第三章 能量.

所以，在实际应用中，食物中生热 营养素的产热多少，按如下关系换算： 附： 1克酒精的生热系数： 29.3kJ
1克碳水化合物为16.7kJ（4.0kcal） 1克蛋白质为16.7kJ（4.0kcal） 1克脂肪为37.6kJ（9.0kcal） ----生热系数
第二节 人体的能量消耗 一、人体的能量消耗构成 人体对热能的需要量取决于人体热能的消耗量。 人体热能的消耗主要包括： 基础代谢： 60-70% 体力劳动： 15-30% 食物热效应三个方面：10% 对于正在生长发育的婴幼儿、儿童以及青少年 还要增加生长发育所需要的能量；孕妇还包括子宫、 乳房、胎盘等生长发育和体脂储备以及胎儿的生长 发育的能量；乳母还包括乳汁合成所需能量。
第三节
能量的供给与平衡
能量需要量是指维持机体正常生理功能 所需要的能量。 能量平衡对于身体健康至关重要，低于 此值将会对机体产生不利影响。在儿童、孕妇 和哺乳妇女，能量需要量还包括满足组织生长 和分泌乳汁的能量贮备的需要。
一、能量需要量的确定 能量需要量的确定有以下两种方法： （一） 计算法 1、能量消耗计算法 选择具有代表性的一段时间，详细记录 调查者1天的各项活动，或根据工作性质确定 其活动强度，就可以计算出全天能量消耗量， 即能量需要量。 下表介绍各种活动强度及能量消耗。
第三章 能量
第一节 第二节 第三节
能量、能量单位及热能系数 人体的能量消耗 能量的供给与平衡
第四节
能量与健康
第一节 能量、能量单位及热能系数 一、 能量及能量单位 人体为维持各种生理功能和从事体力活动， 每天都需要一定的能量。 人体所需要的能量主要靠食物中的蛋白质、 碳水化合物和脂类在体内代谢产生，所以将蛋 白质、碳水化合物和脂类称为生热营养素。 这些物质在体内进行生物氧化释放的热能 一部分用于维持体温和向外环境中散发；另一 部分则形成三磷酸腺苷（ATP）储存起来。
能量单位： 以前习惯用“卡”或“千卡”，现 在国际上通用的能量单位是“焦耳”、 “千焦耳”或“兆焦耳”等。1卡 （ Cal ） : 是指将一克纯水从 15OC 升温到 16OC 所需要的能量。 其换算关系为：
1千卡（kcal）= 4.184千焦耳（kJ） 1千焦耳（kJ）= 0.239千卡（kcal）
3、环境影响 炎热或寒冷，过多摄食，精神紧张 时，都可以升高基础代谢水平。也有人 将这部分能量消耗称为适应性生热作用。 另外，在禁食、饥饿或少食时，基 础代谢水平也相应降低。 4、其他因素 尼古丁和咖啡因可刺激基础代谢水 平升高。
三、体力活动 人除了睡眠外，总要进行各种活动或 劳动，通常体力活动消耗的热能占人体 总消耗热能的15%-30%。 肌肉活动越强、持续时间越长，能量 消耗就越大。 此外，能量消耗与劳动强度、工作 性质、劳动持续的时间以及工作熟练程 度有关，其中以劳动强度对能量代谢的 影响最显著。
（二）基础代谢的计算 主要有以下几种方法： 用体表面积来计算 我国赵松山1984年提出相对适合中国人体 表面积的计算公式： 体表面积（m2）= 0.00659×身高（cm） +0.0126×体重（kg）-0.1603 根据这个公式先算出体表面积，再按年龄、 性别，在表2-1中查出对应的BMR，则： 人体24小时的基础代谢＝体表面积×基础 代谢率×24
（二）测定法 测定法常用于确定某些特殊人群或个人 能量需要，或研究工作的需要。比较准确，但 测量方法复杂、昂贵。 1、直接测热法 直接测热法的原理是人体释放能量的多 少，可反映机体能量代谢，进而可计算出机体 能量的需要。测定时，将受试者放入四周被水 包围的小房间，人体释放能量可全部被水吸收 而使水温升高，根据水温变化和水量，即可计 算出释放的总能量。 此法因仪器投资大，实际工作中很少采 用。
