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生物化学论文
三大营养物质在生物体中的主要作用
——生物化学结课论文
作者：
蔡超学号：
20110380201
1三大营养物质概述
“营养”是指生物体摄取食物，进行消化、吸收、利用的过程，以达健康的目的。
在我国古代称作为“荣养”。
中医营养与西医营养对食物的利用有所不同。
西医营养是讲究食物所提供热能的计算，并根据人体代谢的需要，来设计每人每天的食谱。
人体所需要的能量主要来自食物中的产能营养素，包括蛋白质、碳水化合物（糖类）、脂类三大类物质，又称为三大营养素。
蛋白质是人体的主要构成物质，又是人体生命活动中的主要物质。
人体是由无数细胞构成的，蛋白质是其主要部分。
同时，蛋白质也构成体内的各类重要生命活性物质。
人体内的蛋白质的种类数以千计，其中包括人类赖以生存的无数的酶类，多种作用于人体代谢活动的激素类，抵御疾病侵袭的各种免疫物质类，以及多种微量元素的载体、构成人体的神经传递介质，多种体液的组成等等。
人体内蛋白质约占人体重的16%。
脂类是人体需要的重要营养素之一，在供给人体能量方面起着重要作用。
脂类也是人体细胞组织的重要组成成分，包括脂肪和类脂。
脂类的生理功能主要为：
①供给能量。
人类合理膳食的总能量约有20～30%是由脂类供给，脂类在体内常处于分解（供能）与合成（储能）的动态平衡中；②构成生物膜。
脂类，特别是磷脂和胆固醇，是所有生物膜的重要组成成分。
人类主要的生物膜如细胞膜、内质网膜、线粒体膜、核膜、神经髓鞘膜以及红细胞膜。
③供给必需脂肪酸。
必需脂肪酸是促进婴儿生长发育和合成前列腺素不可缺少的物质。
④提供脂溶性维生素并促进其水化吸收。
⑤增加食物美味与饱腹感。
碳水化合物又称为“糖类”，是人体能量的主要来源，人类膳食中约40～80%的能量来源于碳水化合物。
其生理功能主要为：
①提供能量。
碳水化合物是人类获取能量的最经济最主要的来源，所有碳水化合物在体内消化以后，主要以葡萄糖的形式被吸收。
②构成机体的重要物质，并参与细胞和各种活动。
③参与营养素代谢。
④其它功能如解毒作用、增加胃的充盈感、增强肠道功能等。
蛋白质做为三大宏量营养素之一，在人体内发挥着重要的营养学作用，概括起来主要有三方面，一是构成人体组织的必需成分，蛋白质约占人体固体成分的45％，几乎分布于所有器官和组织，二是构成体内各种重要物质，如酶、激素、抗体，在物质代谢、机体防御、细胞信息传递等方面有着不可替代的作用，三是供给人体能量，lg蛋白质在体内氧化分解约产生16．71d的热能，因此说蛋白质是生命的物质基础。
由于蛋白质具有如此重要的作用，所以机体必须每天摄入足量的蛋白质，才能保证生命的维持和健康。
蛋白质是生物体的三大营养物质之一，是生命活动的基础，是塑造一切细胞的组织结构的重要组成成分。
正常人体蛋白质含量约占体重的45％。
由20种氨基酸组成的蛋白质在功能活动中表现出千差万别。
2蛋白质的性质及在人体内的作用
2.1蛋白质构成机体组成成分
蛋白质是细胞的主要组成成分，在细胞膜的组成结构中，各种不同功能的球形蛋白质镶嵌在双层脂质分子之间，是细胞膜结构的主要组成成分．其质量约为脂质的l一4倍。
不仅细胞膜中有蛋白质，而且蛋白质也是其它生物膜如核膜、线粒体膜及肌肉等组织的组成成分。
2.2蛋白质的代谢
蛋白质在机体内既有合成代谢也有分解代谢，但在代谢过程中不象糖、脂肪代谢那样能在机体内贮存。
正常成年人每日从食物中摄入的蛋白质的量与他每日所消耗的蛋白质量几乎是相等的。
而处在生长发育阶段的儿童少年每天摄入的蛋白质量要高于每天的消耗量，保持正氮平衡，促进生长发育。
在生理范围内，进行力量训练时，机体其它部位的蛋白质合成减少，而骨骼肌中蛋白质合成增加；从而使肌纤维增粗，力量增大。
如果运动过程中出现疲劳积累则会引起骨骼肌中蛋白质合成减慢，分解加速，蛋白质含量减少，肌纤维变细，肌肉力量明显下降。
机体摄入的各种蛋白质，首先在消化道内由各种蛋白质消化酶分解成氨基酸，经吸收后，进入血液再运送到各组织细胞，最后合成各组织所需要的蛋白质．给组织细胞的建造、修复提供原料，少部分被氧化分解释放能量或转化成酶和脂肪贮存。
2.3蛋白质在人体内的功能
2.3.1维持组织更新、修复和调节生长发育。
由于蛋白质是机体组织的重要组成成分，机体在新陈代谢过程中，不断与外界环境进行物质交换，分解自身衰老的或不需要的蛋白质；又不断将食物中的蛋白质分解并合成自己所需要的蛋白质，更新自我、修复有创伤的组织蛋白。
