人体所需十大基础营养素

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营养学是一门研究食物营养素、机体代谢与健康之间关系的一门学科。在现代临床医学的发展不能完全解决人类健康与生存的事实面前,自然医学与营养医学便开始成为越来越多的学者的研究方向。现代营养学的营养与健康观念,逐渐影响并改变着人们对营养与健康,以及健康生活的重新认识。探讨基础营养素的范畴与关联,以及存在价值,对未来社会发展的影响将十分巨大。

人体所需十大基础营养素
人体所需十大基础营养素

营养学的起源与发展

在7000多年前,古老的中国就开始了营养学的研究:人类的最初研究是从食物是否有毒开始的。在古代的中国、印度、马来西亚和波斯,食物被分为“热的”(例如肉、血、姜以及热的香料)和“冷的”(绿色蔬菜)。“寒、热、温、凉”是中医理论中的四气,是古人根据自然食材作用于人体所发生的不同反应与获得的不同疗效而概括归纳出来的。四气最早记载于《神农本草经·序录》。在3000年前,黄帝时代,人们将食物的研究推前了。《黄帝内经》记载了食物的核心:五谷为养,五畜为益,五果为助,五菜为充,气味和而服之,以补精益气。在2000年前,西方医学之父希波克拉底,则提出了饮食的法则:“把你的食物当药物,而不是把你的药物当食物。”就是提出了多吃食物少吃药、提前预防疾病为主的医学思想。

1785年法国发生的“化学革命”,标志着现代营养学的开端。在19世纪的早期,人们认为碳水化合物、脂肪、蛋白质是食物能量的来源,并且过多关注于他们的新陈代谢,以及对能量需要的贡献上。作为最古老的英语医学教科书,《默克手册》于1899年首次出版,在美加地区被称作《默克诊疗手册》,在世界其它地区被称作《默沙东诊疗手册》 ,有“医师圣经”之美誉,而第1章就是营养性疾病,该书对营养学的发展有举足轻重的贡献。默克公司(Merck & Co., Inc., Kenilworth, NJ, USA)被认为是一家全球医疗保健的领导者,致力于帮助世界变得更好。

人体所需十大基础营养素

三大基础营养素

人体基础营养素概念的提出,可能始于19世纪。而最早的基础营养素的界定,可能是一种推测:也就是说,假如没有这种营养素,人体的正常生理功能和新陈代谢便不能顺利完成。同时,这种营养素可能并不能完全由自己身体合成,或者合成不足,绝大部分应该来自于天然食物。

最早的生物学家、化学家以及医生认识到:碳水化合物、脂肪、蛋白质这三类物质都可以在食物中获取,但不是储存在同一个身体器官里面。三大营养物质在自然界中含量均十分丰富,尤其是人体中,同时它们在生命中的基础作用是维持正常生命功能的保证。这三类物质占食物干重的90%,提供100%的能量。这三类物质都能够提供能量(以卡路里为单位),但每 1 克(1/28 盎司)的不同物质所含能量不同:1 克碳水化合物或蛋白质含 4 卡路里热量;1 克脂肪含 9 卡路里热量。这些营养素提供能量的速度不同,碳水化合物最快,而脂肪最慢。

这三类物质在肠道内消化,并被分解成基本单位:碳水化合物被分解成糖;蛋白质被分解为氨基酸;脂肪被分解为脂肪酸和甘油;人体利用这些基本单位来合成其生长、维持和活动所需的物质(包括其它类型的碳水化合物、蛋白质和脂肪)。这三大营养素是细胞能量的来源,人体利用的顺序是:碳水化合物、脂肪、蛋白质。

七大基础营养素

维生素的发现是19世纪的伟大发现之一。由于维生素的发现,基础营养素的大家族里面增加了维生素和矿物质。20世纪早期,人们提出了五大营养素的概念。食物营养第一次被证明对健康的重要性,而不是药物。五大营养素是指碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素这五大营养素的总称。后来,又相继提出了六大基础营养素、七大基础营养素的概念。基础营养素的大家族成员逐渐扩展。

人体所需的营养素不下百种,其中一些人体可以自身合成、制造,还有约40余种是人体无法自身合成、制造,必须通过外界食物来摄取。目前的七大营养素包括:碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维、水。前三者在体内代谢后产生能量,故又称产能营养素。七大营养素主要来自九大类食物:谷类、蛋类、奶类、根茎类、肉类、水产类、豆类、坚果干果类、蔬菜瓜果类。

维生素、矿物质、水,这三大基础营养素的加入,我们都很好理解,是被普遍接受了自然科学知识。20世纪70年代以前,世界上没有“膳食纤维”这个词。20世纪70年代,膳食纤维(纤维素)从碳水化合物中被分离出来,作为一种特殊的营养素。膳食纤维的定义有两种,一是从生理学角度将膳食纤维定义为哺乳动物消化系统内未被消化的植物细胞的残存物,包括纤维素、半纤维素、果胶、抗性淀粉和木质素等;另外一种是从化学角度讲膳食纤维定义为植物的非淀粉多糖加木质素。

