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高中生物研究性学习--膳食纤维与糖尿病


=== === ===膳食纤维与糖尿病=== === ===

班级: 组长: 组员: 指导老师:

研究性学习课题研究开题报告
课题名称 课题负责人 课题组主要成员 课题背景和目的的简要说明 组员: 目前越来越多的人开始患糖尿病,那 么如何预防和治疗呢,它与膳食纤维 又有着怎样的联系呢? 主导课程:生物 计划访问专家 活动所需

资料 相关课程:数学 校内 5 位, 图书资料:校图书馆、上虞图书馆、 文化站;机械设备:电脑、录音机 交通工具:公交、出租车、自行车 预期成果 论文、调研报告、制作模型、实验报 告等 表达形式 文字、图片、实物、影像资料 膳食纤维对糖尿病的影响研究

时间安排
2016/6/5~2016/6/6 确定课题并且进行组员分工、研究目标

2016/6/6~2016/6/7

实地调查,记录数据

2016/6/7~2016/6/8

汇总数据,交流

2016/6/8~2016/6/9

得出结论,拟定报告

膳食纤维与糖尿病
糖尿病是由于体内胰岛素不足而引起的以糖、 脂肪、 蛋白质代谢紊乱为特征的常见慢性 病。它严重危害人类的健康,据统计,世界上糖尿病的发病率为 3%~5%,50 岁以下的人均 发病率为 10%。在美国,每年死于糖尿病并发症的人数超过 16 万。在中国,随着经济的发 展和人们饮食结构的改变以及人口老龄化,糖尿病患者迅速增加。目前 25 岁以上成年人糖 尿病患病率约为 2.5%,达 2000 多万人,预计到 2010 年糖尿病患者可能达到 6300 万,将居 世界首位。 糖尿病会引起并发症。研究表明,患糖尿病 20 年以上的病人中有 95%出现视网膜病变,糖 尿病患心脏病的可能性较正常人高 2~4 倍, 患中风的危险性高 5 倍, 一半以上的老年糖尿病 患者死于心血管疾病。除此之外,糖尿病患者还可能患肾病、神经病变、消化道疾病等。由 于糖尿病并发症可以累及各个系统,因此,给糖尿病患者精神和肉体上都带来很大的痛苦。 而膳食纤维在胃肠中能形成一种粘膜,使食物营养素的消化吸收过程减慢,而在整个消化道 中进行消化吸收,从而降低血糖水平。 那么, 什么是膳食纤维?有哪些种类和功能?与糖尿病有着怎样的关系, 糖尿病的发病机理 又是什么? 膳食纤维的种类、定义和功能 膳食纤维(dietary fiber,DF)是不被人体消化道分泌的消化酶所消化的、且不被人体吸 收利用的多糖和木质素。DF 包括一大类具有相似生理功能的物质,按溶解性可将膳食纤维 分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。 可溶性膳食纤维主要是 ①植物细胞壁内的储存物质和分泌。 ②部分半纤维素③部分微生物多糖④合成类多糖, 如果 胶、魔芋多糖、瓜儿胶、阿拉伯糖等 不溶性膳食纤维包括 ① 半纤维素②不溶性半纤维素③木质素④抗性淀粉⑤一些不可消化的寡糖 ⑥美拉德反应的产物⑦虾、蟹等类动物表皮中所含的甲壳素⑧植物细胞壁的蜡质与角质 ⑨不消化的细胞壁蛋白。 膳食纤维的功能 1、增加粪排出量,并缩短其运行时间,在胃肠道未被消化而到达结肠内的膳食纤维可使粪 便量增加, 其吸水性及分解产物的渗透作用是增加粪便的重要原因。 由于粪便量增加、 变湿、 变软、从而易于排便和增加便次。 2、导泻:其分解产物是重要的渗透性泻剂,此外,其吸水性增加了粪便的含水量和体积, 也是导泻的原因。 3、改变肠道的细菌丛:在低膳食纤维膳食的欧美居民肠道粪中厌氧菌多而需氧菌较少,而 在摄入高的亚非国家居民粪中则相反。 4、增加胆盐排出和降低胆固醇浓度。 5、延缓某些营养素的消化、吸收,使营养的消化、吸收减少。 另外膳食纤维过少会导致以下疾病:糖尿病、结肠癌、冠心病、胆石症、肥胖症和憩室 病。 虽然膳食纤维摄入过少会引起身体不同程度的疾病, 但过量摄入膳食纤维也会对身体造 成危害。例如,会引起胃肠道不适,如腹痛腹泻等;另外还会引起矿物质营养缺乏,尤其谷

