运动营养学(PPT48).ppt
TO STUDY,运动营养学,第五章 运动与其他营养素,【本章提要】,本章重点介绍了膳食纤维、水、空气和核酸对人体健康的影响，论述了膳食纤维、水、核酸的主要生理生化和营养功能，介绍了膳食纤维、水、核酸的主要来源与补充，一般人群和运动员对水在需要量及补充方式，缺水对人体健康和运动能力的影响。,第一节 纤维素与运动,在60年代，膳食纤维是一种完全被忽视的食物成分，很多人认为是一种应该去掉的杂质。对一些富裕国家常见病的研究，使许多科学家开始对膳食纤维重视起来。在这些富裕国家的常见病是冠心病、大肠憩室症、胆结石、痔疮、肠癌、糖尿病和肥胖症。在70年代科学家已发现，不同的饮食习惯是发病的原因，而正是膳食纤维对人体这些疾病起了重要作用，从这时起，膳食纤维不再认为是废物，而是一种有用的营养性食物成分。这类营养素过去人们常常把它作为碳水化合物的一种，但今天人们已开始把它单独作为一种营养素来认识。,一、食物纤维的概念和分类,食物纤维是指植物性食物中含有一些不能为人体消化酶所分解的物质，它们不能被机体吸收利用，但却是维持身体健康所必需的。这类物质主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、琼脂等营养学上统称之为“膳食纤维”.根据食物纤维的水溶性,可将其分为非水溶性纤维及水溶性纤维两类。,非水溶性膳食纤维（在食物营养成份表中称为粗纤维）包括：,纤维素：由葡萄糖聚合而成，有吸水的能力，且不溶于水及一般溶剂。未加工的麸质、全麦面粉、豆类、根茎菜类、高丽菜、小黄瓜、青花菜、芽甘蓝含量都很丰富。半纤维素：含多醣醛酸的复杂多醣类。海藻类、全谷类、麸质谷类及芥菜、芽甘蓝等蔬菜中最多。木质素：木材、竹子、稻草、蔬菜较老的茎含量最多，不易下咽，一般已不称为膳食纤维。,通常我们在各种全谷类食品及各式蔬菜中摄取的是不溶性纤维。这类纤维，一方面可以促进肠胃蠕动，缩短食物残渣通过的时间；一方面则可以增加水分的吸收，使排泄物较为柔软，易于排便。同时亦可以吸附人体代谢产生的毒素，减少有害物质的危害。目前就有许多研究指出，属于不溶性纤维的食物，具有预防结肠癌、直肠癌，(BiomedEnvironSci;9(2-3):223-228,9/9/96)以及治疗便秘等功效；美国国家癌症中心就曾具体地建议，摄取膳食纤维，即可减少癌症的患病率。,水溶性膳食纤维则包括：,植物胶：植物胶是一种能溶于水形成胶状有黏性的物质，如燕麦、大麦、干豆类、车前子、爱玉子等含植物胶丰富。果胶：果胶是胶状的多醣类，保水性极强。含有果胶类的水果如：苹果和柑橘类水果、柿子、梨、香蕉、草莓、蔬菜如马铃薯、干豆类、花椰菜、红萝卜、高丽菜、蕃薯。黏质：是一种存在海藻类和种子中，黏性及保水性都极强的多醣类，如海带所含的海藻酸，遇水很容易形成胶，而能把种种物质包围并排出体外，包括胆固醇、胆汁等，因之能降低血液中胆固醇含量，预防动脉硬化功效。,二、膳食纤维的生理功能,(一)防止便秘 在膳食中补充麦麸的实验表明，食物在大肠中存留的时间可以缩短，在膳食中增加水果和蔬菜也能达到此效果。粪便重量与膳食纤维的来源有关，如膳食中非淀粉多糖和抗性淀粉是增加粪便重量的主要成分，麦麸中的不可溶纤维使粪便重量增加最多，水果和蔬菜以及树胶可使粪便量中度增加，而豆类和果胶只使粪便量有少量增加。