营养学发展史1233895942

临床营养学百年发展史 蔡东联（第二军医大学附属长海医院营养科 临床营养中心，上海 200433）一、国际1990年德国科学家Fischer 完成一些简单碳水化合物结构的测定。1912年 波兰科学家Funk提出维生素的概念，并从半糖中提取出尼克酸；日本科学家uzuki同年也完成同样的工作，但是尼克酸防治糙皮病的作用直到1937年以后才由美国科学家Eluehjem 等证实。1913年美国科学家McCollum 和 Davis 以及Mendel 同时发现维生素A，维生素A缺乏导致夜盲症。1914年美国科学家Kendall 从甲状腺中分离出含65%碘的晶体化合物，命名为甲状腺由此证实碘与甲状腺功能的关系，他因此而获得了诺贝尔奖。1918年美国科学家Osbome 和Mendel 通过动物试验证实钠的必需性。1924年美国科学家Thomas 和Mitchell 提出以生物价来评价蛋白质质量的方法。1926年荷兰科学家Jansen 和Donath 分离出抗脚气病的维生素，命名为抗脚气病维生素；接着，美国科学家Williams于1936年完成结构测定，并进行了人工合成，因结构中含有硫和胺基，因此又命名为硫胺素。1926年法国科学家LeRoy 通过小鼠试验证明镁是一种必需营养素。1927年美国科学家Summer证明酶是一种蛋白质。1928年美国科学家Hart及其同事研究发现铜与铁对血红蛋白的合成均是必需的。1928年美国成立营养学会。1929年美国科学家Burr GM和Burr MM发现必需脂肪酸亚油酸。1930年英国科学家Moore证实-胡萝卜素为维生素A前体。1931年美国威斯康星大学研究组证明锰为必需微量元素之一。1932年美国科学家King和Waugh从柠檬汁中分离出维生素C，具有抗坏血病作用，瑞士科学家Reichstem随后在1933年人工合成维生素C。1932年德国科学家Windaus和英国科学家Askew从经过辐射的麦角固醇中分离分离出维生素D2，从而解释了美国科学家Hess和Steenbock发现的光照防治佝偻病的现象。接着，德国科学家Brockmann从金枪鱼的肝油中分离出维生素D3，而维生素D3的人工合成是由美国科学家Woodward于1953年才完成，他因此获得诺贝尔化学奖。1933年德国科学家Kuhn从牛奶中分离出核黄素。1935年他完成核黄素结构的测定和 人工合成，瑞士科学家Karrer等于同年也完成同样的工作。1933年美国科学家Williams从酵母中分离出泛酸，但是，直到1950年才由Lipmann等证明泛酸是辅酶A的成分。1935年美国科学家Rose开始研究人体需要的氨基酸，确定8种必需氨基酸及其需要量。1936年德国科学家Kogl和Tonnis从鸭蛋黄中分离出生物素，1937年匈牙利科学家Gyorgy证实生物素可以预防大鼠和鸡摄食蛋清而产生的病理变化。生物素的人工合成是由美国科学家Harris等于1943年完成。1936年国际联盟（League of Nations）首次提出人类营养素供给量标准。1936年美国科学家Evans从麦胚油中分离出维生素E，证实为Evans和Bishop1922年推测的大鼠正常繁殖所必需的X 因子；瑞士科学家Karer完成了人工合成。1938年美国科学家Lepkovsky获得了维生素B6结晶。1938年美国科学家McCollum通过大鼠试验证实钾是必需营养素。1939年丹麦科学家Dam和Karer分离出预防出血的因子维生素K，同年Alimquist和Klose人工合成维生素K。Dam因维生素K研究成就获诺贝尔奖。1940年美国科学家Shohl采用结晶氨基酸溶液进行了静脉输注。1943年美国第1次发布“推荐的膳食供给量”（recommended dietary allowance, RDA）,至今为止美国RDA已经修订10版。1945年美国科学家Angier等完成了叶酸的分离与合成，证明叶酸对孕妇巨红细胞性贫血和热带口炎性腹泻有治疗作用。近年来研究发现胎儿的神经管畸形与叶酸缺乏有关。1948年美国科学家Rickes等与英国科学家Smith和Parker各自从肝浓缩物中提取维生素B12可用于治疗恶性贫血。英国科学家Hodgkin等于1955年完成了维生素B12结构的测定，并因此获得了诺贝尔奖。1953年美国科学家Keys 发现动物脂肪消耗量与人类动脉粥样硬化病发生率成正相关,随后又有报道表明动脉硬化病发生与高胆固醇血症有关。1957年为解决宇航员饮食问题，美国科学家Greenstein 发明要素膳，以后又应用于临床的营养支持。1958年美国科学家Prasad 在伊朗锡拉兹地区发现了人类锌缺乏病。1959年美国科学家Moore 提出营养支持中最佳氮热比例为1：150（g:kcal）。1959年美国科学家Mertz和 Schwarz 的研究表明铬是胰岛素养的辅助因子。1961年瑞典科学家Wretlind 采用大豆油、卵磷脂、甘油等原料研制成功脂肪乳剂。