基礎營養-能量一、概述能量是營養學的基礎。人體的一切活動都與能量代謝分不開，如果體內能量代謝停止，生命也就停止能量的供需平衡是營養學最基本的問題，能量問題貫穿于人體營養的始終一、概述自然界中常見的能量有化學能、機械能、熱能、電能以及太陽能等形式存在人體中有電能（神經傳導）、機械能（肌肉收縮）、化學能（化學合成）和熱能（體溫）能量長期攝入不足時，使用組織和細胞中儲存的能量維持生理活動中的消耗能量攝入高于需求時，多余的能量以脂肪的形式儲存體內一、概述1.單位通用單位（機械能單位）：1牛頓力:質量1kg的物體獲得1米/秒2的加速度所需的力

焦耳（J）、千焦耳（KJ）、兆焦耳（MJ）營養學（熱能單位）：1kcal指一個標準大氣壓下，1kg純水由15℃上升到16℃所需要的能量

卡（cal）、千卡（kcal）一、概述1.單位單位換算1cal=4.184J1kcal=4.184KJ1000kcal=4.184MJ一、概述2.能量系數每克碳水化合物、脂肪和蛋白質在體內氧化分解（或在體外燃燒）時所產生的的能量稱之為能量系數或食物的熱價（energycoefficient）一、概述3.生熱系數1g生熱營養素在體內完全氧化釋放出來的能量，稱為生熱系數（Atwater)或熱能系一、概述3.生熱系數彈式熱量計體內吸收率生熱系數蛋白質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.生熱系數酒精不屬于碳水化合物，但它可以產生能量：1g→7kcal它產生的能量并無其他營養作用，只能以熱能的形式出現，并向外界散發，不能用于機體作功，故稱為“空熱“一、概述3.生熱系數酒精的空熱與糖、脂肪提供的能量區別①它不能為肌肉所利用，只能在肝臟全部被肝臟代謝②酒精的代謝率在人體是相對固定的一、概述3.生熱系數①損傷肝臟，引起肝硬化、脂肪肝②引起貧血※（消耗營養素、造血原料、抑制骨髓造血）③胰腺炎、腸炎、胃炎④抑制G與AA的吸收，促進腸道合成脂肪，促進肝合成膽固醇，從而引起高血脂、脂肪肝一、概述4.決定食物產熱能力高低的因素食物的構成，如含脂肪高的食物，產熱能力較高膳食中產熱營養素的濃度。如對脂肪而言，肥肉中脂肪含量高，產熱比瘦肉高；對蛋白質而言，乳酪中蛋白質含量比鮮奶高，其產熱量也高根據產熱量的高低可將食物分為高熱量、中熱量和低熱量食物二、人體能量消耗A、基礎代謝1.基礎代謝(basalmetabolism)

基礎代謝是指人體在清醒、安靜與空腹狀態下維持生命活動所消耗的能量。一般在室溫18-25℃，禁食12小時后，靜臥、放松而又清醒時測定。此時熱能僅用于維持體溫和呼吸、血液循環及其它器官的生理需要二、人體能量消耗2.基礎代謝率(basalmetabolicrate，BMR)

是指人體處于基礎代謝狀態下，每小時每平方米體表面積(或每公斤體重)的熱能消耗。其單位有：kcal(kJ)/m2.h、kcal(kJ)/kg.h二、人體能量消耗3.基礎代謝能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑴體表面積法：BEE=A×BMR×24hA（體表面積）=0.00659×H十0.0126×W-0.1603(趙松山,1984)-適合中國人的體表面積公式A（體表面積）=0.0061×H十0.0128×W-0.152(Stevenson,1926)A（體表面積）=H0.725×W0.425×71.84（DuBois,1916)人在熟睡時，熱能消耗比基礎代謝約減少10％二、人體能量消耗3.基礎代謝能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE)⑴體表面積法：BEE=A×BMR×24hBMR

①查表：人體能量代謝率表

②BMR計算的簡單公式：

BMR=55－年齡(0－19歲)

BMR=37－(年齡－20)/10(20歲以上)