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七大基础营养素中,碳水化合物、脂肪和蛋白质是宏量营养素(Macronutrients),并提供能量(准确讲是ATP);水和膳食纤维是常量营养素(Constantnutrients),但不提供能量(ATP);矿物质和维生素是微量营养素(Micronutrients),它们也不提供能量(ATP),但却是维持生命的基础营养素,大多数属于辅酶,参与细胞的新陈代谢。

第八大基础营养素之争

20世纪初,由于人们认识到食物营养与食物结构的重要性,以及动物肉食对健康的不利影响,欧美逐渐流行新素食主义。其实,素食主义运动正式诞生于1809年英国的曼彻斯特,而国际素食联盟成立于1908年。据调查,英国素食者的人口比例已达到7%,荷兰、德国和法国分别是4.4%、1.25%和0.9%;而意大利某些地区的素食人口比例已经达到了10%至18%,美国上世纪90年代的调查也显示有7%的人自称是素食者,目前达到9%。在印度,由于各种主张素食的宗教十分盛行,使之成为世界上素食人口比例最多的国家。而中国的素食和斋食文化则是更加悠久,拥有几千年历史。

在这样的大环境下,植物生化素、即植化素(phytochemicals)的概念开始在营养学界流行。在一些资料中提到,植化素就是抗氧化的植物生化营养素,应该被纳入基础营养素的大家族。甚至有人提出:植化素就是第八大基础营养素。如果说从植物里面提取或发现的对健康有意义的生化营养素,可以被纳入基础营养素的大家族,那么,动物界呢?微生物界呢?

不过,抗氧化的概念,则实实在在是21世纪的明星。营养学界和生物学界都公认:21世纪是抗氧化剂的世纪。随着具有抗氧化作用的维生素A、C、E的发现和确认,硒和锌通常被认为是抗氧化营养素(antioxidant nutrients),人们意识到抗氧化剂在生物体内起到生理生化作用的重要性。抗氧化剂按溶解性可分为油溶性、水溶性和兼容性三类。抗氧化剂按照作用方式可分为自由基吸收剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。抗氧化剂通常是还原剂,例如硫醇、抗坏血酸(VC)、多酚类等等。人体内部的抗氧化剂有:超氧化歧化酶(Superoxide Dismutase,简称SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(Glutathione Peroxidase,简称GSHP)、过氧化氢酶(Catalase)、尿酸等等。人体内部甚至有各种抗氧化酶系统,有多种抗氧化酶相互作用所构成的网络,能保护细胞免受氧化应激的损害。但人体内部的抗氧化剂不足以应对当前精加工食品和各类毒素对人体细胞的侵害。

抗氧化剂的食物来源,可以是植物、动物、微生物等等,具体种类包括:具有抗氧化能力的维生素、矿物质、蛋白质、脂肪酸、黄酮类、多酚类等等。于是,人体八大基础营养素的大家族,增加了抗氧化剂(Antioxidants)。这一概念,被越来越多的学者认同,并开始建议或推荐在他们针对自己和家人以及身边朋友的健康饮食中。

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不可见的基础营养素:量子能

碳水化合物、蛋白质和脂肪氧化分解产生ATP(三磷酸腺苷)。从食物产生细胞能量的过程是非常有效率且富有成效的。ATP是使食物中的能量可以被用来让细胞发挥功能的因子,ATP可视为身体细胞的通用货币。磷酸键是ATP分子中可以携带能量的部分,在这条链上会产生重要的化学反应。ATP生产的过程发生在线粒体中,而线粒体又是外来微生物,后面会继续谈到线粒体与ATP的功效。但是,这里要讲的,远远不止ATP。

气(Qi)是中国哲学、道教和中医学中的基本概念,成为天地一切事物组成的基本元素,有着像气体般的流动特性。人类与一切生物具备的生命能量或动力,以及宇宙间的一切事物,均是气的运行与变化的结果。中医学认为,气是人体的第一道防护线,聚于体里保护着脏腑,而流散发于肤表以防外邪侵入而导致疾病发生。在中国,气(Qi)的概念类似于后来西欧人所称的气(pneuma),但不是肺部或呼吸的意思。在现代,中医的气从未被直接观测到,也与自然科学所使用的能量概念(可以用焦耳、卡路里衡量)并不完全一致。但是,现代物理学与生物学则向前推进了一步。

