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第八章营养与能量平衡•第一节能量来源及能值•第二节影响人体能量需要的因素•第三节能量消耗的测定方法•第四节能量的供给与食物来源第八章营养与能量平衡•第一节能量来源及能值•一、能量的作用及意义•二、能量单位•三、能量系数每克碳水化合物、脂肪和蛋白质在体内氧化产生的热能值称为能量系数（或热能系数）。食物能量系数通常是用弹式测热器进行测定。糖、脂肪和蛋白质的消化吸收率分别为98%、95%和92%，故三大营养素的能量系数为：碳水化合物：17.15kJ×98%＝16.8kJ（4kcal）脂肪：39.5kJ×95%＝37.6kJ（9kcal）蛋白质：（23.64－5.44）kJ×92%＝16.7kJ（4kcal）第八章营养与能量平衡•第二节影响人体能量需要的因素•一、基础代谢•1．基础代谢率(BMR)过去常用单位时间内人体每平方米体表面积所消耗的基础代谢能量表示[kJ/(m2∙h)]。基础代谢与体表面积密切相关，计算体表面积(m2)公式为：m2＝0.00659×身高(cm)＋0.0126×体重(kg)－0.1603因此，人体一昼夜基础代谢的能量消耗＝BMR×体表面积(m2)×24(h)。表8-1列出了不同年龄的基础代谢率BMR。第八章营养与能量平衡表8-1人体基础代谢率BMR年龄/岁男女kJ/(m2·h)kcal/(m2·h)kJ/(m2·h)kcal/(m2·h)1221.853.0221.853.03214.651.3214.251.25206.349.3202.548.47197.947.3190.045.49189.245.2179.142.811179.943.0167.440.015174.941.8158.637.920161.538.6147.735.325156.937.5147.335.230154.036.8146.935.140151.936.3146.034.950149.835.8141.833.960146.034.9136.832.770141.433.8132.631.780137.933.0129.230.9第八章营养与能量平衡•2．影响基础代谢的因素正常情况下，成年人相当体表面积1m2的基础代谢约为16736kJ(40kcal)/h或1kg体重为1kcal/h。女性比男性约低5%，老人比成人低10%～15%。人体安静时能量代谢在20～30℃的环境中最为稳定。当环境温度低于20℃时，代谢率开始增加，10℃以下时，代谢率显著增加；超过30℃时，代谢率也会增加。中国各地区热能摄取量与地区纬度之间呈明显正相关。纬度每差10。，热能摄取量相差1.853J(0.4433kcal)，相当于中等劳动强度所消耗总热能的15%。如以北纬45。、35。、25。分别代表中国东北、华北和华南，则东北地区居民热能摄取量比华北和华南分别高约15%和30%。第八章营养与能量平衡中年以后基础代谢率逐渐下降，活动量减少，对于能量的需求也相对减少：通常40～49岁减少5%，50～59岁减少10%，60～69岁减少20%，70岁以上减少30%。同等体重情况下，瘦高体型的人体表面积大散发能量也多，其基础代谢率高于矮胖者；人体瘦体组织消耗的热能占基础代谢的70%～80%，包括肌肉、心、脑、肝、肾等，所以，瘦体质量大，肌肉发达者，基础代谢水平高。人与人之间基础代谢水平的个体差异，遗传因素是关键的影响因素之一。第八章营养与能量平衡•二、对食物的特殊动力作用由于摄取食物而引起的机体能量代谢的额外增高现象即为食物特殊动力作用(SDA)，又称为食物的热效应(TEF)。它只是增加机体能量消耗，并非增加能量来源。食物在消化过程中通过酶的参与作用，将食物中的淀粉分解成单糖，甘油三酯分解成甘油一酯、甘油和脂肪酸，蛋白质分解成氨基酸等可同化的形式，然后再完成消化、转运、代谢和储存等作用。在这个过程中同时引起体温升高和散发能量都需要消耗能量，因摄食而引起的能量的额外消耗就称为食物特殊动力作用，也就是食物在整个消化过程中能量消耗的结果。第八章营养与能量平衡蛋白质的食物动力作用最强，相当于蛋白质本身所产生热能的30%，持续时间也较长，有的可达10～12h。另外，碳水化合物约为其本身所产生热能的5%～6%，脂肪约为4%～5%。一般情况下，成人摄入的普通混合膳食中，每日由于食物特殊动力作用所引起的额外增加的能量消耗约为627～836kJ，相当于基础代谢的10%。激活每分子氨基酸和形成肽链的连结需要2mol的ATP和1mol的GTP(三磷酸鸟苷)，每个核苷酸掺入DNA(脱氧核糖核酸)，信使RNA(核糖核酸)或转移RNA也都需要1个以上的高能磷酸键，每分子氨基酸转运透过细胞膜也需要3molATP。而蛋白质被消化分解成氨基酸后，在肝脏脱氨并合成尿素时也需要消耗一定能量。第八章营养与能量平衡•三、体力活动根据劳动强度的不同，中国将一般男性的体力劳动分为五级（因女性无极重体力劳动，故分为四级）。（1）极轻体力劳动身体主要处于坐位的工作，如办公室、开会、读书和装配或修理钟表等。（2）轻体力劳动以站立为主的工作，如商店售货员、实验室工作和教师讲课等。（3）中等体力劳动如重型机械操作、拖拉机驾驶、汽车驾驶和一般农用劳动等。