第一章 營養概述
第一節 營養與健康
一、營養的概念
“營養”這個詞雖然早已為人們日常生活所習用，但是對它的確切含義未必都能正確地理解。
“營”在漢字裏是謀求的意思；“養”是養身或養生的意思。兩個字組合成一個詞應當是“謀求養生”的意思；確切地說，應當是“用食物(或食物中有益成分)謀求養生”。雖然，在通常的語言中，也有時把營養當作食物裏的營養素含量多少和質量的好壞來使用，例如說某種食品“有無營養”，或某種食品“富於營養”。但是，比較準確的含義，營養是機體攝取、消化、吸收和利用食物中的養料以維持生命活動的整個過程。營養是一種作用，而不宜簡單地理解為營養物質。
我國營養學家周啟源教授對古今中外“營養”一詞作了全麵的考證，並建議“營養”這一名詞的定義應為：“生物或使生物從外界(指動物的食料、植物的肥料)吸取適量有益的物質以謀求養生，這種行為或作用稱為營養。”或是把範圍擴大一些則為：“生物或使生物從外界(指動物的食料、植物的肥料)吸取適量有益的物質和避免吸取有害的物質以謀求養生，這種行為或作用稱為營養”。盡管句子顯得長了些，但作為一個科學的定義是完整的、確切的。
有人可能會說，沒有那麼多錢去講什麼營養；還有人認為，吃飽肚子就有營養。其實不然，營養不等於大吃大喝，更不等於山珍海味。我們講究營養，就是根據各地區、各個家庭和每個人的具體情況，對食物進行合理的調配和烹調，從而保證兒童青少年正常的生長發育。
二、營養與健康的關係
健康的現代科學定義是身體與自然環境和社會環境的動態平衡，是一種身體上、精神上和社會上的完滿狀態。實際上，絕大部分人在不同程度上處於不完全健康、又沒有患疾病的狀態。這種既不是健康、也不是患病的中間狀態，醫學上稱之為“第三狀態”。“第三狀態”大大降低了社會勞動的潛力。處於“第三狀態”的人可工作幾年，甚至幾十年。另外，“第三狀態”是健康與疾病的交接地帶，是健康與疾病相互轉化的“中介點”。要預防疾病就必須改善“第三狀態”，“第三狀態”改善了，也就同時增進了人民的健康，挖掘了社會勞動的潛力。
營養與健康的關係甚為密切。合理的營養可以增進健康；營養失調則可引起疾病。由營養不足所引起的疾病統稱為營養缺乏病，由營養過剩或失去平衡所引起的疾病主要有肥胖症、高血壓、冠心病、糖尿病等。例如，由於膳食中缺乏維生素A所引起的幹眼病，在發展中國家每年造成幾百萬兒童失明；而肥胖症、冠心病等在一些國家中已經成為一種災難。
在我國，嚴重的營養缺乏病已經很少見到，但是某些營養物質攝入不足的現象並非罕見；而營養過剩或不平衡的問題，隨著人民生活水平的日益提高，必將或者說已經提到人們的議事日程。為了增強人民的體質，使我們的民族更加繁榮昌盛，應當大力發展營養科學的研究，普及人民的營養知識。
第二節 營養的意義
營養伴隨人的一生，是人體最基本的生命過程，也是人類生活中最基本的社會實踐活動。早在2000多年前，我們的祖先就在醫書《黃帝內經》中記述了有關營養的知識。營養學是一門實用性的科學，青少年和學生家長們學習一些營養知識，對個人、家庭乃至整個中華民族健康水平的提高具有十分重要的意義。
一、營養對生長發育的影響
營養是生長發育最重要的物質基礎，也是保證機體的同化過程超過異化過程的基礎。如果營養素缺乏，各種營養素的攝入不均衡，膳食結構不合理，就會引起生長發育遲緩，免疫功能低下，影響學習和勞動能力，並可導致各種急慢性營養不良和各種營養缺乏症。
1.熱能和蛋白質對生長發育的影響
熱能是供給機體一切生命活動的動力。膳食中三大營養素——蛋白質、脂肪、碳水化合物是產生熱能的物質，又稱生熱營養素。兒童少年的熱能需要有基礎代謝、食物的特殊動力作用、肌肉活動、排泄和分泌及生長發育等五個方麵。
青春期熱能需要非常大，與機體生長發育的相關程度比與年齡的相關程度密切得多。生長發育加速持續的時間雖然較短，但需要增加的熱量卻很大。
