营养学/电离辐射对营养素代谢的影响

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临床营养学

特殊条件下的营养
- 电离辐射对营养素代谢的影响
- 高气压环境对营养素代谢的影响
- 低气压环境对营养素代谢的影响
- 有害物质与营养素的关系
- 噪声环境对营养素代谢的影响
- 救生条件下的营养保证
- 应激状态对营养素代谢的影响

机体受电离辐射后引起一系列极为复杂的生化反应，营养素代谢受到了影响，若不对营养素代谢的改变加以调整将造成体内某些营养素不足，则可能使机体受放射损伤更加严重。

41.1.1　蛋白质代谢

机体受电离辐射作用后，蛋白质代谢很快就受到影响。主要是分解代谢增强、合成代谢障碍，体内蛋白质和氨基酸代谢都有变化。小肠吸收氨基酸受到了破坏，破坏的程度依照射剂量的多少而异。人和动物受全身照射后尿氮排出增多，出现负氮平衡。狗每kg体重给420KJ热量、3.4g蛋白质一周，然后用γ-射线400R全身照射。照射前每日kg体重排出尿氮349mg，照射后第一昼夜蛋白质与热量摄取较照射前减少了23%，而尿氮排出量仍增加了23.7%。照射后第8～9昼夜，摄取量逐渐接近照射前水平，但尿氮排出量仍高于照射前16～21%。人体受放射线治疗时，也表现有负氮平衡。在大剂量照射后，动物与人体尿中肌酸排出量增加，尿中肌酸与肌酐的比值增高。一般血清总蛋白质量很少发生变化，但在急性放射损伤后血清蛋白的组成发生了改变，白蛋白减少及球蛋白增加，以致白蛋白与球蛋白的比值下降。球蛋白中α-球蛋白显著增加，β-球蛋白也增加，而γ-球蛋白减少或略有增加，致使α-球蛋白与γ-球蛋白比值明显上升。在长期受镭照射的65～74岁妇女中，接受剂量分别为每kg体重0.2μci以下、0.2～0.99μci、1.00μci以上及5μci以上四种，受高剂量照射者其血中α-球蛋白较受低剂量者明显增加。动物实验中还观察到，在全身X射线照射后，动物自选食物中酪蛋白摄入量进行性地增加，这也表明体内蛋白质损伤较多，人在受25、68、160、180R全身照射后12h，尿中氨基酸含量即增加，在这样的剂量范围内，尿中氨基酸含量几乎是相同的。尿中牛磺酸、羟脯氨酸与甘氨酸排出量增中尤为明显。在受数十R照射后几小时，尿中的牛磺酸排出量即非常多，且在一定的范围内与照射剂量呈正比关系。但也有一些氨基酸在射线照射后排出量不增加反而减少，如大白鼠受60Co全身照射，剂量为100、300、500、700、900及1200rad，随着剂量加大，大白鼠尿中组氨酸排出量进行性下降，接受100rad者组氨酸排出量为209.7±40.24%，而接受1200rad剂量者即下降为107.9±41%。大白鼠经600R照射后5、10天，³⁵S蛋氨酸进入肝组织蛋白的量分别较对照组低24.14及11.73%；脑与血浆吸收蛋氨酸能力亦明显下降，说明蛋白质合成代谢有明显障碍。较小的照射剂量对氨基酸代谢也有影响，大白鼠每天照射2次，每次h36min，每周照5天，停2天共9周，总剂量为38.6±6.6rad，在照射第6周时，血浆中蛋氨酸、赖氨酸含量与未照射的动物比较均明显下降。

41.1.2　脂肪代谢

在接受大剂量射线照射后，往往出现脂血症，增加较多的是甘油三酯，磷脂含量也增高，肝中脂类过氧化物含量上升，胆固醇含量呈波动性变化。大白鼠受γ-射线照射，剂量率为155.10-4C.kg-1，总剂量为3870.10-4C.kg-1，血清总胆固醇，甘油三酯、磷脂及游离脂肪酸含量增加，胸腺和骨髓中甘油三酯含量增多而磷脂的含量减少。家兔在受X射线700R全身照射后，32P进入血清磷脂的速率较正常兔快，说明体内磷脂合成代谢的强度在受射线照射后增大。

