營(yíng)養(yǎng)學(xué)/低氣壓環(huán)境對(duì)營(yíng)養(yǎng)素代謝的影響
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在低氣壓環(huán)境中，由于吸入氣中氧分壓較在常壓下低，使肺泡氣中氧分壓下降，從而使肺泡中氧分壓與血液中氧分壓之間壓力差下降，單位時(shí)間內(nèi)肺泡彌散到毛細(xì)管的氧減少，結(jié)果使動(dòng)脈中氧分壓下降，血氧飽和度下降。這又造成血液與組織中氧的壓力差下降，使氧由血液向組織彌散的量減少，組織中供氧不足而發(fā)生缺氧，突然的嚴(yán)重缺氧者可發(fā)生昏迷，輕者可出現(xiàn)高山適應(yīng)不全與高山病。但機(jī)體經(jīng)缺氧鍛煉后可以適應(yīng)低氣壓環(huán)境。低氣壓環(huán)境如高原、高空環(huán)境還往往伴有低溫。因此，低氣壓環(huán)境對(duì)代謝的影響常伴有低溫的影響。另外許多實(shí)驗(yàn)表明，低氣壓暴露時(shí)，不同性別的代謝變化是不一樣的。
缺氧可使消化腺分泌減少，唾液、胃液、膽汁及腸液的分泌量皆減少。初入3200m高原者，空腹胃液量及胃液中游離鹽酸含量都較當(dāng)?shù)厝说?。缺氧還引起胃排空時(shí)間延長(zhǎng)，初入高原的人僅有27%的人于2h內(nèi)排空，而當(dāng)?shù)鼐用駞s有66.7%的人于2h內(nèi)排空。
41.3.1 熱能代謝
在低氣壓環(huán)境中能量需要量增加，有人在4300m高度觀察到，暴露5天后，勞動(dòng)時(shí)的能量消耗較在地面上增加3～15%，9天后增加17～35%，但在這樣的高度，因食欲減退使攝入熱量減少，第1天婦女的攝入熱量為海平面時(shí)的58%，男子的攝入熱量為海平面時(shí)的72%。一周后婦女食欲皆恢復(fù)至暴露前的水平，而男子在兩周后仍未恢復(fù)至原水平，熱量平衡為負(fù)平衡。
41.3.2 三大營(yíng)養(yǎng)素代謝
人體突然暴露于4300m高地14天，血清中谷氨酸濃度上升，氨基酸的代謝物?；撬?/a>、尿素濃度也上升，而亮氨酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸等必需氨基酸濃度下降，這些變化與蛋白質(zhì)攝入不足的變化相近。由于熱量攝入減少，很快就要利用體內(nèi)蛋白質(zhì)，因此出現(xiàn)了負(fù)氮平衡。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，狗急性暴露于5000m高度時(shí)，腸中蛋白質(zhì)消化吸收延緩。大白鼠在360Torr環(huán)境中暴露3天，吸收甘氨酸量減少。另發(fā)現(xiàn)大白鼠突然于4300m高度，暴露2天時(shí)，結(jié)合于肝、脾、十二指腸和腎上腺等蛋白質(zhì)的氨基酸量減少，而到30天時(shí)即無(wú)此現(xiàn)象，表明突然缺氧時(shí)蛋白質(zhì)分解代謝增強(qiáng)。
在暴露于4300m高度后第1天，血漿中脂肪酸含量即增加，男子持續(xù)增加，2周末已增至原含量的190%，婦女的血漿脂肪酸含量有一過(guò)性增加，1周后就恢復(fù)至原水平。男子血漿中膽固醇含量和總脂含量持續(xù)性減少，而血漿中磷脂的濃度持續(xù)性增加。
在血脂含量變化的同時(shí)，血糖含量也有變化，男子的血糖在暴露初期降至原含量的95%，一周以后基本恢復(fù)到原水平。婦女在暴露初期血糖下降較多，下降到暴露前含的79%，2周后恢復(fù)到暴露前的95%。并且在血糖下降的同時(shí)，血漿酮體和甘油有一過(guò)性的增加。
41.3.3 維生素和礦物質(zhì)代謝
20名志原者在3200m高度10天，第10天血清鉀含量由原來(lái)4.21±0.072mmol.L-1增加至4.60±0.094mmol.L-1，兩者有顯著差異，而血清中鈉、鎂和鈣在10天中皆無(wú)明顯變化。然而在更高的高度3771m，無(wú)機(jī)鹽代謝卻有明顯的變化。血清鈉、鈣從第1天開(kāi)始即明顯下降，以后維持于低水平，血清鎂從第2天開(kāi)始持續(xù)增高，血清鉀無(wú)明顯變化。尿中鈉、鉀排出量在到高原的初期明顯減少，以后逐漸回升。而尿中鈣、鎂排出量卻持續(xù)減少。雖可任意飲水，但無(wú)論在3200m或在3771m的高度，尿量都持續(xù)減少。在4300m高度也觀察到6天中總體水減少2.25kg，其中細(xì)胞外液增加1.27kg，細(xì)胞內(nèi)液減少3.52kg，所以主要是細(xì)胞內(nèi)液明顯減少。
