: : Biochemistry 211 SIBC

Nutrition Chinnavuth Vatanashevanopakorn, M.D. Department of Biochemistry, Faculty of Medicine Siriraj Hospital, Mahidol University E-mail : [email protected] 1 Objective • สารอาหารและการจําแนกชนิดของสารอาหาร

• Recommended Dietary Allowances • ความต้องการและการใช้พลังงานของร่างกาย • ความสําคัญของสารอาหารทีให้พลังงานทางด้านโภชนาการ • ภาวะโภชนาการและการประเมินภาวะโภชนาการ • สารพิษในอาหาร • บทบาทของอาหารในการส่งเสริมและป้องกันโรค 2 Nutrition • การศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างอาหารและสุขภาพของร่างกาย – ปริมาณและสัดส่วนของสารอาหารทีร่างกายควรได้รับ – การเปลียนแปลงของสารอาหารเพือการนําไปใช้ โดยผ่านขบวนการต่าง ๆ ตังแต่digestion, absorption, metabolism, transport, storage และ excretion

• ความต้องการพลังงานและสารอาหารจะมีการเปลียนแปลงได้โดย ขึนกับ อายุ เพศ และสิงแวดล้อม 3 Food • สิงทีบริโภคแล้วไม่เป็นพิษ หรือก่อให้เกิดโทษแก่ร่างกาย

• สามารถจําแนกออกเป็น 5 หมู่ – หมู่ที 1 เนือสัตว์ต่าง ๆ นม ไข่ และถัว – หมู่ที 2 ข้าว เผือก มัน และนําตาล – หมู่ที 3 ผักต่าง ๆ – หมู่ที 4 ผลไม้ต่าง ๆ – หมู่ที 5 ไขมัน และนํามันพืช 4 Nutrients (สารอาหาร) • ส่วนประกอบของอาหารทีจําเป็นต่อร่างกาย – สารทีให้พลังงาน – Essential molecules • แบ่งเป็น 2 กลุ่ม – Macronutrients : CHO, lipid and protein – Micronutrients : vitamins, minerals and water • หน้าทีของสารอาหาร – Providing energy : CHO, lipid (and protein) – Forming structures : lipid, protein and minerals – Regulating body processes : CHO, lipid, protein,

vitamins, minerals and water 5 Nutrition recommendations • The first nutrition recommendations were made in the UK in the 1860s. • After World War I – To sustain life and are protective of health – fruits and green vegetables were included in a healthy diet. • In the US, Recommended Dietary Allowances (RDAs) were used after World War II • Recently, Dietary Reference Intakes (DRIs) have replaced the RDAs 6 Recommended Dietary Allowances

• Intakes that are sufficient to meet the nutrients needs of almost all healthy people in a specific life-stage and gender group • ปริมาณสารอาหารทีร่างกายต้องการในการทําให้มีสุขภาพดี ซึงเป็น ค่าทีสูงกว่าค่าเฉลีย

• ปัจจัยทีมีผลต่อ RDAs – อายุ : เด็ก > ผู้ใหญ่ – เพศ : ชาย > หญิง – สภาวะของร่างกาย : หญิงตังครรภ์/ให้นมบุตร 7 Nutrition facts 8 Nutrition facts 9 Energy requirement • Male (20-29 year-old) : 2,800 kcal • Female (20-29 year-old) : 2,000 kcal – Pregnancy : + 300 kcal – Lactation : + 500 kcal

Dietary goal of macronutrients CHO : protein : lipid = 58% : 12% : 30% 10 Energy expenditure • Basal energy expenditure (BEE) • Thermic effect of food (TEF) • Physical activity (PA)

BEE 60-75% BMR TEF 10% PA 15-30% PA TEF 11 Basal energy expenditure (BEE) • พลังงานทีร่างกายใช้ในเวลา 24 ชัวโมง ในขณะทีร่างกายอยู่ใน ภาวะพักผ่อน (physical and mental rest) • เป็นพลังงานพืนฐานทีร่างกายใช้ในการดํารงชีวิตตามปกติ – การหายใจ การไหลเวียนโลหิต – การสร้างสารต่าง ๆ – การรักษาอุณหภูมิกาย • อวัยวะต่าง ๆ จะมีการใช้พลังงานนีไม่เท่ากัน