膳食中纤维对粪便重量和通过大肠时间长短的影响已被公认是对大肠功能的重要作用。,将膳食纤维按酵解的难易而分为三大类，即易于酵解的成分如低聚糖，酵解较慢的如树胶，以及难与酵解的如麦麸。最不易酵解的纤维能显著增加粪便的重量，而最易酵解的膳食纤维使粪便重量增加的最少，但却能影响大肠中细菌的发酵产物和肠腔内的物理性质。,(二)防治糖尿病水溶性纤维在胃肠中能形成一种黏膜，使食物营养素的消化吸收过程减慢，而在整个消化道中进行消化吸收，从而降低血糖水平。食物中膳食纤维含量越高，血糖指数就越低，即不易引起血糖升高；膳食纤维含量越低，血糖指数就越高，即容易引起血糖升高。膳食纤维对防治糖尿病的并发症也有一定作用。,（三）预防心脑血管疾病 肝脏中的胆固醇会转变成胆酸，到达小肠能帮助乳化脂肪，然后胆酸会回到肝脏再转变成胆固醇。由于水溶性纤维在小肠中能形成胶状物质将胆酸包围，胆酸便不能通过小肠肠壁被吸收再回到肝脏，而是通过消化道被排出体外。于是，当肠内食物再进行消化需要胆酸时，肝脏只能靠吸收血中的胆固醇来补充消耗的胆酸，从而降低了血中的胆固醇，使冠心病和中风的发病率也随之降低。美国医学界曾对燕麦中的水溶性纤维进行历时30多年的研究，结果显示它能降低血胆固醇，从而降低心脏病和中风的发病率。,（四）防治癌症膳食纤维对防治癌症的作用主要表现在两个方面：非水溶性纤维吸水后稀释了大肠中致癌物质，并使肠道中的食物膨胀变软，促进肠道蠕动和加速排便，因而减少了致癌物质在肠道内的停留时间，有效预防大肠癌。肠中的胆酸可能致癌，但水溶性纤维可以使胆酸不被小肠肠壁吸收而通过消化道被排出体外，因此膳食纤维可预防大肠癌的发病率。,（五）减肥作用膳食纤维进入消化道内，在胃中吸水膨胀使人体产生饱腹感，增加肠的蠕动，延缓胃中食品进入小肠的速度，从胃进入小肠的膳食纤维，几乎不能被消化酶分解。由于它对肠道内容物的水和作用，对乳质的乳化作用，对消化酶的抗消化作用，使得食物块的消化和营养素的吸收受到一定的阻碍作用，从而防止营养素的过分吸收。,西方发达国家早在20世纪70年代就着手对膳食纤维的研究与开发。美国成立了膳食纤维协会（USDA）。在年销售60亿美元方便谷物食品中，约20%是富含膳食纤维功能食品。欧美及日本盛行强化膳食纤维功能食品。日本20世纪80年代后期利用可溶性膳食纤维制成的饮料包括碳酸饮料、乳酸饮料及果汁等。据日本34个生产膳食纤维厂家统计，膳食纤维开发利用的资源有米糠、麦麸、甜菜渣、玉米、大豆、麻、果皮、种子多糖、魔芋、甲壳素等10余种。膳食纤维食疗治病的方法也在一些国家应运而生。国外已研究的膳食纤维主要有六大类：谷物、豆类、果蔬、微生物多糖及其他天然纤维和合成、半合成纤维，计30多个品种，其中实际应用于生产已有10余种。,三、膳食纤维的研究和开发,我国对膳食纤维的制取技术研究、应用研究和生产尚处于起步阶段。研究的内容大体可分为四个方面：一是膳食纤维对人体生理效应的研究。如防治冠心病，治疗肥胖症，预防高血压，治疗糖尿病和抗胃肠癌症，清除外源有害物质，抗氧化、清除自由基等等。二是关于膳食纤维源分布和农副产品综合利用研究。三是完善和提高膳食纤维工业制取方法研究，也包括膳食纤维改性研究。四是膳食纤维在食品加工中的应用研究。,四、膳食纤维的供给量及来源,膳食纤维摄入量过多会影响某些营养成分的吸收利用，使食物中的营养素遭受损失。