營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)知識能量

關(guān)于營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)知識能量第一節(jié)能量一、概述能量是一個系統(tǒng)作功的能力。因系統(tǒng)作功時多以燃燒產(chǎn)熱形式表達(dá)，故曾被稱為熱能。第2頁,共35頁，星期六，2024年，5月人類的一切生命活動的基本形式為新陳代謝。而人體的新陳代謝實際上又是體內(nèi)、外環(huán)境進(jìn)行的物質(zhì)與能量的交換。在這一過程中均需不斷產(chǎn)生和消耗能量。由于人的新陳代謝和體溫的維持都需要消耗能量，如細(xì)胞的生長繁殖、組織的自我更新、營養(yǎng)物質(zhì)的運輸、代謝廢物的清除等。因此，沒有能量，機(jī)體的任何一個器官都無法進(jìn)行工作。第3頁,共35頁，星期六，2024年，5月食物中提供的營養(yǎng)素則是機(jī)體能量的源泉。食物中的供能營養(yǎng)素在體內(nèi)經(jīng)酶的作用進(jìn)行生物氧化既可釋放出能量。人體所需能量通常來源于碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等三大營養(yǎng)素，故此三者被稱為供能營養(yǎng)素。第4頁,共35頁，星期六，2024年，5月二、能量單位目前，國際通用的能量單位為焦耳（J）。但有些國家，如美國、加拿大和我國仍在繼續(xù)使用卡和千卡。以下為千卡（kcal）與焦耳（J）之間的換算關(guān)系。1kcal=4.184kJ；1kJ=0.239kcal1000kcal=4.184MJ；1MJ=239kcal第5頁,共35頁，星期六，2024年，5月每克蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的產(chǎn)熱量分別為4kcal（16.8kJ）、9kcal（37.5kJ）和4kcal（16.8kJ）。此外，酒中的乙醇也能提供較高的能量。每克乙醇產(chǎn)生能量為7kcal（29.3kJ）。第6頁,共35頁，星期六，2024年，5月三、人體的能量消耗一般成年人的能量消耗，包括基礎(chǔ)代謝、體力活動消耗和食物熱效應(yīng)等三個途徑。對于兒童、孕婦、乳母等還要滿足其特殊生理需要，如兒童、青少年應(yīng)滿足其生長發(fā)育的需要；孕婦則要保證胎兒正常生長需要，而乳母應(yīng)考慮分泌乳汁的需要等。第7頁,共35頁，星期六，2024年，5月㈠基礎(chǔ)代謝1、基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝（BM）是指維持人體基本生命活動的最低能量需要，即在無任何體力活動及緊張思維活動、全身肌肉松馳、消化系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)情況下（即睡眠或睡眠初醒時），用以維持體溫、心跳、呼吸、細(xì)胞內(nèi)外液中電解質(zhì)濃度差及蛋白質(zhì)等大分子合成的能量消耗。而在基礎(chǔ)狀態(tài)下，單位時間內(nèi)代謝所消耗的能量，即為基礎(chǔ)代謝率（BMR）。通常，BMR常以單位時間內(nèi)人的體表面積所散發(fā)的熱量來表示。第8頁,共35頁，星期六，2024年，5月2、基礎(chǔ)代謝的測定基礎(chǔ)代謝的測定一般是在環(huán)境溫度恒定（18～25℃）及人處于清醒、靜臥、空腹（進(jìn)食后12小時）的狀態(tài)下進(jìn)行。通常應(yīng)先根據(jù)身高、體重求出個體的體表面積，再按體表面積與該個體年齡的基礎(chǔ)代謝率計算出基礎(chǔ)代謝消耗的能量。第9頁,共35頁，星期六，2024年，5月根據(jù)身高和體重求出體表面積（也可查表），再按體表面積與該年齡的基礎(chǔ)代謝率計算體表面積計算公式為：男：A=0.00607×身高(㎝)＋0.0127×體重(㎏)－0.0698女：A=0.00586×身高(㎝)＋0.0126×體重(㎏)－0.0461（單位：㎡）第10頁,共35頁，星期六，2024年，5月一般情況下，每kg體重每小時基礎(chǔ)代謝所消耗的能量為1kcal。