• วัดได้ในรูปของ basal metabolic rate (BMR) หรือ resting metabolic rate (RMR) 12 Basal metabolic rate (BMR) • Unit : kcal/hr • วัดในตอนเช้าหลังตืนนอน วัดในท่านอน โดยห่างจากอาหารมือ สุดท้าย 12 ชัวโมง

• มีค่าประมาณ 1 kcal/kg/hr (male) และ 0.9 kcal/kg/hr (female) 13 Resting metabolic rate (RMR) • หรือ resting energy expenditure (REE)

• Unit : kcal/hr • วัดในช่วงเวลาใดของวันก็ได้ โดยห่างจากอาหารมือสุดท้าย5 -6 ชัวโมง

• ค่าจะสูงกว่า BMR ประมาณ 10-20% 14 Harris & Benedict equation

Female : BMR = 655 + 9.56W + 1.85H - 4.68A Male : BMR = 66.5 + 13.75W + 5H - 6.78A

หรือ Female : BMR = W x 0.95 x 24 Male : BMR = W x 1 x 24

W = weight (kg) ; H = height (cm) ; A = age (year) 15 Factors influence BMR • Body surface area (BSA) • Sex : male > female • Age : children > adults • Body temperature : 1°C BMR 13% • Nutritional status : malnutrition BMR • Pregnancy & lactation • Infection, injury & post operation • Hormones : hyperthyroidism BMR • Others : genetics, environment, health, exercise 16 17 Thermic effect of food (TEF) • Specific dynamic action (SDA), diet-induced thermogenesis (DIT) • ประมาณ 10 % ของ total energy expenditure • เป็นพลังงานความร้อนทีเกิดขึนจากmetabolism การย่อย และ การดูดซึมอาหารของร่างกาย • เป็นพลังงานในรูปของความร้อน มีประโยชน์เพียงช่วยให้ความ อบอุ่นแก่ร่างกาย • SDA ในสารอาหารชนิดต่าง ๆ : - protein 15-30% - CHO 6-8% - fat 2-3% 18 Physical activity • พลังงานทีใช้ในการทํางานทีอยู่ภายใต้การบังคับของจิตใจ • เป็นพลังงานทีมีความหลากหลายมากทีสุด • ร่างกายจะใช้พลังงานส่วนนีมากน้อยขึนกับ – ขนาดของร่างกาย – ระยะเวลา – ลักษณะของงานทีทํา 19 Energy balance • The amount of energy consumed in the diet compared with the amount expanded by the body over a given period

• Energy consumption equals energy expenditure : weight remains constant

• Negative energy balance : weight loss

• Positive energy balance : weigth gain 20 Determining the amount of energy in food

• พลังงานทีได้รับจากสารอาหาร วัดได้โดยใช้ bomb calorimeter

• Caloric value of food (1 kcal = 4.128 kJ) – CHO = 4.1 kcal/g – protein = 5.4 kcal/g – lipid = 9.3 kcal/g

• การเผาไหม้สารอาหารในร่างกาย จะได้ความร้อนน้อยกว่า – CHO = 4 kcal/g – Protein = 4 kcal/g

– Lipid = 9 kcal/g 21 Bomb calorimeter

When dried food is combusted inside the chamber of a bomb calorimeter, the rise in temperature of the surrounding water can be used to determine the energy content of the food 22 Photo from : Smolin & Grosvenor. Nutrition : Science and applications. John Wiley & sons, 2008. Measuring energy expenditure • Direct calorimetry : respiration calorimeter

• Indirect calorimetry : assessing oxygen use and carbon dioxide production

• Doubly-labeled water : water labeled with isotopes of oxygen and hydrogen 23 Indirect calorimetry

Photo from : St. Bartholomew’s hospital 24 / Science /custom medical stock photo Importance of macronutrients Fatty acids

CO2 ETS O2 - urine AA TCA e H O cycle 2 sweat ATP Glucose ATP-ADP cycle

CO2 ATP Energy utilization Energy production - Biosynthesis of Carbohydrate macromolecules Lipid - Muscle contraction Protein - Active ion transport - Thermogenesis 25 O2 ADP + Pi Carbohydrate • Source of energy : 4 kcal/g, excess CHO glycogen & fat

• Requirement : - no definite RDA - at least 100 g/d (58% of dietary goal)

• Protein preservation

• Antiketogenic action : adequate CHO ทําให้สลายไขมัน

เป็น CO2 และ H2O ได้สมบูรณ์ 26 Carbohydrate • Toxic substances degradation : glucoronic acid