能量的本质是物体运动状态中的一个守恒量,能量与物质之间可以发生多个层次的相互转化。地球生命的根本就是生物能。人体生命从受精卵开始,到其出生长大成人并直至其死亡化为泥土,它没有消耗过一个原子(或物质),其消耗的只是以物质为载体所携带的生物能。人体生命一生的变化,主要是其能量的变化,而物质只是能量运动的载体,其在某一点或“横截面”上显现的变化只是能量运动的一种表现形式,支撑并主导物质变化的是隐藏在其背后不予显示的能量变化。

细胞新陈代谢的根本活动就是能量代谢循环;ATP化学键断裂与重组时产生的游离能量,这种能量既是代谢产物又是代谢动力;这当中代谢产物就是后天之气,代谢动力就是先天之气。这种能量统称为气。通过这种纵向运动思维可以看出,生命的运动只能是能量的运动,而不是表观的物质运动。简单讲:气是构成万物的本原、运动是气的根本属性、气是万物之中介。气与能量均是肉眼看不见、构成天地万物的最基本元素和本原,具有运动的根本属性;以各种形式存在于宇宙与万物之中,相互转换,互相关联,是构成宇宙的物质基础;至大无外,至细无内,推动物质世界的运动变化,永恒不变。不同形式的能量可以通过物理效应或化学反应相互转换。在转换的过程中,总能量保持不变。因此,气就是能量,能量就是气。没有能量,就没有气,也不会有生命的存在。

人体所需十大基础营养素

能量医学(Energy Medicine)、经络学说(气血运行)等等,便可以在这个理论下得以解释。线粒体的ATP能量交换,实则是人体小宇宙与自然大宇宙之间的能量交换,并且遵循着线粒体时钟(Mitochondrial Clock)的规律。大宇宙能量与小宇宙能量都属于人类发现和利用的物质,也是生命信息和能量信息的一部分,对人体健康有极其重要的作用。人体的能量平衡(包括生命信息平衡和身体信息平衡)可以帮助个人实现有益于健康持久的心理、生理、饮食、行为的改变,带来远离焦虑、恐惧与压力,以及显著且持久的身体健康的变化。而另一方面,人体能量的来源,也不仅仅是过去认为的只是来自三大能量食物,还应该包括:运动、睡眠、磁场、辐射、光波、声波、音乐、冥想、禅坐、太极、瑜伽等,以及中医的多种物理方法(比如针灸、艾灸、推拿、按摩、刮痧、拔罐、足疗、水疗等等)。因此,能量元素最终成为人体第九大基础营养素,即使目前尚无任何一种仪器可以测量并计算,因为有几乎一半的能量元素,目前是不可测量的。为了与ATP区别开来,我们可以暂且将这种广义的最基本的不可见的能量(Energy)定义为:Quantum energy,即量子能。

人类对可见的八大类基本营养素的吸收与利用,是通过第二大脑的消化系统(包括口腔、食道、胃部、小肠、大肠、肝脏、肾脏、胰脏等等),而对量子能的吸收与利用则是通过感官、身体、大脑等,终点站是第一大脑。比如说,音乐是一种量子能,人体的消化系统不能吸收,但可以通过耳朵、皮肤、骨骼、大脑皮层等部位吸收与利用。对量子能的吸收与利用,最后的营养仍然可以进入细胞,影响大脑的运行,对细胞的新陈代谢产生重要影响,而且大脑与第二大脑(肠胃)之间的脑肠轴双向的信息交流,是人体新陈代谢最重要的组成部分。实际上,八大类基本营养素是从食物食材的生物分子来讲,关注的是食物食材的生理生化功能,以及分子结构,不涉及原子或量子变化;而量子能(比如音乐)涉及到量子变化,量子能级对细胞的影响。再深入一点,八大类基本营养素在人体细胞内部的代谢过程,其实也是一个分子水平的量子能级对细胞的影响过程。从这个意义上讲,可见的八大类基本营养素与不可见的量子能,属于同一阶层。区别仅仅在于可见的八大类基本营养素可能拥有味觉和肠胃的刺激;不可见的量子能营养素可能拥有大脑和感官的刺激。细胞的新陈代谢本身就包括物质代谢与能量代谢(不仅仅是ATP),二者缺一不可。

十大基础营养素的概念

随着人类对世界认知的提升,基础营养素的概念在扩展。生命即能量的运动,虽然其中包含了物质的形态变化。空间属性是物质运动的广延性体现;时间属性是物质运动的持续性体现。时间可以是点,也可以是线(单向的存在)。而时序(Time sequences)不是一个单向的虚无,而是可以多向的物质存在,并影响着可见的物质与不可见的能量的代谢与转换,是最高级形式的营养元素。为什么这样讲呢?

