā)1 L的汗液約從體內(nèi)帶走600 kcal的熱量。

6、3.潤滑劑(lubricant)：水可使固體物質(zhì)之間滑動更加容易，如關(guān)節(jié)腔。 4.參與構(gòu)成組織：蛋白膠體中的水直接參與構(gòu)成細(xì)胞與組織，這種結(jié)合水能使組織具有一定的形態(tài)、硬度和彈性。 5.反應(yīng)劑(reactant)：水是一種反應(yīng)劑，參加化學(xué)反應(yīng)，被轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物，提供反應(yīng)所需的氫原子、氫離子、氧原子等。 6.其他：飲用的或食品加工的水中含有大量的礦物質(zhì)。,10,四、人體內(nèi)水平衡的調(diào)節(jié) 人體每日都會有一部水分丟失，又通過飲水、食物等的攝入來補(bǔ)充丟失的水分，以維持體內(nèi)水平衡(water balance)或稱為體液平衡(fluid balance)。機(jī)體內(nèi)水平衡的維持主要依靠兩種途徑，即通過中樞神經(jīng)系

7、統(tǒng)控制水的攝入和通過腎控制水的丟失。,11,五、水缺乏與過量 Dehydration is defined as the excessive loss of body water, and often accompanied with a fall in blood volume and blood pressure. Overhydration: when a large amount of water is consumed quickly without sufficient intake of electrolytes, a condition known as water intox

8、ication can result. In this condition the electrolyte concentration in extracellylar fluids becomes dangerously low, causing water to enter cells from the watery extracellullar fluid or causing potassium to leave cells.,12,1.水缺乏 不同的人水丟失的情況是不同的，身體條件好的人在體力活動中丟失水多但鈉丟失少；而身體條件差的人二者均丟失較多。 脫水(dehydration)指

9、體液容量減少，超過體重的2%以上。正常人血清鈉130150 mmol/L，血漿滲透壓280310 mmol/L。脫即失，失水伴有失鈉、水鈉丟失比例不同、按照脫水時細(xì)胞外液滲透壓不同分為三型：高滲性、低滲性、等滲性脫水。 ADH：抗利尿激素，antidiuretic hormone?？纱龠M(jìn)腎對水的重吸收，減少通過腎排出的水量。,13,高滲性脫水(hypervolemia)：因失水多于失鈉，脫水的特征是血鈉150 mmol/L，細(xì)胞外液滲透壓310 mmol/L。 原因： 飲水不足：水源斷絕，無水可飲；口腔，咽部食道疾病妨礙飲水；昏迷、極度衰竭，精神病患者不能飲水或拒絕飲水。失水過多：皮膚和肺因高

10、熱不感性蒸發(fā)增加，如體溫升高1，每日多失水200300 mL；腎臟失水，見于尿崩癥病人排出大量低滲尿，每日達(dá)1015 L。使用大量脫水劑如甘露醇，高滲葡萄糖引起滲透性利尿。低滲液排出過多；短時間大量出汗(高溫環(huán)境)。,14,病理生理變化： 失水多于失鈉，細(xì)胞外液滲透壓升高，是引起高滲性脫水病理生理變化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 低滲性脫水 因失鈉多于失水，脫水的特征是血鈉130 mmol/L細(xì)胞外液滲透壓280 mmol/L。血漿蛋白質(zhì)濃度升高，細(xì)胞外液低滲，可引起腦細(xì)胞水腫，肌肉細(xì)胞內(nèi)水過多并導(dǎo)致肌肉痙攣。 等滲性脫水 水、鈉等比例喪失，血Na+130150 mmol/L，細(xì)胞外液滲透壓280310 mm

