營(yíng)養(yǎng)學(xué)/電離輻射對(duì)營(yíng)養(yǎng)素代謝的影響
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機(jī)體受電離輻射后引起一系列極為復(fù)雜的生化反應(yīng)，營(yíng)養(yǎng)素代謝受到了影響，若不對(duì)營(yíng)養(yǎng)素代謝的改變加以調(diào)整將造成體內(nèi)某些營(yíng)養(yǎng)素不足，則可能使機(jī)體受放射損傷更加嚴(yán)重。
41.1.1 蛋白質(zhì)代謝
機(jī)體受電離輻射作用后，蛋白質(zhì)代謝很快就受到影響。主要是分解代謝增強(qiáng)、合成代謝障礙，體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸代謝都有變化。小腸吸收氨基酸受到了破壞，破壞的程度依照射劑量的多少而異。人和動(dòng)物受全身照射后尿氮排出增多，出現(xiàn)負(fù)氮平衡。狗每kg體重給420KJ熱量、3.4g蛋白質(zhì)一周，然后用γ-射線400R全身照射。照射前每日kg體重排出尿氮349mg，照射后第一晝夜蛋白質(zhì)與熱量攝取較照射前減少了23%，而尿氮排出量仍增加了23.7%。照射后第8～9晝夜，攝取量逐漸接近照射前水平，但尿氮排出量仍高于照射前16～21%。人體受放射線治療時(shí)，也表現(xiàn)有負(fù)氮平衡。在大劑量照射后，動(dòng)物與人體尿中肌酸排出量增加，尿中肌酸與肌酐的比值增高。一般血清總蛋白質(zhì)量很少發(fā)生變化，但在急性放射損傷后血清蛋白的組成發(fā)生了改變，白蛋白減少及球蛋白增加，以致白蛋白與球蛋白的比值下降。球蛋白中α-球蛋白顯著增加，β-球蛋白也增加，而γ-球蛋白減少或略有增加，致使α-球蛋白與γ-球蛋白比值明顯上升。在長(zhǎng)期受鐳照射的65～74歲婦女中，接受劑量分別為每kg體重0.2μci以下、0.2～0.99μci、1.00μci以上及5μci以上四種，受高劑量照射者其血中α-球蛋白較受低劑量者明顯增加。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中還觀察到，在全身X射線照射后，動(dòng)物自選食物中酪蛋白攝入量進(jìn)行性地增加，這也表明體內(nèi)蛋白質(zhì)損傷較多，人在受25、68、160、180R全身照射后12h，尿中氨基酸含量即增加，在這樣的劑量范圍內(nèi)，尿中氨基酸含量幾乎是相同的。尿中羥脯氨酸與甘氨酸排出量增中尤為明顯。在受數(shù)十R照射后幾小時(shí)，尿中的?；撬崤懦隽考捶浅６?，且在一定的范圍內(nèi)與照射劑量呈正比關(guān)系。但也有一些氨基酸在射線照射后排出量不增加反而減少，如大白鼠受60Co全身照射，劑量為100、300、500、700、900及1200rad，隨著劑量加大，大白鼠尿中組氨酸排出量進(jìn)行性下降，接受100rad者組氨酸排出量為209.7±40.24%，而接受1200rad劑量者即下降為107.9±41%。大白鼠經(jīng)600R照射后5、10天，35S蛋氨酸進(jìn)入肝組織蛋白的量分別較對(duì)照組低24.14及11.73%；腦與血漿吸收蛋氨酸能力亦明顯下降，說(shuō)明蛋白質(zhì)合成代謝有明顯障礙。較小的照射劑量對(duì)氨基酸代謝也有影響，大白鼠每天照射2次，每次h36min，每周照5天，停2天共9周，總劑量為38.6±6.6rad，在照射第6周時(shí)，血漿中蛋氨酸、賴氨酸含量與未照射的動(dòng)物比較均明顯下降。
41.1.2 脂肪代謝
