特殊环境人群营养
掌握要点：
1、 高温环境条件下人群的营养需要 2、 低温环境下人群的营养需要 3、 高原缺氧习服过程中的营养需要 4、 增强耐氧能力的膳食措施 5、 铅作业人员的营养 6、 苯作业人员的营养 7、 噪声作业人员的营养
8、 营养素对辐射损伤的防护作用 9、 运动员的营养需要
10、脑力劳动者的营养需要
概述：
特殊生活和工作环境的人群，与处于一般生活和工作环境的健康成人比较，他们在生理或营养代谢方面有其各自的特点，其营养需要和膳食供给方面应该有其特殊要求。除了按照膳食指南八条原则以外，他们在膳食营养上还有特殊要求。
特殊环境人群指处于特殊生活、工作环境和从事特殊职业的各种人群，包括处于高温、低温、缺氧环境，有毒物质、噪声、放射作业环境下生活或工作的人群，以及运动员、脑力劳动者等从事特殊职业的人群。
由于这些人群长期处于物理或化学因素的刺激下,或高强度的体力或脑力应激状态中，他们体内的代谢会发生对机体不利的变化，如果不注意其营养和提高机体的抵抗力，他们适应这些不利环境的能力就会降低，而且容易发生疾病。
如果改善处于不利环境人群的营养状况，可增加其习服能力。习服能力又称为适应环境的能力。
研究处于不同环境中各种人群的营养特点及其营养需要，以尽量减少或避免环境或职业不利因素对健康的影响。
一、高温环境人群营养
高温环境通常由自然热源（如太阳光）和人工热源（如锻造场、锅炉房等）引起，前者一般是指在热带或酷暑35℃以上的生活环境，后者为32℃以上的工作环境，相对湿度大于80%、环境温度大于30℃的环境亦可视为高温环境。
高温环境下可引起人体代谢和生理状况发生一系列变化，如机体代谢增加，体内蓄热，体温升高，中枢神经系统兴奋性降低等。由于炎热大量出汗而随之丢失大量水分、氨基酸、含氮物质、维生素和矿物质等营养物质，加上食欲下降和消化功能降低又限制了营养素的摄取，如果长期在热环境下作业得不到及时的营养补充，势必会影响机体的营养状况，降低耐热及工作能力。 （一）高温环境对人体代谢的影响
1．循环系统 高温环境下机体会出现心率增加和血压降低等一系列心血管系统的反应。有文献报道，在高温环境下皮肤血管扩张，血流量增加。
2．免疫系统 免疫系统功能对高温作用的反应具有明显的时相性，在热应激状态时机体的免疫功能先有一短暂的反应性增强，随后出现免疫抑制。长时间暴露于热环境可引起血清中IgG、IgA、IgM等免疫球蛋白含量下降。 3．消化系统
（1）消化液分泌减少：高温作业时体内血液重新分配，皮肤血管扩张，腹腔内血管收缩，可出现消化液（包括唾液、胃液、胰液、肠液等）分泌减少，食物消化过程中所必需的游离盐酸、蛋白酶、淀粉酶、胆汁酸等相应减少，致使消化功能减退。
（2）胃液中游离盐酸减少：胃液中游离盐酸的氯离子来自血液，高温作业时，由于大量出汗引起氯化钠严重丧失，从而影响胃液中盐酸的生成。当胃液酸度降低时，可影响胃肠的消化功能，出现食欲减退、消化不良以及其它肠道不适症状。
（3）胃排空加速：高温环境中，胃的排空加速，致使胃中的食物尚未经过完全消化就进入了十二指肠，影响营养物质的吸收。
（4）食欲降低：高温环境下食欲降低，除了消化液分泌减少以外，更主要的原因就是热环境下体温调节中枢兴奋引起饮水中枢的兴奋，而后者对摄食中枢具有抑制作用。
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4．营养物质代谢
