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水和膳食纤维的重要性

【摘要】:在人类食物中,除了含有碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质、维生素等营养素之外,尚含有数百种其他成分,其中水和膳食纤维是比较重要的成分。因此,水有利于维持人体体温的恒定。前者包括部分半纤维素、果胶和树胶等,后者包括纤维素、木质素等。

在人类食物中,除了含有碳水化合物、脂类、蛋白质矿物质维生素等营养素之外,尚含有数百种其他成分,其中水和膳食纤维是比较重要的成分。

(一)水

水是构成身体的主要成分之一,是人体中含量最多的成分,因年龄、性别和体型的胖瘦而存在明显个体差异。新生儿总体水约占体重的80%;婴幼儿约占体重的70%。随着年龄的增长,总体水逐渐减少。成年男子总体水约为体重的60%,女子为50%~55%;40岁以后随肌肉组织含量的减少,总体水也逐渐减少,一般60岁以上男性为体重的51.5%,女性为45.5%。

总体水还随机体脂肪含量的增多而减少,因为脂肪组织含水量较少,仅10%~30%,而肌肉组织含水量较多,可达75%~80%。水在体内主要分布于细胞内和细胞外。细胞内液约占总体水的2/3,细胞外液约占1/3。各组织器官的含水量相差很大,以血液中最多,脂肪组织中较少,见表2-16。女性体内脂肪较多,故水含量不如男性高。

1.生理功能

(1)构成细胞和体液的重要组成成分 成人体内水分含量约占体重的65%,血液中含水量占80%以上,水广泛分布在组织细胞内外,构成人体的内环境

表2-16 各组织器官的含水量(以重量计)

(2)参与人体内新陈代谢 水的溶解力很强,并有较大的电解力,可使水溶物质以溶解状态和电解质离子状态存在;具有较大的流动性,在消化、吸收、循环、排泄过程中,可协助加速营养物质的运送和废物的排泄,使人体内新陈代谢和生理化学反应得以顺利进行。

(3)调节人体体温 水的比热值大,1g水升高或降低1℃需要约4.2J的能量。大量的水可吸收代谢过程中产生的能量,使体温不至于显著升高。水的蒸发热大,在37℃体温的条件下,蒸发1g水可带走2.4 kJ的能量。因此,水有利于维持人体体温的恒定。

(4)润滑作用 在关节、胸腔、腹腔和胃肠道等部位,都存在一定量的水分,对器官、关节、肌肉、组织能起到缓冲、润滑、保护的作用。

2.水的缺乏

水是维持生命的重要物质基础。对人的生命而言,断水比断食的威胁更为严重,断食至所有体脂和组织蛋白质耗尽50%时,才会死亡;而断水至失去全身水分10%就可能死亡。例如,断食而只饮水可生存数周;但如断水,则只能生存数日,一般断水5~10天即可危及生命。水摄入不足或水丢失过多,可引起体内失水亦称脱水。根据水与电解质丧失比例的不同,分为3种类型。

(1)高渗性脱水 其特点是以水的流失为主,电解质流失相对较少。当失水量占体重的2%~4%时,为轻度脱水,表现为口渴、尿少、尿比重增高及工作效率降低等。失水量占体重的4%~8%时,为中度脱水,除上述症状外,可见皮肤干燥、口舌干裂、声音嘶哑及全身软弱等表现。如果失水量超过体重的8%,即为重度脱水,可见皮肤黏膜干燥、高热、烦躁、精神恍惚等。若达10%以上,则可危及生命。

(2)低渗性脱水 以电解质流失为主,水的流失较少。特点是循环血量下降,血浆蛋白质浓度增高,细胞外液低渗,可引起脑细胞水肿,肌肉细胞内水过多并导致肌肉痉挛。早期多尿,晚期尿少甚至闭尿,尿比重降低,尿中Na+、Cl-降低或缺乏。

(3)等渗性脱水 水和电解质按比例流失,体液渗透压不变,临床上较为常见。其特点是细胞外液减少,细胞内液一般不减少,血浆中Na+浓度正常,兼有上述两型脱水的特点,有口渴和尿少表现。

3.水的需要量

水的需要量主要受代谢情况、年龄、体力活动、温度、膳食等因素的影响,变化很大。成人每消耗4.184 kJ能量,水需要量为1 mL,考虑到发生水中毒的危险性极小,以及由于体力活动、出汗及溶质负荷等的变化,水需要量常增至1.5 mL/4.184 kJ。婴儿和儿童体表面积较大,身体中水分的百分比和代谢率较高,水需要量要增加;孕妇怀孕时细胞外液间隙增加,加上胎儿(和羊水)的需要,水分需要量增多;哺乳期妇女乳汁中87%是水,故需额外增加水的摄入。

4.人体水平衡及其调节

(1)水的平衡 正常人每日水的来源和排出处于动态平衡。水的来源和排出量每日维持在2 500 mL左右。体内水来源包括饮水和食物中水及内生水三大部分。通常每人每日饮水约1 200 mL,食物中含水约1 000 mL,内生水约300 mL。内生水主要来源于蛋白质、脂肪和碳水化合物代谢时产生的水。每克蛋白质产生的代谢水为0.42 mL,脂肪为1.07 mL,碳水化合物为0.6 mL。

