第一章绪论
健康的生活离不开合理的营养搭配。合理的营养是机体新陈代谢正常进行的基本保证。
一、正常的新陈代谢需要合理的营养素
多年前邵睿主任医师提供的一组病例很有趣，其中共5个病例，就诊原因为屏气发作，年龄10个月至3岁，病程0.5～4个月。5例均呈贫血貌，表现为一过性呼吸暂停，伴不同程度的发绀，3例伴角弓反张。发作频率高者每天2～3次，低者3～4天1次。实验室检查：血红蛋白49～70g/L。外周血涂片见红细胞体积小、中央淡染区扩大4例，骨髓象巨幼红细胞体积大、核染色质疏松1例。肝功能、血钙均正常，血清铁减低4例。骨髓象提示缺铁性贫血4例，巨幼红细胞贫血1例。脑电图、脑CT均未发现异常。入院前患者曾在当地医院按癫痫、低钙血症等疾病，给予苯妥英钠、丙戊酸钠（扑痫灵）、钙剂、针灸等后治疗效果均不佳。入院后给予硫酸亚铁、维生素C、叶酸、维生素B12等抗贫血治疗，重度贫血者输血1～2次，同时给予对症治疗。2～3周后，血红蛋白恢复正常，屏气发作消失。
这组病例屏气发作是什么原因引起的呢？为什么用了治疗贫血的药物之后效果这么好呢？查阅文献后，有如下发现：Lombroso和Lerman早在1967年就详细描述了屏气发作：小儿可能因受惊吓、受伤害、被激怒或剧烈哭闹而发生突然的屏住呼吸（约占据1次或若干次呼吸时间），数秒后出现发绀、意识丧失，无力地倒地，也可呈紧张状态而不是无力状态，甚至轻微的哭闹就可诱发。呼吸暂停和意识丧失可以出现在哭闹的早期，或出现在呼吸自主恢复之后，继而出现抽搐或角弓反张。1963年Hollowach等报道了102例屏气发作患儿，发现严重的屏气发作患儿贫血的发生率远较正常对照组高。Daoud报道了67例，随机分组给予铁剂或安慰剂治疗，发现铁剂对减少屏气发作有显著效果。
文献研究的结果说明一个问题，小儿屏气发作与血红蛋白减少密切相关。由于足量的铁储备对维持自主神经系统正常功能具有重要的作用，重度贫血者脑细胞氧张力降低，加之小儿神经系统发育不成熟，所以缺铁性贫血小儿易出现屏气发作。生物化学的研究揭示，血红蛋白由1分子珠蛋白和4分子血红素构成。体内合成血红素的原料是铁、甘氨酸和糖类代谢过程中产生的琥珀酰辅酶A，其中铁缺乏较易发生，故临床上缺铁性贫血是一种极为常见的贫血。
氧在血液中的运输，除少量（约占2%）以物理溶解的形式由血浆运输外，98%是和红细胞中的血红蛋白以化学结合的形式而被运输的。当血液流经氧分压高的肺部时，绝大部分血红蛋白和氧结合生成氧合血红蛋白；当血液流经氧分压低的组织时，约1/3的氧合血红蛋白放出氧。而合成血红蛋白的原料铁容易缺乏，如女性月经过多、人们饮食中缺乏铁或铁吸收障碍等，会使血红蛋白合成不足，导致贫血，临床表现为面色苍白、浑身无力，小儿容易出现异食癖等。
那么，氧气在新陈代谢活动中起什么作用呢？这涉及能量代谢。人体的正常活动如穿衣、吃饭，小儿的生长、运动等都需要能量。充足的物质和能量代谢是保证生命活动的必要条件。能量代谢主要在肝脏的线粒体内进行，中心环节为三羧酸循环（参见图2-1）。三羧酸循环是三大营养物质即糖类、脂肪、蛋白质氧化产能的共同通路。此过程需氧，在充足的氧气供应下，糖类、脂肪、蛋白质这些底物经过三羧酸循环，产生二氧化碳和水，释放ATP（三磷酸腺苷，是体内组织细胞一切生命活动所需能量的直接来源）。只有充足的能量供应才能保证生命活动的持续。
研究显示，大脑对氧气和葡萄糖是非常敏感的。人的心脏和大脑需要不断地供给氧气，如果中断供氧3～4分钟就会导致不可逆转的损害。葡萄糖为能量的主要供给者。低血糖对大脑的损害包括认知的损害、行为改变、精神的异常，有些患者会出现躁狂的症状，血糖浓度如果更低则可能出现癫痫发作、低血糖昏迷，严重的长时间低血糖可以导致糖尿病患者发生脑死亡。如果及时发现低血糖，绝大多数患者是可以在葡萄糖水平升至正常后恢复的。糖尿病患者如果经常出现低血糖，一定要及时监测血糖，根据血糖调整饮食运动方案、药物治疗方案。对于非糖尿病患者，如果频繁发生低血糖，需要进一步行血糖、胰岛功能、胰腺CT等检查来明确低血糖的病因，从而针对性地进行治疗。