在模擬8000m高度缺氧條件下，每天停留90min，連續(xù)4天或9天，大白鼠尿中核黃素排出量明顯上升，而肝中核黃素含量較不缺氧的對(duì)照動(dòng)物明顯減少。尿中硫胺素排出量較不缺氧的對(duì)照組少，暴露9天的動(dòng)物腦中硫胺素的含量較不缺氧的對(duì)照組低。急性缺氧后，不論飲料中是否添加包括抗壞血酸在內(nèi)的多種維生素，大白鼠腎上腺中抗環(huán)血酸的含量皆明顯下降（40～42）。表明缺氧環(huán)境也影響了維生素代謝。
41.3.4 高原環(huán)境中膳食的供給問(wèn)題
早在1908年就已有人提出建議，認(rèn)為高碳水化物膳食有利于消除缺氧引起的癥狀，在模擬3350m高度攝取水果、糖果等高碳水化物膳食，與攝取肉、雞蛋、干酪和干果等低碳水化物膳食比較，攝取高碳水化物者呼吸氣體交換量、動(dòng)脈中氧分壓以及血氧飽和度皆增加。在飛行前吃高碳水化物者，可以飛達(dá)相當(dāng)于4572～5182m的高度，冰行前若吃高蛋白膳或高脂肪膳者或不進(jìn)餐，都不能達(dá)到這樣的高度。青年人在海平上運(yùn)動(dòng)突然轉(zhuǎn)到4267m高度，給相同熱量的兩液體食物，熱量來(lái)源中兩種膳食的蛋白質(zhì)皆占12%，高碳水化物膳含碳水化物68%，含脂肪20%；高脂肪膳中含碳水化物48%，含脂肪40%。食用高碳水化物膳者，強(qiáng)勞動(dòng)的技能較好，臨床癥狀較少。然而，近年來(lái)也有不同的報(bào)告，如于4300m高度12天，給高碳水化物膳者體重下降為3.96kg，給低碳水化物膳者體重下降3.54kg?？磥?lái)增加膳食中碳水化物含含量對(duì)減少體重下降并不有利。另外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給三種不同飲料，按食物組成比例計(jì)算其成分為：①普通飼料——含碳水化物50%，蛋白質(zhì)20%，脂肪4%；②高碳水化物飼料——含碳水化物75%，蛋白質(zhì)12%，脂肪2%；③高脂肪飼料——含碳水化物25%，蛋白質(zhì)12%，脂肪為52%。大白鼠食用以上飼料均置于模擬4877m高度，環(huán)境溫度28℃，每天5h共27天。平均每只大白鼠每日入熱量為84～122KJ，食高碳水化物飲料的動(dòng)物最多，食高脂肪飲料的動(dòng)物最少，生長(zhǎng)率以高碳水化物組最好，普通飲料組次之，高脂肪組最差，幾乎無(wú)增長(zhǎng)。然而間斷暴露4877m高度30天后，再放于10668m高空急性缺氧暴露時(shí)，食高碳水化物組存活時(shí)間為11.0±6.6min，吃普通飼料組為12±5.1min，而食高脂肪組存活時(shí)間皆超過(guò)60min。長(zhǎng)期給高碳水化物食物，使動(dòng)物不能耐受突然暴露于缺氧環(huán)境。
在大白鼠的飼料中加入硫胺素，核黃素，尼克酰胺，葉酸，對(duì)氨基苯甲酸，泛酸鈣，維生素B6、B12、P、K、E及抗壞血酸等12種維生素，在動(dòng)物突然暴露于12000m時(shí)，20min的存活率為63.33%，而食用未加這些維生素飲料的對(duì)照組存活率為41.03%，到60min時(shí)對(duì)照組已無(wú)存活的動(dòng)物，而食用加維生素飲料組尚存活23.33%，到300min時(shí)仍有10%存活。食用加維生素飲料的動(dòng)物其心肌中細(xì)胞色素氧化酶及琥珀酸脫氫酶的活力較對(duì)照組明顯增高，心肌與腦組織中的輔酶I含量也較對(duì)照組明顯增加。在動(dòng)物的飼料中供給胡蘿卜、蘋(píng)果等都可提高突然暴露于缺氧環(huán)境中的存活率。
青年人在進(jìn)入4700m高度、氣溫為0～15℃環(huán)境中，熱能消耗為13400～16800KJ，在膳食中補(bǔ)充維生素A6000IU、硫胺素20mg、核黃素2mg、抗壞血酸300mg、尼克酰胺20mg、維生素B65mg、泛酸鈣5mg、維生素E60mg、B1550mg、P50mg等10種維生素，不僅可以保持機(jī)體較好的營(yíng)養(yǎng)水平，而且能提高人們對(duì)高原的一些適應(yīng)能力，心電圖好轉(zhuǎn)，高山不適應(yīng)癥狀減少。
在高原生活的人，由于同時(shí)伴有寒冷，因此應(yīng)供給充足的熱量。供給熱量中蛋白質(zhì)來(lái)源應(yīng)占12%，碳水化物占60%以上，或每天供給碳水化物量不應(yīng)低于320g。還有人主張?jiān)诟咴毖醐h(huán)境中每人每日最少應(yīng)食用75g蔗糖。由于在缺氧條件下造血活性增加，因此應(yīng)增加鐵的供給量。
在發(fā)生急、慢性高山病時(shí)，皆要用綜合療法，應(yīng)給高碳水化物膳，這可以減輕急、慢性高山病的癥狀及急性高山病所引起的體力下降。補(bǔ)給多種維生素是綜合治療措施中不可缺少的一項(xiàng)，特別要補(bǔ)給維生素A、硫胺素，核黃素、吡哆醇、抗壞血酸及維生素P。由于消化道功能受到影響，因此要供給易消化的食物。
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