11、ol/L。任何等滲體液丟失，在短期內(nèi)均屬等滲性脫水。丟失細(xì)胞外液，而且細(xì)胞外液滲透壓正常，對細(xì)胞內(nèi)液影響不大。,15,16,17,18,2.水過量 腎臟排水能力降低時攝水過多，致使大量低滲體液潴留在細(xì)胞內(nèi)外，稱為水中毒(Water intoxication)。上述原因，大量補(bǔ)水，電解質(zhì)不足，細(xì)胞外液容量增加被稀釋，血Na+降低，滲透壓下降，稱之為稀釋性低鈉血癥。為了維持滲透壓平衡，水向滲透壓相對高的細(xì)胞內(nèi)移動、直到細(xì)胞內(nèi)、外滲透壓達(dá)到新引起細(xì)胞水腫。細(xì)胞水腫，主要是腦水腫，腦細(xì)胞腫脹和腦間質(zhì)水腫使顱內(nèi)壓升高，出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐、淡漠、神志混亂，視神經(jīng)乳頭水腫等，嚴(yán)重病例發(fā)生腦組織 移位形成枕

12、骨大孔疝或小腦幕裂孔疝導(dǎo)致呼吸，心跳停止。,19,20,六、水的來源和需要量 正常人每日水的攝入量和排出量處于動態(tài)平衡。水的來源有飲水、食物含水。代謝水，又稱內(nèi)生水，是體內(nèi)物質(zhì)氧化生成的水。機(jī)體排水的途徑包括：皮膚不感性蒸發(fā)、呼吸道蒸發(fā)、糞便排水及腎臟排水。一般情況食物含水、代謝水、皮膚、呼吸道及糞便排水相對恒定，隨著飲水量的增減、腎臟排水相應(yīng)變化但總的攝入與排出大致相等。,21,表2 人體每日水排泄與攝入量,22,第二節(jié) 膳食纖維,膳食纖維(dietary fiber)是不能被人體消化道分泌的消化酶所消化的、且不被人體吸收利用的多糖和木質(zhì)素。 分類見第四章。,23,一、膳食纖維的生理作用 P

13、hysiological functions of dietary fibers 1.膳食纖維的理化特性 持水性：膳食纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有很多親水基團(tuán)，因此具有很強(qiáng)的吸水膨脹能力。膳食纖維吸水膨脹可填充胃腸道，增加飽腹感?？扇苄陨攀忱w維可使胃排空時間明顯延長，而不溶性膳食纖維則無此作用。,24,結(jié)合和交換陽離子：膳食纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中包含一些羧基、醛酸基及羥基類側(cè)鏈基團(tuán)，呈現(xiàn)弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與鈣、鋅、鎂等陽離子結(jié)合，使鈉離子與鉀離子交換，特別是與有機(jī)離子進(jìn)行可逆的交換。 發(fā)酵特性：膳食纖維能被腸內(nèi)微生物不同程度地發(fā)酵分解，可改變腸道中寄生菌群的組成。不同來源的膳食纖維被分解的程度也不

14、同，這與其持水性、多糖結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 吸附螯合有機(jī)化合物：膳食纖維表面帶有很多活性基團(tuán)?？梢晕津夏懼?、膽固醇、變異原等有機(jī)分子，其中對膽汁酸的吸附能力以木質(zhì)素較強(qiáng)，纖維素弱。同時，膳食纖維還能吸附腸道內(nèi)的有毒物質(zhì)，并促使它們排出體外。,25,2.膳食纖維的生理作用 膳食纖維的生理作用是由其理化特性所決定的。 增加飽腹感：膳食纖維進(jìn)人消化道內(nèi)。在胃中吸水膨脹。增加胃內(nèi)容物的容積，而可溶性膳食纖維黏度高，使胃排空速率減緩。延緩胃中內(nèi)容物進(jìn)入小腸的速度，同時使人產(chǎn)生飽腹感，對糖尿病和肥胖癥患者減少進(jìn)食量有利。 降低對其它營養(yǎng)素或食物成分的吸收：膳食纖維對腸內(nèi)容物的水合作用、脂質(zhì)的乳化作用、消化酶

