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营养学基础(5)

时间:2021-01-29        阅读

  (二)钙的吸收和代谢


  1.吸收


  钙在肠道内吸收很不完全,食物中的钙有70%~80%随粪便排出。这主要是由于膳食中的植酸和草酸与钙结合成为不溶解、难吸收的钙盐。谷类食物含植酸较高,有些蔬菜,如菠菜、苋菜、竹笋等,含草酸较高。膳食中纤维素过高也会降低钙的吸收率。另一方面,膳食中的维生素d,蔬菜、水果中的维生素c,牛奶中的乳糖以及膳食中钙\/磷比例适宜(1:1)等因素均可促进钙的吸收。此外,体育锻炼也可促进钙的吸收和储备。当人体缺钙或钙需要量大时(如婴幼儿、孕妇、乳母),钙的吸收率也会相应增高。


  2.排泄和储存


  营养状况良好时,每天进出体内的钙大致相等,处于平衡状态。体内的钙大部分通过肠黏膜上皮细胞的脱落及消化液的分泌排入肠道,其中一部分被重新吸收,其余由粪便排出。正常膳食时,在尿中的排出量较为稳定,为摄入量的20%左右。蛋白质的摄入与尿钙量呈正相关,增加蛋白质的摄入可使尿钙排出增加,因此,长期摄入高蛋白膳食可能导致钙的负平衡。但是磷摄入增加可降低尿钙排除,当摄入磷1g时,尿钙排出量为180mg;当摄入磷2.5g时,尿钙排出量降低到107mg。钙也可以从汗液中排出,高温作业者汗中排出钙可占总排出钙的30%。乳母通过乳汁每日排出150~300mg钙。补液、酸中毒及甲状腺和肾上腺皮质激素等均可使钙排出增加。钙的储存量与膳食钙摄入量呈正相关。正常情况下机体根据需要,通过甲状旁腺激素、降钙素和维生素d活性代谢产物1,25(oh)2d3相互作用调节体内钙的吸收、排泄与储存,以维持内环境钙的稳定。高钠摄入时可降低骨骼中钙的储存。


  (三)钙的缺乏与过量


  人群中钙的缺乏比较普遍,钙摄入量仅为推荐摄入量(rni)的50%以下。长期缺乏钙和维生素d可导致儿童生长发育迟缓、骨软化、骨骼变形,严重缺乏者可导致佝偻病;中老年人易患骨质疏松症;钙的缺乏者易患龋齿,影响牙齿质量。过量钙的摄入可能增加肾结石的危险性。持续摄入大量的钙可使降钙素分泌增多,减少钙的吸收,并在肠道形成钙锌磷酸盐化合物。钙锌磷酸盐化合物不但难以吸收,还可能降低对蛋白质与脂肪的吸收。


  (四)钙的供给量


  考虑到我国居民以植物性膳食为主,植物性食品含有较多的草酸、植酸、膳食纤维等影响钙的吸收,所以,钙的吸收率比较低,我国营养学会推荐的钙供给量为成年人不分男女都是800mg,青少年、孕妇和乳母应适当增多。钙的无明显损伤水平为1500mg\/d,可耐受最高摄入量为2000mg\/d。


  (五)钙的食物来源


  奶和奶制品中钙含量最为丰富且吸收率也高。小虾皮中含钙特高,芝麻酱、大豆及其制品也是钙的良好来源,深绿色蔬菜如小萝卜缨、芹菜叶、雪里蕻等含钙量也较多。


  二、磷


  磷是人体含量较多的元素之一,成人体内的磷含量约为650g,占体重的1%左右。磷是机体重要的无机元素之一,它是细胞膜和核酸的组成成分,也是骨骼的必需构成物质。体内的磷有85%~90%以羟磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中,其余10%~15%与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合,分布在细胞膜、骨骼肌、皮肤、神经组织及体液中。在细胞膜和软组织中的磷大部分以有机磷酯的形式存在,少部分为磷蛋白和磷脂等形式,而骨骼中的磷主要为无机磷酸盐。动物性食物和植物性食物中均含有丰富的磷,如牛奶中含有磷蛋白和酪蛋白。一般食物中蛋白质的摄入能满足机体需要就能获得足够的磷,合理的膳食中磷含量往往超过人体的需要,不易引起缺乏。正常人血清中无机磷的总量为0.87~1.45mmol\/l,儿童为1.45~2.78mmol\/l。