（1）能量代谢：目前认为，高温环境下能量需要量增加。高温环境一方面引起机体代谢率增加及ATP酶活性升高，另一方面在高温刺激下的应激和适应过程中，通过大量出汗、心率加快等调节方式可以引起机体能量消耗增加。 （2）蛋白质代谢：高温环境下由于失水和体温增高的相互作用引发蛋白质的分解增加；此外，由于大量出汗也可引起氮和氨基酸的丢失 （3）水和矿物质代谢
水、电解质代谢与机体内环境的恒定密切相关。高温环境下，人体通过出汗以调节热平衡。汗液中还包含一些矿物质，包括钠、钾、钙、镁以及铁、锌、铜等微量元素。其中最主要的是钠盐，出汗多时每天随汗丢失的氯化钠可达25g左右。钠离子对维持体液的渗透压，维持肌肉的正常收缩和酸碱平衡有重要作用。
高温下大量出汗后可引起电解质平衡紊乱，此时若只补充水分而不补充盐分会使细胞外液渗透压降低、细胞水肿、神经肌肉兴奋性增强，出现以缺盐为主的水电解质紊乱，导致肌肉痉挛；大量出汗后若不补充水，则汗液作为一种低渗液，可出现以缺水为主的水电解质紊乱。这两种不同类型的中暑，对人的危害都很大。 （4）维生素代谢
高温环境下机体代谢增强，营养素消耗也增加。这就使得机体对维生素的需求增加。同时，大量出汗会引起水溶性维生素随之丢失。
维生素B1能够增强高温作业者的劳动能力，并明显提高机体对高温的耐受力。高温环境下出汗增多，随之流失了部分维生素B1，高温环境人群尿中维生素B1的排泄量也增多，因此维生素B1的供给量应当增加。
（二）高温环境人员的营养需要
1．能量 当环境温度在30～40℃之间时，应按照环境温度每增加1℃能量供应增加0.5%的原则作为高温环境作业者的能量供给标准。
2．蛋白质 高温作业者的蛋白质供给量可稍高于常温条件下的供给量，但也不宜过高，以免加重肾脏负担。蛋白质的供应量可占总能量的12%，且应多摄入优质蛋白以保证膳食营养的质量。
3．脂肪和碳水化物 脂肪供应量以不超过总能量的30%为宜，碳水化物占总能量的比例不应低于58%。 4．矿物质 食盐的补充在高温环境开始的几天应该偏多一些，同时其补充也要考虑出汗量的大小。全日出汗量为2～3L时需补充食盐7～10g。含盐的饮料其盐浓度以0.1%～0.15%，温度以15～20℃为宜。
随汗流失的其它矿物质，也应该得到及时的补充。其中，钙的供给量应为600～800mg/d，镁为200～300mg/d，钾为3～6g/d，锌不应低于15mg/d。
5．维生素 关于高温作业者维生素供给量，主要是几种水溶性维生素供给量增加，维生素C的供给量应为150～200mg/d，硫胺素的供给量应为2.5～3.0mg/d，核黄素供给量则应比常温作业时增加1.5～2.5mg/d。同时，维生素A的供给量亦应该高于常温作业者，建议每人每日的维生素A的供给应为1 500 μgRE。
（三）高温环境人员的膳食原则
1．提供平衡膳食、全面补充营养膳食应注意优质蛋白质的供应，其中瘦肉、鱼、牛奶、蛋类及豆制品是优质蛋白质的良好来源。同时也应及时补充矿物质，其中含钾、钙高的食物有水果、蔬菜、豆制品、海带和禽蛋等；含铁高的食物有动物肝脏、血液、豆制品、鸡毛菜等；含锌高的食物有牡蛎、鲱鱼、动物肝脏等。
此外，高温作业者维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素A的需要量也增加。含维生素B1较多的食物有小麦面、黑米、瘦猪肉等；含维生素B2和维生素A较多的食物有动物肝脏和蛋类；含维生素C较多的食物为各种新鲜绿色蔬菜。
2．合理搭配和烹饪食物 高温作业者能量摄入不足的原因往往是食欲下降。因此，改善伙食、增强食欲是保证高温作业者能量供应的重要措施。就餐环境应当凉爽舒适；菜肴应尽量保证色、香、味俱全；副食应新鲜，做好荤素搭配、油而不腻；食谱中包含食物的种类也应该多样化。
