营养学/救生条件下的营养保证

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救生条件是指发生灾害,战争以及失事等需求营救的情况,这时无法供给正常膳食,人体处于饥饿或半饥饿状态,这种状态下机体营养素代谢有何变化,如何保证机体不受严重损伤,有许多人作了研究。人们发现处于这种条件下物质代谢确有许多变化。

41.6.1 暂时饥饿时代谢变化

短暂的饥饿时(24h),体内主要能源是肌肉蛋白质脂肪组织中的甘油三酯,通过糖原异生作用产生的葡萄糖供脑组织,红细胞白细胞等利用,身体其它部分都利用脂肪酸与酮体。而在长期饥饿时(5~6周),人体发生一系列代谢适应,肌肉蛋白供能减少,主要由脂肪组织供能,这样可以节约体内的蛋白质,脑组织也可以利用酮体,这是最重要的代谢适应。

饥饿一周后,血中葡萄糖含量下降,游离脂肪酸乙酰乙酸、β-羟基丁酸和甘油等含量增加,而氨基酸总量逐渐减少。各个氨基酸的变化为:甘氨酸含量增加,缬氨酸、高氨酸、异亮氨酸有一过性增加后减少,精氨酸进行性减少,赖氨酸无变化,丙氨酸从饥饿一开始就急剧下降,饥饿40天时,血中浓度为饥饿前的1/3。丙氨酸主要来于肌肉蛋白,是肝糖原异生作用的主要氨基酸。

41.6.2 完全饥饿时代谢变化

完全饥饿时对体内物质代谢影响,6名~52岁健康男子绝食10天,但可以任意喝水,咖啡和茶,每天能量消耗约为10500KJ,观察在这种条件下的代谢变化。发现饥饿时首先失去体内水分,丢失盐类,并消耗体内的蛋白质作为能量来源。在饥饿早期,血中许多氨基酸浓度上升,糖原异生活跃。前7天体内的蛋白质分解较多,后3天机体开始保存蛋白质,10天中丢失的氮相当于体内丧失535g蛋白质。饥饿一天后尿中即检出酮体。在10天绝食中,体重平均下降9.5%,其中一半为失水。开始每天负水平衡为1212ml,以后逐渐减少,平均每天负水平衡减至650ml。随着失水机体丧失很多盐类、平衡每天丢失钠为1.87g(1.56~2.32g),丢失钾1.52g(1.12~2.10g),钙129mg(67~166mg),镁96mg(37.6~170mg),氯20.2mol(6.8~84.8mol)。尿中维生素排出量逐渐下降,饥饿经10天24h硫胺素核黄素吡哆醇排出量分别为0.056、0.16、0.012mg,为饥饿前的20、14、18%;尼克酸排出量变化不大。绝食10天后受试者体力很弱,心电图都有异常变化,智力也受到影响。

41.6.3 摄取低热量时对机体代谢的影响

在观察摄取低热量对机体代谢的影响时发现,不同的热源比对机体代谢的影响是不同的,不同热原比的食品为:①精制糖块70g,供给热量1176KJ;②巧克力70g,供给热量1638KJ,其中含蛋白质5.3g,脂肪26g和糖35.5g,热量分布蛋白质占5.3%,脂肪占60%,糖占36.4%;③肉罐头100g,供给热量916KJ,含蛋白质23g,脂肪13g,糖0.1g,热量分布蛋白质占42.2%,脂肪占53.7%。7名男性食用这些食品5天,每天能量消耗为12600~14700KJ,饮水量为1L。机体变化如表41-1所示,从表中可以看出虽然巧克力供给热量较多,但体重下降与血糖减少都较其它两种食品多,而且血浆游离氨基酸含量也下降,出现了酮尿。食肉罐头者摄入的热量虽较食巧克力者少722KJ,但体重下降与血糖减少的量皆相近,且能维持血浆游离氨基酸的浓度,特别是维持了必需氨基酸的浓度,但尿中酮体排出较多。吃精糖块者体重下降较少,血糖下降不显著,主观感觉也较好。吃这些食物后尿中无机盐排出量皆减少,吃巧克力者减少较多。

表41-1 食用各种食品后体重与血糖等的变化情况

体重下降(%) 血糖(mg%) 体内氮损失(%) 血浆游离氨基酸(mg%) 尿酮(mg/日)
必需 非必需
糖块 4.9 84.3±3.92 9.98±0.09 10.27±0.14
食后5天 68.4±2.52 5.6 11.94±0.09 13.26±0.11
巧克力 实验前 5.5 83.4±4.85 11.65±0.09 13.05±0.11
食后5天 62.3±2.91 5.2 10.37±0.06 12.19±0.08 868~1261
肉罐头 实验前 5.4 80.4±9.2 14.53±0.81 10.90±0.61
食后5天 55.6±4.4 5.7 16.91±0.62 11.40±0.59 1848~3451

