特殊环境人群营养学
概述
➢ 特殊环境人群
——处于特殊生活、工作环境和从事特殊职业的各种人群
➢ 习服能力
——适应环境的能力
高温环境人群营养
概念
高温生活环境:通常35℃以上
高温作业环境:在生产劳动过程中,工作地点平均湿球黑球温度(WBGT)≥25℃的作业环境。
高温黄色预警:日最高温35℃以上
高温橙色预警:日最高温37℃以上
高温红色预警:24h内最高气温40℃以上
WBGT指数(湿球黑球温度指数)
生理和代谢特点
高温下人体的散热方式
➢ 当皮肤温度高于环境温度时,机体可通过对流、热辐射和汗液蒸发途径散热。
➢ 当环境温度接近或超过皮肤温度(平均为35℃)或热辐射强度很大时,人体便不能藉对流、热辐射散热,汗液蒸发散热成为机体维持热平衡的唯一途径
高温环境与机体的关系
热适应(热习服)
机体在长期反复的热作用下,可出现一系列的适应性反应。表现为机体对热的反射性调节功能逐步完善,各种生理功能达到一个新的水平。
热应激
1.体温调节(热适应)
1.体温调节(热蓄积)
2.水盐代谢
3.循环系统
4.消化系统
5.神经系统
6.泌尿系统
中暑
中暑是高温环境下由于热平衡和/或水盐代谢紊乱等而引起的一种以中枢神经系统和/或心血管系统障碍为主要表现的急性热致疾病 (acute heat illness)
根据我国《职业性中暑诊断标准》(GBZ41-2002),可将中暑分为以下三级:
1、中暑先兆:在高温作业场所劳动一定时间后,出现头昏、头痛、口渴、多汗、全身疲乏、心悸、注意力不集中、动作不协调等症状,体温正常或略有升高。
2、轻症中暑:除中暑先兆的症状加重外,出现面色潮红、大量出汗、脉搏快速等表现,体温升高至38.5℃以上。
3、重症中暑:包括热痉挛(heat cramp) 、热衰竭(heat exhaustion)和热射病(thermoplegia/sun stroke)、三型。也可有混合型。
防暑降温措施
(一)技术措施
1.改革生产工艺流程
2.隔热
3.通风降温
(二)保健措施
1.供应饮料和补充营养
2.个人防护
3.预防保健
高温环境对营养代谢的影响
(一)能量代谢
①机体代谢率增加
②心率加快、大量出汗使能量消耗增加在30℃-40℃的环境温度中,每增加1℃,增加能量0.5%
(二)蛋白质及氨基酸代谢
1.失水和体温增高引起蛋白质分解代谢增加
2.因出汗引起氮的丢失
热应激期 蛋白质高分解状态 蛋白质需要量↑
热适应期 蛋白质合成分解趋于平衡 蛋白质需要量↓
(三)碳水化合物
(四)脂肪
高温可能通过降低食欲而影响膳食脂肪的摄入量
但有研究提出高脂膳食可能有利于水分在体内的潴留。
(五)水
(1)调节体温(比热高)
(2)维护人体生理生化功能 (溶解力强)
汗液:低渗性
——99%水分
——0.3-0.8%固体成分(氯化钠),25g
脱水:
——2-4%:口渴、头昏、办事效率低
——5-10%:口渴、皮肤干燥、声音嘶哑
——>10%:烦躁、精神恍惚、甚至昏迷
(六)矿物质
汗液中各矿物质的丢失占矿物质总排出量的比例为:
钠54%-68%、钾19%-44%、钙22%-23%、镁10%-15%、铁4%-5%。
钠
保持体液的渗透压和体液平衡,维持肌肉的正常收缩和保持酸碱平衡
钠↓ ——细胞外渗透压下降,细胞水肿
膜电位改变,神经肌肉兴奋性增高
肌肉痉挛、血液pH值下降、酸中毒
只补水不补钠→肌肉痉挛
钾
•丢失途径:
(1)出汗丢失
(2)通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统,使尿钾排出量显著增加血钾降低时,心脏容易产生期前收缩及其他心律异常
钙镁铁等
钙:高温环境可增加汗钙的丧失。
镁:高温环境血清镁浓度降低0.9%(常温下只降低0.4%)。
