緒論能量課件

緒論西安高新醫(yī)院劉博緒論營(yíng)養(yǎng):人體從外界攝取各種食物，經(jīng)過消化、吸收和代謝，以維持機(jī)體生長(zhǎng)、發(fā)育和各種生理功能的生物學(xué)過程。營(yíng)養(yǎng)素：指食物中能被人體消化、吸收和利用的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)。（人體需要的）蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化物、維生素、礦物質(zhì)、水營(yíng)養(yǎng)學(xué)：研究人體營(yíng)養(yǎng)規(guī)律及其改善措施的科學(xué)。合理營(yíng)養(yǎng)：是指通過合理的膳食和科學(xué)的烹調(diào)加工，能向機(jī)體提供足夠數(shù)量的熱能和各種營(yíng)養(yǎng)素，并保持各營(yíng)養(yǎng)素之間的數(shù)量平衡，以滿足人體的正常生理需要，保持人體健康。飲食營(yíng)養(yǎng)與人類健康的關(guān)系有利作用（提高生活質(zhì)量）1.營(yíng)養(yǎng)是健康的基礎(chǔ)。正常生理功能、外貌勞動(dòng)能力、工作效率對(duì)疾病的抵抗力對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力2.生長(zhǎng)發(fā)育的保證和促進(jìn)正常生長(zhǎng)發(fā)育保證促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、體質(zhì)改善、智力發(fā)育提高健康素質(zhì)3.促進(jìn)老年健康、長(zhǎng)壽防病、祛病延緩衰老4.促進(jìn)保健作用保健功效成分的作用保健醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)方向能量基本概念

能量是維持體溫及一切生命活動(dòng)的基本保障。有機(jī)體為了生存，需要不斷地從外界攝取氧氣、水分和食物，這些物質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)酶的催化，進(jìn)行一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，逐步、分次地釋放出其中所蘊(yùn)藏的能量。在生物體內(nèi)，糖類、脂肪和蛋白質(zhì)在代謝過程中均伴隨能量的釋放、轉(zhuǎn)移和利用，這一過程稱為能量代謝。它是營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中應(yīng)首先考慮的問題。能量是維持人體生命活動(dòng)和生產(chǎn)勞動(dòng)的保證。研究人體能量代謝的最終目的是獲得能量平衡。能量失衡，可妨礙機(jī)體的正常生理功能，甚至導(dǎo)致疾病的發(fā)生。對(duì)人類能量需要的研究是整個(gè)營(yíng)養(yǎng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最基本的問題，并且成為推動(dòng)營(yíng)養(yǎng)科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力之一。能量單位【千卡】（kcal）其定義為:將1000g水由15℃升溫至16℃所需要的能量為1千卡?！窘苟浚↗）其定義為:用1牛頓的力推動(dòng)物質(zhì)移動(dòng)1米所需要的能量為1焦耳。

【換算】1cal＝4.18J1J＝0.239cal1kcal＝4.18KJ1KJ＝0.239kcal

糖類和脂肪于體內(nèi)能完全氧化，而蛋白質(zhì)在中間代謝氧化時(shí)，尚有部分含氮化合物不能化為能量，由尿排出。每克蛋白質(zhì)所產(chǎn)生的這部分含氮化合物在熱能測(cè)定計(jì)內(nèi)產(chǎn)生1.2Okcal能量。如按碳水化合物的消化率為98％，脂肪95％，蛋白質(zhì)92％計(jì)算，對(duì)每克熱源質(zhì)從熱能測(cè)定計(jì)測(cè)定的結(jié)果加以校正，得出如下的生理能量:碳水化合物：4.15×98％＝4.Okcal脂肪：9.45×95％＝9.Okcal蛋白質(zhì)：5.65×92％－1.20(尿素)＝4.0kcal

（5.65－1.35）×92％＝4.0

kcal另外，酒類含有的酒精也是產(chǎn)生能量的物質(zhì)。1克可供給7kcal。糖類和脂肪為能量的最主要或最有效的來源，二者在臨床營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域被稱為非蛋白熱卡（non-proteinca1orie，NPC）。蛋白質(zhì)若用于供給能量，不僅損失其組織修復(fù)和生理調(diào)節(jié)的功能，而且又因尿素等含氮化合物的形成而增加了機(jī)體額外的能量消耗。因此，為充分發(fā)揮蛋白質(zhì)效用，必須供給充分而來源平衡的NPC。二、脂肪代謝

脂肪是人體能量的主要貯存形式。脂肪組織中90％是三酸甘油酯。某些不飽和脂肪酸，如亞油酸不能由體內(nèi)合成，需外源性攝入。經(jīng)腸外途徑輸入的長(zhǎng)鏈和中鏈脂肪乳直接進(jìn)入靜脈血流。三酸甘油酯分解成甘油和脂肪酸。部分甘油經(jīng)糖生成作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，游離脂肪酸則氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A，經(jīng)三竣酸循環(huán)釋出能量。三、蛋白質(zhì)代謝

