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第43章 特殊作业环境与营养——开一个好“偏方”(8)

肉、鱼、虾、禽类等动物性食品,应经冷冻后存于一15℃~一18℃的冷冻库内,若存放低于此温度的冷库中,则深存期将大为缩短。近年来强调冷冻时要速冻,即在短时间内将食品快速降温至各种食物的冰点,然后在一15℃~一18℃保存,这种食品营养素及食品风味能较好保存。除生的速冻食品外,还有熟的速冻食品,这种食品在解冻后不需烹调,加热后即可食用。

罐头食品由于耐保存,可保存于一般舱室中、食用方便等原因,迄今仍是航海食品的重要组成部分。但罐头食品在加工过程中要破坏一些营养素,而且风味也受到一定的影响。特别是马口铁罐装的罐头,经贮存后常有一种异味——罐头味,可使一些罐头食品失去自己特有的口味。近年来发展了用复合薄膜为包装材料的“软罐头”,由于杀菌时间短,营养素与食品风味都保存得较好,很受人们的欢迎。

上述各种食物除新鲜食物外,因都经过加工处理,不须洗涤即可烹调,或仅需要简单烹调即可食用,可节约用水及人力,这对贮水有限的舰船也是很有利的。

根据许多调查结果表明,舰船人员在航海期间,某些营养素如维生素、矿物质仅从通常的膳食中摄取难以满足身体消耗的需要,必须另外补给,应用维生素丸补给不易为人们所接受,而采用强化食品则可达到目的。通常是在大家都喜爱的食物中添加易丢失的水溶性维生素及矿物质。较受欢迎的强化食品品种有饮料及巧克力等糖果类,也可添加于主食和调料中。

在出海航行前,食品装载是很重要的一项准备工作,应根据营养需要制订携带的食物品种与数量的计划。装载的食物应尽可能多样化,以使各种营养素摄入充足。有的舰船制订了每两周循环一次的食谱,在两周内供给的菜肴不重复,以使舰船上的人员保持良好的食欲。

除了普通的食物外,舰船上还要贮备应急食品以备有紧急情况下使用。如当舰船损坏无法烹调时,或因舱室封闭无法送饭时就需使用应急食品。这时舰船员不是弃船待援,而是要修复损坏的舰船。这种应急食品的热量虽较日常膳食供应低,但要能维持体力,营养素配比要合理。并要求这种口粮不需要很多的水即能食用,也不会引起代谢的紊乱。另一种为弃舰救生口粮,是在救生艇上等待救援时使用。这种口粮供给的热量都较低,如美国弃舰救生口粮每人每日不足2.092兆焦耳,由各种糖块组成,在无水条件下食用也不会引起口渴。法国海军救生口粮的热量稍高约5.02兆焦耳。

5、潜水作业的特点

(1)高气压环境

在水下人们是处于大于1个大气压的环境中,人们的环境除了大气压(在水面上)外,还有静水压,水深10米处的潜水员就承受相当于1个大气压的静水压,水深每增加10米就增加1个大气压。水深处的压力加上水面上的大气压称为绝对压(ATA),潜水愈深绝对压愈大。在这种环境中必须呼吸与所在深度绝对压相等压力的气体,否则人体内含气的器官、腔器将受到挤压而受伤。随着总的气压增加,气体中各组成气体的分压也相应升高,某些在常压下对人体无明显效应的气体,在高气压下却可对人体正常生理功能产生影响。如高分压氮可引起氮麻醉,高分压氧可引起氧中毒等。气度加大,使呼吸阻力增加,并且随气压加大而增加。

(2)热量丢失增加

潜水员要在水中进行作业,而水温在大多数情况下低于气温,水的导热又大于空气,人在水中将以传导和对流方式向水中散热,因此比在空气中丧失更多的热量。此外,为了克服水中的阻力,潜水员要消耗更多的热量。若在水下50米深处作业,为避免产生氮麻醉,就要用氦气来代替氮。氦分子较氮分子小、扩散速度快,氦的导热系数比空气大近6.2倍,因此呼吸含氦的混合气体时,经呼吸道散失的热增加。

(3)精神高度紧张

在水下作业困难多,需要高度集中注意力。从水下上升到水面的减压过程中,若不遵守减压的规则,即可发生不同程度的减压病,严重者可危及生命,因此在减压中潜水员也处于高度紧张状态中。

(4)食欲发生变化

在高压环境中潜水员摄入量常减少,原因有:

①摄取食物的品种发生变比,在饱和潜水(在高压环境下停留24小时以上即为饱和潜水。)时表现明显,潜水员摄入荤食减少,摄入水果、蔬菜及饮料等数量增加。如在200米深氦氧模拟饱和潜水营养代谢的研究中发现,在高压停留期问,主要是素食、水果和饮料的摄入量增加,主食与荤食的摄入量下降。

②在超过200米深度较大的潜水作业时,潜水员易发生高压神经综合征而引起厌食。如有2名潜水员潜水前摄入热量平均为12.13兆焦耳,到26ATA环境中摄入量约10.04兆焦耳,在31ATA环境下摄入量进一步下降为8.31兆焦耳。