类纤维含有较多的植酸,与矿物质结合形成不溶性植酸盐,减少其在肠道的吸收;最后还会 引起脂溶性维生素的缺乏。 膳食纤维与糖尿病的关系 几十年来,对膳食纤维的生理功能,国内外科学家做了大量科学研究,最后确认为是人 类每天必需摄取的“第七营养素”。基于这一认识,发达国家国民迅速调整膳食结构,少吃 肉、糖、脂肪,多吃果蔬。因此,近年来在欧美等国,心脑血管病死亡率已呈下降趋势,而 我国却相反,广大步入“小康”的国民,享受美食佳肴的同时,心脑血管、糖尿病也逐渐缠 身。在东南沿海经济发达地区,心脑血管病、糖尿病发病率已赶上西方发达国家。其后果除 了病人痛苦,还给家庭和国家造成了沉重的经济负担。据复旦大学调查推算,我国城市治疗 II 型糖尿病及其并发症的直接医疗总成本为 188.2 亿元! 因此向国民宣讲膳食纤维的重要性,是我们义不容辞的职责。 1、膳食纤维与冠心病的关系 膳食纤维可阻止机体对脂肪的吸收,降低血液中甘油三酯和胆固醇的水平。试验表明, 小麦麸皮(水不溶性纤维)对胆固醇水平几乎没有影响,而水溶性纤维对降低血浆胆固醇有 很好效果,可防治动脉粥样硬化和冠心病。美国一项研究表明,每天补充一定量的水溶性膳 食纤维,血液胆固醇可下降 3—5%,冠心病死亡率下降 3%。 2、膳食纤维与糖尿病的关系 西方人糖尿病发病率高,膳食纤维摄入量太少是一个重要原因。 大多数研究认为,水溶性膳食纤维在降低葡萄糖耐受性和抑制餐后血糖升高是有效的; 但水不溶性纤维在降低血糖水平的研究结果却不甚一致。 高纤膳食对治疗 I 型糖尿病是有效的,对 II 型糖尿病人的效果,需进一步证实。 摘要:目的通过对膳食血糖指数(DGI)和膳食血糖负荷(DGL)的评估,研究膳食生糖效应与膳 食纤维的关系。 方法采用食物称重记账法调查 105 名 2 型糖尿病病人的 2 个 3 日膳食摄入状 况,根据食物血糖指数和膳食碳水化合物摄入量计算 DGI 和 DGL,采用酶-重量法测定食物中 总膳食纤维(TDF)、不可溶性膳食纤维(IDF)和可溶性膳食纤维(SDF)含量。结果调查对象的 DGI 值 是 62.9± 6.8,DGL 值 是 142.4± 39.8,TDF 、 IDF 和 SDF 的 摄 入 量 分 别 是 (22.5± 6.7)g/d,(16.1± 5.5)g/d,(6.4± 2.0)g/d。DGI 与 TDF 的相关系数是-0.407(P0.01)。与 DGI 最 低五分位组的调查对象相比 ,DGI 最高五分位组的调查对象蔬菜类食物摄入量减少了 221.9g(P0.01),TDF、IDF 和 SDF 摄入量分别减少了 6.5g、5.0g 和 1.4g(P 值均 0.01),其中由蔬 菜提供的膳食纤维减少量最多,谷类摄入量增加了 68.0g(P0.01)。 结论 DGI 与膳食纤维摄入量 呈负相关。富含蔬菜和膳食纤维的膳食可降低膳食生糖效应。 膳食纤维对糖尿病的影响 膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收 , 而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物 性成份、碳水化合物及其相类似物质的总和,包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。 膳食纤维在胃肠中能形成一种粘膜,使食物营养素的消化吸收过程减慢,而在整个消化道中 进行消化吸收,从而降低血糖水平。 众所周知,糖尿病是一组以血糖升高为特征的慢性代谢性疾病,典型的表现就是高血糖。而 膳食纤维以其对血糖的控制作用可以起到预防糖尿病的效果。 康力糖尿病食品专卖曾进行实验,在实验人群进食各种食物两小时后,再测量其血糖水平, 以计算食物的血糖指数。 详见下表: 食物 膳食纤维含量(%) 升糖指数