因而基礎(chǔ)代謝的簡單計算方法為1（kcal）×24（h）×體重（kg）。有西方學(xué)者提出的公式可以直接計算24小時的基礎(chǔ)代謝能耗量，即基礎(chǔ)能量消耗（BEE）。男：BEE=66＋13.7×體重（kg）＋5.0×身長（cm）－6.8×年齡（歲）女：BEE=66.5＋9.5×體重（kg）＋1.8×身長（cm）－4.7×年齡（歲）第11頁,共35頁，星期六，2024年，5月3、影響基礎(chǔ)代謝的因素⑴體表面積：BMR的高低與人的體重并不呈正比例相關(guān)，但與其體表面積呈正比例關(guān)系。故目前常用人的體表面積作為標(biāo)準(zhǔn)來測定BMR。⑵年齡：如兒童的BMR最高，青壯年期較穩(wěn)定，40歲以后有所降低。⑶性別：如男子的BMR一般多高于女子（但女子在妊娠期時，其BMR相應(yīng)增加）。第12頁,共35頁，星期六，2024年，5月⑷種族：同樣身高人的BMR，因其種族不同而有差異。如身高相同及體表面積相同，但以印第安人的BMR最高，歐美人次之，亞洲人較低。⑸營養(yǎng)狀態(tài)：長期熱能攝入不足、營養(yǎng)不良者BMR偏低。完全禁食10余日后BMR降低25%，這可能是機(jī)體采取的一種適應(yīng)機(jī)制。⑹疾病：白血病、癌癥、發(fā)燒、內(nèi)分泌失調(diào)等病理情況可影響機(jī)體的新陳代謝。體溫每升高1℃，BMR約增加13%。第13頁,共35頁，星期六，2024年，5月⑺內(nèi)分泌：甲狀腺、垂體、腎上腺機(jī)能亢進(jìn)，相關(guān)激素的分泌旺盛時，人的活動時間越長、強(qiáng)度越大，則能量消耗越多。⑻季節(jié)與體力活動強(qiáng)度：BMR在不同季節(jié)與不同活動強(qiáng)度的人群中有一定的差異，正說明季節(jié)氣候變化與活動強(qiáng)度的差異是對BMR產(chǎn)生顯著影響的因素。如活動強(qiáng)度大的人要高于活動強(qiáng)度小的；冬季人的BMR要高于夏季等。第14頁,共35頁，星期六，2024年，5月㈡體力活動由于體力活動強(qiáng)度的差異是對BMR產(chǎn)生顯著影響的因素。人在不同體力活動強(qiáng)度的狀態(tài)下，所需消耗的能量亦有很大差異，且對能量營養(yǎng)素的攝入量亦有不同。活動強(qiáng)度越大，持續(xù)時間越長，能量消耗越多；工作程度越熟練，完成同樣的工作所需的時間越短，所消耗能量越少。第15頁,共35頁，星期六，2024年，5月㈢食物熱效應(yīng)食物熱效應(yīng)（TEF）也稱為食物特殊動力作用（SDA），是指人體在攝食過程中，由于要對食物中的營養(yǎng)素進(jìn)行消化、吸收、代謝轉(zhuǎn)化等生理活動，故需要額外消耗能量，同時引起體溫升高和能量消耗增加的現(xiàn)象，就是食物的熱效應(yīng)現(xiàn)象。因此，食物熱效應(yīng)對人體而言實際上是能量的損耗。第16頁,共35頁，星期六，2024年，5月通常食物熱效應(yīng)的高低與食物營養(yǎng)成分、進(jìn)食量和進(jìn)食頻率有關(guān)。如蛋白質(zhì)含量豐富的食物的熱效應(yīng)最高；其次是富含碳水化合物的食物；而脂肪含量高的食物為最低。一般食物脂肪的消化、吸收等活動約需消耗其本身所產(chǎn)生能量的4%～5%，碳水化合物則為為5%～6%，而蛋白質(zhì)食物則要消耗其本身所產(chǎn)生能量中的30%～40%。若食用混合膳食時，食物的熱效應(yīng)作用可相當(dāng)于基礎(chǔ)代謝的10%，或全日總能量消耗的6%，約為每日600kJ（150kcal）左右。第17頁,共35頁，星期六，2024年，5月吃得越多、進(jìn)食越快，其能量消耗越多，食物的熱效應(yīng)逾高。食物的熱效應(yīng)作用可在進(jìn)食后7～8小時達(dá)到高峰。由于，進(jìn)歺時的食物尚不能發(fā)揮其供能作用，故對其消化、吸收等活動所需的能量則是取自人體的能量貯備。所以，每歺攝入的能量至少應(yīng)與其熱效應(yīng)所消耗的能量保持平衡。第18頁,共35頁，星期六，2024年，5月㈣生長發(fā)育兒童、青少年的能量消耗應(yīng)包括生長發(fā)育所需要的能量。㈤其他人的情緒和精神狀態(tài)對能量的消耗也有一定的影響。第19頁,共35頁，星期六，2024年，5月