二、本书的主要内容
本书详细解读如下营养素及相关元素：三大营养物质，即糖类（碳水化合物）、脂肪、蛋白质；水和矿物质；维生素等。
机体的正常生存必需两个因素，即物质和能量。按照生物学的定义，每一个生物体都要通过不断地获取能量和释放能量的方式来维持自身的生命，这个过程称为新陈代谢。在新陈代谢的过程中，存在同化作用和异化作用。同化作用又称为合成代谢，是指生物将从外界获取的营养物质转变为自身的组成物质并储存相应能量的变化过程。异化作用又称为分解代谢，是指生物将自身的部分营养物质通过分解释放出能量，再将分解的*终产物排出体外的过程。
简单地说，把机体本身需要的物质摄取进来，然后通过复杂的生物化学过程转化成机体自身需要的物质，这就是同化作用，通过这个过程把外界的物质变为己有。异化作用就是把自身的物质通过代谢而分解，当然机体不可能无缘无故地把这些东西分解，那肯定伴随着新陈代谢的需要。正是新陈代谢的过程产生了很多废物。例如，葡萄糖有氧氧化产生了ATP，同时产生了大量的二氧化碳，二氧化碳会通过呼吸排出，如果支气管狭窄（如支气管炎或支气管哮喘），这些二氧化碳不能及时排出，积存在体内会溶解于水产生碳酸，造成呼吸性酸中毒。同样的，蛋白质代谢后产生很多氮类物质，需要经过肾脏排泄，如果肾脏功能不全，这些氮类代谢废物不能排泄出体外，就会造成氮质血症，危及生命。与此同时，机体有效地运转时时刻刻都需要能量，三大营养物质氧化的过程可为机体提供足够的能量。
本书主要介绍了蛋白质、糖类、脂肪的营养价值，并重点讲解了三大营养物质之间的共同联系及其相互转换方式，阐明在为机体提供能量时这些物质可以相互替代，不至于因为某一物质的一时不足导致能量的短缺而影响机体的新陈代谢。三大营养物质提供能量后的*终产物是不同的，其结局也是不同的。例如，脂肪代谢在提供能量的同时，会产生大量酮体，甚至引起酮症酸中毒，糖尿病患者会出现这种情况。蛋白质代谢在提供能量的同时，会产生大量的氮质废物，增加肾脏的负担，长期禁食或过度减肥的人群会出现此类问题，曾有因为减肥而过度禁食导致死亡的报道。糖类中的葡萄糖通过有氧氧化可产生二氧化碳和水，二氧化碳会通过呼吸排出，水通过尿排出，没有任何遗留。因此，糖类是*好的能量物质。
水约占成年男性体重的60%（约占成年女性的50%），其为细胞内液和细胞外液的主要成分，提供细胞赖以生存的必需物质环境，而且是重要的溶剂。各种电解质溶解于水中，浓度必须保持恒定，这样才能保证细胞内液和细胞外液量的恒定、酸碱平衡、生物电的正常维持和运行等。保持水、电解质及酸碱的平衡对于机体的正常生存非常重要。
矿物质，涉及常量元素和微量元素，其对机体的正常生存起着至关重要的作用。尤其是微量元素，经过多年的科学研究，现在已经取得很多进展。本书详细介绍了29种微量元素，包括对人体有益的微量元素和少数有害的微量元素（如砷、汞）等。
维生素对于新陈代谢的正常进行起着不可或缺的重要作用。本书详细介绍了维生素B1、维生素B2、维生素B12、叶酸、维生素B6、生物素、烟酸、泛酸、维生素C、维生素D、维生素A、维生素E、维生素K13种人体必需的维生素。产能营养素主要有三大类：蛋白质、糖类、脂肪。
一、蛋白质
蛋白质是含氮化合物，一般含氮量为16%，除氮外，还含有碳、氢、氧，某些蛋白质还含有少量的硫和磷，有些特殊蛋白质还含铁、铜、锰、锌、碘等微量元素。1g蛋白质产生约4kcal（1kcal=4.184kJ）热量。