例如降低锌、铁在体内的利用率，引起胀气和大便次数增多等腹部不适等。西方膳食中食物纤维每天供给量约为2035克，我国国家营养学会2000年提出，成年人膳食纤维适宜摄入量约为30克/天。每日膳食不宜过分精细，主食要粗细搭配，副食要有荤有素。食物纤维广泛存在于谷类、豆类、蔬菜、果皮等食物中（见表5-1），主要食物有：,五谷类：稻米、大麦、玉米、燕麦、小麦、荞麦等；豆 类：黃豆、黑豆、红豆、绿豆等及其制品；根茎类：番薯、马铃薯、芋头；蔬菜类：芹菜、南瓜、酸菜、莴苣、花椰菜、豆苗、洋山芋 水果类：橘子、葡萄、李子、葡萄干、无花果、櫻桃、柿子、苹果、草莓；其 他：洋菜、果冻、面包。,第二节 水和空气,“水是生命的源泉”，“水是生命的摇篮”,人体内的水分约占体重的60-70%，水是人体内含量最多的一种化学物质，人对水的需要仅次于氧气，小孩体内水较多，成人体内水较少，瘦子体内水较多，胖子体内水较少。人们对水在人体中的作用，往往以为是止渴而己，其实水还有更大更重要的用处。,一、水的生物学功能,水是生命体内各种化学反应的介质，同时它本身也参与反应。水的溶解性强，流动性强，有利于物质的运输。从物质的消化、吸收、生物氧化以至排泄都需要水参与，否则代谢就不能正常进行。,（一）生命的介质,水对调节体温有重要作用，这是由水的三个方面特性决定：水的比热高：即使1克水升高需要1卡能量，水的这些特性使水能吸 收运动代谢释放的大量热而又不使其本身温度发生明显的波动。汽化热高：在37时，每毫升水的汽化热为579.5千卡，只须蒸发少量的水即可散发大量的热，人体正是靠这种机制来稳定其体温。导热性强：人体内各组织的代谢强度不一样，产能量不等，但可通过水的良好导热作用，而保持体内各组织，各器官的温度基本一致，水的这种性质有利于维持正常的体温。,（二）调节体温,（三）维持腺体正常分泌,各种腺体均可分泌液体，没有水，其分泌受到影响。,（四）维持血容量,血液含水量平均为80，剧烈长时间运动大量失水可使血容量减少，引起低血压，从而影响各器官组织机能的活动。,（五）水是润滑剂,水是关节、肌肉和体腔的润滑剂，对人体组织和器官起到一定的缓冲保护作用。,体内结合水与蛋白质、黏多糖和磷脂等相结合而形成胶体，使脏器维持一定的形态和坚实性。心脏含水79，主要含结合水，它的形态坚实而成固体，而血液含水83，主要含游离水，有利于血液循环流动。,（六）维持脏器的形态和机能,二、人体内水的总平衡,在正常情况下，成人每日有2.02.5L水进入和离开身体。人体每日摄入和排出水的量应该相等，保持着水平衡，因此人们每天必须补充相对数量的水份，要克服不渴就不喝水的不良习掼。1.水摄入人体的途径：（1）食物中的水 我们每日通过食物摄取的水约为1000ml。（2）饮料水和其它的饮料是摄入体内水的主要来源，每日约为1200ml.,（3）有机物在体内氧化产生的水 三大营养物质在体内氧化释放能量的同时，还会生成水，这部分水称为代谢水(又称氧化水)。正常人体内每日氧化有机物所产生的水约为300ml。这样，成人每天排出的水份，平均为2500毫升。,（1）肾脏 体内的水主要以尿的形式被排出体外，正常成人每日排尿量约为1400ml。（2）皮肤蒸发的水 成人经皮肤蒸发的水每 日约为500-700ml（3）呼吸道 经呼吸道排出的水约为300ml。