另外观察到8人天摄取热量为1764KJ的碳水化物,有量消耗约1344KJ共10天,其中4个人只供给必需量的无机盐,另4人在此基础上再补充一些无机盐,10天后两组体重平衡下降5.7及4.1kg,尿中未检出酮体。补充无机盐者体重下降较少,而且体脂、无脂体重、体水的含量损失均较不补充无机盐者少。但氮的损失两组都较多,分别为每天丢失氮6.1及6.2g。说明仅供给碳水化物不能防止身体脱水与蛋白质分解。若每天供给2000kJ蛋白质40g及碳水化物80g的膳食10天,每天消耗热量1512KJ,10天内消耗体内蛋白质约4~5%,出现负氮平衡,每天每人损失钠约5g。在湿热环境中,已习服好的年轻士兵分组,每天分别摄入2520、4200、6300和14700KJ共10天,每天热能消耗约15120KJ,实际摄入热量为1667±193、3982±319、5720±160、13864±1596KJ。前三组士兵体重皆下降,氮、钠、钾皆为负平衡,但体力未见下降。在这种气候条件与热能消耗水平下,为防止发生负氮平衡,摄取的热量应大于5712KJ,应供给充足的水与盐。在寒冷条件下每天供给热量6300、12600及14910KJ,饮水不限,观察3~5天,测定4.8km跑步及穿雪鞋跑步以评价其体力时,三组间未见有何差别。我国学者报告,青年男性每天摄取6300KJ,食品内含脂肪57~66%,蛋白质8.5%,每天饮水1.5L,消耗热能约8820KJ,6天后体重下降,皮下脂肪减少,血压呼吸脉搏数以及体温都降低,心电图出现心动过缓,握力、耐力稍降低,但手榴弹投掷成绩与平时相近。尿pH降低为5.5~6.0,血酮在最初二天升高,最高达0.52mmol.L-1,但24h尿酮排出量未增加。氮平衡前三天为-4.01~-5.28g,后三天为-4.50~-4.67g。若每天同样摄取6300KJ,但脂肪量只含25%,蛋白质含量增加至15%,碳水化物含60%,食用后血酮未见升高及前三天氮平衡仅为-1.52g,其余变化与以上相近。

饥饿时体内要丢失一部分水,体重65kg的人体内含水约40L,若损失2L即感到不适及工作效率差,若损失8L即可引起死亡,因此保存体内水是很重要的。在普通气候条件下,每人天通过皮肤肺损失水至少800ml,通过肾必须排出水约500ml,在饥饿与休息状态下,体内每天产生氧化水200ml。因此,为预防体内失水,每天至少要摄取1L水,基在炎热气候或体力活动时还要增加。但不能饮用海水,海水含Na+420mmol.L-1与Cl-470mmol.L-1,肾脏不能浓缩这么高浓度的液体。有人观察到每天摄取热量2520KJ,供给盐、蛋白质、脂肪和碳水化物时,只有碳水化物能保留体内钠,从而保留了体内的水。即使热量增至6300~8400KJ,但仅由蛋白质和脂肪组居的膳食,无集结给或不给盐,都不能防止体内钠与水的丢失。基以50g葡萄糖换下等热量的脂肪,就可使保留体内的钠与水。饮水量与体重下降有密切的关系,有人观察到,每天摄取热量为4200KJ的碳水化物膳食,饮水900ml,5天中体重下降6.4kg。若每天饮水1800ml,体重减少4.5kg。若饮水不受限制,则体重下降为3.1kg。

41.6.4 救生条件下膳食供给的特点

首先应供给水,在常湿环境每天至少供给1L水。膳食供给的热量远低于通常的标准,供给的膳食应能防止发生酮病减少蛋白质分解,保持体液平衡,降低电解质排汇,在一周内仍能可保持一定的工作能力。有人提出为维持10~12天中有最大的工作能力,每天至少要摄取热量5880KJ,其中含碳水化物100g,每kg体重维0.8g蛋白质,供给必需的维生素和无机盐。还有人提出理想的应急食品每供给4200KJ热量应供给2g食盐,这样可以补偿每天的损失并保存体内水,若热量中5~10%由蛋白质供给,则组织蛋白质损失最少,也能保存体内水,但更多的蛋白质将产生更多的尿素而增加水的需要量。

短期内(5天)供给热量每天低于2100KJ者,主要供给碳水化物,可使体重和血下降较少。供给热量为6300KJ时,碳水化物占60%,蛋白质占15%,脂肪占25%,较相同热量但脂肪占57~60%、蛋白质占15%,脂肪占25%,较相同热量但脂肪占57~60%、蛋白质占8.5%、碳水化物31.5~34.5,可使体内负氮平衡减少。

目前,推荐用于救灾的膳食组成如下:

①供基本工作人员用:工作时每4h供给一份,每份食品供给1400KJ热量,蛋白质25g及硫胺素0.875mg。

②不从事救灾工作的健康人(4岁以上)每天供给1L水,热量5880KJ,蛋白质35g,硫胺素1mg。6个月至4岁儿童,每天至少供给热量5040KJ,蛋白质35g,硫胺素0.6mg。婴儿至6个月小孩,每天每kg体重至少供给热量462KJ,蛋白质3.2g,硫胺素0.4mg。孕妇每天应供给热量9480KJ,蛋白质80g,硫胺素1.2mg。乳母每天应供给热量12600KJ,蛋白质95g,硫胺素1.5mg。

短时间的饥饿在给正常膳食后,各种不良的影响即可恢复。长期饥饿或严重的饥饿后,补给营养要慎重,要考虑到他们的消化道壁已变薄,消化酶缺乏,消化功能已经下降。开始可以经静脉补给营养,或选择易消化的食物。多次给小量脱脂乳有较好的效果,每次可给100ml,若给脱脂乳粉可按10~15%浓度配制成牛奶,供给酸牛乳也有较好的效果。当病人逐渐恢复时,可以给半固体食物,在给这些食物时,应补充维生素、钾和镁等,这对恢复体力有好处。再喂食后可能发生水肿,因此要限制盐的摄取。若发生腹泻低血压,且1~2周后无好转,则说明身体已有不可逆的变化,预后不好。

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