人體的能量(熱能)需要

§2-5人體能量（熱能）需要

所有生物都需要能量來(lái)維持生命活動(dòng)（心跳、呼吸、血液循環(huán)、腺體分泌、維持體溫等）和生產(chǎn)活動(dòng)（生長(zhǎng)、體力勞動(dòng)、孕婦等）。人體消耗的能量來(lái)自產(chǎn)熱營(yíng)養(yǎng)素（碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)），其中蘊(yùn)藏著化學(xué)能（碳?xì)滏I），當(dāng)他們分解時(shí)（C-H斷裂）釋放出能量。健康成人從食物中攝取的熱能與消耗的熱能經(jīng)常保持相對(duì)平衡狀態(tài)（能量平衡）；當(dāng)攝入超過(guò)消耗時(shí)，則在體內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)（能量正平衡）；當(dāng)攝入不足時(shí)，機(jī)體則動(dòng)用自身儲(chǔ)備的能量（能量負(fù)平衡）。

機(jī)體能量的來(lái)源與利用能量的來(lái)源：糖：機(jī)體的主要能源70%（中國(guó)人）。腦組織所需能量則完全來(lái)源于糖的有氧氧化。脂肪：提供大約30%的能量蛋白質(zhì)（氨基酸）：提供少量的能量（長(zhǎng)期饑餓或極度消耗時(shí)，才成為主要能量來(lái)源）。能量的去路：食物中的能量（100%）→自由能（95%）﹢熱增耗（5%

）→ATP

（45%）﹢熱量50%

→各種功能活動(dòng)（熱量20-45%、外功0-25%）人體熱能的儲(chǔ)存形式生物氧化：產(chǎn)熱營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化成二氧化碳、水并釋放能量的過(guò)程。即產(chǎn)熱營(yíng)養(yǎng)素﹢氧氣→二氧化碳﹢水﹢ATP﹢熱。從能量代謝（產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化、利用）來(lái)看，生物氧化過(guò)程釋放的熱能，實(shí)際上只有一部分以ATP形式供機(jī)體利用，其余大部分（50﹪）轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，僅對(duì)維持體溫有一定作用。生理有效能量：三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在人體內(nèi)外釋放熱能情況產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素體外氧化燃燒產(chǎn)生能量千焦耳／克（kJ/g）體內(nèi)氧化燃燒產(chǎn)生能量千焦耳／克（kJ/g）碳水化合物17.1517.15脂肪39.5439.54蛋白質(zhì)23.6418.20*蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能完全被氧化分解，代謝廢物有尿素、尿酸、肌酐等有機(jī)物，隨尿液排出體外，這些物質(zhì)能產(chǎn)生能量5.44kJ/g。生理有效能量：是指每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化分解后為機(jī)體供給的凈能。產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素人體內(nèi)的消化吸收率（％）人體內(nèi)氧化產(chǎn)生的生理有效能量千焦耳／克（kJ/g）碳水化合物9816.8脂肪9537.6蛋白質(zhì)9216.7決定人體能量消耗（需要）的因素能量消耗基礎(chǔ)代謝＋體力活動(dòng)＋食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗＋生長(zhǎng)發(fā)育的能量消耗（對(duì)兒童、孕婦、乳母）基礎(chǔ)代謝：基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism，BM)：是指維持生命的最低能量消耗，即人體在安靜和恒溫條件下(一般18～25℃)，禁食12小時(shí)后，靜臥、放松而又清醒時(shí)的能量消耗?；A(chǔ)代謝率(basalmetabolicrate，BMR)：是指人體處于基礎(chǔ)代謝狀態(tài)下，每小時(shí)每平方米體表面積(或每公斤體重)的能量消耗。BMR的單位：KJ/m2h、kJ/(kgh)。

基礎(chǔ)代謝熱量計(jì)算：直接用公式計(jì)算：男BEE＝66+13.7×體重(kg)+5.0×身長(zhǎng)(cm)－6.8×年齡(y)女BEE＝65.5+9.5×體重(kg)+1.8×身長(zhǎng)(cm)－4.7×年齡(y)簡(jiǎn)單的方法：成人男性按每公斤體重每小時(shí)1kcal(4.18kJ)女性按0.95kcal(3.97kJ)，和體重相乘直接計(jì)算影響基礎(chǔ)代謝的因素：體表面積與體型：基礎(chǔ)代謝隨體表面積增大而增加，瘦高的人較矮胖的人相對(duì)體表面積較大，其基礎(chǔ)代謝也高于后者。年齡：隨年齡的增長(zhǎng)基礎(chǔ)代謝率下降。30歲以上每10年降2%。

性別：同年齡、身高、體重，女性比男性基礎(chǔ)代謝率低約5-10%。

內(nèi)分泌：許多腺體分泌的激素對(duì)細(xì)胞代謝起調(diào)節(jié)作用，如甲狀腺、腎上腺等。當(dāng)內(nèi)分泌異常時(shí)可以影響基礎(chǔ)代謝率氣溫：炎熱帶居民基礎(chǔ)代謝率低，比溫帶同類居民低約10%。嚴(yán)寒地區(qū)居民基礎(chǔ)代謝約比溫帶居民高10%。飲食因素：過(guò)多攝食、尼古丁和咖啡因可以刺激基礎(chǔ)代謝水平升高。食物熱效應(yīng)(thermiceffectoffood，TEF)或食物特殊動(dòng)力作用(specificdynamicaction，SDA)：指因攝食過(guò)程引起的熱量消耗增加的現(xiàn)象。由于要對(duì)食物中營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行消化、吸收、代謝轉(zhuǎn)化等，需要額外消耗能量，同時(shí)引起體溫升高。

