114 年 國立臺灣大學食品科技研究所乙組《營養學》

DASH 飲食（Dietary Approaches to Stop Hypertension）是一種飲食模式，旨在幫助人們降低血壓。其主要原則包括：

• 多攝取蔬果、全穀類、低脂乳製品： 這些食物富含鉀、鎂、鈣、纖維及蛋白質。
• 適量攝取魚、禽肉、豆類及堅果種子： 提供優質蛋白質、纖維及礦物質。
• 限制紅肉、甜食及含糖飲料的攝取： 減少飽和脂肪、膽固醇及添加糖的攝取。

美國健康餐盤（MyPlate）是美國農業部（USDA）於 2011 年推出的飲食指南圖示，取代了原有的「食物金字塔」。MyPlate 的設計概念是將餐盤視覺化，簡單明瞭地呈現理想的餐盤組成比例，幫助民眾建立健康的飲食習慣。

MyPlate 將餐盤分為四個主要部分，分別代表不同類型的食物：

• 蔬菜 (Vegetables)： 約佔餐盤的 1/4，強調攝取多樣化的蔬菜，種類和顏色越豐富越好。
• 水果 (Fruits)： 約佔餐盤的 1/4，建議攝取各種新鮮、冷凍或乾燥的水果。
• 穀物 (Grains)： 約佔餐盤的 1/4，鼓勵選擇全穀類，如糙米、全麥麵包等。
• 蛋白質 (Protein Foods)： 約佔餐盤的 1/4，包含魚、禽肉、豆類、堅果、種子和豆製品等。

葉酸（Folate），又稱維生素 B9，是一種水溶性維生素，對細胞的生長和分裂至關重要，尤其在 DNA 合成、修復以及紅血球的形成過程中扮演關鍵角色。葉酸缺乏症（Folate deficiency）是指人體無法獲得足夠的葉酸，導致一系列健康問題。

葉酸缺乏症的主要原因包括：

• 飲食攝取不足： 攝取過少富含葉酸的食物，如綠葉蔬菜、豆類、肝臟等。
• 吸收不良： 某些腸道疾病（如發炎性腸道疾病、乳糜瀉）會影響葉酸的吸收。
• 藥物影響： 某些藥物（如抗癲癇藥物、甲氨蝶呤）會干擾葉酸的代謝。
• 酒精濫用： 長期過量飲酒會損害葉酸的吸收和利用。
• 懷孕及哺乳期需求增加： 這些時期對葉酸的需求量顯著增加，若攝取不足易致缺乏。

PDCAAS（Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score）是評估蛋白質營養價值的指標之一，由美國農業部（USDA）於 1990 年提出。它綜合考量了蛋白質的氨基酸組成和消化率，以更準確地反映蛋白質對人體生理功能的有效性。

PDCAAS 的計算公式為：
$\text{PDCAAS} = (\text{氨基酸評分} \times \text{消化率})$
其中：

1. 氨基酸評分 (Amino Acid Score)： 這是指特定蛋白質中，限制性氨基酸（人體無法自行合成，必須從飲食中攝取，且含量相對較低的氨基酸）與人體每日所需氨基酸參考量（通常參考 FAO/WHO 的標準）的比例。若某種必需氨基酸的比例低於參考值，則該氨基酸即為限制性氨基酸，其比例決定了氨基酸評分。
2. 消化率 (Digestibility)： 指蛋白質在消化道中被消化分解為氨基酸並被吸收的百分比。對於動物性蛋白質（如雞蛋、牛奶、肉類），消化率通常很高（約 90% 以上）；

壓力（Stress）對脂質代謝的影響是複雜且多方面的，主要通過神經內分泌系統（特別是交感神經系統和下視丘-腦下垂體-腎上腺軸，HPA axis）的活化來調節。短期和長期的壓力暴露會產生不同的影響。

短期壓力 (Acute Stress) 的影響：
短期或急性壓力通常會引發「戰鬥或逃跑」反應，導致兒茶酚胺（catecholamines，如腎上腺素和去甲腎上腺素）和糖皮質激素（glucocorticoids，如皮質醇）的釋放增加。

