航天员膳食营养素参考摄入量，来自《现代营养学》

失重暴露会影响机体多个生理系统，如体液由下肢向躯干和头部转移、骨矿和去脂体重丢失、红细胞质量减少等，这些变化可以影响一些营养素的需要量和代谢。相反，营养素的摄入也能影响机体对失重环境的适应。航天营养的主要目的是满足航天员的营养需要。科学家正在依据地面研究和失重暴露对人体生理功能影响的知识确定航天期间所需的能量、蛋白质和其他营养素的质量，并通过改变飞行前膳食摄入以减少对失重适应的过渡时间和改变飞行后的膳食以加快损失组织或营养储备的恢复。研究证明，营养在保持航天员航天期间和返回地面时的健康和理想表现中发挥重要作用。因此，美国航天生物医学和医学委员会已经将营养正式列为保证长期载人航天成功的9个基本领域之一。

11.3.2.1　能量

航天员飞行期间的能量消耗与飞行时间的长短有一定的关系。一般来说，随着飞行时间延长，能量消耗和能量摄入量有逐渐增加的倾向。因此，在制定航天员膳食营养素供给量时应考虑这一因素。根据美、俄载人航天观测的资料，执行短期航天任务，体重70 kg左右的男航天员在舱内生活，每天的能耗不超过10.5 MJ（2500 kcal），相当于地面成年男子轻体力劳动的能耗水平。在制定航天口粮供给量标准时，还需考虑食物残留量和食物利用率，一般在能量需要量的基础上增加10%～15%作为航天口粮供给量标准。我国短期航天口粮的能量供给量为11.7 MJ（2800kcal）。中长期航天飞行时，为了延缓和减轻肌肉萎缩和骨质丢失，通常在飞行日程中都安排有体格锻炼。有规律的体育活动可以增强航天员的食欲和提高能量摄入量。据观察，每天锻炼1～2小时，体重70 kg的男性航天员预期的能量需要量为12.6 MJ/d（3000 kcal/d）。

11.3.2.2　蛋白质

为保持氮平衡和预防体内蛋白质丢失，需要摄入一定量的高质量蛋白质。膳食能量至少10%应来自蛋白质，蛋白质供能占总能量的15%时，表明蛋白质的摄入是适宜的。一旦供能大于总能量的15%，只会增加尿素氮的生成，体内过量的氮以这种方式从体内排出。有人推测在极端情况下，高蛋白质摄入可能导致肾小管硬化，而且蛋白质摄入增加使尿钙丢失增加，特别是当磷摄入不增加时。

因为航天时发生钙和肌肉的丢失，故很难推荐蛋白质的摄入量水平。高蛋白质摄入可以减慢肌肉组织的丢失，但增加钙的丢失。故不提倡供给航天员高蛋白质膳食。现在主张按DRIs供给优质蛋白质，蛋白质的来源中动物性食物与植物性食物的比例以接近60∶40（其中动物性蛋白不能低于50%）为宜。美、俄航天食品中蛋白质占食物总能量的比为15%～20%。我国航天食品为12%～15%，这与我国人适应以碳水化合物为主的膳食构成有关。

11.3.2.3　脂肪

在供给机体相等能量的前提下，不论按食物的体积或重量计都是使用脂肪最节省的。在航天食品的体积和重量都有严格限制的情况下，理应多增加脂肪的使用量，美、俄载人航天初期都曾使用过脂肪含量占总能量40%的航天口粮。提高膳食脂肪推荐量的理由包括：脂肪是食物的风味成分，可以增加食物的可口性，在食品加工中方便应用，加上脂肪是高能量密度食物，提供单位能量所需的体积和质量最小。提高航天膳食中脂肪在供能中的比率，可以降低食品的总体积。但是，高脂膳食的缺点是长期进含脂肪占总能量＞40%的膳食可能会导致慢性健康问题，诸如血管疾病、高血压和胆囊疾病。也由于航天飞行初期脂肪所致胃排空时间延长，有可能加重空间运动病的症状，从而有可能降低高空飞行的耐力。因此，膳食脂肪推荐供能量以占总能量的30%为宜。

11.3.2.4　碳水化合物

中枢神经系统几乎专一性地利用葡萄糖为其能源，每天约需120 g。如果血葡萄糖水平低于临界值（2 mmol/L），大脑功能将严重受损。肝糖原维持大脑的能源供应，但由于肝糖原总储量不能满足大脑的需要，故膳食中碳水化合物的量应充分供给以防止蛋白质分解产能。碳水化合物容易消化吸收，代谢耗氧量少，换言之其氧热价高，对机体水平衡的影响小，在航天饮水供应受限制的情况下是有利的（因为其代谢终产物是二氧化碳和水，不需要额外的水帮助排泄，代谢水的产量55 ml/100 g），是很适合航天应用的能源物质。碳水化合物摄入量应占总能量的50%左右，并应该由复杂的碳水化合物提供。简单糖类占总碳水化合物摄入量应低于10%，膳食纤维的摄入量初步定为15～20g/d。我国航天口粮碳水化合物摄入量占总能量的52%～55%。

