基础营养能量课件

基础营养-能量一、概述能量是营养学的基础。人体的一切活动都与能量代谢分不开，如果体内能量代谢停止，生命也就停止能量的供需平衡是营养学最基本的问题，能量问题贯穿于人体营养的始终一、概述自然界中常见的能量有化学能、机械能、热能、电能以及太阳能等形式存在人体中有电能（神经传导）、机械能（肌肉收缩）、化学能（化学合成）和热能（体温）能量长期摄入不足时，使用组织和细胞中储存的能量维持生理活动中的消耗能量摄入高于需求时，多余的能量以脂肪的形式储存体内一、概述1.单位通用单位（机械能单位）：1牛顿力:质量1kg的物体获得1米/秒2的加速度所需的力

焦耳（J）、千焦耳（KJ）、兆焦耳（MJ）营养学（热能单位）：1kcal指一个标准大气压下，1kg纯水由15℃上升到16℃所需要的能量

卡（cal）、千卡（kcal）一、概述1.单位单位换算1cal=4.184J1kcal=4.184KJ1000kcal=4.184MJ一、概述2.能量系数每克碳水化合物、脂肪和蛋白质在体内氧化分解（或在体外燃烧）时所产生的的能量称之为能量系数或食物的热价（energycoefficient）一、概述3.生热系数1g生热营养素在体内完全氧化释放出来的能量，称为生热系数（Atwater)或热能系一、概述3.生热系数弹式热量计体内吸收率生热系数蛋白质5.65kcal4.35kcal92%4kcal脂肪9.45kcal9.45kcal95%9kcal碳水化合物4.1kcal4.1kcal98%4kcal乙醇7.1kcal7.1kcal100%7kcal肺部呼出0.1kcal一、概述3.生热系数酒精不属于碳水化合物，但它可以产生能量：1g→7kcal它产生的能量并无其他营养作用，只能以热能的形式出现，并向外界散发，不能用于机体作功，故称为“空热“一、概述3.生热系数酒精的空热与糖、脂肪提供的能量区别①它不能为肌肉所利用，只能在肝脏全部被肝脏代谢②酒精的代谢率在人体是相对固定的一、概述3.生热系数①损伤肝脏，引起肝硬化、脂肪肝②引起贫血※（消耗营养素、造血原料、抑制骨髓造血）③胰腺炎、肠炎、胃炎④抑制G与AA的吸收，促进肠道合成脂肪，促进肝合成胆固醇，从而引起高血脂、脂肪肝一、概述4.决定食物产热能力高低的因素食物的构成，如含脂肪高的食物，产热能力较高膳食中产热营养素的浓度。如对脂肪而言，肥肉中脂肪含量高，产热比瘦肉高；对蛋白质而言，乳酪中蛋白质含量比鲜奶高，其产热量也高根据产热量的高低可将食物分为高热量、中热量和低热量食物二、人体能量消耗A、基础代谢1.基础代谢(basalmetabolism)

基础代谢是指人体在清醒、安静与空腹状态下维持生命活动所消耗的能量。一般在室温18-25℃，禁食12小时后，静卧、放松而又清醒时测定。此时热能仅用于维持体温和呼吸、血液循环及其它器官的生理需要二、人体能量消耗2.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)的热能消耗。其单位有：kcal(kJ)/m2.h、kcal(kJ)/kg.h二、人体能量消耗3.基础代谢能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑴体表面积法：BEE=A×BMR×24hA（体表面积）=0.00659×H十0.0126×W-0.1603(赵松山,1984)-适合中国人的体表面积公式A（体表面积）=0.0061×H十0.0128×W-0.152(Stevenson,1926)A（体表面积）=H0.725×W0.425×71.84（DuBois,1916)人在熟睡时，热能消耗比基础代谢约减少10％二、人体能量消耗3.基础代谢能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE)⑴体表面积法：BEE=A×BMR×24hBMR

①查表：人体能量代谢率表

②BMR计算的简单公式：

BMR=55－年龄(0－19岁)

BMR=37－(年龄－20)/10(20岁以上)