蛋白質(zhì)是生命的存在方式。成人平均每天需要蛋白質(zhì)1g/kg，用以補(bǔ)充身體蛋白質(zhì)不可避免的消耗，如脫落細(xì)胞、肌肉伸縮時(shí)消耗的肌動(dòng)蛋白和肌凝蛋白以及用于身體的生長(zhǎng)，組織的修復(fù)，維持循環(huán)中蛋白質(zhì)含量及制造酶等。攝入的蛋白質(zhì)經(jīng)腸道中的蛋白酶水解成肽最終水解為氨基酸，吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟。能量的需要

人體的能量消耗是極為復(fù)雜的過程，大致包含四部分，即基礎(chǔ)代謝、體力和腦力活動(dòng)消耗、食物特殊動(dòng)力作用、生長(zhǎng)發(fā)育（妊娠、哺乳）的消耗。其中，前3項(xiàng)為成人每日的總能量消耗。對(duì)于處于生長(zhǎng)發(fā)育階段的兒童（孕婦、產(chǎn)婦），還需加上第4項(xiàng)內(nèi)容。

基礎(chǔ)代謝是維持機(jī)體最基本的生命活動(dòng)所需要的能量，其中10％的部分用于體內(nèi)機(jī)械運(yùn)動(dòng)（如呼吸和心跳等），大部分用于維持細(xì)胞內(nèi)外液電解質(zhì)的濃度差或用于蛋白質(zhì)及其他大分子物質(zhì)的生物合成。

基礎(chǔ)代謝的測(cè)定要求在餐后12～15小時(shí)，一般清晨睡醒時(shí)，全身肌肉放松，情緒和心理平靜，周圍環(huán)境舒適安靜，溫度22℃左右的特定條件下進(jìn)行，所測(cè)能量即為基礎(chǔ)能量消耗（basalenergyexpenditure，BEE）。單位時(shí)間內(nèi)人體單位體表面積所消耗的基礎(chǔ)代謝能量稱為基礎(chǔ)代謝率（basalmetabolicrate，BMR）?；A(chǔ)能耗1.Harris-Benedict多元回歸公式男性（kcal/24h）＝66.4730＋13.751W＋5.0033H－6.7550A女性（kcal/24h）＝655.0955＋9.463W＋1.8496H－4.6756A其中：W表示體重（kg），H表示身高（cm），A表示年齡（歲）

此公式包括性別、年齡、體重、身高等對(duì)BEE有影響的因素，是20世紀(jì)70多年來最常用的公式。

3.中國(guó)正常人BMR平均值（kcal/m2·h）年齡男性女性11～46.741.216～46.243.418～39.736.820～37.735.031～37.935.141～36.834.051～35.633.14.根據(jù)體表面積計(jì)算基礎(chǔ)代謝與體表面積及體重等存在一定關(guān)系。身體面積越大，細(xì)胞越多，在相同狀況下消耗的能量越多，同時(shí)相對(duì)散熱面積。而人體體表面積又與其身高和體重有密切關(guān)系，故體表面積多用身高及體重兩項(xiàng)數(shù)值來表示。（1）Dubois公式：體表面積＝W0.425×H0.725×71.84

（2）趙松山公式：男性體表面積：0.00607H＋0.0127W－0.0698

女性體表面積：0.00586H＋0.0126W－0.0461其中：W為體重（kg），H為身高（cm），所得體表面積單位為m2。靜息能耗

除了基礎(chǔ)能量消耗（BEE）外，臨床上更多使用靜息能量消耗(restingenergyexpenditure，REE）。它是在人體餐后2小時(shí)以上，在合適溫度下，安靜平臥或靜坐30分鐘以上所測(cè)得的人體能量消耗。與BEE相比，REE增高10％左右。增高部分主要包括部分食物特殊動(dòng)力作用和完全清醒狀態(tài)下的能量消耗。REE測(cè)定較BEE簡(jiǎn)單，故應(yīng)用亦較廣泛。

上海中山醫(yī)院提出根據(jù)我國(guó)人體測(cè)量結(jié)果計(jì)算住院病人REE的公式。男性＝5.48H（cm）＋11.51W（kg）－3.47A（歲）－189女性＝2.95H（cm）＋8.73W（kg）－1.94A（歲）＋252

