模拟失重不同时期热量摄入及血脂的变化
作者：胡燕萍 王新增 刘仲昌 任文海 王文余 徐菊丽
单位：胡燕萍 王新增 刘仲昌 任文海 王文余(空军临潼疗养院, 临潼 710600)；徐菊丽(第四军医大学西京医院营养科，西安 710032)
关键词：失重模拟；血脂；营养素
航天医学与医学工程000316摘要:目的 探讨模拟失重对机体膳食摄入营养状况和血脂含量的影响。 方法 18名被试者头低位-6°卧床21 d，用膳食称量法观察其营养素摄入量变化，记录卧床第1、11和21天的血脂含量。 结果 三大热能基本满足生理需要，热量摄入在第2周降低，第3周后基本恢复正常；血脂无明显统计学变化。 结论 模拟失重对机体膳食摄入营养状况有短期影响，经过适应期后可恢复到正常范围，血脂不受影响。
中图分类号:R852.22 文献标识码：A
, 百拇医药
文章编号：1002-0837(2000)03-0218-03
Effects of Simulated Weightlessness on Carbohydrate Intake and Serum Lipids
HU Yan-ping，WANG Xin-zeng,LIU Zhong-chang,REN Wen-hai,WANG Wen-yu,XU Ju-li
Abstract: Objective To observe the effects of simulated weightlessness on the nutritional state and contents of serum lipids in human. Method Eighteen healthy men were exposed to 21 d bed rest with -6° head down tilt (HDT -6°).Nutrients intake was calculated and the lipids levels were determined on the first,eleventh and twenty-first day. Result Intake of the three main nutrients,carbohydrates,protein and fat met the physiological requirment essentially, but carbohydrates intake was significantly reduced in the second week.There were no significant differences among the lipid levels during different periods. Conclusion Simulated weightlessness may exert a short -term and reversible influence on human nutritional intake except for lipids.
, 百拇医药
Key words:weightlessness simulation;serum lipids;nutrients
失重是航天员在空间飞行期间遇到的特殊环境因素之一，能引起航天员生理上和心理上的某些变化。从本世纪60年代起，苏美等国便开始研究失重的人体动力学问题[1]，但涉及营养的报道较少。本文对18名21 d -6°头低位(HDT-6°)卧床人员的膳食摄入状况及血脂含量进行了分析，从营养学的角度观察模拟失重对人体基础代谢的影响，为保障航天员健康提供参考依据。
方 法
被试者 男性健康志愿者18名，平均年龄23(17～30)岁，身高165.9±6.9 cm，体重54.3±7.9 kg。无传染病史，排除营养代谢性疾病史。
头低位倾斜(HDT)卧床 被试者采用6°头低位卧床(HDT -6°)模拟失重21 d。实验前，先向所有被试者讲解实验目的、内容及注意事项，进食、洗漱、娱乐，小便等均保持此体位，允许被试者沿身体纵轴翻身。
, 百拇医药
膳食调查方法及血脂采样 膳食调查，采用弹簧式体重计(感量及读数要求至100 g)称量，包括食物下锅量、剩余量和净食量等；每周3 d(前3 d)，采用微机及解放军总医院营养科编制的临床营养软件分析系统处理每人每日营养素的平均摄取量。食盐低于5 g/d，食物荤素搭配，定量标准按4类灶提供[2]。分别于实验第1、11、21天按常规检测血脂。其中血清总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三脂(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(Highdensity lipoprotein cholesterol, HDL-C)采用酶法测定(温州东瓯生物工程有限公司)；低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和极低密度脂蛋白胆固醇(Very low density lipoprotein cholesterol,VLDL-C)采用计算法[3]。
数据处理 有关数据以
