如前所述，人体所需的营养素除蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素外，还有水。此外，膳食纤维和许多食物成分（如类胡萝卜素、多酚、植物固醇、皂甙、萜类、硫化物等）不属于传统意义上的营养素，但对人体亦有重要的生理作用。因此，本章就水、膳食纤维以及类胡萝卜素进行阐述。

水是生命的重要元素，是人体不可或缺的重要组成部分。水在维持内环境稳定以保持细胞功能方面起着关键的作用，持续脱水会使心血管、呼吸和体温调节等系统受损。完全没有水摄入的情况下，人类仅能生存数日。禁食但不禁水的情况下，生命可维持至机体脂肪和组织蛋白消耗50%时，而断水至全身水分丢失10%就可能导致死亡。

水是机体中含量最多且最重要的构成物质，分布于人体全身，主要存在两种形式：一种是在细胞内，称细胞内液；一种是在细胞间，称细胞外液。细胞外液包括血浆和细胞间液（组织液）。体内水含量随不同性别、年龄及身体脂肪组织含量而异。成年男性总水量约占体重的60%，其中细胞内液约占体重的40%，血浆占5%，细胞间液占15%。成年女性总水量约占体重的50%，其中细胞内液占35%，血浆占5%，细胞间液占11%。儿童体内含水量高于成人，总水量占体重的75%以上，其中细胞内液占45%，血浆占4%，细胞间液占26%。体内脂肪组织的含水量最少，为25%～30%，肌肉为76%。故肥胖者身体水含量与体重之比较体重正常者少，消瘦者身体水含量与体重之比较高。此外，代谢活跃的组织如心脏、肾脏和肝脏含水量较高。

人体每日除与外界交换水分外，体内各部分体液的水分也在不断相互交换。细胞内液的水分及其中所含的各种物质的交换，都需通过细胞外液。正常情况下，细胞内、外液通过机体对水的调节机制，维持一定的动态平衡。

水的摄入主要从饮用水或饮料及食物中得到，少量来源于体内物质代谢产生的代谢水。代谢水又称内生水，是碳水化合物、蛋白质、脂肪在体内氧化代谢时所产生的水，其中氧化1g碳水化物产生0.6ml水，1g蛋白质产生0.5ml水，1g脂肪产生1ml水。当糖原作为被氧化的碳水化合物时，由于糖原动员过程中还会释放出水合水，故生成的代谢水量会增加。机体排水途径包括肾脏、皮肤、肺和胃肠道等器官组织。

肾脏产生尿液的范围变动很大。一般成人尿量为500～4000ml。最低尿量取决于溶质负荷（包括钠、钾、氯、尿素等）。正常成人一般情况下随尿排出的水量每天约1500m l，因成人每天须经肾排出35g左右固体溶质（主要是蛋白质代谢终产物和电解质），尿液的最大浓度为6～8g/100ml，排出35g固体溶质的最低尿量应为500ml，称为最低尿量。当每天尿量少于500ml时，代谢产生的废物无法全部排出，将堆积在体内，影响细胞功能。当遇到特殊情况（如自然灾害），供水受到限制时，可通过限制所摄取食物的种类来强制性地减少肾脏泌尿。限制蛋白质和盐的摄入可减少尿素和钠的排出，摄入足够的糖类以防止酮体产生，有助于减少酮体、电解质等溶质负荷。婴幼儿的肾功能尚未发育完善，尿的稀释能力与成人接近，但浓缩功能有限，尤其是6个月以内的婴儿。成人尿的比重为1.011～1.025，1岁儿童的尿比重为1.010～1.020，成人最大溶质负荷可高达1400mmol/ L，婴儿尿的最高溶质负荷约为700mmol/L。也就是说，排泄出相同数量的溶质，婴幼儿所需的水量要比成人多。当摄水不足或水的丢失过多时，就会超出肾脏的浓缩能力，致使代谢产物潴留体内，血浆渗透压升高，使组织内的水分被吸收入血，引起机体高肾性脱水。因此，儿童每日应有充足的水分供应，以适应机体代谢的需要。同时，婴儿不应摄入过多盐、过高蛋白质或过于浓缩的配方膳食，以免增加肾脏溶质负荷。肾脏通过抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH）刺激肾小管对肾小球滤液中的水进行重吸收。血管紧张素原-血管紧张素-醛固酮系统被同时激活，引起肾上腺皮质释放醛固酮。使肾小管对Na ⁺离子的吸收增加，间接通过细胞外液渗透性升高而刺激ADH释放。血液容量下降和细胞外液渗透性升高最终使大脑的 “渴中枢”产生口渴的反应，从而增加对液体的摄入。

人体为了维持正常体温，通过皮肤排汗和血管舒缩作用，散发或保留热量。出汗分非显性和显性两种。非显性出汗指水分直接透出皮肤表面而蒸发，也称不感蒸发，为不自觉出汗，很少通过汗腺活动产生，在寒冷季节仍继续进行。一般成人每日由此蒸发的水分为300～500ml，它和呼吸时由肺部丧失的水分合称非显性失水。婴儿体表面积相对较大，故非显性失水也较多。显性出汗是机体调节体温的重要机制之一，是汗腺活动的结果，因个体运动量、代谢产热及人体热适应能力及环境温度、湿度和海拔高度等而异。特殊情况下，每日最大出汗量可达10L以上。

人体呼吸时由呼吸道黏膜丧失的水分也属于非显性失水，与呼吸交换的容量和呼吸深度有关。一般情况下，成人经呼吸道黏膜不感蒸发所排出的水每天约为350m l，快而浅的呼吸丧失的水分较少，缓而深的呼吸所丧失的水分较多。在高热条件、高原地带及呼吸性碱中毒时，由于呼吸加强，失水量可增至1000ml以上。

正常成人每天随粪便排水100～200ml。每日从胃肠道分泌的消化液包括唾液、胃液、胰液、胆汁和肠液，总量可高达8000～10 000m l。这些分泌液大部分在回肠和结肠近端被吸收。腹泻、呕吐、胃肠道引流等情况可使胃肠道分泌液大量丢失，水损失量增加10～50倍，导致水和电解质平衡紊乱。

人体基础需水量取决于非显性失水和显性失水（汗、尿）。由于从肺部丢失的水量与代谢水大约相等，所以基础需水量只要估计从皮肤和尿丢失的水量。温和气候条件、无显性出汗情况下，每日从皮肤丢失的水量较为恒定，约为30ml/100kcal或8ml/kg bw，而从尿中排出的水量则取决于尿溶质的总量和尿的渗透浓度。尿溶质主要与摄入的盐及所产生的尿素有关。