低温环境作业人员的营养.ppt

低温环境作业人员的 营养低温环境主要指环境温度在10℃以下的环境常见于寒带及海拔较高地区的冬季（气候地理因素climatogeografic factors）及冷库作业（特殊作业条件）等人体的实感温度，除了 外界的气温以外，还包 括当时环境空气的湿度 、风速等综合因素 人体在低温环境中本身的生理 状况、作业的性质和条件、 机体对低温的耐受能力等有 较大的差异因而对能量和各种营养素的需 求也不尽相同第一节 低温环境作业人员生理及营 养代谢的改变一、低温环境对人体的影响• (一)低温环境对人体散热的影响 • 在寒冷环境中，因气温低、风速大 或衣着单薄，体热散失过快，极易 导致体温或局部肢体温度下降 • 人体的能量绝大部分是通过皮肤直 接散热几种主要的散热方式 • 1．辐射散热 • 当气温低于皮肤温度时，则 外界物体吸收皮肤放散的能 量(负辐射方式)，外界温度愈 低，负辐射失热就愈多几种主要的散热方式 • 2．传导散热 • 机体通过直接接触低于皮肤 温度的物体，将体热放散 散失能量取决于接触物体的 温度，温差越大，传导散热 越多几种主要的散热方式 • 3．对流散热 • 通过空气对流进行散热。

当 外界风速大时，可促进对流 散热机体有冷感，风速愈 大，对流散热愈多，冷感愈 强几种主要的散热方式 • 4．蒸发散热 • 环境温度超过体表温度时的唯一的散热方式 • 在炎热条件下，人体主要靠蒸发散热，每蒸发 1克汗水可吸收2.44kJ(0.583kcal)的能量 • 而在寒冷条件下蒸发散热的能量较小，但在进 行大强度训练或劳动时仍会出汗 • 因此，暴露部位的皮肤，如脸、手等部位蒸发 散热不容忽视，可造成暴露部位散热过快，容 易发生冻伤 (二)体温过低时物质代谢的变 化• 长时间在低温环境中可造成 体温过低—冻僵(全身冻伤)• 过冷对全身的影响主要表现 为低体温引起的冻僵而产生 的一系列病理变化体温过低时物质代谢的变化主要 表现在以下几个方面： • 1．耗氧量下降 耗氧量可作为总的物质代谢状 态的指标耗氧量下降与中心体温下降基本平 行 • 中心体温为32℃时，耗氧量为37℃时的65％～ 70％； • 30℃时为50％～55％； • 28℃时为40％； • 25℃时为30％～35％； • 20℃时为20％℃-25％体温过低时物质代谢的变化主要 表现在以下几个方面： • 2．呼吸商下降 体温过低时， 随着耗氧量下降，产生的二氧化 碳减少，以及血浆中的溶解度增 高，呼吸商(RQ)低于正常。

• 当体温为30℃时，呼吸商由0.82 降至0.65 • 呼吸商（respiratoryquotient简称RQ），是指呼吸作用 所释放的CO2和吸收的O2的分子比当蔗糖、葡萄糖 或淀粉等碳水化合物作为呼吸底物时，如果它们被完 全氧化，则细胞的耗氧量和释放CO2量相等，即RQ值 约等于1例如，多种植物叶片的RQ约为1.05，禾谷类 种子或其它淀粉类种子萌发时，RQ接近1一些含油 和脂肪类种子萌发时，RQ约为0.7以油或脂肪作呼吸 底物时，需要消耗大量的O2可以通过呼吸底物完全 氧化的方程式来计算呼吸商动物体在同一时间内二氧化碳产生量与氧的消耗量的 比值体温过低时物质代谢的变化主 要表现在以下几个方面： • 3．糖代谢异常 • 体温过低时糖代谢下降， 表现为与降温相平行的高 血糖 体温过低时物质代谢的变化主 要表现在以下几个方面：• 4．水、电解质和酸碱平衡的改变 • 当体温低于28℃，电解质的变化首先表现为K+ 转移至细胞内，Na+从细胞内转移到细胞外， 并从肾脏排出，导致渗透性利尿随体温下降 ，呼吸中枢受抑制，C02排出明显减少，导致 呼吸性酸中毒体温过低时，由于组织的血流 灌注明显减少，可产生循环性缺氧，分解代谢 从需氧分解转为缺氧酵解，乳酸堆积增多，可 发生代谢性酸中毒。