在接受大劑量射線照射后，往往出現(xiàn)脂血癥，增加較多的是甘油三酯，磷脂含量也增高，肝中脂類過(guò)氧化物含量上升，膽固醇含量呈波動(dòng)性變化。大白鼠受γ-射線照射，劑量率為155.10-4C.kg-1，總劑量為3870.10-4C.kg-1，血清總膽固醇，甘油三酯、磷脂及游離脂肪酸含量增加，胸腺和骨髓中甘油三酯含量增多而磷脂的含量減少。家兔在受X射線700R全身照射后，32P進(jìn)入血清磷脂的速率較正常兔快，說(shuō)明體內(nèi)磷脂合成代謝的強(qiáng)度在受射線照射后增大。
41.1.3 碳水化物代謝
與蛋白質(zhì)和脂肪代謝相比，碳水化物的代謝變化不太明顯。大劑量射線照射后糖原異生作用增強(qiáng)，常出現(xiàn)高血糖癥。
41.1.4 維生素代謝
由于考慮到抗壞血酸有阻止體內(nèi)過(guò)氧化反應(yīng)而保護(hù)了體內(nèi)其它生物物質(zhì)，因此許多人研究了電離輻射對(duì)抗壞血酸代謝的影響。在猴子的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，每天接受.134、4.2、4.35R照射，總劑量為425～863、1433～2224、1878～3561R。照射前血中抗壞血酸含量為33.5±1.60μmol.L-1，2個(gè)月后下降為8.5±4.5μmol.L-1，8個(gè)月后為13.6±1.70μmol.L-1，甚至在2年后測(cè)定也未恢復(fù)到正常水平。豚鼠實(shí)驗(yàn)表明，每日R總劑量為25R的γ射線照射后，豚鼠血漿中抗壞血酸的含量明顯低于不照射的豚鼠。另一實(shí)驗(yàn)表明，豚鼠經(jīng)射線照射4～7天，腎上腺、肝、腎、脾、腸、心和腦等組織中，標(biāo)記的抗壞血酸均明顯增高，分別為對(duì)照組的152.2～199.8%，說(shuō)明照射后機(jī)體抗壞血酸消耗增高，組織補(bǔ)償需要增加。在對(duì)鈾礦工人進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，井下工人每日取抗壞血酸114mg，而血中抗壞血酸濃度平均值僅為11±0.5μmol.L-1，體檢中抗壞血酸缺乏癥狀也較多。此外還發(fā)現(xiàn)，每日取維生素A1923IU，非鈾礦工人暗適應(yīng)時(shí)間為43.67±12.01s，鈾礦井上工人為69.85±3.31s，而井下工人則達(dá)到89.44±3.01s，三組間差異均非常顯著。在觀察接受放射線治療的病人中，病人每次接受200～250R照射，總劑量為4000～14000R，治療后病人血清中維生素B6與B12含量增加，治療前血清中維生素B6濃度為162～567nmol.L-1，照射后為243～810nmol.L-1，兩者有顯著差異。治療前病人血清中維生素B12含量為29.6～177.6Pmol.L-1,照射后為58.8～296Pμmol.L-1，兩者有非常顯著的差別。這些變化以50歲以上的病人多見(jiàn)。放射線照射對(duì)動(dòng)物組織中硫胺素和核黃素量含量的影響與供給的膳食是否合理有關(guān)。大白鼠受γ射線700R照射后，吃平衡膳食者肝中硫胺素含量明顯下降，說(shuō)明消耗增加。而吃不平衡膳食者，肝中硫胺素的含量有增加的趨勢(shì)。這是因其它器官中的硫胺素被動(dòng)員到肝腦。吃不平衡膳食者，肝中核黃素含量變化相近，表明在照射條件下應(yīng)增加供給硫胺素及核黃素。
41.1.5 水鹽代謝
由于放射損傷時(shí)伴有嘔吐和腹瀉而使水鹽代謝發(fā)生紊亂，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)照射后鉀、鈉排出增多。照射后開(kāi)始時(shí)，自選食物中無(wú)機(jī)鹽攝入大量增加。以后逐漸恢復(fù)正常。
41.1.6 輻射損傷的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題