當膳食中兒童熱能攝入輕度不足時，體重可能維持不變，這種“適應”現象的後果是基礎代謝率稍降低，同時伴有明顯的身體活動減少；當攝入的熱量進一步減少，降到需要量的80%以下時，則出現體重下降。有關實驗表明：兒童在實驗期的第一個月內自由進食，蛋白質攝入量為2g/kg體重，兒童表現十分活躍，愛打球、騎車，午睡時間也較短；第二個月內維持同樣蛋白質供給量，熱能攝入量減少10%，此期兒童仍可維持同樣的體重增長速度，但打球、騎車時間均減少，午睡時間加長；第三個月攝入熱量再減少10%，為原來的80%，兒童活動則進一步減少，生長發育速度下降，學習能力也下降，並且對周圍環境的反應遲鈍。進入青春期的男女青少年熱能供給不足可造成低體重和營養不足，而供給量過多又會造成肥胖。因此，應盡可能地避免膳食熱能供給大幅度變化，以保證兒童青少年健康成長。
蛋白質是生命存在的基本要素，沒有蛋白質就沒有生命。兒童少年正常的生長發育不但需要足夠數量的蛋白質，而且要求高質量的蛋白質。合適的蛋白質需要量是指所攝入的蛋白質應能充分地提供機體發育所需的全部氨基酸。在人體和自然界中常見的氨基酸有20餘種，其中組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、精氨酸等10種氨基酸是兒童所必需的，又稱必需氨基酸。這十種氨基酸必須按一定的比例配合才能被兒童機體充分吸收、利用。如果供給的蛋白質中必需氨基酸的比例與兒童機體需要的氨基酸比例不相符合，食物中某種必需氨基酸數量不足，則轉移核糖核酸(tRNA)就不能及時將所需要的氨基酸全部帶給核蛋白體核糖核酸(rRNA)，食物蛋白質中其他氨基酸也不能被充分利用，合成人體蛋白質就不能順利進行。所以，膳食中蛋白質各種必需氨基酸比值越接近人體蛋白質必需氨基酸的比值，越能被機體利用、吸收，它的生物學價值就高。蛋白質的生物學價值是指食物蛋白質在體內被吸收後被儲留的氮與被吸收的氮的數量比值。蛋白質被機體利用得好，而且數量足，就會促進兒童少年的生長發育。如果蛋白質的數量不足、質量不好可導致食欲喪失，生長停滯，各種酶類減少，免疫功能及各種生理功能低下，出現消瘦、低體重、貧血、水腫，甚至影響智力發育。
許多研究資料表明：母乳蛋白是生物效價最高的，是嬰兒最好的食物。1901年Camerer報道，母乳喂養較人工喂養嬰兒優越得多。
促進兒童少年生長發育比較好的動物性食品是牛乳。1926年英國學者Mann在一所孤兒院中進行營養對兒童生長發育影響的研究。他將孤兒院兒童隨機分成7組，第1組為對照組，吃孤兒院原有膳食。第2至第7組為觀察組，這些組都在吃原有膳食的基礎上，分別加不同的食物。第2組增加0.91kg牛奶；第3組增加與0.91kg牛奶相等熱量的糖；第4組增加與0.91kg牛奶相等熱量的奶油；第5組增加與0.91kg牛奶相等熱量的人造黃油；第6組增加比0.91kg牛奶熱量還多6.5卡的幹酪；第7組增加一定量的水芹菜。經過4年追蹤觀察，從年平均身高和體重的增長值看，以增加0.91kg牛奶組最好，比增加其他食物的影響都顯著。
60年代周啟源、劉冬生等在北京市進行了對集體兒童“計劃膳食”的研究。重點放在改善街道辦的幼兒園和托兒所的膳食。他們把托、幼機構分為市立的、機關辦的、街道辦的。不同類型的托、幼機構中兒童每月的夥食費是不同的。在這些不同類型、不同夥食費的機構中，兒童體格測量的結果是：凡是夥食費高的兒童，身高、體重的水平都顯著地高於夥食費低的。但經過一年多在低夥食費的機構進行的“計劃膳食”，使他們在不增加膳食費用的情況下，獲得價格低廉而營養價值較高的食物，並科學地搭配，提高膳食蛋白質利用率，及鈣、維生素A、B1、B2、C等的供給量，一年後的結果表明，這些低夥食費的兒童體格發育水平也趕上了夥食費較高機構中的兒童。上述經驗對當前一些經濟不發達地區學生實行營養配餐具有寶貴的指導意義。
2.維生素、礦物質和微量元素對生長發育的影響
維生素是維持人體正常生理功能所必需的一類有機化合物。種類很多，理化性質各有不同。它們都存在於天然的食物中，一般在體內不能合成或合成較少，滿足不了機體需要，故必須由食物供給。機體對各種維生素的需要量很少，但絕不能缺少。