  (一)磷的生理功能


  1.构成骨骼和牙齿的重要成分


  磷为骨和牙齿的形成及维持所必需,例如在骨的形成过程中2g钙需要1g磷。


  2.参与能量代谢


  糖类,如葡萄糖是以磷酰化化合物的形式被小肠黏膜吸收;葡萄糖6膦酸酯和丙糖膦酸酯是葡萄糖能量代谢的中间产物;磷酸化合物如三磷腺苷(atp)是代谢过程中作为储存、转移、释放能量的物质。


  3.构成生命物质成分


  磷是核糖核酸和脱氧核糖核酸的组成成分。磷脂为构成所有细胞膜所必需的成分,并参与脂肪和脂肪酸的分解代谢。


  4.酶的重要成分


  磷是体内很多酶的辅酶和辅基的组成成分,如焦磷酸硫胺素、磷酸吡多醛、辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ等。


  5.调节酸碱平衡


  磷酸盐可与氢离子结合为磷酸氢二钠,并从尿中排出,从而调节体液的酸碱平衡。


  (二)磷的吸收与代谢


  1.吸收


  从膳食摄入的磷70%在小肠吸收。食物中的磷大多是膦酸酯化合物,必须分解为游离的磷,然后以无机磷酸盐的形式被吸收。正常膳食中磷的吸收率为60%~70%,牛奶喂养的婴儿对磷的吸收率为65%~75%,母乳喂养者大于85%,低磷膳食其吸收率高达90%;维生素d可促进磷的吸收;合理的钙、磷比例有利于磷的吸收。钙、镁、铁、铝等金属离子及植酸可与磷酸形成难溶性盐类而影响磷的吸收。正常细胞外液的磷浓度随年龄的增高而减少,例如每100ml细胞外液磷含量分别为早产儿6.9mg、新生儿6.1mg、儿童4.6mg、成人3.5mg。


  2.排泄


  血浆中的无机磷酸盐主要经肾小球过滤从肾脏排出。当血中磷浓度降低时,肾小管对磷的吸收增加;当磷的浓度升高时,肾小管排出的磷较多。机体主要通过甲状旁腺素抑制肾小管对磷的吸收和排泄,调节血中磷浓度以维持体内磷的平衡。


  (三)磷的缺乏与过量


  几乎所有的食物均含有磷,所以磷缺乏很少见。临床所见磷缺乏的病人多为长期使用大量抗酸药或禁食者。过量的磷酸盐可引起低血钙症,导致神经兴奋性增强,手足抽搐和惊厥。


  (四)磷的供给量


  动物性食物和植物性食物中均含有丰富的磷,当膳食中能量与蛋白质供给充足时不会引起磷的缺乏。成人磷的适宜摄入量(ai)为700mg\/d,考虑妊娠期内因机体对磷的吸收增加及哺乳期无需增加磷的摄入量,所以,孕妇和哺乳期妇女磷的ai也均定为700mg\/d。理论上的钙、磷比例维持在1:1~1:1.5之间比较好,不宜低于0.5。牛奶的钙、磷比例为1:1,人乳的钙磷比例比牛奶好,成熟母乳为1:1.5。


  (五)磷的食物来源


  磷在食物中分布广泛,瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等均是磷的良好来源。谷类食物中的磷主要以植酸磷形式存在,其与钙结合不易吸收。