±s表示。采用SPLM软件(第四军医大学卫生统计教研室)进行数据处理，采用完全或不完全随机单位组进行方差分析和线性模拟。表1 21 d卧床期间每人每日热量及胆固醇摄入量的变化
, 百拇医药
Table 1 Mean of calory and TC intake of the subjects during 21 d bed rest time
total calories
(KJ)
protein
fat
carbohydrate
TC
(mmol/L)
content(g)
(%)
, 百拇医药 content(g)
(%)
content(g)
(%)
week 1
8448
72.7
14.4
61.6
27.4
294
58.2
528
, 百拇医药
week 2
7566
64.2
14.2
56.0
27.8
262
58.0
594
week 3
9059
89.5
16.5
, 百拇医药
64.9
27.0
306
56.5
583
表2 21 d卧床期间每人每日脂肪来源分布及比值
Table 2 The resouces and ratioes of Lipids taken by the subjects time
intake(g)
from animal(%)
from vegetable (%)
, 百拇医药
S:M:P
week 1
61.6
27.1
72.9
1∶1.15∶0.44
week 2
56.0
25.8
74.2
1∶1.13∶0.45
week 3
, 百拇医药 64.9
31.5
68.5
1∶1.16∶0.49
表3 21 d卧床期间血脂的变化(mmol/l)(n=18)
Table 3 Serum lipids on 1st,11st and 21st days of bed rest(mmol/L)(n=18) time
TG-C
TC-C
HDL-C
LDL-C
, http://www.100md.com VLDL-C
1st day
1.45±0.43
3.54±0.6
1.53±0.24
1.73±0.63
0.29±0.22
11st day
1.13±0.35
3.70±0.49
1.56±0.23
1.92±0.47
, 百拇医药
0.23±0.07
21st day
1.10±0.34
3.78±0.54
1.58±0.27
2.08±0.56
0.22±0.07
F
2.8636
0.7469
0.5853
1.5912
, http://www.100md.com
5.9002
P
0.0718
0.4819
0.5628
0.2216
0.0966
结 果
21 d膳食中三大营养素及胆固醇含量 21 d膳食中热能除第2周为7566 kJ外，其余均在8360 kJ(2000千卡)以上，三大营养素第2周均较第1周降低，第3周回升。热能分配比例适宜，3 wk总胆固醇含量不随热量多少而增减，其值属正常范围[4](表1)。
, 百拇医药
21 d卧床期间脂肪摄入量来源分布及比值脂肪来源于动物性食物及植物性食物，其所占比例符合我国空军规定的植物性脂肪不得低于总脂肪摄入量50%的要求。S:M:P也基本属正常范围，3 wk间变化不大(表2)。
21 d卧床期间血脂含量的变化 TG,VLDL含量随卧床时间逐渐下降，TC、HDL-C、LDL-C含量随卧床时间呈上升趋势，但均无统计学意义(P>0.05)(表3)。
讨 论
在航天活动中，航天员处于一个复合因素的应激状态。膳食热源质的数量和比例是影响航天员能量代谢和水代谢等的重要因素，尤其在航天初期，机体对失重环境不适应而出现航天运动综合症(SMS),症状包括厌食、胃膨满感、无先兆呕吐、肠鸣音消失等消化系统症状[5]。本实验初也出现了类似SMS的现象，主要表现为纳差、食欲不振、胃部胀满等,尤以第1周末第2周始明显，影响营养素摄入及吸收利用,但第3周热量摄入恢复或超过第1周始的水平，可能与被试者适应了长时间卧床这一特定环境、类SMS现象基本消失有关。
, 百拇医药
前苏联在几次长期卧床实验中观察到被试者血清脂质谱发生一系列变化，如血中TC增加，磷脂减少，饱和脂肪酸占优势和亚油酸缺乏等[6]。在本实验中，被试者于21 d卧床期间血脂的变化，表现为TC、HDL-C、LDL-C含量随卧床时间逐渐上升，TG、VLDL-C含量随卧床时间逐渐下降，但均无显著性差异。这可能与热能摄入、热源质配分、实验条件和实验时间等有一定的关系。从本实验结果可以看出，热能供应在正常范围内，无热能不足与入超；热源质配分比例合理；脂肪来源符合要求。那么，造成本实验血脂结果无显著性差异的另一原因，可能还归究于模拟失重实验本身。模拟失重缺少航天失重的紧张、加速度、空间环境等因素的影响。另外，被试者为正常人群，膳食结构均衡，实验时间(21 d)对血脂代谢的周期而言，似乎嫌短。尽管如此，本实验大部分血脂仍随卧床时间呈上升趋势，尤以TC明显。
TC水平的升高已成为世界公认的冠心病危险因素[7]。膳食胆固醇的吸收取决于肝脏所供给的胆汁酸数量和肾脏的胆固醇酯化酶。同时还取决于摄取量，摄入量高就会降低吸收的百分比，而血中胆固醇含量的升高主要是由于膳食中脂肪，尤其是饱和脂肪酸摄取过多所致，与食物中胆固醇的摄取量关系不大。这足以提醒我们，从航天员的长远健康着想，防止“高胆固醇血症”的发生，其饮食更应注意平衡膳食，合理营养，减少动物性脂肪摄入，并适当调整S：M：P的比例。