3．补充水和电解质 高温作业者常可因出汗在短时间内丢失大量的水和无机盐，因此应当及时补充以避免水、电解质紊乱。可以汤作为补充水和无机盐的重要措施。由于含盐的饮料普遍不受欢迎，因此应当通过汤的形式来补充盐份，可以用菜汤、肉汤、鱼汤交替供应。在饭前饮用少量的汤还可以增加食欲。
水的补充量以补偿出汗丢失的水量保持体内水的平衡为原则。高温作业者凭口渴感饮水是主要的依据，但同时也要参照其劳动强度及具体生活环境建议的补水量，如中等劳动强度、中等气象条件时日补水量需3～5L，强劳动及气温或辐射热特别高时日补水量应在5L以上。补水的方法应为少量多次，以免影响食欲。饮水的温度以12～ 18℃为宜。
4．营养制剂使用
为了给高温作业人员提供合理的饮料供应，改善劳动者机能和主观感觉，提高其劳动效率，国内外许多学者致力于研究高温环境下饮料的成分和补充方法，已经取得了丰富的经验。
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近几年来电解质饮料的研究和使用较多，如25%氯化钾和12.5%氯化钙的枸橼酸溶液，服用后高温作业者主观感觉良好、工作效率较佳；有的耐热保健饮料主要成分为氯化钠、维生素B1、维生素C、山楂、乌梅等，根据需要可再加上维生素B6、烟酸、泛酸钙、磷酸二氢钾等。
二、低温环境人群营养
低温环境一般是指气温在10℃以下的外界环境。我国大部分地区低温环境属季节性的，或长或短属于急性暴寒性质；北方地区冬季持续时间较长，南方地区持续较短。此外，职业性接触低温、南极考察、冷库作业等也属于低温作业的工作环境。
（一）低温环境对人体代谢的影响 1．消化系统
在低温环境中胃液的分泌有所增加，其酸度也有所增强，胃排空减慢，食物在胃内的消化较为充分。寒冷环境可使食欲增加，反映了机体对能量需要量的增加。 2．心血管系统
寒冷刺激下可引起皮肤血管收缩，同时使心输出量增多、血压上升、心率加快。 3．呼吸系统
冷空气的吸入，可使呼吸道上皮直接受刺激，同时气道阻力增高，可成为冬季哮喘病发作的主要原因。 4．神经系统
寒冷可通过对中枢和外周神经系统以及肌肉、关节的作用影响肢体功能，使皮肤感觉敏感性、肌肉收缩力、协调性、操作灵活性减弱，更易出现疲劳。 5．内分泌和免疫系统
急性冷暴露时甲状腺及肾上腺皮质活动增强，血中儿茶酚胺浓度升高。冷习服以后甲状腺和肾上腺皮质活动的程度逐渐恢复，但血中去甲肾上腺素的水平仍然较高，此现象与冷习服的维持有关。动物与人体的试验均表明，在冷暴露开始的一周内免疫系统功能有下降，随后恢复且呈逐步上升的趋势。 6．营养素代谢
（1）能量代谢：低温环境下人体能量消耗增多，其主要原因是：低温环境下人体基础代谢率平均增加5％～17％；低温环境下人体出现寒颤和其它不随意运动，从而使能量代谢增加；低温环境下人们穿着的笨重的服装，造成额外的能量消耗；低温下甲状腺分泌增加，使体内物质氧化所释放的能量不能以ATP储存，而以热的形式向体外发散，造成能量的耗损。
（2）碳水化物和脂肪的代谢：碳水化物和脂肪能够增强人体的耐寒能力，因此寒冷环境下机体对碳水化物和脂肪的利用增加。研究发现，虽然低温环境下碳水化物、脂肪和蛋白质的代谢都增加，但碳水化物被优先利用。
脂肪对机体有保护作用，同时也有良好的保温作用。膳食调查表明，当人们由温区进入寒区或是由秋季进入冬季时，其膳食中的脂肪摄入较以前有较明显增多。
（３）蛋白质：研究发现，某些氨基酸能提高机体的耐寒能力，如蛋氨酸经过甲基转移作用后可以提供寒冷适应所需要的甲基，酪氨酸也能提高寒冷环境下的作业能力。