铁和其他微量元素:由于出汗而失去一定的铁、锌、铜、锰、硒等
微量元素。
(七)维生素代谢
- 维生素C:从汗液中丢失;需要量增加;消耗增多
- 硫胺素B1:尿中排出量减少;出汗丢失;补充后增强劳动能力、提高机体耐高温能力;满足碳水化合物代谢增加的需要
- 核黄素B2:因出汗丢失;补充核黄素后对体力与自我感觉都有良好影响
- 维生素A:高温下引起维生素A缺乏症最快(动物实验)
高温环境人员的营养需要
高温环境人员的营养保障措施
膳食原则
1.合理搭配、精心烹调 适当注意优质蛋白质的供应(瘦肉、鱼、蛋、牛奶、黄豆及豆制品)适量脂肪可增加菜肴香味、促进食欲,但不宜过多。
2.注意补充矿物质
氯化钠、钾、钙、镁;铁、锌等微量元素。
3.注意及时补充水分: 膳食(汤)、含盐饮料。
4.供给充足的维生素 :维生素B1、 维生素B2、维生素C和维生素A。
水盐的补充
➢ 水的补充量:及时按出汗量饮水
➢ 高温作业工人8小时工作时间内的饮水推荐摄入量建议如下:
➢ 中等强度劳动在中等气象条件时为3-5L
➢ 高强度劳动在气温及辐射热强度特别高时为5L以上
复合补充剂
随汗流失的矿物质成分除钠外还有钾、钙、镁等以及一些阴离子,如氯、磷酸根、硫酸根等。含有多种盐类的盐片,每片含有钠离子144mg、钾离子244mg、钙离子20mg、镁离子12mg,柠檬酸盐445mg、乳酸盐89mg、氯离子266mg、硫酸根离子48mg、磷酸根离子119mg,每天2-4片,溶于饮料中摄入,其效果优于单纯的食盐片。
葡萄糖电解质溶液,每升含钠离子17mEq、钾离子3.5mEq、磷酸根6mEq、氯离子12mEq、葡萄糖30g,结果体温、汗液丢失速度、血清钠的升高都比不补充、只补充水或只补充0.1%氯化钠溶液好,直肠温度上升较小,作业效率明显改善。
饮料
饮料的温度和饮用方式
• 温度:10℃左右
• 饮用方式:少量多次(每次200 mL~300 mL)
饮料的选择:
• 食盐饮料:可选用盐开水、盐汽水及盐茶,食盐浓度均以0.1%-0.2%为宜。
• 不含盐饮料:可选用白开水、茶水、柠檬酸水,或由酸梅糖浆、陈皮糖浆、山楂糖浆等配成饮料等
食物选择
多吃蔬菜水果:每日蔬菜不少于500g,水果不少于400g。
——宜选择富含钾、维生素C和B族维生素的品种
增加优质蛋白质摄入:多吃鱼虾、蛋、奶、瘦肉和大豆等。
——建议每天奶类摄入不低于300 g,每天摄 入相当于50 g大豆的豆制品。
膳食制度
促进食欲和消化的措施
1.为高温作业者安排凉爽的就餐环境。
2.安排合适的淋浴场所,在离开高温环境进入食堂之前提供淋浴机会
3.在进餐前饮用适量的冷饮也可以促进食欲,但最不宜过多,饮料温度不要低于 10℃。
4.在配餐中配一些凉稀饭和美味凉菜及凉汤 既可补充水盐也能促进食欲。在进餐前先喝饮料或汤。
5.在膳食中增加能促进消化液分泌的调料 如葱、姜、蒜等;增加维生素B1;食醋
低温环境人群营养
一、概述
➢ 低温环境是指环境温度在10℃以下
➢ 低温作业的定义是:在生产劳动过程中,其工作地点平均气温等于或低于5℃的作业为低温作业。
二、低温环境与机体的关系
(先是低温对机体影响)
(一)消化系统
低温→胃液↑ 胃酸↑ 食欲↑
(二)心血管系统
➢ 冷刺激→皮肤血管收缩→血压↑、心率↑
➢ 冷刺激→儿茶酚胺↑→心输出量↑→血压↑、心率↑
(三)呼吸系统
➢ 冷刺激→呼吸道管腔狭窄→气道阻力↑(易发哮喘)
➢ 冷刺激→肺实质血管收缩(肺静脉)→进行性肺高压
(四)内分泌系统
➢ 急性冷暴露→甲状腺活动↑.肾上腺皮质活动↑ →儿茶酚胺↑→基础代谢率↑(增加10%-15%)
➢ 冷习服→去甲肾上腺素仍高水平维持
(五)免疫系统
冷暴露最初1周→免疫功能↓
冷暴露1周以后→免疫功能↑
冷伤
