营养代谢和能量

关于营养代谢和能量第一页，共六十六页，2022年，8月28日氧的传输过程第二页，共六十六页，2022年，8月28日

人体所需主要营养物质糖碳水化合物脂肪、磷脂、胆固醇蛋白必需氨基酸：蛋、赖、色、苯丙、亮、异亮、缬、苏氨酸非必需氨基酸氮平衡：氮的摄入量与排出量的大致相等，代表蛋白的合成代谢与分解代谢速率相当正氮平衡：蛋白摄入大于消耗，机体生长发育回复负氮平衡：蛋白摄入小于消耗，营养不良、消耗性疾病第三页，共六十六页，2022年，8月28日维生素水溶性维生素脂溶性维生素维生素B1维生素B2维生素PP维生素B12维生素C维生素A维生素D维生素E维生素K第四页，共六十六页，2022年，8月28日无机盐主要无机盐元素微量元素钙磷镁钠钾氯硫等铜硒锰锌氟第五页，共六十六页，2022年，8月28日

人体能量需要产能营养素和生理有效能量食物营养素产生能量碳水化合物脂肪蛋白质产能营养素热源质人摄取第六页，共六十六页，2022年，8月28日概述人体的供能

任何的体育活动，都要透过肌肉收缩而得以完成，但肌肉收缩则要在能量供应充足的情况下，才能够正常运作，所以能源可说是各项体育活动的基本要素。体育锻炼可以改善人体内能量的储备，从而提高运动表现。第七页，共六十六页，2022年，8月28日

人体能量需要决定人体能量消耗的因素基础代谢体力活动食物特殊动力作用的能量消耗

生长发育的能量消耗（对儿童、孕妇、乳母）能量消耗＝＋＋＋能量消耗的构成第八页，共六十六页，2022年，8月28日

人体不能直接利用三大物质分解释放的能，因为人体的组织细胞也不能直接利用食物中的能量，而需要一个中间环节ＡＴＰ三磷酸腺苷（adenosine

triphosphate，简称ATP）的高能量化合物，它储存于肌肉细胞之中或通过氧化人体供能物质可释放出来，通过高能磷酸键释放的能量。三大能源物质在转移能量时，约45%转移到ATP的高能磷酸键上，约55%的能量直接转变成热能。ATP经细胞利用后，最终也转为热能，当ATP被分解的时候，就能够提供能量作肌肉活动之用了。生物能量的基本单位第九页，共六十六页，2022年，8月28日能量的代谢一、机体的能量来源和利用（一）能量的来源1.三磷酸腺苷的生成和利用①ATP既是储能物质又是供能物质②磷酸肌酸是机体内ATP的储存库ATP释放能量储存能量ADP+PI第十页，共六十六页，2022年，8月28日1.糖类：又称碳水化合物，人们膳食中主要的糖是淀粉。是机体生命活动的主要能量来源，糖的有氧氧化和无氧酵解，肝和肌肉等组织中含有丰富的肝糖原和肌糖原葡萄糖在细胞内的储备形式。

能量的代谢第十一页，共六十六页，2022年，8月28日

2.脂肪：脂肪的主要功能是储存和供给能量。体脂除主要作为供能物质外，还具有缓冲机械冲击，保护和固定内脏器官的作用，以及防止体热过多散失的保温作用等。其主要特点是储存量大，释放能量多。酮症酸中毒。能量的代谢第十二页，共六十六页，2022年，8月28日

3.蛋白质：蛋白质是一种高分子的有机物，除含碳、氢、氧外，主要还含有氮。蛋白质是由许多氨基酸分子结合而成的。蛋白质的存在以及蛋白质的新陈代谢是生长、发育、繁殖、运动、分泌、吸收等种种生命现象的基础。蛋白质是构成细胞的基本成分，是组织生长、修补和更新的主要原料。能量消耗很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。能量的代谢第十三页，共六十六页，2022年，8月28日能量的流程图第十四页，共六十六页，2022年，8月28日机体能量的来源与去路第十五页，共六十六页，2022年，8月28日三种能源物质的比较能源物质糖脂肪蛋白质主要功能供给机体生命活动所需能量储存能量供给能量构成细胞成分及某些生物活性物质占正常供能比例70%<30%很少供能特点有氧氧化（主要，尤其是脑）无氧氧化（骨骼肌）短期饥饿时成为主要供能物质长期饥饿脂肪耗竭时供能，以维持生命储备情况较少，仅150g占体重20%第十六页，共六十六页，2022年，8月28日有氧代谢与无氧代谢无氧代谢是肌肉剧烈运动时氧供应满足不了需要，肌肉即利用三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)的无氧分解和糖的无氧酵解生成乳酸，释放出能量，再合成三磷酸腺苷供给肌肉需要的一种代谢过程