  三、铁


  成年人体内含有3~5g铁,根据在体内的功能状态可分成功能性铁和储存铁两部分。功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶、辅助因子及运载铁中,约占体内总铁量的70%。其余30%为储存铁,主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式储存在肝、脾和骨髓中。铁在人体的分布以肝、脾含量最高,其次为肾、心、骨骼肌和脑。体内铁含量因年龄、性别和营养状况不同而存在着较大的个体差异,一般正常男子血清铁为22.7μmol\/l(127μg\/dl),女性为20.2μmol\/l(113μg\/dl)。


  (一)铁的生理功能


  1.参与体内氧的运送和组织呼吸过程


  铁为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸酶的组成成分,参与体内氧的运送和组织呼吸过程。血红蛋白是由1个球蛋白与4个铁卟啉组成,与氧进行可逆性的结合,使血红蛋白具有携带氧的功能,参与体内二氧化碳的转运、交换和组织呼吸。肌红蛋白由1个血红素和1个球蛋白组成,肌红蛋白的基本功能是在肌肉组织中起转运和储存氧的作用,当肌肉收缩时释放氧以促进肌肉运动。细胞色素为含血红素的化合物,其在线粒体内具有电子传递作用,对细胞呼吸和能量代谢具有重要意义。


  2.维持正常的造血功能


  红细胞中含铁约占机体总铁的2\/3。铁在骨髓造血细胞中与卟淋结合形成高铁血红素,再与珠蛋白合成血红蛋白。缺铁可影响血红蛋白的合成,甚至影响dna的合成及幼红细胞的增殖。


  3.参与其他重要功能


  铁与维持正常免疫功能有关,研究发现,缺铁可引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低。另外,研究显示,在催化促进β胡萝卜素转化为维生素a、嘌呤与胶原的合成、脂类从血液中转运以及药物在肝脏解毒等方面均需铁的参与。同时发现铁与抗脂质过氧化有关,随着铁缺乏程度增高,脂质过氧化损伤加重,铁的缺乏还可使具有抗脂质过氧化作用的卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性下降。


  (二)铁的吸收与代谢


  1.铁,大部分为三价铁,经胃酸作用还原成二价铁后被小肠吸收。铁吸收率最高部位在十二指肠和空肠。食物中的铁分为血红素铁和非血红素铁2种形式,二者的吸收机制和吸收率不同。血红素铁主要存在于动物性食物中,可与血红蛋白和肌红蛋白中的原卟啉结合,不受植酸盐和草酸盐等的影响,直接被肠黏膜上皮细胞吸收。因此,血红素铁的吸收率较高,如肉中铁的吸收率为30%,鱼中铁的吸收率为15%。非血红素铁主要存在于植物性食物中,在吸收前必须与结合的有机物分离,并必须转化为亚铁后方能吸收。铁的吸收率受膳食因素的影响,如植物性食物中的非血红素铁受植酸盐、草酸盐、碳酸盐、磷酸盐等因素影响而吸收率较低(3%~5%)。


  影响铁吸收的主要因素:


  (1)植物性食物中含有的植酸盐、草酸盐。


  (2)体内缺乏胃酸或服用抗酸药可影响铁吸收。


  (3)铁的吸收与体内铁的需要量和储存量有关,一般储存量多时其吸收率低,反之,储存量低或需要量增加时则吸收率增高。


  体内铁的稳态有赖于小肠对铁的适当吸收,肠黏膜上的运铁蛋白受体对铁吸收起调节作用。运铁蛋白在肠内与铁结合,再与肠黏膜细胞上的转铁蛋白受体结合。可将膳食中的铁吸收转运到细胞内。当人体内的铁充足时,血清铁可经运铁蛋白和受体结合进入肠黏膜细胞,从而抑制肠黏膜细胞对铁的吸收;当人体内的铁缺乏时,则无铁从血清中转运到肠黏膜细胞,又促进肠黏膜细胞对铁的吸收。研究认为,肠黏膜细胞内铁的水平与铁调节蛋白有关。当体内铁过多时,铁蛋白mrna充分翻译,使肠黏膜细胞铁储存能力增加;相反,当铁缺乏时,铁调节蛋白使铁蛋白mrna翻译减少,铁易于向血中转运。另外,由于生长发育、月经、妊娠等原因,机体对铁的需要量增加可促进铁的吸收;维生素c、有机酸、动物性食物及某些单糖也促进铁的吸收。