41.1.3　碳水化物代谢

与蛋白质和脂肪代谢相比，碳水化物的代谢变化不太明显。大剂量射线照射后糖原异生作用增强，常出现高血糖症。

41.1.4　维生素代谢

由于考虑到抗坏血酸有阻止体内过氧化反应而保护了体内其它生物物质，因此许多人研究了电离辐射对抗坏血酸代谢的影响。在猴子的实验中发现，每天接受.134、4.2、4.35R照射，总剂量为425～863、1433～2224、1878～3561R。照射前血中抗坏血酸含量为33.5±1.60μmol.L-1，2个月后下降为8.5±4.5μmol.L-1，8个月后为13.6±1.70μmol.L-1，甚至在2年后测定也未恢复到正常水平。豚鼠实验表明，每日R总剂量为25R的γ射线照射后，豚鼠血浆中抗坏血酸的含量明显低于不照射的豚鼠。另一实验表明，豚鼠经射线照射4～7天，肾上腺、肝、肾、脾、肠、心和脑等组织中，标记的抗坏血酸均明显增高，分别为对照组的152.2～199.8%，说明照射后机体抗坏血酸消耗增高，组织补偿需要增加。在对铀矿工人进行营养调查时发现，井下工人每日取抗坏血酸114mg，而血中抗坏血酸浓度平均值仅为11±0.5μmol.L-1，体检中抗坏血酸缺乏症状也较多。此外还发现，每日取维生素A1923IU，非铀矿工人暗适应时间为43.67±12.01s，铀矿井上工人为69.85±3.31s，而井下工人则达到89.44±3.01s，三组间差异均非常显著。在观察接受放射线治疗的病人中，病人每次接受200～250R照射，总剂量为4000～14000R，治疗后病人血清中维生素B₆与B₁₂含量增加，治疗前血清中维生素B₆浓度为162～567nmol.L-1，照射后为243～810nmol.L-1，两者有显著差异。治疗前病人血清中维生素B₁₂含量为29.6～177.6Pmol.L-1,照射后为58.8～296Pμmol.L-1，两者有非常显著的差别。这些变化以50岁以上的病人多见。放射线照射对动物组织中硫胺素和核黄素量含量的影响与供给的膳食是否合理有关。大白鼠受γ射线700R照射后，吃平衡膳食者肝中硫胺素含量明显下降，说明消耗增加。而吃不平衡膳食者，肝中硫胺素的含量有增加的趋势。这是因其它器官中的硫胺素被动员到肝脑。吃不平衡膳食者，肝中核黄素含量变化相近，表明在照射条件下应增加供给硫胺素及核黄素。

41.1.5　水盐代谢

由于放射损伤时伴有呕吐和腹泻而使水盐代谢发生紊乱，动物实验中发现照射后钾、钠排出增多。照射后开始时，自选食物中无机盐摄入大量增加。以后逐渐恢复正常。

41.1.6　辐射损伤的营养问题

由于电离辐射暴露对营养素代谢有一定的影响，所以在防护与治疗放射损伤时也应考虑到营养素的作用。预防放射损伤的手段之一是很好的平衡膳食。

不同质量的蛋白质有不同的防护放射损伤的效果。用三种不同饲料喂养大白鼠，饲料中皆含12%蛋白质及10%脂肪。蛋白质来源为：①酪蛋白；②同脱脂大豆；③玉米粉与脱脂大豆粉（按蛋白质量1:3混合），照射前生长率以③组最好。用⁶⁰Coγ射线600R全身一次照射后，死亡率以③组最高，达70%，①组为50%。②组为30%。尿氮排出量增加，①、③组皆增加2倍。可以认为在这三种蛋白质中，脱脂大豆防护放射损伤的效果最好。若给不同水平的蛋白质，其防护放射损伤的效果也不同。幼年大白鼠喂饲4，种蛋白质水平的饲料，酪蛋白量为6、12、18及24%，大豆油皆为10%。用⁶⁰Coγ射线800R全身一次照射后，食6%酪蛋白组死亡率为90%，食24%。酪蛋白组死亡率为60%，食12%酪蛋白为40%，食18%酪蛋白组死亡率最低为20%。四个组的大白鼠尿氮排出量皆增加，食6%酪蛋白组最高，食24%酪蛋白组次之。因此膳食中蛋白质水平为12～18%对防护放射损伤的效果较好。在狗的实验中观察到，以等热量但蛋白质含量不同的饲料喂饲狗20天后，用γ射线400R全身照射狗，狗的尿氮排出量皆增加，每kg体重给1.1g蛋白质者，照射前皆为正氮平衡，照射后都能维持氮平衡或正氮平衡。补给一些氨基酸对防护放射损伤也有一些效果，普通环境中若给大白鼠的幼鼠大量半胱氨酸（每g体重给1mg）则有严重的脱毛现象，但若在X射线400R全身照射前5～10min腹腔注入同量的半胱氨酸，则无脱毛现象，并且死亡率仅为6%，未给半胱氨酸者死亡率为44%。在普通的环境中，大白鼠摄入较多的蛋氨酸与赖氨酸（每日kg体重摄入蛋氨酸536mg与赖氨酸1033mg），体重增长较慢。而在小剂量电离辐射条件下，摄入同量的蛋氨酸与赖氨酸却有较高的体重增长值。

