【本章提要】本章主要介紹了食物的卡值、ATP與能量代謝、氧熱價、呼吸商等基本知識，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，從事活動包括日常生活學(xué)習(xí)、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(qiáng)度的能量補(bǔ)充量以及能量平衡。

　　第一節(jié) 基本概念與術(shù)語

　　人類為了維持生命、從事勞動以及體育運(yùn)動必須每天從各種食物中取得能量，以滿足機(jī)體的需要。事實上，不僅勞動或運(yùn)動時需要能量，就是機(jī)體處于安靜狀態(tài)，也要消耗一定的能量。

　　一、能量與能量單位

　　能量是能的大小量度。不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)變的，人體進(jìn)行的各種生理活動，是因為體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成其他能量形式的結(jié)果。

　　二、食物的卡值

　　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。

　　三、ATP與能量代謝

　　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。

　　ATP+H2O ADP+H3PO4+能量

　　四、氧熱價

　　營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化時，每消耗1升氧氣所釋放的能量稱為該物質(zhì)的氧熱價。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，所以氧化分解時的耗氧量也不同。

　　五、呼吸商

　　食物在體內(nèi)氧化生成CO2體積與同時消耗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。

　　第二節(jié) 影響人體能量需要量的因素

　　人體能量需要量主要決定于下列三個方面：維持基礎(chǔ)代謝所需的能量;從事活動包括日常生活學(xué)習(xí)、體育鍛煉和勞動所消耗的能量;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。

　　一、維持基礎(chǔ)代謝所需要的能量

　　機(jī)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，稱之為基礎(chǔ)代謝能量。

　　WHO于1985年推薦使用Schofield公式(表2-2)，計算一天的基礎(chǔ)代謝能量消耗(計算單位為千焦，除以4.18為千卡)。

　　二、從事體力活動所消耗的能量

　　根據(jù)勞動強(qiáng)度不同，一般將勞動分成五級：

　　(1)極輕體力勞動

　　(2)輕體力勞動

　　(3)中等體力勞動

　　(4)重體力勞動

　　(5)極重體力勞動

　　不同勞動強(qiáng)度需要的能量見表2-3。

　　中國營養(yǎng)學(xué)會2001年將我國居民活動強(qiáng)度由五級調(diào)整為三級：即輕、中、重體力活動，成人能量的推薦攝入量用基礎(chǔ)代謝率(BMR)乘以不同的體力活動水平(PAL)系數(shù)進(jìn)行計算(表2-4)。

　　三、食物特殊動力作用的能量消耗

　　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(jī)體內(nèi)合成有機(jī)大分子過程中消耗的能量。

　　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。

　　一、公式簡易推算法

　　其具體公式為：

　　能量消耗量=(相對代謝率+12)×(基礎(chǔ)代謝率×體表面積÷60×運(yùn)動時間)

　　=(RMR+12)×BMR×BSA÷60×T(分鐘)

　　式中RMR，BMR，BSA可通過查表或計算求得。

　　二、活動觀察計算法

　　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。

　　三、體重平衡法

　　我國成人標(biāo)準(zhǔn)體重可參考下列公式計算：

　　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(男)

　　標(biāo)準(zhǔn)體重(千克)=身高(米)-110(女)

　　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影響健康，甚至引起疾病。長期能量供給不足，可發(fā)生營養(yǎng)不良癥，能量過剩，則在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成脂肪，形成肥胖。

　　一、膳食中能量供給標(biāo)準(zhǔn)

　　1965年中國生理科學(xué)會曾修訂并建議我國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(見表2-7)。

　　二、不同年齡階段能量供給量

　　學(xué)前期兒童占15%～16%;

　　小學(xué)階段占10%;

　　中學(xué)階段占13%～15%。

　　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。其減少標(biāo)準(zhǔn)為：

　　40～49歲減5%，

　　50～59歲減10%，

　　50～59歲減20%，

　　70歲以上減30%。

　　三、運(yùn)動員能量供給量

　　運(yùn)動員的體力活動包括運(yùn)動訓(xùn)練以及運(yùn)動訓(xùn)練以外的各種活動。運(yùn)動訓(xùn)練時的能量代謝主要取決于運(yùn)動強(qiáng)度、密度和持續(xù)時間三要素，同時也受運(yùn)動員的體重、年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、訓(xùn)練水平、精神狀態(tài)及訓(xùn)練時主觀用力程度等因素影響。不同項目運(yùn)動的能量代謝具有顯著的不同特點，因而導(dǎo)致運(yùn)動時能量需要量各不同。

　　我國不同項目運(yùn)動員膳食能量的日供給量見表2-8。

　　不同運(yùn)動項目的能量消耗見表2-9。

　　四、膳食中能量來源

　　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。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。

　　五、影響能量代謝的因素

　　(一)肌肉活動的影響

　　(二)精神、心理狀態(tài)的影響

　　六、能量平衡

　　所謂能量平衡是指機(jī)體消耗和攝入的能量趨于相等。能量平衡是營養(yǎng)學(xué)中一個最基本的問題，也是評價營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)。

　　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和身體健康。

　　(一)能量不平衡的危害

　　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。

　　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。其臨床表現(xiàn)為基礎(chǔ)代謝降低，消瘦、貧血、精神萎靡、皮膚干燥、肌肉軟弱、脈搏降低、抵抗力下降、健康水平下降并易患感染疾病等。

　　(二)能量不平衡的判斷方法

　　可通過直接測熱法和間接測熱法，或采用較為簡便的“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，依此判斷能量是否平衡。

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