（4）水和电解质：寒冷环境下，机体内水、电解质的代谢发生特殊的改变。据报道，研究人员到北极工作的前3～4个月会出现多尿，一昼夜排尿可达3.5L，由此引起相对的轻度脱水和失盐，同时血液容积减少，血中锌、镁、钙、钠含量下降。因此，低温环境下的人群中食盐摄入量应该增加，否则钠不足将使基础代谢水平下降，不利于耐寒。同时，饮水中强化矿物质也很必要。
（5）维生素：低温环境下人体内水溶性维生素的代谢变化较大，水溶性维生素的体内含量有夏季偏低冬季偏高的现象。维生素Ｃ对暴露于寒冷环境下的机体有保护作用。此外，由于低温环境下碳水化物的代谢增加，因此其代谢过程中所必须的硫胺素需要量也增加。有研究表明，烟酸、泛酸对寒冷环境的适应也有积极的作用。
对于脂溶性维生素在耐寒中的作用，有研究给每克体重的金鱼以视黄醇软脂酸酯0.4mg，发现可以提高金鱼的耐寒能力，并认为这是由于给视黄醇软脂酸酯的金鱼在其肝中生成了一种抗冻蛋白所致。
（二）低温环境人员的营养需要 1．能量需要量
环境下人体的能量需要增高。一般情况下基础代谢提高10％～15％，一日总能量可在此基础上考虑野外活动多少、居住条件以及对气候的习服程度来适当调节。 2．宏量营养素供给比例
在确定能量供应的前提下，还应当制订膳食中能量提供比例。根据冷习服过程中能量供给的变化，低温条件下与常温下明显不同的是碳水化物供应宜适当降低，蛋白质供应正常或略高，脂肪供给应当提高；但对于低温尚未习服者则应保持碳水化物比例适当，脂肪所占的比例不宜过高，以免发生高脂血症和酮尿。
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3．维生素
在低温环境下人体对水溶性维生素B族和脂溶性维生素A消耗量均较常温环境下多30%左右。以中等强度劳动为例，建议低温环境作业人员每人每日供给维生素Ａ1 500 μg RE，维生素B12mg，维生素B22.5mg，烟酸1.5mg，维生素B62mg。维生素Ｃ每日供应70～120mg，且应尽量从新鲜蔬菜和水果中摄取，必要时可从强化食品中提供。 4．矿物质
区的人群体内矿物质常低于需要水平，因此应当给予及时有效地补充。寒区调查关于人体缺乏矿物质的情况，已有报告提出有钙、钠、镁、锌、碘、氟等元素的不足，但其中最主要的是钙和钠，因此应当特别注意钙和食盐的补充。钙的不足原因主要是因为日照时间短、维生素Ｄ作用受限等，每日应当补充钙600～1 200 mg，可以从含钙丰富的豆类、奶类、虾皮等食物中摄取。
根据调查，寒冷地区居民为了适应其产热功能需要，食盐摄入应是温带地区的1～1.5倍。对于寒冷地区较多的微量元素缺乏症，应当主要从食物来源和生物利用率上解决，保证平衡膳食中这些元素充足的供给量。
（三）低温环境人员膳食原则 1．提供平衡而合理的膳食
首先，低温条件下的膳食应比同一人群常温条件下的能量供给提高10%～15%，能量增加部分主要应通过提高脂肪和碳水化合物的供给来提供。在低温环境下摄入一定量的脂肪有助于提高机体的耐寒能力，膳食中脂肪的供应量应占总能量的35%，而碳水化合物仍然是能量的主要来源，约占总能量的50%，每日应供给450～600g稻米或面粉。 此外，要注意膳食中钙、钠、钾、镁等矿物元素有足够数量，以克服在低温条件下这些元素排出较多而血液中浓度偏低的情况。维生素的供给要特别强调抗坏血酸的供应，其他维生素如硫胺素、核黄素、维生素A、烟酸等的供应量也应有所增加，其增加幅度约为30%～50%。 2．食物供应的要求
为满足低温条件下居民平衡膳食的要求，在食物供应中要注意以下几点。