• Maintain normal flora : lactose ทําให้ bacteria ในลําไส้ใหญ่เจริญได้ดี

• Regulation of excretion : fiber

• Synthesis of substances : heparin, non-essential amino acid, mucopolysaccharide, etc. 27 Dietary fiber • Non-starch polysaccharide (NSP) from – Cell wall of plants : cellulose, hemicellulose, pectin – Other part of plants : gums, mucilages, algal polysaccharides

• Can be divided into 2 forms – Soluble fiber : • Pectin, gums, mucillages and some hemicelluloses • ช่วยอุ้มนําไว้ทําให้กากอาหารในลําไส้ใหญ่อ่อนนุ่ม – Insoluble fiber : • Cellulose, some hemicelluloses and lignin • ช่วยเพิมกากอาหารทําให้ระบบขับถ่ายปกติ 28 Dietary fiber • Requirement : – 25-35 g/d or 10-13 g/1,000kcal – Soluble : insoluble fiber = 1 : 3 – Too much fiber ingestion : reduce absorption of Calcium & Zinc esp. in children and elderly

• ประโยชน์ : – กระตุ้นการหลังของนําลายขณะเคียวอาหารและนําย่อยในกระเพาะอาหารขณะย่อย อาหาร – ลดความเสียงของการเกิดมะเร็งลําไส้ใหญ่ โดย lignin จับกับสารก่อมะเร็งบางชนิด – Pectin, lignin, gums ลด cholesterol ได้ถ้ามีปริมาณมากพอ – อาหารทีมี fiber สูง มักมี antioxidant (vitamin A, C) สูงด้วย – Soluble fiber ทําให้อิมนาน จึงลดความอยากอาหาร 29 Carbohydrates and health CHO excess • Dental caries : – The most common health problem associated with CHO – Refined CHO • Increase triglyceride : – excess CHO TG adipose tissue – Increase risk of atherosclerosis CAD • Lactose intolerance

CHO deficiency • ไม่ค่อยพบ • ยกเว้นในภาวะควบคุมนําหนักโดยงดCHO ร่างกายจะนํา glycogen มาใช้

ถ้าไม่เพียงพอจะใช้ fat กับ protein และอาจทําให้เกิด ketosis ได้ 30 Lactose intolerance • 70% of adult Small intestine • 2° cause : small intestine Lactose infection, malnutrition Lactase • Large amount (>12g) : deficiency may cause symptoms Galactose + glucose Large intestine Small intestine Lactose Lactose -galactosidase (lactase) Bacteria Galactose 2 & 3 C-metabolites + + CO2 + H2 Glucose H2O Bloating, diarrhea, cramps Portal circulation 31 Lipid • Source of energy : 9 kcal/g

• Requirement : - no definite RDA - 30% of dietary goal - PUFA : MUFA : SFA = 10 : 10 : 10 % - ω-6 : ω-3 = 4-10 : 1

• Types of lipid – Triglyceride (FA + glycerol) – Phospholipid – Sterol 32 Importance of lipid • Source of energy : ในภาวะ starvation จะมีการสลาย TG ที adipose tissue เพือให้พลังงาน

• Fat soluble vitamins absorption & transport : vitamin A, D, E and K • Source of phospholipid & cholesterol: cell membrane • Gluconeogenesis : สร้าง glucose จาก glycerol ทีตับ

• Delayed gastric emptying time : ทําให้อิมนาน 33 Types of lipid • ไขมันจากสัตว์ : – ไขมันจากเนือสัตว์ นํามันหมู เนย ไขมันในนํานม และไข่แดง – ประกอบด้วย cholesterol และ saturated FA ยกเว้นปลาจะมี unsaturated FA เป็นส่วนใหญ่

• ไขมันจากพืช : – นํามันพืชชนิดต่าง ๆ กะทิ และมาการีน – ประกอบด้วย unsaturated FA และ essential FA ไม่มี cholesterol ยกเว้น นํามันมะพร้าว นํามันปาล์ม และกะทิ จะมีsaturated FA – มี β-sitosterol : cholesterol reducing agent 34 Types of lipid • ไขมันจากการสังเคราะห์ : – Medium chian triglyceride (MCT) • 8-10 C ให้พลังงาน 8.3 kcal/g ตัวอย่างเช่น MCT oil • ย่อยและดูดซึมง่าย ใช้ในผู้ป่วยทีมีความผิดปกติเกียวกับการย่อยและดูดซึม