所谓有氧代谢运动也称“等张运动”，是指以增强人体吸入、输送与使用氧气为目的的耐久性运动。在整个运动过程中，人体吸入的氧气大体与需要的氧气相等。有氧代谢运动的特点是强度低、有节奏、不中断，持续时间长，而且方便易行，容易坚持。第十七页，共六十六页，2022年，8月28日第十八页，共六十六页，2022年，8月28日二、能量代谢的测定（一）与能量代谢有关的几个基本概念①食物的热价：1ｇ食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。生理热价：指在体内氧化时所产生的热量。营养热价：指食物在体内氧化吸收（比值不同）时释放的热量食物的氧热价：某种食物氧化时,每消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。第十九页，共六十六页，2022年，8月28日呼吸商由来

呼吸商(RQ)：指一定时间内，机体的CO2产生量与消耗O2量的比值。RQ＝CO2产生量/耗O2量也常用RER呼吸交换律来表示AT是RER=1为时的值VO2我们称之为氧耗量，VCO2我们称之为二氧化碳产生量现举出一个气体分析实验例。

现某健康成人安静状态下的呼出气作气体分析，结果为：O2=16.26%；CO2=4.14%。呼出气量为1分钟5.2L（通常将呼出气量换算为不含水蒸气的标准状态值；也有换算为被水蒸气饱和的1个大气压、体温状态下的值）。空气的组成是：O2=20.96%；N=79.00%；CO2=0.04%。则：

受试者从每100ml通过肺的气体中吸收的氧气为：

20.96ml-16.26ml=4.7ml(或每升气体中的47ml)

(空气)（呼出气）

因为呼出气量为5.2L，则1分钟的耗氧量为：

47ml×5.2=244.4ml

100ml呼气中的CO2为：

4.14ml-0.04ml=4.1ml(或每升气体中的41ml)

(呼出气)（空气）

1分钟CO2排出量为：

41ml×5.2=213.2ml

第二十页，共六十六页，2022年，8月28日糖消耗的呼吸商值在一般化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系，这就是定比定律。例如，氧化1mol葡萄糖，需要6mol氧，同时产生6molCO2和6molH2O,并释放一定量的能。下列反应式表明了这种关系：RQ=产生的CO2mol数/消耗的O2mol数=产生的CO2ml数/产生的O2ml数糖的一般分子式为（CH20）n，氧化时消耗的02和产生的C02分子数相等，呼吸商应该等于1

6molO2

6CO26molO2第二十一页，共六十六页，2022年，8月28日脂肪类的呼吸商脂肪氧化时需要消耗更多的氧。在脂肪本身的分子结构中，氧的含量远较碳和氢少。因此，另外提供的氧不仅要用氧化脂肪分子中的碳，还要用来氧化其中的氢。所以脂肪的呼吸商将小于1。现以甘油三酸酯（triolein）为例：

C57H104O6+80O2=57CO2+52H2O

RQ＝57molC02/80mol02＝0.7123molO2

16CO2第二十二页，共六十六页，2022年，8月28日RQ值（RER）由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的呼吸商不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.70→氧化脂肪RQ＝0.85→一般饮食；RQ＝0.80或＜1.0→长期饥饿第二十三页，共六十六页，2022年，8月28日产能营养素体外氧化燃烧产生能量千焦耳／克（kJ/g）体内氧化燃烧产生能量千焦耳／克（kJ/g）碳水化合物17.1517.15（4.1kcal）脂肪39.5439.54（9.45Kcal）蛋白质23.6418.20*（4.35kcal）

蛋白质在体内不能完全被氧化分解，代谢废物有尿素、尿酸、肌酐等有机物，随尿液排出体外，这些物质能产生能量5.44kJ/g。三种产能营养素在人体内外释放热能情况第二十四页，共六十六页，2022年，8月28日呼吸商图第二十五页，共六十六页，2022年，8月28日

通常条件下的呼吸商

在人的日常生活中，营养物质不是单纯的，而是糖、脂肪和蛋白质混合而成的（混合膳食）。所以，呼吸商常变动于之间。人体在特定时间内的呼吸产要看哪种营养物质是当时的主要能量来源而定。若能源主要是糖类，则呼吸商接近于1.00；若主要是脂肪，则呼吸商接近于0.71。在长期病理性饥饿情况下，能源主要来自机体本身的蛋白质和脂肪，则呼吸商接近于0.80。一般情况下，摄取混合食物时，呼吸商常在0.85左右。第二十六页，共六十六页，2022年，8月28日单位换算1MET=耗氧量3.5ml/(kg·min)＝0.0167千卡／公斤／分例A：体重50kg，运动强度3MET，运动时间20分钟；请计算这段时间的能量消耗

3met×0.0167×20×50=50千卡

例B：体重50kg，能量监测仪上显示运动量100千卡，运动时间30分钟,请计算此段时间的运动强度?