1967年美国科学家Dudridk 成功地进行幼犬的中心静脉营养，同年又将此技术应用于外科营养支持，提出静脉高营养的概念(intravenous hyperalimentation ,IVH)。1968年瑞典提出“斯堪的纳维亚国家人民膳食的医学观点”，为世界上最早的膳食指导方针（dietary guideline）。1970年美国科学家 Schwarz发现钒为高等动物必需的微量元素。1970年美国科学家 Nielsn发现了镍是高等动物必需的微量元素。1972年美国科学家 Carlisle发现了硅是鸡和大鼠生长和骨骼发育所必需的微量元素。1973年美国科学家Rotruck等报道硒是谷胱甘肽过氧化物的辅助因子。1977年美国科学家 Blackburn等对波士顿几所医院住院病人调查发现约有半数左右的病人存在着不同程度的营养不良。1977年美国发布第1版“美国膳食目标”，迄今为止已经修订多次。1992年美国发表了第3版“膳食指南”与膳食指导“金字塔”。1997年美国提出“膳食参考摄入量（dietary reference intake,DRIs）”的概念。二、国内1938年中国中华医学会特刊第10号发表中国民众最低限度之营养需要。1945年中国营养学会成立。1952年中国出版食物成分表。1958年中国营养学报创刊。1959年中国进行首次全国性营养调查。1980年中国报告硒与克山病的研究工作，提出人体硒的最低需要量。1988年中国营养学会修订推荐的每日膳食中营养素供给量（RDA）。1989年中国营养学会发表第1版中国膳食指南。1992年中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所主编食物成分表（全国代表值、全国分省值）出版。1992年中国营养学会组织第3次全国性营养调查。1993年中国中国临床营养杂志在北京创刊。1993年国务院颁布九十年代中国食物结构改革与发展纲要。1994年中国肠外与肠那营养在南京创刊。1997年中国营养学会发表第2版中国居民膳食指南，特殊人群膳食指南，以及中国居民平衡膳食宝塔。2000年中华人民共和国卫生部首次举行营养师资格考试，并决定每年举行1次。2000年中国营养学会发表中国居民膳食营养素参考摄入量（DRIs）。2001年国务院颁布中国食物与营养发展的纲要（2001-2010年），其中提出在我国将实行营养师制度。2003年中国疾病预防中心营养与食品卫生研究所主编中国食物成分表2002出版。2003年中国成立国家食品药品监督管理局（FDA）。2003年中国科学院在上海市成立中国科学院营养科学研究所。三、军内1957年我军首次提出军人日膳食营养供给量。1960年军事医学科学院四所研制成功我军第1代军用口粮。1972年军事医学科学院四所研制成功长效核黄素和维生素C。1978年军事医学科学院四所研制成功我国第1代结晶氨基酸注射液。1980年第二军医大学长海医院与上海东海制药厂合作，研制成功我国第1代要素膳。1988年军事医学科学院四所与舟山制药厂合作，研制成功多烯康胶丸（鱼油胶丸）。1990年中国人民解放军军人日膳食营养素供给量（GJB823-89）。1990年中国人民解放军军人食物定量标准（GJB826-90）1993年全军第二届临床营养学术会议在广州召开。1994年第二军医大学长海医院成为国内唯一的临床营养硕士学位授予点。1994年第二军医大学长海医院组建全军临床营养中心。1996年第二军医大学长海医院成为国内唯一的临床营养硕士学位授予点。1997年全军第三届临床营养学术会议在沈阳召开。1998年第二军医大学长海医院成为国内唯一的临床营养博士后流动站。1998年修订中国人民解放军军人日膳食营养素供给量（GJB823A-1998）并正式公布。1999年全军第四届临床营养学术会议在厦门召开。2001年修订中国人民解放军军人食物定量标准（GJB826-2000）并正式公布。2003年第二军医大学长海医院与上海四维信息技术研究发展中心联合研制“全自动临床营养治疗专家系统”成功，并用于临床。2003年全军第五届临床营养学术会议在上海召开。2003年全国第1位临床营养营养博士陈小莉在第二军医大学长海医院毕业。2003年全国第1位临床营养营养博士后钟燕在第二军医大学长海医院进站。2005年全国第1位临床营养营养博士后在第二军医大学长海医院出站，获上海明治乳业2005年度优秀奖。第一章 营养学基础（教案）第一节 消化与吸收教学目的通过本节教学，使学生了解消化、吸收的概念以及食物吸收的方式及过程、消化吸收过程。学习要求通过学习，掌握消化、吸收的基本概念，三大营养素的消化、吸收主要部位及过程。 教学重点与难点本节重点包括消化、吸收的基本概念，消化系统的组成以及蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化、吸收部位和过程。