③最简单的方法如下，结果相对粗略※（WHO）

成人男性按1kcal/kg/h女性按0.9kcal/kg/h不同年龄段的人体基础代谢率（KJ/m2/h）年龄男女年龄男女1221.8221.83214.6214.25206.3202.57197.7200.09189.9179.111179.9175.713117.0168.615174.9158.817170.7151.919164.0148.520161.5147.725156.9147.330154.0146.935152.7146.440151.9146.045151.5144.350149.8139.755148.1139.360146.0136.865143.9134.770141.4132.675138.9131.0不同年龄段的人体基础代谢率（Kcal/m2/h）年龄男女年龄男女153.053.0351.351.2549.348.4747.34.4945.242.81143.042.01342.340.31541.837.91740.836.31939.235.52038.635.32537.535.23036.835.13536.535.04036.334.94536.234.55033.833.95535.433.36034.932.76534.432.27033.831.77533.231.3二、人体能量消耗3.基础代谢能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑵直接公式计算法Harris和Benedict提出了公式计算基础能量消耗

男BEE＝66＋13.7×W＋5.0×H-6.8×A

女BEE＝655.1＋9.6×W＋1.8×H-4.7×A

婴儿BEE＝22＋31.0×W＋1.7×H

W=体重(kg),H=身长(cm),A=年龄(y)二、人体能量消耗3.基础代谢能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑶WHO：体重计算法

年龄男女0-3(60.9×W)－54(61.0×W)－513-10(22.7×W)＋495(22.5×W)＋49910-18(17.5×W)＋651(12.2×W)＋74618-30(15.3×W)＋679(14.7×W)＋49630-60(11.6×W)＋879(8.7×W)＋829>60(13.5×W)＋487(10.5×W)＋596二、人体能量消耗3.基础代谢能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑷临床粗略估计法BMR值估算：成人男性按1kcal/kg/h女性按0.9kcal/kg/h再乘以24二、人体能量消耗小练习：分别用以上四种方法计算该个体的BEE：60kg，175cm，30岁，男二、人体能量消耗4.静息代谢率

由于基础代谢率的测定比较困难，WHO于1985年提出用静息代谢率(restingmetabolicrate，RMR)代替BMR。测定时，全身处于休息状态，禁食仅需4小时。因此，RMR的值一定略高于BMR一般占总热能的60～75%二、人体能量消耗5.影响基础代谢的因素基础代谢主要由瘦体组织(leanbodymass)产生。LBM包括肌肉、心、脑、肝、肾等。人体瘦体组织消耗的热能占BMR的70～80%种族：同身高，同体表面积的人种以爱斯基摩人和印第安人的BMR最高，欧美人次之，亚洲人较低身材（包括体面积和体型两方面）:体表面积大者，散发热能也多，所以同等体重者，瘦高者基础代谢高于矮胖者。肌肉发达者（LBM越多），基础代谢水平高二、人体能量消耗5.影响基础代谢的因素性别:同年龄、同一体表面积（同身高同体重），男性比女性高5~10%，因为女性LBM低于男性的LBM年龄:一般而言，儿童＞成人＞老年人婴儿生长发育快，BMR高，随年龄增长，BMR逐渐下降，成人后，每10年下降2%睡眠:睡眠比清醒时低10%怀孕:后期上升15~25%二、人体能量消耗5.影响基础代谢的因素发热:体温升高1℃,基础代谢增加13%激素:甲亢时上升75~100%甲状腺机能低下减少30~40%炎热或寒冷，过多摄食，精神紧张时都可以使基础代谢水平升高，寒冷BMR比温热增高10~15%，尼古丁和咖啡因:可以刺激基础代谢水平升高二、人体能量消耗B、体力活动的热效应1.身体活动（physicalactivity）是指任何由骨骼肌收缩引起能量消耗的身体运动，约占人体总能量消耗的15%-30%2.各种体力活动消耗的热能（TEE，thethermiceffectofexercise），TEE变化最大，也是人体控制热量消耗，保持能量平衡，维持健康的重要部分二、人体能量消耗B、体力活动的热效应3.影响身体活动能量消耗的因素体型：肌肉越发达者，活动时消耗热能越多体重：体重大者，做相同的运动所消耗的热能也越多体力活动的强度，持续时间及工作熟练程度，时间越长、强度越大、越不熟练者消耗热能越多体力活动强度、年龄和体重是制定热能供给量标准的主要依据二、人体能量消耗建议中国成人活动水平分级活动水平职业工作时间分配工作内容举例PAL男PAL女轻75%时间坐或站立25%时间站着活动办公室工作、修理电器钟表、售货员、商店服务员、化学实验操作、讲课等1.551.56中25%时间坐或站立75%时间特殊职业活动学生日常活动、机车驾驶、电工安装、车床操作、金工切割1.781.64重40%时间坐或站立60%时间特殊职业活动非机械化农业劳动、炼钢、舞蹈、体育活动、装卸、采矿等2.101.82二、人体能量消耗C、食物热效应（TEF，Thermiceffectoffood）1.指人体在摄食过程中所引起的额外能量消耗，是摄食后发生的一系列消化、吸收利用以及营养素及其代谢产物之间相互转化的过程中所消耗的能量2.食物的热效应占食物本身产热量的百分比：脂肪4%-5%，碳水化合物5%-6%，蛋白质30%，混合食物的热效应占其基础代谢能的10%二、人体能量消耗C、食物热效应（TEF，Thermiceffectoffood）3.TEF出现的时间实验结果表明，摄食使BMR升高，而且这种升高仅在摄食开始不久就出现，最高点在摄食后的2小时左右，并在3～4小时可恢复正常二、人体能量消耗C、食物热效应（TEF，Thermiceffectoffood）4.TEF的决定因素：膳食结构（食物成分）进食量（吃的越多，热能消耗也越多）进食频率（吃的越快，热能消耗也越多）吃的快时，其中枢神经系统更活跃，激素和酶的分泌速度快、量更多，吸收和贮存的速率更高，其能量消耗也相对更多二、人体能量消耗C、食物热效应（TEF，Thermiceffectoffood）5.产生TEF的原因：