100千卡÷30分钟÷50kg÷0.0167=4met

例C：体重50kg，运动10分钟，耗氧量3.5mlO2×50×10=1750

mlO2

1千卡/1大卡/1卡路里（kcal）=4.184千焦（kJ）1卡＝4.182焦耳（千克*9.8=牛，牛*米=焦耳）第二十七页，共六十六页，2022年，8月28日非蛋白呼吸商综前已述，应该测出在一定时间内机体中糖、脂肪和蛋白质三者氧化分解的比例。为此。首先必须查清氧化了多少蛋白质，并且将氧化这些蛋白质所消耗的氧量和所产生的CO2从机体在该时间内的总耗氧量和总CO2产量中减去，算出糖和脂肪氧化（非蛋白质代谢）的CO2产量和耗氧量的比值，即非蛋白呼吸商（non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ），然后才有可能进一步查清糖和脂肪各氧化了多少克。

第二十八页，共六十六页，2022年，8月28日热量的计算原理第二十九页，共六十六页，2022年，8月28日能量代谢测定的方法直接测热法道理简单，实施很难,一般不用.间接测热法测定氧气的消耗量和CO2的排出量.

第三十页，共六十六页，2022年，8月28日临床上使用的方法临床上为了简便，使用气体分析方法，在机体呼吸空气的条件下测定VO2和VCO2产量的方法。其原理是，气体分析器分析受试者一定时间内的呼出气，测定呼出气量和浓度并分析呼出气中氧和CO2的浓度。由于吸入气就是空气，所以其中O2和CO2的浓度气体分析器分析可以测定测。根据吸入气和呼出气中O2和CO2的浓度计气量，可算出该时间内的VO2和VCO2排出量。进而计算VO2和VCO2产量，并算出RQ。第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日

能量的计算就根据非蛋白呼吸商表得出呼吸商的氧热价，然后将氧热价乘以耗氧量，便得出该时间内的产热量。仍以上述间接测热法计算方法列举的例子为数据（见前），按此简略法来计算，则结果如下：呼吸商=340/400=0.85查表，呼吸商0.85时的氧热价为20.36kJ，所以24小时的产热量=20.36×400=8144（1948kcal)第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日营养处方第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日减肥与营养补充能量的摄入＞消耗的能量补充的能量≥消耗的能量

第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日健身（MET）代谢当量（MET）：MetabolicEquivalent代谢当量是以安静且坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标。它是指运动时的代谢率与安静时代谢率的比值，很多有氧训练器械都会用它来显示运动强度、估算热量消耗。可以用来评估心肺功能和运动强度

没有氧耗量VO2没有RER或RQ如何计算脂肪和碳水化合物与糖

第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日VE分钟通气量

分钟通气量(VE)是指每分钟进、出于肺的气体总气量，即维持基础代谢所需的通气量。运动时，每分通气量增大。尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大通气量。VE是常用的肺通气功能指标，其与最大分钟通气量的函数关系是反映通气代偿能力的指标之一。VE更是危重监护人工通气时的关键指标之一，对人工通气参数的设置至关重要。VE>10～12l/min为通气过度，VE<4～3l/min为通气不足。为潮气量与呼吸频率（RR）（MV＝VT×RR）。静息时，MV为6～8L／min。第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日基础代谢(basalmetabolism)在基础状态下的能量代谢称为基础代谢(basalmetabolism)。所谓基础状态是指人处在清醒而又非常安静、不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素影响时的状态。这时人体各种生理活动和代谢都比较稳定，代谢率比一般安静时的代谢率低8%～10%左右，能量消耗仅限于维持体温、心跳、呼吸、肠蠕动以及其它基本生命活动的需要。单位时间内每m2体表面积的基础代谢称为基础代谢率(basalmetabolismrate，BMR)。通常以kJ/(m2·h)表示。第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日BMR(basalmetabolicrate)

基础代谢率对减肥有非常大的影响，每天适量的运动有助于提高身体的基础代谢率，而节食(极端是绝食)会降低人的基础代谢率。通过性别，年龄，身高和体重能粗略计算基础代谢率。基础代谢率的测定是临床上诊断甲状腺疾病的简便而有效的方法。其他如肾上腺皮质和垂体前叶激素分泌不足时，也可表现为基础代谢率降低。体温升高时，基础代谢率也升高。通常体温每升高1℃，基础代谢率就升高13%。人在长期饥饿或营养不足时，会出现基础代谢降低。此外，测定基础代谢率和在不同活动强度下的能量代谢率也是合理制定营养标准，安排人们膳食的依据.基础代谢（BEE）第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日基础代谢率(BMR)的测定