, http://www.100md.com
本实验结果初步表明：HDT-6°模拟失重对机体膳食营养有短期影响，经过适应期后可恢复到正常水平，血脂几乎不受影响。提示：模拟失重时，提供的膳食应品种齐全，脂肪来源应符合要求，且符合空军规定的正常范围，使血脂保持在恒定水平。
(致谢：本实验得到地矿部908李崇勇、空军临潼疗养院董波、杨海云、黄中华、王春华、乔宗林同志的热情支持，特致谢。)
Address reprint requests to:HU Yan-ping.The Air Force Lintong Sanatorium,Xi'an 710600,China
[参考文献]
[1] Huston RL, Passercllo CE. On the dynamics of a human body model[J].J of Biomechanics,1976,4(5):369～378
, 百拇医药
[2] 中国人民解放军军人食物定量标准[S].北京：中国人民解放军总后勤部，1990:2
[3] 中国人民解放总后勤部.医疗护理技术操作常规[M].第3版，北京：人民军医出版社，1987:H74～H75
[4] 中国人民解放军军人日膳食营养素供给量[M].北京：中国人民解放军总后勤部，1990:2
[5] ZHANG Ru-guo.Combined physiological effects of weightlessness and hypoxia[J].Space Medicine & Medical Engineering,1994,7(1): 65～69
张汝果.失重和缺氧的复合生理效应[J].航天医学与医学工程，1994,7(1): 65～69
[6] 张汝果，魏金河. 航天医学基础[M].北京：科学技术文献出版社，1997:214～215
[7] Kannal K BAN. Overview of the risk factors for Cardiovascular disease[M].New York:Scientific publication,1988: 699
收稿日期：1999-06-07, http://www.100md.com
单位：胡燕萍 王新增 刘仲昌 任文海 王文余(空军临潼疗养院, 临潼 710600)；徐菊丽(第四军医大学西京医院营养科，西安 710032)
关键词：失重模拟；血脂；营养素
航天医学与医学工程000316摘要:目的 探讨模拟失重对机体膳食摄入营养状况和血脂含量的影响。 方法 18名被试者头低位-6°卧床21 d，用膳食称量法观察其营养素摄入量变化，记录卧床第1、11和21天的血脂含量。 结果 三大热能基本满足生理需要，热量摄入在第2周降低，第3周后基本恢复正常；血脂无明显统计学变化。 结论 模拟失重对机体膳食摄入营养状况有短期影响，经过适应期后可恢复到正常范围，血脂不受影响。
中图分类号:R852.22 文献标识码：A
, 百拇医药
文章编号：1002-0837(2000)03-0218-03
Effects of Simulated Weightlessness on Carbohydrate Intake and Serum Lipids
HU Yan-ping，WANG Xin-zeng,LIU Zhong-chang,REN Wen-hai,WANG Wen-yu,XU Ju-li
Abstract: Objective To observe the effects of simulated weightlessness on the nutritional state and contents of serum lipids in human. Method Eighteen healthy men were exposed to 21 d bed rest with -6° head down tilt (HDT -6°).Nutrients intake was calculated and the lipids levels were determined on the first,eleventh and twenty-first day. Result Intake of the three main nutrients,carbohydrates,protein and fat met the physiological requirment essentially, but carbohydrates intake was significantly reduced in the second week.There were no significant differences among the lipid levels during different periods. Conclusion Simulated weightlessness may exert a short -term and reversible influence on human nutritional intake except for lipids.