用各种脂类喂养动物观察防护小白鼠受全身射线照射损伤的效果，照射剂量为半致死量，结果发现橄榄油有助于放射损伤的恢复，白细胞恢复到正常水平的时间缩短了。花生油也有良好的效果。

用30～40%果糖溶液加小量的叶酸与维生素B₁₂喂养动物，可消除射线所引起的血球生成障碍，2周后白细胞、红细胞再生作用已显著提高，4周后血象恢复正常。给成年大鼠每日g蛋白质，其中64%为动物性蛋白质，每只鼠给生物素0.8、4.0、8.0mg，受X射线600R照射后30日的死亡率分别为46.1、32.0及35.5%,未补充生物素者死亡率为69.5%，供给4.0及8.0mg生物素者死亡率较少，这剂量相当于人的最小及最大治疗量。若每只鼠补充泛酸150、750及1500mg，其死亡率分别为35.0、38.4及65.1%，未补给泛酸的大白鼠死亡率为62.2%，表明适当地补给泛酸对防护放射损伤有好处，但补充量太多反有害处。

根据各种营养素对放射损伤有不同的防护效果，现已提出有较好防护效果的一些食物组成。有人用①生理食、②肉食、③乳蛋食、④肝食、⑤普通食等5种饲料喂饲大白鼠，藕以观察防护放射损伤的效果。这5种饲料除动物性食物的种类与数量不同外，其它成分相近。生理食中含瘦肉为22%、牛乳27.5%（重量比，不同）；内食中含瘦肉35.2%；乳蛋食中含牛乳酒（酸酵牛乳饮料）15.8%，牛乳18%，凝乳9%，酪蛋白1%，鸡蛋8.8%；肝食中含肝脏367%；普通食即动物房饲料含瘦肉9.8%、牛乳15.6%。实验结果表明乳蛋食效果最好，其余依次为肝、生理、肉及普通食。若在生理食及肉食中补充抗坏血酸、硫胺素、核黄素、吡哆醇、尼克酸、叶酸及维生素P，则能提高其效果。还有一种食物为蛋白质维生素复合剂（PVC），含有为正常代谢所必不可少的营养素。其中以鲜牛乳、脱脂乳粉、蛋黄作为丰富的蛋白质及必需氨基酸的来源，胡萝卜、甜菜及土豆汁则含有丰富的无机盐及维生素，还含有面包酵母及葵花油，葵花油可供给多不饱和必需脂肪酸。PVC主要化学万分为：蛋白质15.5%，脂肪6.1%，磷0.52%，钙0.69%，胡萝卜素3.1mg%。食用这种食物对大白鼠暴露于X射线700R有较好的预防效果，有助于使在射线作用下机体代谢紊乱的正常化。还有人发现在燕麦、麦麸饲料中加喂花棷菜可使豚鼠更能耐受X射线400R的照射。现在还有用于宇宙飞行中防护放射损伤的复合剂，其中一种是由色氨酸、组氨酸、抗坏血酸、硫胺素、吡哆醇及维生素P组成的。

我国已有人提出从事放射性作业人员的营养适宜供给量如下：热量10000KJ，蛋白质80～100g，其中动物性蛋白质为30%，脂肪50g，钙1g，铁15mg，碘150～200mg，维生素A2200IU，硫胺素2mg，核黄素2mg、维生素B₆.25mg，尼克酸20mg，叶酸0.5mg，维生素B₁₂3μg，抗坏血酸100mg。供给从事放射性工作人员的食物，除主食外可多选用蛋、乳类、肝、瘦肉、大豆及豆制品、花棷菜、卷心菜、胡萝卜、海带、紫菜、柑桔及茶叶等。

现有为从事放射性工作人员食用的保护性膳食，这种膳食是在早餐或午餐时供给。一种膳食是由主食、肉、鱼、肝、蛋、牛乳、发酵牛奶、凝乳、卷心菜、土豆、西红柿、新鲜水果以及动、植物油组成。营养素含量为：热量5796KJ，蛋白质59g，脂肪51g，碳水化物159g，另外给抗坏血酸150mg。另一种保护性膳食的营养素含量为：热量4830KJ，蛋白质52g，脂肪3²g，碳水化物165g，钙260mg，铁7mg，维生素A3500IU，硫胺素1mg，核黄素0.85mg，抗坏血酸100mg。

放射病的治疗中营养素是不可忽略的。放射病的病人应给营养丰富易消化吸收的食物，蛋白质供给量占热量12～18%，并应供给优质蛋白质。为保护和恢复造血功能在发病的早期就应多供给维生素B₁、B₂、吡哆醇、叶酸，另外应多供给维生素C、P、K以防止出血，供给大量的硫胺素可使肝糖元生成功能加速恢复。急性放射病人的胃肠功能多受损伤，在可以进食时应少吃多餐，在不能进食而由肠外供给营养素时，要考虑到各营养素合理比例，并要供给上述各种维生素。