(三)对消化功能及食欲的影响• 低温环境中消化功能的主要 变化是胃酸分泌增多，胃液 的酸度增强，胃的排空减慢 • 因此，食物在胃内的化学消 化过程比较充分三)对消化功能及食欲的影响• 有人通过一年四个季节对同一人 群进行膳食调查以及对动物的观 察中发现，寒冷环境可使食欲增 加，反映了在寒冷环境中机体对 能量需要量增加，同时在低温环 境中人们较喜好能量多、脂肪多 的食物，并有喜进热食的习惯 (四)低温环境对身体发育的影响 ( 研究的不多，至今还不是很明确)• 环境低温—极为复杂的环境不良因素， 其对健康产生不同程度的影响取决于： • 对人体作用时间的长短 • 作用的强弱 • 机体代谢变化 • 营养方面存在的差异动物实验发现有人用出生后3～16天小鼠作低温和常温下生 长发育观察，发现低温下的小鼠发育迟缓另有实验发现，动物在低温下体重的变化主要 是依饲养条件而异，如低温下与常温下给动物 对照喂养，结果低温下动物体重下降或增重减 少，但如果低温和常温下动物都自由进食，则 低温下的动物食量增加而体重超过常温鼠人群观察结果对居住不同地区人群观察结果说 明，不同气候带人体发育水平确 有明显差异寒冷地区身体发育水平高，除不 能排除的地理、生活条件和遗传 因素等综合作用外，环境低温的 影响也是首先要考虑的一种因素 。

人群观察结果• 我国北方人无论是男、女其身高 、体重均比南方人发育水平高； • 以18～25岁为例，男性的身高要 高2.1cm，女性高1.7cm，体重男 性相差2.5kg，女性相差1.9 kg五)低温与疾病发病率• 在低温环境下，由寒冷引起 体温调节和血液循环障碍所 造成的冻伤； • 其可分为局部性组织损伤和 全身性组织损伤全身性损伤• 全身性损伤包括冻僵和冻亡； • 全身性冻伤主要原因是在寒冷环 境中停留时间过长，如停留在常 年积雪的高山及高纬度地区 • 而饥饿、疲劳也是全身性冻伤的 原因之一局部性损伤• 局部性损伤包括局部冻伤 、冻疮、战壕足及浸泡足 • 局部性损伤多发生在暴露 部位和四肢末端心脏病、呼吸系统疾病和脑血管 病 •心脏病、呼吸系统疾 病和脑血管病发病率 和死亡率上升心脏病、呼吸系统疾病和脑血管 病• 据临床资料表明：寒冷的季节，特别是 气温骤然下降时，心、脑血管病的发病 率明显增加，死亡病例也随之增多 • 原因主要是寒冷刺激交感神经兴奋，导 致细小动脉收缩，外周血管阻力增大， 同时血液粘稠度增高，血凝时间缩短， 血流速度缓慢，容易引起血液淤滞或血 管梗死，导致心、脑血管病的发生。

心脏病、呼吸系统疾病和脑血管 病• 调查发现寒冷也是高血压发病的 一个因素之一 • 故在低温环境，尤其是寒冷条件 下，注意防寒保暖，作好个人防 护，并作好饮食保障工作，对防 止冻伤和其他疾病的发生尤为重 要二、低温环境作业对营养代谢 的影响 (一)能量消耗增加•寒冷环境使人体能量消 耗较温带同等劳动强度 为高一)能量消耗增加• 实验表明：摄取基本相同的膳食 ，在寒冷环境中，每人每日需摄 取18.4MJ(4400kcal)的能量，而 在温带则为13.4MJ(3200kcal)• 在寒冷环境中能量消耗增加的原 因大概有以下几个方面：(一)能量消耗增加• 1．在寒区，人体基础代谢 可增高，一般认为基础代 谢可增高10％～15％，总 能量增加5％～25％• (一)能量消耗增加• 2．在低温环境下，人们穿 着笨重的防寒服装，增加 了人体额外负担，而且还 造成人体活动受到限制， 行动笨重不协调，这些都 要使人体多消耗能量一)能量消耗增加• 3．低温下甲状腺素分泌增加，使体内物 质氧化所释放的能量不能以三磷酸腺苷 (ATP)形式储存，而以热的形式向体外放 散，即发生氧化磷酸化解偶联现象，其 结果表现为机体能量消耗量增加。

