现代营养学:能量对机体耐缺氧的影响

对高原营养需要量国内外均进行了大量研究，但看法尚不一致。有些作者认为高原低温缺氧对人体是一种应激刺激，基础代谢增高，分解代谢加快，营养需要量增加，但也有一些作者在实验中得不到营养需要量增加的证据，这可能因实验条件不同所致。

10.3.1.1　能量

高原地区由于地形崎岖、低氧、寒冷以及食物供应和饮水受限，对人们生活、劳动带来很大的困难。

急性缺氧会导致基础代谢率增加，且高原缺氧会使食欲减退，能量摄入不足，在同等劳动条件下的人，在高原的能量需要量高于海平面。有报道，从事同等强度的劳动者，在高原适应5天后，比在海平面上的人能量需要量增加3%～5%，9天后，增加17%～35%，重体力劳动时增加更多。Butterfield等人证实，高原环境下出现的负氮平衡主要不是由于缺氧引起的蛋白质消化和吸收功能降低，而是能量摄入不足所致。能量摄入不足是参加高原军事训练部队普遍面临的问题。美军对高原作战或作业时提出的主要营养建议是提供充足的能量，供给量标准为18.8 MJ/d（4500 kcal/d）。

我军军事医学科学院，根据高原部队营养需要量研究，提出高原体力劳动能量需要量参考值为：一般体力劳动13.4 MJ（3200 kcal）/d～15.5 MJ（3700 kcal）/d；重体力劳动15.5 MJ（3700 kcal）/d～17.6 MJ（4200 kcal）/d；极重体力劳动17.6 MJ（4200 kcal）/d～20.1 MJ（4800 kcal）/d。3种产能营养素的供能比为蛋白质10%～15%、脂肪为20%～25%、碳水化合物为60%～75%。

10.3.1.2　蛋白质

在登山过程中，往往观察到负氮平衡，但提高蛋白质摄入量，即可恢复平衡。由此说明，负氮平衡的原因在于蛋白质摄入量不足。在高原低氧适应过程中，毛细血管可出现缓慢的新生红细胞增加、血红蛋白增高和血球总容量增加的过程，以提高单位体积血液的氧饱和度，同时体内核酸合成增加，脑、心肌、肌红蛋白的合成也增加。这些都与蛋白质营养有关。因此，高原地区作业应注意蛋白质的摄入量，特别要注意优质蛋白质的摄入量。

有报道，蛋白质有利于缺氧习服，因为习服过程中蛋白质合成加强，而且某些氨基酸能够提高耐缺氧能力，如色氨酸、酪氨酸、赖氨酸和谷氨酸等，所以需要供给一定量的蛋白质。有研究发现，如膳食中蛋白质占能量的15.7%时，食欲未受到影响，消化吸收较好，氮在体内积累较多，体重维持较高水平，而且体力、心肺功能和缺氧症状都得到改善。另有报道，高原的蛋白质消化率低于平原，而且蛋白质的利用受到影响。另一方面，高蛋白质膳食又不利于缺氧习服，因为蛋白质氧化时耗氧最多，其特殊生热作用最强。有报道，膳食蛋白质如按10%、20%、30%和40%依次增加，则机体对缺氧的耐力依次递减。根据这些情况，可以认为在缺氧习服过程中并不需要增加食物蛋白质的总供给量，重要的是应该多选用优质蛋白质，注意维持氨基酸平衡。

10.3.1.3　脂肪

高原缺氧环境条件下，个体的脂肪摄入量差异较大。有研究认为，高原缺氧复合寒冷时，应适当增加脂肪摄入量。较为一致的看法是，缺氧初期宜以低脂膳食为主。不少研究者报道，在高原缺氧情况下，机体利用脂肪的能力仍能保持相当程度，甚至有人指出，在高原人体能量来源可能由碳水化合物转向脂肪。如使成年小鼠在3800 m高度缺氧30天，然后注入14C-标记棕榈酸、丙氨酸和天冬氨酸并检查14C-标记物在体内的分布，结果显示棕榈酸盐氧化成二氧化碳的速度增加，肝、脂肪和心肌中放射标记物质增多。在上述组织中，糖原组分中放射性增加很多，表明从脂肪合成糖原的糖异生作用增强。有人在海拔3500m和3800 m处，使在该区生活4个月以上的人员摄入大量脂肪。发现在3500m处摄入量为128 g/d者脂肪的消化吸收率为95.9%，摄入168 g/d者为96.2%，摄入198 g/d者为96.6%。在3800m高处摄入量为340 g/d时，消化吸收率为97.5%，尿中未检出酮体，无便秘和腹泻。由此可见，高原地区居民有较高的脂肪消化吸收能力。

10.3.1.4　碳水化合物

根据高原环境人体碳水化合物的代谢变化，一般都主张增加碳水化合物的摄入量。有研究证明，高碳水化合物膳食能使人的动脉含氧量增加，能在低氧分压条件下增加换气能力。Mitehell和Edmarl等报道，在高原地区，高碳水化合物膳食对于精神状况、神经肌肉的协调、作业能力和夜视能力均有促进作用。所以有人提出在6200m高度，膳食中应含有80%碳水化合物、10%蛋白质和10%的脂肪，以便提高机体耐缺氧能力。有人用14C-葡萄糖进行实验，观察到世居平原的人员突然登上4300 m高山时，14C-葡萄糖的分解代谢加强。美国陆军环境医学研究所曾研究高山碳水化合物膳食能将动脉氧分压提高0.88±0.50 kPa（6.6±3.7 mmHg），肺扩张能力可增加13.9%。这表明肺泡毛细血管一级气体交换增加，还证明机体处于摄食不足的情况（饥饿状态）下，心脏线粒体内三羧酸循环中脱氢酶和细胞色素C氧化酶的活力均下降。由此可见，在高原地区作业应保证能量的摄取量，特别是碳水化合物的摄入量，这对维持体能非常重要。用离体心脏的实验也证明，葡萄糖对心肌有直接作用，如对缺氧心肌补充葡萄糖，可使严重缺氧的心肌机械能增强；缺氧30分钟后，增加葡萄糖浓度仍能有效地提高心肌功能。