（4）胃肠道 在正常情况下经肠道随粪便排出的水不多，约为100ml。在腹泻、呕吐时经肠道会丢失大量的水。这样每日排出水的总量约 为2500ml，与水的摄入总量相同。但是，在剧烈运动或处于热环境中，人 体内水分的丢失将会明显增多。运动前没有充分地饮水，运动中又不注意 补水，就会造成脱水，脱水的程度也会随着运动时间的延长而加重。,2.水排出人体的途径,三、水与运动的关系,(一)失水影响运动能力 人不摄入食物只喝水还可生存数十天，如果无水则只能活四天。一般人的失水量达到体重的2时，工作能力会下降1015。失水量为体重的5时，运动员的运动能力可下降1030。运动员在训练或比赛中发生肌肉抽搐与严重的脱水可能有关，即使是老练的运动员不重视饮水问题也难以出好成绩，相反会陷入困难状态。,脱水05公斤（即失水超过体重的1）:会出现口渴；脱水1公斤（即失水超过体重的2）:严重口渴、不舒服、压抑和没有食欲；脱水3公斤（即失水超过体重的6时):身体会出现明显异常如会出现血液浓缩、少尿、口干、体能下降、皮肤发红、急躁、欲睡、冷漠、恶心和情绪不稳定、注意力不能集中、调节体温的能力下降、心跳和呼吸加快；脱水6-7.5公斤（即失水超过体重12一15):会出现头晕、青紫、语言不清、无力和精神紊乱、肌肉痉挛、闭眼后无法平衡、全身能力下降、精神错乱、失语和舌肿胀、甚至可引起昏迷，死亡。,对于一个体重50公斤的人来说,运动员在热环境下运动时，为了防止机体过热，借大量排汗散热来维持体温的平衡。运动中的排汗率和排汗量与运动强度、密度和持续时间等因素有关。如在气温2730条件下，4小时长跑训练的出汗量可达到5.4升；在气温37.7，70分钟的足球运动，出汗量可达到6.4升，汗丢失量可达到体重的610，排汗所丢失的主要是水分。这些水主要来自血浆、细胞间液和细胞内液体。,(二)排汗率与排汗量,运动员的水分摄取量以满足失水量及保持水分平衡为原则，观察水分丢失量和恢复情况最简便的方法，可观察出汗前后的体重差及体重的恢复情况。人在感觉口渴时，往往已失去相当体重的水分运动员为了预防失水，要采取少量多次补充的饮水方法。运动前一次大量饮水会增加胃、心脏、肾脏负担，增加排尿和出汗量。运动中大量饮水，水在胃中贮留会感到不适，影响膈肌运动和呼吸，反而影响运动能力。运动后一次大量喝水，造成胃液稀释，心血管负担加重，影响食欲和消化，延长恢复时间，久之可造成胃病。,(三)保持水平衡,一般人每天需水量约20002500，运动员饮水量要根据年龄、气候和运动强度等来定;运动前饮水300500，保证运动员体内有充足的水分贮备；运动中每15min左右补水200300ml；运动后少量多次为原则，1小时不宜超过800;水温以812为宜，较凉的水补充溶液易被胃吸收入血。,四、饮水量与饮水方式,五、健身运动中的水分补充,进行重量训练及健身时，身体水分、盐分代谢旺盛，丧失的水分很多。在运动前要合理的补充水分，但不能过多，过多会使得胃部的不适、影响食欲及消化吸收，水分太多同时影响了心脏、肾脏、排泄器官的负担，也使得血液被稀释。运动进行中及训练后也不宜大量喝水。在运动中及运动后必须以少量多次的方式来补充水分，使得身体逐渐得到水分的补充，以保持水分的平衡。以每15分钟补充一次，每次250毫升左右，每小时不超过1 000毫升为宜，水温在812之间最佳，对于降低运动时体温及预防过热较有帮助，水分的补充可以运动饮料代替，以及时补充体内丢失较多的维生素和无机盐。