– Structured lipid • ประกอบด้วย MCT & linoleic acid or ω-3 FA • ร่างกายดูดซึมได้เร็ว ใช้ในผู้ป่วยทีถูกไฟไหม้ และผู้ป่วยหลังผ่าตัด

– Fat substitutes • โครงสร้างต่างจากไขมันทีพบตามธรรมชาติ ให้พลังงานน้อยหรือไม่ให้พลังงานเลย • สังเคราะห์จาก CHO (มันสําปะหลัง ข้าวโพด มันฝรัง), protein หรือ lipid (jojoba oil) • ใช้ในการผลิต low fat or fat free food เช่น salad dressing, yoghurt, cheese 35 Fatty acid • Classification – Length : short (4-7 C), medium (8-12 C) & long-chain (>12 C) – Double bond : saturated FA & unsaturated FA

• Saturated FA – The most common : Palmitic acid (16 C), stearic acid (18 C) – Increase risk of atherosclerosis 36 Lipid • Unsaturated FA – Monounsaturated FA (MUFA) • Oleic acid (olive, peanut oil) – Polyunsaturated FA (PUFA) • ω-6 (linoleic family) : พบในนํามันพืชบางชนิด(corn, sunflower, soybean) precursor ของ eicosanoids & arachidonic acid • ω-3 (linolenic family) : eicosapentanoic acid (EPA), docosahexanoic acid (DHA) พบในนํามันปลา( แซลมอน ซาร์ดีน แมคเคอเรล) ช่วยในการทําหน้าที ของสมองและ retina – Trans FA • Cis FA hydrogenation trans FA • Margarine, some cookies, cereals and chips • Increase cholesterol and risk of CAD 37 38 Sources of ω-3 & ω-6 fatty acids

Food Portion ω-3 (g) ω-6(g) Swordfish, salmon, trout 3 oz cooked 1.5 0.5 Sole, cod 3 oz cooked 0.13 4.3 Shrimp 3 oz cooked 0.27 0.08 Mussels, clams 3 oz cooked 0.7 0.15 Tuna, canned 3 oz 0.23 0.04 Flax seed 1 Tbsp 2.0 0 Canola oil 1 Tbsp 1.27 2.77 Walnuts ¼ cup 2.72 11.4 Peanuts ¼ cup 0.09 4.01 Almonds ¼ cup 0.13 4.3 Sunflower seeds ¼ cup 0.02 10.5 Spinach ½ cup 0.08 0.01 Mustard greens ½ cup 0.23 0.05 39 Lipids and health Lipid excess • เพิมความเสียงต่อการเกิด dyslipidemia, CAD, cancer • Obesity • High cholesterol diet : เครืองในสัตว์ ไข่แดง กุ้ง ปลาหมึก หอย ฯลฯ

Lipid deficiency • มักพบร่วมกับการขาด protein เช่น ในผู้ป่วยทีได้ parenteral nutrition นาน ๆ • Dermatitis, alopecia, ความผิดปกติของระบบประสาท 40 Protein • Source of energy : 4 kcal/g

• มีมากเป็นอันดับ 2 ในร่างกาย รองจากนํา

• Requirement : RDA 0.8 g/kg/day in adult to maintain nitrogen balance

• Nitrogen balance : nitrogen intake = output (healthy adult) – Positive nitrogen balance : nitrogen intake > output (children, pregnancy) – Negative nitrogen balance : nitrogen intake < output

(burn, postoperative patients, prolonged protein deficiency) 41 Importance of protein • Growth & repair : children, pregnancy, lactation, burn, blood loss, etc.

• Nitrogen containing component

• Source of energy – Starvation : CHO fat protein – Protein excess : change to CHO (58%) and fat (42%)

• Detoxify substances – Glycine : detoxify benzoic acid – Ornithine : detoxify ammonia 42 Glucogenic amino acid Ketogenic amino Glucogenic & acid Ketogenic amino acid Aspartate Glycine Leucine Isoleucine Asparagine Histidine Lysine Phenylalanine Alanine Methionine Tryptophan Arginine Proline Tyrosine Cysteine Serine Glutamate Threonine Glutamine Valine

Nitrogen pool Tissue protein Glucose Plasma protein Dietary protein Enzymes Glycogen Lipid Hormones Anitbodies Amino acid pool

