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人体氮平衡

时间:2022-01-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:它们构成了人体生理活动的基础。除蛋白质外,核酸也是生物体内重要的含氮化合物。总之,人体通过食物摄入氮,再通过粪便、尿液、汗液、皮肤等途径排出氮,两者之间存在着一种平衡关系,即氮平衡。当摄入氮多于排出氮,称为“正氮平衡”;当摄入氮少于排出氮,称为“负氮平衡”,当摄入氮和排出氮相等,称为“零氮平衡”。氮平衡不但直接与人体的营养状况有关,而且不同的氮平衡结果还具有不同的健康意义。

在体内蛋白质是最令人关注的含氮物质。

氮是构成人体的重要元素之一,其在人体内的含量约为3%,虽不及氧(65%)、碳(18%)、氢(10%)等元素高,但它是构成人体蛋白质(氨基酸)、核酸(碱基)等重要生命物质的关键原料,具有重要的生理意义。

蛋白质分子是许多(从数十到数百)氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。自然界中的蛋白质种类繁多,结构各异,但其元素组成却很相似,主要有碳(50%~55%)、氧(19%~24%)、氮(13%~19%)、氢(6%~7%)和硫(0%~4%)等。各种蛋白质的含氮量比较接近,平均为16%。

蛋白质是生物体(包括微生物、植物、动物和人)内最主要的含氮化合物。蛋白质对所有生物都是必不可少的,蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就不会有生命。在人体内,蛋白质的生理意义是:

1. 构成与修补人体组织和器官 我们的身体从足跟到发梢主要都是由蛋白质构成的。以65千克普通男性为例,其身体成分水分约占60%,蛋白质约占17%;脂类约占14%,其他如糖类、矿物质、维生素、核酸等占9%。儿童时期,身体不停地发育长高,体内蛋白质总量不断增多;成年时期虽停止发育和长高,但身体组织和器官不断更新(新陈代谢),也需要补充蛋白质。

2. 形成激素、酶和抗体等活性物质 体内很多重要的活性物质,包括多种激素(如胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等)、特殊蛋白(如血红蛋白、肌红蛋白、脂蛋白等)、各种抗体和所有酶都是蛋白质。它们构成了人体生理活动的基础。

3. 提供热量 身体蛋白质分解后产生的氨基酸有一部分可以转化为糖类,为机体提供热量。

4. 维持体液和酸碱平衡 这方面的功能主要由血液中的清蛋白、球蛋白、血红蛋白等完成。

总之,蛋白质可以说是体内最重要的物质。蛋白质(protein)这个词来自于希腊词汇“proteios”,在希腊文中这个词的意思是“最重要的”。

除蛋白质外,核酸也是生物体内重要的含氮化合物。核酸分子是由许多个核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的生物大分子。核苷酸由磷酸、碱基和核糖3部分构成,其中碱基(各种嘌呤和嘧啶)分子中含有氮元素。核酸是细胞内的遗传物质,对生物体的生长、发育、繁殖、遗传以及变异等重大生命现象起着主宰作用。

此外,人体内的一些维生素,如维生素B1(硫胺素)、烟酸等分子结构中也含有氮元素。这些维生素对调节机体代谢具有重要作用。

除上述具有生理功能的含氮化合物外,人体内的代谢产物,如尿素、肌酐、尿酸、氨、胆红素等也是含氮化合物。它们是人体排泄氮元素的形式,基本没有生理作用或作用很小。

人每时每刻呼吸的空气中含有氮(氮气),但它无法被人体利用。人体所需的氮主要来自食物。不论动物性食物,如鱼、肉、蛋、奶等,还是植物性食物,如粮食、大豆、蔬菜等,其含氮化合物绝大部分是蛋白质。核酸、维生素等其他含氮化合物含量很少,常被忽略不记。饮用水和部分蔬菜中含有的硝酸盐或亚硝酸盐,也含有氮元素,但因其总量不多,且几乎不被人体利用,所以常常也忽略不计。也就是说,食物中蛋白质的摄入是人体氮的主要来源。因为蛋白质种类繁多,分子结构和性质各异,很难进行直接检测,所以在营养学研究中,可以通过测定某种食物中氮元素含量(凯氏定氮法,简单易行),来计算该食物蛋白质的含量。蛋白质分子中氮元素含量平均为16%,即每6.25克蛋白质中含有1克氮元素。如果检测出该食物含有2克氮元素,那么该食物中蛋白质含量为12.5克(2×6.25=12.5)。

人体内氮元素的主要排泄途径是粪便和尿液。粪便中含氮化合物主要有未被消化吸收的蛋白质、氨、尿酸等;尿液中的含氮化合物主要有尿素、肌酐、尿酸等。此外,皮肤也排泄一些氮,比如汗液中的尿素、肌酐等,以及皮肤表层磨损脱落所含的蛋白质等。

总之,人体通过食物(主要是蛋白质)摄入氮,再通过粪便、尿液、汗液、皮肤等途径排出氮,两者之间存在着一种平衡关系,即氮平衡。当摄入氮多于排出氮,称为“正氮平衡”;当摄入氮少于排出氮,称为“负氮平衡”,当摄入氮和排出氮相等,称为“零氮平衡”。氮平衡不但直接与人体的营养状况有关,而且不同的氮平衡结果还具有不同的健康意义。

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