人體氮平衡
在體內(nèi)蛋白質(zhì)是最令人關(guān)注的含氮物質(zhì)。
氮是構(gòu)成人體的重要元素之一,其在人體內(nèi)的含量約為3%,雖不及氧(65%)、碳(18%)、氫(10%)等元素高,但它是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)(氨基酸)、核酸(堿基)等重要生命物質(zhì)的關(guān)鍵原料,具有重要的生理意義。
蛋白質(zhì)分子是許多(從數(shù)十到數(shù)百)氨基酸通過肽鍵相連形成的生物大分子。自然界中的蛋白質(zhì)種類繁多,結(jié)構(gòu)各異,但其元素組成卻很相似,主要有碳(50%~55%)、氧(19%~24%)、氮(13%~19%)、氫(6%~7%)和硫(0%~4%)等。各種蛋白質(zhì)的含氮量比較接近,平均為16%。
蛋白質(zhì)是生物體(包括微生物、植物、動物和人)內(nèi)最主要的含氮化合物。蛋白質(zhì)對所有生物都是必不可少的,蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ),沒有蛋白質(zhì)就不會有生命。在人體內(nèi),蛋白質(zhì)的生理意義是:
1. 構(gòu)成與修補(bǔ)人體組織和器官 我們的身體從足跟到發(fā)梢主要都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的。以65千克普通男性為例,其身體成分水分約占60%,蛋白質(zhì)約占17%;脂類約占14%,其他如糖類、礦物質(zhì)、維生素、核酸等占9%。兒童時期,身體不停地發(fā)育長高,體內(nèi)蛋白質(zhì)總量不斷增多;成年時期雖停止發(fā)育和長高,但身體組織和器官不斷更新(新陳代謝),也需要補(bǔ)充蛋白質(zhì)。
2. 形成激素、酶和抗體等活性物質(zhì) 體內(nèi)很多重要的活性物質(zhì),包括多種激素(如胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等)、特殊蛋白(如血紅蛋白、肌紅蛋白、脂蛋白等)、各種抗體和所有酶都是蛋白質(zhì)。它們構(gòu)成了人體生理活動的基礎(chǔ)。
3. 提供熱量 身體蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生的氨基酸有一部分可以轉(zhuǎn)化為糖類,為機(jī)體提供熱量。
4. 維持體液和酸堿平衡 這方面的功能主要由血液中的清蛋白、球蛋白、血紅蛋白等完成。
總之,蛋白質(zhì)可以說是體內(nèi)最重要的物質(zhì)。蛋白質(zhì)(protein)這個詞來自于希臘詞匯“proteios”,在希臘文中這個詞的意思是“最重要的”。
除蛋白質(zhì)外,核酸也是生物體內(nèi)重要的含氮化合物。核酸分子是由許多個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接而成的生物大分子。核苷酸由磷酸、堿基和核糖3部分構(gòu)成,其中堿基(各種嘌呤和嘧啶)分子中含有氮元素。核酸是細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì),對生物體的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳以及變異等重大生命現(xiàn)象起著主宰作用。
此外,人體內(nèi)的一些維生素,如維生素B1(硫胺素)、煙酸等分子結(jié)構(gòu)中也含有氮元素。這些維生素對調(diào)節(jié)機(jī)體代謝具有重要作用。
除上述具有生理功能的含氮化合物外,人體內(nèi)的代謝產(chǎn)物,如尿素、肌酐、尿酸、氨、膽紅素等也是含氮化合物。它們是人體排泄氮元素的形式,基本沒有生理作用或作用很小。
人每時每刻呼吸的空氣中含有氮(氮?dú)猓?,但它無法被人體利用。人體所需的氮主要來自食物。不論動物性食物,如魚、肉、蛋、奶等,還是植物性食物,如糧食、大豆、蔬菜等,其含氮化合物絕大部分是蛋白質(zhì)。核酸、維生素等其他含氮化合物含量很少,常被忽略不記。飲用水和部分蔬菜中含有的硝酸鹽或亞硝酸鹽,也含有氮元素,但因其總量不多,且?guī)缀醪槐蝗梭w利用,所以常常也忽略不計。也就是說,食物中蛋白質(zhì)的攝入是人體氮的主要來源。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)種類繁多,分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各異,很難進(jìn)行直接檢測,所以在營養(yǎng)學(xué)研究中,可以通過測定某種食物中氮元素含量(凱氏定氮法,簡單易行),來計算該食物蛋白質(zhì)的含量。蛋白質(zhì)分子中氮元素含量平均為16%,即每6.25克蛋白質(zhì)中含有1克氮元素。如果檢測出該食物含有2克氮元素,那么該食物中蛋白質(zhì)含量為12.5克(2×6.25=12.5)。
人體內(nèi)氮元素的主要排泄途徑是糞便和尿液。糞便中含氮化合物主要有未被消化吸收的蛋白質(zhì)、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,皮膚也排泄一些氮,比如汗液中的尿素、肌酐等,以及皮膚表層磨損脫落所含的蛋白質(zhì)等。
總之,人體通過食物(主要是蛋白質(zhì))攝入氮,再通過糞便、尿液、汗液、皮膚等途徑排出氮,兩者之間存在著一種平衡關(guān)系,即氮平衡。當(dāng)攝入氮多于排出氮,稱為“正氮平衡”;當(dāng)攝入氮少于排出氮,稱為“負(fù)氮平衡”,當(dāng)攝入氮和排出氮相等,稱為“零氮平衡”。氮平衡不但直接與人體的營養(yǎng)狀況有關(guān),而且不同的氮平衡結(jié)果還具有不同的健康意義。
免責(zé)聲明:以上內(nèi)容源自網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請告知,我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。