Catabolism Other new Non-protein compounds CO2, water, amino acids Heme

urea, energy 43 Heterocyclic amines Types of protein • โปรตีนจากสัตว์ : – เนือสัตว์ นํานม ไข่ – High quality protein adequate essential amino acid

• โปรตีนจากพืช : – Low quality protein few essential amino acid – ควรบริโภคหลายชนิด เพือให้ได้รับกรดอะมิโนจําเป็นอย่างเพียงพอ 44 Amino acids

Essential amino acid Non-essential amino acid Arginine* Alanine Histidine Asparagine Isoleucine Aspartate Leucine Cysteine Lysine Glutamate Methionine Glutamine Phenylalanine Glycine Threonine Proline Tryptophan Serine Valine Tyrosine

*Arginine is an essential amino acid in children and pregnant woman. 45 46 From : Smolin & Grosvenor. Nutrition : Science and applications. John Wiley & sons, 2008. Protein and health Protein excess • Urea : excrete through urine – Renal impairment : BUN – Hepatic impairment : hepatic encephalopathy • อาจมี uric acid : hyperuricemia gout, uric acid stone • อาจมี Saturated FA & cholesterol : atherosclerosis

Protein deficiency • ในเด็กจะรุนแรงกว่าผู้ใหญ่

• Malnutrition immunodeficiency sick 47 Evaluation of protein quality • Biological value (B.V.)

• Digestibility of protein (D)

• Net protein utilization (NPU)

• Protein efficient ratio (PER) 48 Evaluation of protein quality • Biological value (B.V.)

retained N x 100 absorbed N

– ใช้บอกปริมาณโปรตีนทีร่างกายใช้เทียบกับปริมาณทีถูกดูดซึม – Reference protein ไข่ไก่ เนืองจากมี B.V. 100 (มีปริมาณและ สัดส่วนของ amino acid ทีพอเหมาะ) – High quality protein : B.V. > 60 49 Evaluation of protein quality • Digestibility of protein (D) – โปรตีนทีร่างกายย่อยได้ เมือกินโปรตีนทีมี N 100 g – โปรตีนจากพืช (97%) ย่อยง่ายกว่าโปรตีนจากสัตว์ (84%)

• Net protein utilization (NPU)

N ทีสะสมในร่างกาย x 100 N ทีบริโภค

• Protein efficient ratio (PER) – นําหนักตัวทีเพิมขึนต่อโปรตีนทีบริโภค1 g – High quality protein weight gain > low quality 50 Nutritional status assessment • Dietary intake : ประวัติเกียวกับอาหารทีรับประทาน ปริมาณ อุปนิสัยในการรับประทาน

• Anthropometry : การวัดส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย – Weight/age – Height/age – Others : head circumference, skinfold thickness (triceps) • Biochemical test : the most specific method – วัดปริมาณสารอาหาร ปริมาณ metabolite จากเลือด ปัสสาวะ

• Clinical assessment : เมือร่างกายมีการขาดสารอาหารอย่าง

รุนแรงเป็นเวลานาน 51 Triceps skinfold thickness 52 From : Smolin & Grosvenor. Nutrition : Science and applications. John Wiley & sons, 2008. Nutritional status • Adequate nutrition ภาวะทีร่างกายได้รับสารอาหารทุกชนิดครบถ้วน มีสัดส่วนและ ปริมาณทีถูกต้องตามความต้องการของร่างกาย

• Malnutrition ภาวะทีร่างกายได้รับสารอาหารจําเป็นในปริมาณทีไม่ถูกต้อง เป็นเวลานาน ๆ ส่งผลให้เกิดความผิดปกติทังทางร่างกายและจิตใจ แบ่งเป็น – Undernutrition – Overnutrition 53 Nutritional status • Adequate nutrition : dietary goals – มีสารอาหารทุกชนิดครบทังสัดส่วนและปริมาณ

– CHO 58%, protein 12%, fat 30%

– Maintain body weight : BMI 18.5-24.9 (22.9) kg/m2 – Adequate fat : SFA 10%, MUFA 10%, PUFA 10% cholesterol < 300 mg/day

– Complex CHO : 50-60% (ข้าว มันสําปะหลัง) ลด simple CHO (mono & disaccharides)

– Minimize salt consumption : NaCl 3-8 g/day,

Na 2,400-3,000 mg/day 54 Body mass index (BMI)