①营养素消化吸收后转变成ATP贮存的效率不同，蛋白质：32％~34％，

脂肪和碳水化物：38％~40％②30~40％的能量储备可以ATP的形式储存,多余的只能以体温形式释放③脂肪直接储存于脂肪组织消耗能量最小；葡萄糖转变成糖原或脂肪略高一些；而氨基酸合成人体蛋白质，或代谢转化为糖和脂肪，消耗能量较多二、人体能量消耗D、特殊生理阶段包括孕期、哺乳期、和婴幼儿、儿童、青少年等阶段1.生长发育需要对于生长期的儿童，还要增加生长发育所需的能量，一般为总能量的25%-15%2.孕期需要胎儿生长发育、孕妇子宫、乳房与胎盘的发育及母体脂肪的储存以及这些组织的自身代谢三、测定确定各类人群或每个人的能量需要量，对于指导人们改善自身的膳食结构、膳食规律、维持能量平衡、提高健康水平是非常重要的，也是营养学工作和研究中经常进行的工作，现主要采用计算法和测量法两种方法三、测定1.计算法A.一日活动记录法方法：详细地记录一天的各项活动，查表P52：1-14，将各项活动的能量消耗加起来即为一日的能量需要量一日活动记录法活动能耗率kcal/kg/h活动时间h耗能kcal睡眠0.918437办公室工作1.88864个人卫生3.10.593走路3.71.5333看电视看书1.393250休息（躺）1.082130吃饭1.91114合计242221三、测定1.计算法B.根据体力活动强度来确定能量需要根据工作性质确定其体力活动强度，就可以按前面的方法计算出一天的能量消耗量，即能量的需要量。（消耗=需要）各种强度的体力活动及能量消耗见表8-2（P96）三、测定1.计算法C.膳食调查方法：详细记录一段时间（至少5～7天）摄入食物的种类和数量，计算平均每天食物总的热能含量，即一日能量需要量。如确定一类人群的能量需要，还应注意调查对象应有一定的数量才相对地可信、可靠三、测定1.计算法D.简易计算法A=B(1+Bx)×1.1A：能量需要量Bx：BMRX：生活指数，轻0.35，中0.5，重0.75～1该结果偏低，可加上10%的安全系数三、测定2.测量法A.直接测热法(directcalorimetry)原理：人体释放热量的多少可反映机体能量代谢情况，进而可求出机体的能量需要量。方法：将受试者放入四周被水包围的小室，人体释放的热能可全部被水吸收而使水温升高，根据水温的变化和水量，即可计算出释放的总热量。缺点：实验室造价高，需特殊装备和人力。不宜作为各种活动的实际（现场）测定,现已很少采用三、测定2.测量法B.间接测热法(indirectcalorimetry)原理：产热营养素在体内氧化产生二氧化碳和水，并释放能量满足机体需要，因此只需测出氧气消耗量和产生二氧化碳量或产生水量的多少，就可以计算能量的消耗，进而确定能量的需要量呼吸商（RQ）：三大产能营养素在体内氧化分解释放能量时，二氧化碳的产生量（VCO2）与氧的消耗量（VO2）之比值称为呼吸商。体内消耗的能源物质不同，其呼吸商也不同三、测定2.测量法B.间接测热法(indirectcalorimetry)三大产能营养素的呼吸商：CHO为1.0FAT为0.7PRO为0.83非蛋白呼吸商（NPRQ）在总的二氧化碳产生量和总的耗氧量中减去蛋白质分解所产生的二氧化碳和所需的氧量，余下的为糖和脂肪在代谢中产生的二氧化碳量和消耗的氧量，此时的VCO2/VO2即为NPRQ三、测定1g生热营养素氧化产生的能量营养素耗O2量L产生CO2LRQ热kcal氧卡值kcal/L碳水化合物0.8290.8291.04.15.06脂肪2.0191.4270.719.644.69蛋白质1.0100.8440.834.74.66混合物0.854.837葡萄糖C6H12O6+602=6CO2+6H2O1棕榈酸CH3(CH2)14COOH+23O2=16CO2+16H2O0.7三、测定例：某人一日O2消耗量414.6L/d，同时CO2排出量353.3L/d，一日尿中氮含量12.8g，计算一日热能需要。

