人体的能量(热能)需要

§2-5人体能量（热能）需要

所有生物都需要能量来维持生命活动（心跳、呼吸、血液循环、腺体分泌、维持体温等）和生产活动（生长、体力劳动、孕妇等）。人体消耗的能量来自产热营养素（碳水化合物、脂肪、蛋白质），其中蕴藏着化学能（碳氢键），当他们分解时（C-H断裂）释放出能量。健康成人从食物中摄取的热能与消耗的热能经常保持相对平衡状态（能量平衡）；当摄入超过消耗时，则在体内储存起来（能量正平衡）；当摄入不足时，机体则动用自身储备的能量（能量负平衡）。

机体能量的来源与利用能量的来源：糖：机体的主要能源70%（中国人）。脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。脂肪：提供大约30%的能量蛋白质（氨基酸）：提供少量的能量（长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源）。能量的去路：食物中的能量（100%）→自由能（95%）﹢热增耗（5%

）→ATP

（45%）﹢热量50%

→各种功能活动（热量20-45%、外功0-25%）人体热能的储存形式生物氧化：产热营养素在体内氧化成二氧化碳、水并释放能量的过程。即产热营养素﹢氧气→二氧化碳﹢水﹢ATP﹢热。从能量代谢（产生、转化、利用）来看，生物氧化过程释放的热能，实际上只有一部分以ATP形式供机体利用，其余大部分（50﹪）转变为热能，仅对维持体温有一定作用。生理有效能量：三种产能营养素在人体内外释放热能情况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脂肪39.5439.54蛋白质23.6418.20*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。生理有效能量：是指每克产能营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能。产能营养素人体内的消化吸收率（％）人体内氧化产生的生理有效能量千焦耳／克（kJ/g）碳水化合物9816.8脂肪9537.6蛋白质9216.7决定人体能量消耗（需要）的因素能量消耗基础代谢＋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）基础代谢：基础代谢(basalmetabolism，BM)：是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温条件下(一般18～25℃)，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时的能量消耗。基础代谢率(basalmetabolicrate，BMR)：是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积(或每公斤体重)的能量消耗。BMR的单位：KJ/m2h、kJ/(kgh)。

基础代谢热量计算：直接用公式计算：男BEE＝66+13.7×体重(kg)+5.0×身长(cm)－6.8×年龄(y)女BEE＝65.5+9.5×体重(kg)+1.8×身长(cm)－4.7×年龄(y)简单的方法：成人男性按每公斤体重每小时1kcal(4.18kJ)女性按0.95kcal(3.97kJ)，和体重相乘直接计算影响基础代谢的因素：体表面积与体型：基础代谢随体表面积增大而增加，瘦高的人较矮胖的人相对体表面积较大，其基础代谢也高于后者。年龄：随年龄的增长基础代谢率下降。30岁以上每10年降2%。

性别：同年龄、身高、体重，女性比男性基础代谢率低约5-10%。

内分泌：许多腺体分泌的激素对细胞代谢起调节作用，如甲状腺、肾上腺等。当内分泌异常时可以影响基础代谢率气温：炎热带居民基础代谢率低，比温带同类居民低约10%。严寒地区居民基础代谢约比温带居民高10%。饮食因素：过多摄食、尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高。食物热效应(thermiceffectoffood，TEF)或食物特殊动力作用(specificdynamicaction，SDA)：指因摄食过程引起的热量消耗增加的现象。由于要对食物中营养素进行消化、吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高。

不同食物增加耗热量各不相同：摄入碳水化合物时耗热相当于碳水化合物本身产热的5-6%，脂肪为4-5%，蛋白质为30%。成人摄入一般的混合膳食而增加的耗热量为600KJ/d左右，相当于基础代谢10%。各种体力活动消耗的热能：体力活动消耗的热能在人体总热能消耗中占主要部分。不同体力活动所消耗的热能不同，除基础代谢外，劳动强度是影响人体热能消耗最主要的因素。在同样劳动强度下持续劳动时间和工作熟练成度也有影响。持续时越长，工作越不熟练，能量的消耗越大。各种强度的体力活动及能量消耗活动强度能量消耗极轻BMR×1.3轻BMR×1.6（男）BMR×1.5（女）中重BMR×1.7（男）BMR×1.6（女）重BMR×2.1（男）BMR×1.9（女）极重BMR×2.4（男）BMR×2.2（女）生长发育：正在生长发育的机体，还需要额外消耗能量维持机体的生长发育，所需能量主要用于形成新组织及新组织的新陈代谢。例如：3-6个月的婴儿每天有15-23﹪的能量储存机体建立新的组织，每增加1克体重约需20.9KJ（5.0kcal）能量。能量需要量的测定计算法：计算热能消耗确定热能需要量（基础代谢、体力活动、食物热效应等）。简便、易行但相对粗糙的方法。膳食调查：在食物供应充足，体重不发生明显变化时，其热量摄入基本上可反映其热能需要量。一般至少进行5-7天，如确定一类人群的需要量，调查对象应有一定的数量。直接测热法：让测试者进入一间绝缘良好、被水包围的小室中，测试者在室内静卧或从事各种活动，利用仪表准确测定一定时间内水温上升的度数即为测试者散发的热量。设备昂贵，应用于科学研究。间接测热法：呼吸商：是指食物在体内氧化生成的CO2与同时消耗的O2的体积比。氧热价：食物在体内消耗1LO2产生的热量。普通混合膳食呼吸商相应的氧热价是20.2KJ。测定机体在一段时间内的耗氧量，产热量=20.2（KJ/L）×O2（L）食物的热价：1g食物氧化（或在体外燃烧）时释放出来的能量。物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价：指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。食物的氧热价：某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热量。呼吸商（respiratoryquotientRQ）：在一定时间内，机体的CO2产生量和氧耗量的比值（RQ＝CO2产生量/耗O2量）可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。

由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的氧热价不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：三种营养物质氧化的几种数据───────────────────────────物质耗氧量产CO2量物理热价生理热价氧热价呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────糖0.830.8317.017.021.01.00脂肪1.981.4339.839.819.70.71蛋白质0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────

非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产生量与耗O2量的比值。

非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧热价见下表。非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产生量与耗O2量的比值。间接测热法步骤：①测定CO2产生量和耗O2量②测定尿氮量③计算出NPRQ：④查出非蛋白食物氧热价⑤计算出非蛋白食物的产热量⑥能量代谢计算：耗O2量×氧热价膳食能量推荐摄入量：膳食能量推荐摄入量（RNI）18－49岁成人男MJ/d女MJ/d轻体力活动10.048.80中等体力活动11.309.62重体力活动13.3811.30能量的供给量与食物来源供给量：能量的供给应依据能量的消耗而定，不同人群的需要和供给量各不相同。热能长期缺乏，则机体产生对低热能供给的适应状态，热能代谢可由负平衡达到在新的低水平基础上的平衡，其变化表现为：BMR下降、体重下降、体力活减少，其结果是儿童生长发育停滞，成人健康状况恶化，工作能力降低等。长期摄入过多，经过一系列反应→体脂储存体内，导致超重或肥胖，进一步加重心脏负担，易引发心血管疾病。