運動與營養(yǎng)健康3第二章

第二章運動與能量

本章主要介紹了食物的卡值、ATP與能量代謝、氧熱價、呼吸商等根本知識，論述了影響人體能量需要量的因素，包括維持根底代謝所需的能量，從事活動包括日常生活學習、體育鍛煉與勞動所消耗的能量以及食物特殊動力作用所消耗的能量；根據(jù)不同勞動強度的能量補充量以及能量平衡。【本章提要】第一節(jié)根本概念與術語人類為了維持生命、從事勞動以及體育運動必須每天從各種食物中取得能量，以滿足機體的需要。事實上，不僅勞動或運動時需要能量，就是機體處于安靜狀態(tài)，也要消耗一定的能量。例如心臟跳動、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)三種營養(yǎng)素。對人類來說，機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，營養(yǎng)學上用“卡〞(cal)表示，按照量和單位國家標準，能量的單位應采用“焦耳〞(Joule)表示，營養(yǎng)學上仍習慣采用卡或千卡。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)氧化分解時所釋放的能量，稱為該物質(zhì)的卡價。糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物在體內(nèi)氧化的卡價分別為：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在細胞內(nèi)普遍存在。ATP分子水解時可釋放能量是機體進行各種生命活動所需能量的來源等。三、ATP與能量代謝普通膳食所含糖類，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)實驗，食進普通膳食的呼吸商約為0.85，多食糖類那么呼吸商增高，多食脂類和蛋白質(zhì)那么呼吸商降低。正常的呼吸商值在1.0～0.7之間。由于運動強度不同,各種能源供能比例不同，呼吸商會出現(xiàn)差異。五、呼吸商人體能量需要量主要決定于以下三個方面：1.維持根底代謝所需的能量；2.從事活動包括日常生活學習、體育鍛煉和勞動所消耗的能量；3.食物特殊動力作用所消耗的能量。其中最主要的是活動所消耗的能量，所占比重較大。第二節(jié)影響人體能量需要量的因素根底代謝能量是機體處于清醒、神經(jīng)肌肉完全安靜與空腹狀態(tài)下，維持生命所必需的最低能量需要量，亦即機體靜臥在18～25℃的環(huán)境中，完全處于休息狀態(tài)，既無體力勞動也無腦力勞動，而且在12小時前已停止進食，消化系統(tǒng)也處于靜止狀態(tài)，根本上是維持體溫和器官內(nèi)臟最根本活動所需的最低能量。機體處于安靜狀態(tài)時用于體溫維持，心臟跳動、肺的呼吸和肌肉緊張度的維持，所消耗的能量，稱之為根底代謝能量。

一、維持根底代謝所需要的能量根底代謝率〔BMR〕：指以每小時每千克體重或每平方米體外表積所散發(fā)的能量表示根底代謝。影響運發(fā)動的根底代謝的因素：訓練水平、每日運動量。運發(fā)動系統(tǒng)訓練后，機體肌肉量增加，使根底代謝相應提高；另一方面，運動訓練使迷走神經(jīng)的緊張度增加，心跳、呼吸變慢，肌肉放松，使根底代謝下降。兩者相抵，結(jié)果是運動對根底代謝影響不大。實際測定運發(fā)動的根底代謝，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定日的身體狀況等因素有關，應具體分析。一、維持根底代謝所需要的能量根據(jù)勞動強度不同，一般將勞動分成五級：〔1〕極輕體力勞動?！?〕輕體力勞動：?！?〕中等體力勞動?！?〕重體力勞動?！?〕極重體力勞動。

二、從事體力活動所消耗的能量從事勞動所消耗的能量在人體能量總需要量中占主要局部。勞動所消耗的能量與勞動強度、勞動持續(xù)時間以及工作熟練程度有關，即勞動強度越大、持續(xù)時間越長、工作越不熟練，能量消耗越多。二、從事體力活動所消耗的能量食物的特殊動力作用是指食物經(jīng)過消化吸收后,單體在機體內(nèi)合成有機大分子過程中消耗的能量。不同食物特殊動力作用消耗的能量，蛋白質(zhì)的特別動力作用最高，為30％；糖類者次之，為６％；脂類最低，只有４％；正常混合膳食約為10％。在方案一個人的膳食時，其能量的供給比其根底代謝與勞動所需者的總和應高約10％，以補償食物特別動力作用耗去的能量。

