人体需要哪些营养素?

这些成分具有特定生理作用,能维持机体生长发育活动、生殖以及正常代谢,包括蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质及绯生素等,被统称为营养素。

一、什么是营养素

根据历史学家的考证,从原始时代到中世纪,很多人都是由于营养不良或食物中毒而死亡的。人类在与疾病作长期斗争的过程中,逐渐认识了食物的颜色、形状、味道等感官性状及其对某些疾病(主要是营养缺乏病)的预防和治疗的作用。在近一百多年的科学研究中,人们逐渐了解了食物中含有的多种成分。

这些成分具有特定生理作用,能维持机体生长发育活动、生殖以及正常代谢,包括蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质及绯生素等,被统称为营养素。

二、营养素的发现

国内外有许多历史资料记载古人通过食物对某些疾病进行“治疗"的作用,按照现代医学的观点,其中很大比例的疾病属于营养缺乏病。

例如,中国古代医学将缺碘性甲状腺肿称为"瘿病”,远在公元前4 世纪的《庄子》中就有关于瘿病的记载。800 年后晋朝的化学家葛洪首先用海藻制取药酒以治疗瘿病; 公元7 世纪的隋巢元方提出了瘿病与水、土有关的学说; 唐朝孙思邈等人又扩大了用昆布来治疗瘿病。此外,古希腊人也在2400年前就进行过一些不同形式的“食疗” 。1670 年,英国医生Sydenham 发现饮用含铁屑的葡萄酒可使萎黄病(贫血)患者的症状得到明显改善。但是, 由于技术手段的局限,古人只能观察到整体食物的作用,而对食物的化学本质并不认识,这种情况一直持续到18 世纪。

从18 世纪末叶到20 世纪的一百余年间,是现代营养学研究取得决定性发展的关键时期。在此期间, 建立了多种物理和化学实验方法,并开始了对某些物质成分进行分离提取; 此外,人们也开始用动物做试验来确定不同物质对机体健康的影响。例如,著名化学家、生物学家拉瓦锡( Lavoisier,A. L. )及其同事注意到动物血液在氧气中呈现红色而在二氧化碳中变黑的现象,接着对呼吸的本质进行了20余年的研究。他们通过豚鼠和人体试验发现,组织中含碳化合物的氧化是生物体各种生理功能的能量来源,这是食物的特定功能首次在化学界得到证实。他们在研究中使化学实验从定性转为定量,开辟了认识食物化学本质的新途径。

在这种发展背景下,科学界对于食物的研究不再停留在整体食物对于人类疾病的防治作用方面,升始探究是哪种食物成分具有这些作用。于是,营养素必需性的研究随之拉开了序幕。

三、有哪些必需营养素?

经过营养学家们一百余年的工作,如今已确认的人体必需营养素有42 种。这些营养素根据人体的需要量或体内含量多少又可分为宏量营养素(包括蛋白质、脂类和碳水化合物)和微量营养素( 包括矿物质和维生素),其中矿物质又分为常量元素和微量元素。

食物中含有的有机和无机化学成分数以千计,但是其中绝大多数对人体没有可以检测到的生理学作用;有些成分虽然对健康有益,例如多种脂肪酸和氨基酸,但是人体自身能够合成,或由其他营养素转化,没有必要从食物中摄取,被称之为非必需营养素(non-essencial nutrients) ;只有符合上述5 个条件的42种营养素才被称为必需营养素。必需营养素包括蛋白质中的9 种氨基酸,脂类中的2种多不饱和脂肪酸, 1 种碳水化合物, 7 种常量元素,8种微量元素, 14种维生素,加上水,共42 种。人体对这42 种营养素中的任何一种都不能缺乏(表1-2- 1 ) ,[表中*表示:按照1992 年WHO/FAO/IHEA 组织专家委员会提出的分类标准,人体从食物中摄入的微量元素除了本表列出的8种确定必需的微量元素以外,还有人体可能必需的元素(5种),以及具有潜在毒性,但在摄入量很低时可能对人体具有必需功能的元素(8 种)],否则将会影响相关的生理功能或出现营养缺乏病。

必需营养素

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