大气温度主要来源于太阳辐射热，但是太阳辐射直接被大气吸收的很少（仅能升高温度0．015℃～0．02℃），大部分是到达地面的辐射能被地面吸收，地面变热后再慢慢放出热能对大气加温，所以气温随高度而递减。在对流层下部大气的气温，海拔每升高1000米下降5℃-5℃。高原气温低于平原，而且昼夜和向阳背阳处的温差大，高原环境的低气温对人体会产生冻伤或冻僵。高原由于低温，以及河川、植被和降雨量少等原因，所以大气中含水量（绝对湿度）低，冬季尤为明显。大气干燥对人体容易产生皮肤皲裂，口唇干燥和体内缺水。
（3）太阳辐射和电离辐射强
高原大气稀薄，尘埃和水蒸汽较少，所以太阳辐射和宇宙粒子通过大气层到达地面时受到的反射和吸收等干扰较小，光辐射和电离辐射都增强。紫外线比海平面增强3-4倍，高原积雪能反射70％的紫外线。眼组织容易吸收光线能量发生雪盲。
（4）沸点和气流
高原大气压低，液体分子比较活泼，一旦温度升高容易沸腾。沸点随海拔高度而递减。沸点降低，食物不易煮熟，影响食物的口味和消化吸收。
高原地区地表屏蔽少，气流快，多有大风。由于日光照射温度的影响，高原山区的风向昼夜不同，白天沿山坡吹向山顶，夜晚寒风从山顶吹向山谷。有的地区位于山口而有定时大风。高原大风影响植物生长，妨碍车辆驾驶和人行，加重人体冻伤和缺氧程度。
2、高原环境对人体的影响
高原环境对动植物和人体都产生影响。其中大气压和氧分压对人体影响尤为明显，根据人体生理耐受程度可分为以下5个区。
①无反应区（3000米以下地区）。血氧饱和度为90％～97％，基本无缺氧症状，工作能力完好。
②代偿区（3000米～4500米地区）。血氧饱和度为90％～80％，轻度缺氧机体呼吸和循环系统能发挥代偿机能，工作能力基本完好，属于完全代偿范围。
③障碍区（4500米～6000米地区）。血、氧饱和度为80％～70％。中度缺氧，代偿不全，组织缺氧，工作能力下降。
④危险区（6000米～7000米地区）。血氧饱和度为70％～60％，组织严重缺氧，工作能力丧失，可发生缺氧昏迷。
⑤休克致死区（7000米以上地区）。血氧饱和度低于60％，可因组织严重缺氧，意识丧失，休克而死亡。
（1）高原缺氧对人体生理功能的影响
①神经系统。大脑是代谢旺盛组织，耗氧量最大，所以，大脑对缺氧最敏感，出现缺氧症状最早，如头晕、头痛、失眠、昏迷等。
②呼吸系统。缺氧时，呼吸系统改变明显，呼吸频率加快，肺活量加大，肺通气量增加，肺泡内氧分压增高，同时肺泡开放，肺表面积增大，肺动脉压增高，这又常导致右心室的肥大和高原心脏病的发生。
③心血管系统。急性缺氧时，心率加快，心输出量增加，如心脏代偿功能不良，则心率减慢，搏出量和输出量减少。缺氧还可影响心脏传导系统，使心律失常。
④消化系统。消化系统对缺氧也比较敏感，最常见的有恶心、呕吐、食欲下降。胃肠消化液分泌量减少，多有消化不良。
⑤血液系统。缺氧时，红细胞系统最早受到影响，红细胞、血红蛋白和血球压积都随缺氧程度加重而增加。全血比重、血浆比重和血液黏度增加，出现高原多血症。
⑥其他器官。在缺氧时，肾脏、眼睛等器官均有一定程度的影响。
（2）高原缺氧对机体物质代谢的影响
①碳水化合物代谢。缺氧时血糖降低，糖原分解代谢加强，糖原异生作用减弱，糖原减少。此外，有氧代谢下降，无氧酵解加强，血液乳酸含量增高，并在体内积留。高原葡萄糖的利用速度大于平原。