教学内容一、消化与吸收的概念食品在消化道内分解成能被生物体吸收利用的小分子物质的过程称为消化。消化作用的化学反应机制是水解作用。食品经过消化后，透过消化道粘膜进入血液或淋巴液循环的过程称为吸收。消化和吸收是二个紧密联系的过程。除了水、无机盐、维生素、单糖、氨基酸和某些脂质以外，其它高分子营养素(多糖、蛋白质、肽和一部分脂质)在被吸收利用以前，都必须先经消化液(唾液、胃液、胰液和肠液)中各种酶的催化下水解。食品的消化有两种形式：一种是靠消化液及其酶的作用，把食品中的大分子物质分解成可被吸收的小分子物质，叫化学性消化。另一种是靠消化道运动如口腔的咀嚼和消化管的蠕动，把大块食物磨碎，叫物理性消化（机械性消化）。 二、消化系统组成 消化系统由消化道和消化腺二部分组成(图1-1)。 1、消化道是一条从口腔到肛门的肌性管道，它既是食品通过的管道，又是食品消化、吸收的场所。根据位置、形态和功能的不同，消化道可分为口腔、咽、食管、胃、小肠(十二指肠、空肠、回肠)、大肠(盲肠、阑尾、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠)和肛门，全长810m。消化管可以通过蠕动、节律性分节运动、摆动和紧张性收缩等运动方式混合食物和推进食物。（图1-2） 2、消化腺是分泌消化液的器官，主要有唾液腺，胃腺，胰，肝和小肠腺等。这些消化腺有的就存在于消化道的管壁内，如胃腺、肠腺，其分泌液直接进入消化道内，有的则存在于消化道外，如唾液腺、胰和肝，它们有专门的腺管将消化液送入消化。 三、消化食物在人和动物体内的消化过程可分为三个阶段：口腔内消化；胃内消化；小肠消化。在这三个阶段中分别由不同的消化腺分泌的消化液消化。消化液中含有许多成分，其中消化酶是重要的成分。参与消化作用的消化液及其酶见表11。(一)口腔消化 口腔的主要消化功能就是通过咀嚼把进入口腔内的大块食物初步磨细切碎并与唾液混合形成食团，以利于食物的吞咽。(二)胃 胃的主要功能是贮存食物，对食团进行化学性消化和机械性消化而形成食糜，同时也能调节食糜进入十二指肠的速度，从而调节消化吸收的快慢。胃液的消化作用主要有：1、胃酶的作用。胃中主要的消化酶是胃蛋白酶，它以酶原的形式存在于腺细胞，分泌入胃内的酶原并不具有活性，必须经胃酸或已有活性的胃蛋白酶激活后，才具有催化作用。 2、胃酸的作用。胃酸是胃腺壁细胞分泌的盐酸，它为胃蛋白酶的活动提供酸性环境，并能杀灭或抑制胃内的细菌。胃酸还可促进胰液、肠液的分泌，以及有利于钙、铁的吸收。另外，胃液中含有一种粘蛋白叫“内因子”，能与维生素B12结合并帮助它吸收。(三)小肠小肠是食物消化的主要场所。胰液是含有碳酸氢钠和各种消化酶的碱性液体。食糜先被这些碱性消化液中和，然后它所含的高分子营养素即受各种消化酶作用而分解。胆汁含有胆酸盐，能乳化脂肪，使其能更好地分散在水中，有利于它的消化和吸收。小肠腺分泌的肠液中也含有多种消化酶，能进一步对食物进行消化分解。(四)大肠在大肠所分泌的碱性粘稠液中，几乎不含消化酶，但是小肠液中的酶随着食糜一起进入了大肠，所以在大肠内，食物的消化作用仍在继续进行。四、吸收（一）吸收的方式 小分子物质的吸收有两种方式： 一种是被动吸收，一种是主动吸收。 被动吸收取决于膜内外被吸收物质的浓度差、物质分子的大小与电荷状态等因素，这是一种简单的物理化学过程，它包括滤过、扩散、易化扩散等作用。 主动吸收作用有高度的选择性，所以各种物质吸收的速度便不相同，以几种己糖为例，吸收速度依次为：半乳糖葡萄糖果糖甘露糖，而戊糖又慢于己糖。 （二）吸收的部位 营养物质的吸收主要在小肠里进行，小肠粘膜细胞的正常代谢功能是维持正常的吸收机制的必要条件。人的小肠长约4m，是消化道最长的一段，肠粘膜具有环状皱褶并拥有大量绒毛及微绒毛。绒毛为小肠粘膜的微小突出结构，长度为0515mm，密度约1040个mm2，绒毛上再分布微绒毛，其中分布有微血管、乳糜管(淋巴管)和神经(图1-3)。由于皱褶与大量绒毛与微绒毛的存在，构成了巨大的吸收面积(总吸收面积达200400m2)，加上食物在小肠内停留时间较长，约38小时，这些都是对小肠吸收的有利条件。 一般认为糖类、蛋白质和脂肪的消化产物，大部分是在十二指肠和空肠吸收，当其到达回肠时通常均已吸收完毕。回肠被认为是吸收机能的储备，但是它能主动吸收胆汁盐和B族维生素。 大肠虽然也有一定的吸收能力，但食糜经过小肠后绝大部分可吸收物质都已被吸收，剩下的几乎是不可吸收的废物，所以，大肠的主要功能是大量吸收水分以浓缩肠内腐渣，形成粪便。（三）物质的吸收途径 物质的吸收通过两条途径进行： 一是通过微血管经过肝门脉系统入肝，再运向身体各部； 一是通过乳糜管吸收，物质由淋巴系统经过胸导管再进入血液。 糖、蛋白质(以氨基酸的形式)、水、无机盐，水溶性维生素等约有90%以上是通过微血管被吸收的，而脂肪及脂溶性物质则主要通过乳糜管被吸收。