①计算非蛋白质RQ：

414.6-12.8×6.25×1.010=333.8LO2，

353.3-12.8×6.25×0.844=285.78LCO2

非蛋白质RQ=285.78/333.8=0.86三、测定②查表当非蛋白质RQ=0.86时，消耗1L氧等于0.622g碳水化物和0.249g脂肪

333.8LO2×0.622g/L=207.6g碳水化合物

338.8LO2×0.249g/L=83.1g脂肪

12.8×6.25=80g蛋白质

③计算热能需要

207.6×4+83.1×9+80×4=1898.3kcal

直接计算法：

414.6LO2×4.837kcal/LO2=2005kcal营养物质氧化时，消耗1升O2产生的热量叫氧热值或氧卡值。不同的食物有不同的RQ,有不同的NPRQ,有不同的氧热值。混合食物的RQ为0.85，氧卡值为4.837。

热能消耗kcal=耗氧量(L)×氧热值三、测定非蛋白质不同呼吸商的氧热值非蛋白RQ氧热值kcal/L膳食组合非蛋白RQ氧热值kcal/L膳食组合碳水化合物脂肪碳水化合物脂肪0.764.7510.2130.4170.774.7640.2540.4000.784.7760.2940.3840.794.7880.3340.3680.804.8010.3750.3500.814.8130.4150.3340.824.8250.4560.3170.834.8380.4980.3010.844.8500.5390.2840.854.8620.5800.2670.864.8750.6220.2490.874.8870.6660.2320.884.8990.7080.2150.894.9010.7410.1970.904.9240.7930.180三、测定2.测量法C.稳定性同位素法用稳定性同位素2H和18O标记的2H218O，遂嘱受试者饮含2H218O的水一杯后，使之与体内水代谢库平衡

测试者饮入一定量用稳定同位素标记的水，在一定时间内通过测定体液，如尿液中稳定贞位素的量计算出机体内因食物氧化而产生水量，进而算出能量的消耗量。由于使用的是稳定同位素，所以十分安全四、能量平衡与热能供给能量平衡和热能供给理想体重（kg）=身高（cm）-100;（身高165cm以下，则减105）正常体重：理想体重±10%例题：1.70米身高的理想体重：170-100=70公斤=140斤160厘米身高的理想体重：160-105=55公斤=110斤四、能量平衡与热能供给正常、超重、肥胖、消瘦判断标准：正常体重：理想体重±10%01肥胖：>20%03消瘦或超重：±10%~20%02严重消瘦：<20%04四、能量平衡与热能供给正常、超重、肥胖、消瘦判断标准：BMI（BodyMassIndex）=体重（kg）/身高2（m2）中国成人体重指数:消瘦<18.5kg/m2适中18.5~24kg/m2

（亚太：18.5-22.9）超重24.0~28kg/m2肥胖>28kg/m2高度肥胖>35kg/m2成人最理想的BMI=22四、能量失衡——热能摄入不足体力下降、工作效率低下，脂肪贮存减少，抗病能力下降，女性性成熟延迟，易生产低体重婴儿。年老时增加营养不良的危险。长期则会发生饮食性营养不良，进一步加重蛋白质缺乏，最终导致PEM四、能量失衡——热能摄入过多肥胖、高血压、心脏病、糖尿病和某些癌症发病率明显增高，还可造成或引发脂肪肝、胆石症、痛风症等四、能量平衡与热能供给3.能量的推荐摄入量关于能量供给量的具体标准，1981年中国营养学会提出了RDA，198