（1）在食物的数量和种类上要本着平衡膳食的原则，适当增加能量，能量食物和油脂食物的供应要充足，如粮食、豆类、动物性食品和食用油等。
（2）因为寒冷地区人群有维生素和矿物质的额外消耗，同时作为这些营养素主要来源的蔬菜以及水果又常常不足，因此膳食中应有数量充足、种类丰富的蔬菜水果；同时应增加动物肝脏、蛋类及瘦肉的供应，以满足机体在低温条件下对维生素A、核黄素、硫胺素的需要。另外，为了保障蔬菜和水果的供应，可采取如温室种菜、发展蔬果冷冻技术、选育营养价值高的品种等方法来满足供应。 3膳食制度的要求
在低温环境中人体散热增加，除采取各种防寒保暖措施外，在饮食上要注意供应热食，不仅有利于消化吸收，对于食品卫生也是一个很好的保障措施。为了适应寒冷地区能量需求大、食量多、劳动强度大、时间长等特点，每日可安排4餐，即早餐占一日能量的25%，间餐占15%，午餐占35%，晚餐占25%。
三、缺氧环境人员营养
缺氧环境下供氧不足，干扰机体内营养物质的代谢，损害大脑功能，加之缺氧引起的食欲减退、胃肠功能紊乱更加重了缺氧 环境能量供给的不足。生活在高原地区的人，由于大气压和氧分压低，机体的营养代谢可能发生种种变化，急性缺氧时，不但消化、吸收功能降低，营养物质的代谢转化和利用也受到广泛影响。 （一）缺氧环境对人体代谢的影响
1．缺氧对消化吸收功能的影响刚进高原人员早期缺氧反应以胃肠道症状最为常见，如恶心、呕吐和食欲减退。急性高原反应的消化道症状，常在发病初期急骤，近来研究还发现，急性缺氧可使多种消化酶、胃肠道激素、胃酸和胃泌素的分泌量减少，上述改变同样将对胃肠功能产生显著影响，反过来又加重缺氧所致的食欲减退。 2．缺氧初期营养素代谢的变化
（1）碳水化物：缺氧初期碳水化物代谢增强，如糖原分解作用和糖原异生作用增强，葡萄糖利用率增加等。在习服过程中，一些氧化酶的活性首先增强，经一段时间后，一些糖酵解酶和调节磷酸戊糖旁路的酶活性也增强。酶活性的变化具有代偿和适应的特征。
（2）蛋白质代谢：人体进入高原初期，蛋白质合成减弱而分解增强，因而出现不同程度的负氮平衡。有报道，缺氧初期一些氨基酸的代谢和与其代谢有关的酶的活性发生变化，如急速进入高原后短期之内，酪氨酸的氧化增强。 （3）脂肪代谢：高原缺氧条件下脂肪动员加速，脂肪分解增强，血脂增高，但严重缺氧时，脂肪氧化不全，可致 血、尿酮体增高，而酮体大量聚积进一步使缺氧耐力降低。
（4）水盐代谢：有研究报道，进入高原缺氧环境后人体尿量有增多的现象，这是一种适应性反应。有人认为，钾 丧失和钠、水猪留是引起急性高原反应的重要因素。急速进入高原后，心电图的改变与低钾血症相似。因此，建议急速进入高原的人应进食含钾多的食品或适当补充钾盐，同时也应适当限制钠的摄入量，这些对那些缺氧初期少尿
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的人更为重要。
高原缺氧初期，铁的吸收率显著增加，这是骨髓生成红细胞增加，铁的需要量增高促进了铁的吸收的缘故，而不是血氧饱和度和小肠组织氧分压降低的直接作用。
（二）高原缺氧习服过程中的营养需要
总起来看，高原缺氧初期以高碳水化物、低脂肪和含有适量优质蛋白质的膳食为好。 1、大营养素与缺氧习服的关系
碳水化物能提高急性缺氧的耐力，有利于肺部气体交换 ,高碳水化物膳食可减轻高山反应症状（头痛、恶心、嗜睡等）的严重性，补充葡萄糖有助于防止初到高原后头24h人体力的下降
不需要增加食物蛋白质的供给量，重要的是应该选用优质蛋白，注意维持氨基酸平衡。 高原缺氧环境条件下，脂肪摄入的多少，一致的看法是，缺氧初期，宜以低脂膳为主。 补充多种维生素能够提高缺氧耐力，但剂量要适当。