,第三节 空气,一、空气与能量代谢,空气是取之不尽，用之不竭的，其对人体营养的重要性，往往被忽略。人数十日不吃食物尚能生存，若一旦缺空气则在很短时间内即会死亡。空气充满空间，不是由一种气体所组成，但其中只有氧气才是人体所需要和能利用的。氧气从肺部进入体内，由红细胞携带，经血液流动输送到全身各个细胞，供氧化供能。在氧化磷酸化过程中，氧气可以被激活形成氧负离子，与氢离子结合形成水。而氧化磷酸化途径是人体内形成ATP的主要途径，据分析，人体内90以上的ATP是通过该途径形成的。如果空气稀少，氧气供应不足，体内ATP产生量将会降低，这对于人体的正常活动和体育运动都会带来不利的影响。,二、氧与运动能力,人体要充分利用空气中的氧气，有两点应该引起注意。一是要有好的空气，也就是人们常说的新鲜空气。基本要求是空气中氧应占20.85，不含或少含一氧化碳、二氧化硫等有害成分。二是要高效率的吸收、运输和利用氧气，必须加强身体锻炼，扩大肺活量，增强心脏功能，注意血液营养，防止缺铁性贫血和运动性贫血。对于许多运动员来说，如何最大限度摄入和利用氧气，更是提高耐力水平关键之一。最近几年来，科学家采用纯氧加压法制备“富氧水”，给运动员服用，成为一些运动员的秘密武器。这种富氧水虽然味道和普通水完全相同，但是其中溶解的氧气比平常的水多倍左右。运动员喝了这种水后，其中的部分氧气最终被人体吸收利用。对比试验测试了25位马拉松运动员，结果发现83的运动员在喝了富氧水之后，运动成绩有所提高，其中14人将成绩缩短了30秒之多。,第四节 核酸营养与健康,一、核酸的基本概念,核酸分脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类，与蛋白质等一样是构成人体细胞的生物大分子。核酸具有编码遗传命令的功能，携带基因食物中的核酸被肠道中存在的核酸酶降解，生成没有遗传功能的碱基、核苷、核苷酸，食物中核酸真正被吸收的是这三种物质，而不是具有遗传功能的核酸。因此核酸能被消化、吸收、转化成生理物质和营养物质，核酸食品不是基因食品。,二、核酸营养的生物学功能,核酸营养是维持正常免疫的必需营养物质，可提高免疫力，尤其是提高细胞免疫功能和免疫调节能力。免疫监视功能低下是肿瘤发生的重要原因。研究表明，核酸营养不仅对免疫功能的最初形成是必需的，而且在维护老年免疫功能正常时的需求量比年轻时还要大。营养不良和饥饿造成的免疫抑制状态，可通过补充核酸营养恢复正常，但补充蛋白质就起不到这种作用。,（一）提高免疫力,补充食物核酸有很强的抗生物氧化作用。许多疾病的发生、发展与脂质过氧化程度高度相关，如血管壁过氧化脂质含量越高动脉粥样硬化程度就越高、血清过氧化脂质含量越高患高血压、心肌梗塞、糖尿病、高脂血症和肝损害等等疾病的可能性就越大。脂质过氧化同时可造成DNA的损伤，而DNA损伤可进而引起基因及其遗传功能的异常。,（二）抗氧化作用,补充核酸营养可增加单不饱和脂肪酸含量，增加血清高密度脂蛋白的水平，降低胆固醇含量。,（三）影响脂肪代谢,对术后伤口癒合、受损肠黏膜康复、肝细胞再生等都有良好的作用。对肝脏的研究表明食物核酸是维持肝脏处于正常生理状态的必需营养物质，对皮肤、毛发状况也有很好的改善作用。