二、热能系数 每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内 氧化产生的热能值叫做热能系数（或能量系 数）。 食物及其生热营养素所产生能量的多少， 可用测热器进行精确测量。 由于食物中三种产能营养素不可能全部 被消化吸收，且消化率也各不相同，如食物 中碳水化合物、脂肪、蛋白质的消化率分别 是98%、95%、92%。 消化吸收后，在体内也不一定完全被氧 化分解产生能量，尤其是蛋白质可产生一些 不能被继续分解利用的含氮化合物（如尿素 和肌酐）而排出体外。
碳水化合物供能占总能量的60%~70%， 脂肪占15%~25%， 蛋白质占10%~15%。
第四节 能量与健康 一、长期能量摄入不足与健康的关系
正常情况下，人体每天摄入的能量与消耗的能 量应基本保持平衡，则体重可维持正常。 当热能长期摄入不足时，则体重减轻，出现全 身无力、倦睡、怕冷、头晕、目光无神、皮肤苍白、 粗糙、皮肤缺乏弹性等症状，各种生理功能受到严 重影响。 此外，当热能不足时，蛋白质用于产热供能， 可继发蛋白质缺乏，出现营养不良性水肿，机体抵 抗力降低，幼儿还会出现生长发育迟缓等一系列蛋 白质缺乏症。
二、长期能量摄入过量与健康的关系 当能量摄入过多，则易导致肥胖，增加 高血压、高胆固醇血症、冠心病、糖尿病、 关节炎、癌症等疾病的发病危险性。
劳动强度分级（CNSLeabharlann Baidu2000年） 等级 活动水平 举例 办公室 学生、 车床
轻 75%坐或站 25%活动 中 25%坐或站 75%特殊职业 活动 重 40%坐或站 60%特殊职业 活动
炼钢 体育运动
四、食物热效应 食物热效应（TEF），即食物特殊动 力作用，是指机体因摄取食物引起的额 外热能消耗。人体在摄食过程中，由于 要对食物中营养素进行消化、吸收、代 谢等，需要额外消耗能量，同时引起体 温升高和散发能量。 这种因摄食而引起能量的额外消耗 称食物热效应。
粗略计算方法
成人按每千克体重每小时男性 1kcal （ 4.18kJ ），女性 0.95kcal （ 3.97kJ ）， 与体重相乘即可。
WHO建议的计算方法 WHO 于 1985 年推荐使用下列公式，计算一 天基础代谢能量消耗，见表2-2。 表2-2 WHO建议的计算基础代谢公式
（三）影响基础代谢的因素 不同个体之间基础代谢不同，同一 个体的基础代谢也常有变化。 影响人体基础代谢的因素主要有以 下几方面： 1、体表面积与体型 体表面积大者，向环境中散发的能 量多，所以同等体重者，瘦高者基础代 谢高于矮胖者。
2、间接测热法 间接测热法的原理是生热营养素在体内 氧化产生C02和H2O，并释放能量满足机体需要。 因此，只要测出氧气的消耗量或水的产生量则 可换算出能量。 此法较直接测热法简便。 新研究成功的连续心跳速度电子测定仪， 改变了传统测试时受试者背上呼吸袋的麻烦， 测定工作更快捷、简便。
二、能量的供给量 中国营养学会在 1988 年修订营养素供给 量标准中，不仅对各年龄组人群的能量提供有 具体的推荐量，而且也根据不同的活动强度， 按极轻体力劳动、轻体力劳动、中等体力劳动、 重体力劳动和极重体力劳动分为 5级推荐能量 供给量。并在 2000 年公布的 DRI 中作了修订， 将活动强度由原来的 5个等级，改为按轻体力 劳动、中等体力劳动和重体力劳动三级推荐能 量摄入量。
二、基础代谢 （一）基础代谢的概念 基础代谢（BM）：是指维持生命 的最低能量消耗。即人体在安静和恒温 条件（18~25℃）下，禁食12小时后，静 卧、放松且清醒时的能量消耗。 此时能量仅用于维持体温和呼吸、 血液循环及其他器官生理需要。