如果膳食中某種維生素長期缺乏，可導致維生素缺乏症，影響兒童少年的生長發育和健康。如B族維生素參與神經係統的生物氧化和機能維持，因而是促進智力發育所必需的神經營養物質；維生素D能促進鈣、磷在小腸的吸收，使血中的鈣沉積到骨骼中，維生素D缺乏則會引起佝僂病，並影響骨骼的生長和牙齒的形成；維生素C是一種很強的還原劑，與身體許多氧化還原酶關係密切，有利於鐵的吸收及膠原蛋白的合成，提高機體的免疫力。維生素C缺乏則可導致出血、傷口愈合減慢及骨鈣化不正常等。
礦物質和微量元素是人體重要的組成部分和生命必需的元素。氧、碳、氫、氮、鈣、硫、磷、鈉、鉀、氯、鎂等11種元素(按含量順序)占人體總重量的99.95%，其中碳、氧、氫、氮、鈣、硫、磷占人體總重量的94%，是人體構成的基本結構元素。鈉、鉀、鈣、鎂、氯稱為宏量礦物元素，在體內維持水電解質平衡，支撐身體，維持身體運動、肌肉收縮，如神經細胞的興奮性及某些酶的活化等。在體內檢出的微量元素有70餘種，其中一部分是維持機體正常生命活動不可缺少的必需微量元素，在影響兒童少年生長發育的各種營養素中，日益引起重視。如常見的鐵缺乏可引起貧血；胎兒期碘缺乏可形成克汀病；兒童少年缺碘則出現甲狀腺腫大、智力水平低下、身體發育緩慢等。
鉻促進胰島素的激活，通過參與糖和蛋白質代謝加速生長發育，改善體質，還能加速膽固醇的排泄和分解。氟是骨骼和牙齒的組成成分，但過量可影響甲狀腺對碘的攝取、濃集及甲狀腺素的合成，並影響中樞神經係統，造成脊髓和腦的損傷。官誌忠等人報道，慢性氟中毒的大鼠在妊娠期，體內過高的氟可通過胎盤屏障轉移給仔鼠，並通過仔鼠的血—腦屏障進入並貯存於大腦。而腦組織中氟量過高可使大腦重量降低，並抑製DNA及RNA合成，使大腦DNA、RNA含量降低，造成大腦發育遲緩。過量的氟可通過細胞毒作用直接損傷大腦神經細胞，引起神經組織變性並發生脊髓神經纖維髓鞘脫失等病理改變。硒與心血管結構關係密切，在生長旺盛的青春期尤其不可缺少。硒是穀胱甘肽過氧化物酶的活性成分，有保護機體免受氧化損害的功能和影響血紅素的利用等。鈷是骨骼成分並參與造血。銅是心銅蛋白、腦銅蛋白構成成分，銅能協助機體對鐵的吸收和儲備，直接促進體內生物氧化過程，對身心發育有直接影響。人體鋅主要存在於骨骼和皮膚中，血液中鋅有75%～85%分布於細胞中。鋅是很多金屬酶的成分或酶的激活劑，現已知道有80多種酶與鋅有關，已證實人體內有50餘種與鋅有關的酶，如胰與腦的羧肽酶，堿性及其他磷酸酶，乳酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、和d—甘油醛—3—磷酸脫氫酶，中性蛋白酶等，當鋅缺乏時影響分解酶的活力。鋅參與RNA和DNA的轉錄和蛋白質的合成過程，含鋅的RNA聚合酶和胸腺嘧啶脫氧核苷激酶與核酸合成有關。如缺少這兩種酶，則RNA和DNA合成受損。動物實驗證實，缺鋅時氮代謝障礙，動物進食量減少，尿氮排出增多，對飼料蛋白質利用率降低，不能利用蛋氨酸合成蛋白質，使胱氨酸加速分解，影響脯氨酸、色氨酸、賴氨酸和蛋氨酸合成皮膚蛋白，這些可能是人和動物生長發育停滯，皮膚、毛發明顯損害及傷口愈合推遲的原因。缺鋅時生長激素合成減少，核酸與蛋白質合成障礙，唾液中磷酸酶減少，味覺減退，食欲下降。羧基肽酶活力下降，影響消化功能，T細胞功能下降，降低機體免疫力，並發生口腔粘膜上皮增生和角化不全，發生口腔潰瘍。缺鋅主要表現為身體生長發育停滯，性發育遲緩，性腺功能低下和貧血。
長期的營養素缺乏造成的營養不良影響骨骼的成熟程度及其長度，因而造成體格矮小。對營養反應最明顯的指標是體重；對身高的影響是長期的，而且是較慢的，但留下的後果是嚴重的，往往是終生的。營養對胸圍也有影響。
二、營養對大腦和智力的影響