BMR的测定:(通常采用简易法)①把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为20.20KJ。②测出1h内(测6min的耗氧量×10)的耗氧量。③测出体表面积。④BMR＝20.195×耗氧量/体表面积BMR正常值＝±10％～±15％，＞±20％→可能是病态甲亢：+25％～+80%；甲减：-20%～-40%发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日BEE与REE基础代谢（BEE）是人体晚餐后禁食至少12h后，与翌晨清醒时即刻测定的能量消耗静息代谢能量消耗（REE）系指在温度适宜和安静休息状态下的能量消耗。一般认为基础代谢和静息代谢值相差小于10%，故实际使用时多可相互代替，约占总能量消耗的60%-75%。REE与瘦体组织关系很大，一般用Harris-Benedict公式推算的是BMR：BMR(男)=(13.7×体重(公斤))+(5.0×身高(厘米))-(6.8×年龄)+665

BMR(女)=(9.6×体重(公斤))+(1.8×身高(厘米))-(4.7×年龄)+655男BEE=66474＋13.75×体重(㎏)+5.0033×身高(㎝)－6.7550×年龄(岁)女BEE=655.0955＋9.463×体重(㎏)＋1.8496×身高(㎝)－4.6756×年龄(岁)第四十页，共六十六页，2022年，8月28日BMI体脂肪健康指数

BMI指数（身体质量指数，简称体质指数又称体重指数，英文为BodyMassIndex，简称BMI），是用体重公斤数除以身高米数平方得出的数字，是目前国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准。主要用于统计用途，当我们需要比较及分析一个人的体重对于不同高度的人所带来的健康影响时，BMI值是一个中立而可靠的指标。第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日全美卫生研究所（NIH）康体标准由于存在误差，所以BMI只能作为评估个人体重和健康状况的多项标准之一。全美卫生研究所（NIH）推荐医生参照以下三项因素评估患者是否超重。BMI腰围——测量腹部脂肪与肥胖相关疾病的危险因素，如高血压、LDL（“恶性”）胆固醇过高、HDL（“良性”）胆固醇过低、高血糖和吸烟。由于BMI没有把一个人的脂肪比例计算在内，所以一个BMI指数超重的人，实际上可能并非肥胖。举个例子，一个练健身的人，由于体重有很重比例的肌肉，他的BMI指数会超过30。如果他们身体的脂肪比例很低，那就不需要减重。第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日无氧阈(Anaerobicthreshold，AT或VO2AT)

指运动时有氧供能尚未需要无氧代谢补充供能时

的最大VO2值，即尚未发生乳酸性酸中毒时的最高VO2，

反映了机体耐受负荷的潜能，同时也反映了乳酸盐和

乳酸盐/丙酮酸比率在肌肉和动脉血中增加，它取决于

无氧代谢时乳酸产量。是运动时无氧代谢能力的标志

可用于运动医学、运动训练、生理及航空医学等方面。第四十三页，共六十六页，2022年，8月28日代谢测试仪第四十四页，共六十六页，2022年，8月28日发展历程开始研究时的测试方式道格拉斯气袋法第四十五页，共六十六页，2022年，8月28日发展历程1970年以来气体分析器的发展佩戴沉重繁琐，测试数据分析复杂，数据误差大，测试者配合不易第四十六页，共六十六页，2022年，8月28日发展历程每口气呼吸法操作繁琐，判断复杂第四十七页，共六十六页，2022年，8月28日现今状况临床上还带有血压，心电，血氧等检测设备，操作比较复杂，非专业人士很难搞的清楚参数与图形代表的意义，判断结果必须要有很丰富经验的医师，懂心内科，呼吸科知识的专业人士来诊断第四十八页，共六十六页，2022年，8月28日aeroman®/aeroscan

第四十九页，共六十六页，2022年，8月28日aeroman®/aeroscan的特点1体积小，重量轻，便于携带,使用容易，操作简单。2测试程序简单明了。适合非专业人士使用。3测试图形简明清晰，便于测试者配合。4测试参数简单易懂，易于分辨测试结果。5测试结果，直接明了，易于非专业人士看懂结论6测试成本低廉，便于测试者接受。7测试功能强大，应用广范第五十页，共六十六页，2022年，8月28日图形化操作界面第五十一页，共六十六页，2022年，8月28日简单明了的图形参数显示第五十二页，共六十六页，2022年，8月28日运动状况下的显示第五十三页，共六十六页，2022年，8月28日最大氧耗量的相关参数-VO2max第五十四页，共六十六页，2022年，8月28日结束后的图形报告分析第五十五页，共六十六页，2022年，8月28日能量消耗与功率第五十六页，共六十六页，2022年，8月28日测试的结果及分析第五十七页，共六十六页，2022年，8月28日训练范围颜色识别第五十八页，共六十六页，2022年，8月28日体育市场常见品牌便携式