（四）影响吸收的因素 影响吸收的因素有被吸收物的理化性质（如分子量大小、溶解度、分子形状和浓度等）、小肠的生理机能状态（蠕动、吸收面积、一些特殊的生理和病理状况等）和食物在消化管中的停留时间。 第二节 蛋白质教学目的通过本节教学，使学生了解氨基酸营养分类、氨基酸模式及应用、食物蛋白质营养分类的依据及分类；蛋白质互补作用、氮平衡的概念与需要量；食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。 学习要求通过学习，掌握氨基酸营养分类、氨基酸模式及应用、食物蛋白质营养分类的依据及分类；蛋白质互补作用、氮平衡的概念与需要量；食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。了解蛋白质构成体内的重要生命物质、供能作用；蛋白质的主要营养功能与营养不良；影响机体氮平衡的因素； 教学重点与难点本节重点包括氨基酸模式及应用，食品蛋白质营养质量的评价标淮（含量、消化率、BV、NPU、AAS）及应用。教学内容一、 蛋白质及其生理功能(一)蛋白质概念 蛋白质是由20种基本氨基酸以肽键连结在一起，并形成一定的空间结构的生物高分子化合物。（二）蛋白质的生理功能 蛋白质的功能主要有： 1、人体组织的构成成分 2、构成体内各种重要生命活性物质 3、供给热能 由于蛋白质中含碳、氢、氧元素，当机体需要时，可以被代谢分解，释放出热能。1g食物蛋白质在体内约产生167kJ（4.0kcal）的热能。二、氨基酸分类和氨基酸模式（一）氨基酸分类构成人体蛋白质的20多种氨基酸中，有一部分人体自身可以合成来满足机体需要，故称非必需氨基酸。有9种氨基酸，人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得，称为必需氨基酸（Essential Amino Acid EAA）。它们是异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸，对婴儿，组氨酸也是必需氨基酸。半胱氨酸和酪氨酸在体内分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30和50，起到节约必需氨基酸的效果。所以半胱氨酸和酪氨酸又称为半必需氨基酸。在计算食物必需氨基酸组成时，往往将蛋氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。（二）氨基酸模式所谓氨基酸模式，就是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。其计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸质量分数定为1，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式（见表14）。意义：当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高。反之，食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对质量分数较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些质量分数相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸。其中质量分数最低的称第一限制氨基酸，余者以此类推。蛋白质互补作用：为了提高食物蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以相互补充其必需氨基酸不足，达到以多补少，提高膳食蛋白质营养价值的目的，这称为蛋白质互补作用。例如将大豆制品和米面按一定比例同时或相隔4小时以内食用，大豆蛋白可弥补米面蛋白质中赖氨酸的不足，同时米面也可在一定程度上补充大豆蛋白中蛋氨酸的不足，使混合蛋白的氨基酸比例更接近人体需要，从而提高膳食蛋白质的营养价值。三、蛋白质消化吸收膳食中的蛋白质消化从胃开始。胃酸先使蛋白质变性，胃蛋白酶可分解蛋白质。但蛋白质消化的主要场所在小肠，由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白质在小肠中被分解为氨基酸和部分二肽和三肽，在小肠肽酶作用下进一步分解为氨基酸后被吸收。氨基酸通过小肠粘膜细胞是由三种主动运输系统来进行的它们分别转运中性、酸性和碱性氨基酸。如亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸有共同的转运系统，若过多地向食物中加入亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸吸收就会减少，从而造成食物蛋白质的营养价值下降。四、蛋白质代谢、氮平衡和蛋白质营养不良