②蛋白质代谢。缺氧时，蛋白质代谢主要表现有氮摄入量减少，排出量增加；蛋白质和氨基酸分解代谢增强，合成代谢减弱；血清中必需氨基酸与非必需氨基酸比值下降。
③脂类代谢。人进住高原初期，脂肪摄入量虽然减少，而血清中脂肪酸和甘油三酯明显增加，游离脂肪酸的增加会促进它的利用。但在严重缺氧时，脂肪氧化不全，尿中可出现酮体。在高原上，人体血清脂质的组分也有改变。
④维生素代谢。缺氧对维生素代谢有一定影响。实验证明，缺氧条件下，使体内维生素消耗量增加。人体急性缺氧时，血浆维生素含量和尿中排出量都明显减少。增加维生素的摄入量，可加速对高原环境的适应。可能由于减轻或预防缺氧情况下所致的呼吸酶活性降低，从而改善机体的功能和提高缺氧耐力，故有人主张在缺氧条件下从事体力劳动时，维生素的供给量应增加2～3倍。
⑤水和电解质代谢。急性缺氧时，水代谢呈负平衡，电解质代谢紊乱，体液从细胞外进入细胞内，细胞外液减少，细胞内液增加，细胞水肿。人体实验可见，血清中K和cl含量增加，尿中K阳Cl排出量减少。在缺氧情况下尚未适应的人应避免饮水过多，防止肺水肿，还要适当减少食盐摄入量，有助于预防急性高山反应。
3、高原环境中的营养：注意供氧
饮食营养的调整，注意食物供应，讲究烹调方法，是促进缺氧适应，提高缺氧耐力，减少高原（山）病的重要措施之一。
（1）高原环境中热能的需要量
一般认为，人体在高原地区，无论基础代谢、休息和运动时的能量消耗都大于平原，热能需要量应高于在海平面者。热能消耗量高的原因有以下几方面。
①高原气温低，气温每降低10℃需要增加能量3％～5％才能维持热平衡。
②缺氧呼吸加快，失热增加，据估算，高原呼吸丢失产热量为21．0％，比平原的18．3％丢失的多。
③高原地区的人体基础代谢率增高，消耗能量增多。
④人在高原着装笨重，山路崎岖难行，重体力劳动时能量消耗率可增加6．9％～25．0％。
有的作者认为，在高原地区的热能供给量按劳动等级，在中国营养学会1988年修订的热能供给量的基础上增加5％。
（2）高原人体蛋白质需要量
在高原环境中，人体对缺氧的适应或不适应均会不同程度地影响到蛋白质或氨基酸的代谢。缺氧适应过程中，毛细血管可出现缓慢新生，红细胞、血红蛋白和血球总容积增加，以提高单位体积血液的氧饱和度，同时体内核酸合成增加，脑、心肌、肌红蛋白的合成也增加，这些都与蛋白质的营养有关。鉴于高原环境对人体消化功能的影响以及对蛋白质代谢的增强效应，适当增加蛋白质供给量是必要的。如热能摄取量为3500千卡，蛋白质供给量不低于110克，这显然高于平原人。
（3）高原环境中三大营养素的比例
在三种产热营养素中，碳水化合物代谢能最灵敏地适应高原代谢变化。从动物实验的结果表明，在高海拔地区，碳水化合物膳食则优于高蛋白和高脂肪膳食。然而，另一些研究证明，高脂肪膳食对低氧环境下的热能代谢无明显影响。有研究所于1964年在青藏高原（4800米）对居住1年以上的男青年进行了为期52天的代谢实验。实验分为高脂肪、高蛋白、高碳水化合物和一般正常膳食4个组，实验结果表明，高蛋白膳食的脂肪和蛋白质的消化吸收率均较好，体重增加和正氮平衡较多，心脏功能较好，所以一定的蛋白质的三大营养素组成对久居高原的人是比较重要的。因此有人认为，高原上膳食营养组成的适宜比例是：蛋白质、脂肪与碳水化合物为1：0．75：4或占总热能的15％、250A，和60％左右较好。