时序是具有记忆的时间先后顺序。这种记忆,对人体(小宇宙)来讲,就是生理功能或新陈代谢的秩序,对自然(大宇宙)来讲,就是大自然的客观规律。生物钟(Biological clock)是最简单的一个例子。时序营养学,是一门研究在有序时间与空间的大宇宙和小宇宙相互协调的状态下,机体的物质代谢与各种营养素之间的关系的一门学科。通过在人体不同发育与生长阶段,以及环境的不同时间和不同季节与温度变化状态下,对营养学的历史、起源、发展、特征、层次等方面的描述,可以了解营养学的发展脉略与对人体至少在生理与心理两个立体层面的影响。

时序元素(Chronicity element)是指人体正常的新陈代谢所需要的各种元素,是按照一定的生物节奏与顺序,在精神、情绪、思维、饮食、活动、生活等诸多方面,受到年龄、季节、时间与环境的影响,具有因人而异的特异性。还因为来自动植物的各种食物或食物加工产品,在不同生长与收货季节和时间,通过不同的加工烹饪方式,其营养成分有一定差别,而人体也是依据不同的年龄、季节、时间与环境,对食物的营养吸收有具体的质与量的要求,以及先后顺序和食物搭配的要求。如果违背这个原则,就可能生病,或者影响我们的正常睡眠、饮食、运动或工作,或者降低我们的免疫力与自愈力。这可能就是新陈代谢时钟(Metabolic clock),并与线粒体时钟有密切关联。

人体所需十大基础营养素

量子能与时序,都属于不可见的基础营养素。那么,在实际生活中,人体如何对时序进行营养的吸收与利用呢?比如24节气是一种基本营养素,属于时序,是一种客观存在。人体的消化系统不能吸收利用,但可以通过视觉、嗅觉、皮肤、大脑、生物钟、呼吸系统、血液循环系统、内分泌系统等部位吸收与利用;24节气不仅影响人体的健康,还对细胞的新陈代谢有极大的影响。又比如基因表达钟(涉及钟基因和钟控基因),是控制生命全周期进程中无数环节中的关键。人体的消化系统不能吸收利用,但可以通过皮肤、大脑、生物钟、呼吸系统、血液循环系统、内分泌系统等部位吸收与利用;同样,基因表达钟不仅通过基因表达的蛋白质影响人体的健康,还通过从食物中获取的营养素以及从外界环境获得的量子能,对基因表达产生影响,进一步影响细胞的新陈代谢。

人体对营养的健康吸收方式,不是单一的餐桌膳食这么简单。比如一顿美味佳肴,除了有营养师的具体指导与搭配之外,首先必须有符合当时当地身体状况的恰当时序与节奏,其次再配上美妙音乐(量子能),当然,还可能有合适的其它陪伴(比如家人、朋友、宠物、花草等等)。实际上,膳食与营养,我们谈论的不单单就是一个舌尖与感官上的“吃”,而是营养对细胞新陈代谢过程的功效性和协调性,不可能缺少量子能与时序,尤其是新陈代谢时钟。

关于阳光、空气与水

地球生命,需要阳光、空气和水。因此,有些人认为阳光、空气和水都应该是基础营养素。理论上,对于地球生命来讲,阳光、空气和水都属于免费的营养素,可以被动吸收的,不需要主动去摄取或获取的。前面谈到的基础营养素是需要主动获取的,至少是需要经过简单加工的,或者被他人赠与,不可能被动获取。水是第一个例外,因为人类社会的发展对地球造成的破坏,使得人类很少有机会去获得健康的饮水;阳光是第二个例外,属于量子能,人类需要有安全感,不得不被封闭在房间内,阳光成为生命与健康的必需品。空气(氧气)虽然会有污染,但目前也只有少部分人去通过购买或其它途径获得,绝大多数人可以继续免费获得足够的空气(氧气)。这少部分人包括:胎儿、飞行员、宇航员、潜水员、某些疾病患者,以及未来的太空移民、星际移民等等。因为这些人群无法自己通过被动的方式获得氧气,必须待在特殊的环境内,通过主动获取各种营养素才能生存,包括氧气;氧气对于这些人群属于基础营养素。因此,对于大多数地球人来说,氧气不是基础营养素,阳光和水属于基础营养素。

总之,当今的十大基础营养素应该是:碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维、水、抗氧化剂、量子能、时序。这种基础营养素的划分与存在,其意义就在于可以指导营养师在给与他人推荐营养和食物的时候,有一个基本的参考依据或原则,而对于健康管理师来讲,其意义就更加重大,因为量子能与时序,有时候可能比食物更加重要。健康长寿,虽然与先天的基因有关,但关系最密切的可能是生活环境、生活方式,以及生活态度。这就是量子能与时序的存在价值。总之,人们对于自然与生命的认识,一步一步接近真理,更多的考量是为了让生命更健康、让生命更有意义。

人体所需十大基础营养素
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慧周百万龙之健康项目 Kyle龙博士, 注册营养师, 注册健康管理师, -真诚.明晰.高效, 让更多人幸福的FAH财商健商教育Chelsea98.com

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