三、食物特殊動力作用的能量消耗運發(fā)動的食物特殊動力作用稍高于一般人，其原因是訓練能引起機體的興奮性提高和消化機能減低，而且運發(fā)動的蛋白質(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％作為運發(fā)動的食物特殊動力效應。三、食物特殊動力作用的能量消耗

第三節(jié)能量需要量的計算方法人體能量消耗的測試方法主要有直接測熱法和間接測熱法。在營養(yǎng)調(diào)查工作中，可采用較為簡便的“活動觀察法〞或“體重平衡法〞；另外，還可采用公式簡易推算法來計算能量消耗。該方法只需測定運發(fā)動的身高和體重，不需任何儀器。就可推算出運動時的能量消耗量。其具體公式為：能量消耗量＝〔相對代謝率＋12〕×〔根底代謝率×體外表積÷60×運動時間〕＝〔RMR＋12〕×BMR×BSA÷60×Ｔ〔分鐘〕一、公式簡易推算法對調(diào)查對象進行24小時的跟蹤觀察，詳細計算各項活動的持續(xù)時間，參照各種動作能量消耗率，查算出一日的能量消耗，在此根底上再加上15％的食物特殊動力作用所消耗的能量，就是一天的能量需要量。二、活動觀察計算法計算一日能量消耗的平均值，可進行多日觀察，然后根據(jù)各類活動在調(diào)查期間所占的時間比例，求出一日能量消耗的平均值，觀察天數(shù)越多，代表性越強，偏差越小?；顒佑^察法雖簡便易行〔除秒表計時外，不需要其他設備〕，但要求被調(diào)查者密切配合，各項工作計時準確，偶有疏漏，便影響計算結(jié)果，而且費時費人力。二、活動觀察計算法此法只適用于健康成人。健康成年人機體有維持能量平衡的調(diào)節(jié)機制，使能量的攝入與消耗相適應，體重保持相對平衡。因此，精確地計算出一定時期〔連續(xù)15天以上〕所攝入的食物能量，并測定此時期始末的體重。三、體重平衡法經(jīng)常測量體重是監(jiān)測能量是否平衡的簡便的方法。如果體重恒定或相當于標準體重，說明這段時間內(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，那么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，那么說明能量的攝入長期低于消耗，因而只得運用體內(nèi)脂肪來滿足所需能量。三、體重平衡法男:身高＞165厘米標準體重〔千克〕=身高〔厘米〕－100身高＜165厘米標準體重〔千克〕=身高〔厘米〕－105女:標準體重〔千克〕=身高〔米〕－110

我國成人標準體重可參考以下公式計算：如實測體重在標準體重±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，他的標準體重應為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以消耗量的多少為基準，能量供給過多或缺乏都會影響健康，甚至引起疾病。長期能量供給缺乏，可發(fā)生營養(yǎng)不良癥，能量過剩，那么在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪，形成肥胖。1965年中國生理科學會曾修訂并建議我國人民每日膳食中能量供給量標準。參照最近幾年來有關科學的進展，可以認為這一建議仍根本適用。關于氣溫的變化對能量代謝的影響，過去認為如以年平均氣溫10℃為標準，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℃，那么能量供給量增加3％。但現(xiàn)在認為實際上氣溫變化對人體能量需要量影響不大，可以不做校正。

一、膳食中能量供給標準人在不同年齡階段，體內(nèi)能量代謝有所不同。兒童少年，生長發(fā)育迅速，代謝旺盛，能量代謝相對較高，年齡越小根底代謝和活動所消耗的能量也越多。因此，在確定兒童少年能量需要時，除根據(jù)根底代謝、食物特殊動力作用及各種活動等三方面的消耗外，還應考慮供給生長發(fā)育所需的能量物質(zhì)，這一局部能量占總能量的比例大致如下：學前期兒童占15％～16％；小學階段占10％；中學階段占13％～15％。二、不同年齡階段能量供給量對積極參加體育活動的兒童少年，能量供給量應高于同齡兒童少年。進入青春發(fā)育期后，在形態(tài)和生理功能上都發(fā)生一系列的變化，各個器官發(fā)育逐漸成熟，對營養(yǎng)的供給也需提出更高要求。我國對青少年能量的供給量超過從事中等體力勞動的成年人，假設長期能量供給缺乏，將會出現(xiàn)疲勞、乏力、身體消瘦、發(fā)育緩慢或停滯、抵抗力下降等一系列營養(yǎng)不良病癥。二、不同年齡階段能量供給量人體進入中年以后，根底代謝率逐漸降低，體力活動減小，因而體內(nèi)能量消耗也隨之減少。目前國際上采用年齡變化來校正能量供給量的方法，以20~39歲成人，男子體重為65千克，女子體重為55千克的能量供給量為根底，超過此年齡的，能量攝取逐年遞減，防止能量攝取過多。其減少標準為：40~49歲減５％，50~59歲減10％，50~59歲減20％，70歲以上減30％。二、不同年齡階段能量供給量運發(fā)動的體力活動包括運動訓練以及運動訓練以外的各種活動。運動訓練時的能量代謝主要取決于運動強度、密度和持續(xù)時間三要素，同時也受運發(fā)動的體重、年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、訓練水平、精神狀態(tài)及訓練時主觀用力程度等因素影響。不同工程運動的能量代謝具有顯著的不同特點，因而導致運動時能量需要量各不同。三、運發(fā)動能量供給量