③最簡單的方法如下，結果相對粗略※（WHO）

成人男性按1kcal/kg/h女性按0.9kcal/kg/h不同年齡段的人體基礎代謝率（KJ/m2/h）年齡男女年齡男女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不同年齡段的人體基礎代謝率（Kcal/m2/h）年齡男女年齡男女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、人體能量消耗3.基礎代謝能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑵直接公式計算法Harris和Benedict提出了公式計算基礎能量消耗

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

嬰兒BEE＝22＋31.0×W＋1.7×H

W=體重(kg),H=身長(cm),A=年齡(y)二、人體能量消耗3.基礎代謝能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑶WHO：體重計算法

年齡男女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、人體能量消耗3.基礎代謝能量消耗（basicenergyexpenditure，BEE）⑷臨床粗略估計法BMR值估算：成人男性按1kcal/kg/h女性按0.9kcal/kg/h再乘以24二、人體能量消耗小練習：分別用以上四種方法計算該個體的BEE：60kg，175cm，30歲，男二、人體能量消耗4.靜息代謝率

由于基礎代謝率的測定比較困難，WHO于1985年提出用靜息代謝率(restingmetabolicrate，RMR)代替BMR。測定時，全身處于休息狀態，禁食僅需4小時。因此，RMR的值一定略高于BMR一般占總熱能的60～75%二、人體能量消耗5.影響基礎代謝的因素基礎代謝主要由瘦體組織(leanbodymass)產生。LBM包括肌肉、心、腦、肝、腎等。人體瘦體組織消耗的熱能占BMR的70～80%種族：同身高，同體表面積的人種以愛斯基摩人和印第安人的BMR最高，歐美人次之，亞洲人較低身材（包括體面積和體型兩方面）:體表面積大者，散發熱能也多，所以同等體重者，瘦高者基礎代謝高于矮胖者。肌肉發達者（LBM越多），基礎代謝水平高二、人體能量消耗5.影響基礎代謝的因素性別:同年齡、同一體表面積（同身高同體重），男性比女性高5~10%，因為女性LBM低于男性的LBM年齡:一般而言，兒童＞成人＞老年人嬰兒生長發育快，BMR高，隨年齡增長，BMR逐漸下降，成人后，每10年下降2%睡眠:睡眠比清醒時低10%懷孕:后期上升15~25%二、人體能量消耗5.影響基礎代謝的因素發熱:體溫升高1℃,基礎代謝增加13%激素:甲亢時上升75~100%甲狀腺機能低下減少30~40%炎熱或寒冷，過多攝食，精神緊張時都可以使基礎代謝水平升高，寒冷BMR比溫熱增高10~15%，尼古丁和咖啡因:可以刺激基礎代謝水平升高二、人體能量消耗B、體力活動的熱效應1.身體活動（physicalactivity）是指任何由骨骼肌收縮引起能量消耗的身體運動，約占人體總能量消耗的15%-30%2.各種體力活動消耗的熱能（TEE，thethermiceffectofexercise），TEE變化最大，也是人體控制熱量消耗，保持能量平衡，維持健康的重要部分二、人體能量消耗B、體力活動的熱效應3.影響身體活動能量消耗的因素體型：肌肉越發達者，活動時消耗熱能越多體重：體重大者，做相同的運動所消耗的熱能也越多體力活動的強度，持續時間及工作熟練程度，時間越長、強度越大、越不熟練者消耗熱能越多體力活動強度、年齡和體重是制定熱能供給量標準的主要依據二、人體能量消耗建議中國成人活動水平分級活動水平職業工作時間分配工作內容舉例PAL男PAL女輕75%時間坐或站立25%時間站著活動辦公室工作、修理電器鐘表、售貨員、商店服務員、化學實驗操作、講課等1.551.56中25%時間坐或站立75%時間特殊職業活動學生日常活動、機車駕駛、電工安裝、車床操作、金工切割1.781.64重40%時間坐或站立60%時間特殊職業活動非機械化農業勞動、煉鋼、舞蹈、體育活動、裝卸、采礦等2.101.82二、人體能量消耗C、食物熱效應（TEF，Thermiceffectoffood）1.指人體在攝食過程中所引起的額外能量消耗，是攝食后發生的一系列消化、吸收利用以及營養素及其代謝產物之間相互轉化的過程中所消耗的能量2.食物的熱效應占食物本身產熱量的百分比：脂肪4%-5%，碳水化合物5%-6%，蛋白質30%，混合食物的熱效應占其基礎代謝能的10%二、人體能量消耗C、食物熱效應（TEF，Thermiceffectoffood）3.TEF出現的時間實驗結果表明，攝食使BMR升高，而且這種升高僅在攝食開始不久就出現，最高點在攝食后的2小時左右，并在3～4小時可恢復正常二、人體能量消耗C、食物熱效應（TEF，Thermiceffectoffood）4.TEF的決定因素：膳食結構（食物成分）進食量（吃的越多，熱能消耗也越多）進食頻率（吃的越快，熱能消耗也越多）吃的快時，其中樞神經系統更活躍，激素和酶的分泌速度快、量更多，吸收和貯存的速率更高，其能量消耗也相對更多二、人體能量消耗C、食物熱效應（TEF，Thermiceffectoffood）5.產生TEF的原因：