由于電離輻射暴露對(duì)營(yíng)養(yǎng)素代謝有一定的影響，所以在防護(hù)與治療放射損傷時(shí)也應(yīng)考慮到營(yíng)養(yǎng)素的作用。預(yù)防放射損傷的手段之一是很好的平衡膳食。
不同質(zhì)量的蛋白質(zhì)有不同的防護(hù)放射損傷的效果。用三種不同飼料喂養(yǎng)大白鼠，飼料中皆含12%蛋白質(zhì)及10%脂肪。蛋白質(zhì)來(lái)源為：①酪蛋白；②同脫脂大豆；③玉米粉與脫脂大豆粉（按蛋白質(zhì)量1:3混合），照射前生長(zhǎng)率以③組最好。用60Coγ射線600R全身一次照射后，死亡率以③組最高，達(dá)70%，①組為50%。②組為30%。尿氮排出量增加，①、③組皆增加2倍?？梢哉J(rèn)為在這三種蛋白質(zhì)中，脫脂大豆防護(hù)放射損傷的效果最好。若給不同水平的蛋白質(zhì)，其防護(hù)放射損傷的效果也不同。幼年大白鼠喂飼4，種蛋白質(zhì)水平的飼料，酪蛋白量為6、12、18及24%，大豆油皆為10%。用60Coγ射線800R全身一次照射后，食6%酪蛋白組死亡率為90%，食24%。酪蛋白組死亡率為60%，食12%酪蛋白為40%，食18%酪蛋白組死亡率最低為20%。四個(gè)組的大白鼠尿氮排出量皆增加，食6%酪蛋白組最高，食24%酪蛋白組次之。因此膳食中蛋白質(zhì)水平為12～18%對(duì)防護(hù)放射損傷的效果較好。在狗的實(shí)驗(yàn)中觀察到，以等熱量但蛋白質(zhì)含量不同的飼料喂飼狗20天后，用γ射線400R全身照射狗，狗的尿氮排出量皆增加，每kg體重給1.1g蛋白質(zhì)者，照射前皆為正氮平衡，照射后都能維持氮平衡或正氮平衡。補(bǔ)給一些氨基酸對(duì)防護(hù)放射損傷也有一些效果，普通環(huán)境中若給大白鼠的幼鼠大量半胱氨酸（每g體重給1mg）則有嚴(yán)重的脫毛現(xiàn)象，但若在X射線400R全身照射前5～10min腹腔注入同量的半胱氨酸，則無(wú)脫毛現(xiàn)象，并且死亡率僅為6%，未給半胱氨酸者死亡率為44%。在普通的環(huán)境中，大白鼠攝入較多的蛋氨酸與賴氨酸（每日kg體重?cái)z入蛋氨酸536mg與賴氨酸1033mg），體重增長(zhǎng)較慢。而在小劑量電離輻射條件下，攝入同量的蛋氨酸與賴氨酸卻有較高的體重增長(zhǎng)值。
用各種脂類喂養(yǎng)動(dòng)物觀察防護(hù)小白鼠受全身射線照射損傷的效果，照射劑量為半致死量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)橄欖油有助于放射損傷的恢復(fù)，白細(xì)胞恢復(fù)到正常水平的時(shí)間縮短了。花生油也有良好的效果。
用30～40%果糖溶液加小量的葉酸與維生素B12喂養(yǎng)動(dòng)物，可消除射線所引起的血球生成障礙，2周后白細(xì)胞、紅細(xì)胞再生作用已顯著提高，4周后血象恢復(fù)正常。給成年大鼠每日g蛋白質(zhì)，其中64%為動(dòng)物性蛋白質(zhì)，每只鼠給生物素0.8、4.0、8.0mg，受X射線600R照射后30日的死亡率分別為46.1、32.0及35.5%,未補(bǔ)充生物素者死亡率為69.5%，供給4.0及8.0mg生物素者死亡率較少，這劑量相當(dāng)于人的最小及最大治療量。若每只鼠補(bǔ)充泛酸150、750及1500mg，其死亡率分別為35.0、38.4及65.1%，未補(bǔ)給泛酸的大白鼠死亡率為62.2%，表明適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)給泛酸對(duì)防護(hù)放射損傷有好處，但補(bǔ)充量太多反有害處。