体内水的排出以经肾脏为主,约占60%,其次是经肺、皮肤和粪便。一般成人每日尿量为500~4 000 mL,最低量为300~500 mL。低于此量,代谢产生的废物在体内堆积,影响细胞的功能。皮肤以出汗的形式排出体内的水,出汗分为非显性和显性两种,前者为不自觉出汗,很少通过汗腺活动产生;后者是汗腺活动的结果。成年人经非显性出汗排出的水量为300~500 mL,婴幼儿体表面积相对较大,非显性失水也较多。显性出汗量与运动量、劳动强度、环境温度和湿度等因素有关。经肺和粪便排出水的比例相对较小,但在特殊情况下,如高温、高原环境以及胃肠道炎症引起的呕吐、腹泻时,可造成大量失水。

(2)水平衡的调节 肾脏则是水分排出的主要器官,通过排尿多少和对尿液的稀释和浓缩功能,调节体内水平衡。当机体失水时,肾脏排出浓缩性尿,使水保留在体内,防止循环功能衰竭;体内水过多时,则排尿增加,减少体内水量。电解质与水的平衡有着依存关系,钠主要存在于细胞外液,钾主要存在于细胞内液,都是构成渗透压、维持细胞内外水分恒定的重要因素。因此,钾、钠含量的平衡是维持水平衡的根本条件。当细胞内钠含量增多时,水进入细胞引起水肿;反之丢失钠过多,水量减少,引起缺水。

(二)膳食纤维

膳食纤维的定义有两种,一是从生理学角度将膳食纤维定义为哺乳动物消化系统内未被消化的植物细胞的残存物,包括纤维素、半纤维素、果胶、树胶、抗性淀粉和木质素等;另一种是从化学角度将膳食纤维定义为植物的非淀粉多糖加木质素。膳食纤维可分为可溶性膳食纤维与非可溶性膳食纤维。前者包括部分半纤维素、果胶和树胶等,后者包括纤维素、木质素等。

1.膳食纤维的主要特性

(1)吸水作用 膳食纤维有很强的吸水能力或与水结合的能力,可使肠道中粪便的体积增大,加快其转运速度,减少其中有害物质接触肠壁的时间。

(2)黏滞作用 一些膳食纤维具有强的黏滞性,能形成黏液性溶液,包括果胶、树胶、海藻多糖等。

(3)结合有机化合物作用 膳食纤维具有结合胆酸和胆固醇的作用。

(4)阳离子交换作用 其作用与糖醛酸的羧基有关,可在胃肠内结合无机盐,如K+、Na+、Fe2+等阳离子,形成膳食纤维复合物,影响其吸收。

(5)细菌发酵作用 膳食纤维在肠道内易被细菌酵解,其中可溶性膳食纤维可完全被细菌所酵解,而不溶性膳食纤维则不易被酵解。酵解后产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁醋酸均可作为肠道细胞和细菌的能量来源。

2.生理功能

(1)有利于食物的消化过程 膳食纤维能增加食物在口腔咀嚼的时间,可促进肠道消化酶分泌,同时加速肠道内容物的排泄,这些都有利于食物的消化吸收。

(2)降低血清胆固醇,预防冠心病 膳食纤维可结合胆酸,故有降血脂作用。可溶性纤维如果胶、树胶、豆胶的降脂作用较明显,而非水溶性纤维无此种作用。

(3)预防胆石形成 大部分胆石是由于胆汁内胆固醇过度饱和所致。当胆汁酸与胆固醇失去平衡时,就会析出小的胆固醇结晶而形成胆石。膳食纤维可降低胆汁和胆固醇的浓度,使胆固醇饱和度降低,而减少胆石症的发生。

(4)促进结肠功能,预防结肠癌 肠道厌氧菌大量繁殖会使其中代谢物降解,产生致癌物。膳食纤维可抑制厌氧菌,减少具有致癌性的代谢物;还可借其吸水性扩大粪便体积,缩短粪便在肠道的时间,防止致癌物质与易感的肠黏膜之间长时间接触。

(5)防止能量过剩和肥胖 膳食纤维有很强的吸水能力或结合水的能力,可增加胃内容物容积而增加饱腹感,从而减少摄入的食物和能量,有利于控制体重,防止肥胖。

(6)维持血糖正常平衡,防治糖尿病 可溶性膳食纤维可降低餐后血糖升高的幅度,降低血胰岛素水平或提高机体胰岛素的敏感性。

此外,食物纤维还可防止习惯性便秘、痔疮等。

3.膳食参考摄入量与食物来源

成人以每日摄入24 g膳食纤维为宜。过多摄入对机体无益,还影响营养素的吸收利用。这是因为膳食纤维可与钙、铁、锌等结合,影响这些元素的吸收利用。膳食纤维主要来源于植物性食物,如粮谷类的麸皮和糠含有大量纤维素、半纤维素和木质素;柑橘苹果香蕉柠檬水果和洋白菜、甜菜、苜蓿、豌豆等蔬菜含有较多的果胶。