（4）高原环境中维生素的需要量
实验证明，低压缺氧条件下，使体内维生素的消耗量增加，当补充多种维生素后，对增强体力、减少尿中乳酸排出量和改善心脏功能都有较好的作用，可见，高原维生素的需要量有增高的趋势。在缺氧时，呼吸酶活性下降，有些学者主张宜增加维生素B族、维生素A、维生素P、抗坏血酸与烟酸的供给量，甚至可按正常供给量的5倍供给。
（5）高原环境中矿物质的需要量
高原人无机盐需要量主要决定于无机盐的特殊生理功能与其代谢。在高原环境因素中缺氧对无机盐代谢的影响是比较显着的。人体进入高原后，促红细胞生成素分泌增加，造血机能亢进，红细胞增加，有利于氧的运输和缺氧的适应。铁是血红蛋白的重要成分，所以铁的供给量应当充足。一般认为每日膳食供给10毫克～15毫克铁可以满足高原人体的需要。但高原妇女铁的供给量应比平原适当增加。
（6）高原环境中水的需要量
高原空气干燥，水的表面张力减少和肺的通气量增大，所以每日失水量较多。初入高原的人，排出的水分可增加3～4倍，低气压以及繁重的劳动增加了出汗量，故应注意补充水分，防止代谢紊乱。久居高原适应以后，饮水量则与平原相同。
4、高原环境中的营养保障
高原环境中，当地食品产量少，种类也少，需长途运输补充，所以高原营养的实际问题较多，为了做好营养保障，归纳起来应注意以下方面。
（1）注意平衡膳食的食物供应
高原地区气候特殊，植物和某些家畜生长受到影响，主副食品一般要从平原或低海拔地区供应。因此，在采购和供应食物时应注意以下几点：
①食物品种多样，便于烹调，有利于调剂就餐人员饮食习惯和口味。
②食物质量要优良，富含营养素。
③适当供给调味品和刺激食欲的食品，如辣椒、葱、姜、蒜、酱油粉、醋精、味精等。
④根据季节做好食物供应，如凉爽干燥季节应供应部分新鲜蔬菜和水果。严寒季节可供应冻鸡、鱼和肉类等，必要时可供应部分鸡、肉、鱼、蔬菜和水果罐头及脱水菜等。
⑤高原有的地区易发生碘缺乏，应注意供应含碘多的食物。
⑥高原运输食物过程中（因运输线长）应注意预防食物霉烂变质和冻裂冻坏。
⑦提倡饲养家畜和修建暖房，多生产蛋、肉、乳类、蔬菜食品，就地供应。
（2）注意烹调方法，保证营养素的摄取
人进入高原，食欲普遍下降，加上沸点低，食物不易煮熟，影响食物的口味和消化吸收。为了增加食欲，保证良好的营养状态，应注意以下几点：
①烹调中要不断改换和增加膳食花样品种，满足各类就餐人员的口味和饮食习惯。
②在沸点低的地区，使用高压锅，克服食物煮不熟的缺点。
③在寒冷季节，要注意烹调后食品的保温。
（3）注意食物保存和有效利用
在高原地区对供应的食物要注意食品保存和做到有效的利用，发挥其应有的营养价值和食物利用率。如食物应按类别进行存放，注意防鼠、虫害，霉烂变质及受冻等。在食用中少浪费及发挥其应有的营养价值，如芹菜叶、萝卜缨等含维生素较高，都应食用。豆类可以生豆芽，增加维生素c的来源，大豆作豆腐或豆浆，提高蛋白质的消化利用率。
（4）野生动植物的利用
在高原特殊地区，在能采到野生动植物的季节和地区，应以采摘野菜和野果食用，补充营养素的来源，但要辨别有毒和可食植物，防止中毒。在必需捕获野生动物食用时，要严防伤害国家保护的动物。有的河流有鱼也可供食用。
高原营养的实际问题很多，虽经长期的研究得到许多有实用价值的资料，但有些问题仍需进一步研究解决。