• 兒茶酚胺：
  • 促進肝臟和脂肪組織中的肝醣及三酸甘油酯分解。
  • 加速脂肪組織中的脂肪分解（lipolysis），釋放游離脂肪酸（free fatty acids, FFAs）和甘油進入血液。
  • 這些游離脂肪酸可被肌肉和心臟作為能量來源，以應對緊急情況。
• 皮質醇：
  • 在短期內，皮質醇也會促進脂肪分解，但其作用機制與兒茶酚胺略有不同，並可能增加肝臟的糖質新生（gluconeogenesis），以提供葡萄糖。

總體而言，短期壓力傾向於使能量物質（包括脂肪）更容易被利用，以應對生理上的需求。

長期壓力 (Chronic Stress) 的影響：
長期的慢性壓力則會導致HPA軸持續活化，皮質醇水平長期升高，這對脂質代謝會產生不利影響。

血清鐵蛋白（Serum ferritin）、鐵轉運蛋白（Transferrin）以及體內的鐵代謝是緊密相連的，它們共同調節鐵的吸收、運輸、儲存和利用，維持體內鐵的恆定。

1. 鐵的吸收與運輸：

• 鐵主要在十二指腸和小腸吸收。吸收的鐵會與轉鐵蛋白（Transferrin）結合，形成鐵-轉鐵蛋白複合物，然後被運送到身體各個組織。
• 鐵轉運蛋白 (Transferrin)： 是一種主要的血漿糖蛋白，負責將吸收的鐵（主要是三價鐵，Fe³⁺）從吸收部位（如腸道）和儲存部位（如肝臟、脾臟）運送到全身需要鐵的細胞，特別是骨髓中的紅血球生成細胞，用於合成血紅素（hemoglobin）。轉鐵蛋白的飽和度（Transferrin saturation, TSAT）是衡量體內鐵狀態的重要指標，通常指結合的鐵佔總轉鐵蛋白結合能力的百分比。

2. 鐵的儲存：

• 當體內鐵的供應量超過即時需求時，多餘的鐵會被儲存起來，主要以 血清鐵蛋白 (Serum ferritin) 的形式存在。
• 血清鐵蛋白 (Serum ferritin)： 是一種球狀蛋白質，由一個apoferritin外殼和內部儲存的鐵離子組成。它是細胞內主要的鐵儲存形式，存在於肝臟、脾臟、骨髓和肌肉等組織中。血清鐵蛋白能夠儲存數千個鐵離子，並在身體需要時將鐵釋放出來。血清鐵蛋白的濃度是反映體內總鐵儲存量的最佳指標，血清鐵蛋白水平升高表示鐵儲存量增加，反之則表示鐵儲存量減少。

女性運動員若長期處於能量不足的狀態，會引發所謂的「女性運動員三聯症」（Female Athlete Triad），其中骨骼健康受損是關鍵且影響深遠的一部分。能量不足會從多個途徑影響鈣代謝和骨骼健康：

1. 雌激素水平下降 (Hypoestrogenism)：

• 能量攝取不足會抑制下視丘-腦下垂體-性腺軸（Hypothalamic-Pituitary-Gonadal axis, HPG axis）的功能，導致促性腺激素釋放激素（GnRH）分泌減少，進而降低黃體生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）的分泌。
• 這會導致卵巢釋放雌激素（estrogen）的量顯著減少，甚至停經（amenorrhea）。
• 雌激素對骨骼的重要性： 雌激素在維持骨骼健康中扮演關鍵角色。它能抑制骨吸收（osteoclast activity），促進骨形成（osteoblast activity），並維持鈣的負氮平衡。
• 雌激素下降的後果： 雌激素水平降低會導致骨吸收增加，骨形成減少，鈣的負氮平衡轉為正氮平衡，骨礦物質密度（BMD）下降，骨骼變得脆弱，增加骨折的風險。