儿童少年处于生长发育时期，新陈代谢旺盛，机体需不断从食物中摄取更多的蛋白质以满足机体组织的需求，促进正常的生长发育．在机体生长发育过程中，存在着大量的酶促反应和大量具有生理活性的激素参与调节各种生理功能活动．而这些酶和激素也都是由蛋白质组成的。
2.3.2载体和免疫功能。
机体通过消化系统消化吸收进入血液中的各种营养物质。
大部分与血液中的蛋白质结合形成水溶性复合物（如脂蛋白等）被运输到各种组织细胞进行代谢，从而蛋白质起到载体作用。
机体本身所合成的蛋白质如各种免疫球蛋白、补体等等，具有识别、杀灭微生物等异体物质及自身衰老物质的功能，起到防御和免疫的作用，以维持机体的正常生理功能。
2.3.3肌肉收缩作用
骨骼肌中的蛋白质主要存在于肌原纤维和肌浆中，肌原纤维中的蛋白质与收缩有关，而肌浆中蛋白质虽然与收缩无关。
但它们与肌肉收缩的供能有着密切的联系．机体的运动，是由骨骼肌收缩引起骨杠杆运动而实现的。
而
（骨骼肌中收缩成分的主要组成成分是蛋白质，其中有起收缩作用的肌球蛋白、肌动蛋白和起调节）作用的原肌球蛋白及肌钙蛋白。
它们在神经系统的调节作用下．经过一系列复杂变化．引起由蛋白质组成的粗肌丝、细肌丝相互滑行而实现肌肉的收缩和舒张。
完成各种运动动作。
2.3.4蛋白质供能作用
蛋白质主要是维持机体组织的生长发育、更新和修补，但也是机体能源物质的一种。
在新陈代谢过程中也提供一定能量．每lg蛋白质在体内氧化可产生约16．74kJ的热量，其产生的热量可以供机体进行
合成、维持机体体温或供组织的各种机能活动需要．但蛋白__质的供能，一般情况下，可由糖、脂肪的供能功能所代替．所以，蛋白质不是机体的主要供能物质，一般不参与供能．但在长期饥饿或长时间较大强度的运动时，蛋白质才参与供能。
2.4机体所需蛋白质的摄入和补充
人体蛋白质的最低生理需要量。
机体所需的蛋白质量必需从食物中摄取。
其摄入量必须满足生理需求量。
蛋白质摄入不足，会导致机体营养不良，机体调节功能下降，运动时容易产生疲劳。
若长期蛋白质严重缺乏，可影响身体健康，儿童少年则会延缓生长发育及智力的发育。
导致身材矮小，智力低下。
正常成年人因不再生长发育，每天摄入的蛋白质主要是用来维持机体组织的更新和修复。
从食物中摄取的蛋白质只要能保持氮的总平衡（即摄入的氮量与排出的氮量相等），就能维持蛋白质的正常代谢。
从营养学角度研究表明：
正常成年人每日从食物中摄取
30一509的一般食物蛋白质，就可以补足体内蛋白质的分解，维持氮的总平衡，则正常成年人蛋白质的最低生理需要是每日需补充30一509蛋白质。
青年男子每天约需蛋
白质569，青年女子每天约需蛋白质459。
我国营养学会推荐成人每天的蛋白质需要量为809。
儿童少年正处于生长发育阶段，新陈代谢旺盛，对蛋白质的需要量要比成年人多，且蛋白质的补充必需要保持氮的正平衡（即氮的摄入量要高于氦的排出量），食物中蛋白质含量应保证占总热量的15％左右．即蛋白质供应量约为每Kg体重2．sg。
而且要补充生物学价值较高的蛋白质，如牛奶、肉、鱼、豆类等。
3人体脂类的分类及脂肪在人体内的作用
3.1人体脂类的分类及性质
脂肪主要分布在人体上皮组织、大网膜、肠系膜和肾脏周围等处。
体内脂肪的含量常随营养状况、能量消耗等因素变动。
正常人体按照体重计算，所含的脂类占1419，胖人约占34，过胖的人可高达60，绝大部分是以甘油三脂的形式储存于脂肪组织内。
脂肪组织含脂肪细胞，多分布于腹腔、皮下和肌纤维间，这一部分脂肪常被称为储脂。
因其可受营养状况和机体活动的影响而增减，故又称之为可变脂。
一般储脂在正常体温下多为液态或半液态，皮下脂肪因含不饱和脂肪酸较多，故熔点低而流动度大，在较冷的体表温度下仍能保持液态，从而进行各种代谢变化。
机体深处储脂的熔点较高，常处于半固体状态，有利于保护内脏器官，防止体温散失。
类脂包括固醇类和磷脂，是组织结构的组成成分，约占总脂的5。
类脂比较稳定，受营养和机体活动的影响不大。
类脂的组成因组织不同而有所差异。
3.2各种脂类在人体的作用
脂肪的营养价值很高，是人体所必不可少的营养素之一，其主要生理功能有：
供给热能脂肪是体内贮存能量的仓库。
体内营养过多时，过剩的糖、蛋白质等可以转变成脂肪的形式贮存起来，一般可达几千克或几十千克，越是胖的人脂肪贮存量越多。
构成人体组织脂肪中的磷脂和胆固醇是人体细胞的主要成分，在脑细胞和神经细胞中含量最多。