根據(jù)各種營(yíng)養(yǎng)素對(duì)放射損傷有不同的防護(hù)效果，現(xiàn)已提出有較好防護(hù)效果的一些食物組成。有人用①生理食、②肉食、③乳蛋食、④肝食、⑤普通食等5種飼料喂飼大白鼠，藕以觀察防護(hù)放射損傷的效果。這5種飼料除動(dòng)物性食物的種類與數(shù)量不同外，其它成分相近。生理食中含瘦肉為22%、牛乳27.5%（重量比，不同）；內(nèi)食中含瘦肉35.2%；乳蛋食中含牛乳酒（酸酵牛乳飲料）15.8%，牛乳18%，凝乳9%，酪蛋白1%，雞蛋8.8%；肝食中含肝臟367%；普通食即動(dòng)物房飼料含瘦肉9.8%、牛乳15.6%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳蛋食效果最好，其余依次為肝、生理、肉及普通食。若在生理食及肉食中補(bǔ)充抗壞血酸、硫胺素、核黃素、吡哆醇、尼克酸、葉酸及維生素P，則能提高其效果。還有一種食物為蛋白質(zhì)維生素復(fù)合劑（PVC），含有為正常代謝所必不可少的營(yíng)養(yǎng)素。其中以鮮牛乳、脫脂乳粉、蛋黃作為豐富的蛋白質(zhì)及必需氨基酸的來(lái)源，胡蘿卜、甜菜及土豆汁則含有豐富的無(wú)機(jī)鹽及維生素，還含有面包酵母及葵花油，葵花油可供給多不飽和必需脂肪酸。PVC主要化學(xué)萬(wàn)分為：蛋白質(zhì)15.5%，脂肪6.1%，磷0.52%，鈣0.69%，胡蘿卜素3.1mg%。食用這種食物對(duì)大白鼠暴露于X射線700R有較好的預(yù)防效果，有助于使在射線作用下機(jī)體代謝紊亂的正?；?。還有人發(fā)現(xiàn)在燕麥、麥麩飼料中加喂花棷菜可使豚鼠更能耐受X射線400R的照射?，F(xiàn)在還有用于宇宙飛行中防護(hù)放射損傷的復(fù)合劑，其中一種是由色氨酸、組氨酸、抗壞血酸、硫胺素、吡哆醇及維生素P組成的。
我國(guó)已有人提出從事放射性作業(yè)人員的營(yíng)養(yǎng)適宜供給量如下：熱量10000KJ，蛋白質(zhì)80～100g，其中動(dòng)物性蛋白質(zhì)為30%，脂肪50g，鈣1g，鐵15mg，碘150～200mg，維生素A2200IU，硫胺素2mg，核黃素2mg、維生素B6.25mg，尼克酸20mg，葉酸0.5mg，維生素B123μg，抗壞血酸100mg。供給從事放射性工作人員的食物，除主食外可多選用蛋、乳類、肝、瘦肉、大豆及豆制品、花棷菜、卷心菜、胡蘿卜、海帶、紫菜、柑桔及茶葉等。
現(xiàn)有為從事放射性工作人員食用的保護(hù)性膳食，這種膳食是在早餐或午餐時(shí)供給。一種膳食是由主食、肉、魚、肝、蛋、牛乳、發(fā)酵牛奶、凝乳、卷心菜、土豆、西紅柿、新鮮水果以及動(dòng)、植物油組成。營(yíng)養(yǎng)素含量為：熱量5796KJ，蛋白質(zhì)59g，脂肪51g，碳水化物159g，另外給抗壞血酸150mg。另一種保護(hù)性膳食的營(yíng)養(yǎng)素含量為：熱量4830KJ，蛋白質(zhì)52g，脂肪32g，碳水化物165g，鈣260mg，鐵7mg，維生素A3500IU，硫胺素1mg，核黃素0.85mg，抗壞血酸100mg。
放射病的治療中營(yíng)養(yǎng)素是不可忽略的。放射病的病人應(yīng)給營(yíng)養(yǎng)豐富易消化吸收的食物，蛋白質(zhì)供給量占熱量12～18%，并應(yīng)供給優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。為保護(hù)和恢復(fù)造血功能在發(fā)病的早期就應(yīng)多供給維生素B1、B2、吡哆醇、葉酸，另外應(yīng)多供給維生素C、P、K以防止出血，供給大量的硫胺素可使肝糖元生成功能加速恢復(fù)。急性放射病人的胃腸功能多受損傷，在可以進(jìn)食時(shí)應(yīng)少吃多餐，在不能進(jìn)食而由腸外供給營(yíng)養(yǎng)素時(shí)，要考慮到各營(yíng)養(yǎng)素合理比例，并要供給上述各種維生素。
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