2. 鈣吸收與利用改變：

• 維生素 D 活性降低： 能量攝取不足可能伴隨飲食中維生素 D 的攝取不足。此外，雌激素下降本身也會影響維生素 D 的代謝和活性。維生素 D 是促進鈣吸收的重要因子。

維生素 E 是一組脂溶性化合物的總稱，主要有兩大類：生育醇（Tocopherols）和生育三烯酚（Tocotrienols）。每一類又包含四種不同的形式，分別以希臘字母 α, β, γ, δ 來命名。因此，維生素 E 主要有八種形式：

• 生育醇 (Tocopherols)：
  • α-生育醇 (α-Tocopherol)
  • β-生育醇 (β-Tocopherol)
  • γ-生育醇 (γ-Tocopherol)
  • δ-生育醇 (δ-Tocopherol)
• 生育三烯酚 (Tocotrienols)：
  • α-生育三烯酚 (α-Tocotrienol)
  • β-生育三烯酚 (β-Tocotrienol)
  • γ-生育三烯酚 (γ-Tocotrienol)
  • δ-生育三烯酚 (δ-Tocotrienol)

食物來源：

• 生育醇： 在植物油（如小麥胚芽油、葵花籽油、玉米油）、堅果（如杏仁、花生）、種子和綠葉蔬菜中含量較高。其中，α-生育醇在西方飲食中最常見，而 γ-生育醇在玉米油和豆油中含量較多。
• 生育三烯酚： 在某些棕櫚油、米糠油、大麥、燕麥等食物中含量較高。

抗氧化活性比較：
維生素 E 的抗氧化活性主要通過其酚羥基（-OH）能夠清除自由基（free radicals）來實現。其抗氧化能力與以下幾個結構特徵有關：

1. 側鏈的飽和度： 生育醇的側鏈是飽和的，而生育三烯酚的側鏈含有三個雙鍵（不飽和）。

體內調控血糖的荷爾蒙主要有胰島素（Insulin）和升糖素（Glucagon），此外，腎上腺素（Epinephrine）、皮質醇（Cortisol）、生長激素（Growth hormone）等也扮演輔助角色。這些荷爾蒙協同作用，維持血糖在正常範圍內波動，以確保身體細胞（特別是大腦）有足夠的能量供應。

1. 胰島素 (Insulin)：

• 分泌部位： 胰臟的 β 細胞。
• 主要作用： 降低血糖。
• 機制：
  • 促進葡萄糖進入細胞： 胰島素與細胞膜上的胰島素受體結合，啟動細胞內的信號傳導，增加葡萄糖轉運蛋白（GLUT4）在細胞膜上的表達，從而促進肌肉、脂肪等組織對葡萄糖的攝取。
  • 促進肝臟和肌肉的糖原合成： 刺激肝臟和肌肉將葡萄糖轉化為肝糖原（glycogen）儲存起來。
  • 抑制肝臟的糖質新生 (Gluconeogenesis)： 減少肝臟產生新的葡萄糖。
  • 促進脂肪合成： 在脂肪組織中，促進葡萄糖轉化為脂肪儲存。
  • 抑制脂肪分解： 減少游離脂肪酸的釋放。
  • 促進蛋白質合成： 在細胞內促進氨基酸的攝取和蛋白質的合成。
• 血糖升高時分泌： 餐後血糖升高是刺激胰島素分泌的主要因素。

2. 升糖素 (Glucagon)：

• 分泌部位： 胰臟的 α 細胞。
• 主要作用： 升高血糖。
• 機制：
  • 促進肝臟的肝糖原分解： 刺激肝臟將儲存的肝糖原分解為葡萄糖，釋放到血液中。
  • 促進肝臟的糖質新生： 誘導肝臟利用非碳水化合物（如氨基酸、乳酸、甘油）合成葡萄糖。
  • 促進脂肪分解： 在脂肪組織中，促進三酸甘油酯分解為游離脂肪酸和甘油，甘油可作為糖質新生的原料。