  2.铁的储存与排泄


  机体对铁具有储存、再利用的代谢特点。正常成人每日血红蛋白分解代谢需要20~25mg铁,通常人体很难从膳食中得到满足。但是人体能保留代谢铁的90%以上,并能将其反复利用,包括细胞死亡后其内部的铁也同样被保留和利用。


  机体对铁的排泄能力有限,成人每天排出铁0.90~1.05mg,其中90%从肠道排出,尿排出量极少。另外,月经、出血等也为铁的排出途径。


  (三)铁的缺乏


  长期膳食中铁供给不足,可引起体内铁缺乏或导致缺铁性贫血,多见婴幼儿、孕妇及乳母。我国7岁以下儿童贫血平均患病率高达56.6%,其中1~3岁的幼儿患病率最高。孕妇贫血率平均为30%左右,孕末期更高。主要因机体需要量增加且膳食铁摄入不足引起。另外,因月经过多、痔疮、消化道溃疡、肠道寄生虫等疾病的出血,也是引起铁缺乏的重要原因。体内缺铁可分3个阶段:第一阶段为铁减少期,该阶段体内储存铁减少,血清铁浓度下降,无临床症状;第二阶段为红细胞生成缺铁期,即血清铁浓度下降,运铁蛋白浓度降低和游离原卟啉浓度升高,但血红蛋白浓度尚未降至贫血标准,处于亚临床症状阶段;第三阶段为缺铁性贫血期,此时血红蛋白和红细胞比积下降,并伴有缺铁性贫血的临床症状,如头晕、气短、心悸、乏力、注意力不集中、脸色苍白等症状。


  (四)铁的供给量和食物来源


  根据不同的年龄的生理需要,铁的适宜摄入量成年男子为15mg\/d,妇女为20mg\/d,老人、孕妇和乳母为15~25mg\/d。


  动物性食物中含有丰富的铁,如动物内脏(特别是肝脏)、血液、鱼、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜所含铁虽不是血红素铁,但摄入量多,所以,仍是我国居民膳食铁的重要来源。


  四、碘


  正常成人人体含碘20~50毫克,其中70%~80%存在于甲状腺内,其余分布在骨骼肌、肺、卵巢、肾、淋巴结、肝、睾丸和脑组织中。甲状腺含碘量随年龄、摄入量及腺体的活动性不同而有所差异,健康成人甲状腺组织内含碘8~12毫克,其中甲状腺素占16.2%,三碘甲状腺原氨酸占6.6%,一碘酪氨酸占32.7%,二碘酪氨酸占33.4%,其他碘化物占10.1%。血液中含碘30~60μg\/l,主要为蛋白结合碘。


  (一)碘的生理功能


  碘在体内主要参与甲状腺素的合成,其生理功能主要显示甲状腺素的生理作用。甲状腺素是人体重要的激素,该激素的生理功能主要有以下几个方面:①促进生物氧化,参与磷酸化过程,调节能量转换。②促进蛋白质的合成和神经系统发育,碘对胚胎发育期和出生后早期生长发育,特别是智力发育尤为重要。③促进糖和脂肪代谢,包括促进三羧酸循环和生物氧化,促进肝糖原分解和组织对糖的利用;促进脂肪分解及调节血清中胆固醇和磷脂的浓度。④激活体内许多重要的酶,包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系等一百多种酶。⑤调节组织中的水、盐代谢,缺乏甲状腺素可引起组织水钠潴留并发黏液性水肿。⑥促进维生素的吸收和利用,包括促进尼克酸的吸收利用及β胡萝卜素向维生素a的转化。


  (二)碘的吸收与代谢


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