運(yùn)動(dòng)與營(yíng)養(yǎng)健康3第二章

第二章運(yùn)動(dòng)與能量

本章主要介紹了食物的卡值、ATP與能量代謝、氧熱價(jià)、呼吸商等基本知識(shí)，論述了影響人體能量需要量的因素，包括維持基礎(chǔ)代謝所需的能量，從事活動(dòng)包括日常生活學(xué)習(xí)、體育鍛煉與勞動(dòng)所消耗的能量以及食物特殊動(dòng)力作用所消耗的能量；根據(jù)不同勞動(dòng)強(qiáng)度的能量補(bǔ)充量以及能量平衡?！颈菊绿嵋?/p>

第一節(jié)基本概念與術(shù)語人類為了維持生命、從事勞動(dòng)以及體育運(yùn)動(dòng)必須每天從各種食物中取得能量，以滿足機(jī)體的需要。事實(shí)上，不僅勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)需要能量，就是機(jī)體處于安靜狀態(tài)，也要消耗一定的能量。例如心臟跳動(dòng)、血液循環(huán)、等都需要消耗能量，其來源就是每天攝取食物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)三種營(yíng)養(yǎng)素。對(duì)人類來說，機(jī)體可以從食物中獲得能量，食物中能作為能源物質(zhì)的只有糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大類物質(zhì)，這三類物質(zhì)又統(tǒng)稱為熱源物質(zhì)或能源物質(zhì)。能量的單位，營(yíng)養(yǎng)學(xué)上用“卡”(cal)表示，按照量和單位國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，能量的單位應(yīng)采用“焦耳”(Joule)表示，營(yíng)養(yǎng)學(xué)上仍習(xí)慣采用卡或千卡。１千卡(kcal)＝4.18千焦耳（kJ）１千焦耳（kJ）＝0.24千卡（kcal）一、能量與能量單位

通常把1克供能物質(zhì)氧化分解時(shí)所釋放的能量，稱為該物質(zhì)的卡價(jià)。糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物在體內(nèi)氧化的卡價(jià)分別為：糖4.1千卡/克（17.14千焦/克）脂肪9.3千卡/克（38.87千焦/克）蛋白質(zhì)4.1千卡/克（17.14千焦/克）二、食物的卡值

糖類、脂肪和蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化燃燒，最后生成二氧化碳和水。營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)被氧化成為二氧化碳和水并放出能量的過程可以稱為生物氧化，在生物氧化過程中，有腺苷三磷酸(ATP)形成，ATP在細(xì)胞內(nèi)普遍存在。ATP分子水解時(shí)可釋放能量是機(jī)體進(jìn)行各種生命活動(dòng)所需能量的來源等。三、ATP與能量代謝

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)，每消耗1升氧氣所釋放的能量稱為該物質(zhì)的氧熱價(jià)。食物在體內(nèi)氧化要消耗氧，但由于食物的分子結(jié)構(gòu)不同，所以氧化分解時(shí)的耗氧量也不同。

1克糖完全氧化需耗氧氣0.83升，根據(jù)1克糖的卡價(jià)為4.1千卡（17.14千焦），就可算出每消耗1升氧來氧化糖類食物時(shí)，其氧熱價(jià)為5千卡。

1克脂肪完全氧化需耗氧氣2.06升，根據(jù)1克脂肪的卡價(jià)為9.3千卡（38.87千焦），可算出每消耗1升氧來氧化糖類食物時(shí)，其氧熱價(jià)為4.5千卡（18.81千焦）。四、氧熱價(jià)

食物在體內(nèi)被從肺吸入的O2最終氧化成CO２和Ｈ2Ｏ，同時(shí)釋放能量。不同食物所含的能源物質(zhì)碳、氫、氧等化學(xué)組成不盡相同，故在氧化中所需的O2及生成的CO２也就不同。食物在體內(nèi)氧化生成CO２體積與同時(shí)消耗O２的體積之比稱為呼吸商（RQ）。糖的呼吸商為1.0，脂肪的呼吸商為0.7，蛋白質(zhì)的呼吸商為0.8。

五、呼吸商普通膳食所含糖類，脂類及蛋白質(zhì)往往不同，因此其呼吸商是有差異的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，食進(jìn)普通膳食的呼吸商約為0.85，多食糖類則呼吸商增高，多食脂類和蛋白質(zhì)則呼吸商降低。正常的呼吸商值在1.0～0.7之間。由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不同,各種能源供能比例不同，呼吸商會(huì)出現(xiàn)差異。五、呼吸商人體能量需要量主要決定于下列三個(gè)方面：

1.維持基礎(chǔ)代謝所需的能量；2.從事活動(dòng)包括日常生活學(xué)習(xí)、體育鍛煉和勞動(dòng)所消耗的能量；3.食物特殊動(dòng)力作用所消耗的能量。