无机盐类 补充铁质有利于血红蛋白、肌红蛋白、含铁蛋白质和酶的合成，所以也有利于缺氧习服。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
增强缺氧适应力的特殊营养物质 国外还发现酪氨酸可提高寒冷和高原环境中的作业能力，减轻高原反应症状
（三）增强耐缺氧能力的膳食措施
对于初入高原的平原人来说，高原病或急性高原反应的发病率较高，合理的营养和饮食制度是一项预防及辅助治疗急性高原反应的有效措施。凡有利于少消耗氧、多摄取氧和有效利用氧的措施都有利于提高耐缺氧能力。 1．维持正常食欲和胃肠消化功能
症状是急性高原反应的一个主要表现。消化道症状以食欲减退、恶心和呕吐为主，高原缺氧引起的食欲减退甚至厌食，使进食量减少和体重减轻。
进入高原前，应通过体育锻炼或体力劳动进行体力适应，消除对高原的顾虑，保持良好的心理状态。进入高原后头几天，应逐步增加体力活动，避免剧烈快速活动，必要时可静卧或使用氧气袋，提高食品的可接受性。另外，为了维持正常食欲，供给的食品既要符合初入高原者的饮食习惯，又要适合高原饮食的习惯，如喜欢甜味的酸味食品，不喜欢油腻食品等等。 2．供给合理而充裕的营养
（1）能量：一般主张，初入高原者应减轻体力活动，并避免剧烈运动或重体力劳动。因此，能量供给量一般按平原地区轻度或中等体力劳动的标准供给即可，重要的是要使机体保持良好的食欲。
（2）蛋白质、脂肪和碳水化物供给能量的比例：初入高原一般可采用蛋白质占10％～15%，脂肪占20％～25%和碳水化物占60％～70%的比例供给能量，习服后脂肪可提高到约35%。适当增加动物性蛋白质含量，用容易消化的小分子糖（如葡萄糖、蔗糖等）代替部分多糖可以提高人的适应能力，减轻急性高原反应，促进高原病患者康复。 （3）维生素：要适当补充多种维生素制剂。有研究证明，在4700米高度上，每日补充维生素A 6 000 IU，维生素B120mg，维生素B22mg，维生素C300mg，尼克酸20mg，B6 5 mg，泛酸钙5mg，维生素E60 mg和维生素P50mg，不但能保持充裕的营养水平，而且可提高缺氧适应能力。
四、有毒物质作业人群营养
在人们的生活和生产环境中，常存在一定量的化学物质，这些化学物质长期、少量进入机体，就会引起各种毒性反应。这些化合物通过饮水、食物进入人体，或直接吸入人体，干扰和破坏正常生理过程，对人体多系统造成急性或慢性毒害作用。机体营养状况良好时，可有效减轻有毒有害物质的毒性损害，提高机体对有毒有害物质的耐受和抵抗力，某些营养素还有独特的解毒功能。
铅作业人员的营养
日常生活中铅及其化合物主要存在于冶金、蓄电池、印刷、陶瓷、玻璃、油漆、染料等行业。人体因职业接触铅时，铅可通过呼吸道和消化道进入人体，尤以经呼吸道为主，继而引起神经系统的损害和血红蛋白合成障碍等病理改变。 1．铅中毒表现
铅及其化合物都有毒，人体内90%～95%的铅储存于骨内，比较稳定，但儿童体内约有30%的铅仍然存在于血液中。目前职业性铅中毒多为慢性中毒，主要表现有神经、消化和循环系统三方面的症状。 （1）神经系统：
对神经系统的影响可产生对智力、行为、神经传导速度等方面的变化。铅中毒性神经衰弱综合症出现较早，是中毒早期的常见症状，儿童由于血脑屏障发育尚不健全，对铅中毒尤为敏感。体内铅含量过高，不但影响婴幼儿和儿童的智力发育、学习记忆和注意力等脑的功能，甚至直接影响到儿童身高和体重的发育。
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