第一节 人体的营养储存与耐饥潜力
一、人体的营养储存
正常状态下,机体对能量和营养素的需要通过摄入膳食得到满足。饥饿状态下,由于得不到外界足够的能量和营养素供应,机体必须通过分解自身组织,来满足自身的能量和营养素需要。体内储备的能源物质主要包括脂肪、蛋白质、糖原以及部分游离的葡萄糖、脂肪酸和三酰甘油等。体内的糖原储备十分有限,以一个70kg体重的正常男性成年人为例(表6-1),体内有300g左右的糖原,其中,1/3左右储存于肝脏,2/3左右储存于肌肉,另外20g左右储存于外周血液之中,这些糖原氧化分解约产生5.02MJ(1 200kcal)的能量,可以维持机体8~24小时的能量需要,但是,一般情况下机体不分解或很少分解肝脏和肌肉中的糖原,缺氧或剧烈运动时才大量动用;体内的脂肪储备是饥饿时的主要能源物质,约有15kg,氧化分解后产生的能量可以满足机体60天左右的能量需要。一些报道显示体内脂肪储备的多少是饥饿后生存时间的主要决定因素之一;体内的蛋白质一般不作为能源物质,但是,饥饿后体内蛋白质也氧化分解产生能量,体内可分解的非结构性蛋白质约有6kg,氧化分解后产生的能量可以满足机体14天左右的能量需要,体内蛋白质的不断分解将严重影响机体的生理功能,如果分解超过40%将危及生命。体内一些矿物质和维生素的储备十分有限,如体内的钾离子随着蛋白质的分解而不断丢失,在饥饿的早期即可出现负钾平衡;所有维生素中以维生素B1在体内储存最少(表6-2),饥饿后几天内游离的维生素B1就可能被耗竭,2周内就可能出现缺乏症状。
表6-1 正常男性成年人体内的能源物质储备(体重70kg)
引自:Cahill GF,1970.
表6-2 一些维生素体内的储存期限
引自:Keys A,Brozek J,Henschel A,Mickelsen O,Taylor HL,1950.
二、人体的耐饥潜力
饥饿后的生存时间取决于饥饿的程度、时间、饮水情况、活动量、环境因素等的影响。在安静和保证饮水的情况下,根据体内能源物质的储备情况,健康成年人理论上耐饥时间可达8~12周。第二次世界大战期间,四名苏联的水兵在黑海漂泊了19~36天,他们每天饮用海水2水壶(黑海的水比其他一般的海水淡二倍),结果成功地生存了下来,被救起时,体重下降了32%左右。1981年,一名爱尔兰共和军绝食后生存了61.6天,死亡时体内脂肪消耗了94%,蛋白质消耗了19%。2008年我国四川汶川大地震中,60岁的王有群不幸被埋,遭受了饥饿的折磨,仅靠雨水生存,在被困196小时(即8天零4小时)后成功获救,被救时身体极度虚弱,并有脱水表现;另有来自绵竹的8名工人被困16天后获救,遇险期间依靠5kg大米、1袋食盐、山上野菜和雨水生存。据报道,肥胖人的耐饥能力很强,美国一名体重207kg的27岁肥胖男子,在饥饿状态下生存了382天。
美国明尼苏达大学曾经完成了一项历时6个月人体不全饥饿试验,参加试验的人员为青年男性志愿者,每天饮食所提供的能量约为正常的2/3,试验期间未出现意外死亡,试验结束时参试人员体重平均下降23%,体内70%的脂肪被动员消耗,肌肉消耗了20%左右,出现了典型的蛋白质能量营养不良(protein energy malnutrition)(图6-1)。
图6-1 美国明尼苏达大学不全饥饿试验一名男性志愿者试验前后的照片
引自:Keys A,Brozek J,Henschel A,Mickelsen O,Taylor HL,1950.
饥饿的最终结果将是死亡,一般而言BMI男性低于13kg/m2、女性低于12kg/m2时将面临生命危险。大多数情况下饥饿的死亡原因并不是由于体内的能源物质耗竭所致,而是由于机体抵抗力下降导致呼吸道、消化道感染,引发败血症所致,或者是由于体内电解质紊乱、心律失常、心功能衰竭所致。