基础代谢率（BMR）：是指人体处 于基础代谢状态下，每小时每平方米体表 面积（或每千克体重）的能量消耗。 基础代谢率不仅与人的年龄、性别、 体表面积有关，而且还受人的高级神经活 动、内分泌系统状态、外界气候等因素影 响。
直接用公式计算 Harris 和Benedict 提出下列公式，可根据年龄、 身高和体重直接计算基础代谢能量消耗。 男性基础代谢耗能量= 66＋13.7×体重（kg） +5. 0×身长（cm）-6. 8×年龄（y） 女性基础代谢耗能量=65.5 + 9.5×体重（kg） ＋1.8×身长（cm）-4.7×年龄（y）
表2-1 人体基础代谢率
实际例子
一个体重 60kg 身高 175cm 的 30 岁男子， 请计算其一天基础代谢所消耗的热能为 多少？ 按上述公式计算其体表面积为1.75m2， 查表其年龄基础代谢率为每平方米每小 时154kJ（36.8kcal），则24小时基础代 谢 所 消 耗 热 能 为 ： 1.75×154×24= 6468.5kJ（1546kcal）。
影响食物热效应的因素： 不同成分的食物热效应不同，脂肪的食 物热效应约消耗本身产生能量的 4%-5% ，碳水 化合物为 5%-6% ，蛋白质为 30% 。混合性食物 为10%。 此外，食物热效应与进食量和进食频率 也有关，吃得越多，热消耗也越多；吃得快比 吃得慢者食物热效应高。
五、生长发育
成人能量的消耗包括基础代谢、体力劳 动、食物热效应三部分，但对于正在生长发育 的婴幼儿、儿童以及青少年还应包括生长发育 所需的能量。 新生儿按千克体重计算，相对比成年人 消耗多2-3倍的能量；3-6个月的婴儿，每天 所摄入热能的15%-23％被机体用于生长发育 的需要而保留体内。婴儿每增加1克体重需要 消耗6kcal能量。 成年人也有类似情况，如孕妇除供给胎 儿的生长发育所需能量外，自身器官和生殖系 统的进一步发育也需特殊能量。
2、不同生理、病理状况影响 包括性别、年龄等因素。 婴幼儿生长发育快，基础代谢高；成年后 随年龄增长，基础代谢水平不断下降， 30 岁 后，每 10 年降低约 2% ， 60 岁以后下降更多。 女性比男性基础代谢率约低 5%-10% ；妇女孕 期基础代谢率有所增加，其增加率可达28%， 与胎盘、子宫、胎儿发育、呼吸、心跳耗热 增加有关。 另外，许多腺体分泌的激素对细胞代谢起 调节作用，如甲状腺素等激素水平异常时， 也会影响基础代谢率。
根据能量消耗水平的不同，可将活动强 度分为5级（极轻、轻、中等、重、极重体力 活动），2000年中国营养学会将劳动强度调 整为3级，即轻、中、重。 影响因素： 劳动强度、熟练程度、作业姿势、劳动时间、 机体状况、其他因素等。 由于工作熟练程度和作业姿势的不同， 不同人从事同一工作消耗的能量各不相同，加 之8小时以外的活动各异，所以上述劳动强度 分级仅供参考。
各种劳动强度的体力活动及能量消耗
能量消耗计算法特点
此法简便易行，不需要特殊仪器设 备，但要求调查者密切配合，准确记录 各项活动，才能获得较准确的结果。
2、饮食调查法 当食物供应充足，人们可以自由选择食 物时，健康成年人一般可以准确地摄入他们所 需要的热量。若体重无明显变化，则表明其能 量摄入量与其能量需要量基本相当。因此，应 详细记录调查者某段时间所摄入食物的种类和 数量，计算出平均每天食物的总能量，就可认 为是其一天的需要量。不过这种饮食调查通常 进行5-7天，如确定一类人群能量需要，还应 注意调查对象应有一定数量，才准确可靠。 由于此方法简单易行，已被广泛采用。