不同體力活動(dòng)所需要的能量不同?；顒?dòng)量越大，則每分鐘通氣量和耗氧量越大，心率越快，每分鐘的能量消耗也就越大。肌肉為能量代謝的重要場(chǎng)所，其參加工作的多少與持續(xù)時(shí)間的久暫為決定需要量的主要因素。工作的熟練程度也影響能量消耗。例如已有數(shù)月勞動(dòng)鍛煉的與初次參加勞動(dòng)的人，其體重和身高相等，皆挑3Okg、每分鐘平均步行速度，前者為101.9m，后者為85.5m，而平均代謝率前者為5.22，而后者為8.80，所以有鍛煉的比元鍛煉的人在工作效率上和體力消耗上均較為有效和節(jié)省。James提出以BMR為基礎(chǔ)測(cè)算各種勞動(dòng)強(qiáng)度的能量需要量。表中數(shù)字表示體力活動(dòng)水平（physicalactivitylevel，PAL）。各類不同職業(yè)人群可因不同勞動(dòng)強(qiáng)度而得出各自的PAL值，乘以BMR即為其能量需要量。體力活動(dòng)等級(jí)男女維持需要量1.40×BMR1.40×BMR

輕體力勞動(dòng)1.58×BMR1.56×BMR中體力勞動(dòng)1.79×BMR1.64×BMR重體力勞動(dòng)2.10×BMR1.82×BMR食物特殊動(dòng)力作用

實(shí)驗(yàn)表明，攝食過程可使基礎(chǔ)能量消耗升高，最高點(diǎn)出現(xiàn)在攝食后2小時(shí)左右，且在3～4小時(shí)后恢復(fù)正常。這部分能量消耗主要用于消化液分泌、胃腸道收縮蠕動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)素吸收及各種中間代謝過程，包括低能化合物變成高能化合物及氨基酸去氨，形成AIP等。這種因攝食本身引起的基礎(chǔ)能量消耗額外增加的現(xiàn)象，稱為食物的特殊動(dòng)力作用。攝食不同成分的食物所引起的能量消耗不同，蛋白質(zhì)的SDA最高，可達(dá)基礎(chǔ)能量消耗的30％，而碳水化物和脂肪分別為6％和4％，混合食物一般為6～10％。蛋白質(zhì)的SDA之所以最高，一則因?yàn)橛傻鞍踪|(zhì)形成ATP較之由碳水化物或脂肪形成ATP需要更多的能量；二則蛋白質(zhì)被分解成氨基酸后，氨基酸在體內(nèi)先要合成多肽，這需要很多能量，故使其食物特殊動(dòng)力作用顯著升高。特殊生理需要生長(zhǎng)發(fā)育期間，身體組織不斷增加，所以每日攝入的能量勢(shì)必超過為維持工作的消耗量，估計(jì)每克新生組織約需要5kcal能量。同時(shí)蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化物的供給量亦要相應(yīng)增加。FAO/WHO提出的兒童期能量需要量見表。妊娠期間需要額外的能量以滿足胎兒生長(zhǎng)。據(jù)計(jì)算大約為80000kcal。大部分能量在妊娠早期作為脂肪儲(chǔ)存。脂肪有兩個(gè)功能：一是為后期胎兒迅速生長(zhǎng)時(shí)防止能量不足；另一是有助于哺乳期間乳汁合成。我國(guó)建議孕婦自妊娠第4個(gè)月起每日能量供給量增加200kcal，乳母增加800kcal。兒童期能量需要量年齡體重維持生理活動(dòng)生長(zhǎng)所需活動(dòng)所需合計(jì)

kgkcalkcalkcalkcal3個(gè)月4.6365128575509～12個(gè)月9.68006015010102～3歲13.610203031013604～5歲17.412003548517209～10歲31.3175030640242016～17歲60.32500605403100嬰兒3個(gè)月內(nèi)生長(zhǎng)所需能量占總能量需要的23%，但4～5歲時(shí)只占2％。按體重計(jì)算能量需要量隨年齡的增長(zhǎng)而下降的主要原因是按體重計(jì)算的基礎(chǔ)代謝率下降，并和機(jī)體成分中脂肪增加及活動(dòng)代謝的減少有關(guān)。中年以后，基礎(chǔ)代謝率逐漸下降，活動(dòng)量減少，因而能量供給量可適當(dāng)降低。由于衣著和居住條件的改進(jìn)，一般認(rèn)為氣候?qū)θ梭w能量需要量影響不大。美國(guó)自1974年起認(rèn)為，30℃以下可不考慮溫度對(duì)能量需要量的影響；超過30℃，當(dāng)勞動(dòng)消耗每日大于3000kcal，每升高1℃能量供給量應(yīng)增加0.5％。在較冷的環(huán)境中勞動(dòng)，如平均溫度低于14℃，其能量消耗將比20～30℃時(shí)高5％。能量每克供能物質(zhì)釋放的能量碳水化合物：4.Okcal蛋白質(zhì)：4.0kcal脂肪：9.Okcal酒精：7kc