（4）重体力劳动如非机械化农业劳动、半机械化搬运工作，炼钢和体育活动等。（5）极重体力劳动如非机械化的装卸工作、采矿、伐木和开垦土地。第八章营养与能量平衡一般而言，每日热能的需求(包括基础代谢和食物特殊动力作用)10032～16720kJ(2400～4000kcal)，孕妇和乳母须在原有基础上额外补加300kcal/d。中国营养学会根据中国情况、劳动强度、生理特点制订了热量每天供给量标准，见表8-2。表8-2中国热量每天供给量标准劳动强度热量供给量/kcal男性女性轻体力劳动26002400中等体力劳动32002600重体力劳动34003000极重体力劳动4000孕妇、乳母＋300第八章营养与能量平衡另外，正处于生长发育的机体还要额外消耗能量维持机体的生长发育。如婴幼儿、儿童、青少年生长发育需要的能量主要用于形成新的组织及新组织的新陈代谢，3～6个月的婴儿每天有15%～23%的能量储存于机体建立的新组织；婴儿每增加1g体重约需要20.9kJ(5kcal)能量。第八章营养与能量平衡•第三节能量消耗的测定方法•一、直接测热法直接测热法是直接收集和测量人体所散发的全部热量。此种方法数据准确度高，但仪器设备投资大，而且不适宜复杂的现场测定，因此实际工作中很少使用。•二、间接测热法间接测热法又称气体代谢法，基本原理是碳水化合物、脂肪和蛋白质在生物体内氧化分解产生二氧化碳和水，并释放出能量满足机体需要，因此测定一定时间内氧气的消耗量就可计算生成的热量。间接测热法又可分为开放式和闭合式两种。第八章营养与能量平衡•三、生活观察法生活观察法是详细观察和登记测试对象1天(24h)中各种活动的内容及时间，然后将各项活动的热能消耗率乘以从事该活动所占用的时间；将24h内各项活动的热能消耗量相加，得出某人一天的能量消耗。在此基础上，再加10%的食物特殊动力作用所消耗的热量，就是一天的热量需要量。采用观察法观察的天数越多，代表性越强，偏差越小。观察法简单易行，但要求测试对象密切配合，各项活动须计时准确，否则会影响测试结果。第八章营养与能量平衡•四、体重平衡法此法只适用于健康成年人。精确地计算出一定时期（连续15天以上）所摄入的食物热量，并测定此时期始末的体重。根据体重的变化，按每克体重相当于33.48kJ热能计算，即可得出此时期的热量消耗。经常测量体重是监测能量是否平衡的最简便的方法。中国成人标准体重可参考下列公式计算：标准体重(kg)＝身高(cm)－100(身高165cm)标准体重(kg)＝身高(cm)－105(男)(身高165cm)标准体重(kg)＝身高(cm)－110(女)(身高165cm)如实测体重在标准体重±10%之间，属正常；在±10%～20%之间，属过重或瘦弱，都不能算能量的摄入平衡。第八章营养与能量平衡•第四节能量的供给与食物来源•一、能量的供给世界各地营养调查结果表明，每人每日膳食总能摄入量中碳水化合物占40%～80%不等，大于80%和小于40%是对健康不利的两个极端，大多控制在50%～65%之间，最好不应低于55%。脂肪在各国膳食中的供能比例为15%～40%不等，尤其是西方国家食用动物脂肪量过多，随着对脂肪与心血管疾病和癌症发病关系的深入认识，现在大多控制在30%以下，而以15%～25%为宜。蛋白质则以15%～20%较好。第八章营养与能量平衡•二、能量不平衡的危害•1．热量不足的危害长期热能摄入不足，会影响蛋白质的吸收利用，造成体内蛋白质缺乏，出现蛋白质热能营养不良。表现为消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、免疫力、健康水平下降等。•2．能量过剩的危害若摄入的食物超过需要量，即热能过剩，多余的热能就会在体内转化为脂肪贮存起来，尤其容易积聚在皮下组织。长期热能过剩，会使体脂增多，造成肥胖。肥胖不但有大量脂肪积聚在皮下，而且还有许多脂肪沉积在内脏上，影响内脏正常的生理功能。肥胖还易并发糖尿病、胆结石、胰腺炎、痛风症和某些癌症等。造成热能不平衡的原因主要有：饮食和运动。第八章营养与能量平衡•三、能量的食物来源按照等能定律，从能量供给上讲，碳水化合物、脂肪和蛋白质比例的变化并不影响能量的摄取，可以在一定程度上相互代替，1g碳水化合物＝0.45g脂肪＝1g蛋白质。碳水化合物、脂肪和蛋白质三种产能营养素普遍存在于各种食物中。通过实验已经证明，在适量饮用乙醇的情况下，乙醇是可以提供一定能量的。因为乙醇全部燃烧，每克产生29.26kJ（7kcal）热量，其中70%可被机体利用，即可提供20.9kJ（5kcal）的热量。但是过度饮用乙醇会影响其他营养素。第八章营养与能量平衡为了满足人们的不同需要，可把食品分为“低热能食品”与“高热能食品”。前者主要由含热能低的食物原料(包括人类不能消化、吸收的膳食纤维等)所制成，用以满足肥胖症、糖尿病患者的需要。后者则是由含能量高的食物，特别是含脂肪量高而含水量少的原料制成，如奶油、干酪、巧克力制品及其他含有高比例的脂肪和糖所制成的食品。它们的能量密度高，可以满足热能消耗大，持续时间长，特别是满足处于高寒地区工作和从事考察、探险、运动时的需要。但是，不管是哪种食品，都应有一定的营养密度。而且从总的情况来看，在人体所需热能和各种营养素之间应保持一定的平衡关系。