同时 体内三羧酸循环增强，涉及呼吸链的酶 ，如琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶等 酶的活力都增高，由此也必然使机体产 能量增强一)能量消耗增加• 在寒冷条件下，去甲肾上腺素和肾上腺 素的分泌增加，氧的摄取量也大为提高 • 以上这些都可增加机体产热 • 因此，在低温环境下居住或劳动时，应 考虑地区性的差别，在制定膳食时，应 适当增加产能营养物质的供应量 (二)蛋白质、脂肪、碳 水化合物的代谢1.蛋白质的代谢低温环境下，蛋白质代谢有所增 加，支链氨基酸的利用比较活跃 ，但与脂肪和糖相比产热十分有 限对膳食蛋白质推荐摄人量并无特 殊的要求，达到正常推荐摄人量 的上限即可1.蛋白质的代谢• 有研究证明，蛋白质含量 高的膳食比蛋白质含量低 的膳食更能保护动物在寒 冷环境中的存活率1.蛋白质的代谢• 有些氨基酸在寒冷适应过程 中也具有重要作用 • 如甲硫氨酸经甲基转移作用 而提供一系列寒冷适应过程 中所必需的甲基，如肉碱 (carnitine)的合成肉碱• 左旋肉碱作为脂肪燃烧因子，其最重要的作用 是参与脂肪在体内的分解，并将分解的脂肪酸 转运到线粒体中消耗利用促进脂肪转化成能 量，为机体增加额外的能量来源。

对于运动员来说，及时补充左旋肉碱能帮助 保持肌肉围度增加运动耐力，减轻运动带来 的疲劳感 适用人群：适用于一般减肥者，运动员和健身 爱好者 1.蛋白质的代谢• 肉碱是蛋白质、脂肪供能代谢中与 脂酸磷酸结合，通过线粒体膜释放 能量所必需的物质 • 甲硫氨酸也供给形成脱氢酶所必需 的巯基，对提高耐寒能力十分重要. • 酪氨酸亦可提高寒冷和高原环境下 的作业能力1.蛋白质的代谢• 据文献报道：冷应激可诱导机体 金属硫蛋白(MT)水平的增高 • 有研究观察到不同MT表达的水 平与细胞耐寒力的关系，结果发 现MT表达上调可提高细胞对低 温的耐受性，MT含量越高对低 温的耐受性越大2．脂类代谢• 在正常情况下，体内脂类代谢不仅 受膳食构成的影响，亦受环境因素 、生理状态的影响 • 血浆通常作为脂类代谢的运输系统 ，组织、器官则作为脂类合成、转 化、贮存和分解氧化的场所，两系 统相互作用保持体内脂类的动态平 衡2．脂类代谢• 当机体受寒冷刺激时，首先是神 经系统及其效应器官，如内分泌 器官和骨骼系统等发生改变，继 而出现一系列生理生化功能、物 质代谢过程的改变，使得机体产 热增加，散热减少，以维持体温 。

2．脂类代谢• 低温环境下机体能量消耗 额外增加，气温越低，能 量消耗越大，使体重下降 ，主要是体脂的降低明显 2．脂类代谢• 兔子在4℃下间断冷暴露，每周3次，每 次10分钟，可见血清甘油三酯、总胆固 醇、高密度脂蛋白胆固醇和总脂含量均 明显降低 • 大鼠在0℃～2℃冷暴露48小时，体重下 降12％，体脂下降却达到32％ • 大鼠在5℃暴露48小时，血清总脂含量低 于正常 2．脂类代谢• 大鼠在-5℃下冷暴露28天，无论是 静止状态还是运动状态，都表现为 血清乳糜微粒、极低密度脂蛋白、 低密度脂蛋白和总胆固醇的降低 • 这些说明了在寒冷环境下，机体组 织器官摄取利用脂肪速率增加2．脂类代谢• 士兵北极地区行军，气温在- 32℃，尽管能量测定结果为 正平衡，但体脂却丢失3.9kg ，体脂消耗系体内脂肪动员 的结果2．脂类代谢• 在冷暴露时，血浆总脂水平多表现为下 降趋势 • 有人观察6名22～27岁男子在低温环境中 工作30、60和90分钟发现工作后皮肤 温度、直肠温度均比在常温下低此时 血浆中游离脂肪酸、葡萄糖、乳酸、血 红蛋白和血细胞比容均有显著升高，但 呼吸频率下降表明人体在低温下活动 时，代谢特点之一是优先利用脂肪。

3．碳水化合物代谢• 有资料证明持久体温过低时(28℃～ 27℃)血糖升高更明显• 在复温时，血糖仍持续保持在较高 水平，直到24小时仍未恢复正常• 经动静脉血测定证明，高血糖是由 于组织摄取葡萄糖减少所致3．碳水化合物代谢• 在低温环境下，机体营养素代谢发 生明显的变化，最具特征性的改变 ，是以碳水化合物供能为主，逐步 转变为以脂肪和蛋白质供能。