其中最主要的是活動(dòng)所消耗的能量，所占比重較大。第二節(jié)影響人體能量需要量的因素

基礎(chǔ)代謝能量

是機(jī)體處于清醒、神經(jīng)肌肉完全安靜與空腹?fàn)顟B(tài)下，維持生命所必需的最低能量需要量，亦即機(jī)體靜臥在18～25℃的環(huán)境中，完全處于休息狀態(tài)，既無體力勞動(dòng)也無腦力勞動(dòng)，而且在12小時(shí)前已停止進(jìn)食，消化系統(tǒng)也處于靜止?fàn)顟B(tài)，基本上是維持體溫和器官內(nèi)臟最基本活動(dòng)所需的最低能量。機(jī)體處于安靜狀態(tài)時(shí)用于體溫維持，心臟跳動(dòng)、肺的呼吸和肌肉緊張度的維持，所消耗的能量，稱之為基礎(chǔ)代謝能量。

一、維持基礎(chǔ)代謝所需要的能量

基礎(chǔ)代謝率（BMR）：指以每小時(shí)每千克體重或每平方米體表面積所散發(fā)的能量表示基礎(chǔ)代謝。影響運(yùn)動(dòng)員的基礎(chǔ)代謝的因素：訓(xùn)練水平、每日運(yùn)動(dòng)量。運(yùn)動(dòng)員系統(tǒng)訓(xùn)練后，機(jī)體肌肉量增加，使基礎(chǔ)代謝相應(yīng)提高；另一方面，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練使迷走神經(jīng)的緊張度增加，心跳、呼吸變慢，肌肉放松，使基礎(chǔ)代謝下降。兩者相抵，結(jié)果是運(yùn)動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)代謝影響不大。實(shí)際測(cè)定運(yùn)動(dòng)員的基礎(chǔ)代謝，有的比正常人高，也有的比正常人低，這與受試者的肌肉量及其測(cè)定日的身體狀況等因素有關(guān)，應(yīng)具體分析。一、維持基礎(chǔ)代謝所需要的能量

根據(jù)勞動(dòng)強(qiáng)度不同，一般將勞動(dòng)分成五級(jí)：

（1）極輕體力勞動(dòng)。（2）輕體力勞動(dòng)：。（3）中等體力勞動(dòng)。（4）重體力勞動(dòng)。（5）極重體力勞動(dòng)。

二、從事體力活動(dòng)所消耗的能量從事勞動(dòng)所消耗的能量在人體能量總需要量中占主要部分。勞動(dòng)所消耗的能量與勞動(dòng)強(qiáng)度、勞動(dòng)持續(xù)時(shí)間以及工作熟練程度有關(guān)，即勞動(dòng)強(qiáng)度越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、工作越不熟練，能量消耗越多。二、從事體力活動(dòng)所消耗的能量

食物的特殊動(dòng)力作用是指食物經(jīng)過消化吸收后,單體在機(jī)體內(nèi)合成有機(jī)大分子過程中消耗的能量。不同食物特殊動(dòng)力作用消耗的能量，蛋白質(zhì)的特別動(dòng)力作用最高，為30％；糖類者次之，為６％；脂類最低，只有４％；正?；旌仙攀臣s為10％。在計(jì)劃一個(gè)人的膳食時(shí)，其能量的供給比其基礎(chǔ)代謝與勞動(dòng)所需者的總和應(yīng)高約10％，以補(bǔ)償食物特別動(dòng)力作用耗去的能量。

三、食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗

運(yùn)動(dòng)員的食物特殊動(dòng)力作用稍高于一般人，其原因是訓(xùn)練能引起機(jī)體的興奮性提高和消化機(jī)能減低，而且運(yùn)動(dòng)員的蛋白質(zhì)攝入量比一般人多（是因能量消耗增多所致），因此宜采用總能量消耗的15％作為運(yùn)動(dòng)員的食物特殊動(dòng)力效應(yīng)。

三、食物特殊動(dòng)力作用的能量消耗

第三節(jié)能量需要量的計(jì)算方法人體能量消耗的測(cè)試方法主要有直接測(cè)熱法和間接測(cè)熱法。在營(yíng)養(yǎng)調(diào)查工作中，可采用較為簡(jiǎn)便的“活動(dòng)觀察法”或“體重平衡法”；另外，還可采用公式簡(jiǎn)易推算法來計(jì)算能量消耗。該方法只需測(cè)定運(yùn)動(dòng)員的身高和體重，不需任何儀器。就可推算出運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量消耗量。其具體公式為：