, 百拇医药
Key words:weightlessness simulation;serum lipids;nutrients
失重是航天员在空间飞行期间遇到的特殊环境因素之一，能引起航天员生理上和心理上的某些变化。从本世纪60年代起，苏美等国便开始研究失重的人体动力学问题[1]，但涉及营养的报道较少。本文对18名21 d -6°头低位(HDT-6°)卧床人员的膳食摄入状况及血脂含量进行了分析，从营养学的角度观察模拟失重对人体基础代谢的影响，为保障航天员健康提供参考依据。
方 法
被试者 男性健康志愿者18名，平均年龄23(17～30)岁，身高165.9±6.9 cm，体重54.3±7.9 kg。无传染病史，排除营养代谢性疾病史。
头低位倾斜(HDT)卧床 被试者采用6°头低位卧床(HDT -6°)模拟失重21 d。实验前，先向所有被试者讲解实验目的、内容及注意事项，进食、洗漱、娱乐，小便等均保持此体位，允许被试者沿身体纵轴翻身。
, 百拇医药
膳食调查方法及血脂采样 膳食调查，采用弹簧式体重计(感量及读数要求至100 g)称量，包括食物下锅量、剩余量和净食量等；每周3 d(前3 d)，采用微机及解放军总医院营养科编制的临床营养软件分析系统处理每人每日营养素的平均摄取量。食盐低于5 g/d，食物荤素搭配，定量标准按4类灶提供[2]。分别于实验第1、11、21天按常规检测血脂。其中血清总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三脂(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(Highdensity lipoprotein cholesterol, HDL-C)采用酶法测定(温州东瓯生物工程有限公司)；低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和极低密度脂蛋白胆固醇(Very low density lipoprotein cholesterol,VLDL-C)采用计算法[3]。
数据处理 有关数据以
±s表示。采用SPLM软件(第四军医大学卫生统计教研室)进行数据处理，采用完全或不完全随机单位组进行方差分析和线性模拟。表1 21 d卧床期间每人每日热量及胆固醇摄入量的变化, 百拇医药
Table 1 Mean of calory and TC intake of the subjects during 21 d bed rest time
total calories
(KJ)
protein
fat
carbohydrate
TC
(mmol/L)
content(g)
(%)
, 百拇医药 content(g)
(%)
content(g)
(%)
week 1
8448
72.7
14.4
61.6
27.4
294
58.2
528
, 百拇医药
week 2
7566
64.2
14.2
56.0
27.8
262
58.0
594
week 3
9059
89.5
16.5
, 百拇医药
64.9
27.0
306
56.5
583
表2 21 d卧床期间每人每日脂肪来源分布及比值
Table 2 The resouces and ratioes of Lipids taken by the subjects time
intake(g)
from animal(%)
from vegetable (%)
, 百拇医药
S:M:P
week 1
61.6
27.1
72.9
1∶1.15∶0.44
week 2
56.0
25.8
74.2
1∶1.13∶0.45
week 3
, 百拇医药 64.9
31.5
68.5
1∶1.16∶0.49
表3 21 d卧床期间血脂的变化(mmol/l)(n=18)
Table 3 Serum lipids on 1st,11st and 21st days of bed rest(mmol/L)(n=18) time
TG-C
TC-C
HDL-C
LDL-C
, http://www.100md.com VLDL-C
1st day
1.45±0.43
3.54±0.6
1.53±0.24
1.73±0.63
0.29±0.22
11st day
1.13±0.35
3.70±0.49
1.56±0.23
1.92±0.47
, 百拇医药
0.23±0.07
21st day
1.10±0.34
3.78±0.54
1.58±0.27
2.08±0.56
0.22±0.07
F
2.8636
0.7469
0.5853
1.5912
, http://www.100md.com
5.9002
P
0.0718
0.4819
0.5628
0.2216
0.0966
结 果
21 d膳食中三大营养素及胆固醇含量 21 d膳食中热能除第2周为7566 kJ外，其余均在8360 kJ(2000千卡)以上，三大营养素第2周均较第1周降低，第3周回升。热能分配比例适宜，3 wk总胆固醇含量不随热量多少而增减，其值属正常范围[4](表1)。