營養不良對兒童生長發育的急性影響已被人們了解，但是導致慢性損傷的後果近期才被認識。特別是對中樞神經係統生長發育和對智力與個性發育的潛在性損傷是近年來國內外學者研究的熱點。1976年Winiek等報道，胎鼠在孕期，尤其在分娩前高度營養不良，出生後繼續遭受營養不良，則可見仔鼠的大腦細胞數僅為正常數的40%，而且細胞體積也小得多。出生後營養不良持續時間長，受損重，將是不可挽回的損害。據發育生物學家研究，人腦的發育也主要是在妊娠後期和出生後頭一年，成神經細胞主要在胎齡10～18周開始增殖，在孕期25周至出生後6個月為激增期，6個月後增殖速度減慢而細胞體積增大，可持續到18個月，甚至到5～6歲。在青春期，腦細胞大小再無變化。值得指出的是，腦組織細胞增殖的特點是“一次性完成”的，腦細胞的數量和質量與智力關係密切。有的學者認為，早期營養對智力發育有決定性的影響。在妊娠後3個月至出生後半年，營養不良對大腦正常發育的損害具有一定的“不可逆性”。營養不良可導致腦細胞分裂期縮短、細胞數量減少、腦重量減輕。即使日後營養狀況改善，出現體格上的趕上生長，智力方麵存在的缺陷將很難完全彌補。Stock等的長期追蹤研究證實，嬰幼兒期嚴重營養不良的兒童頭圍比對照組兒童小，智商較低，情感淡漠；到6～7歲的閱讀、書寫有困難，理解力差，學習能力低下。營養對學齡兒童和青少年的智力活動影響很大。據對巴西一個州的調查表明：有20萬名母親的智力發育由於兒童時期營養不良而低於12歲兒童的水平。學習和智力活動的效率高低取決於大腦細胞能否獲得穩定的血糖供應所產生的能量；腦神經元和神經膠質細胞的成熟和代謝有賴於許多必需氨基酸。其中穀氨酸可糾正腦細胞的生化缺陷；酪氨酸直接參與腦細胞演進過程和神經環路的構成；色氨酸是5—羥色胺(一種重要的抑製中樞神經遞質)的前體，能促進注意力、記憶力功能改善。碳水化合物、蛋白質、脂肪、膽固醇等組成各種腦磷脂、髓鞘磷脂、糖脂、糖蛋白、脂蛋白等，有的參加記憶過程中新蛋白質分子的合成，有的參加腦細胞的核代謝，有的組成神經髓鞘。各種礦物質和維生素，都參與神經係統的生物氧化和機能維持，因此都是促進智力發育所必需的神經營養物質。
三、營養與許多疾病密切相關
營養與許多疾病的發生發展都有關係。如飲食中缺碘，可患碘缺乏症；缺鐵可患貧血症。營養不良，使身體的抗病能力降低，增加傳染病等各種疾病的感染率，延長病程，不易康複。疾病會進一步造成營養狀況的惡化，形成一個惡性循環。在這個惡性循環中，營養不良是最根本的原因。
四、營養對運動成績的影響
我們的身體之所以能夠強壯，一是必須有適當的運動鍛煉，二是要有適當的營養。假如缺乏適當的營養，尤其是蛋白質，細胞和組織在日常工作和運動中所受的破壞，便無法得到補充；所消耗的能量也得不到補充，對於病菌的抵抗力便隨之下降。因此如何在科學和經濟的基礎上，來安排我們日常的食物營養，是我們生活中的一件非常重要的事情。
所謂適當的營養，並不等於一定要吃珍貴的食物，而是要在食物中，包含身體所必需的各種營養，並加以適當地調劑。
身體需要食物，有以下四個目的：
1.培植新的組織；
2.補充那些需要補充的物質；
3.保持身體的溫度和功能；
4.進行工作。
所以食物營養不單是彌補細胞和組織的消耗，並且還要保證內髒器官(如心髒、肝髒以及胃)工作的機能。
就以一個運動員來說，合理的飲食製度可以幫助他提高運動成績，使他不容易感到疲勞，他的比賽成績對他的身體功能是一種最大的測驗。這就很大的一部分要依靠對他工作中的組織及時供給需要的營養物質。當他做著輕量運動的時候，營養稍有不足，雖仍可以支持，但要表現出最高成績，則有著很大的影響。
營養對運動成績的關係有下列四個方麵：
1.它能供給能量的營養成分；
2.它能促進產生能量的反應；
3.它能消除類似疲勞的生理和化學變化；
4.它能減少身體脂肪。
身體是一部自我調節的“機器”。當食物通過腸道的時候，身體自然會選擇它所需要用作工作和彌補的營養物質。在當食物中缺乏某種元素的時候，一種自我保護機製就會製造一些身體所需要的營養素。
要從食物中得到適當的營養，就要有平均的食物。所謂平均的食物主要是碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質、水和小量的纖維質。現按次加以分析如下：