能量消耗量＝（相對(duì)代謝率＋12）×（基礎(chǔ)代謝率×體表面積÷60×運(yùn)動(dòng)時(shí)間）＝（RMR＋12）×BMR×BSA÷60×Ｔ（分鐘）一、公式簡(jiǎn)易推算法對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行24小時(shí)的跟蹤觀察，詳細(xì)計(jì)算各項(xiàng)活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，參照各種動(dòng)作能量消耗率，查算出一日的能量消耗，在此基礎(chǔ)上再加上15％的食物特殊動(dòng)力作用所消耗的能量，就是一天的能量需要量。二、活動(dòng)觀察計(jì)算法計(jì)算一日能量消耗的平均值，可進(jìn)行多日觀察，然后根據(jù)各類活動(dòng)在調(diào)查期間所占的時(shí)間比例，求出一日能量消耗的平均值，觀察天數(shù)越多，代表性越強(qiáng)，偏差越小。活動(dòng)觀察法雖簡(jiǎn)便易行（除秒表計(jì)時(shí)外，不需要其他設(shè)備），但要求被調(diào)查者密切配合，各項(xiàng)工作計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，偶有疏漏，便影響計(jì)算結(jié)果，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)人力。二、活動(dòng)觀察計(jì)算法

此法只適用于健康成人。健康成年人機(jī)體有維持能量平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制，使能量的攝入與消耗相適應(yīng)，體重保持相對(duì)平衡。因此，精確地計(jì)算出一定時(shí)期（連續(xù)15天以上）所攝入的食物能量，并測(cè)定此時(shí)期始末的體重。三、體重平衡法

經(jīng)常測(cè)量體重是監(jiān)測(cè)能量是否平衡的簡(jiǎn)便的方法。如果體重恒定或相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)體重，說明這段時(shí)間內(nèi)能量的攝入平衡，即攝入量和消耗量大致相等。一般來說體重有所增加，則說明能量的攝入大于消耗，過剩的能量以脂肪的形式積累在體內(nèi)。如果沒有疾病的情況下體重減少，則說明能量的攝入長(zhǎng)期低于消耗，因而只得運(yùn)用體內(nèi)脂肪來滿足所需能量。三、體重平衡法

男:

身高＞165厘米標(biāo)準(zhǔn)體重（千克）=身高（厘米）－100

身高＜165厘米標(biāo)準(zhǔn)體重（千克）=身高（厘米）－105女:標(biāo)準(zhǔn)體重（千克）=身高（米）－110

我國(guó)成人標(biāo)準(zhǔn)體重可參考下列公式計(jì)算：如實(shí)測(cè)體重在標(biāo)準(zhǔn)體重±10%之間，屬正常；在±10%～20之間，屬過重或消瘦；如±20%屬肥胖或瘦弱。如某男子身高為170厘米，他的標(biāo)準(zhǔn)體重應(yīng)為70千克。如體重在63～77千克之間是正常的，超出或低于這個(gè)范圍都不能視為能量的攝入平衡。三、體重平衡法第四節(jié)能量平衡人體每天的能量需要量應(yīng)以消耗量的多少為基準(zhǔn)，能量供給過多或不足都會(huì)影響健康，甚至引起疾病。長(zhǎng)期能量供給不足，可發(fā)生營(yíng)養(yǎng)不良癥，能量過剩，則在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪，形成肥胖。

1965年中國(guó)生理科學(xué)會(huì)曾修訂并建議我國(guó)人民每日膳食中能量供給量標(biāo)準(zhǔn)。參照最近幾年來有關(guān)科學(xué)的進(jìn)展，可以認(rèn)為這一建議仍基本適用。關(guān)于氣溫的變化對(duì)能量代謝的影響，過去認(rèn)為如以年平均氣溫10℃為標(biāo)準(zhǔn)，年平均氣溫每增高10℃，能量供給量減少5％，年平均氣溫每降低10℃，則能量供給量增加3％。但現(xiàn)在認(rèn)為實(shí)際上氣溫變化對(duì)人體能量需要量影響不大，可以不做校正。

一、膳食中能量供給標(biāo)準(zhǔn)

人在不同年齡階段，體內(nèi)能量代謝有所不同。兒童少年，生長(zhǎng)發(fā)育迅速，代謝旺盛，能量代謝相對(duì)較高，年齡越小基礎(chǔ)代謝和活動(dòng)所消耗的能量也越多。因此，在確定兒童少年能量需要時(shí)，除根據(jù)基礎(chǔ)代謝、食物特殊動(dòng)力作用及各種活動(dòng)等三方面的消耗外，還應(yīng)考慮供應(yīng)生長(zhǎng)發(fā)育所需的能量物質(zhì)，這一部分能量占總能量的比例大致如下：學(xué)前期兒童占15％～16％；小學(xué)階段占10％；中學(xué)階段占13％～15％。二、不同年齡階段能量供給量

對(duì)積極參加體育活動(dòng)的兒童少年，能量供給量應(yīng)高于同齡兒童少年。進(jìn)入青春發(fā)育期后，在形態(tài)和生理功能上都發(fā)生一系列的變化，各個(gè)器官發(fā)育逐漸成熟，對(duì)營(yíng)養(yǎng)的供給也需提出更高要求。我國(guó)對(duì)青少年能量的供給量超過從事中等體力勞動(dòng)的成年人，若長(zhǎng)期能量供給不足，將會(huì)出現(xiàn)疲勞、乏力、身體消瘦、發(fā)育遲緩或停滯、抵抗力