15、的消化作用都產(chǎn)生一定的影響，故對食物蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的消化以至于營養(yǎng)素的吸收有一定阻礙，其中能形成高黏度溶膠和凝膠的水溶性膳食纖維(如果膠)的這種作用更強(qiáng)。,26,純的膳食纖維可能降低某些維生素和礦物質(zhì)的吸收率，這是因?yàn)槔w維素可以在小腸內(nèi)與其結(jié)合。用純的膳食纖維研究鈣的吸收，表明可以降低鈣的吸收率。但是當(dāng)食物中以結(jié)合形式的鈣進(jìn)入到結(jié)腸后，由于纖維被細(xì)菌酵解為短鏈脂肪酸。這酵解產(chǎn)物在結(jié)腸和回腸中還能促進(jìn)鈣的吸收。 改變腸道菌群：進(jìn)入大腸的膳食纖維能部分地、選擇性的被腸內(nèi)細(xì)菌分解與發(fā)酵，所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸降低腸道pH值，從而改變腸內(nèi)微生物菌群的構(gòu)成與代謝，誘導(dǎo)益生菌大量繁殖。,27,促進(jìn)排便：不溶性

16、膳食纖維可組成腸內(nèi)容物的核心，由于其吸水性增加糞便體積以機(jī)械刺激使腸壁蠕動；在可被結(jié)腸細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸和氣體以化學(xué)刺激腸粘膜，從而促進(jìn)糞便排泄；膳食纖維可增加糞便含水量，減少糞便硬度，利于排便。 脹氣、致瀉作用：因?yàn)槟c道細(xì)菌對纖維素的酵解作用產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸、二氧化碳及甲烷等，大量攝入后可能導(dǎo)致腸脹氣、腹瀉，這種現(xiàn)象僅限于吃了大量富含膳食纖維食物的個體或有消化道疾病的病人。 Joannel Slain的研究表明來源于水果、蔬菜、谷物的不溶性膳食纖維可用于治療便秘，燕麥和亞麻籽中的水溶性膳食纖維可降低膽固醇，而小麥麩中的纖維在預(yù)防結(jié)腸癌方面比其它纖維更有效。,28,三、膳食纖維與疾病 Di

17、etary fibers and diseases 許多研究發(fā)現(xiàn)膳食纖維與多種疾病有關(guān)。 1.膳食纖維與胃腸道疾病 腹瀉：部分膳食纖維(如纖維素)酵解產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能破迅速吸收，短鏈脂肪酸的擴(kuò)散能刺激水、鹽吸收，減輕腹瀉癥狀。 便秘、痔和其它肛門疾?。荷攀忱w維可增強(qiáng)腸道運(yùn)動的頻率而具有輕瀉作用，可改膳成人慢性便秘的癥狀。,29,炎性腸道疾?。憾替溨舅峥纱碳つc高血糖素的分，后者可影響粘膜增生以阻斷腸道炎癥的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)證明，膳食纖維的一種主要的代謝產(chǎn)物丁酸無論在體內(nèi)還是體外都起到了有效的抗炎作用。 憩室?。撼Ｒ?guī)需要用低渣低纖維膳食，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)用高纖維膳食的患者中大部分癥狀減輕甚至消失。這可能與

18、膳食纖維能增加糞便體積和濕重，降低了糞便硬度和黏度，從而減少憩室病的癥狀有關(guān)。,30,2.膳食纖維與糖尿病的關(guān)系 降低血糖作用： 許多研究證實(shí)膳食纖維補(bǔ)充劑或富含膳食纖維的食物有明顯的降低血糖的作用，這些纖維多為水溶性纖維。 膳食纖維降低血糖的機(jī)制：增加腸內(nèi)容物黏度，延緩葡萄糖的吸收，可抑制血糖的上升。束縛吸附葡萄糖，降低腸內(nèi)葡萄糖的有效濃度；影響淀粉酶對淀粉的降解作用，延長酶解時間，降低腸內(nèi)葡萄糖的釋放速度；增加膳食纖維的含量?？梢詼p少過食或攝入脂肪過高的食物，從而降低病人體重，有利于維持適宜的體重。 糖尿病人攝入高纖維素飲食。 膳食纖維攝入量：美國FDA推薦健康成人膳食纖維攝入量應(yīng)增加至2035 gd(相當(dāng)于1013 g1000 kcal)，膳食纖維中以可溶性膳食纖維占25