①營養素消化吸收后轉變成ATP貯存的效率不同，蛋白質：32％~34％，

脂肪和碳水化物：38％~40％②30~40％的能量儲備可以ATP的形式儲存,多余的只能以體溫形式釋放③脂肪直接儲存于脂肪組織消耗能量最?。黄咸烟寝D變成糖原或脂肪略高一些；而氨基酸合成人體蛋白質，或代謝轉化為糖和脂肪，消耗能量較多二、人體能量消耗D、特殊生理階段包括孕期、哺乳期、和嬰幼兒、兒童、青少年等階段1.生長發育需要對于生長期的兒童，還要增加生長發育所需的能量，一般為總能量的25%-15%2.孕期需要胎兒生長發育、孕婦子宮、乳房與胎盤的發育及母體脂肪的儲存以及這些組織的自身代謝三、測定確定各類人群或每個人的能量需要量，對于指導人們改善自身的膳食結構、膳食規律、維持能量平衡、提高健康水平是非常重要的，也是營養學工作和研究中經常進行的工作，現主要采用計算法和測量法兩種方法三、測定1.計算法A.一日活動記錄法方法：詳細地記錄一天的各項活動，查表P52：1-14，將各項活動的能量消耗加起來即為一日的能量需要量一日活動記錄法活動能耗率kcal/kg/h活動時間h耗能kcal睡眠0.918437辦公室工作1.88864個人衛生3.10.593走路3.71.5333看電視看書1.393250休息（躺）1.082130吃飯1.91114合計242221三、測定1.計算法B.根據體力活動強度來確定能量需要根據工作性質確定其體力活動強度，就可以按前面的方法計算出一天的能量消耗量，即能量的需要量。（消耗=需要）各種強度的體力活動及能量消耗見表8-2（P96）三、測定1.計算法C.膳食調查方法：詳細記錄一段時間（至少5～7天）攝入食物的種類和數量，計算平均每天食物總的熱能含量，即一日能量需要量。如確定一類人群的能量需要，還應注意調查對象應有一定的數量才相對地可信、可靠三、測定1.計算法D.簡易計算法A=B(1+Bx)×1.1A：能量需要量Bx：BMRX：生活指數，輕0.35，中0.5，重0.75～1該結果偏低，可加上10%的安全系數三、測定2.測量法A.直接測熱法(directcalorimetry)原理：人體釋放熱量的多少可反映機體能量代謝情況，進而可求出機體的能量需要量。方法：將受試者放入四周被水包圍的小室，人體釋放的熱能可全部被水吸收而使水溫升高，根據水溫的變化和水量，即可計算出釋放的總熱量。缺點：實驗室造價高，需特殊裝備和人力。不宜作為各種活動的實際（現場）測定,現已很少采用三、測定2.測量法B.間接測熱法(indirectcalorimetry)原理：產熱營養素在體內氧化產生二氧化碳和水，并釋放能量滿足機體需要，因此只需測出氧氣消耗量和產生二氧化碳量或產生水量的多少，就可以計算能量的消耗，進而確定能量的需要量呼吸商（RQ）：三大產能營養素在體內氧化分解釋放能量時，二氧化碳的產生量（VCO2）與氧的消耗量（VO2）之比值稱為呼吸商。體內消耗的能源物質不同，其呼吸商也不同三、測定2.測量法B.間接測熱法(indirectcalorimetry)三大產能營養素的呼吸商：CHO為1.0FAT為0.7PRO為0.83非蛋白呼吸商（NPRQ）在總的二氧化碳產生量和總的耗氧量中減去蛋白質分解所產生的二氧化碳和所需的氧量，余下的為糖和脂肪在代謝中產生的二氧化碳量和消耗的氧量，此時的VCO2/VO2即為NPRQ三、測定1g生熱營養素氧化產生的能量營養素耗O2量L產生CO2LRQ熱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蛋白質1.0100.8440.834.74.66混合物0.854.837葡萄糖C6H12O6+602=6CO2+6H2O1棕櫚酸CH3(CH2)14COOH+23O2=16CO2+16H2O0.7三、測定例：某人一日O2消耗量414.6L/d，同時CO2排出量353.3L/d，一日尿中氮含量12.8g，計算一日熱能需要。

