营养素的生理功能

五、营养素的生理功能

(一)蛋白质的生理功能

1.人体构成的重要成分

蛋白质是构成人体细胞、组织、器官结构的主要物质,人体的重要组成部分,人体细胞中的固体成分70%是蛋白质,含量约占体重的16%。幼儿体格和组织、器官的生长发育,以及机体各种损伤修补和消耗性疾病的恢复等,都需要合成大量的蛋白质,因此说没有蛋白就没有生命。

2.调节生理功能

蛋白质是酶、抗体和部分激素的主要成分,具有催化、运载、调节、收缩和免疫等生物学功能。

众所周知,人体的营养状况是免疫系统发挥对外界病原抵抗力的基础,而儿童群体往往存在较多营养问题。其中与身体抵抗力最为密切的营养素是蛋白质,据世界卫生组织报道,蛋白质营养不良引发的感染占5岁以下儿童死亡率的40%以上。蛋白质是人体免疫系统构建的物质基础,也是人体免疫应答中的卫士。

良好的蛋白质营养,作为基本原料参与各种细胞的合成,免疫系统的组织、器官和细胞也不例外。众所周知,人体的免疫系统包括免疫器官、免疫组织、免疫细胞、免疫因子,良好的蛋白质营养是构建免疫器官、免疫组织、免疫细胞、免疫因子的物质基础。而作为对病原的免疫应答又包括先天性免疫和适应性(特异性)免疫两套防御体系,尽管他们发挥抵御病原体入侵的机制不同,但都需要良好蛋白质营养,而在免疫应答时免疫细胞迅速增值和免疫因子产生的物质基础更离不开蛋白质。

3.维持机体内环境稳定及生命活动

蛋白质可参与调节和维持体内的酸碱平衡以及胶体渗透压、水分在体内的正常分布,维持内环境的稳定以进行各种代谢活动;免疫球蛋白作为抗体可抵御外来微生物及其他有害物质的入侵;核蛋白参与遗传信息的传递和表达等。

4.供给能量

蛋白质是产能营养素之一,每克蛋白质产生4 kcal的热量。在生物体内当碳水化合物、脂肪代谢不足以供给所需能量时,蛋白质才分解功能。

5.提供特殊氨基酸

蛋白质中的蛋氨酸是体内最重要的甲基供体。同时,甲基化在蛋白质和核酸的修饰加工方面也极为重要,如牛磺酸在出生前后中枢神经系统和视觉系统的发育中起着关键性的作用。

(二)碳水化合物的生理功能

1.提供和储存能量

碳水化合物提供的能量占人体需要总能量的55%~65%,每克葡萄糖在体内氧化可产生4 kcal能量,碳水化合物是人类最经济和最主要的能量来源。

2.构成组织的重要物质

每个细胞都有碳水化合物,含量约为2%~10%,与蛋白、脂类共同构成糖蛋白、糖脂和蛋白多糖,参与细胞的组成和多种活动,一些重要的物质,如抗体、酶和激素的组成成分也需要碳水化合物的参与,因此碳水化合物是构成机体组织的重要物质。

3.节省蛋白质

蛋白质既是能源物质,又为机体提供特殊的生理功能,当机体碳水化合物含量充足时,机体首先消耗碳水化合物,对机体不会造成伤害,当机体碳水化合物缺乏时,机体内的蛋白质被动用,对机体造成伤害。

4.抗生酮作用

当食物中碳水化合物不足时,机体会利用脂肪氧化供能,但机体对脂肪酸的氧化有一定的限度,动用脂肪过多时,中间产物不能被完全氧化,会产生酮体,酮体积累到一定量时会出现酮血症,影响健康。

5.解毒

当体内肝糖丰富时,对疾病有较强的抵抗力,同时对乙醇、砷等有毒物质具有较强的解毒作用。

(三)脂类的生理功能

1.重要的能源物质

正常人体的脂肪重量占体重的14%~19%。是构成人体成分的重要物质。脂肪是食物中能量系数最高的营养素,每克脂肪氧化分解可产生9kcal能量。当机体需要能量时,脂肪组织所储存的脂肪动员起来,用于能量供应。

2.提供人体必需的脂肪酸

脂类可提供人体必需的脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。

3.促进脂溶性维生素的吸收

脂肪是脂溶性维生素的良好载体,食物中的脂溶性维生素常与脂肪并存,如动物肝脏脂肪含丰富的维生素A,脂肪可刺激胆汁分泌,协助脂溶性维生素吸收。

4.保持体温,保护脏器

脂肪可阻止体热散发,维持体温恒定,也能防止和缓冲因震动而造成对脏器、组织和关节的损害,保护器官。

5.重要组成成分

脂类是机体重要的组成成分,也是构成各类生物膜的重要成分。

(四)维生素的生理功能

参与维持机体正常生理功能,需要量极少,通常是毫克、微克,但是在维持人体的基本功能(生长、代谢和维持细胞完整性)中不可或缺。

维持人体的必需营养物质,具有预防多种慢性退行性疾病的营养功能,在营养学中占有重要地位。

(五)矿物质的生理功能

1.机体的重要组成成分

体内矿物质主要存在骨骼中,维持骨骼的刚性,如钙、磷、镁、磷和硫是蛋白质的组成成分。大量的钾存在于细胞中,大量的钠存在于体液中。

2.维持渗透压和酸碱度

维持细胞的渗透压和机体的酸碱平衡,矿物质和蛋白质起维持细胞内外保持一定的渗透压,对体液的贮留和移动发挥重要作用。矿物质中的酸性、碱性离子和碳酸盐、磷酸盐以及蛋白质组成的缓冲液体系可以维持机体的酸碱平衡。

3.保持兴奋性

组织液中的矿物质如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子对保持神经和肌肉的兴奋性、细胞膜的通透性、细胞的正常功能等有重要作用。

4.特殊生理功能

一些矿物质具有特殊的生理功能,如血红蛋白和细胞色素中的铁分别参与氧的运输和组织呼吸、生物氧化。甲状腺中的碘用于合成甲状腺素促进分解代谢作用。

(六)水的生理功能

1.人体组织的主要成分

水广泛分布于动物体内,人体内也分布大量的水,人体内的水构成了人体的内环境。

2.参与新陈代谢

人的生命活动需要水的参与,人体的消化、吸收、循环、排泄等过程中,水参与营养物质的吸收和运送,将废物通过大小便、汗液及呼吸等途径排泄出去。

3.维持渗透压与电解质平衡

细胞内外的渗透压平衡依靠水的自由渗透,细胞内外的电解质中的平衡也依靠水来维持。

4.调节体温

水可以吸收机体产生的热量,通过皮肤蒸发水分来保持机体体温的相对恒定。

5.润滑作用

水与黏性分子结合形成的润滑液、消化液、黏液等物质,对器官、关节、肌肉、组织起到缓冲、润滑和保护作用。