人體所需能量來源是食物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)。這些營養(yǎng)素在體內(nèi)的氧化過程與在體外燃燒有類似之處，但由于其最終產(chǎn)物不同，所以釋放的能量并不完全相等。另外，食物中所含營養(yǎng)素在消化道內(nèi)，并非100％被吸收，根據(jù)營養(yǎng)素在體內(nèi)氧化所釋放的能量時，還應考慮吸收率。正常人吃普通混合膳食時，糖類物質(zhì)平均吸收率為98％、脂肪為95％、蛋白質(zhì)92％；四、膳食中能量來源因此，上述三種營養(yǎng)素所供給能量的數(shù)量〔或稱食物的卡價〕可按每克碳水化物4千卡能量、每克脂肪9千卡能量和每克蛋白質(zhì)4千卡能量計算。至于供給能量的營養(yǎng)素在膳食中占的比例，可因它們的特點、在機體中作用、飲食習慣和各地食品的種類而不同。一般情況下，我國人民膳食中大約總能量的60％～70％來自碳水化物，10％～14％來自蛋白質(zhì)和16％～20％來自脂肪。四、膳食中能量來源肌內(nèi)活動對能量代謝的影響最顯著。機體進行任何輕微的活動都可提高能量代謝率，特別在劇烈運動或勞動時，產(chǎn)能量可增大到安靜時的15～20倍，甚至近千倍。影響運動時能量消耗的因素主要取決于運動量的大小〔即運動強度、密度和運動的持續(xù)時間〕、運動條件和運動技術水平等因素。五、影響能量代謝的因素〔一〕肌肉活動的影響人在平靜地思考問題時，能量代謝并無明顯影響，釋放能量的增加一般不超過14％。但當精神緊張伴有情緒沖動時，能量代謝明顯增強。這一方面是由于精神緊張時，骨骼肌的緊張性也加強，這時雖無明顯的肌肉活動，但能量釋放已經(jīng)提高；另一方面是交感神經(jīng)興奮，腎上腺素分泌增加，使機體組織代謝加強，釋放能量增加。此外，環(huán)境因素的影響，食物的特殊動力作用，身體狀況等也會對機體的能量消耗產(chǎn)生影響?！捕尘瘛⑿睦頎顟B(tài)的影響所謂能量平衡是指機體消耗和攝入的能量趨于相等。當能量的攝入量與消耗量相當時，人體的體重保持恒定；能量攝入量大于消耗量時，體重和體脂會增加；能量攝入量小于消耗量時，那么體重會減輕，兩者都有損于身體健康。人體的能量消耗包括以下幾個主要局部：根底代謝的消耗、運動的生熱效應、食物的生熱效應和機體生長發(fā)育所需的能量。六、能量平衡人體能量來源主要是食物中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，這三種產(chǎn)熱營養(yǎng)素在人體的代謝中，既各有特殊生理功能又相互影響。人體能量的需要量因受勞動強度、年齡、性別、生理特點等因素影響而有所不同，一般成人能量攝入量和消耗量保持平衡，就能維持各種正常的生理活動的需要。

六、能量平衡攝入能量過多，其多余局部在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆贵w脂增多，體重增加，形成肥胖。肥胖對健康不利，因為身體肥胖，不但有大量脂肪積聚在皮下，而且還有許多脂肪沉積在一些內(nèi)臟上。如果大量脂肪沉積在肝