蛋白质是构成生命的重要物质，如酶本质上是蛋白质；不少激素是蛋白质或多肽；骨骼、皮肤、肌腱等都含有胶原蛋白或弹性蛋白等。生物正常生长发育、新陈代谢、繁殖传代过程中需要大量的蛋白质来满足细胞、组织的更新和修补的要求。蛋白质作为能源物质，供给个体所需要的能量；作为“建筑”材料，构成和修补个体组织；作为调节物质，维持个体正常的新陈代谢。
蛋白质可分解成氨基酸，进而再分解成非氮物质与氨基。非氮物质进入三羧酸循环被氧化利用。氨基则形成氨或尿素随尿排出。
含蛋白质丰富的食物：肉类，豆类和豆制品（如红豆、绿豆、黄豆、黑豆、豆腐、豆浆），蛋类（如鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋），牛奶等。
蛋白质的摄入量：从营养学的角度来说，每天摄入蛋白质的产热量占总体供能量的10%～15%。一般推荐按1～1.5g/kg供给蛋白质，如果成年人的标准体重是70kg，每天蛋白质的摄入量则是70～100g。青少年的骨骼形成、肌肉形成、脏器形成需要能量，对蛋白质的需要量比成年人相对多。肾功能较差的人群：蛋白质的摄入量需严格控制在0.6～0.8g/（kg d），以减少肾脏的负担。经常体育锻炼者和体力劳动者需要增加肌肉的力量，对蛋白质的需要量增加。
蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸比较复杂，常见的有20种，分为必需氨基酸与非必需氨基酸。
必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。成人的必需氨基酸共有8种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。组氨酸为小儿生长发育期间的必需氨基酸，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸为早产儿所必需。通过这些必需氨基酸，身体就可以制造出其他各种氨基酸，从而维持生命和进行生长发育。缺乏必需氨基酸时，人体就会出现发育迟缓、贫血、毛发枯黄等症状。
必需氨基酸如此重要，食物蛋白中含必需氨基酸的数量及种类就成为衡量蛋白质优劣的标准。含有必需氨基酸的种类、数量多，营养价值高，这种蛋白质就称为完全蛋白质，也称为优质蛋白质。
氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列作用：合成组织蛋白质；生成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质；转变为糖类和脂肪；氧化生成二氧化碳、水及尿素，产生能量。
氨基酸经脱氨基后变成有机酸。例如，丙氨酸脱氨基成为丙酮酸，谷氨酸脱氨基成为α-酮戊二酸，然后进入线粒体，参与三羧酸循环，氧化供能。
能量代谢主要在肝脏的线粒体内进行，其中心环节为三羧酸循环。三羧酸循环的底物是乙酰辅酶A，而糖类和脂肪在进行分解时的*终底物正是乙酰辅酶A。同时，三羧酸循环中间反应的每一步都可以接受外来的正确分子进入循环，这就为脱去氨基的氨基酸（即蛋白质分解后的产物）的进一步氧化提供了途径。
二、糖类
糖类包括单糖、双糖及多糖，并不仅指含有甜味的物质。糖类主要由碳、氢、氧等元素组成，因分子中氢原子和氧原子之比多为2∶1，与水的组成相同，故又称为碳水化合物。这类化合物含羟基（―OH）较多，还含有醛基或酮基，所以属于多羟基醛或酮的衍生物。糖类的分子大小相差悬殊。一般糖类可根据分子大小分为单糖、二糖（双糖）、寡糖及多糖，亦可根据所含官能团的不同分成醛糖及酮糖。
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