四、脑力劳动与营养
大脑是机体主要机能调节系统，负责体内外信息的接收、传递，并调节控制着体内器官的生理过程和代谢，以适应体内外环境的变化，维持生命的正常进行。大脑具有思维、判断、记忆、联想机能，并与性格、情绪、行为等有关。食物营养是构成机体的物质基础、生命活动的来源，对中枢神经系统也不例外，所以探讨饮食营养与大脑功能的关系，并采取相应的措施是很有必要的。
1、大脑的代谢特点：氧气最重要
神经系统的一般代谢率比体内其他组织均高。成年人大脑约占体重的2％，但脑组织它接受心脏血液输出量的20％左右，它的需氧量几乎占全身需氧量的20％～25％。葡萄糖消耗量占全身的65％。按人脑平均重量1400克计算，则相当于每分钟需氧50毫升，需葡萄糖77毫克，通过脑组织的血液流量750毫升～1000毫升，这些都说明脑代谢在全身中具有其特殊性。在生长发育期中，脑所需的氧更多。如4岁以前的儿童，脑需氧量占全身总需氧量的一半以上。
脑细胞对其能量来源（氧和供能底物）的供应失调是异常敏感的，中枢神经系统对缺氧的耐受力很差，尤其在大脑的高级中枢部位，几乎不能耐受3～5分钟的严重缺氧。
2、营养与脑功能
脑力劳动与体力劳动不同。在中枢神经系统，脑细胞所做的功不像许多其他细胞那样显着，因为它们不涉及任何机械功或外分泌作用，然而脑却具有特殊的营养需要。
（1）蛋白质
人脑蛋白质占30％左右，脑对蛋白质的质量要求更高。蛋白质不足，不仅影响脑的生长发育，而且对成年后脑的功能也有一定影响。神经系统中蛋白质经常处于一种动态平衡之中。脑中蛋白质有很强的合成和降解活性，其中蛋白质一肽一氨基酸一蛋白质的循环是蛋白质不断地和周围环境保持平衡的一种基本方式。
蛋白质的氨基酸是通过神经递质调节大脑机能的，至少有5种神经递质合成的前体是氨基酸，如色氨酸是5一羟色胺的前体，酪氨酸（或苯丙氨酸）是多巴胺和去甲肾上腺素的前体，卵磷脂和胆碱是乙酰胆碱的前体等。有些氨基酸，如谷氨酸、赖氨酸和天门冬氨酸有增强大脑学习记忆的作用。谷氨酸是脑中代谢活泼的氨基酸，脑中含量大多是其他部位2～3倍。在食物中加入10克～20克谷氨酸，在小孩中能看到明显的效果。给予迷路的鼠后，一般只需0．5分钟，它就会回忆起迷路的路线。
现在认为核糖核酸（RNA）才是担当记忆的主角。在记忆任何事情时，脑神经细胞里蛋白质一定会发生变化，在脑内当蛋白质分子进行新的合成时，神经细胞中RNA数量因神经细胞的活动而改变，所以学习记忆的一个重要机理是由蛋白质完成的。
无论是动物或人，蛋白质不足时学习记忆成绩低下；增加蛋白质之后，学习记忆可以得到恢复。
（2）脂肪
脑重的60％是脂肪，主要用于维持脑组织的组成和活动，必需脂肪酸与脑功能有一定关系，n一3系列脂肪酸对神经系统更为重要，缺乏时对脑的组成、酶、电生理和学习记忆产生影响。但n一3系列脂肪酸补充要注意其适宜量，过量的n一3系列脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）可引起一系列不利于机体的副作用，如引起前列腺素变化，凝血时间过长，减少多形核白细胞和单核细胞的化学趋向性，在杀死细菌过程中产生氧化代谢物能力减低，容易氧化等。人的最低需要量，每100克食物中亚油酸120毫克、亚麻油酸200毫克。
（3）碳水化合物