定义:机体遭受低温侵袭所引起的局部或全身性损伤。
非冷冻性冷伤:冻疮
➢ 好发于手、足 、耳廓及鼻尖 ,与反复暴露于冰点以上的低温潮湿环境有关。
➢ 临床表现:皮肤紫红色斑并痒感或胀痛,可有水疱,表皮脱落,出血、糜烂或出现溃疡。易复发。
非冷冻性冷伤:战壕足和水浸足(手)
战壕足多见于战时;水浸足(手)多见于海员、渔民、水田劳作以及施工人员。
临床表现:感觉缺失、感觉异常与灼痛。水肿、起疱,溃疡,常伴发蜂窝织炎、淋巴结炎甚至组织坏死。
预防和治疗:防寒、防潮;外用冻疮膏,已破溃者抗感染治疗。
冻结性冷伤:局部冻伤
在细胞水平上有冰晶形成,是由于细胞脱水及微血管闭塞所致。
复温后局部血管扩张,微循环中血栓形成 ,释放氧自由基 、血栓素等介质,可以进一步加剧毛细血管与组织损伤。
三、低温环境对营养代谢的影响
1、能量消耗增加
2、产能营养素
3、水和矿物质代谢
➢ 多尿,血中锌、镁、钙、钠含量下降
➢ 常见人体碘、氟的缺乏
动物冷暴露10天——血清矿物质↓
动物冷暴露20天——血清矿物质↑
动物冷暴露30天——血清矿物质正常,钙、镁、锌↓
4、维生素代谢
维生素C-需要↑(缓解肾上腺的过度应激反应→耐寒力↑)
B族维生素(B1,B2,烟酸,B6, 泛酸) —需要↑
维生素A —需要↑(提高耐寒力)
维生素D(日照少,膳食不足)
维生素E
四、低温环境人员的营养需要
1、能量和产能营养素
(一)能量需要
基础代谢可提高10%-15%
(二)蛋白质、脂肪、碳水化合物供给比例
1.蛋白质 13%-15%
2.脂肪 35%-40%
3.碳水化合物 45%-50%
2、维生素
低温条件下各种维生素需要量比常温下高,约高30%-50%。
泛酸10-15mg、维生素 B122-3μg、叶酸1-2mg、生物素200-300μg、胆碱0.5-1.0g、生育酚15-20mg、维生素K200-300μg
维生素C:100mg-500mg
3、矿物质
钠
钙
微量元素
五、低温环境人员的营养保障措施
基本原则
(1)能量 比同一人群常温下能量推荐摄入量增加10%-15%。
(2)调整蛋白质、脂肪及碳水化合物的供给比例 蛋白质、脂肪、碳水化合物三者的供给应占总能量的13%-15%、35%-40%、45%-50%为宜。
(3)注意膳食中食盐、钙、钾和镁有足够数量以克服这些元素由于排出和血中含量偏低的倾向。
(4)增加维生素的供给量 应特别注意增加维生素C的供应,维生素B1、 维生素B2、维生素A和烟酸等的推荐摄入量建议增加30%-50%。
膳食指导原则
1.能量供给应比温带地区有所增加 应增加粮食和食油的供应量。
2.保证蛋白质的需要量 注意肉类、蛋类、鱼类、豆类及其制品的供应。同时还可选择含高蛋白、高脂肪的食品,如坚果类(核桃仁、花生仁等富含蛋白质和脂肪)。
3.提供富含维生素和矿物质(维生素C、胡萝卜素、钙、钾)的新鲜蔬菜和水果。同时还应适当增加动物肝脏、蛋类、瘦肉的供应量 以保证机体对维生素A、维生素B1、维生素B2等的需要。
4.食盐的推荐摄入量每日每人大约15-20g/d。
5.保障冬季蔬菜的供应
6.寒冷地区膳食供应量应注意符合当地的饮食习惯,尽量提供热食物。
7.注意供水
8.建立适宜的膳食制度
9.适当增加一些促进冷习服营养功能食品或因子的摄入
食补
1.食补以粥为佳 如 “腊八粥”、八宝粥、高粱粥、猪肚粥、瘦肉粥、鸡汁粥等
2.主食中的食补
3.食补亦可适量饮用药酒
高原环境人群营养
一、概述
➢ 一般将海拔3000m以上地区称为高原。
➢ 高原气候的特点 :
一、大气压和氧分压低
二、沸点低
三、气温低
四、湿度低
五、太阳辐射和电离辐射强
六、气流快
二、高原环境与机体的关系
海拔4500m以上的高原地往往是军事、高原科研及登山考察的重要区域,有大量人群居住和工作。