11.3.2.5　水和矿物质(www.xing528.com)

很多观察发现，实际航天飞行和地面模拟实验均改变水-电解质代谢，降低循环血容量和导致液体和电解质丢失。业已发现，人体失水达3%～5%对健康状态具有严重的有害作用，这可能在载入和着陆期间产生不良后果，此时航天员经历加速度和重新暴露于地球的重力场。因为这个原因，航天飞行时不允许发生脱水现象。但是，水储备大大增加航天器的发射重量，因此必须保持最小值。于是，重要的事情是一方面要限制水的消耗；另一方面要研制水回收的有效方法。

航天和地面模拟失重都观察到机体有水、盐代谢负平衡的现象，这是机体对重力环境变化的适应性反应，失重初期补充水、盐对机体有害无益。由于飞行初期即发生骨钙丢失、肌肉萎缩、红细胞质量减低等现象，尿中钙、磷、钾的排出量增加，粪钙排出也增加。为了预防和减轻上述现象，美、俄在航天口粮中适当提高了钙、磷、钾的供给量，但骨和钙丢失的问题仍未解决。钙的来源可以是天然食物或柠檬酸钙，对每天膳食钙摄入量低于800 mg的航天员应服用钙剂。

为了降低肾结石的发病率，应摄入足量的水，暂定每消耗4.184 kJ（1 kcal）能量应摄入1g水。在返回地面前，再补充适应含盐饮料，增加细胞外液和循环血量，提高返回后立位耐力，缩短机体对地面重力环境的再适应过程。如果体液含量太少会出现晕厥、低血压和肾上腺素分泌过多的倾向。通常是服用1L等渗生理盐水，或口服8 g食盐片和1 L水。

航天食品应当提供推荐摄入量水平的锌、硒和碘，以及安全和适宜水平的铜、锰、氟和铁。因为航天飞行时机体红细胞生成作用下降，血清铁蛋白浓度升高，故应禁止补铁，铁的最高摄入水平应保持在男性推荐量水平，即10 mg/d。

11.3.2.6　维生素

航天对人体维生素代谢的影响还不很清楚，早期航天，美国采用了地面人员的推荐供给量。俄国科学家认为补充多种维生素有助于提高机体对多种有害环境因素的抵抗力，在较早期的飞行任务中补充多种维生素，在后期，美国也补充多种维生素。补充的理由包括：①失重导致骨质丢失，即脱钙，维生素D参与机体钙代谢，故予以补充；②低压缺氧、噪声、振动、辐射、高低温及有害气体环境，都使机体对维生素的需要量增加；③航天飞行期间，发生红细胞质量减少约10%的现象，补充叶酸有助于红细胞的生成；④按地勤人员推荐量补充维生素可能使航天员处于边缘缺乏状态。此外，航天员摄食量不足也使得摄入的维生素量达不到推荐量。

凡是执行较长期（90～180天）飞行任务的航天员都应该摄入推荐量水平的维生素，可以预料在飞行前和飞行期间机体处于高应激状态，维生素C的利用增加，推荐维生素C供给量为100 mg/d。相反，维生素A和维生素B12在肝中有一定的储存量，可以维持机体的生理需要。但是，应保证维生素B1和维生素K的适宜摄入量，因为在高能量摄入和训练强度增加时机体维生素B1的需要量增加，维生素K则与钙和骨代谢有关。为了增强骨矿物质的保留，应对食物进行维生素D强化。

虽然很多微量营养素可以用维生素和矿物质补充剂供给，但食物应该是主要来源，只有在绝对必要时才考虑使用补充剂。天然食物含有其他必需的非营养性物质如膳食纤维和类胡萝卜素。摄取天然食物还可以提供心理上的好处，这在长期航天任务期间是极重要的。根据长期航天骨骼可能发生的改变，应鼓励尽可能多地摄入低脂奶类食物。奶类食物含有多种微量营养素如维生素A。膳食维生素D的水平可能需要提高或者考虑对航天员采用紫外线照射的措施。如果条件允许应尽可能多地为航天员提供新鲜水果和蔬菜。

航天营养的首要目的是满足航天员的营养需要，优先考虑那些认为对维持航天时骨骼肌肉功能和完整性最重要的营养素。我国在20世纪70年代“曙光计划”时就制定过航天员的膳食营养素供给量，经过多年的研究，在借鉴美、俄航天员膳食营养素供给量基础上，结合我国国人的身体素质和饮食结构特点，初步确定了我国航天员膳食营养素供给量（见表3-11-3）。

表3-11-3　航天员每人每天营养素供给量