BMI = weight (kg/m2) height2

adult Europids adult Asians BMI แปลผล BMI แปลผล <18.5 thin <18.5 thin 18.5-24.9 normal 18.5-22.9 normal 25-29.9 overweight 23-24.9 overweight ≥30 obesity ≥25 obesity 55 ทีมา : The Asia-Pacific perspective : redefining obesity and its treatment (2000) Food pyramid Fats, oils, sweets : use sparingly

Milk : Meat : 2 servings 2 servings Vegetables : Fruits : 3-5 servings 2-4 servings 56 Breads & rice : 6-11 servings Food pyramid 57 Food pyramid 58 Malnutrition • Undernutrition – ร่างกายได้รับสารอาหารไม่เพียงพอ โดยขาดสารอาหารชนิดเดียวหรือ มากกว่าก็ได้ และอาจขาดพลังงานหรือไม่ก็ได้ – สาเหตุมีหลายอย่าง เช่น ขาดความรู้ทางโภชนาการ เศรษฐฐานะไม่ดี อยู่ใน ภาวะเจ็บป่วย

• Overnutrition – ร่างกายได้รับสารอาหารมากเกินไปเป็นเวลานาน เช่น ได้รับสารอาหารทีให้ พลังงานมากเกินไป รวมถึงการได้รับสารพิษจากการปนเปือนในอาหารด้วย – ทําให้เกิดโรคอ้วน ความดันโลหิตสูง โรคหัวใจขาดเลือด มะเร็งบางชนิด ฯลฯ 59 Protein energy malnutrition • PEM • เป็นปัญหาโภชนาการทีพบบ่อยทีสุด โดยเฉพาะในประเทศกําลัง พัฒนา • พบได้ทุกกลุ่มอายุ โดยเฉพาะในเด็กเล็ก • อาจพบการขาดสารอาหารชนิดอืน ๆ ร่วมด้วย • แบ่งเป็น 2 ชนิด – Kwashiorkor – Marasmus 60 61

Photo from : courtesy food and agriculture organization of the United Nation and AP/wide world photos. Kwashiorkor • A state of malnutrition characterized by – Preservation of body fat stores – Wasting of visceral proteins • เกิดจากการขาดโปรตีนเรือรังแต่ได้รับคาร์โบฮัยเดรตเพียงพอ (ไม่ ขาดพลังงาน) • พบในเด็กอายุ 1 ปีขึนไปทีหย่านมแล้ว และได้รับอาหารทีขาด โปรตีน มีแต่คาร์โบฮัยเดรต เช่น นมข้นหวาน • Signs & symptoms : เติบโตช้า, ผมสีจาง, flag sign, ผิวหนัง มีผืนอักเสบและดําคลํา(dermatosis), edema (จาก hypoalbuminemia), fatty liver, ภูมิต้านทานตํา, ลําไส้

อักเสบเรือรัง 62 Dermatosis Flag sign 63 Photo from : McLaren DS. A colour atlas of nutritional disorders. Wolfe medical publications, 1981. Marasmus • A state of malnutrition characterized by – Gradual wasting of body fat and muscle stores – Preservation of visceral proteins • เกิดจากการขาดพลังงานและโปรตีนเป็นเวลานาน ๆ จากการได้รับ สารอาหารไม่เพียงพอ • พบได้ในเด็กทุกกลุ่มอายุ

• Signs & symptoms : growth retardation, ผอมมากจน หนังหุ้มกระดูก, ไม่มีไขมันใต้ผิวหนัง, ผิวหนังแห้งและเหียวย่น 64 Marasmus

before after treatment treatment

Monkey facies 65

Photo from : McLaren DS. A colour atlas of nutritional disorders. Wolfe medical publications, 1981. Protein energy malnutrition

Kwashiorkor Marasmus Edema Present Absent Hypoalbuminemia Present, Mild may be severe Fatty liver Present Absent Levels of insulin Maintained Low Levels of cortisol Normal High Muscle wasting Absent/mild May be very severe Body fat Diminished Absent 66 67

Photo from : McLaren DS. A colour atlas of nutritional disorders. Wolfe medical publications, 1981. โภชนาการในโรงพยาบาล

• แบ่งประเภทอาหารออกเป็น 2 ชนิด – General hospital diet : สําหรับผู้ป่วยทัวไป – Therapeutic diet : สําหรับผู้ป่วยบางโรคทีต้องควบคุมสารอาหาร บางชนิด เช่น เบาหวาน โรคหัวใจ โรคตับ และโรคไต