急性缺氧:初进高原两周内。神经系统症状头痛、头晕、昏迷;心悸、气促、胃肠症状恶心、呕吐、食欲下降;周身无力
慢性缺氧:进入高原数周或长期居住。血压异常、红细胞增多症、心脏肥大
低氧环境机体氧运输和利用的变化
1.低氧条件下肺通气及血管循环的适应性变化 :肺通气↑,肺血管收缩,心功能改变
2.低氧对血红蛋白氧亲合力的调节:红细胞增多
3.低氧条件下,细胞水平上氧摄取和氧利用
4.线粒体适应(mitochondrial adaptation)
高原低氧对机体生理功能的影响
1、对机体心脑血管的影响
心肌代谢对缺血缺氧十分敏感,较长时间严重缺血缺氧导致心肌的损伤甚至坏死。
大强度运动时,进一步加重。
有氧代谢明显抑制时,无氧代谢无法维持脑组织的正常生理代谢
脑电图异常
2、对机体免疫功能的影响
影响中性粒细胞的吞噬功能、红细胞的免疫功能、抑制单核巨噬细胞的迁移。
免疫抑制随进驻高原高度的增加而增加,随进驻时间的延长而降低
3、对大脑功能的影响
出现头痛、头晕、嗜睡、神经精神行为异常
体力活动能力和作业能力明显降低
严重的可出现脑水肿、昏迷、神志恍惚一系列病症。
4、对消化系统功能的影响
初入高原,消化功能受到影响,胃张力降低,饥饿收缩减少,饮食后胃蠕动减弱,幽门括约肌收缩,胃排空时间延长,消化液分泌量减少,不能满足生理需要。
三、高原环境对营养代谢的影响
1、能量和碳水化合物代谢
2、蛋白质和脂类代谢
3、水和矿物质代谢
急性低氧:水代谢呈平衡
电解质代谢出现紊乱,细胞水肿
血浆中钠、钾、氯都有升高,尿中钠、钾、氯排出量明显下降。
钙代谢可受高原紫外线的影响,血钙增高
4、维生素代谢
维生素B1
维生素B2
维生素C
核苷酸代谢:动物实验表明,幼鼠在低氧时,脑组织中核糖核酸(RNA)含量增高,而脱氧核糖核酸(DNA)含氧降低,其改变将会对脑组织结构和功能产生影响。
四、高原环境人员的营养需要
1、能量
从事同等强度的劳动,在高原适应5天后,比在海平面上的能量需要量高2%-5%,9天后,将增加到17%-35%;重体力劳动时,增加更多。
在平原环境作业人员推荐摄入量基础上增加10%计,即
➢ 高原轻体力劳动为11.7-13.8MJ(2800-3300kcal)
➢ 中体力劳动为 11.7-13.8MJ(3300-3800 kcal)
➢ 重体力劳动为15.9-18.4MJ(3800-4400 kcal)。
2、三大产能营养素
3、维生素
增加维生素摄入量,加速对高原环境的适应。从事体力劳动时,维生素A、维生素C、维生素B1、维生素B2、烟酸应按正常供给量的5倍给予。补充维生素E可防止出现红细胞溶解肌酸尿症、体重减轻和脂肪不易被吸收等。
维生素A 1 000μgRE, 维生素B12.0-2.6mg,
维生素B21.8-2.4mg,烟酸20-25mg.维生素C 80-100mg。
4、水和矿物质
初登高原者,体内水分排出较多,可减少2-3g ——适应性反应。
如因失水严重影响进食,则应设法使饭菜更为可口,并增加液体,以促进食欲,提高进食,保证营养,防止代谢紊乱。
但在低氧情况下,尚未适应的人应避免饮水过多 防止肺水肿。未能适应高原环境时,还要适当减少食盐摄入量,有助于预防急性高山反应。
钙800mg,铁25mg,锌20mg。
五、高原环境人员的营养保障措施
(一)注意碳水化合物占供给量的比例
(二)注意补充与氧代谢有关的营养素 维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素A、铁、锌等的补充量高于平原,是平原的1.5~2倍。
(三)注意优质蛋白质的补充 如大豆及其制品、鱼类及肉类、蛋类食物。
(四)注意适当补充水分 但初入高原者补充水分要慎重,要注意预防脑水肿和肺水肿。