一些胆固醇则是制造体内固醇类激素的必需物质，如肾上腺皮质激素、性激素等。
供给必需的脂肪酸人体所需的必需脂肪酸是靠食物脂肪提供的。
它主要用于磷脂的合成，是所有细胞结构的重要组成部分。
保持皮肤微血管正常的通透性，以及对精子的形成、前列腺素的合成等方面的作用等，都是必需脂肪酸的重要功能。
增加食欲没有脂肪或脂肪少的食物不好吃，脂肪性食物可增加风味，还可促进一些溶解在脂肪中的维生素A、B族维生素、维生素E、维生素K的吸收与利用。
调节体温和保护内脏器官脂肪大部分贮存在皮下，用于调节体温，保护对温度敏感的组织，防止热能散失。
脂肪分布填充在各内脏器官的间隙中，可使其免受震动和机械损伤，并维持皮肤的生长发育。
增加饱腹感脂肪在胃内消化，停滞不前，滞留时间较长，可增加饱腹感，使人不易感到饥饿。
4碳水化合物的性质及在体内的功能
4.1碳水化合物的性质
碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。
葡萄（葡萄食品）糖、蔗糖、淀粉和纤维素（纤维素食品）等都属于糖类化合物。
糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量（能量食品）的主要来源。
它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。
例如：
肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型（红细胞膜的表面、血小板的膜表面）中的糖与免疫活性有关。
此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。
因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。
自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。
主要由碳、氢、氧所组成。
可用通式Cx（H2O）y来表示。
有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。
主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。
从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。
例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。
果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。
它与蛋白质（蛋白质食品）、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动（运动食品）、繁殖提供主要能源。
是人类生存发展必不可少的重要物质之一。
碳水化合物分单糖、二糖、低聚糖、多糖四类。
糖的结合物有糖脂、糖蛋白、蛋白多糖三类。
4.2碳水化合物功能与作用
4.2.1供给能量
每克葡萄糖产热16千焦（4千卡），人体摄入的碳水化合物在体内经消化变成葡萄糖或其它单糖参加机体代谢。
每个人膳食中碳水化合物的比例没有规定具体数量，我国营养专家认为碳水化合物产热量占总热量的60—65%为宜。
平时摄入的碳水化合物主要是多糖，在米、面等主食中含量较高，摄入碳水化合物的同时，能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维等其它营养物质。
而摄人单糖或双糖如蔗糖，除能补充热量外，不能补充其它营养素。
4.2.2构成细胞和组织
每个细胞都有碳水化合物，其含量为2%—10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在，分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆以及细胞间质中。
动物体（特别是硬组织）可能有10～30％是由多糖构成的，植物体则高达30～90％。
4.2.3节省蛋白质
食物中碳水化合物不足，机体不得不动用蛋白质来满足机体活动所需的能量，这将影响机体用蛋白质进行合成新的蛋白质和组织更新。
因此，完全不吃主食，只吃肉类是不适宜的，因肉类中含碳水化合物很少，这样机体组织将用蛋白质产热，对机体没有好处。