另外，有研究显示，高碳水化合物膳食可减轻高山反应，补充葡萄糖有助于防止初到高原后最初24小时的体力下降，每日增加一定量碳水化合物不仅可提高有氧劳动能力，而且可防止高原暴露24小时内的负氮平衡。高碳水化合物膳食还有其他优点，如容易消化、防止和减轻酮体聚积、接受性好、有利于维持正常进食量等。美军建议在高原环境下碳水化合物的摄入量至少为400 g/d。(www.xing528.com)

10.3.1.5　维生素

研究发现，维生素及维生素加微量元素和酵母或核苷酸等，都可以不同程度地提高动物的耐缺氧能力，整体方面的效果有：动物存活率提高、存活时间和游泳时间延长、神经反射有改善；组织代谢方面：组织中辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ含量升高，呼吸酶活力增强，电子传递加快，氧利用（呼吸控制率）、有氧代谢和氧化磷酸化作用提高，ATP产生增多等。

适量补充B族维生素能够提高缺氧耐力和神经精神功能。高原缺氧初期食欲减退易使维生素摄入量不足，而机体对缺氧的代偿和适应反应可使维生素的消耗量增加，所以容易发生维生素不足或缺乏，进而降低耐缺氧能力。按稍高于海平面的供给量标准额外补充维生素或增加膳食维生素的供给量，可使体内维生素保持较好的营养水平，而且可显著提高缺氧耐力，加速习服过程。美军建议不管是寒冷地区还是高原其维生素B1摄入量为3 mg/d，它是现行居民RNI（1.5 mg/d）的2倍，高于军人RNI（1.6 mg/d）标准；维生素B2摄入量为3 mg/d，高于居民RNI（1.5 mg/d）和军人RNI（1.9 mg/d）的标准。

补充维生素C可改善缺氧状况下的氧化还原过程，提高氧的利用率。缺氧的应激效应使肾上腺活动增强，使维生素C的消耗量增加。补充维生素C有助于纠正缺氧初期的呼吸性碱中毒。维生素C的抗氧化作用可以保护线粒体膜结构、改善线粒体呼吸功能。有研究还显示，维生素C对改善缺氧条件下氧运输和心血管功能有益。有人证明，补充大剂量维生素C能够提高耐缺氧能力。美军建议在寒冷或高原环境下维生素C摄入量为250mg/d，高于居民RNI（100 mg/d）和军人RNI（60 mg/d）标准。

在高原条件下进行的人体实验结果表明，在一般情况下，维生素A1050 μgRE，维生素B1 2 mg，维生素B2 1.5 mg，维生素C 75 mg，可以满足人体的正常需要。我军于4800m高原进行了成年男子维生素需要量的研究，认为维生素需要量：维生素A 1050～1500μgRE，维生素B1 2～2.5 mg，维生素B21.5～2 mg，维生素C 75～100mg较为适宜。此外，用4种和10种不同剂量的维生素进行观察结果表明，10种高剂量维生素（维生素A 1800μg、维生素B1 20 mg、维生素B2 2 mg、维生素C 300 mg、烟酸20 mg、维生素B6 5 mg、泛酸钙5 mg、维生素E 60 mg、维生素B1250 mg和维生素P 50 mg）对增强体力、减少尿中乳酸排出量和改善心脏功能都有较好的作用。可见，高原的维生素需要量有增高的趋势。虽然补充多种维生素能够提高缺氧耐力，但剂量要适当。

我国军事医学科学院曾研究提出高原体力劳动者维生素需要量参考值（每人每日）为：维生素A 1050～1500μg、维生素B1 2.0～2.5 mg、维生素B2 1.5～2.0 mg、维生素C 75～100 mg。

10.3.1.6　矿物质

人体进入高原后，红细胞生成素（erythropoietin）分泌增加，造血功能亢进，红细胞增加，有利于氧的运输和对缺氧的适应。铁是血红蛋白的重要成分，所以铁的供给量应当充足。一般认为，如体内铁贮备正常，每日膳食供给10～15 mg铁，可以满足高原人体的需要，但高原妇女铁的供给量应比平原适当增加。补充钾和限制钠的摄入量对防治急性高原反应有益，也有利于习服。还有报道，服用磷酸盐能够提高耐缺氧能力。

10.3.1.7　水

由于高原风大且空气干燥，体表丧失的水分较多。在高原进行轻体力劳动时，每日经皮肤和肺以不显性蒸发方式丧失的水分可达1800 ml，而在平原仅为1300 ml。高原缺氧引起的肺通气量增大，也会增加水的丢失。据对1960～1961年珠穆朗玛峰登山中观察，在5800m高度时，每日水的排出量大于平原的30%，呼吸失水增加3～4倍（1.2～1.7L/d），为保持尿量在1～1.5 L，使代谢产物排出体外，每日应饮水3～4 L，如维持体液平衡则需水约5 L。但是，初入高原常无口渴感，不愿饮水，易导致慢性脱水，故应引起重视。在剧烈登山运动中每4小时应饮水1 L。久居高原适应以后，饮水量则可与平原相同。

（赵法伋）