血液中的红细胞、白细胞、血小板和血浆蛋白等也都是代谢较快的人体组成成分，加之它们几乎没有从头合成核酸的能力，因此它们的代谢和功能也都依赖于食物核酸。,（四）促进细胞再生与修复,有研究证明应用cAMP（核苷酸的一种）时，放疗对癌细胞的杀伤效果毫无下降，但却保护了毛发和小肠黏膜等容易同时被损伤的正常组织细胞，这是由于恶性肿瘤细胞株的核酸代谢及细胞增殖，与正常细胞的核酸代谢及增殖不同所致。,（五）抗放射线和化疗损伤,食物核酸提取物对痴呆症状的改善非常令人鼓舞。美国哈佛大学的研究表明，老年痴呆患者脑内神经细胞病变多的部位，RNA合成就显著减少，因此发生记忆障碍；内源性核苷、核苷酸的不足可能与衰老性或遗传性记忆缺陷有关，因这些缺陷可被饮食中添加核苷和核苷酸所改善；体外添加核苷酸培养神经细胞能促进神经细胞的生长；另外，美国修斯顿的得克萨斯大学卫生科学中心研究证明，核酸营养可修复小鼠中枢神经系统的信息传递；饮用核酸可使吗啡戒断症状减轻。这些研究结果都与脑细胞不能从头合成核酸有关。,（六）改善痴呆等神经障碍,饮食核酸除可调节脂肪的代谢外，对三大营养要素的吸收和利用也起着调节作用。如果蛋白质摄取不够，补充食物核酸能促进蛋白质的吸收利用，并消除低蛋白饮食造成的各种不良影响。次黄嘌呤还能促进肠道内铁的吸收和利用。,（七）维持肠道正常菌群,小肠中优势菌是双歧杆菌，双歧杆菌通过水解各种糖降低肠道内的pH而抑制病原菌的生长和增殖。体外实验中，在双歧杆菌培养基中添加核苷酸促进了双歧杆菌的生长。,（八）影响营养素利用,核酸是随着生物科技的发展逐渐被人类认识的一种新的营养素。但部分专家认为体内核酸充足，额外补充对健康成人无明显的作用。核酸营养对不同人群的保健作用尚需进一步研究。,（九）其他作用,饮食核酸可提高机体对环境变化的耐受力，具有显著的抗疲劳、增强机体对寒、暑的抵抗力、促进氧气利用等作用，还能促进实验小鼠生殖系统的发育。,三、核酸的供给量和食物来源,正常人服用这种核酸补充物不会产生副作用，但正常人代谢能量下降还不明显时，补充效果不如婴幼儿、少年儿童、孕妇、中老年人和某些疾病患者人群显著。对于嘌呤代谢异常和高尿酸血症的人，补充食物核酸会加重症状，应持慎重态度。专家建议核酸安全补充剂量为每天2.0克，过量使用核酸可能会引发痛风。,富含核酸的食物依次有，海鲜类：如沙丁鱼、鲑鱼(我国常见的是大马哈鱼)和其他海鱼类；动物内脏：如猪肝、鸡肝、鸡心、牛肾、牛肝等；干豆类：如黑豆、斑豆、豌豆和小扁豆等。其中动物内脏的胆固醇含量较高，对于血脂较高的人不大适合。如果每周能有4餐饭多吃沙丁鱼或8餐饭多吃干扁豆，基本能达到适宜人群对核酸的需求。日常食物中富含其他营养素的牛奶及奶类制品、蛋类和一般蔬菜水果中仅含有微量的核酸，米面中更少；蔬菜中的菠菜、竹笋、蘑菇含量稍高些。对于富含核酸的食物烹调，没有特殊要求，可根据自己的口味调制。对于人工喂养的婴儿，建议尽量使用添加有核酸的奶粉，因为牛奶中核酸的含量远远低于母乳中的含量，国外一些主要的配方奶粉中已经添加了核苷酸，我国还没有添加核苷酸的婴儿配方奶粉。,四、核酸营养与运动,核酸是随着生物科技的发展逐渐被人类认识的一种新的营养素。核酸大量存在于细胞核中，指导蛋白质的合成，细胞分裂繁殖，支配生命的遗传现象。研究人员发现，疲劳细胞不仅功能下降，而且繁殖能力也在降低，细胞分裂速度变慢，组织器官迅速老化。,