• การให้อาหารผู้ป่วย แบ่งเป็น 2 ชนิด – Enteral nutrition : การให้อาหารทางปาก (oral feeding) หรือการ ให้อาหารทางสายให้อาหาร (tube feeding) – Parenteral nutrition : การให้อาหารทางหลอดเลือดดํา สําหรับ ผู้ป่วยทีไม่สามารถรับประทานอาหารได้ อ่อนเพลียรุนแรง หรือมีความ

บกพร่องในการดูดซึม เช่น ผู้ป่วยburn , short bowel syndrome 68 Hospital diet • Regular diet • Light diet • Soft diet • Liquid diet • Tube feeding • Low residue diet • Parenteral nutrition • Sodium restricted diet : mild, moderate, strict • Low protein diet • High protein diet 69 สารพิษในอาหาร

• Natural products

• Microorganism contaminants

• Pesticides, herbicides

• Environmental contaminants 70 Natural products

• Plants – Alkaloids : สารประกอบ Nitrogen พบในชา กาแฟ โกโก้ หมาก (การกินหมากเพิมความเสียงของการเกิดมะเร็งช่องปาก)

– Cyanogens : หน่อไม้ มันสําปะหลัง เมือปอกเปลือกหรือทําให้เนือชํา glycosides HCN

– Oxalates & phytates : ผักขม ชะพลู ชา โกโก้ oxalate จับ calcium hypocalcemia, stone phytate จับ Cu, Zn, Co, Mn, Fe, Ca 71 Natural products • Plants – Antivitamins : • Antithiamin พบในถัว ใบชา (ปลาร้ามี thiaminase) beri beri • Antibiotin ไข่ขาวดิบมี avidin จับ biotin biotin deficiency

– Goitrogen : thiocyanate cabbage goiter (cabbage, broccoli)

– Enzyme inhibitors : • ข้าวสาลี มะม่วงดิบ กล้วย pancreatic amylase inhibitor • มันฝรัง ถัวเหลือง protease inhibitor 72 Natural products • Animals – ปลาปักเป้า tetrodotoxin – หอยแครง หอยแมลงภู่ saxitoxin – Protein (allergen) เช่น อาหารทะเล ไข่ นม ทําให้เกิดอาการแพ้ (food allergy) 73 Microorganism contaminants • การปนเปือนของ แบคทีเรีย ไวรัส รา โปรโตซัว หรือพยาธิ ในอาหาร

• การเกิดพิษอาจเกิดจาก microorganism เอง หรือ toxin ทีเชือสร้าง

• Bacterial toxins : Clostridium botulinum อาหารกระป๋องทีบวม neurotoxin botulism Clostridium perfringens ปลา เนือสัตว์ enterotoxin Staphylococcus aureus สัตว์ปีก แฮม ครีม

• Mycotoxins : Aspergillus flavus ถัวลิสง พริก หอม กระเทียม aflatoxin HCC Amanita spp. ปวดศีรษะ คลืนไส้อาเจียน ท้องเดิน 74 Aflatoxin

Botulism 75 Pesticides & herbicides • Chlorinated hydrocarbon : DDT, aldrin

• Organophosphate : parathion, malathion – Acetylcholinesterase inhibitor – ปวดศีรษะ คลืนไส้ อาเจียน ชัก เสียชีวิต – ควรทิงไว้14 วันก่อนทําการเก็บเกียว 76 Environmental contaminants • Heavy metals – Lead : ปวดศีรษะ เบืออาหาร อ่อนเพลีย เสียชีวิต – Mercury : Minamata disease ปวดท้อง อาเจียน ชัก เสียชีวิต – Cadmium : โรคอิไต อิไต

• Antibiotics & hormones : e.g. tetracycline, progesterone • Radiation : ถ้าใช้ปริมาณทีเกินกําหนด excess free radicals 77 Food additives • สารเคมีทีใส่ในอาหารเพือเพิมรสชาติ แต่งกลิน หรือ ถนอมอาหาร

• Preservatives : nitrates, nitrites, benzoic acid, vitamin E nitrates & nitrites เป็นสารกันเสียในเนือสัตว์ ใช้ได้ไม่เกิน500 mg / เนือ 1kg nitroreductase - + - NO3 + NADPH+H NO2 + 2⁰ amine

nitrosamine (carcinogen) • Monosodium glutamate (ผงชูรส)