所以减肥病人或糖尿病患者最少摄入的碳水化合物不要低于
150克主食。
4.2.4维持脑细胞的正常功能
葡萄糖是维持大脑正常功能的必需营养素，当血糖浓度下降时，脑组织可因缺乏能源而使脑细胞功能受损，造成功能障碍，并出现头晕、心悸、出冷汗、甚至昏迷。
通常，外界摄入的各种糖或体内原有的糖，都要转化成葡萄糖才可氧化供能。
4.2.5抗酮体的生成
当人体缺乏糖类时，可分解脂类供能，同时产生酮体。
酮体导致高酮酸血症。
4.2.6解毒。
糖类代谢可产生葡萄糖醛酸，葡萄糖醛酸与体内毒素（如：
药物、胆红素）结合进而解毒
4.2.7加强肠道功能或引起腹泻
与膳食纤维有关。
如：
防治便秘、预防结肠和直肠癌、防治痔疮等；乳糖或半乳糖可引发腹泻。
4.2.8碳水化合物失调的危害
血中葡萄糖浓度过高或尿中有大量葡萄糖，分为饮食性的和病理性的。
对于病理性的，是葡萄糖不能氧化供能或不能正常转化，常由胰脏病变（功能下降、炎症、肿瘤、胰岛病变等）、胰高血糖激素过多、胰岛素过少或活力下降、肾糖皮质激素不正常、肝功能下降或病变、肾脏病变、葡萄糖转化酶不够或失活等问题引起，需要综合防治。
现在的西医不问青红皂白，几乎都用胰岛素治疗，胰岛素用到底，用了几个月没有效也不换方法和药物，实为错误或措施呆板！
膳食中碳水化合物过少，可造成膳食蛋白质浪费，组织蛋白质和脂肪分解增强以及阳离子的丢失等。
膳食中碳水化合物比例过高，势必引起蛋白质和脂肪的摄入减少，也能对机体造成不良后果。
热量的过多摄入，导致体重增加，产生各种慢性疾病。
如果过多的食用糖类或注射葡萄糖，血糖也可能过高，称为饮食性高血糖或糖尿病，一般不需要治疗，只要减少糖类的摄入或停止注射就可以了。
4.2.9减肥应少吃碳水化合物
三十多年来，美国人多吃面包少吃肉，吃出了世界超级肥国，而喜欢吃肉的法国人，身材却保持得最苗条。
利于减肥（减肥食品）的食物，不是米饭、面条、面包、土豆和香蕉，而是肉类、鱼类、蛋类、植物油（油食品）和坚果。
什么动物最胖?
大概是猪。
猪吃进去的是粮食，长出来的却是脂肪！
最苗条的动物大概是豹子，而豹子只吃肉！
米饭、面条、面包、土豆和香蕉等食品淀粉含量很高。
而淀粉和糖属于碳水化合物。
科学家发现，碳水化合物（膳食纤维除外）进入人体后，转化为血糖（葡萄糖），刺激胰岛素分泌，促进细胞利用血糖，燃烧提供能量（能量食品）；多余的血糖进入肝脏合成肝糖原和脂肪，血糖（血糖食品）剩余的越多，合成的脂肪就越多而储存在体内。
血糖波动短期内使人产生饥饿感（“好吃”）；长期则使机体细胞对胰岛素敏感度下降，产生“胰岛素抵抗症”，于是血糖燃烧转化为能量的效率下降，人会变得没有力气（“懒做”）。
“好吃懒做”就容易使人变得肥胖。
而肉类、鱼类、蛋类和植物油基本上不含碳水化合物，不会影响血糖（“血糖指数”为零），因而不会刺激胰岛素分泌。
坚果虽然含有部分糖类，但含量很少，而含更多的蛋白质和油脂，故对血糖的影响不大。
当然，荞麦和荔枝是例外的，因为它含有很强的降血糖物质，久食、多食会引发低血糖而晕倒或身体擅抖，可用来防治高血糖和一部分糖尿病。
总的来说，减肥的关键不在于直接控制热量。
因为你控制不了，而是通过控制血糖，从而间接控制热量的摄入。
最能减肥的食物应符合三个标准：
（1）含碳水化合物低；
（2）血糖指数低；（3）营养素丰富。
这三个标准在国际上叫做low-carbs，中文译音“露卡素”。
按照“露卡素”标准，最适于减肥的食物有肉类、鱼类、蛋类、植物油和坚果；其次是种子、豆类、绿叶蔬菜（蔬菜食品）、低糖水果（水果食品）（如樱桃和柚子）和高纤全谷类（谷类食品）（如燕麦）。
而在各类减肥食物中，最佳的海鲜是深海鱼，最佳的坚果是可可豆，最佳的种子是大豆，最佳的根类是魔芋，最佳的蔬菜是西兰花，最佳的水果是樱桃。
4.3日推荐量及食物来源
一般说来，对碳水化合物没有特定的饮食要求。
主要是应该从碳水化合物中获得合理比例的热量摄入。
另外，每天应至少摄入50～100克可消化（消化食品）的碳水化合物以预防碳水化合物缺乏症。
碳水化合物的主要食物来源有：
蔗糖、谷物（如水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、高粱等）、水果（水果食品）（如甘蔗、甜瓜、西瓜、香蕉、葡萄等）、坚果、蔬菜（蔬菜食品）（如胡萝卜、番薯等）等。
（注：
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