③在高压环境中特别是开始减压时,有意识地减少进食量,以免血脂增多而增加减压时的危险。

6、潜水作业对潜水员营养代谢的影响

(1)热能代谢

潜水作业使潜水员的热能消耗增加,并与高压环境、呼吸气体成分以及环境温度有关。有报告提出,潜水员的基础代谢在潜水前为6.03兆焦耳,16ATA时上升为8.37兆焦耳,21ATA时为7.53兆焦耳。另有人报告,在5ATA空气环境中40分钟,其间进行肌肉活动10~12分钟,其氧耗量为每分钟2.335升而在1ATA空气环境中,进行同样强度的肌肉活动,其氧耗量为每分钟1.633升进行18.6ATA环境中能量平衡研究时发现,在18.6ATA氦氧环境中,温度为31℃(感觉舒适的温度)热能消耗较在1ATA环境中增加12%;若环境温度降至27℃(有凉意)时热能消耗较1ATA时增加26%。也就是说在氦氧环境中温度变化很小时,就可显示出代谢的差异。在动物实验中发现,于普通环境中呼吸损失的热量对代谢产热的比率为10%,而在高压氦氧环境中呼吸损失的热量对代谢产热的比率可上升到70%一80%。总的说来,潜水作业时,潜水员的热能消耗量增加,而同时摄入的热量减少。热能平衡常呈负平衡,在大多数饱和潜水作业中,潜水员的体重都下降。

(2)三大营养素

①蛋白质。无论进行什么形式的潜水作业,都可观察到蛋白质代谢变化。即使短时间的潜水作业也可观察到这种变化。如在空气潜水中观察到,潜水员在6.7ATA空气环境中停留45分钟,第1一2天尿中尿素氮排出量下降,而到第9~10天尿素氮排出量明显增加,在28天后再重复潜水1次,则在潜水后第1天尿素氮排出量即明显增加。显示了反复潜水的效应。而在另一实验中观察到,潜水员在6.7ATA空气环境中45分钟,1小时后血中自蛋白、球蛋白含量增加,而在潜水后1~7天血清总蛋白有下降的趋势。在饱和潜水中蛋白质代谢的变化更加明显,即使是深度不大的饱和潜水也可观察到。在2.5ATA空气环境中每天巡潜至4ATA环境共7天,或在2.8ATA空气环境中每天巡潜至3ATA环境共6-7天,潜水员血清中尿素氮含量在潜水期间明显增加。并一直持续到潜水结束后第3天。同时尿中尿素氮排出量也明显增加。血清总蛋白与白蛋白浓度在潜水结束后第7天明显下降。在21ATA氦氧饱和潜水中观察到潜水员血清游离氨基酸含量下降,其中必需氨基酸含量下降较多。饱和潜水中潜水员摄入蛋白质较加压前少,尿氮排出量也相应减少,但尿氮排出量占摄入氮的比例却较加压前增加。在更大深度43.ATA氦氧饱和潜水时观察到,随着压力增高潜水员尿氮排出量进行性地增加。参加实验的4名潜水员每日摄取蛋白质为97克~127克,按每千克体重计算摄取量为1.45克一1.9克,都出现了负氮平衡。动物实验中观察到,大白鼠在氦氧11ATA及21ATA环境中吃生长饲料(含蛋白质26%),体重增长缓慢,而在生长饲料中增加蛋白质,可使在高压环境中的大白鼠生长良好。

②脂肪。日本海女(采珠女,空气潜水)在收获季节皮下脂肪明显减少。与日本女青年比较血浆游离脂肪酸是很低的,仅为日本女青年的49%。在动物实验中发现,在1ATA或10ATA氦氧环境中,大白鼠的皮下脂肪较在正常环境中显着减少。肾上腺中脂肪含量下降较多,肾脏中脂肪少量下降,而肝和脑中脂肪含量都增加。在19.2ATA氦氧饱和潜水条件下,潜水员血中胆固醇含量显示明显增加,血清游离脂肪酸减少。

③维生素。有关高压环境对维生素代谢影响的报告结果不尽一致,这与潜水条件不一致有关。从事空气潜水作业的潜水员与非潜水员比较,体内硫胺素不足者多,而且4一吡哆酸排出量低于正常排出量。在4.65ATA氦氧饱和潜水26天中,观察到潜水员的维生素饱和实验尿中核黄素、4一吡哆酸的排出量,在高压环境下1周时有一时性的增加,而硫胺素却持续减少。在更大深度36ATA氦氧饱和潜水中,观察到24小时尿中排出核黄素、N′-基烟酰胺、烟酸、叶酸、吡哆醇在高压环境中第7天有一时性增加,而硫胺素排出量也持续减少,同时红细胞转酮酶的活力下降,血中维生素A与抗坏血酸含量未见明显变化。