• Artificial sweetener : aspartame, saccharin, sucralose 78 Monosodium glutamate (MSG) • Umami taste – Umami taste receptor : glutamate receptor – เป็นรสชาติพืนฐานรสที5 พบในนําปลา ซีอิว รวมทังผงชูรส

• Chinese restaurant syndrome – Monosodium glutamate symptom complex – ชาตามใบหน้า ลําคอ หลัง ใจสัน (palpitation) หอบ (asthma) ลมพิษ (urticaria) – ยังไม่สามารถสรุปได้แน่นอนว่าเกิดจาก MSG

• ผงชูรสปลอม (borax, sodium metaphosphate) ไตอักเสบ 79 Artificial sweeteners • Aspartame – สารประกอบของ aspartic acid กับ phenylalanine – ห้ามใช้ในผู้ป่วยphenylketonuria (PKU)

• Saccharin (ขัณฑสกร) – หวานกว่า sucrose 300-500 เท่า – ทําให้เกิด bladder cancer ในหนูทดลอง แต่ไม่พบหลักฐานการก่อมะเร็งในมนุษย์ • Sucralose – Chlorinated sugar – หวานกว่า sucrose 600 เท่า 80 Nutrition and disease • Atheroclerosis • Dyslipidemia • CAD • Obesity • Cancer 81 Atherosclerosis • Promotion : – Cholesterol : ไข่แดง เครืองในสัตว์ ปลาหมึก กุ้ง – Saturated FA : เนือสัตว์ นํามันมะพร้าว นํามันปาล์ม – Trans FA : นํามันพืชทีผ่านขบวนการhydrogenation เช่น margarine

• Prevention : – PUFA : ω-6 cholesterol ; ω-3 TG – Antioxidants : vitamin C, E, β-carotene ROS CAD 82 83

From : Smolin & Grosvenor. Nutrition : Science and applications. John Wiley & sons, 2008. Cancer • Multistep process : genetics, environment • Promotion : – Cigaratte & alcohol : risk of CA lung & esophagus cigaratte nicotine nitrosamine carcinogen alcohol acetaldehyde mutagen

– อาหารรมควัน เผา ปิง ย่าง : CHO dicarbonyl protein hetetocyclic amines fat polycyclic aromatic hydrocarbon 84 Cancer • Promotion : – Saturated FA – Aflatoxin : ในถัวลิสง กระเทียม ข้าวโพด HCC

– Sausage, ham, bacon & อาหารดองเค็ม : risk of CA esophagus – อาหารทีปนเปือนสารก่อมะเร็งต่าง ๆ เช่นสีย้อมผ้า ยาฆ่าแมลง 85 Cancer • Prevention – Low fat diet

– High fiber diet

– Fruits & vegetables (source of vitamin C, E & β-carotene) antioxidants free radicals

– Trace elements selenium, copper & zinc : จมูกข้าว รําข้าว ปลาทูน่า

– Others : tomato lycopene tea polyphenol sesame sesamol 86 การบริโภคเพือลดนําหนัก

• บริโภคครบ 5 หมู่ ครบ 3 มือ ในแต่ละวัน • บริโภคอาหารพลังงานตํา เปรียบเทียบฉลาก • ใช้เครืองเทศปรุง แทนเนย นํามัน กะทิ • กําหนดปริมาณและชนิดของอาหารในแต่ละมือ • เคียวอาหารช้าๆ ดืมนําบ่อยๆระหว่างทานอาหาร • ต้ม นึง นําตาลเทียม แทน ทอด ผัด นําตาล นํามัน • บริโภคเนือสัตว์ไม่ติดมัน • ใช้นํามันน้อย ภาชนะ teflon • หากนําหนักไม่ลด ทบทวนใหม่ 87 การออกกําลังกายเพือลดนําหนัก • ออกกําลังกายเพือเผาผลาญไขมันส่วนเกิน HR = 60-70% of maximum HR maximum HR = 220 – age (year) duration : 30-60 minutes/day; 5 days/week • เพิมการออกกําลังกายในชีวิตประจําวัน เช่น เดินแทนการขับรถ

• การลดไขมันหน้าท้อง : sit up 150 ครัง / วัน เห็นผลภายใน 2 สัปดาห์ 88