氮（Nitrogen, N）是構成蛋白質和核酸的重要元素。人體每天都會攝取蛋白質，其中一部分用於合成新的蛋白質（組織建構、修復、酵素、抗體等），另一部分則會分解代謝，產生含氮廢物（主要是尿素），通過尿液排出體外。氮平衡（Nitrogen balance）就是衡量人體內氮的攝取量與排出量之間關係的指標。

1. 氮平衡 (Nitrogen Balance)：
氮平衡是指人體在一定時間內，攝入的氮量與排出的氮量之間的差值。
$\text{氮平衡} = \text{攝入的氮量} - \text{排出的氮量}$
這個指標可以反映人體蛋白質的合成與分解的相對速率。

2. 正氮平衡 (Positive Nitrogen Balance)：

• 定義： 攝入的氮量 > 排出的氮量。
• 意義： 表示身體正在合成的蛋白質量大於分解的蛋白質量。這意味著身體正在儲存氮，通常與組織的生長、修復或合成有關。
• 發生情境舉例：
  • 兒童和青少年生長發育期： 身體需要合成大量的蛋白質來建造新的組織。
  • 懷孕期： 胎兒的生長發育需要大量的蛋白質。
  • 運動員訓練期（肌肉增生期）： 肌肉組織的合成增加。
  • 疾病恢復期（如手術後、燒傷後）： 身體需要修復受損組織，合成新的蛋白質。
  • 蛋白質攝取量增加時： 當蛋白質攝取量遠超過身體所需時，一部分多餘的氨基酸會被用於合成蛋白質。

3. 負氮平衡 (Negative Nitrogen Balance)：

• 定義： 攝入的氮量 < 排出的氮量。

鋅（Zinc, Zn）是人體必需的微量礦物質，參與體內眾多生理功能，對維持細胞正常生長、發育和免疫功能至關重要。

一、鋅的生理功能：
鋅是許多酵素的輔助因子，參與超過 300 種酵素的反應，主要功能包括：

1. 酵素活性： 參與碳酸酐酶（carbonic anhydrase）、鹼性磷酸酶（alkaline phosphatase）、脫氧核糖核酸（DNA）聚合酶、核糖核酸（RNA）聚合酶等多種酵素的催化和結構維持。
2. 細胞生長與分裂： 對 DNA 和 RNA 的合成至關重要，因此對細胞的生長、發育和修復是必需的。
3. 免疫功能： 對 T 細胞和 B 細胞的發育和功能有重要影響，調節免疫反應，增強抵抗力。
4. 味覺和嗅覺： 是味覺和嗅覺感受器中味覺蛋白（gustin）的組成部分，對維持正常的味覺和嗅覺功能有重要作用。
5. 傷口癒合： 參與蛋白質合成和細胞增殖，促進傷口癒合。
6. 抗氧化作用： 是超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）等抗氧化酵素的組成成分，有助於清除自由基，保護細胞免受氧化損傷。
7. 荷爾蒙代謝： 參與胰島素的儲存和分泌，以及類固醇荷爾蒙（如睾酮）的代謝。
8. 生殖功能： 對男性和女性的生殖健康都很重要，參與精子生成和卵子發育。

二、鋅的吸收、運送、儲存和排泄：

1. 吸收：

   • 主要在小腸（十二指腸和空腸）吸收。
   • 鋅的吸收是一個活躍的過程，受體介導。
   • 影響吸收的因素：
     • 吸收促進因素： 有機酸（如檸檬酸）、蛋白質（特別是含硫氨基酸如半胱氨酸）。
     • 吸收抑制因素： 植酸鹽（phytates，存在於全穀類、豆類）、膳食纖維、鈣、鐵、銅、鎘等礦物質（它們可能與鋅競爭吸收途徑或結合形成不溶性複合物）。
     • 身體狀態： 缺鋅時，吸收率會增加；攝取量高時，吸收率會降低，呈現一定的調節機制。

2. 運送：

   • 吸收進入腸細胞的鋅，一部分被利用，一部分釋放到門靜脈。