能量需要量的確定

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“生活觀察法”或“體重平衡法”。第20頁,共35頁，星期六，2024年，5月

對調(diào)查對象進(jìn)行24小時的跟蹤觀察，詳細(xì)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，在此基礎(chǔ)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。一、活動觀察計算法第21頁,共35頁，星期六，2024年，5月

計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(qiáng)，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(shè)備），但要求被調(diào)查者密切配合，各項工作計時準(zhǔn)確，偶有疏漏，便影響計算結(jié)果，而且費時費人力。第22頁,共35頁，星期六，2024年，5月

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。

二、體重平衡法第23頁,共35頁，星期六，2024年，5月

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(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)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，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期低于消耗，因而只得運用體內(nèi)脂肪來滿足所需能量。第24頁,共35頁，星期六，2024年，5月

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

我國成人標(biāo)準(zhǔn)體重可參考下列公式計算：第25頁,共35頁，星期六，2024年，5月

如實測體重在標(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，超出或低于這個范圍都不能視為能量的攝入平衡。第26頁,共35頁，星期六，2024年，5月

所謂能量平衡是指機(jī)體消耗和攝入的能量趨于相等。當(dāng)能量的攝入量與消耗量相當(dāng)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，則體重會減輕，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部分：基礎(chǔ)代謝的消耗、運動的生熱效應(yīng)、食物的生熱效應(yīng)和機(jī)體生長發(fā)育所需的能量。能量平衡第27頁,共35頁，星期六，2024年，5月

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(qiáng)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。第28頁,共35頁，星期六，2024年，5月

1.能量過多的危害攝入能量過多，其多余部分在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，使體脂增多，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臟里，使之變成脂肪肝，肝臟的許多重要生理功能就會受到影響。（一）能量不平衡的危害第29頁,共35頁，星期六，2024年，5月

2．能量不足的危害當(dāng)能量攝入不足時，體內(nèi)貯存的脂肪和糖原將被動用，甚至體內(nèi)的重要物質(zhì)——蛋白質(zhì)也被動用分擔(dān)供能，使體重減輕，瘦體重也減輕，導(dǎo)致肌力減弱，工作效率下降。長期能量攝入不足，影響蛋白質(zhì)的吸收利用，會加重體內(nèi)蛋白質(zhì)的缺乏，引起蛋白質(zhì)——能量營養(yǎng)不良癥。第30頁,共35頁，星期六，2024年，5月

人在不同年齡階段，體內(nèi)能量代謝有所不同。在確定兒童、青少年能量需要時，除根據(jù)基礎(chǔ)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(yīng)考慮供應(yīng)生長發(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％。不同年齡階段能量供給量第31頁,共35頁，星期六，2024年，5月

人體進(jìn)入中年以后，基礎(chǔ)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基礎(chǔ)，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(biāo)準(zhǔn)為：40~4