高温环境人群的营养与膳食
高温环境(high temperature environment)是指在30℃以上、相对湿度超过80%的生产劳动工作环境,包括夏季野外作业(如集训和行军)、高温强辐射作业(如炼钢、炼铁、炼焦和铸造)、高温高湿作业(如印染、造纸以及电镀)等。高温环境作业时,机体在生理、生化以及代谢等方面均出现明显的改变,直接影响到营养素代谢及营养素需要量。
生理和代谢特点
水与电解质
高温环境下出汗量多少与热辐射强度和劳动强度高低以及湿度有关。一般每人出汗量可达3-8L/d。汗液中,矿物质占到0.3%-0.8%,其中以氯化钠为主,出汗多时,随汗丢失的氯化钠可达20-25g/d或更多,钾、钙和镁等丢失次之。
心血管系统
随着大量汗液排出,体液丢失增多,引起血液浓缩,有效血流量减少,外周血管扩张血流量增大,肌肉血流量増加,心率加快,但心搏出量减少。同时,高温可致体温升高,皮肤血管扩张,末梢阻力下降,出现血压降低。
消化系统
由于机体散热作用增强,血液重新分配,表现为体表血管血流量增多,内脏血管缩,血流量减少,引起消化道血液不足,胃肠道运动功能减弱,消化腺功能减退,胃液、胰液和肠液等分泌减少,消化液成分改变(如随着氯化钠丢失增加,氯离子储备下降,致使胃酸酸度降低,引起营养素的消化吸收与利用降低。
神经系统
高温对大脑神经细胞的抑制作用增强,中枢运动神经细胞的兴奋性降低,肌肉收缩能力和协调能力下降,表现出注意力下降、反应迟钝,容易发生疲劳。
其他系统
高温引起肾血流量、肾小球滤过率以及尿量显著减少,严重时还可引起水电解质平衡失调;机体合成抗体减少,抵抗力减弱,拮抗和排泄作业环境中毒性物质的能力亦随之降低。
对能量和营养素代谢的影响
1、能量
当环境温度超过30℃时,机体能量消耗明显增加,其原因可能与基础代谢率增加、心肌收缩增强、末梢循环血量增加以及汗腺活动增强等有关。
2、蛋白质
高温环境中基础代谢率增加,蛋白质分解代谢增强,尿中代谢产物肌酐、氮等排出增多;通过汗液可溶性含氮物质如尿素、氨、氨基酸、肌酸、肌酐和尿酸等的丢失也增多(含氮200-700mg/L汗液).造成蛋白质的需要量增加;对热环境产生适应后,汗液氮的丢失量减少,肾脏氮排出也代偿性减少。
3、脂肪和碳水化合物
由于有关高温环境下膳食脂肪和碳水化合物的需要量研究缺乏充分的材料,所以尚无比较肯定的特殊要求,但高温环境引起人体食欲和消化能力减弱是一定的,应选择富含碳水化合物而脂肪量较少的食物,以进食者接受为适宜。
4、水和矿物质
高温环境中机体大量排汗散热,水和矿物质丢失十分严重,也是中暑的重要原因。汗液中除含有钠、钾、钙、镁和氯等外,还有一定量的铁、锌、铜、锰和硒等多种矿物质。如果大量出汗而又不及时补充,可导致矿物质缺乏和脱水。
5、维生素
由于高温环境中能量消耗增加,能量代谢相关的维生素B1、维生素B2和烟酸等需要相应增加;机体对维生素C不仅消耗增多而且需要量增加。同时,由于水溶性维生素随汗液丢失增加,可造成这些水溶性维生素过多的损失。此外,高温环境也可使人体维生素A代谢加快,消耗量增加,最终导致机体对维生素A需要量的增加。
膳食营养需要
高温环境中的膳食营养重点是増加水和矿物质的摄入,也应适量增加蛋白质、碳水化合物和维生素的摄入量,并控制脂肪的摄入量;同时,应注意选择清淡易消化的食物。
1、满足产能营养素需要当温度超过30℃时,环境温度每升高1℃,能量需要量应增加0.5%;碳水化合物供能不低于总能量的58%,脂肪占总能量的20%-25%(有人建议为18%左右),蛋白质供能占总能量的12%,应适量增加含优质蛋白质较多的瘦肉、鱼、蛋、乳及其制品、豆及其制品等的摄入,最好占到总蛋白质的50%。
2、水溶性维生素的摄入量与能量需要的增加与随汗液丢失多少有关,可根据作业人员实际劳动强度来调整摄入量。如维生素B的推荐摄入量为16-33mgd,维生素B2则为1.8-3.6mg/d,维生素C为66-165mg/d,维生素A为1400-1600 u。因此,应供给高温作业人员富含维生素B1(如谷类、豆类和瘦肉类)维生素B2和维生素A(如动物肝脏和蛋类)维生素C(如新鲜的蔬菜与水果类)的食物。必要时,适当给予维生素补充剂或强化剂
B族维生素
维生素C
维生素A
3、 补充水和盐以保持机体水电解质平衡为原则,及时补水和补盐。氯化钠的补充量应结合机体出汗状态,如出汗量为3-5L/d,需要食盐15-20g/d。饮料中含盐量一般以0.1%-0.2%为宜,最好适当添加一些矿物质,效果更佳。建议钾的适宜摄入量为2.7-3.1g/d,应注意摄入富钾的食物(如蔬菜、水果及谷豆类),避免出现中暑症状。钙的推荐摄入量为1000mg/d,铁为16-18mg/d。以各种汤(如菜汤、鱼汤和肉汤)交替选择作为补充水和矿物质的重要措施。必要时,也可通过复合盐制剂或葡萄糖电解质溶液进行补充。
4、建立良好的进餐制度,根据高温作业的强度、时间情况,调整一日三餐的进餐时间和食量,避免饱餐后进行作业。中餐应适量减少,晚餐可适量增加,因此,建议早、中和晚三餐占总能量比例分别是35%、30%和35%。