不同食物增加耗熱量各不相同：攝入碳水化合物時(shí)耗熱相當(dāng)于碳水化合物本身產(chǎn)熱的5-6%，脂肪為4-5%，蛋白質(zhì)為30%。成人攝入一般的混合膳食而增加的耗熱量為600KJ/d左右，相當(dāng)于基礎(chǔ)代謝10%。各種體力活動(dòng)消耗的熱能：體力活動(dòng)消耗的熱能在人體總熱能消耗中占主要部分。不同體力活動(dòng)所消耗的熱能不同，除基礎(chǔ)代謝外，勞動(dòng)強(qiáng)度是影響人體熱能消耗最主要的因素。在同樣勞動(dòng)強(qiáng)度下持續(xù)勞動(dòng)時(shí)間和工作熟練成度也有影響。持續(xù)時(shí)越長(zhǎng)，工作越不熟練，能量的消耗越大。各種強(qiáng)度的體力活動(dòng)及能量消耗活動(dòng)強(qiáng)度能量消耗極輕BMR×1.3輕BMR×1.6（男）BMR×1.5（女）中重BMR×1.7（男）BMR×1.6（女）重BMR×2.1（男）BMR×1.9（女）極重BMR×2.4（男）BMR×2.2（女）生長(zhǎng)發(fā)育：正在生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)體，還需要額外消耗能量維持機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育，所需能量主要用于形成新組織及新組織的新陳代謝。例如：3-6個(gè)月的嬰兒每天有15-23﹪的能量?jī)?chǔ)存機(jī)體建立新的組織，每增加1克體重約需20.9KJ（5.0kcal）能量。能量需要量的測(cè)定計(jì)算法：計(jì)算熱能消耗確定熱能需要量（基礎(chǔ)代謝、體力活動(dòng)、食物熱效應(yīng)等）。簡(jiǎn)便、易行但相對(duì)粗糙的方法。膳食調(diào)查：在食物供應(yīng)充足，體重不發(fā)生明顯變化時(shí)，其熱量攝入基本上可反映其熱能需要量。一般至少進(jìn)行5-7天，如確定一類人群的需要量，調(diào)查對(duì)象應(yīng)有一定的數(shù)量。直接測(cè)熱法：讓測(cè)試者進(jìn)入一間絕緣良好、被水包圍的小室中，測(cè)試者在室內(nèi)靜臥或從事各種活動(dòng)，利用儀表準(zhǔn)確測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)水溫上升的度數(shù)即為測(cè)試者散發(fā)的熱量。設(shè)備昂貴，應(yīng)用于科學(xué)研究。間接測(cè)熱法：呼吸商：是指食物在體內(nèi)氧化生成的CO2與同時(shí)消耗的O2的體積比。氧熱價(jià)：食物在體內(nèi)消耗1LO2產(chǎn)生的熱量。普通混合膳食呼吸商相應(yīng)的氧熱價(jià)是20.2KJ。測(cè)定機(jī)體在一段時(shí)間內(nèi)的耗氧量，產(chǎn)熱量=20.2（KJ/L）×O2（L）食物的熱價(jià)：1g食物氧化（或在體外燃燒）時(shí)釋放出來(lái)的能量。物理熱價(jià)：指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。生物熱價(jià)：指食物在體內(nèi)經(jīng)過(guò)生物氧化所產(chǎn)生的熱量。食物的氧熱價(jià)：某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量。呼吸商（respiratoryquotientRQ）：在一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體的CO2產(chǎn)生量和氧耗量的比值（RQ＝CO2產(chǎn)生量/耗O2量）可以比較精確的反映體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化的比例。

由于各種食物在體內(nèi)氧化時(shí)的耗O2量、CO2產(chǎn)生量的不同，故各種食物的氧熱價(jià)不同。根據(jù)RQ可估計(jì)某一段時(shí)間內(nèi)機(jī)體氧化各種食物的比例：三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù)───────────────────────────物質(zhì)耗氧量產(chǎn)CO2量物理熱價(jià)生理熱價(jià)氧熱價(jià)呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────糖0.830.8317.017.021.01.00脂肪1.981.4339.839.819.70.71蛋白質(zhì)0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────

非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時(shí)的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。

非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧熱價(jià)見下表。非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時(shí)的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。間接測(cè)熱法步驟：①測(cè)定CO2產(chǎn)生量和耗O2量②測(cè)定尿氮量③計(jì)算出NPRQ：④查出非蛋白食物氧熱價(jià)⑤計(jì)算出非蛋白食物的產(chǎn)熱量⑥能量代謝計(jì)算：耗O2量×氧熱價(jià)膳食能量推薦攝入量：膳食能量推薦攝入量（RNI）18－49歲成人男MJ/d女MJ/d輕體力活動(dòng)10.048.80中等體力活動(dòng)11.309.62重體力活動(dòng)13.3811.30能量的供給量與食物來(lái)源供給量：能量的供給應(yīng)依據(jù)能量的消耗而定，不同人群的需要和供給量各不相同。熱能長(zhǎng)期缺乏，則機(jī)體產(chǎn)生對(duì)低熱能供給的適應(yīng)狀態(tài)，熱能代謝可由負(fù)平衡達(dá)到在新的低水平基礎(chǔ)上的平衡，其變化表現(xiàn)為：BMR下降、體重下降、體力活減少，其結(jié)果是兒童生長(zhǎng)發(fā)育停滯，成人健康狀況惡化，工作能力降低等。長(zhǎng)期攝入過(guò)多，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)→體脂儲(chǔ)存體內(nèi)，導(dǎo)致超重或肥胖，進(jìn)一步加重心臟負(fù)擔(dān)，易引發(fā)心血管疾病。