在另一实验中观察到,在36ATA及57.6ATA氦氧饱和潜水中潜水员血中抗坏血酸含量下降,认为这是较正常环境中氧分压高引起的。而在高压环境中短期暴露时维生素代谢有所不同。前苏联学者报告,在11ATA4小时30分后,24小时尿中硫胺素、核黄素、N′-甲基烟酰胺排出量明显增加,而4一吡哆酸和抗坏血酸排出量明显减少,这种变化在加压6个月后,除4一吡哆酸恢复正常外,其余变化仍未恢复。动物实验中发现,在高压环境中不增加维生素供给量,动物不能正常生长。特别是不能缺少硫胺素、泛酸、生物素、维生素K中任何一种。标准饲料中维生素A、维生素D和维生素E中任何一种的含量都处于边缘水平,容易出现生长不良。近年来探讨高压神经综合征的研究工作表明,在51ATA及71ATA条件下大鼠脑中纹状体抗坏血酸含量明显减少。另外还发现在加压前和减压后静脉注射烟酸,可使狗在减压期间血浆容量不下降。

(3)水与矿物质

在潜水深度较浅并持续时间较短时,如在2.5-5ATA氦氧环境中5小时,大鼠骨骼肌、心肌、肝及脑组织总水量及细胞外液无变化。而在潜水时间较长如饱和潜水时,无论潜水深度浅或深,都出现排出尿量增加,如2.5ATA空气饱和潜水7天,每天巡潜到4ATA潜水员每日尿量由加压前1.7升,增加至2.5升一2.6升,两者有显着差异。在18.6ATA氦氧饱和潜水环境中潜水员尿量一直较加压前多,但不论每天摄水量还是身体总水量并无明显变化,只是不显性失水却较加压前低35%。另一报告指出在高压下利尿,主要是夜尿排出增加。

在潜水深度较浅时即可见到潜水作业对矿物质代谢的影响。如在2.5~5ATA暴露5小时后,大鼠血浆、骨骼肌、肝和脑中钾含量减少,钠含量不变。潜水员于6.7ATA空气潜水46分钟,潜水后1小时血中钠减少,钙与钙/磷比值下降。在2.5~2.8ATA空气饱和潜水每日巡潜到4.ATA6~7天的实验中观察到,潜水员尿中钠、钾、氯排出量增加,钠/钾比值下降。在18.6ATA氦氧饱和潜水中,观察到潜水员体内钠平衡为正平衡,而钾为负平衡。在26.7ATA氦氧饱和潜水6天中,替水员尿中钠排出量变化不明显,而钾排出量增加,钠/钾比值下降。在36-40ATA氦氧饱和潜水条件下,潜水员血中钠、钾、钙、镁、铜、锌等与加压前比较未见明显变化。在43ATA氦氧饱和潜水中,对潜水员的钙平衡研究中未见有何变化。而另有报告提出,在高压环境中骨骼中钙沉着增加。芷208ATA空气饱和潜水8天中,观察潜水员的铁代谢时发现,血清中铁蛋白和铁含量增加,而胆红素、血红蛋白、血浆铜蓝蛋白、转铁蛋白、铜或总铁结合力都未见变化。血清铁蛋白增加被认为与骨髓损伤有关。总的说来,在潜水作业条件下,潜水员体内矿物质代谢受到影响,而钾代谢受影响较明显,尿钾排出量增加,有的实验还观察到钾代谢呈负平衡。

7、潜水人员营养素供给量

(1)热量

不仅在潜水作业时,而且在潜水员训练期间就要注意供给充足的热量,以满足身体消耗的需要。在使用空气潜水时,可供给热量13.39兆焦耳~15.06兆焦耳。当然若水温较低、劳动强度又较大时,可增加热量供给量。在使用氦氧混合气进行潜水时,特别是饱和潜水时,一般都提出供给量为16.74兆焦耳,水温较低时可增至18.3兆焦耳。

(2)三大营养素

应考虑供给平衡膳食。三大营养素占总热量来源比例,不同学者的意见不太一致,有的提出蛋白质为18%,脂肪10%,碳水化合物为72%。而有的提出,供给16.74兆焦耳热量,其中蛋白质给120克,占热源12%;供给脂肪160克,占热源36%;供给碳水化合物500克,占热源50%。

(3)维生素

由于在高压环境中,体内消耗维生素较多,因此要供给充足的维生素,特别是B族维生素。供给量可为一般成年人供给量的150%~200%。

(4)水与矿物盐

由于高压条件下尿量排出增加,因此要注意供给水,每天约2升。目前尚未见到有关矿物盐供给量的报告,若给平衡膳食,尚可满足需要。

潜水员的营养需要量虽较高,但要注意使潜水员的身体脂肪及血脂控制在正常范围内,否则在减压时易发生减压病。如动物实验中观察到,若在实验前1小时或5小时给脂肪高的食物,可使减压病死亡率增加。有人提出在潜水作业前1~2天,应多吃一些食物以贮存葡萄糖,而在潜水作业当天吃清淡的食物,在潜水作业期间应给含糖的点心。在潜水前2~3小时进食,吃些含碳水化合物丰富、脂肪和蛋白质少的食物是一种安全的选择。在减压期间每日给约12.55兆焦耳热量,并给易消化的食物,避免摄入脂肪多及产气的食物。

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