土 豆 早籼米 白面包 全麦包 燕 麦 黑 豆 扁 豆

0.7 1.4 3.6 5.8 6.6 10.2 13.4

80-90% 70-80% 60-70% 50-60% 40-50% 30-40% 20-30%

可见,食物中的膳食纤维含量越高,血糖指数就越低,即不易引致血糖升高。反之,膳 食纤维含量越低,血糖指数就越高,即容易引致血糖升高。在预防糖尿病的意见中,三个国 际权威医学机构都提到了膳食纤维的作用 : 美国国立卫生研究院认为膳食纤维对预防糖尿病 有好处;欧洲糖尿病研究会认为每天每 1000 卡热量膳食中应包括水溶性纤维 25 克;美国 糖尿病学会建议糖尿病病人每天摄取的膳食纤维应达 40 克

糖尿病的发病机理 糖尿病 (diabetes)是由遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、 精神因素等等各种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗(Insulin Resistance, IR)等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征,临床上以高血糖 为主要特点,典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现,即“三多一少”症状 糖尿病无论 I 型或Ⅱ型均由遗传因素决定,与感染、肥胖等环境因素相互作用,而导致 胰岛素活性相对或绝对不足而发病。

遗传因素 不论胰岛素依赖型还是非依赖型糖尿病, 均有遗传因素存在。 但遗传仅涉及糖尿病的易 感性而非致病本身。除遗传因素外,必须有环境因素相互作用才会发病。 胰岛素依赖型糖尿病的发病机理大致是, 病毒感染等因素扰乱了体内抗原, 使患 者体内的 T、 B 淋巴细胞致敏。 由于机体自身存在免疫调控失常, 导致了淋巴细胞亚群失衡, B 淋巴细胞产生自身抗体,K 细胞活性增强,胰岛β -细胞受抑制或被破坏,导致胰岛素分 泌的减少,从而产生疾病。 目前提出 I 型糖尿病发病机理的自身免疫学说:环境因素如病毒和/或化学毒素作用于 I 型糖尿病的遗传易感者(携带与 I 型糖尿病发病有关的 HLA 相关抗原,如 HLA-DR3/DR4、 ICA、IAA 等 I 型糖尿病自身免疫标志的个体),使其胰岛 B 细胞表面异常地表达 HLA-DR 抗原,导致胰岛 B 细胞表面自身抗原结构的改变, 引起 T 淋马细胞的自身激活。 如抑制性 T 淋巴细胞数量减少或活性减低, 即可诱发细胞的自身免疫过程, 早期有胰岛素属感染性或中 毒性反应,后期继以免疫反就。I 型糖尿病常因胰岛素分泌细胞的损害或完全缺如,导致内 源胰岛素的产量减少或消失。 Ⅱ型糖尿病(NIDDM)病人胰岛素细胞损害轻,甚而增生,所以胰岛素的分泌是正常或 升高的,但经糖刺激后,与相应体重的非糖尿病病人相比,胰岛素分泌是低的.表达了胰岛 素细胞分泌功能的潜在不足,即胰岛素活性的相对不足.特别见于Ⅱ型糖尿病中的肥胖和超 重者,表达出高胰岛素血症,这是因为长期高血糖刺激病人的 B 细胞分泌过多的胰岛素

自我评价: 经过这次膳食纤维对糖 指导老师评价: 尿病的影响研究我们更加了解了 糖尿病与膳食纤维以及二者之间 的关系, 这使我们在今后的生活中 可以预防糖尿病, 饮食更平衡。 此 次研究我们受益匪浅。 讨论:在我们的共同努力下,我们完成了膳食纤维对糖尿病的影响研 究。通过这次活动,我们对膳食纤维和糖尿病有了新的认识,也收获 了实践经验,增进了同伴间的友谊,我们认为这样的研究性学习对于 我们的成长是非常有帮助的,他能让我们的解决问题和收集资料的能 力变得更强。为将来走上社会不断培养能力。


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