, 百拇医药
21 d卧床期间脂肪摄入量来源分布及比值脂肪来源于动物性食物及植物性食物，其所占比例符合我国空军规定的植物性脂肪不得低于总脂肪摄入量50%的要求。S:M:P也基本属正常范围，3 wk间变化不大(表2)。
21 d卧床期间血脂含量的变化 TG,VLDL含量随卧床时间逐渐下降，TC、HDL-C、LDL-C含量随卧床时间呈上升趋势，但均无统计学意义(P>0.05)(表3)。
讨 论
在航天活动中，航天员处于一个复合因素的应激状态。膳食热源质的数量和比例是影响航天员能量代谢和水代谢等的重要因素，尤其在航天初期，机体对失重环境不适应而出现航天运动综合症(SMS),症状包括厌食、胃膨满感、无先兆呕吐、肠鸣音消失等消化系统症状[5]。本实验初也出现了类似SMS的现象，主要表现为纳差、食欲不振、胃部胀满等,尤以第1周末第2周始明显，影响营养素摄入及吸收利用,但第3周热量摄入恢复或超过第1周始的水平，可能与被试者适应了长时间卧床这一特定环境、类SMS现象基本消失有关。
, 百拇医药
前苏联在几次长期卧床实验中观察到被试者血清脂质谱发生一系列变化，如血中TC增加，磷脂减少，饱和脂肪酸占优势和亚油酸缺乏等[6]。在本实验中，被试者于21 d卧床期间血脂的变化，表现为TC、HDL-C、LDL-C含量随卧床时间逐渐上升，TG、VLDL-C含量随卧床时间逐渐下降，但均无显著性差异。这可能与热能摄入、热源质配分、实验条件和实验时间等有一定的关系。从本实验结果可以看出，热能供应在正常范围内，无热能不足与入超；热源质配分比例合理；脂肪来源符合要求。那么，造成本实验血脂结果无显著性差异的另一原因，可能还归究于模拟失重实验本身。模拟失重缺少航天失重的紧张、加速度、空间环境等因素的影响。另外，被试者为正常人群，膳食结构均衡，实验时间(21 d)对血脂代谢的周期而言，似乎嫌短。尽管如此，本实验大部分血脂仍随卧床时间呈上升趋势，尤以TC明显。
TC水平的升高已成为世界公认的冠心病危险因素[7]。膳食胆固醇的吸收取决于肝脏所供给的胆汁酸数量和肾脏的胆固醇酯化酶。同时还取决于摄取量，摄入量高就会降低吸收的百分比，而血中胆固醇含量的升高主要是由于膳食中脂肪，尤其是饱和脂肪酸摄取过多所致，与食物中胆固醇的摄取量关系不大。这足以提醒我们，从航天员的长远健康着想，防止“高胆固醇血症”的发生，其饮食更应注意平衡膳食，合理营养，减少动物性脂肪摄入，并适当调整S：M：P的比例。
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本实验结果初步表明：HDT-6°模拟失重对机体膳食营养有短期影响，经过适应期后可恢复到正常水平，血脂几乎不受影响。提示：模拟失重时，提供的膳食应品种齐全，脂肪来源应符合要求，且符合空军规定的正常范围，使血脂保持在恒定水平。
(致谢：本实验得到地矿部908李崇勇、空军临潼疗养院董波、杨海云、黄中华、王春华、乔宗林同志的热情支持，特致谢。)
Address reprint requests to:HU Yan-ping.The Air Force Lintong Sanatorium,Xi'an 710600,China
[参考文献]
[1] Huston RL, Passercllo CE. On the dynamics of a human body model[J].J of Biomechanics,1976,4(5):369～378
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[2] 中国人民解放军军人食物定量标准[S].北京：中国人民解放军总后勤部，1990:2
[3] 中国人民解放总后勤部.医疗护理技术操作常规[M].第3版，北京：人民军医出版社，1987:H74～H75
[4] 中国人民解放军军人日膳食营养素供给量[M].北京：中国人民解放军总后勤部，1990:2
[5] ZHANG Ru-guo.Combined physiological effects of weightlessness and hypoxia[J].Space Medicine & Medical Engineering,1994,7(1): 65～69
张汝果.失重和缺氧的复合生理效应[J].航天医学与医学工程，1994,7(1): 65～69
[6] 张汝果，魏金河. 航天医学基础[M].北京：科学技术文献出版社，1997:214～215
[7] Kannal K BAN. Overview of the risk factors for Cardiovascular disease[M].New York:Scientific publication,1988: 699
收稿日期：1999-06-07, http://www.100md.com