①計算非蛋白質RQ：

414.6-12.8×6.25×1.010=333.8LO2，

353.3-12.8×6.25×0.844=285.78LCO2

非蛋白質RQ=285.78/333.8=0.86三、測定②查表當非蛋白質RQ=0.86時，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蛋白質

③計算熱能需要

207.6×4+83.1×9+80×4=1898.3kcal

直接計算法：

414.6LO2×4.837kcal/LO2=2005kcal營養物質氧化時，消耗1升O2產生的熱量叫氧熱值或氧卡值。不同的食物有不同的RQ,有不同的NPRQ,有不同的氧熱值?；旌鲜澄锏腞Q為0.85，氧卡值為4.837。

熱能消耗kcal=耗氧量(L)×氧熱值三、測定非蛋白質不同呼吸商的氧熱值非蛋白RQ氧熱值kcal/L膳食組合非蛋白RQ氧熱值kcal/L膳食組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、測定2.測量法C.穩定性同位素法用穩定性同位素2H和18O標記的2H218O，遂囑受試者飲含2H218O的水一杯后，使之與體內水代謝庫平衡

測試者飲入一定量用穩定同位素標記的水，在一定時間內通過測定體液，如尿液中穩定貞位素的量計算出機體內因食物氧化而產生水量，進而算出能量的消耗量。由于使用的是穩定同位素，所以十分安全四、能量平衡與熱能供給能量平衡和熱能供給理想體重（kg）=身高（cm）-100;（身高165cm以下，則減105）正常體重：理想體重±10%例題：1.70米身高的理想體重：170-100=70公斤=140斤160厘米身高的理想體重：160-105=55公斤=110斤四、能量平衡與熱能供給正常、超重、肥胖、消瘦判斷標準：正常體重：理想體重±10%01肥胖：>20%03消瘦或超重：±10%~20%02嚴重消瘦：<20%04四、能量平衡與熱能供給正常、超重、肥胖、消瘦判斷標準：BMI（BodyMassIndex）=體重（kg）/身高2（m2）中國成人體重指數:消瘦<18.5kg/m2適中18.5~24kg/m2

（亞太：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——熱能攝入不足體力下降、工作效率低下，脂肪貯存減少，抗病能力下降，女性性成熟延遲，易生產低體重嬰兒。年老時增加營養不良的危險。長期則會發生飲食性營養不良，進一步加重蛋白質缺乏，最終導致PEM四、能量失衡——熱能攝入過多肥胖、高血壓、心臟病、糖尿病和某些癌癥發病率明顯增高，還可造成或引發脂肪肝、膽石癥、痛風癥等四、能量平衡與熱能供給3.能量的推薦攝入量關于能量供給量的具體標準，1981年中國營養學會提出了RDA，198